[发明专利]炭黑生产中的热解油

说明书

技术领域

本专利申请涉及炭黑领域，具体地，涉及目前纯净炭黑生产中回收热解油的使用。

背景技术

炭黑被用作高分子聚合物的填料，颜料和/或增强材料，例如在橡胶和塑料母粒中。制造商需要质量稳定和具一致性的炭黑。根据2011年9月的MaRS Market Intelligence调查报告，全球炭黑的消费在当时是每年900万吨，预测到2015将达到1300万吨。在接下来的五年，全球的平均增长有可能会超过4％。90％的炭黑被用于轮胎和橡胶生产中。

2011年6月由DATAMONITOR出版的有关全球轮胎和橡胶的报告显示，全球轮胎和橡胶市场在2010年增长了9.2％，达到1247亿美金的价值，其中的1110亿美金属于轮胎市场。在2015年，全球轮胎和橡胶市场对比2010年预计将有37.9％的增长，价值达到1719亿美金。

由于不断累积的废旧轮胎已成为全球的主要环境危害，人们越来越关注回收废旧橡胶成分，包括轮胎橡胶的过程和方法。通过热解过程从回收橡胶中我们能得到热解油(pOIL),热解炭黑(pCB)，非冷凝性气体和钢铁。

废旧轮胎有两种来源：消费使用后的和工业生产后的废旧轮胎，后者指生产中的废料，不良品或副产品。废旧轮胎由高分聚合物组成，这些高分子聚合物(主要是天然橡胶和丁苯橡胶)通过在惰性环境中的热分解可产生热解油(pOIL)，热解炭黑(pCB)，非冷凝性气体和钢。胶乳制成的天然橡胶大多是聚合异戊二烯，所以热解油可被看作部分的可回收油。目前原料油和制造炭黑的燃料全都是基础的化石燃料。

生产纯净炭黑的主要原料油是化石燃料。尽管在回收轮胎中通过压碎或热分解来回收利用炭黑有很多试验，但因质量问题这些试验都没被广泛利用。这些例子包括美国专利申请号为10768521的专利，美国专利号为7922830，6221329，5720232，6835861，6833485，5037628的专利，以及美国专利公开号为2008/0286192的专利，和专利公开号为WO 99/08849，WO 2006/119594的专利。

尽管有以往商业化热解技术的努力，但它还没实现有效的经济价值。虽然在过去10年里很多热解项目被提出，授权或者建立，但没有一个可以实现商业成功。很多的这些技术没有真正的连续性，至少在某些方面或步骤，仅限于分批处理技术。因此，这些技术还没有足够的扩展性可达到有效的商业价值。其他技术要求过多的能量输入去生产质量过关并达到商品要求的再生材料，结果是它们并不经济可行。特别是与纯净材料相比，批量式轮胎热解的最终产品由于低质量只能有限地市场化。例如，热解油通常含有低挥发性和重芳烃含量的烃类混合。而且最终产品的一致性会因为分批热解技术在每次处理中有所不同。像这样所得到的热解油不能用于直接加热，或者作为在石油化工行业中的直接原材料。因此，大部分从现在热解过程中得到的热解油只被用作再循环油，或者用于燃料工业中的混合。

多环芳烃(“PAHs”)是一大组至少有两个稠合芳环的有机化合物。多环芳烃有萘，蒽，芘，苯并荧蒽，苯并芘等。很多多环芳烃是已知具有致癌性，致突变性和致畸性的。以下表1表示关键的16个多环芳烃和他们的沸点。