废轮胎裂解机理及裂解产物介绍

废轮胎热解初期发生的是橡胶的无规裂解，即大分子链的主链和交联网网络结构非选择性地破坏，通过链断裂等作用生成1次产物，当热解温度更高或挥发分停留时间更长时，挥发分会发生二次反应，包括2个方向：挥发分进一步裂解生成更多的小分子气体；二次炭化反应，即通过2次芳香化、缩合等反应，最终生成大分子的焦化物沉积在裂解碳表面。轮胎热解产物主要包括裂解气体、裂解油和裂解炭黑。

裂解气：轮胎热解的气体产物主要H2和C1~C4的烃类化合物如CH4、C2H6、C2H4、C3H8、等烃类气体组成，还有少量的CO、CO2、H2、H2S等气体，含氧气体较少，热值很高约25.8~33MJ/m³，因此可用作热解能源原料直接利用。

裂解油：液体产物即裂解油，作为废轮胎热解的主要产物之一，是一种成分复杂的宽沸点混合油。一次产物中含有大量的烯烃、苯及其衍生物，如异戊二烯、DL-苧烯、苯、苯乙烯等。DL-苧烯是异戊二烯分子的二聚物，在轮胎热解产物液体橡胶中的含量较高，其形成主要取决于操作条件如热解终温、挥发分停留时间、样品组成及粒径等。DL-苧烯主要在较低温度下通过异戊二烯单体的Diels-Alder反应途径生成，但其并不稳定，对温度和挥发分停留时间非常敏感，当温度升高或挥发分停留时间延长时，会由于二次反应发生芳香化反应，芳香烃是裂解油中的主要成分，其含量高达39%-60%，其产率的主要影响因素是热解反应的温度和挥发分的停留时间。由于在热解反应过程中存在橡胶热解的一次反应和一次产物进一步停留产生的二次反应，裂解油中芳香烃的形成、组成和含量受到一次和二次反应程度的影响。裂解油具有热值高，粘度低，轻质馏分含量高等优点而作发动机燃料，且由于天然橡胶的存在，在燃烧过程中不会产生过多的CO2。此外，由于其具有低粘度、与天然橡胶相容性好、再交联能力的特点，轮胎裂解油还可作橡胶填充油使用，可取代传统的操作油且节省成本。

轮胎裂解油

轮胎裂解炭

裂解炭：裂解炭主要来自于轮胎橡胶生产中添加的炭黑和无机填料以及热解过程中由焦化反应产生的沉积在裂解炭表面的焦炭。裂解炭的含量总体上随着温度的升高而呈上开趋势，热解温度在500°C左右时裂解炭的产率最高。裂解炭可以经过一定的处理作为炭黑回收利用，也可根据其多孔的结构特点用作吸附剂及活性剂。裂解炭的灰分和含硫成分很高，其使用的经济性和环保性都不高，因此，裂解炭的品质提升是需要克服的难题。