Способ переработки резиносодержащих отходов

 

Использование: переработка резиносодержащих отходов, получение строительных материалов, химическая промышленность. Сущность изобретения: перерабатывают резиносодержащие отходы (РСО) на основе ненасыщенных каучуков общего назначения. Бракованную варочную камеру на основе НК разрезают на куски минимально 8 - 12 мм. Помещают в проволочную корзину. Опускают в реактор. На дне реактора находится битум, нагретый до 110^oC. Соотношение РСО:жидкая среда 1:3. Термодеструкцию проводят при 320^oC. Время выдержки в жидкой и газовой средах 1:0,2. Газовая среда образуется в процессе термодеструкции. Она содержит углеводороды - 86 - 95 мас.%, другие вещества - остальное. Углеводороды: непредельные - 50 - 80 мас.%, предельные - остальное. Среды, начиная с жидкой, поочередно сменяют. Соотношение времени выдержки в жидкой и газовой средах в пределах 1:(0,2 - 0,5). Термодеструкцию целесообразно проводить при 320 - 360^oC. Характеристика способа: ускорение растворения в 1,25 - 1,50 раз (85 - 110 мин). 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к способу переработки резиносодержащих отходов и может быть использовано при получении строительных материалов и в химической промышленности.

Известен способ переработки резиносодержащих отходов (РСО) термодеструкцией в жидкой углеводородсодержащей среде, в котором на первой стадии РСО подвергают обработке при 190 220^oC в течение 0,5 1,0 час, а на второй при 240 260^oC в течение 0,5 4,0 час [1] Недостатком данного способа является двухстадийность, необходимость предварительного измельчения РСО до размера крошки и неполное растворение резины.

Указанных недостатков лишен другой известный способ, выбранный в качестве прототипа, способ переработки РСО термодеструкцией в жидкой углеводородсодержащей среде при 240 380^oC и соотношении по массе 1:(1 - 99) [2] Недостатком данного способа является длительность термодеструкции.

Техническим результатом, на решение которого направлено данное изобретение, является ускорение термодеструкции.

Поставленная задача достигается тем, что в способе переработки резиносодержащих отходов на основе ненасыщенных каучуков общего назначения термодеструкцией в жидкой углеводородсодержащей среде дополнительно используют газовую среду, образованную летучими продуктами жидкой углеводородсодержащей среды, причем среды, начиная с жидкой, поочередно сменяют при соотношении времени выдержки в жидкой и газовой средах в пределах 1:(0,2 0,5). Целесообразно также проводить термодеструкцию при 320 360^oC.

Основной является жидкая углеводородсодержащая среда, которая аналогична жидким средам известных способов. Исходными продуктами для нее являются тяжелые углеводороды: мазут, гудрон, битум, сланцевая смола и др. При нагреве до температуры термодеструкции (250 380^oC) состав жидкой среды несколько изменяется за счет улетучивания фракций, выкипающих ниже температуры термодеструкции. После начала термодеструкции происходит существенное изменение ее состава ввиду постепенного накопления в ней продуктов термодеструкции резиновой части отходов: высококипящих органических веществ, основу которых составляют олигомеры каучука, органических и неорганических (технических углерода и др.) ингредиентов резиновых смесей.

Дополнительной к способу по изобретению является газовая среда. Она образуется в основном за счет выкипающих при температуре термодеструкции низкомолекулярных органических продуктов термического распада макромолекул каучука. Газовая среда во время термодеструкции РСО содержит, мас. углеводороды 86 95, другие вещества остальное. Углеводороды имеют состав, мас. непредельные 50 80, предельные остальное. Другие вещества включают, мас. водород, окислы углерода, серы и др. 70 80, сероводород, меркаптаны остальное.

В способе переработки РСО термодеструкцией в жидкой углеводородсодержащей среде вся порция РСО должна находиться в жидкости. Для массивных и компактных РСО, например подвулканизованной резиновой смеси, полное их погружение в жидкость обеспечивается при массовом соотношении РСО:жидкая среда не менее 1:1, а для объемных РСО количество жидкой среды в несколько раз превышает количество РСО.

Практика показывает, что при соотношении РСО:жидкая среда, равном 1:5, обеспечивается полное нахождение в жидкости большинства видов РСО. Для обеспечения высокой производительности оборудования и снижения энергетических затрат при переработке РСО термодеструкцией в жидкой среде целесообразно стремиться к использованию минимального количества жидкой среды, обеспечивающего нахождение в ней всей порции РСО. В этой связи массовое соотношение РСО:жидкая среда, равное 1:(1 99) для прототипа, в разработанном способе целесообразно сузить до 1:(1 5), хотя преимущества изобретения сохраняются и при большей доле жидкой среды в соотношении (см. табл. 2).

Изобретение иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1.

Способ выполняют в двух вариантах: по изобретению и по прототипу. В качестве РСО используют бракованную варочную камеру, изготовленную на основе натурального каучука, а в качестве жидкой углеводородсодержащей среды - нефтяной строительный битум марки БН 90/10. Массовое соотношение РСО:жидкая среда составляет 1:3, а температура деструкции 320^oC; при этом соотношение времени выдержки в жидкой и газовой средах равняется 1:0,2.

4 кг бракованной варочной камеры, нарезанной на куски с минимальным размером 8 12 мм, помещают в проволочную корзину, которую опускают на дно реактора, содержащего 12 кг битума, нагретого до 110^oC. Реактор закрывают крышкой, соединенной с охлаждаемым водой стальным холодильником типа "труба в трубе", на выходе из которого установлен тройник, нижний отвод которого соединен шлангом с банкой объемом 1 л, а верхний со стеклянной трубкой, опущенной на 3 см в 10%-ный водный раствор соды в банке объемом 5 л, выполненной, как и первая, из стекла. С помощью внешнего электрообогревателя температуру в реакторе поднимают до температуры термодеструкции со скоростью 95 100^oC/час.

При этой температуре через каждые 20 мин выдержки РСО в жидкой среде корзину с ними с помощью вертикально расположенного штока, соединенного внизу с корзиной и пропущенного через уплотненное отверстие в крышке, поднимают на 4 мин над уровнем жидкости.

Летучие продукты, выходящие из реактора, после охлаждения разделяются в тройнике на конденсат и газы. Конденсат накапливается в меньшей банке, а выходящий из конца стеклянной трубки газ барботирует через слой содового раствора в большой банке. О конце процесса судят по превращению непрерывного потока пузырьков газа в прерывистый. После этого прекращают нагрев реактора и после естественного охлаждения до 180^oC сливают продукт термодеструкции и извлекают корзину. Время растворения РСО составляет 85 мин.

В контрольном варианте примера (по прототипу) поступают аналогично основному варианту, но без поднятия корзины. Примеры 2 10 аналогичны примеру 1, но отличаются параметрами проведения способа.

Данные по примерам сведены в табл. 1 и 2, причем в табл. 1 представлены данные для разного соотношения времени выдержки в жидкой и газовой средах, а в табл. 2 для разного массового соотношения РСО:жидкая среда.

Формула изобретения

1. Способ переработки резиносодержащих отходов на основе ненасыщенных каучуков общего назначения термодеструкцией в жидкой углеводородсодержащей среде, отличающийся тем, что дополнительно используют газовую среду, образованную летучими продуктами жидкой углеводородсодержащей среды, причем среды, начиная с жидкой, поочередно сменяют при соотношении времени выдержки в жидкой и газовой средах в пределах 1:(0,2 0,5).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что термодеструкцию проводят при 320 360^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2