曹庆鑫:从轮胎制造的构成浅析废轮胎热裂解项目
卓创资讯 朱杨杨 2019-05-24 14:59:59
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1 为何不看好废轮胎热裂解项目

  近几年,由于一些不切实际的传播和误导,形成了一股建设废轮胎热裂解项目的热潮,福建、贵州、四川、湖北、湖南、河南、河北、重庆等地的各类企业纷纷大举进入,都希望在高速增长的废轮胎处理市场中分一杯羹。可以看到,以各种崇尚环保绿色产业相关业务的形式投入申报和筹备的废轮胎热裂解项目比比皆是,且愈演愈烈。

  废轮胎热裂解项目热,主要来自一些生产废轮胎热裂解设备厂家的宣传,部分“专家”的倡导,以及一些不明就里、追求招商引资政绩的地方政府支持,使废轮胎热裂解项目呈现遍地开花之势。

  为了避免投资者的失误,造成不必要的经济损失,本人作为废橡胶综合利用行业的一名老兵,本着“不忘初心”的理念,对欲投资废轮胎热裂解项目泼上一桶冷水,希望能够使投资者对这项不适合中国国情的项目有一个清醒认识,避免最终“竹篮子打水一场空”。

  多年以来,本人曾就废轮胎热裂解项目在山东、安徽、贵州和上海等地开展过调研,结果是这些项目没有一家能够正常运行,其投资也必然是打了水漂。

  废轮胎热裂解方式从原始的炉窑(土炼油)到旋转间接式再到半自动化的连续式,虽然装备水平有所提升,生产过程对环境的污染也大为减少,但作为投资者更为关注的投资回报却一直不高。投资者除了关注废轮胎在裂解过程中的环保,也看重裂解后的产品市场。

  本人曾就废轮胎热裂解项目这个话题进行过多方面剖析,分别发表过《曹庆鑫:不赞同“热裂解”技术作为废轮胎循环利用的方向》《废轮胎“热裂解”不符合中国国情》《曹庆鑫:投资“废轮胎热裂解”项目需谨慎》等相关文章,阐述废轮胎热裂解项目的不可行。毕竟投资废轮胎热裂解项目少则需要几千万,多则需要几亿元的资金,虽然通过项目包装短期可以获得一些融资,但由于项目产品本身存在致命硬伤,只要运行一定会使企业处境艰难,其结果必然是得不偿失,导致投资打水漂。

2 浅析轮胎制造消耗所需的材料

  投资废轮胎热裂解项目首先需要了解轮胎制造所消耗材料的构成,才能知道废轮胎热裂解的真正结果。轮胎行业多名专家向本人提供了轮胎制造所需消耗材料的构成情况,为废轮胎不适合进行热裂解提供了佐证。通过剖析交流,希望对欲投资废轮胎热裂解项目的企业家们有所帮助。

  制造轮胎的主要材料包括:天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶等橡胶材料,炭黑、白炭黑等补强材料,氧化锌、硬脂酸、不溶性硫黄、环保油、促进剂、防老剂、防焦剂等橡胶助剂,钢丝帘线、胎圈钢丝、纤维帘布等骨架材料。详见图1、图2。

图1

    

图2

  图1显示,轿车/轻卡轮胎的材料消耗占比为:天然胶19%;合成胶24%;钢丝12%;纤维帘布4%;橡胶助剂14%;填充料(炭黑)26%。

  图2显示,卡车轮胎的材料消耗占比为:天然胶34%;合成胶11%;钢丝21%;纤维帘布0%;橡胶助剂10%;填充料(炭黑)24%。

  目前,生产轮胎的材料消耗和橡胶配方尚没有统一的标准,但消耗的材料基本雷同。如生产12.00R20规格的卡车轮胎所需材料占比:天然胶38.9%、合成胶4.32%;钢丝25.29%;纤维帘布0%;橡胶助剂9.46%;填充料(炭黑)22%。

  从轮胎制造消耗材料显示,卡车轮胎天然胶、钢丝消耗高于轿车/轻卡轮胎;轿车/轻卡轮胎合成胶消耗高于卡车轮胎;轿车/轻卡轮胎使用纤维帘布,卡车轮胎不用纤维帘布;其他橡胶助剂和填充料(炭黑)等消耗基本相同。

3 废轮胎与废轮胎热裂解的产品分析

3.1 废轮胎重量分析

  轮胎通过使用磨损成为不能继续使用的废轮胎后,除了钢丝、纤维帘布重量基本没有损耗,其他如天然胶、合成胶以及各种助剂等多达几十种化工材料重量都会有不同程度减少,胎面与地面摩擦产生的磨损可按重量减少10%计算。报废的轿车/轻卡轮胎基本在120条/吨,平均每条重量约8.35千克;报废的卡车轮胎重量基本在17条/吨,平均每条重量约58.8千克。

3.2 废轮胎热裂解的主要产品——裂解油

  废轮胎中的橡胶、炭黑及多种化学助剂通过600℃~750℃高温裂解炉催化裂解气化,气体经过冷凝器冷凝产生裂解油。废轮胎热裂解将热值超过6500大卡的废轮胎转化为热值3800~4000大卡的裂解油。这种裂解油是呈黑色黏稠状的油品,散发刺鼻的异味,且不能单独使用,必须与其他燃料油按比例混合,并在燃烧中继续散发异味污染环境。

