用于纯化受污染的聚乙烯的方法技术

本发明专利技术提供一种用于纯化再生聚乙烯诸如从消费后使用或工业后使用再生聚乙烯的方法。所述方法包括获得所述再生聚乙烯，并在高温和高压下使所述再生聚乙烯与流体溶剂接触，以产生提取的再生聚乙烯。将所述提取的再生聚乙烯在高温和高压下溶解于溶剂中以产生聚乙烯溶液，在高温和高压下通过使所述聚乙烯溶液与固体介质接触来纯化所述聚乙烯溶液，以产生更纯净的聚乙烯溶液。然后从所述更纯净的聚乙烯溶液中分离出更纯净的聚乙烯。

A method for purification of contaminated polyethylene

The present invention provides a method for purification of regenerated polyethylene, such as the use of regenerated polyethylene after consumption or industry after consumption. The method includes obtaining the recycled polyethylene and contacting the regenerated polyethylene with the fluid solvent under high temperature and high pressure to produce the extracted recycled polyethylene. The extracted recycled polyethylene is dissolved in the solvent under high temperature and high pressure to produce polyethylene solution. Under high temperature and high pressure, the polyethylene solution is purified by contacting the polyethylene solution with the solid medium to produce a cleaner polyethylene solution. The more pure polyethylene is then separated from the purer polyethylene solution.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于纯化受污染的聚乙烯的方法
本专利技术整体涉及一种用于通过使用加压溶剂和固体介质纯化受污染的聚合物的方法。更具体地讲，本专利技术涉及一种用于纯化再循环利用的聚合物诸如消费后和工业后再循环利用的塑料的方法，用以生成无色或透明、无气味的原生态聚合物。该方法对于聚乙烯纯化尤为有用。
技术介绍
聚合物，尤其是合成塑料，由于生产成本相对较低并且材料特性的均衡性良好而在日常生活中随处可见。合成塑料可用于各种各样的应用中，诸如包装、汽车部件、医疗装置和消费品。为了满足这些应用的大量需求，全球每年生产数百亿磅的合成塑料。绝大多数合成塑料由越来越稀缺的化石来源诸如石油和天然气制得。此外，由化石来源制造合成塑料将产生副产品CO2。合成塑料的普遍使用因此导致每年产生数百万吨塑料废物。尽管大多数塑料废物按照城市固体垃圾处理计划进行填埋，仍有很大一部分塑料废物随便丢弃于环境中，这不雅观并且对生态系统带来潜在危害。塑料废物通常被冲到河流水系中并最终进入大海。塑料再循环利用作为一种可缓解与塑料广泛使用相关问题的解决方案应运而生。塑料的回收和再利用使废物免于填埋，并且减少对化石原料制成的原生塑料的需求，因此减少温室气体排放。在诸如美国和欧盟等发达地区，由于消费者、企业和工业制造业意识的提高，塑料再循环利用率越来越高。包括塑料在内的大多数再循环利用材料被混合成单一流，由材料再循环利用设施(MRF)进行收集与处理。在MRF中，将材料进行分类、清洗和包装，然后用于再次销售。