分解和回收聚氨酯树脂的设备制造技术

公开了一种分解回收聚氨酯树脂为多胺化合物和多羟基化合物的设备，该设备包括：一种流化聚氨酯树脂的流化器；一个用超临界水或高温高压水水解流化混合物的反应器；一个向反应器中供应高温高压水或超临界水的供水器；和一个后处理器。后处理步骤例如脱水、加水、蒸馏、分离和液体分离。还可以提供一种连续分解和回收的设备。这有利于降低能源费用，减小整个设备的大小，去掉杂质，并降低要分解的物质所需的量。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在工业上便利的设备，能化学分解在成型和加工处理中聚氨酯树脂的切片废料和在使用后其产品废料，并回收分解的聚氨酯树脂为一种多胺化合物和/或一种多羟基化合物，这些化合物是聚氨酯树脂的材料。在多种领域中柔软的、半刚性的和刚性聚氨酯泡沫形式的聚氨酯树脂被大量用作垫料，例如用于沙发、床、其它家具和在交通工具的座位中，以及绝热材料例如用于冰箱中。聚氨酯树脂也可以弹性体的形式使用，例如用于鞋垫、轮胎和带子。因为在保护资源和环境保护上的重视越来越大，已经提出和研究了多种回收和再利用包括聚氨酯树脂在内的多种塑料的技术。已知的回收聚氨酯树脂的步骤可粗分为三种；简而言之，材料回收技术，化学回收技术和能量回收技术。材料回收技术的一个例子通过重新粘和或压模重新使用用过的聚氨酯泡沫作为垫料。另一个例子是粉碎用过的聚氨酯树脂泡沫和弹性体，并把粉碎的树脂与一种新材料混合作填充物。化学回收技术分解聚氨酯树脂为其原材料或可用作原材料的化合物，并重新利用原材料和化合物。也可以可以通过例如乙二醇分解、胺分解或水解实现化学回收。能量回收技术直接利用用过的聚氨酯树脂作燃料或作能源来产生蒸汽或作气体燃料。然而，材料回收技术可能产生所得到的产品质量差的问题，从而限制了应用范围。能量回收技术可能导致环境问题，例如通过燃烧产生有害物质。相反，化学回收技术对要回收的各种化合物都适用。通过考虑这些优点和缺点，强烈要求发展一种改进的设备来在工业基础上经济地实现化学回收技术。用作化学回收技术的乙二醇分解工艺或胺分解工艺切断氨基甲酸乙酯键、缩二脲键、脲基甲酸酯键，这些键在聚氨酯树脂中存在的所有的键，例如氨基甲酸乙酯键、脲键、缩二脲键和脲基甲酸酯键中是相对容易分解的，通过乙二醇化合物和胺化合物，从而把聚氨酯树脂分解到低分子量的物质，并产生一种液体分解产物。然而，用作分解剂的乙二醇化合物或胺化合物重新产生氨基甲酸乙酯键和脲键，并通过这些键连接到分解产物上。从而这种分解工艺不能把聚氨酯树脂分解为一种作为聚氨酯树脂的起始材料的多羟基化合物，和一种作为聚异氰酸酯的中间化合物的多胺。因此回收的物质只能用于有限的应用中。本专利技术的申请人已经建议了一种使用高温高压液态水作为分解剂的水解聚氨酯树脂的方法(WO 98/34909)。这一建议的技术是加热聚氨酯泡沫以降低其体积并把减小了体积的固态聚氨酯泡沫供应到水解装置中。这就要求进料装置进一步改进以提供一种有效的连续流设备，用来在工业基础上进行聚氨酯的水解。可能产生杂质损害反应进程和阻止反应进程的问题，例如在回收交通工具中的座位时的切碎废物工艺中，这些灰尘一般是纤维和树脂的混合物。因此本专利技术的一个目的是是提供一个分解和回收设备，能用高温高压水或超临界水连续分解和回收聚氨酯树脂，这有利于降低需要的能源费用，减小整个设备的大小，去掉切碎废物带来的杂质，并降低要分解的物质所需的数量等。通过一种用来分解聚氨酯树脂和回收分解的聚氨酯树脂为一种多胺化合物和/或多羟基化合物的设备，至少可以实现部分上述目的和其它相关目的。该设备包括一个流化聚氨酯树脂为目标水解分解化合物的流化器；一个用高温高压水或超临界水之一水解流化了的目标化合物成分解产物混合物的反应器；一个向反应器中供应高温高压水或超临界水之一的供水器；和一个使分解产物混合物从反应器卸出以经受一步后处理的后处理器，后处理例如脱水、加水、蒸馏、分离和液体分离以回收多胺化合物和/或多羟基化合物。本专利技术的设备流化聚氨酯树脂和向反应器中进料流化了的聚氨酯。这一装置能够连续分解。与现有技术中的水解反应器中的固体聚氨酯树脂设备相比，本专利技术的设备减轻了水解的条件。有利地降低了水加入的比率和降低了反应时间，因此减少了反应器的容积，降低了所要求的供水单元的性能，并最终降低了回收成本。