輪胎熱裂解油純化：使用矽膠砂進行脫色、脫硫與升級

前言：熱裂解油與煉油廠原料之間的差距

輪胎熱裂解是廢輪胎回收中最具商業可行性的途徑之一。一座運作良好的熱裂解廠可達到 50–52% 的液態油產率，其中輕質餾分（汽油與柴油範圍）佔所產油品的 70% 以上。隨著廢輪胎處置法規日益嚴格，以及循環經濟解決方案的需求持續增長，全球輪胎熱裂解油市場不斷擴大。

但粗輪胎熱解油並非成品。它是一種深色、有氣味的液體，富含硫化合物、含氮物種、含氧化合物及碳質色體。直接作為燃料使用受排放法規限制。直接摻入煉油廠原料則受催化劑中毒風險限制。粗熱解油與可銷售產品之間的差距，透過純化與升級來彌合——而純化方法的選擇決定了最終產品的品質、產率與經濟效益。

本文特別聚焦於該純化鏈中的一個階段：使用矽膠砂進行脫色與極性雜質去除，以及它如何融入更廣泛的輪胎熱裂解油升級製程。

輪胎熱裂解油與原油或廢潤滑油有本質上的不同。其污染特性由原料所塑造：

1. 高硫含量。輪胎因硫化作用含有重量百分比1–2%的硫。在熱解過程中，這些硫會轉化為硫化氫、硫醇、噻吩和苯並噻吩——這些物質都會殘留在油中。原始輪胎熱解油的硫含量通常介於0.8%至1.5%之間，遠高於運輸燃料的限值。

2. 氮和氧化合物。輪胎配方中包含促進劑、抗氧化劑和其他含氮和氧的添加劑。這些物質在熱解過程中會轉化為吡啶、喹啉、酚類和羧酸，導致膠質形成、顏色不穩定和腐蝕。

3. 碳質著色體。輪胎熱解油特有的黑色來自細小的碳黑顆粒、重質樹脂狀化合物和類瀝青質物質。這些不僅僅是外觀問題——它們會干擾下游催化劑並降低產品價值。

4. 高總酸值 (TAN)。含氧化合物和羧酸使輪胎熱解油具有較高的 TAN，這會促進儲存和處理設備的腐蝕。

5. 不穩定性。輪胎熱裂解原油在化學上不穩定。溶解的烯烴和含氧化合物會隨時間聚合，導致儲存期間顏色回變、沉澱物形成及黏度增加。

輪胎熱裂解油升級通常遵循多階段順序。沒有任何單一技術能解決所有問題，且操作順序至關重要。

原料油經加熱以去除水分，並經沉降或過濾以去除大型碳黑顆粒。此為機械預處理步驟。

將油蒸餾成沸點範圍切割餾分——通常為輕石腦油／汽油餾分、柴油範圍餾分及重質殘渣。蒸餾將硫及氮化合物濃縮至特定餾分中，並去除最重的樹脂狀物質。此為提升油品品質最重要之單一步驟。

蒸餾後，較輕餾分——尤其是柴油範圍切割餾分——仍帶有溶解之色體、極性化合物及殘留硫物種。此即矽膠砂體現其價值之處。

矽膠砂為白色粒狀吸附劑，比表面積為 300–500 m²/g，孔徑為 85–110 Å。其高度多孔結構可選擇性吸附：

油品通過矽膠砂床，這些雜質被捕獲在孔隙結構中。結果是得到顏色更淺、更穩定的油品，符合下游規格。

對於煉廠級原料，精製油可能需要加氫處理以飽和烯烴並去除殘留的硫和氮。在加氫處理上游進行矽膠砂精製，可透過去除使催化劑失活的極性化合物來降低催化劑中毒風險。

輪胎熱裂解油脫色需要一種能捕捉碳質和樹脂狀色體而不會堵塞或形成通道的吸附劑。矽膠砂的顆粒形態和高表面積使其在此應用中有效，在標準等級上可達到≥98%的脫色率。

與需要熱活化且可能產生酸性位點催化不良副反應的黏土基漂白土不同，矽膠砂在環境或略高溫度下通過物理吸附發揮作用。這保留了油品品質，並避免了熱處理黏土可能出現的顏色回變。

