دستگاه تولید گازوئیل از لاستیک پیرولیز در شهرک صنعتی نصیر آباد

تولید نفتا سبک و سنگین از ضایعات لاستیکی و پلاستیکی در شهرک صنعتی نصیراباد

کارخانه را چند ماه ران کردیم و درحال تولید است به علت مهاجرت و مسایل دیگر میخام بفروشم 

ماشین آلات شامل دستگاه برش لاستیک و خط تولید سوخت اط لاستیک یا همان پیرولیز و یک دستگاه ریفاینری سوخت حاصله از فرایند پیرولیز

این دستگاه در شهرک صنعتی نصیر اباد می باشد و به فروش می رسد . جهت اطلاع از قیمت تماس بگیرید 

پیرولیز چیست ؟

 تولید نفتا سبک و سنگین از لاستیک ضایعاتی به روش پیرولیز

پیرولیز لاستیک ضایعاتی یکی از مسیرهای مهم بازیافت مواد زائد و تبدیل آن‌ها به محصولات با ارزش افزوده بالا است. در این پژوهش، تولید نفتا سبک و سنگین از روغن پیرولیز لاستیک ضایعاتی به روش تقطیر بررسی می‌شود. در شرایط پیرولیز خلأ در دمای ۵۱۰ درجه سلسیوس و فشار ۲ تا ۲۰ کیلوپاسکال، بازده روغن پیرولیز حدود ۵۰ درصد وزنی به دست می‌آید که از این مقدار، نفتا سبک حدود ۲۰ درصد وزنی و نفتا سنگین حدود ۶.۸ درصد وزنی است. نفتا سبک دارای حدود ۴۵ درصد حجمی آروماتیک، ۲۲ درصد حجمی الفین، ۱۵ درصد حجمی ایزوپارافین و حدود ۷ درصد وزنی d,l-لیمونن است. با این حال، وجود گوگرد، نیتروژن و دی‌الفین‌ها باعث می‌شود این برش بدون هیدروتصفیه و ریفرمینگ برای ترکیب با بنزین مناسب نباشد.

واژگان کلیدی: لاستیک ضایعاتی، پیرولیز، نفتا سبک، نفتا سنگین، هیدروتصفیه

۱. مقدمه

با رشد مداوم صنعت خودروسازی، تجمع لاستیک‌های ضایعاتی به یک چالش زیست‌محیطی جهانی تبدیل شده است. برآورد می‌شود سالانه حدود ۱.۵ میلیارد حلقه لاستیک وارد بازار مصرف می‌شود و دفع آن‌ها عمدتاً به صورت دفن و سوزاندن انجام می‌گیرد که باعث هدر رفت منابع و آلودگی ثانویه می‌شود. در این زمینه، فناوری پیرولیز به دلیل توانایی تبدیل لاستیک ضایعاتی به گاز قابل احتراق، روغن پیرولیز و دوده، به یکی از موضوعات مهم پژوهشی تبدیل شده است.

روغن پیرولیز لاستیک ضایعاتی (TPO) مخلوط پیچیده‌ای از هیدروکربن‌ها است که ترکیب آن با مواد اولیه نفتی تفاوت چشمگیری دارد. از طریق تقطیر، این روغن به برش‌های نفتا سبک، نفتا سنگین، برش میانی و باقی‌مانده تقسیم می‌شود. برش نفتا به عنوان پیش‌ماده مواد شیمیایی با ارزش و ترکیب بنزین اهمیت پژوهشی بالایی دارد. با این حال، وجود ترکیبات گوگردی، نیتروژنی و هیدروکربن‌های غیراشباع، استفاده مستقیم از آن را با چالش روبه‌رو می‌کند.

هدف این مقاله، مرور پیشرفت‌های پژوهشی در تولید نفتا سبک و سنگین از پیرولیز لاستیک ضایعاتی، با تمرکز بر توزیع بازده، ویژگی‌های ترکیب شیمیایی و راهکارهای بهبود کیفیت است.

۲. فرآیند پیرولیز لاستیک ضایعاتی و توزیع محصولات

 ۲.۱. اصول پایه پیرولیز

پیرولیز لاستیک ضایعاتی فرآیند تخریب گرماشیمیایی اجزای آلی لاستیک در محیط بدون اکسیژن یا با اکسیژن محدود است. لاستیک عمدتاً از لاستیک طبیعی، لاستیک مصنوعی (مانند SBR و پلی‌بوتادین)، دوده، سیم فولادی و الیاف تشکیل شده است. تحت حرارت، زنجیره‌های ماکرومولکولی لاستیک شکسته شده و هیدروکربن‌های سبک تولید می‌شوند که پس از میعان به روغن پیرولیز تبدیل می‌شوند. گازهای غیرقابل میعان به عنوان سوخت قابل استفاده‌اند و باقی‌مانده جامد عمدتاً دوده و خاکستر معدنی است.

