MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………….1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 3
1.1. Tổng quan về cao su ……………………………………………………….3
1.1.1. Cao su thiên nhiên ……………………………………………………….4
1.1.2. Cao su tổng hợp ………………………………………………………….6
1.1.3. Các chất phối trộn với cao su 9
1.2. Hiện trạng ô nhiễm cao su phế thải 11
1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm cao su phế thải trên thế giới ………………………11
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm cao su phế thải tại Việt Nam …………………… 12
1.3. Các phƣơng pháp xử lý cao su phế thải 13
1.3.1. Chôn lấp cao su phế thải ……………………………………………… 13
1.3.2. Thiêu đốt cao su phế thải ……………………………………………….13
1.3.3. Tái chế cao su phế thải 15
1.4. Lý thuyết quá trình nhiệt phân cao su phế thải 19
1.4.1. Đặc điểm nhiệt động học và động học các phản ứng chính xảy ra dƣới tác
dụng của nhiệt 20
1.4.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nhiệt phân 21
1.5. Giới thiệu về phản ứng cracking xúc tác 23
1.5.1. Tổng quan cơ chế xúc tác và vai trò của xúc tác 23
1.5.2. Quá trình cracking xúc tác …………………………………………… 24
1.5.4. Chất xúc tác cracking ………………………………………………… 25
CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 34
2.2. Thực nghiệm 34
2.2.1. Hóa chất, vật liệu ………………………………………………………34
2.2.2. Dụng cụ ……………………………………………………………… 35
2.2.3. Các thiết bị …………………………………………………………… 35
2.2.4. Sơ đồ thiết bị và thực nghiệm 35
2.2.5. Xác định tính chất của các sản phẩm thu đƣợc …………………………37

th 

n 3,4 triu tp [16], 
M n 4,6 triu tn [24c thi b 
t B

i gn 1 triu tn ph thi cao su [13]. Vit
Nam vi s ng xe gc 20 triu chic, ci,
n sn xun ph



 i
ng khong 400.000 tn ph liu cao su [12c s 
thc ln i vi ng sng ci. Hu ht cht thi  cao su
ph thi ry, bn vc, sinh hc, v
i mt kho t.
Mi ca ph thm th y nu
  cp [14]. Nu s dng
t cao su ph thi  nhi 
y, vi s 
ng cao su ph th
cn phng x  tn dng nguc hn ch
n mc thp nht ng ca loi cht thi vi ng.


  , 




. 
























 









 

 , 


, ng 



u 

 Vit
Nam s u tn dng ngu 
lp ph th n hn ch. Do v 
  a ch u ca lun
 Nghiên cứu xử lý cao su phế thải bằng phƣơng pháp hóa nhiệt
xúc tác 
a lun :
Th nghig cao su ph th
p trung  mt s v sau:
- Khng ca nhi 
thi.
- Khng ca t l ph so vng cao su
n hiu suo su ph thi.
- m hn hp dc sau phn ng.
- n lc c phn y nhit i

 bn nhi c  nhit
 cao.
Bảng 1.1: Năng lượng liên kết của liên kết chính trong cao su[10]
  
hc
  
kt (kJ/mol)
  
hc
t
(kJ/mol)
C-C
349
Si-Si
233
C-O
353
S-S
243-260
Si-O
454 4

Cu tn ca cao su ph thun cht to

t  
c  gith ca
m   t

V m         - polyme ca
isopren.

M c t
t vi nhau  v 1,4.

ng 2%
mt vi nhau  v 
n gc t nh
t polyme c
Cao su t  nhi thy  40
o
C.
 ca cao su t y ra vi hin
ng hp th nhit. t va cao su t ng 1.2.

  gi
trit b ngh ch bi
trin mnh m
6

Bảng 1.2: Tính chất vật lý của cao su tự nhiên[10]
Đặc tính
Giá trị số
Đặc tính
Giá trị số
Kh
913 (kg/m
3
)

0,14.10
-4

(W/m
2
K)
1.1.2. Cao su tổng hợp
     ng vt li     ng
trong k thui s
nhu c     i s        
nh ng du chu nhi
khoa hng tng hp cao su t t hn bng
phn 
    t c mt loi cao su tng hp t
phn c Anh
i gian 1910-
o ra cht do t isopren.
Cao su tng ht di ch to vi ch
cht cht chc sc
n lt chn phc h
dng h cao su t t nhiu
ng dt cng.
7

Cao su tng hc to ra t phn 
bao gm isopren (2-methyl-1, 3-butadien), 1,3-butadien, cloropren (2-cloro-
1,3-  obutylen (methylpropen) vi m ng nh ph 


Cao su Butadien
p t 1,3 - butadien trong dung dch.
 c 
h sn xung ch
ti trn.
8


Kh -  cacbon .
c s d ch to mt l
i, 
Cao su Butadien Nitryl
n php ca butadien-i s 
mt ca h  in.
c cu to:

 
n d c
ph thu ng du,
m 
c ng d sn xut liu chng du
mng d b 
Cao su Butadien Styren
 n ph   p 1,3-divinyl vi styren trong dung dch
cacbuahydro no vi s t ca liti h
Kh cng trong khong
 cacbon.
c tn ti  trnh
c pha trn v

- Ch
- Chn
10

- Cho
- Cht to xp
- Mt s  : ph
 dng m
ch ca hp phu kit phi hc


Lƣu hóa nh phn c cao su 
 

hunh 
selen (Se), peroxit
   
 Hình 1.1: Phản ứng lưu hóa cao su
Bng 1.3  l n theo khng cp cao su
i [19].