矽膠砂的廢渣不會黏附、結塊或固化。這使得廢砂相比於形成硬餅並需要特殊處置的黏土殘渣，更容易處理、運輸和處置——或在某些情況下用作燃料。

矽膠砂可用於拋光個別蒸餾餾分或混合油品。其孔徑非常適合柴油餾分中色體和極性雜質的分子尺寸範圍。

一噸矽膠砂可處理約50–200噸油品，具體取決於油品品質和加工條件。對於熱解油營運商而言，這意味著每噸吸附劑成本較低。

矽膠砂用於過濾槽或吸附接觸塔中。油品被泵送通過砂床，雜質被吸附。設備要求簡單明瞭：

具有適當的直徑和床層深度

用於驅動油品通過床層

若油品含有揮發性碳氫化合物

以追蹤床層飽和度

對於較大規模的作業，雙槽系統可實現連續運行——一個槽在運行中，另一個槽則進行重新裝填。對於較小規模的作業，採用批次操作的單槽系統即可滿足需求。

用於柴油脫色和廢潤滑油拋光的相同設備可用於輪胎熱解油餾分，使其成為多產品油品回收作業的多功能投資。

必須清楚了解矽膠砂處理的局限性：

矽膠砂可去除極性硫化物種，但噻吩硫——最難處理的硫化合物——需要加氫處理或專用脫硫吸附劑。

它去除色體和極性雜質；它不會改變油的烴主鏈。

蒸餾是主要的分离步驟；矽膠砂是蒸餾下游的拋光步驟。

如果蒸餾控制不佳且切割點過高，矽膠砂無法彌補不應存在於餾分中的重組分。

理解這些限制是區分專業吸附劑供應商與僅僅賣砂者的關鍵。

輪胎熱解油升級是一項利潤驅動的業務。銷售原始黑色熱解油與銷售淺色、規格級產品之間的差價可能非常可觀。矽膠砂拋光增加了成本——但也增加了價值：

脫色油較原料黑油具有溢價

更潔淨的油品可銷售給更多客戶，包括對顏色有規格要求的客戶

在加氫處理前去除極性化合物可延長催化劑壽命

潔淨的廢砂比黏土殘渣更容易處理

對於規模化生產輪胎熱解油的營運商而言，矽膠砂拋光並非支出——而是對產品品質與市場准入的投資。

粒徑（2–5 mm、4–8 mm、20–200 目）與包裝可依您的過濾槽配置及製程需求進行調整。請提供您的油品特性與處理目標，以獲得量身訂製的建議。

脫色率 ≥98%，SiO₂ 含量 ≥98%

我們了解輪胎與塑膠熱裂解油純化的具體挑戰

可用於矽膠砂應用的過濾槽

我們的團隊可以協助您為油流選擇正確的等級和床層配置

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這是從原始輪胎熱解油中去除雜質——硫化合物、氮化合物、色體和極性物質——以生產更清潔、更具市場價值的產品的過程。通常涉及蒸餾後進行吸附劑拋光。

矽膠砂可去除極性硫物質，但噻吩硫——最難處理的硫化合物——需要加氫處理或專門的脫硫技術。矽膠砂是拋光步驟，而非獨立的脫硫解決方案。

脫色率 ≥98%。最終顏色取決於起始油品品質、蒸餾切割點以及所使用的吸附劑量。透過適當的蒸餾和拋光處理，可獲得從淺黃色到接近水白色的油品。

一噸矽膠砂大約可處理 50–200 噸油品，具體取決於油品品質和加工條件。最佳用量應透過對您的特定油品進行測試來確定。

可以。用於柴油脫色的同一批過濾槽可用於熱裂解油餾分。床層深度和流速可能需要調整，但設備是相容的。

廢矽膠砂不會結塊或固化。它可以作為固體廢物處置，或在某些應用中作為燃料利用。這比廢黏土殘渣更容易處理。

可以。可以提供樣品供您針對特定熱裂解油進行評估。請聯繫我們並提供您的油品特性和處理目標。

如需用於輪胎熱裂解油淨化的矽膠砂的報價、技術資料表或樣品：

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