Очистка пиролизного масла из шин: обесцвечивание, десульфурация и облагораживание с помощью силикагелевого песка

Введение: Разрыв между пиролизным маслом и сырьём для нефтепереработки

Пиролиз шин — один из наиболее коммерчески жизнеспособных способов переработки отработанных шин. Хорошо организованная пиролизная установка может достигать выхода жидкого масла 50–52%, при этом лёгкие фракции (в диапазоне бензина и дизельного топлива) составляют более 70% производимого масла. Мировой рынок пиролизного масла из шин продолжает расти по мере ужесточения регулирования утилизации отработанных шин и роста спроса на решения в области циркулярной экономики.

Но сырое масло пиролиза шин не является готовым продуктом. Это тёмная жидкость с неприятным запахом, содержащая сернистые соединения, азотсодержащие вещества, кислородсодержащие соединения и углеродистые красящие тела. Прямое использование в качестве топлива ограничено нормами выбросов. Прямое смешивание с сырьём для нефтепереработки ограничено риском отравления катализатора. Разрыв между сырым маслом пиролиза и рыночным продуктом закрывается очисткой и облагораживанием — и выбор метода очистки определяет качество, выход и экономику конечного продукта.

Эта статья посвящена конкретно одному этапу этой цепочки очистки: обесцвечиванию и удалению полярных примесей с помощью силикагелевого песка, а также тому, как он вписывается в более широкий процесс облагораживания пиролизного масла из шин.

Пиролизное масло из шин принципиально отличается от сырой нефти или отработанных смазочных материалов. Его профиль загрязнения формируется исходным сырьём:

1. Высокое содержание серы. Шины содержат 1–2% серы по весу от вулканизации. При пиролизе эта сера превращается в сероводород, меркаптаны, тиофены и бензотиофены — все они остаются в масле. Содержание серы в сырой пиролизной масле шин обычно составляет от 0,8% до 1,5%, что значительно превышает пределы для транспортных топлив.

2. Азот- и кислородсодержащие соединения. В состав шин входят ускорители, антиоксиданты и другие добавки, содержащие азот и кислород. При пиролизе они превращаются в пиридины, хинолины, фенолы и карбоновые кислоты, что способствует образованию смол, нестабильности цвета и коррозии.

3. Углеродные красящие вещества. Характерный черный цвет пиролизного масла шин обусловлен мелкими частицами технического углерода, тяжелыми смолистыми соединениями и асфальтеноподобными материалами. Они не просто косметические — они мешают downstream-катализаторам и снижают ценность продукта.

4. Высокое общее кислотное число (TAN). Кислородсодержащие соединения и карбоновые кислоты придают пиролизному маслу шин повышенное TAN, что способствует коррозии в оборудовании для хранения и обработки.

5. Нестабильность. Сырое масло пиролиза шин химически нестабильно. Растворенные олефины и кислородсодержащие соединения со временем полимеризуются, вызывая обратное потемнение цвета, образование осадка и повышение вязкости при хранении.

Облагораживание масла пиролиза шин обычно следует многостадийной последовательности. Ни одна отдельная технология не решает всех проблем, и порядок операций имеет значение.

Сырое масло нагревают для удаления воды и отстаивают или фильтруют для удаления крупных частиц сажи. Это этап механической предварительной обработки.

Масло дистиллируется на фракции по диапазонам температур кипения — обычно легкая нафта/бензиновая фракция, дизельная фракция и тяжелый остаток. Дистилляция концентрирует сернистые и азотистые соединения в определенных фракциях и удаляет наиболее тяжелый смолистый материал. Это единственный наиболее важный этап для улучшения качества масла.

После дистилляции более легкие фракции — особенно дизельная фракция — все еще содержат растворенные красящие вещества, полярные соединения и остаточные сернистые соединения. Именно здесь силикагелевый песок проявляет свою ценность.

Силикагелевый песок — это белый гранулированный адсорбент с удельной площадью поверхности 300–500 м²/г и диаметром пор 85–110 Å. Его высокопористая структура избирательно адсорбирует:

Масло проходит через слой силикагелевого песка, и эти примеси захватываются в пористой структуре. Результатом является более светлое и стабильное масло, соответствующее требованиям downstream-переработки.

Для сырья нефтеперерабатывающего качества очищенное масло может потребовать гидроочистки для насыщения олефинов и удаления остаточного серы и азота. Очистка силикагелевым песком перед гидроочисткой снижает риск отравления катализатора за счет удаления полярных соединений, которые дезактивируют катализаторы.

Обесцвечивание масла пиролиза шин требует адсорбента, способного улавливать углеродистые и смолистые красящие вещества без засорения и образования каналов. Гранулированная форма и высокая удельная поверхность силикагелевого песка делают его эффективным для этой цели, обеспечивая степень обесцвечивания ≥98% на стандартных марках.

В отличие от глиняной отбеливающей земли, которая требует термической активации и может образовывать кислотные центры, катализирующие нежелательные побочные реакции, силикагелевый песок работает за счёт физической адсорбции при температуре окружающей среды или незначительно повышенной температуре. Это сохраняет качество масла и предотвращает возврат цвета, который может происходить с термически обработанными глинами.

Отработанный остаток силикагелевого песка не прилипает, не агломерируется и не затвердевает. Это делает отработанный песок более удобным для обработки, транспортировки и утилизации — или в некоторых случаях для использования в качестве топлива — по сравнению с глиняными остатками, которые образуют твёрдые корки и требуют специальной утилизации.

