nhiệt đối với cao su
Về mặt lý thuyết phản ứng phân hủy đối với các hydrocacbon dưới tác dụng của nhiệt nói chung là loại phản ứng xảy ra với độ chuyển hoá cao. Trong điều kiện áp suất cao cũng như áp suất thấp, cân bằng phản ứng chuyển hoàn toàn về phía tạo thành các hydrocacbon có trọng lượng phân tử thấp, thậm chí có thể tạo thành hydro. Đối với các parafin và olefin có trọng lượng phân tử thấp (C2, C3, C4) phản ứng phân hủy xảy ra trong điều kiện nhiệt độ
52
cao hơn. Các hydrocacbon olefin có trọng lượng phân tử thấp có thể tham gia các phản ứng trùng hợp ở điều kiện áp suất cao khoảng trên 15 atm và nhiệt độ dưới 500oC. Về phương diện nhiệt động phản ứng trùng hợp không thể xảy ra ở áp suất thấp (gần áp suất khí quyển) và nhiệt độ cao hơn 500oC, nếu có xảy ra thì độ chuyển hoá không đáng kể. Các hydrocacbon mạch dài cũng có thể bị khử hydro tạo thành hydrocacbon thơm.
Như vậy, dựa vào kết quả xác định độ giảm khối lượng thu được ở trên, bảng 3.1, có thể thấy quá trình xử lý cao su ở nhiệt độ càng cao thì hiệu suất càng cao, và cao nhất ở nhiệt độ 550o
C thì quá trình phân hủy cao su đã diễn ra hoàn toàn, mà không cần phải khảo sát ở các nhiệt độ cao hơn.
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, ở nhiệt độ cao (trên 500oC), phản ứng phân hủy cao su diễn ra sâu, và tạo thành các olefin và parafin mạch ngắn, giảm sản phẩm dầu lỏng. Nếu quá trình phân hủy cao su ở điều kiện nhiệt độ vừa phải, thấp hơn 500oC, thì sự phân hủy cao su xảy ra nhưng cấu trúc của chất thay đổi rát ít, giống như khi nhiệt nguyên liệu có đặc tính của parafin rắn; sản phẩm thu được trong điều kiện này chủ yếu là parafin và olefin mạch thẳng.
Sản phẩm thu được từ quá trình nhiệt phân xúc tác cao su cho thấy sự tương đồng về tỉ lệ ba thành phần rắn, lỏng, khí ở các điều kiện tỉ lệ xúc tác khác nhau. Như vậy có thể khẳng định, quá trình hình thành sản phẩm khí và dầu không bị ảnh hưởng bởi xúc tác mà ảnh hưởng chủ yếu là do nhiệt độ của quá trình phân hủy nhiệt.
Từ kết quả ở bảng 3.3 cho thấy, nhiệt độ tối ưu cho quá trình phân hủy nhiệt đối với cao su và tỉ lệ sản phẩm dầu lỏng thu được là 450oC. Ở nhiệt độ thấp hơn 450oC, phản ứng phân hủy cao su diễn ra chưa triệt để; còn ở nhiệt độ cao hơn 450oC thì phản ứng diễn ra sâu, tạo thành nhiều sản phẩm khí. Quá trình phân hủy nhiệt đối với cao su không bị ảnh hưởng bởi xúc tác; xúc
53
tác ở đây chỉ đóng vai trò ở giai đoạn trung gian của phản ứng bẻ gãy mạch hydrocacbon và định hướng hình thành các sản phẩm nhất định. Vai trò của xúc tác sẽ được đánh giá sâu hơn khi phân tích các sản phẩm thu được sau phản ứng, đặc biệt là khả năng chuyển hóa phần chất lỏng chứa các hydrocacbon có trọng lượng phân tử cao thành các hydrocacbon có trọng lượng phân tử thấp.