廢舊輪胎熱裂解與催化裂解行為研究.pdf

1、廢舊輪胎催化裂解的研究是近年來人們一直關(guān)注和不斷研究的一個重要課題，對于資源利用及環(huán)境保護具有重大意義。通過催化裂解的方式對廢舊輪胎進行回收，國內(nèi)外已進行了大量的研究，雖然已取得了很多成果，但目前在技術(shù)及經(jīng)濟上仍具有不可行性的特點。因此，對廢舊輪胎催化裂解行為進行深入的研究，找出影響廢舊輪胎催化裂解性能的重要因素，以提高裂解速率并獲得更高質(zhì)量的液體產(chǎn)品，是當(dāng)前廢舊輪胎催化裂解回收研究領(lǐng)域的重要課題。這一課題的解決，不僅具有理論意義，而且

2、還具有應(yīng)用價值。 本論文采用間歇釜式反應(yīng)器，對廢舊輪胎及輪胎組成中的幾種主要的橡膠，包括天然橡膠(NR)，聚丁二烯(BR)及丁苯橡膠(SBR)的熱解和催化裂解行為進行了系統(tǒng)的研究，為通過催化裂解回收廢舊輪胎提供堅實的理論基礎(chǔ)。 首先研究了廢舊輪胎的熱解和催化裂解行為，得出在廢舊輪胎的催化裂解中，潤滑油的加入明顯地提高了廢舊輪胎催化降解的反應(yīng)速率；并使催化裂解產(chǎn)物中液體收率增加，氣體和固體產(chǎn)物收率減少；在廢舊輪胎的催化

3、裂解產(chǎn)物中，潤滑油的加入使得液體產(chǎn)物中C1、S和N的含量與廢舊輪胎單獨熱解時相似；但輕組分含量明顯提高，重組分含量減少。其中1，8一萜二烯組分的含量由7.54％(廢舊輪胎／zSM-5)提高到13.58％(廢舊輪胎／ZSM-5／潤滑油)；在廢舊輪胎催化裂解中單獨使用催化劑zSM-5分子篩或者單獨使用潤滑油，均不能顯著提高廢舊輪胎裂解效率。潤滑油的加入增強了催化劑與廢舊輪胎之間的相互作用，從而增強了其催化效果；不僅可以提高廢舊輪胎裂解的反應(yīng)

4、速度，還可以增加其裂解產(chǎn)物中具有經(jīng)濟價值的化合物組分的含量。 為了進一步研究廢舊輪胎的熱裂解及催化裂解行為，對輪胎組成中的幾種主要的橡膠，包括天然橡膠(NR)，聚丁二烯(BR)及丁苯橡膠(SBR)的熱解和催化裂解行為進行了研究。 對于這三種橡膠的熱裂解行為，得出在360℃-430℃裂解溫度范圍內(nèi)，增加裂解溫度、降低反應(yīng)壓力、采用動態(tài)氮氣反應(yīng)模式都可以提高這三種橡膠的熱解速度；增加液體產(chǎn)物收率，并減少殘渣收率；另一方面

5、，降低反應(yīng)壓力主要增加這三種橡膠裂解產(chǎn)物中輕組分含量，而減少重組分含量；而在反應(yīng)模式對液體產(chǎn)物分布的影響方面，與靜態(tài)氮氣反應(yīng)模式相比，采用動態(tài)氮氣反應(yīng)模式則減少了這三種橡膠裂解產(chǎn)物中輕組分含量，而增加了重組分含量。 在對這三種橡膠的催化裂解研究中發(fā)現(xiàn)：催化劑ZSM-5分子篩能提高天然橡膠和聚丁二烯橡膠的反應(yīng)速率；增加液體產(chǎn)物收率；表現(xiàn)出了一定的催化裂解能力；但ZSM-5分子篩并不能提高丁苯橡膠的反應(yīng)速率。 在對這三種

6、橡膠與催化劑ZSM-5分子篩及潤滑油的催化共裂解行為的研究中發(fā)現(xiàn)：潤滑油的加入并未增強ZSM-5對天然橡膠的催化裂解作用；而在聚丁二烯的催化裂解研究中，潤滑油的加入增強了催化劑與聚丁二烯橡膠之間的相互作用，不僅可以提高其催化裂解的反應(yīng)速度，還增加了液體產(chǎn)物收率、減少殘渣收率，但減少了輕組分含量，而增加了重組分含量；在丁苯橡膠的催化裂解研究中，潤滑油的加入在一定程度上促進了丁苯橡膠的催化裂解作用。提高了丁苯橡膠催化裂解的反應(yīng)速度，并使碳原