一种废轮胎制备高品质油的方法

本发明涉及一种废轮胎制备高品质油的方法，属于生物质能源技术领域。

背景技术：

废轮胎具有很强的耐热、抗生物降解、抗机械破坏的特性，自然条件下数十年都很难降解。历年来大量废轮胎的堆积不仅占用了土地，而且及易滋生蚊虫、传播疾病。且稍有不慎会引发火灾并产生大量污染，造成生命和财产损失。而使用废轮胎进行土法炼油缺乏必要的环保设施以及安全生产的设施，更是造成了严重的环境污染，危害人类身体健康和生命安全。

常见的废轮胎处理方式有原型改制、再生利用、热化学处理。原型改制有原型利用和轮胎翻新两种，这种利用方式对废轮胎的要求较高，其废轮胎利用量十分有限；再生利用包括制橡胶粉、制再生橡胶，但是经处理的资源再利用价值低。在再生橡胶生产过程中产生的废水、废气、废渣也难以治理。热化学处理有热解和热能利用两种，其中热解方法在我国较为成熟。热化学处理的技术实用性强。

废轮胎热解是在无氧或缺氧及适当的温度条件下不完全热降解的过程，其产物主要是热解油。传统方法得到热解油品质低以及s\n含量高，严重制约着热解油的后续利用。

因此，如何将废轮胎清洁、高效转化对于废轮胎后处理产物高值化利用具有相当重要的意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对传统废轮胎热解得到热解油品质低、s/n含量高制约利用的问题提供一种废轮胎制备高品质油的方法，本废轮胎制备高品质油的方法减少了气相和固相产物量，增加油的产量，可以促进n/s/o的去除，既能提高轮胎制油的品质，又可以提升油的环保性。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种废轮胎制备高品质油的方法，包括以下步骤：

（1）废轮胎粉碎：将废轮胎粉碎；

（2）热解：将预处理过的轮胎送入热解炉，在氦气氛围下加压热解；

（3）冷却分离：热解后液体混合物经过冷却以及二氯甲烷冲洗后，再经过过滤以及旋转蒸发得到粗油；

（4）精制：将步骤（3）得到的粗油送入高压加热反应釜，在氢气氛围下，加入定量催化剂和四氢萘，加压定温反应后，得到的液体经冷却以及离心分离后得到精制油。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤（1）具体为：将废轮胎粉碎至40目以下。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤（2）的反应条件为：热解温度为400℃，保温时间为60min。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤（4）的反应条件为：高压加热反应釜的压力为6.2mpa，反应温度为425℃，保温时间为2h。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤（4）中的粗油、四氢萘和催化剂的重量比为1:1:0.25。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤（4）中的催化剂为活性炭载体的铂催化剂。

本发明的有益效果为：

（1）本发明采用四氢萘与氢气相协同作用，减少了气相和固相产物量，增加油的产量，同时还可以促进n/s/o的去除，提升油的环保型。

（2）本发明通过活性炭负载pt催化剂有助于氢的转移，极大降低了n\o\s的含量，进一步提升油品质。

（3）通过本发明得到轮胎热解油s含量16ppm左右，n含量0.12%左右，低位热值达到43.5mj/kg，接近工业级油的标准。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明的具体实施方式作出进一步说明：

实施例1（不经过步骤四）：

将1kg废轮胎粉碎至40目以下，加入热解炉，在氦气氛围下，400℃下加压热解，保持1h，热解液经过冷却以及二氯甲烷冲洗后，再经过滤器过滤、旋转蒸发器旋转蒸发得到0.56kg的粗油（其中元素含量为：[c]86.88%、[n]0.73%、[s]3795ppm；低位热值为42.65mj/kg）。

实施例2（经过步骤四，温度变化）：

（2.1）高压加热反应釜温度（390℃）：

如图1所示，将1kg废轮胎粉碎至40目以下，加入热解炉，在氦气氛围下，400℃下加压热解，保持1h，热解液经过冷却以及二氯甲烷冲洗后，再经过滤器过滤、旋转蒸发器旋转蒸发得到0.56kg的粗油（其中元素含量为：[c]86.88%、[n]0.73%、[s]3795ppm；低位热值为42.65mj/kg）。将粗油送入高压加热反应釜（在氢气氛围下，添加四氢萘0.56kg、催化剂0.14kg（催化剂为活性炭负载pt）；在高压加热反应釜内反应温度为390℃，压力为6.2mpa）保持2h，得到的液体经冷却、离心机离心分离得到热解油（0.48kg，85.95%）（其中元素含量为：[c]88.62%、[n]0.22%、[s]77ppm；低位热值为43.35mj/kg）。

