从油污染的塑料分离并回收油和塑料的改进的方法技术

一种使用第一有机溶剂系统和第二二氧化碳系统从合成树脂材料容器除去污染物的方法。使用有机溶剂以从合成树脂材料除去污染物，使用二氧化碳从合成树脂材料分离任何残留的有机溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】页 政府资助开发项目依照与美国能源部的合同号DE-ACO4-01 AL66850的合同，美国政府享 有本专利技术的权益。专利
本专利技术涉及从合成树脂(特别是塑料)材料除去污染物的改进方法和系统。 更具体地，本专利技术涉及从合成树脂材料除去污染物的两部分方法，该方法包括上游溶剂清洗系统和下游二氧化碳清洁系统。 现有技术的说明循环由合成树脂材料制成的容器是对填埋这类容器的很合乎需要的替代 方案。然而，这些容器常包含它们曾含有的材料的残余物。这些残余物如果不 除去，则可能降低这种容器材料的价值，使之只适合制造低品级产品。传统上， 要除去这些残余物或污染物既困难又费钱，而且这些残余物或污染物易于产生 附加的废副产 品。发动机油容器的循环利用就是这种问题的例子。发动机油容器通常是高密 度聚乙烯(HDPE)，如果充分清洁，其很适合于循环利用。然而，涂在"空的" 发动机油容器内表面上的残油构成了污染物，妨碍容器用于高品级的塑料。根 据对用过的发动机油容器样品的测定，这种残油涂层似乎平均是用过的合成树 脂材料容器的4.6重量％，并且可多达容器重量的20%。目前，绝大多数这类 容器采用填埋法处置，使油渗入土壤和地下水中，并占用大量填埋体积。然而， 如果发动机油能容易地从容器上分离，就有可能避免大量的这种填埋体积以及 土壤和地下水的污染。目前对于填埋合成树脂废容器可供选择的方案包括(a)对容器进行粉碎， 并以非常有限的(稀释的)量用于其它再循环方法；(b)采用水处理从合成树脂材料替换下污染物；(C)使用卤化溶剂来溶解/稀释污染物；或(d)使用易燃或可燃的溶剂从合成树脂材料上溶解/稀释污染油。这些方案存在以下问题a. 美国现有的循环物可在回收利用产品中掺合了有限量的污染的合成树 脂材料。由于污染物对回收利用的合成树脂材料性质的不利影响，因此不能掺合大量的污染的合成树脂材料。例子包括"塑料拼条(plastic lumber)"和低品级的塑料产品。b. 可以采用水处理从合成树脂材料上替换下污染物。但是，需要洗涤剂和 /或表面活性剂来帮助替换污染物。采用这种方法将产生有用的无污染物的合成 树脂材料流；但是，替换下的污染物还需要另外的处理，将它们从水溶液或水 分散液分离。水溶液或水分散液本身也会是二次废物流，在作为废水循环或排 放之前需要进行处理。c. 使用卤化溶剂从合成树脂材料溶解/稀释污染物。而且，如果溶剂不从 合成树脂材料提取主要组分，这种方法能够获得有用的合成树脂材料。卤化溶 剂溶液需要进行蒸馏来回收污染物并再循环溶剂。 一般而言，很难从蒸馏物完 全收回有用的污染物(如油)。此外，许多卤化溶剂是耗臭氧的化合物，对人类 健康造成潜在危险，因此，它们的使用和对环境排放是根据联邦政府和州政府 制订的条例并受到上述政府的密切监査。d. 使用易燃或可燃的溶剂从合成树脂材料溶解和/或替换污染物。如果溶 剂不从合成树脂材料提取主要组分，可用的合成树脂材料可以通过这种方法产 生。易燃或可燃溶剂的溶液需要进行蒸馏来回收污染物并再循环溶剂。只有适 用于易燃或可燃溶剂的蒸馏设备才能使用，即使这种情况下，防火安全事项也 会是重要的。使用卤化溶剂的情况，污染物不能从蒸馏物完全回收。上述的现有方法能够从油污染的容器提供某些可用的合成树脂材料。但 是，这些方法只能以二次废物流为代价来回收有用的油，而二次废物流本身也 需要处理和附加的费用。如果使用常规的有机溶剂或含水溶剂来分离合成树脂 材料和油，则从"空的"油容器再循环合成树脂材料和油存在严重的环境和废 物流处置问题。将这些容器丢弃为填埋废物也存在环境问题，因为残余的油最 终可能渗漏到土壤和地下水中。美国专利No. 5,711,820描述了一种使用液态或超临界二氧化碳从被油污 染的塑料分离油的方法。但是，二氧化碳对油的溶解能力较低。