Page 50 - 《橡塑技术与装备》2023年11期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

表 1 废旧轮胎不同处理方式对比表
处理方式 原料要求 单位生产成本 资本回报率 单位能耗 二次污染 其它问题
轮胎翻新 胎面磨损但胎体良，大胎为主 低 较高 较高 较低 翻新次数有限，不是终极解决方案
胶粉 直径 900 mm 以上 高 一般 较高 较高 市场需求量小，产能过剩
再生胶 直径 900 mm 以上 较高 较低 高 高 合成胶再生性能差，以天然胶为主
热裂解间歇 无 低 较高 低 较高 安全性差，裂解炭黑品质差
热裂解连续 无 较低 低 低 低 裂解炭黑品质差

表 2 废轮胎热裂解产物分布表 表 3 不同企业裂解油基本物性
序号 产品名称 收率 性质 A B D
1 废钢丝 10~12% 密度（20 ℃，kg . L ） 0.925 3 0.907 0.885 6
-1
2 裂解气 7~9% 运动粘度（20 ℃，CST） 8.06 3.67 2.9（50 ℃）
3 裂解油 43~45% 倾点 /℃ -24 -47 -37
4 裂解炭黑 32~35% 闪点 /℃ 32 34 小于 25
水分（质量分数 /%） 0.118 0.018 4 0.019 8
入门槛，行业发展不规范。 机械杂质（质量分数 /%） / / 0.095 79
-1
1.2 行业整体技术水平偏低 酸度 /mg(KOH) . (100 mL ） / / 2.17
灰分（质量分数 /%） 0.016 4 0.084 2 0.023 18
据中国轮胎循环利用协会统计数据显示 ：固定资 残炭（质量分数 /%） / / 0.26
-1
热值 /(MJ . kg ） 33.96 / 46.23
产投资小、安全环保压力大的间歇式裂解企业占据行
元素分析 /%℃ / / 86.1
业主导，挤压固定资产投资大、工艺先进、自动化程 H / / 10.7
S 0.58 / 0.91
度高、安全环保的连续式裂解企业生存空间，导致整
N / / 0.3
个行业技术水平偏低。
1.6 裂解炭黑附加值低，应用领域少
1.3 企业规模较小
业内企业处理能力普遍偏低，产能达到 10 万 t/ 1.6.1 裂解炭黑灰分含量高
裂解炭黑中白炭黑、氧化锌、碳酸钙等非炭黑组
年凤毛麟角，大部分企业产能在 6 万 t/ 年以下，且产
分占比高达 14%~20%（与胎源的配方有关），现有生
能利用率更低。企业处理规模小严重限制了裂解产物
产条件下很难达到产品组成的稳定，且灰分含量远高
的高值化研究和推广应用（量少，不具规模效应）。
于商品炭黑≤ 0.7% 的要求。某裂解炭黑灰分组成如
1.4 裂解气利用率低，造成资源浪费
表 4 所示。
裂解气主要是烷烃和烯烃的混合物，其主要成分
表 4 某裂解炭黑灰分组成
分别是甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、乙炔、丁烷、丁烯、
氧化物名称 ZnO SiO 2 CaO SO 3 Fe 2 O 3
丁二烯、戊烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢 质量分数 /% 61.476 5 22.447 6 5.032 7 4.017 5 2.485 0
等 [3] ，其中乙烯，丙烷，乙炔，氢气等都是重要的化 氧化物名称 Al 2 O 3 K 2 O MgO CuO Co 2 O 3
质量分数 /% 1.056 9 0.945 9 0.697 1 0.576 1 0.570 7
工原材料。目前裂解气主要用来作为裂解的热源直接 氧化物名称 P 2 O 5 PbO TiO 2 NiO MnO
质量分数 /% 0.397 0 0.116 6 0.082 7 0.053 2 0.044 6
烧掉，且有富余，多数裂解企业受限于规模，没有对
注 ：公司 XRF 分析数据
富余裂解气进行回收利用，直接送火炬烧掉，造成大
量的资源浪费。 1.6.2 裂解炭黑补强性能差
Darmstad 等 [5] 为了研究炭黑在热裂解前后表面
1.5 裂解油附加值低，应用场景少
活性所发生的变化，分别对 N330 和 CBp(500 ℃、6
裂解油颜色较深，主要是由脂肪族、芳香族、杂
原子和极性组分组成的混合物，通常平均大小为 5~20 kPa 下裂解 N330 补强的异戊胶所得到的 ) 进行了反气
相色谱法 (IGC) 考察。结果显示，两种炭黑与探针分
个碳原子。裂解油中具有硫、氮含量高，闪点低，重
子相互作用的吸附焓相差不大，这说明在热裂解过程
组分含量低等特点，如表 3 列出了不同企业裂解油基
本性质 [4] 。 中炭黑表面活性点的活性保留了下来 , 但 CBpγsd 和
γSP 值要比 N300 低 1/3，也就是说在热裂解过程中大
受裂解企业规模和行业政策影响，现阶段绝大部
约失去了 1/3 的活性点 , 主要是被大分子橡胶或者是
分裂解油直接作为船用燃料油（GB17411—2011）和
灰分掩盖了。导致其补强性能大幅下降，无法替代商
炉用燃料油（GB 25989—2010），少量裂解油销售给
业炭黑应用于轮胎制造。表 5 为不同企业裂解炭黑主
炼化企业作为原料油进行深加工。
要物理机械性能指标。

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