СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РЕЗИНОВЫХ ОТХОДОВ Российский патент 1997 года по МПК C08J11/04 C08J11/20 C08L9/00 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к процессам деструкции резиновых отходов и отработанных резиновых изделий.

Известен способ получения суспензии наполнителя для резиновых смесей в растворителе, согласно которому в растворитель вводят отходы наполненных резин в массовом соотношении 1 0,5-60, нагревают и отгоняют образовавшиеся низкокипящие фракции при 160-400^oC и давлении 1•10² - 1•10⁵ н/м² при подаче инертного носителя в количестве 0,01-8 л/ч•кг [1]
Недостатки известного способа:
использование инертного носителя,
ограниченность применения предложенного способа (только для получения наполнителя).

Наиболее близким к предложенному способу, принимаемым за базовый и прототип, является способ переработки резиновых отходов, согласно которому термодеструкцию проводят в присутствии растворителя при соотношении последнего к резине или подвулканизованной смеси 1: (0,1-1) с последующим отделением наполнителя и выдержкой полученного полуфабриката при температуре 200-400^oC под давлением 1•10³ 2•10⁵ н/м². В качестве резиновых материалов используют вулканизированные отходы на базе бутадиенстирольного каучука, бутилкаучука или полиизопрена, в качестве растворителя продукты отгона от получаемого мягчителя при 200-400^oC [2]
Недостатки известного способа:
ограниченное использование получаемых мягчителей только в рецептуре резиновых смесей на основе бутадиеннитрильных каучуков;
использование в качестве исходных растворителей ограниченного количества смесей парафино-нафтеновых и ароматических углеводородов, а также продуктов отгона из получаемого мягчителя вследствие частичной термодеструкции растворителя;
дифференцированный температурный режим процесса собственно термодеструкции и выдержки полученного продукта, затрудняющий проведение технологического процесса,
невозможность организации равномерного прогрева смеси при термодеструкции ввиду неоднородности смеси и отсутствия равномерного перемешивания при теплообмене через поверхность оборудования. Нагревание неподвижной реакционной массы увеличивает длительность цикла термодеструкции, особенно на начальной стадии при нагревании массы до рабочей температуры.

Целью изобретения является интенсификация процесса термодеструкции.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки резиновых отходов в углеводородных растворителях термодеструкцией резиновых отходов термодеструкцию проводят при температуре на 30-100^oC ниже температуры начала термодеструкции углеводородного растворителя под давлением 0,002-0,02 МПа, при этом конденсируют образующиеся пары, несконденсирующуюся часть смешивают с топливным газом, например природным, образующуюся смесь газов нагревают и барботируют через реакционную массу, причем для нагревания смеси газов используют дымовые газы, получаемые при сжигании части этой же смеси.

В качестве резиновых отходов могут быть использованы отработанные (утильные) шины легковых и грузовых автомобилей, содержащие бутадиенстирильные каучуки, бутилкаучук, полиизопрен и полибутадиен, отходы при получении шин; в качестве растворителей углеводородные масла, например, масла, получаемые полимеризацией низших олефиновых углеводородов, минеральные масла, получаемые из дистиллатов вакуумной перегонки мазутов и масляных гудронов: трансформаторное, ПН-6К и ПН-6 Ш, автолы индустриальные; высококипящие углеводородные остатки переработки растворителей в процессах получения растворных каучуков, а также мазуты.

Выбор растворителя и соотношение по массе растворителя и резиновых отходов определяются назначением целевого продукта после проведения процесса термодеструкции: автодорожное строительство, получение гидроизоляции, мастик и герметиков, мягчителей и др. продуктов. Конкретные свойства растворителей (вязкость, температурные характеристики, плотность, характеристики по пожароопасности и др.) сказываются только на скорости процесса термодеструкции, но не влияют на технический результат способа.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