为达到有效溶 解，二氧化碳必须处于很高压力之下。结果，不仅要将系统设备设计为能进行 高压操作，而且提供高压二氧化碳的公用工程费用也很高。因此，需要一种能从合成树脂材料容器除去污染物的改进系统和方法。更 具体地，需要能以环境安全和经济的方式生产基本不含污染物的合成树脂材料 的系统和方法。专利技术概述本专利技术解决了上述问题，并在从合成树脂材料除去污染物的领域中取得明 显的进步。本文中所用术语"合成树脂材料"包括但不限于，塑料材料。更具 体地，本专利技术提供了一种从合成树脂材料除去污染物的方法，该方法包括使含 至少一种污染物的合成树脂材料的颗粒与包含至少一个碳原子和至少一个氢 原子且比重至少约为0.76的有机溶剂接触。另一方面，本专利技术提供一种从合成树脂材料除去污染物的方法，该方法包括使含至少一种污染物的颗粒合成树脂材料与通式RCOOR'的垸基酯溶剂接 触，通式RCOOR'中R和R'独立地选自C1-C10烷基，R包含至少一个羟基。 在另一方面，本专利技术提供一种从合成树脂材料除去污染物的方法，该方法 包括以下步骤(a)使含至少一种污染物的颗粒合成树脂材料与除二氧化碳以外 的溶剂接触；(b)从颗粒合成树脂材料除去至少部分的溶剂；和(c)使颗粒合成树 脂材料与液态或超临界的二氧化碳接触，以除去在步骤(b)中未除去的至少部分 的溶剂。再一方面，本专利技术提供从合成树脂材料除去污染物的系统，该系统包括(a)至少一个溶剂容器，该容器内包含一定量的除二氧化碳以外的液体溶剂，用 于与合成树脂材料接触；(b)至少一个分离设备，用于从合成树脂材料除去至少 部分的溶剂；和(c)至少一个二氧化碳容器，该容器内包含一定量的液态或超临 界的二氧化碳，用于与合成树脂材料接触并除去残留在合成树脂材料上的至少 部分的溶剂。本专利技术的这些方面和其它重要方面将在下面的详细说明中更充分地描述。 附图简述下面参照附图详细描述本专利技术的优选实施方式，附图中附图说明图1所示是从颗粒合成树脂材料除去污染物的三段溶剂系统和液态或超临 界二氧化碳系统的流程示意图。图2所示是图1示出三段溶剂系统的详图。 这些附图并不能将本专利技术限于在此揭示和描述的具体实施方式。附图不必 按照比例绘制，着重清楚地说明本专利技术的原理。优选实施方式的详细说明下面，参照附图，特别是图1，说明按照本专利技术的优选实施方式从用户使 用过的由合成树脂材料制成的容器除去污染物的方法。本专利技术特别适用于从高密度聚乙烯(HDPE)容器除去油，从HDPE容器除去杀虫剂，从HDPE容器除去牛奶，从聚对苯二甲酸乙二醇酯容器除去"苏打水"，从汽车塑料件除去多 氯化联苯(PCB)污染物，以及从其它各种用户使用过的容器如洗涤剂容器除去 污染物，上述容器均按照路边回收计划收集。而且，本专利技术的系统能从合成树 脂材料容器上高效除去标签和标签粘合剂D此外，本专利技术便于从合成树脂材料 回收污染物，因而使污染物能以安全和对环境友好的方式进行处置。该方法的上游部分包括液态溶剂清洗系统10。溶剂清洗系统通常包括三个 单独的清洗段12、 14和16。颗粒合成树脂材料(图示为进料流18)最初加入第 一段12，该段含有液体溶剂。在第一清洗周期中颗粒材料与溶剂剧烈混合，之 后，将颗粒材料(图示为物流20)转移到第二段14。第二段14的操作方式非常 类似于第一段12，因为颗粒材料与另外一定量的溶剂混合。第二清洗周期后， 将颗粒材料(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从合成树脂材料中除去污染物的方法，该方法包括使含至少一种污染物的颗粒合成树脂材料与包含至少一个碳原子和至少一个氢原子且比重至少约为０．７６的有机溶剂接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：GW博纳特，TE汉达，GM德劳瑞蒂斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔联邦制造及技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]