  同时,这种废轮胎裂解油密度低、沥青质含量高、含蜡量超标、闪点低(不到52℃),极易在运输和遇到碰撞后发生爆炸。因此,废轮胎裂解油属于劣质燃料油,存在诸多不安全因素并污染环境,市场应用范围狭窄,经济价值不高。

3.3 废轮胎热裂解的主要产品——轮胎渣

  报废的轮胎通过高达600℃~750℃以上高温裂解,形成了含有橡胶及多种化学助剂的“轮胎渣”,也即所谓的“炭黑”。

  炭黑作为橡胶工业的补强材料有着严格的国家标准,而废轮胎热裂解后的“轮胎渣”,外形像炭黑其实不是炭黑。与橡胶工业使用的补强材料炭黑相比,“轮胎渣”灰分、油分严重超标,并且含有大量的硫,不能替代橡胶工业补强材料炭黑。据试用过这种炭黑的轮胎企业专家表示:“该方法制做的所谓炭黑并不具有补强效果,其比表面积小、结构度低、表面没有经过活化处理且呈粉状,既无炭黑的补强效果,也更易产生二次污染。”

  所以这种“轮胎渣”在市场上没有任何经济价值。同时,废轮胎热裂解后的“轮胎渣”呈粉状属于危废,如果得不到及时无害化环保处理,会对环境造成不可忽视的危害,也会为假冒伪劣橡胶工业用炭黑开启方便之门。

3.4 废轮胎热裂解的其他产品——钢丝等

  废轮胎中的钢丝,在胶粉生产中即被直接分离出来,且还保持其钢丝特性,具有高值化利用价值。但在废轮胎热裂解中,是整胎或切成块状的含钢丝胶块直接进行热裂解,在经过600℃~750℃的高温裂解后,钢丝的金相组织结构遭到根本破坏成为奥氏体,基本失去了利用价值。

  同时,废轮胎热裂解的材料在高温裂解炉被添加的催化剂阻燃,在裂解过程中,裂解气化产生的不可液化的气体约占10%,作为自用燃料耗尽。因此所谓的废轮胎热裂解项目可以对废轮胎100%利用是不现实的。

4 废轮胎热裂解缺少成功案例

  虽然国家在废轮胎热裂解项目上推了多年,但由于其产品质量低劣,得不到市场认同,因此缺乏成功案例。

  尽管业内普遍认为,废轮胎热裂解的技术现在还不成熟,裂解产品在加工中还需要进一步研究,裂解应以轿车/轻卡轮胎为主,但本人对上述观点不能苟同。因为,废轮胎热裂解目前主要使用的是报废的卡车轮胎而不是轿车/轻卡轮胎,用报废的轿车/轻卡轮胎进行热裂解的寥寥无几。这主要是因为报废的轿车/轻卡轮胎收集麻烦运输困难,更重要的是其天然胶含量低,直接影响裂解油产出率。

  从事高分子研究的教授认为:废轮胎热裂解过程中,容易分解产生二氧化硫、氮氧化合物和粉尘等,橡胶组分在高温热裂解条件下易过裂化,发生二次副反应,生成的混合油品又进一步裂化为气体或缩合为焦炭,裂解产物的分离提纯与产品分级极为困难。此外,废轮胎含有硫黄等添加剂,热解过程中易产生含硫污染物和诱发有机体突变成致癌的多环芳烃,热解油品质和稳定性差,副产物难以有效利用。

5 再生橡胶已经成为“中国特色”

  目前,废橡胶综合利用在我国产业链格局相对稳固,已经形成以生产再生橡胶为主,适度发展硫化橡胶粉和胶粒直接应用,加大再生橡胶、胶粉的深加工力度,大力推广预硫化轮胎翻新的具有中国特色的循环经济基础产业。随着国家对传统产业转型升级的要求,绿色无害化生产方式正在成为废橡胶综合利用行业的动力。

  轮胎翻新、生产胶粉、生产再生橡胶和原型利用在国内外都长期应用,也非常适和我国国情。特别在我国橡胶资源严重不足,80%以上依赖进口的前提下,发展再生橡胶对弥补橡胶资源,满足我国橡胶工业生产需要,有着非常现实的意义。事实证明利用废轮胎生产再生橡胶已经成为“中国特色”,也是我国回收处理废轮胎的最佳方式。

6 结束语

  综上所述,我国已经形成以生产再生橡胶为主,适度发展硫化橡胶粉和胶粒直接应用,加大再生橡胶、胶粉的深加工力度,大力推广预硫化轮胎翻新的具有中国特色的循环经济基础产业。

  本人认为,废轮胎热裂解项目目前依然属于研发阶段,最起码现阶段不具备推荐项目条件,不管从社会效益、环境效益和经济效益进行分析,都不是一个好项目,也不是解决报废轿车/轻卡轮胎的处理方式,更不是我国废橡胶综合利用行业的发展方向。

  废轮胎热裂解项目不管其装备如何升级变化,关键是废轮胎作为固废通过热裂解形成的“裂解油”“轮胎渣”和高温后彻底风化的“钢丝”产品,都属于劣质产品,无法被市场认可。特别是废轮胎“裂解油”并不是柴油,也不可以直接作为燃料油;“轮胎渣”不是炭黑,不可以替代轮胎生产使用的N660半补强炭黑或N330高耐磨炭黑。因此,从当前的废轮胎热裂解项目报道和宣传来看,其内容值得推敲,毕竟投资废轮胎热裂解项目少则在几千万多则几个亿,具有极大的风险。

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