Способ термической деструкции отходов вулканизованного каучука

 

Использование: при переработке отходов, в частности изношенных автомобильных покрышек и отработанных резиновых изделий. Сущность изобретения: в способе термической деструкции отходов вулканизованного каучука, последние и углеводородный растворитель помещают в реактор и стабилизируют температуру переработки смеси путем изменения скорости подвода теплоносителя (T). В качестве T используют газообразную смесь из топливного газа и образующихся при деструкции газообразных продуктов. Для подогрева газообразной смеси используют циркулирующий контур печь-реактор. Измеряют содержание непредельных углеводородов в газовой смеси и стабилизируют его воздействием на расход газообразных продуктов. Давление, обеспечивающее принудительную циркуляцию газообразной смеси, стабилизируют путем воздействия на расход топливного газа. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к переработке отходов, в частности, резиновых отходов, например изношенных автомобильных покрышек и отработанных резиновых изделий, и может быть применено нефтехимической промышленности.

Известен способ деструкции вулканизованного каучука в жидкой углеводородной в присутствии инициаторов, например, перекисей, гидропереписей, персульфатов, азосоединений, органических растворимых солей металлов переменной валентности путем нагревания до температуры около 130^oC, причем скорость деструкции регулируется путем изменения дозировки инициатора.

В качестве углеводородного растворителя используют в основном масло, а в качестве инициатора, предпочтительно нафтенат кобальта [1] Однако известный способ предусматривает применение инициатора, который хотя и снижает температуру деструкции резиновых отходов, но не позволяет повысить точность стабилизации температуры и работоспособности процесса деструкции.

Известен другой способ термической деструкции отходов вулканизованного каучука, при котором отходы каучука и углеводородный растворитель помещают в реактор и стабилизируют температуру переработки смеси путем изменения скорости подвода теплоносителя [2] Однако в этом способе используют специальные теплоносители, обладающие небольшой возможностью изменения диапазона температуры, что снижает точность стабилизации температуры деструкции и не обеспечивает постоянства состава продуктов реакции.

Технический результат изобретения повышение точности стабилизации температуры и работоспособности процесса деструкции резиновых отходов - отходов вулканизованного каучука.

Для достижения технического результата в способе термической деструкции отходом вулканизованного каучука, при котором отходы каучука и углеводородный растворитель помещают в реактор и стабилизируют температуру переработки смеси путем изменения скорости подвода теплоносителя, в качестве теплоносителя используют газообразную смесь из топливного газа и образующихся при деструкции газообразных продуктов, а для подогрева газообразной смеси используют циркулирующий контур печь реактор, при этом измеряют содержание непредельных углеводородов в газовой смеси и стабилизируют его воздействием на расход газообразных продуктов, причем давление, обеспечивающее принудительную циркуляцию газообразной смеси, стабилизируют путем воздействия на расход топливного газа.

Деструкцию отходов вулканизированного каучука осуществляют следующим образом.

В реактор 1 (чертеж) по линии 2 загружают отходы вулканизованного каучука, например изношенные автомобильные покрышки, затем заливают заданное количество углеводородного растворителя по линии 3. По линии 4 подают перегретые газообразные продукты, например топливный газ, который, барботируя через слой растворителя, в качестве которого используют высококипящие продукты, например парафино-нефтеновые масла, подогревают его до температуры деструкции. Эту температуру выдерживают в пределах 250 400^oC, предпочтительно 330 350^oC. Образующиеся продукты деструкции и топливный газ выводят по линии 5 через каплеотбойник 6 в конденсатор 7, охлаждаемый водой, и затем через каплеотбойник 8 подают в газодувку 10. Жидкие углеводороды выводят по линиям 9 на переработку и дальнейшее использование.

Газовую смесь по линии всасывания газодувки 10 смешивают со свежим топливным газом, затем по линии 11 подают в змеевик печи 12, где осуществляют перегрев дымовыми газами до 450 500^oC и направляют по линии 4 в реактор 1.

При изменении содержании непредельных углеводородов и превышении заданного значения (исключающего термическую полимеризацию и забивку труб в печи) воздействуют на расход выводимых по линии 13 газов, подаваемых из циркуляционного контура в горелку 15 и печи 12. По линии 16 подают свежий топливный газ на подпитку. По линии 17 подают воздух в горелку 15.

В горелку 15 подают также топливный газ по линии 14. Следовательно, при изменении содержания непредельных углеводородов и циркулирующем газе работает схема: измеритель 18 регулятор 19 регулятор 20 клапан 22, который увеличивает или уменьшает вывод газов на сжигание в горелку 15 печи 12 в зависимости от величины задания, вводимой по линии 28 в регулятор 19.

В отличие от известных способов это позволяет обеспечить работоспособность циркуляционного контура и организовать заданный перегрев циркулирующих газов до необходимой температуры.

Температуру в реакторе 1 выдерживают на заданном уровне путем изменения температуры перегрева циркулирующего газа (измеряют по схеме: 29 _→ 30 _→ 31 _→ 32, обеспечиваемого величиной задания регулятору 31, вводимой по линии 33.

В зависимости от величины задания температуру перегрева газообразной смеси изменяют в пределах 400 500^oC (выше этого значения температуре существенно начинает сказываться на скорости термополимеризации образовавшихся непредельных углеводородов). В зависимости от величины задания регуляторов 19 (по линии 28) изменяется скорость вывода газов по линии 13 из контура, а следовательно, и расход топливного газа на всос газодувки на подпитку контура по линии 16.

Здесь работает схема: датчик давления 23 _→ регулятор 24 _→ регулятор 25 _→ клапан 26.

Пример. Деструкцию изношенных автомобильных покрышек осуществляют по данному способу. Величину содержания непредельных углеводородов в газообразной циркулирующей смеси выдерживают равной 0,15 мас. В реактор загружают 2 т изношенных покрышек (отходы вулканизованного каучука) и 6 т масла ПН-6Х. Подачу смеси по линии 13 осуществляют в зависимости от величины отклонения текущего значения содержания непредельных углеводородов от заданного значения (0,15% мас.) по ПИ-закону. Температуру перегрева газообразной смеси, циркулирующей через реактор 1, выдерживают в пределах 400 500^oC. При этом условия термодеструкции отходов вулканизованного каучука приведены в таблице.

Состав углеводородного конденсата, мас.

Олигомеры (исходных каучуковых мономеров 85,0 Парафины, нафтены 7,0 Ароматические углеводороды 6,4 Серусодержащие продукты 1,6 Состав газообразных продуктов, мас.

Предельные углеводороды 60,8 Непредельные углеводороды 27,6 Углекислота 5,8 Серусодержащие продукты 3,6
Водород 0,8
Кислород, азот 1,4
Общая продолжительность деструкции отходов вулканизованного каучука сокращается за счет эффективного использования теплоты газообразной смеси (в виде газов прямого контакта, барботирующих через реакционную массу) и большей точности стабилизации температуры деструкции.

Формула изобретения

Способ термической деструкции отходов вулканизованного каучука, при котором отходы каучука и углеводородный растворитель помещают в реактор и стабилизируют температуру переработки смеси путем изменения скорости подвода теплоносителя, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют газообразную смесь из топливного газа и образующихся при деструкции газообразных продуктов, а для подогрева газообразной смеси используют циркулирующий контур печь реактор, при этом измеряют содержание непредельных углеводородов в газовой смеси и стабилизируют его воздействием на расход газообразных продуктов, причем давление, обеспечивающее принудительную циркуляцию газообразной смеси, стабилизируют путем воздействия на расход топливного газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2