۲.۲. توزیع بازده معمول

Benallal و همکاران در یک واحد توسعه فرآیند پیرولیز خلأ، لاستیک ضایعاتی را در دمای ۵۱۰ درجه سلسیوس و فشار کل ۲ تا ۲۰ کیلوپاسکال پردازش کردند و توزیع معمول محصولات زیر را به دست آوردند: روغن پیرولیز ۵۰ درصد وزنی، دوده ۲۵ درصد وزنی، سیم فولادی ۹ درصد وزنی، الیاف ۵ درصد وزنی و گاز ۱۱ درصد وزنی. پس از تقطیر روغن پیرولیز، بازده برش‌ها در جدول ۱ آمده است.

**جدول ۱. توزیع برش‌های تقطیر روغن پیرولیز خلأ لاستیک ضایعاتی**

| برش | محدوده جوش | نسبت از روغن پیرولیز |
|------|-------------|----------------------|
| نفتا سبک | نقطه جوش اولیه–۱۶۰°C | حدود ۲۰ درصد وزنی |
| نفتا سنگین | ۱۶۰–۲۰۴°C | ۶.۸ درصد وزنی |
| برش میانی | ۲۰۴–۳۵۰°C | ۳۰.۷ درصد وزنی |
| باقی‌مانده | بیش از ۳۵۰°C | ۴۲.۵ درصد وزنی |

بر اساس جدول ۱، برش نفتا (سبک + سنگین) مجموعاً حدود ۲۷ درصد وزنی روغن پیرولیز، معادل حدود ۱۳.۵ درصد وزنی لاستیک خام است. هرچند این نسبت از برش میانی و باقی‌مانده کمتر است، اما با توجه به ارزش افزوده بالای نفتا به عنوان ماده اولیه شیمیایی و سوخت با عدد اکتان بالا، جداسازی و تصفیه آن اهمیت اقتصادی چشمگیری دارد.

۳. ویژگی‌های ترکیب شیمیایی برش نفتا

 ۳.۱. نفتا سبک

نفتا سبک (کمتر از ۱۶۰ درجه سلسیوس) یکی از باارزش‌ترین برش‌های روغن پیرولیز لاستیک ضایعاتی است. نتایج Benallal و همکاران نشان می‌دهد این برش ویژگی‌های زیر را دارد:

- محتوای آروماتیک: حدود ۴۵ درصد حجمی، شامل بنزن، تولوئن و زایلن
- محتوای الفین:حدود ۲۲ درصد حجمی
- محتوای ایزوپارافین: حدود ۱۵ درصد حجمی
- d,l-لیمونن: حدود ۷ درصد وزنی، محصول شاخص پیرولیز لاستیک ضایعاتی

d,l-لیمونن یک ماده شیمیایی صنعتی مهم است که به طور گسترده در حلال‌ها، عطرها و سنتز رزین استفاده می‌شود. غنی‌سازی آن در برش نفتا مسیر بالقوه‌ای برای ارزش‌افزایی روغن پیرولیز فراهم می‌کند.

۳.۲. نفتا سنگین

پژوهش‌های مربوط به ترکیب نفتا سنگین (۱۶۰–۲۰۴ درجه سلسیوس) نسبتاً محدود است، اما بر اساس ویژگی‌های کلی روغن پیرولیز می‌توان استنباط کرد که این برش حاوی آروماتیک‌های دوحلقه‌ای و آروماتیک‌های جانشین‌شده بیشتری است. Laresgoiti و همکاران در مشخصه‌یابی مایع پیرولیز لاستیک ضایعاتی نشان دادند محتوای آروماتیک کل روغن پیرولیز بین ۵۳.۴ تا ۷۴.۸ درصد است و با افزایش دمای پیرولیز زیاد می‌شود. نفتا سنگین به عنوان برش گذار بین نفتا سبک و برش میانی، ترکیبی از ویژگی‌های هر دو را دارد.

۳.۳. مقایسه با نفتای نفتی

در مقایسه با نفتای نفتی، نفتای حاصل از پیرولیز لاستیک ضایعاتی تفاوت‌های چشمگیری در ترکیب دارد. نفتای نفتی عمدتاً از پارافین‌ها و نفتن‌ها تشکیل شده و محتوای آروماتیک آن پایین و قابل تنظیم با ریفرمینگ کاتالیستی است. اما نفتای پیرولیز ویژگی «سه بالا» دارد: آروماتیک بالا، الفین بالا و گوگرد و نیتروژن بالا. Benallal و همکاران اشاره کردند که نفتای سبک پیرولیز حاوی مقادیر بالای گوگرد، نیتروژن، الفین و دی‌الفین است و بدون هیدروتصفیه و ریفرمینگ برای ترکیب بنزین مناسب نیست؛ تنها حدود ۲ درصد حجمی نفتای پیرولیز می‌تواند بدون تأثیر بر الزامات فرآیند به خوراک واحد هیدروتصفیه اضافه شود.

