Спосіб переробки відпрацьованої гуми, зокрема автомобільних шин

Номер патенту: 10442

Опубліковано: 15.01.2003

Автори: Прилуцький Олег Вольфович, Прилуцький Емануїл Вольфович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ переработки отработанной резины, в частности автомобильных шин, включающий нагрев резиновых отходов до температуры разложения, выдержку при этой температуре до полного разложения органической составляющей и охлаждение образовавшейся парогазовой смеси до комнатной температуры, отличающийся тем, что до нагревания резиновые отходы выдерживают в органическом растворителе для набухания и увеличения объема не менее чем в 1,1 раза, а нагревание производят до температуры 200-400°С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют технические масла, в том числе и отработанные.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют предварительно нагретый мазут, в том числе и отходы котельного мазута.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выдержку в органическом растворителе ведут в присутствии катализатора.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют металлоуглеродные композиции группы железа, взятые в количестве не менее 0,02% мас, от органического растворителя.

Текст

Изобретение относится к области утилизации промышленных отходов, а именно отработанной резины, в частности автомобильных шин, и может найти применение на предприятиях автотранспорта и на специализированных предприятиях по переработке отходов. Известен способ переработки отработанной резины, включающий нагрев резиновых отходов до температуры 700 - 800°С, выдержку при этой температуре до полного разложения органической составляющей и охлаждение образовавшейся парогазовой смеси до комнатной температуры. При этом образуются жидкие продукты, по составу близкие к дизельному топливу или низкооктановому бензину. Недостатком известного способа является то, что необходим высокотемпературный нагрев до полного разрушения молекул резины. При этом термическая деструкция проходит с образованием фрагментов полимерной молекулы различных размеров, в том числе и весьма малых, что приводит к образованию неконденсируемой при комнатной температуре части продуктов(например СН4, С2Н2 и др.) и их потере. Доля таких летучи х неконденсируемых при комнатной температуре продуктов составляет более 70%, а выход жидких фракций составляет около 10% от массы органической составляющей шин. В основу изобретения положена задача создать такой способ переработки отработанной резины, в частности автомобильных шин, в котором путем проведения дополнительной обработки резины достигается ослабление структурных связей, что позволяет снизить температуру разложения и, тем самым, уменьшить количество образующихся летучих фрагментов, составляющи х потери т. е. увеличить выход годного. Для решения задачи предложен способ переработки отработанной резины, в частности автомобильных шин, включающий нагрев резиновых отходов до температуры разложения, выдержку при этой температуре до полного разложения органической составляющей и охлаждение образовавшейся парогазовой смеси до комнатной температуры, в котором согласно изобретению, до нагревания резиновые отходы выдерживают в органическом растворителе для набухания и увеличения объема не менее, чем в 1,1раза, а нагревание производят до температуры 200 - 400°С. При этом в качестве органического растворителя используют те хнические масла, в том числе и отработанные, или предварительно нагретый мазут, в том числе и отходы котельного мазута. Кроме того, для ускорения реакции выдержку в органическом растворителе ведут в присутствии катализатора, в частности металлоуглеродных композиций группы железа, взятых в количестве не менее 0,02% мас. от органического растворителя. Доля жидкого топлива, образующегося при этом, составляет не менее 90% массы от органической составляющей шин, а по составу эти топлива представляют собой легкие мазуты с вязкостью не более 7 единиц(против 20 у котельных мазутов), что позволяет использовать их без подогрева в процессах эксплуатации топливного мазутного хозяйства, что существенно упрощает и х использование и удешевляет эксплуатацию топливных устройств. Пример 1 Отработанную шину измельчали путем нарезания поперечных полос шириной 40мм и один килограмм резины помещали в металлический контейнер емкостью 3литра. Отработанное