Catalytic pyrolysis of waste tire into valuable upstream petrochemical products - Boonrudee Chusaksri (Chulalongkorn University, 2004)
เนื่องจากผลิตภัณฑ์ยางมีอายุยืนนาน ดังนั้น การกำจัดยางรยนต์ที่หมดอายุการใช้งานแล้วจึงกลายเป็นสาเหตุหนึ่งของปัญหาทางสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ การนำยางรถยนต์ที่เสื่อมสภาพแล้วกลับมาใช้ใหม่ได้กลายเป็นประเด็นสำคัญทางสิ่งแวดล้อม การเผาที่อุณหภูมิสูงโดยปราศจากออกซิเจน (pyrolysis) เป็นวิธีการรีไซเคิลสำหรับการสลายตัวอย่างสมบูรณ์ของยางรถยนต์ไปยังสารชนิดอื่นที่สามารถนำกลับมาใช้ได้ใหม่ สำหรับการเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงโดยปราศจากออกซิเจนของยางรถยนต์ที่ผ่านการอบโดยปราศจากสาราเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียสในเตาเผาแบบเซมิเบช (Semi-batch reactor) ภายใต้สภาวะเฉื่อย เพื่อศึกษาการกระจายตัวของผลิตภัณฑ์ พบว่า เมื่อเพิ่มระยะเวลาของการอบยางจนถึง 3 สัปดาห์ ปริมาณแก๊สลดลงจากยางที่ไม่ผ่านการอบในขณะที่ปริมาณของเหลวเพิ่มขึ้น จากนั้นปริมาณแก๊สเพิ่มขึ้นแต่ปริมาณของเหลวลดลงเมื่อยางผ่านการอบ 4 สัปดาห์ นอกจากนี้ระยะเวลาไม่มีผลกระทบต่อปริมาณของแข็ง ในกรณีที่ใช้ซัลเฟตเตตเซอร์โครเนีย (ZrO2/So42-) ซึ่งเป็นสารเร่งปฏิกิริยาชนิดกรดพิเศษ (superacid catalyst) เมื่อเปรียบเทียบอิทธิพลการสลายตัวของยางที่เสื่อมสภาพระหว่างการใช้อุณหภูมิกับสารเร่งปฏิกิริยา ปรากฏว่าปริมาณแก๊สเพิ่มขึ้น แต่ในทางกลับกันปริมาณของเหลวและของแข็งลดลง นอกจากนี้เมื่อปริมาณของซัลเฟตที่อยู่บนผิวของเซอร์โครเนียเพิ่มขึ้น พบว่าปริมาณของเหลวเพิ่มขึ้น แต่แก๊สและของแข็งลดลง ในกรณีที่ศึกษาอิทธิพลของอัตราส่วนของสารตัวเร่งต่อปริมาณยางรถยนต์ว่ามีผลต่อผลิตภัณฑ์อย่างไร โดยใช้ซัลเฟตที่ 4 เปอร์เซ็นต์ อัตราส่วนที่ใช้ศึกษา ได้แก่ 0.00, 0.11, 0.25, 0.50 และ 1.00 พบว่าอัตราส่วนที่ให้ผลลัพธ์ดีที่สุดคือ 0.25 เนื่องจาก ที่อัตราส่วนนี้ไม่เพียงควบคุมการกระจายตัวของคาร์บอนอะตอม (carbon number distribution) ให้เกิดในช่วงแคบและมีปริมาณมากแล้ว แต่ยังสามารถผลิตน้ำมันปิโตรเลียมในช่วงของแก๊สออย (gas oil) ได้ในปริมาณมากด้วย ผลิตผลในส่วนของแก๊สที่ได้จากการสลายตัวของยางทั้งในกรณีที่ใช้อุณหภูมิสูงและสารตัวเร่งนั้นส่วนใหญ่จะประกอบด้วยมีเทน อีเทน สารประกอบไฮโดรคาร์บอนชนิด 4 และ 5 อะตอม และ สารประกอบไฮโดรคาร์บอนชนิดอื่นอีกในปริมาณเล็กน้อย เช่น เอทิลีน โพรเพน โพรพิลีน สารประกอบไฮโดรคาร์บอนชนิด 6-8 อะตอม นอกจากนี้ทั้งระยะเวลาการอบและการเข้าร่วมของสารตัวเร่งปฏิกิริยาไม่มีผลต่อน้ำหนักของคาร์บอนอินทรีย์ (organic carbon) ซึ่งมีอยู่ใส่วนของของแข็งที่เหลืออยู่