从下面用附图详细描述优选的实施方案/实施例中，本专利技术的这些和其它的目的、特性、特征和优点将变得更加明显。附图简述附图说明图1表明的是一个根据本专利技术在一个实施方案中的分解和回收设备示意图；图2表明的是根据本专利技术在另一个实施方案中的分解和回收设备示意图；和图3表示的是还有一个根据本专利技术在另外一个实施方案中的分解和回收设备示意图。本专利技术的设备包括一种流化聚氨酯树脂作为水解的目标化合物的流化器；一个用超临界水和高温高压水二者之一水解流化的目标化合物成分解产物混合物的反应器；一个向反应器中供应高温高压水或超临界水之一的供水器；和一个使分解产物混合物从反应器卸出以经受一个后处理的后处理器，后处理例如脱水、加水、蒸馏、分离和液体分离以回收多胺化合物和/或多羟基化合物。依照一个优选的应用，流化器包括一个分解釜，在其中将一种多胺化合物和聚氨酯树脂化合产生氨解，因此用来分解聚氨酯树脂并产生所得到的水解的流化了的目标化合物。这一装置使得通过一种多胺化合物能容易流化聚氨酯树脂，并确保连续处理。通过聚氨酯树脂水解产生的多胺化合物可以回流并用于流化处理。这有效地节省了有限的资源。不使用氨解，流化处理可以使用一种介质，如一种多羟基的化合物，以使聚氨酯树脂制浆或使用一种适合的溶剂以使聚氨酯树脂溶解。依照另一个优选的应用，设备还包括一个配置在流化器和反应器之间的过滤器以向反应器连续进料流化的目标水解化合物。如果流化了的目标化合物含一些杂质，过滤器能去除杂质并有效避免杂质产生问题，例如在包括反应器的设备下游部分中的阻塞。还依照另外一个优选的应用，设备还包括一个回流系统，该回流系统从下游任意位置回流分解产物混合物，至于混合物的进料方向是从反应器到流化器。分解产物混合物包括一种多胺化合物和多羟基化合物，通过回流系统回流到流化器，这样用于氨解工艺或用作制浆工艺的介质。在一个优选的实施方案中，后处理器具有一个从分解产物混合物中去除水的脱水器，和一个分别从脱水的分解产物混合物中多胺化合物和多羟基化合物的分离/回收单元。配置在分离/回收单元之前的脱水器有利于保证减少分离/回收单元的尺寸。在上述结构中，可以将回流系统配置在脱水器和分离/回收单元之间。将在脱水后或去除流化不需要的水的液体分解产物混合物回流到反应器中。这一配置使得只有流化所需的分解产物混合物进料到流化器中，从而保证整个设备尺寸的减小和使得流化过程效率较高。在上述结构中，后处理器最好还包括一个装配在脱水器和分离/回收单元之间的粗分离单元以把脱水的分解产物混合物粗分成主要由多胺化合物组成的第一部分和主要由多羟基化合物组成的第二部分。回流系统回流主要由多胺化合物组成的第一部分。这一配置使得流化需要的多胺化合物能被粗分并回流到流化器中。这也确保减小整个装置的尺寸并能高效流化。在上述配置中，回流系统回流主要由多羟基化合物组成的第二部分，而不是主要由多胺化合物组成的第一部分。当流化器采取制浆工艺时这一配置就非常有用。依照上述结构的一个优选实施方案，回流系统回流单独由分离回收单元回收的多氨基化合物。这一配置使得高纯度的多羟基化合物回流到流化器中高效氨解，从而进一步减小整个装置的尺寸。依照上述结构的另一个优选实施方案，回流系统回流单独由分离回收单元回收的多胺化合物。这一配置使得高纯度的多胺化合物回流到流化器中使得制浆效率更高。还依照上述结构的另外一个优选实施方案，最好设备还包括一个水回流系统，能回流从脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来分解聚氨酯树脂和回收分解的聚氨酯树脂为多胺化合物和／或多羟基化合物的设备，其特征在于该设备包括：一个流化聚氨酯树脂作为水解的目标化合物的流化器；一个用超临界水和高温高压水二者之一水解流化的分解目标化合物成分解产物混合物的反应 器；一个向反应器中供应高温高压水或超临界水之一的供水器；和一个使分解产物混合物从反应器卸出以经受一个后处理步骤的后处理器，后处理步骤例如脱水、加水、蒸馏、分离和液体分离以回收多胺化合物和／或多羟基化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：儿玉胜久，村山公一，熊木高志，糟谷文彦，长濑佳之，中田诚亮，西田智，
申请(专利权)人：三井武田化学株式会社，株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]