タイヤ熱分解油の精製：シリカゲルサンドによる脱色、脱硫、アップグレード

はじめに：熱分解油と製油所原料のギャップ

タイヤ熱分解は、廃タイヤリサイクルの最も商業的に実行可能なルートの一つです。適切に運営された熱分解プラントでは、液体油の収率が50～52%に達し、軽質留分（ガソリンおよびディーゼル範囲）が生産油の70%以上を占めます。廃タイヤ処理に関する規制の厳格化と循環経済ソリューションへの需要の高まりに伴い、世界のタイヤ熱分解油市場は拡大を続けています。

しかし、粗タイヤ熱分解油は完成品ではありません。硫黄化合物、窒素含有物質、含酸素化合物、炭素質着色体を含む、暗色で悪臭のある液体です。燃料としての直接使用は排出規制により制限されています。製油所原料への直接混合は触媒被毒のリスクにより制限されています。粗熱分解油と市場性のある製品との間のギャップは、精製とアップグレードによって埋められます。そして、精製方法の選択が最終製品の品質、収率、経済性を決定します。

本記事では、その精製チェーンの特定の一段階、すなわちシリカゲルサンドを用いた脱色と極性不純物の除去に焦点を当て、それがより広範なタイヤ熱分解油のアップグレードプロセスにどのように適合するかを説明します。

タイヤ熱分解油は、原油や廃潤滑油とは根本的に異なります。その汚染プロファイルは原料によって形成されます：

1. 硫黄含有量が高い。タイヤには加硫処理により重量比で1～2%の硫黄が含まれています。熱分解中に、この硫黄は硫化水素、メルカプタン、チオフェン、ベンゾチオフェンに変換され、これらはすべてオイル中に残留します。未処理のタイヤ熱分解油の硫黄含有量は通常0.8%～1.5%の範囲であり、輸送燃料の許容限度をはるかに超えています。

2. 窒素および酸素化合物。タイヤの配合には、促進剤、酸化防止剤、その他の窒素や酸素を含む添加剤が含まれています。これらは熱分解中にピリジン、キノリン、フェノール、カルボン酸に変換され、ガムの形成、色の不安定性、腐食の原因となります。

3. 炭素質着色物質。タイヤ熱分解油の特徴的な黒色は、微細なカーボンブラック粒子、重質樹脂状化合物、アスファルテン様物質に由来します。これらは単に見た目の問題ではなく、下流の触媒を妨害し、製品価値を低下させます。

4. 高い全酸価（TAN）。含酸素化合物とカルボン酸により、タイヤ熱分解油は高いTANを示し、保管および取り扱い設備の腐食を促進します。

5. 不安定性。未精製のタイヤ熱分解油は化学的に不安定です。溶解したオレフィンや含酸素化合物は時間とともに重合し、保管中に色戻り、沈殿物の形成、粘度の上昇を引き起こします。

タイヤ熱分解油のアップグレードは、通常、多段階のシーケンスに従います。単一の技術ですべての問題を解決できるわけではなく、操作の順序が重要です。

原油を加熱して水分を除去し、静置またはろ過して大きなカーボンブラック粒子を除去します。これは機械的な前処理工程です。

油は沸点範囲ごとに蒸留されます — 通常は軽質ナフサ／ガソリン留分、ディーゼル範囲留分、および重質残渣です。蒸留は硫黄および窒素化合物を特定の留分に濃縮し、最も重い樹脂状物質を除去します。これは油品質を向上させるための単一で最も重要な工程です。

蒸留後、軽質留分 — 特にディーゼル範囲の留分 — には依然として溶解した色体、極性化合物、および残留硫黄種が含まれています。ここでシリカゲルサンドがその価値を発揮します。

シリカゲルサンドは白色の粒状吸着剤で、比表面積300～500 m²/g、細孔径85～110 Åです。その高度に多孔質な構造は選択的に以下を吸着します：

油はシリカゲルサンドの層を通過し、これらの不純物は細孔構造に捕捉されます。その結果、より明るい色で安定性が向上し、下流の仕様を満たす油が得られます。

製油所グレードの原料には、研磨油はオレフィンを飽和させ、残留硫黄および窒素を除去するための水素化処理が必要な場合があります。水素化処理の上流でのシリカゲルサンド研磨は、触媒を失活させる極性化合物を除去することで、触媒被毒のリスクを低減します。

タイヤ熱分解油の脱色には、詰まりやチャネリングを起こさずに炭素質および樹脂質の着色体を捕捉できる吸着剤が必要です。シリカゲルサンドの粒状形態と高い表面積はこの用途に有効であり、標準グレードで98%以上の脱色率を達成します。

熱活性化を必要とし、望ましくない副反応を触媒する酸性サイトを生成する可能性がある粘土系漂白土とは異なり、シリカゲルサンドは常温またはわずかに昇温した温度で物理吸着によって機能します。これにより油の品質が保持され、熱処理された粘土で発生する可能性のある色戻りを回避できます。