автомобильное машинное масло(3литра) смешивали с 60граммами железоуглеродной композиции, что составляет 0,02% мас. от растворителя, полученной путем разложения СО над прокатной окалиной при 700°С, и заполняли контейнер с отработанной резиной доверху так, чтобы куски резины были полностью покрыты отработанным маслом. Резиновые отходы выдерживали в масле для набухания до тех пор, пока объем резины не увеличивался не менее, чем в 1.1раза(для кусков автомобильных шин с исходной толщиной 6мм это время составляло около 3-х суток). Затем набухшую резину извлекали из контейнера с отработанным маслом и помещали в другой контейнер, его в металлический муфель с проточной инертной средой(азот) и нагревали до требуемой температуры. При этом происходит термическое разложение набухшей резины с образованием парогазовой фазы, которая конденсируется на выходе их муфеля в водоохлаждаемом холодильнике и образовавшийся конденсат собирают в специальную емкость. Процесс термодеструкции продолжают до тех пор, пока продолжается образование жидкого конденсата. После этого измеряют количество образовавшегося конденсата и определяют его свойства. Все выполненные примеры приведены в таблице 1. Как следует из приведенных данных, набухание до увеличения объема менее, чем в 1.1раза (примеры 4 и 10) приводит к неполному термическому разложению резины приоптимальных температурах, и только при набухании в 1.1 и более раз существенно(нелинейно) увеличивается количество образовавшегося конденсата. Как видно из таблицы, набухание с каталитической добавкой существенно изменяет процесс термического разложения резины. Во-первых, резко возрастает выход целевого продукта - жидкого топлива, а во-вторых, существенно снижается температура процесса разложения. Таблица 1 NN пп Масса резины кГ 1 2 1 1 Набухание до увеличения Температура объема разложения °С Техн. масло Котель. мазут Без набухания 400 700 Количество продукта Г Кинематическая вязкость м 2/с 6 52 1.1 3 1 800 36 1.0 Набухание с металлоуглеродным катализатором(0,02% от массы масла) 4 1 1.05 400 143 6.0 5 1 1.10 400 452 5.8 6 1 1.20 300 463 6.2 7 1 1.30 200 478 7.0 8 1 1.30 150 203 7.7 9 1 1.30 450 347 6.7 10 1 1.05 400 118 6.0 11 1 1.10 400 449 6.0 12 1 1.20 300 466 6.4 13 1 1.30 200 480 7.0 14 1 1.30 150 169 8.2 15 1 1.30 450 330 6.6 Набухание без катализатора 16 1 1.10 400 256 6.1 17 1 1.20 300 222 6.5 18 1 1.30 200 198 7.1 Набухание без каталитической добавки также приводит, к резкому увеличению выхода целевого продукта, но существенно меньше, чем при его применении. Набухание и в отработанном техническом масле и в подогретом котельном мазуте дает примерно одни и те же результаты и лишь кинематическая вязкость продуктов несущественно отличается. Проведение термодеструкции при температурах ниже 200°С и выше 400°С даже в случаях, когда набухание было максимальным(1.3раза) приводит к уменьшению выхода жидкого конденсата, что обусловлено, с одной стороны(при повышенных температурах - более 400°С), увеличением потерь с летучими фрагментами, образующимися при термодеструкции, а с другой стороны(при пониженных температурах - менее 200°С), к затруднениям, связанным с энергетикой процесса разрушения молекул. Таким образом, показана целесообразность использования в предлагаемом способе предварительной обработки отработанной резины, в том числе и автомобильных шин, заключающейся в набухании в органическом растворителе, например техническом масле, в том числе и отработанном автомобильном, или подогретом котельном мазуте, до увеличения объема резины при набухании по меньшей мере в 1.1раза по сравнению с исходным.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method of processing waste rubber, in particular, automobile tires

Автори англійською

Prylutskyi Emanuil Volfovych, Prylutsky Oleh Volfovych

Назва патенту російською

Способ переработки отработанной резины, в частности, автомобильных шин

Автори російською

Прилуцкий Эмануил Вольфович, Прилуцкий Олег Вольфович

МПК / Мітки

МПК: B29B 17/02, B29B 17/00, C08J 11/00

Мітки: шин, гуми, зокрема, відпрацьованої, автомобільних, переробки, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/2-10442-sposib-pererobki-vidpracovano-gumi-zokrema-avtomobilnikh-shin.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб переробки відпрацьованої гуми, зокрема автомобільних шин</a>

Подібні патенти