Химический состав продуктов пиролиза

Многие исследователи, работающие в области утилизации автопокрышек, задавались вопросом, а существует ли экономически выгодное химическое направление переработки приролизной жидкости? Ведь продукты пиролиза содержат в себе ценные химические вещества. Как было показано выше при дистилляции пиролизной жидкости образуется примерно половина летучих органических веществ с температурой кипения менее 250 ºС и нелетучих с температурой кипения выше 250 ºС. Пиролизная жидкость представляет собой сложную смесь углеводородов с большим количеством ценных органических соединений. В целом состав жидкости можно представить следующим образом : изопреноидные углеводороды (примерно треть общего количества), ароматические углеводороды (более 60% от общего количества), изомерные непредельные углеводороды (около 20%) и асфальтены (менее 10%). Среди ароматических углеводородов выделяются такие ценные продукты как бензол (5 -7%), толуол (6-8%), этилбензол (2-3%), ксилолы (6-8%).

 

Химический анализ продуктов пиролизной жидкости обычно проводится методом хромато-масс-спектрометрии (для фракции - н.к. -250ºС) и методами экстракции и ИК-спектроскопии (для нелетучих фракций).

 

Из литературных данных было установлено, что при анализе летучих веществ методом Газовой хроматографии было зарегистрировано свыше 220 компонентов. Для большей части веществ составляющих по массе суммарно не менее 80% было определено порядка сорока компонентов. Оставшиеся компоненты содержаться в малых количествах (менее 0,1% каждый).

 

Пример содержания основных углеводородов бензиновой фракции пиролизной жидкости.

Вещество Структурная формула % в бензиновой фракции % в пиролизной жидкости
Бензол 12 5.8
Толуол 17 8.2
Орто-ксилол 11 5.5
Этилбензол 6 3.0
Пара-ксилол 4.5 2.0
1-Этил-3-метил-бензол 2.8 1.4
1-Этил-4-метил-бензол 3.2 1.6

При всей кажущейся привлекательности выделения углеводородов, имеющих достаточно высокую стоимость на рынке таких продуктов, получить их в разделенном виде и при этом нужной чистоты - является практически труднореализуемой задачей, которая, в конечном счете, не имеет экономически целесообразной.

Что касается второй составляющей, то в литературе имеются следующие данные по анализу пиролизной жидкости с температурами кипения выше 250 ºС . В ее состав входят в основном смолы (более 70%) - продукты неполной деструкции (изопреноидные углеводороды с молекулярной массой 600-1200) и асфальтены – продукты частичного окисления, процессов полимеризации и конденсации сложных ароматических углеводородов.

В целом можно сказать о том, что эффективного направления химического использования пиролизной жидкости для коммерческих целей не существует. Единственным способом применения получаемых в процессе приролиза продуктов является получение тепловой энергии. Причем целесообразно отдельно сжигать бензиновую составляющую и нелетучий остаток с температурой кипения выше 250 ºС, в качестве печного топлива.

По нашему мнению данное направление переработки использованных автомобильных покрышек целесообразно применять лишь в качестве дополнения к варианту получения резиновой крошки с целью последующей переработки ее в конечный продукт. Это связано с тем, что переработка бортовых колец является наиболее трудно перерабатываемой частью автопокрышек. Большое содержание металла и небольшое содержание резины представляется, с точки зрения затрат на энергию измельчения, слишком высоким. На наш взгляд представляется целесообразным использование процесса пиролиза для утилизации бортовых колец автопокрышек как дополнительной составляющей процесса измельчения резины при получении крошки. Получаемые продукты пиролиза могут эффективно использоваться как дополнительное топливо в энергетическом балансе любого предприятия, где имеются собственные котельные.