塑料可分类成单独的材料诸如高密度聚乙烯(HDPE)或聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)，或分类成其它常见塑料诸如聚丙烯(PP)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚(氯乙烯)(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)和聚酰胺(PA)的混合流。这些单一流或混合流可进一步进行分类、清洗并再加工成适于在塑料加工(例如，吹塑模塑和注塑模塑)中再利用的粒料。尽管再循环利用塑料绝大多数被类分成均匀的流并且用水性溶液和/或苛性碱溶液进行清洗，但最终再加工得到的粒料通常仍然污染程度很高，含有不需要的废物杂质，诸如变质食物残留和残留的香料组分。此外，再循环利用的塑料粒料，除了由再循环利用的饮料容器所制成的塑料粒料之外，颜色暗沉，这是因为混合有通常用于给塑料制品上色的染料和颜料的缘故。尽管一些应用对颜色和污染不敏感(例如，黑色塑料油漆罐和隐藏的汽车部件)，但大多数应用需要使用无色粒料。对于食品和药物接触性应用，诸如食品包装，对高品质的“原生态”再循环利用树脂的需求尤为重要。除受到杂质和混合着色剂的污染之外，许多再循环利用树脂产品在化学组成方面通常是不均匀的，并且可能包含大量聚合污染物，诸如聚乙烯中的再循环利用聚丙烯污染物和聚丙烯中的再循环利用聚乙烯污染物。机械再循环利用也称为二次再循环利用，是将再循环利用的塑料废物转化成可再利用形式并随后用于生产的工艺。关于机械再循环利用和其它塑料回收工艺的详细介绍描述于以下文献中：S.M.Al-Salem,P.Lettieri,J.Baeyens,“Recyclingandrecoveryroutesofplasticsolidwaste(PSW):Areview”,WasteManagement,Volume29,Issue10,October2009,Pages2625-2643,ISSN0956-053X(S.M.Al-Salem、P.Lettieri和J.Baeyens的“塑料固体废物再循环利用与回收途径概述”，《废弃物管理》期刊，2009年10月，第10期第20卷，第2625-2643页，ISSN0956-053X)。尽管机械再循环利用技术的进步已经在某种程度上提高了再循环利用聚合物的质量，但机械净化方式仍存在根本性限制因素，诸如聚合物基体内实际上仍残留有颜料。因此，即使机械再循环利用技术得到改进，现售的再循环利用塑料废物因颜色暗沉和高含量的化学污染物而致使塑料行业无法广泛使用再循环利用树脂。为了克服机械再循环利用的这些根本性限制因素，已经提出了许多方法，通过化学方式或化学再循环利用来纯化受污染的聚合物。这些方法大多数用溶剂来净化和纯化聚合物。溶剂的使用实现了杂质的提取和聚合物的溶解，从而进一步实现了替代性分离技术。例如，美国专利No.7,935,736描述了一种在清洁之前通过用溶剂溶解聚酯从含聚酯废物再循环利用聚酯的方法。‘736专利还描述了用沉淀剂来回收溶剂中聚酯的需求。在另一个示例中，美国专利No.6,555,588描述了一种由其它聚合物构成的塑料混合物来生成聚丙烯共混物的方法。‘588专利描述了在规定的残留期间，在低于所选溶剂(诸如，己烷)中聚合物的溶解温度的温度下，聚合物中污染物的提取过程。‘588专利还描述了提高溶剂(或第二溶剂)的温度以在过滤之前溶解聚合物。‘588专利进一步描述了使用剪切或流动法来沉淀出溶液中的聚丙烯。‘588专利中所述的聚丙烯共混物包含至多5.6重量％的聚乙烯污染物。在另一个示例中，欧洲专利申请No.849,312(德语翻译的英语版)描述了一种从含聚烯烃的塑料混合物或含聚烯烃的废物中获得纯化的聚烯烃的工艺。‘312专利申请描述了用汽油或柴油燃料的烃级分提取聚烯烃混合物或废物，其中烃级分的沸点高于90℃，工艺温度介于90℃和烃类溶剂的沸点之间。‘312专利申请还描述了使漂白粘土和/或活性炭与热的聚烯烃溶液接触以去除溶液中的异质组分。‘312专利进一步描述了将溶液冷却至低于70℃的温度以使聚烯烃结晶，然后通过在高于聚烯烃熔点的温度下加热聚烯烃来去除粘着溶剂，或者使粘着溶剂在真空中蒸发或使气流穿过聚烯烃沉淀物，和/或用沸点低于聚烯烃熔点的醇或酮来提取溶剂。在另一个示例中，美国专利No.5,198,471描述了一种方法，用于在第一较低温度下用溶剂形成第一单相溶液和其余的固体组分，来从包含多种聚合物的物理混合固体混合物(例如，废弃塑料)中分离出聚合物。