废旧轮胎主要由天然橡胶和多种化学添加剂组成,其中还包含钢丝、硫磺、炭黑、玻璃纤维等物质,因此难以降解,逐渐成为社会一大难题。在保证处理过程产生污染较少的前提下,实现废旧轮胎最终处理并获得燃料油等其它高附加值产物,是实现废旧轮胎处理产业可持续发展的必然抉择。废旧轮胎的处理方式中,热裂解能够实现轮胎的环保处理并获得有价值的产物,逐渐受到许多研究者的重视。本论文对国内外废轮胎裂解的设备和工艺发展现状进行调研,并以青岛裕盛源公司裂解生产线和山东开元公司裂解项目为参考,提出一套废轮胎中试裂解装置设计方案,并在实验室内试制成功。在设计过程中对重要部件齿轮进行弯曲疲劳设计并校核,使齿轮满足使用要求。使用本套装置研究FCC催化剂对废旧轮胎裂解的影响,检验装置的使用效果,发现使用催化剂裂解可以使裂解油品中小分子烃类油品由5%增长到15%左右,提升油品的性质。利用中试裂解装置对炉内废轮胎的运动状态进行分析,通过理论分析和仿真模拟确定炉体最佳转速为4r/min;使用有限元模拟软件,模拟废旧轮胎组分中不同种类橡胶在裂解炉内温度场分布,发现顺丁橡胶温度场分布均匀,判断最先发生反应。以传热模拟结果为参考,研究了不同橡胶种类裂解反应时吸热放热类型及裂解机理,通过热分析实验验证模拟结果准确。本课题通过理论分析、仿真模拟以及实验研究确定催化剂对裂解反应的作用,能够改善油品等级,通过仿真模拟和热分析实验得到不同橡胶种类的裂解反应温度及吸热放热区间。