シリカゲルサンドからの廃棄残渣は、付着、凝集、固化しません。これにより、硬いケーキを形成し特別な廃棄を必要とする粘土残渣と比較して、使用済みサンドの取り扱い、輸送、廃棄が容易になります。場合によっては燃料として利用することもできます。

シリカゲルサンドは、個々の蒸留カットまたは混合油の精製に使用できます。その細孔径は、ディーゼル範囲の留分に含まれる着色物質や極性不純物の分子サイズ範囲に適しています。

シリカゲルサンド1トンで、油の品質や処理条件にもよりますが、約50～200トンの油を処理できます。熱分解油の事業者にとって、これは1トンあたりの吸着剤コストが低いことを意味します。

シリカゲルサンドは、ろ過タンクまたは吸着接触塔で使用されます。油はサンドベッドを通してポンプで送られ、不純物が吸着されます。設備要件は簡単です：

適切な直径とベッド深さを備えた

油をベッドに通すための

油に揮発性炭化水素が含まれている場合

ベッド飽和度を追跡するため

大規模な運用では、ツインタンクシステムにより連続運転が可能です — 一方のタンクが稼働中に、もう一方が再充填されます。小規模な運用では、バッチ操作のシングルタンクシステムで十分です。

ディーゼル脱色や廃潤滑油研磨に使用される同じ設備をタイヤ熱分解油留分に使用できるため、多製品油リサイクル運用にとって汎用性の高い投資となります。

シリカゲルサンド処理の限界について明確にすることが重要です：

シリカゲルサンドは極性硫黄種を除去しますが、最も難脱硫性の硫黄化合物であるチオフェン系硫黄には水素化処理または専用の脱硫吸着剤が必要です。

色素体と極性不純物を除去しますが、油の炭化水素骨格は変化させません。

蒸留が主要な分離工程であり、シリカゲルサンドは蒸留の下流における仕上げ工程です。

蒸留の制御が不十分でカットポイントが高すぎる場合、シリカゲルサンドは留分に含まれるべきでない重質分を補償できません。

これらの限界を理解していることが、プロフェッショナルな吸着剤サプライヤーと単に砂を販売する業者を分けるものです。

タイヤ熱分解油のアップグレードはマージン主導のビジネスです。未処理の黒い熱分解油を販売する場合と、淡色で規格グレードの製品を販売する場合の差は大きい可能性があります。シリカゲルサンドによる仕上げはコストを追加しますが、価値も追加します：

脱色油は原料の黒色油よりもプレミアム価格で取引されます

よりクリーンな油は、色規格を持つ顧客を含む、より多くの顧客に販売できます

水素化処理前に極性化合物を除去することで触媒寿命が延びます

清浄な使用済み砂は粘土残渣よりも取り扱いが容易です

タイヤ熱分解油を大規模に生産する事業者にとって、シリカゲルサンド研磨は費用ではなく、製品品質と市場アクセスへの投資です。

粒子サイズ（2～5 mm、4～8 mm、20～200メッシュ）および包装は、お客様のフィルタータンク構成とプロセス要件に合わせて調整できます。最適な推奨事項については、油の特性と処理目標をお知らせください。

脱色率≥98%、SiO₂含有量≥98%

タイヤおよびプラスチック熱分解油の精製における具体的な課題を理解しています

シリカゲルサンド用途に対応したフィルタータンク

当社チームがお客様の油流に適したグレードとベッド構成の選定をお手伝いします

安定供給と工場直販価格

中国主要港からの効率的な輸送

原料タイヤ熱分解油から不純物（硫黄化合物、窒素化合物、着色物質、極性物質）を除去し、よりクリーンで市場性の高い製品を製造するプロセスです。通常、蒸留とそれに続く吸着剤による仕上げ処理が含まれます。

シリカゲルサンドは極性硫黄種を除去しますが、最も難脱硫性の硫黄化合物であるチオフェン系硫黄には水素化処理または特殊な脱硫が必要です。シリカゲルサンドは仕上げ処理の一工程であり、単独の脱硫ソリューションではありません。

脱色率は98%以上です。最終的な色は、原料油の品質、蒸留のカットポイント、および使用する吸着剤の量によって決まります。適切な蒸留と研磨により、淡黄色からほぼ水白色の油を得ることができます。

1トンのシリカゲルサンドで、油の品質と処理条件に応じて約50～200トンの油を処理できます。最適な添加量は、お使いの油でテストして決定する必要があります。

はい。ディーゼル油の脱色に使用する同じフィルタータンクを熱分解油の留分に使用できます。層の深さと流量の調整が必要になる場合がありますが、設備は互換性があります。

使用済みシリカゲル砂は凝集や固化を起こしません。固形廃棄物として処分するか、一部の用途では燃料として利用できます。これは使用済み粘土残渣よりも取り扱いが容易です。

はい。お客様の特定の熱分解油で評価するためのサンプルを提供できます。油の特性と処理目的をお知らせください。

タイヤ熱分解油精製用シリカゲル砂の見積もり、技術データシート、またはサンプルについては：

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