‘471专利还描述了将溶剂加热至更高温度以溶解在第一较低温度下未溶解的其它聚合物。‘471专利描述了不溶性聚合物组分的过滤。在另一个示例中，美国专利No.5,233,021描述了一种方法，通过在合适的温度和压力下溶解超临界流体中的每种组分，然后改变温度和/或压力以按顺序提取具体组分，以从多组分结构(例如，废弃地毯)中提取纯净的聚合物组分。然而，类似于‘471专利，‘021专利仅描述了未溶解组分的过滤。在另一个示例中，美国专利No.5,739,270描述了用于通过共溶剂和工作流体将塑料中的聚合物组分与污染物及其它塑料组分连续分离开来的方法和设备。共溶剂至少部分溶解聚合物，并且第二流体(处于液体、临界或超临界状态)溶解聚合物中的组分并且使共溶剂中一些溶解聚合物沉淀下来。‘270专利还描述了过滤热塑性共溶剂(使用或不使用工作流体)以去除颗粒污染物诸如玻璃微粒的步骤。如上所述用于纯化受污染的聚合物的已知溶剂法不能得到“原生态”聚合物。在前述方法中，常出现其它聚合物共溶解并由此导致交叉污染的情况。如果使用吸附剂，通常需要采用过滤和/或离心步骤来去除溶液中用过的吸附剂。此外，使用去除溶剂的离析工艺诸如加热、真空蒸发和/或通过沉淀化学剂进行沉淀，以产生不含残留溶剂的聚合物。因此，仍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于纯化再生聚乙烯的方法，包括：a.获得所述再生聚乙烯，其中所述再生聚乙烯选自消费后使用聚合物、工业后使用聚合物、以及它们的组合；b.在约80℃至约220℃的温度以及约150psig(1.03MPa)至约15,000psig(103.42MPa)的压力下，使所述再生聚乙烯与标准沸点小于约70℃的第一流体溶剂接触，以产生提取的再生聚乙烯；c.在约90℃至约220℃的温度以及约350psig(2.41MPa)至约20,000psig(137.90MPa)的压力下，将所述提取的再生聚乙烯溶解于溶剂中以产生聚乙烯溶液，所述溶剂选自所述第一流体溶剂、第二流体溶剂、以及它们的混合物；d.在约90℃至约220℃的温度以及约350psig(2.41MPa)至约20,000psig(137.90MPa)的压力下，通过使所述聚乙烯溶液与固体介质接触来纯化所述聚乙烯溶液，以产生更纯净的聚乙烯溶液；以及e.从所述更纯净的聚乙烯溶液中分离出更纯净的聚乙烯；其中所述第二流体溶剂具有与所述第一流体溶剂相同或不同的化学组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.30 US 62/186,4831.一种用于纯化再生聚乙烯的方法，包括：a.获得所述再生聚乙烯，其中所述再生聚乙烯选自消费后使用聚合物、工业后使用聚合物、以及它们的组合；b.在约80℃至约220℃的温度以及约150psig(1.03MPa)至约15,000psig(103.42MPa)的压力下，使所述再生聚乙烯与标准沸点小于约70℃的第一流体溶剂接触，以产生提取的再生聚乙烯；c.在约90℃至约220℃的温度以及约350psig(2.41MPa)至约20,000psig(137.90MPa)的压力下，将所述提取的再生聚乙烯溶解于溶剂中以产生聚乙烯溶液，所述溶剂选自所述第一流体溶剂、第二流体溶剂、以及它们的混合物；d.在约90℃至约220℃的温度以及约350psig(2.41MPa)至约20,000psig(137.90MPa)的压力下，通过使所述聚乙烯溶液与固体介质接触来纯化所述聚乙烯溶液，以产生更纯净的聚乙烯溶液；以及e.从所述更纯净的聚乙烯溶液中分离出更纯净的聚乙烯；其中所述第二流体溶剂具有与所述第一流体溶剂相同或不同的化学组成。2.根据权利要求1所述的方法，其中在约0℃至约220℃的温度以及约0psig(0MPa)至2,000psig(13.79MPa)的压力下，从所述更纯净的聚乙烯溶液中分离出所述更纯净的聚乙烯。3.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所述再生聚乙烯为消费后再...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·雷曼，M·刚纳森，H·绍纳曼，K·威廉姆斯，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：美国,US