废轮胎裂解机理

轮胎主要是由交联的橡胶分子和一些无机填料组成，其中橡胶分子的化学特性决定了废轮胎的裂解条件。通常，轮胎中使用的橡胶包括天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶，其中，天然橡胶在加工成轮胎的过程中使用的硫化剂比较少，因此天然橡胶的热分解温度是最低的。研究表明，天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶的热降解温度分别为250-275℃、400-425℃和425-450℃。

废轮胎的整个热解过程主要涉及液化、中间产物缩合以及进一步转化，中间产物包括了由Diels-Alder反应、环化反应和脱氢等反应产生的自由基、单体和二聚体等。值得注意的是，异戊二烯和柠檬烯是天然橡胶热解的主要产物，其中两个异戊二烯分子通过Diels-Alder反应可以转化为一个柠檬烯分子，而高温会促进柠檬烯进一步脱氢生成为苯及其衍生物。类似地，丁苯橡胶在热解过程中生成苯乙烯和丁二烯单体，这些单体在高温下进一步转化为苯的衍生物或短链的烷烃。顺丁橡胶裂解的中间产物丁二烯易转化为环戊二烯。多环芳烃，如芴、蒽、菲等会在轮胎裂解的过程中不可避免的形成，这是因为一些中间产物，如苯衍生物、碳氢化合物等可以很容易地通过Diels-Alder反应进行缩合或发生自由基反应。通常，多环芳烃主要存在于裂解油中，而在裂解炭黑中的含量一般低于1%。