---

۴. راهکارهای فنی بهبود کیفیت نفتا

۴.۱. پیرولیز کاتالیستی و اصلاح کاتالیستی

معرفی کاتالیست در فرآیند پیرولیز روشی مؤثر برای بهبود کیفیت نفتا است. زئولیت ZSM-5 به دلیل ساختار منافذ منحصربه‌فرد و سایت‌های اسیدی، گزینش‌پذیری بالایی در پیرولیز کاتالیستی لاستیک ضایعاتی نشان می‌دهد. پژوهش‌ها نشان می‌دهد HZSM-5 دمای پیرولیز را کاهش و تولید هیدروکربن‌های C5–C10 را افزایش می‌دهد. اصلاح با فلزات می‌تواند عملکرد کاتالیستی را بیشتر بهبود دهد: Ni/ZSM-5 گزینش‌پذیری بالایی برای برش‌های بنزین و نفت سفید نشان می‌دهد و همزمان محتوای ترکیبات گوگردی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد؛ اصلاح با Cu و Zn نیز به ترتیب محتوای آروماتیک قطبی و بازده حذف گوگرد را افزایش می‌دهد.

 ۴.۲. هیدروتصفیه و ریفرمینگ

هیدروتصفیه فناوری بالغی برای حذف گوگرد و نیتروژن و اشباع الفین‌ها از نفتا است. برای نفتای پیرولیز لاستیک ضایعاتی، هیدروتصفیه می‌تواند محتوای گوگرد را به طور مؤثر کاهش دهد (بازده گوگردزدایی بیش از ۹۰ درصد) و همزمان دی‌الفین‌ها را برای جلوگیری از پلیمریزاسیون و تشکیل صمغ اشباع کند. ریفرمینگ کاتالیستی بعدی می‌تواند پارافین‌ها را به آروماتیک تبدیل و عدد اکتان را افزایش دهد. پژوهش‌ها نشان می‌دهد سیستم کاتالیستی NiMo/ZSM-5 در پیرولیز کمکی مایکروویو ضایعات لاستیکی بازده ۷۶.۳۹ درصد وزنی برش بنزین (C5–C12) و عدد اکتان تحقیقی ۹۲.۲۳ به دست می‌دهد که نزدیک به سطح بنزین تجاری ۹۲ است.

۴.۳. راهبرد هم‌پیرولیز

هم‌پیرولیز لاستیک ضایعاتی با پلاستیک ضایعاتی راهبرد دیگری برای بهبود توزیع محصولات است. پلاستیک‌های ضایعاتی (مانند پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن) نسبت هیدروژن به کربن بالاتری دارند و در فرآیند هم‌پیرولیز می‌توانند رادیکال‌های هیدروژن فراهم کنند، شکست زنجیره‌های لاستیکی را تسریع و از تراکم بیش از حد جلوگیری کنند. کاتالیست‌های دو فلزی اصلاح‌شده (مانند Ni–Cu، Ni–Fe و Cu–Co/ZSM-5) در هم‌پیرولیز اثر هم‌افزایی نشان می‌دهند و می‌توانند واکنش‌های آروماتیزاسیون و انتقال هیدروژن را تقویت و گزینش‌پذیری آروماتیک‌های تک‌حلقه‌ای را افزایش دهند.

---

 ۵. نتیجه‌گیری و چشم‌انداز

پیرولیز لاستیک ضایعاتی مسیر عملی بازیافت زائدات برای تولید نفتا سبک و سنگین فراهم می‌کند. در شرایط پیرولیز خلأ، برش نفتا مجموعاً حدود ۲۷ درصد وزنی روغن پیرولیز است که نفتا سبک غنی از آروماتیک و d,l-لیمونن، پتانسیل بالایی برای استفاده شیمیایی دارد. با این حال، محتوای بالای گوگرد، نیتروژن و هیدروکربن‌های غیراشباع در نفتای پیرولیز، تصفیه با هیدروتصفیه و ریفرمینگ را پیش از استفاده به عنوان سوخت یا ماده اولیه شیمیایی ضروری می‌سازد.

پژوهش‌های آینده باید بر محورهای زیر متمرکز شوند: نخست، توسعه سیستم‌های کاتالیستی کارآمد و پایدار برای گوگردزدایی درجا و تنظیم جهت‌دار آروماتیک‌ها در فرآیند پیرولیز؛ دوم، بهینه‌سازی پارامترهای هیدروتصفیه و ریفرمینگ برای کاهش هزینه تصفیه نفتا؛ سوم، بررسی راهبرد هم‌پیرولیز با استفاده از اثر منبع هیدروژن پلاستیک ضایعاتی برای بهبود کیفیت محصول؛ چهارم، انجام ارزیابی چرخه عمر و تحلیل اقتصادی-فنی برای ارائه داده‌های پشتیبان کاربرد صنعتی. با پیشرفت مداوم طراحی کاتالیست و فناوری تشدید فرآیند، نفتای پیرولیز لاستیک ضایعاتی می‌تواند به منبع مکمل مهمی برای نفتای نفتی تبدیل شود.