11

Bảng 1.3: Thành phần các chất trong săm lốp cao su
n
T l % theo khng
Cao su isopren

 n 3,4 triu tp [16]. 
c thi b t B

i
gn mt triu tn ph thi cao su [13]. a M cnh
ng, cao su ph th t trong nhng v
u th gii . Hp xe ph th
 n cho s i ci vi xe i.
Cuc su cho s di chuyp
xe b vt b u. Mt trong nhng gi 
thi  t b 
Ch  California 42 triu l dc thi ra mi
 l dng, s  lng
10 triu lp dt trng. Hin nay California Integrated
Waste Management Board (CIWMB - Ban qu  t thi tng hp
 g ng vii
 dtrong ving mi, chuy
sn phm ph th [9].
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm cao su phế thải tại Việt Nam
Hin nay vt c mt th  tng
cao su ph th  Vit Namng c 
13

ng.  d  t ln, vu xe gn
p, gng vi li th ca m
ng ln, Vit Nam hi
th y tin xung th 
mt ngun thi cao su ph thi khng l
tnh Qu i ra khong 228 tn l
 n li cao su ph th

Hi   x  t vn ch ym
gay c ti nhng qu, do s ng lp xe
n. u qu v ng t lp xe rt ln. 
vit cao su l p  Winchester, Virginian cho
 m nng n bi bi, . 
c sinh hot 1 qun  c b 
ch 1,3 triu USDt lp xe
ph lit v m i vi sc khe. S hiu bit  yu
t c hi ca i t lp xe ph liu u cn thii v
v. i vit cao su ph thi, qc
hi: Khi  t cao su s t
 cao m cu v t
lp xe nh mt ng ln benzo (a) pyrene, ch 
i cao ca  hp cht c hi c bibenzen (mt cht
   c bi n), vi nn  ng   mt phn triu
(ppm) b .
i vt hoc trong np nhm
thu hi nhit sn phc to ra ch y
cng. Nhng sn phm  c s d
  m gim ch t.   lp xe ng
cha nhiu hp cht n, mt s ch
  c, mt lohydrocacbon pyrolytic
 tro  hi cho  sc khe con i. 
 thi sn sinh ra
nhi
2
 Mt
15

lo sn phy c to ra trong   t lp xe ph liu

khai   lp thi s tr n
thc.
1.3.3.2. Ứng dụng các sản phẩm khác có nguồn gốc từ cao su phế thải
 l c  dng trong nhi
Mt s  dng lt ngun carbon thay th than
c trong sn xu m
p  c s dng trc tip.
Mt s rng b dng lp xe
n r v vic
 t s d  mt d 
c trit qu kh quan.
  dng ln phm giy
 
17

 c x  dt li
dng che ch,
t s  ct
lin, h thc.
 c, cao su ph th c nghin nh
n vt li
dng.
1.3.3.3. Tái chế cao su phế thải thành dầu
t k s d y cao su ph thc ch ra 


Hình 1.4. Sơ đồ một thiết bị nhiệt phân tại Trung Quốc [20]
1- Bình nằm ngang ; 2-hộp số ; 3- tay cầm trục vít ; 4- băng chuyền
chở bùn; 5- miệng cân bằng ; 6- sự đốt nóng võ ngoài ; 7- ống nạp khí đốt ;
8- Lối thông khí đốt ; 9,10,11- ống thoát khí ; 12- Lối thông chất bay hơi ; 13-

lốp
Dầu diesel
C (carbon)
83
86
H (hydrogen)
7,6
12,8
N
0,3
-
O (oxy)
8,57
-
nh)
0,5
0,5
Nhit tr (MJ/kg)
43,41
45,6
T trng  15
o
C
0,9258
0,78

19

Bảng 1.5: Sản phẩm của quá trình nhiệt phân cao su phế thải[20]
Tên sản phẩm

2
S, C
2
H
6
, C
m
H
n
, CO
2
, H
2
, phn nhiu sn
phm t
20

Khi nhn ca l trong thit b
nhi xt ti mu kin nhnh
i vt trong lp xehiy ra tri qua hai giai
 nhi cpng hc nhit
m s ta nhi t ca nhng sn phm nhit
 ng nhit ca nhng polime h. qua s u
cu t 
nhi , tha chi ti khu vc phn
t cn ti thm phn ng.
 ng dng  nhi 
cht r c t khong nhi 
t C.
t cc quynh b

 c phn ng ca hai loi 
    n         phn ng
p.
nh lut Vant-hoff: t phn n khi
 
o
C. Qua thc nghim cho thy ri vn ng
ci i hn nhi nh
ga t phn ng .
i vi mi d
chn nhi tc ch
yc to thng   va phi ch  
nhi t
Nhi u t nh trn
phm ci vt nh, khi nhit
22

 c  
n n phm ca phn ng nm  tr
hn hp c pha lu nhi u
 n hn hp phn 
3
/kg).
u v y nhi DTG
(Differential thermal analysis) cho thy th t 
 200  325
o
C diy du, ch
gia; t 325  400
o

1.5.1. Tổng quan cơ chế xúc tác và vai trò của xúc tác



































. 






















.



 












 , 

 


 . 
















 ,  

. 


 , 
.






































1 



.

Trích đoạn Đánh giá ảnh hƣởng của nhiệt độ và xúc tác tới quá trình phân hủy nhiệt Thành phần khí Đánh giá ảnh hƣởng của xúc tác tới quá trình phân hủy nhiệt xúc tác cao

---