Силикагелевый песок можно использовать для очистки отдельных дистилляционных фракций или объединённого масла. Размер его пор хорошо соответствует диапазону молекулярных размеров цветных тел и полярных примесей, присутствующих в дизельной фракции.

Одна тонна силикагелевого песка может обработать примерно 50–200 тонн масла, в зависимости от качества масла и условий обработки. Для операторов пиролизного масла это означает низкую стоимость адсорбента на тонну.

Силикагелевый песок используется в фильтровальных резервуарах или адсорбционных контактных колоннах. Масло прокачивается через слой песка, и примеси адсорбируются. Требования к оборудованию просты:

с соответствующим диаметром и глубиной слоя

для прокачки масла через слой

если масло содержит летучие углеводороды

для отслеживания насыщения слоя

Для крупных производств двухрезервуарные системы позволяют работать непрерывно — один резервуар в работе, пока другой перезаряжается. Для небольших производств достаточно однорезервуарных систем с периодическим режимом работы.

То же оборудование, используемое для депарафинизации дизельного топлива и полировки отработанных смазочных материалов, можно применять для фракций пиролизной нефти из шин, что делает его универсальным вложением для многопродуктовых операций по переработке нефти.

Важно четко понимать ограничения обработки силикагелевым песком:

Силикагелевый песок удаляет полярные сернистые соединения, но тиофеновая сера — наиболее трудноудаляемые сернистые соединения — требует гидроочистки или специализированных адсорбентов для десульфуризации.

Он удаляет цветные тела и полярные примеси; он не изменяет углеводородный скелет масла.

Дистилляция — это основной этап разделения; силикагелевый песок — это этап полировки после дистилляции.

Если дистилляция плохо контролируется и температура отбора слишком высока, силикагелевый песок не может компенсировать тяжелые фракции, которых не должно быть в отобранной фракции.

Понимание этих ограничений — это то, что отличает профессионального поставщика адсорбентов от того, кто просто продает песок.

Облагораживание пиролизного масла из шин — это бизнес, движимый маржой. Разница между продажей сырого черного пиролизного масла и продажей продукта светлого цвета, соответствующего спецификациям, может быть существенной. Полировка силикагелевым песком добавляет затраты — но она также добавляет ценность:

Обесцвеченное масло имеет премиальную цену по сравнению с сырым чёрным маслом

Более чистое масло можно продавать большему числу клиентов, включая тех, у кого есть требования к цвету

Удаление полярных соединений перед гидроочисткой продлевает срок службы катализатора

Чистый отработанный песок проще утилизировать, чем глинистый остаток

Для операторов, производящих пиролизное масло из шин в промышленных масштабах, полировка силикагелевым песком — это не расходы, а инвестиция в качество продукции и доступ к рынку.

Размер частиц (2–5 мм, 4–8 мм, 20–200 меш) и упаковка могут быть адаптированы к конфигурации вашего фильтрационного резервуара и требованиям процесса. Пожалуйста, предоставьте характеристики вашего масла и цели обработки для получения индивидуальной рекомендации.

Степень обесцвечивания ≥98%, содержание SiO₂ ≥98%

Мы понимаем специфические задачи очистки пиролизного масла из шин и пластика

Доступны фильтрационные резервуары для применения силикагеля и песка

Наша команда поможет подобрать правильный класс и конфигурацию слоя для вашего потока масла

Стабильные поставки и заводские цены

Эффективная доставка из основных китайских портов

Это процесс удаления примесей — сернистых соединений, азотистых соединений, красящих веществ и полярных компонентов — из сырой пиролизной нефти из шин для получения более чистого и востребованного продукта. Обычно включает дистилляцию с последующей адсорбционной полировкой.

Силикагелевый песок удаляет полярные сернистые соединения, но тиофеновая сера — наиболее трудноудаляемые сернистые соединения — требует гидроочистки или специализированной десульфуризации. Силикагелевый песок — это этап полировки, а не самостоятельное решение для десульфуризации.

Степень обесцвечивания составляет ≥98%. Конечный цвет зависит от исходного качества масла, температуры отбора дистиллятной фракции и количества используемого адсорбента. При правильной дистилляции и полировке можно получить масло от светло-желтого до почти прозрачного, как вода.

Одна тонна силикагелевого песка может обработать примерно 50–200 тонн масла, в зависимости от качества масла и условий обработки. Оптимальную дозировку следует определять путем тестирования на вашем конкретном масле.

Да. Те же фильтрационные резервуары, используемые для обесцвечивания дизельного топлива, можно использовать для фракций пиролизной нефти. Глубина слоя и скорость потока могут потребовать корректировки, но оборудование совместимо.

Отработанный силикагелевый песок не агломерируется и не затвердевает. Его можно утилизировать как твердые отходы или использовать в качестве топлива в некоторых применениях. Это проще в обращении, чем остатки отработанной глины.

Да. Образцы могут быть предоставлены для оценки на вашей конкретной пиролизной нефти. Пожалуйста, свяжитесь с нами, указав характеристики вашей нефти и цели обработки.

Для получения коммерческих предложений, технических паспортов или образцов силикагелевого песка для очистки пиролизной нефти из шин:

📧 Электронная почта: info@jusenchem.com

📞 WhatsApp: +86 18954690080

🌐 Веб-сайт:www.jusenchem.com