В реактор 1 загружают резиновые отходы (линия 2), затем закрывают люк реактора и заливают в него по линии 3 углеводородный растворитель. Нагревание реакционной массы в реакторе 1 осуществляют за счет барботирования горячего газа, поступающего из печи 4 по линии 5. Барботирующий газ вместе с парами, образующимися в результате термодеструкции резиновых отходов, выводят из реактора 1 по линии 6 в конденсатор 7. Конденсат выводят по линии 8, а несконденсировавшуюся часть паров направляют по линии 9 газодувкой 10 и затем по линии 11 на смешение с топливным газом, поступающим по линии 12. Смесь паров и топливного газа делят на два потока, один из которых нагревают в печи 4 и возвращают в барботер реактора 1, а другой поток по линии 13 подают в горелку 14 для сжигания в качестве топлива при смешении с воздухом, поступающим по линии 15.

Пример 1 (контрольный).

Процесс проводят по известному способу. В реактор загружают 1 мас.ч. резиновых отходов (изношенные автомобильные шины) и 3 мас.ч. масла ПН-6К. Нагревают реакционную смесь парами ВОТ (смесь дифенила и дифенилоксила), подаваемыми в рубашку реактора.

Условия проведения процесса термодеструкции и свойства полученной суспензии характеризуются следующими показателями:
Начальная температура реакционной смеси, ^oC 25
Температура процесса термодеструкции, ^oC 320
Температура паров ВОТ, ^oC 360
Давление в реакторе, МПа 0,03
Продолжительность нагревания реакционной смеси до рабочей температуры, ч
2,1
Продолжительность выдерживания смеси при рабочей температуре, ч 2,5
Свойства полученной суспензии: плотность при 20^oC, г/см³ - 1,341
Вязкость, условия при 100^oC, ВУ 85,6
Пример 2.

Процесс проводят по предлагаемому способу (фиг. 1).

В реактор загружают 1 мас.ч. резиновых отходов и 3 мас.ч. масла ПН-6. Нагревают реакционную смесь путем барботирования газа, циркулирующего в системе реактор-печь.

Условия проведения процесса термодеструкции и свойства полученной суспензии характеризуются следующими показателями:
Начальная температура реакционной смеси, ^oC 25
Температура процесса термодеструкции, ^oC 320
Температура газа, подаваемого в барботер реактора, ^oC 800
Давление в реакторе, МПа 0,03
Продолжительность нагревания реакционной смеси до рабочей температуры, ч
0,5
Продолжительность выдерживания смеси при рабочей температуре, ч 2,8
Свойства полученной суспензии: плотность при 20^oC, г/см 1,341
Вязкость, условия при 100^oC, ВУ 85,8
Приведенные примеры показывают, что предлагаемый способ позволяет значительно уменьшить продолжительность процесса за счет интенсификации стадии нагрева реакционной смеси до рабочей температуры. Кроме того, при одинаковом качестве получаемого продукта существенно улучшаются условия труда производственного персонала за счет исключения применения высокотоксичного теплоносителя смеси дифенила и дифенилоксида.

Использование: химическая технология, процесс деструкции резиновых отходов и отработанных резиновых изделий. Техническая сущность: перерабатывают резиновые отходы - шины легковых и грузовых автомобилей. Подвергают термодеструкции при 250-470^oC и давлении 3•10^-1 - 4,2•10^-3 МПа. При этом используют углеводородную среду. Конденсируют образующиеся пары, несконденсировавшуюся часть смешивают с топливным газом. Образующуюся смесь газов нагревают и обрабатывают через реакционную массу. Для нагревания смеси используют дымовые газы, получаемые при сжигании части этой же смеси. Характеристика продукта: плотность при 20^oC - 1,341 г/см³; вязкость, условия при 100^oC, ВУ - 85,6-85,8. 1 ил.

Способ переработки резиновых отходов термодеструкцией в углеводородной среде, отличающийся тем, что термодеструкцию проводят при 250 470^oС и давлении 3 • 10^-1 4,2 • 10^-3 МПа, при этом конденсируют образующиеся пары, а несконденсировавшуюся часть смешивают с топливным газом, образующуюся смесь газов нагревают и барботируют через реакционную массу, причем для нагревания смеси используют дымовые газы, получаемые при сжигании части этой же смеси.