（2.2）高压加热反应釜温度（425℃）：

如图1所示，将1kg废轮胎粉碎至40目以下，加入热解炉，在氦气氛围下，400℃下加压热解，保持1h，热解液经过冷却以及二氯甲烷冲洗后，再经过滤器过滤、旋转蒸发器旋转蒸发得到0.56kg的粗油（其中元素含量为：[c]86.88%、[n]0.73%、[s]3795ppm；低位热值为42.65mj/kg）。将粗油送入高压加热反应釜（在氢气氛围下，添加四氢萘0.56kg、催化剂0.14kg（催化剂为活性炭负载pt）；在高压加热反应釜内反应温度为425℃，压力为6.2mpa）保持2h，得到的液体经冷却、离心机离心分离得到热解油（0.472kg，84.34%）（其中元素含量为：[c]90.75%、[n]0.12%、[s]16ppm；低位热值为43.51mj/kg）。

由此可见，425℃更有利于热解油的提质。

实施例3（经过步骤四，催化剂为活性炭负载ru）：

如图1所示，将1kg废轮胎粉碎至40目以下，加入热解炉，在氦气氛围下，400℃下加压热解，保持1h，热解液经过冷却以及二氯甲烷冲洗后，再经过滤器过滤、旋转蒸发器旋转蒸发得到0.56kg的粗油（其中元素含量为：[c]86.88%、[n]0.73%、[s]3795ppm；低位热值为42.65mj/kg）。将粗油送入高压加热反应釜（在氢气氛围下，添加四氢萘0.56kg、催化剂0.14kg（催化剂为活性炭负载ru）；在高压加热反应釜内反应温度为425℃，压力为6.2mpa）保持2h，得到的液体经冷却、离心机离心分离得到热解油（0.448kg，84.58%）（其中元素含量为：[c]90.15%、[n]0.14%、[s]72ppm；低位热值43.82mj/kg）。

相比于活性炭负载pt，s含量大幅度提高，因此,活性炭负载pt对于脱硫更有优势。

实施例4（经过步骤四，高压加热反应釜的压力调整至4.5mpa）：

如图1所示，将1kg废轮胎粉碎至40目以下，加入热解炉，在氦气氛围下，400℃下加压热解，保持1h，热解液经过冷却以及二氯甲烷冲洗后，再经过滤器过滤、旋转蒸发器旋转蒸发得到0.56kg的粗油（其中元素含量为：[c]86.88%、[n]0.73%、[s]3795ppm；低位热值为42.65mj/kg）。将粗油送入高压加热反应釜（在氢气氛围下，添加四氢萘0.56kg、催化剂0.14kg（催化剂为活性炭负载pt）；在高压加热反应釜内反应温度为425℃，压力为4.5mpa）保持2h，得到的液体经冷却、离心机离心分离得到热解油（0.453kg，83.34%）（其中元素含量为：[c]90.22%、[n]0.15%、[s]34ppm；低位热值为43.21mj/kg）。

相比于压力下降，热解指标出现了小幅下降，6.2mpa更有利。

实施例5（经过步骤四，调整反应时间3h）：

如图1所示，将1kg废轮胎粉碎至40目以下，加入热解炉，在氦气氛围下，400℃下加压热解，保持1h，热解液经过冷却以及二氯甲烷冲洗后，再经过滤器过滤、旋转蒸发器旋转蒸发得到0.56kg的粗油（其中元素含量为：[c]86.88%、[n]0.73%、[s]3795ppm；低位热值为42.65mj/kg）。将粗油送入高压加热反应釜（在氢气氛围下，添加四氢萘0.56kg、催化剂0.14kg（催化剂为活性炭负载pt）；在高压加热反应釜内反应温度为425℃，压力为6.2mpa）保持3h，得到的液体经冷却、离心机离心分离得到热解油（0.42kg，74.97%）（其中元素含量为：[c]90.22%、[n]0.068%、[s]35ppm；低位热值为43.13mj/kg）。

反应时间2h更优。

通过实例可以看出，高压加热反应釜最优的反应条件为：反应温度425℃、压力6.2mpa、保温2h；粗油、四氢萘、催化剂（活性炭载pt）添加量为1:1:0.25，更有利于本发明优点的实现。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。