通过集成的滚筒干燥和挤出从聚合物溶液除去溶剂的方法技术

本发明专利技术涉及通过集成的滚筒干燥和挤出从聚合物溶液除去溶剂的方法，包括步骤：在包含至少一个受热旋转滚筒的滚筒干燥机中从所述液化形式蒸发至少一种溶剂，所述液化形式在至多75℃的温度和<500毫巴的压力下接触至少一个受热旋转滚筒的壳体表面，且其中在至少一个受热旋转滚筒的壳体表面处产生包含靶聚合物的滚筒干燥机干燥的薄膜；从至少一个受热旋转滚筒的壳体表面分离滚筒干燥机干燥的薄膜；以及将分离的滚筒干燥机干燥的薄膜从滚筒干燥机转移经过滚筒干燥机与挤出机之间的真空密封到达挤出机。本发明专利技术还涉及一种用于回收利用靶聚合物的塑料废物回收利用厂。所述集成方法令人吃惊地改善了溶剂去除过程的能量状况。令人吃惊地改善了溶剂去除过程的能量状况。令人吃惊地改善了溶剂去除过程的能量状况。

【技术实现步骤摘要】
通过集成的滚筒干燥和挤出从聚合物溶液除去溶剂的方法


[0001]本专利技术涉及一种通过对包含溶解的靶聚合物的悬液或溶液进行集成的滚筒干燥和挤出，从所述包含溶解的靶聚合物的悬液或溶液中除去溶剂的连续方法。本专利技术还涉及一种包含至少一种靶聚合物的塑料材料的基于溶剂的回收利用方法，所述方法包括所述集成的滚筒干燥和挤出步骤。本专利技术还涉及一种用于回收利用靶聚合物的塑料废物回收利用系统。此外，本专利技术还涉及通过这种回收利用方法获得的聚合物材料。

技术介绍

[0002]众所周知，塑料对环境有影响，这主要是因为塑料通常是不可生物降解的。每年，几百万吨的塑料物品例如塑料袋、球粒和塑料瓶最终会落入包括海洋在内的水中，并随时间积累。即使在最偏远的地区，也可以发现陆上塑料废物。塑料物品的分解非常缓慢，并最终形成尺寸可能在亚微米范围内的微塑料，进一步促进广泛的塑料污染，从而构成严重的环境问题。已发现有毒化学物质例如DDT(二氯二苯基三氯乙烷)和BPA(双酚A)附着在微塑料上，从而通过微塑料的传播促进此类有毒化学物质的传播。塑料废物，特别是呈微塑料形式的塑料废物，当作为自然饮食的一部分被无意中食用，包括肉类和鱼类的食用时，代表了对动物生命和人类的潜在危险。
[0003]塑料回收利用提供了一种用于控制循环中的塑料量并减少实际上产生并释放到环境中的塑料废物量的可持续的方式。为此，随着时间的推移，已开发了回收利用塑料废物的各种不同机制。
[0004]DE 44 14 750A1涉及一种用于清洁可能污染有纸的粘胶聚合物熔体的方法和设备，其中通过离心将杂质与所述聚合物熔体分离开。
[0005]EP 0 894 818A公开了一种从废料中回收可溶性聚合物或聚合物混合物的方法，其中(i)从聚合物材料中选择性地溶解所述聚合物或聚合物混合物；(ii)任选地从得到的溶液除去不想要的不溶性组分；(iii)任选地从所述溶液中除去不想要的可溶性组分；(iv)在气体或气体混合物存在下，利用与沉淀剂的湍流混合选择性地沉淀所述聚合物或聚合物混合物；(v)将沉淀的所述聚合物或聚合物混合物与液相分离；并且(vi)任选地干燥所述聚合物或聚合物混合物。优选地，在从得到的悬液分离后从分离的不溶性组分中进一步溶解可溶性聚合物或混合物，和/或使所述不溶性组分经历最后的水洗步骤。所述聚合物溶液经历优选为凝胶渗透层析的层析和/或优选地使用碳的固相萃取和/或液
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液萃取步骤。
[0006]DE 40 33 604A1涉及从废物回收可溶性塑料，其中通过适合的溶剂选择性地从含塑料的废物中溶出所述待回收的塑料。将由此获得的溶液注入到装有介质的容器中，所述介质对于所述塑料来说是非溶剂。在这种情况下，该介质的温度必须高于溶解塑料的所述溶剂的沸点。结果，所述溶剂蒸发并释放出所述待回收的塑料。蒸发的所述溶剂被回收。所述塑料的沉淀应该是定量的，因为所述塑料溶液被注入到对于该塑料的大大过量的非溶剂中。
[0007]WO 2018/114046 A1公开了一种用于从废料悬液中分离至少一种固体的离心机，
所述悬液包含所述固体和聚合物溶液，所述聚合物溶液具有至少一种溶剂和至少一种溶解在其中的塑料。
[0008]US 2007/0265361 A1涉及一种从含有聚酯的废物中回收利用聚酯或聚酯混合物的方法，其中将所述聚酯或聚酯混合物溶解在溶剂中，随后使用沉淀剂从其中沉淀出自由流动的粒子。所述沉淀剂被选择成使得沉淀剂和溶剂的后续分离能够以简单的方式进行。
[0009]US 2008/0281002 A1涉及一种回收利用塑料材料的方法，所述塑料材料含有基于聚苯乙烯的至少两种聚合物、共聚物或其掺混物。因此将所述塑料材料与所述聚合物、共聚物或掺混物的溶剂混合。随后通过添加相应的沉淀剂进行沉淀，使得随后可以将凝胶状沉淀产物与所述塑料材料的其他组分分离。所述方法用于回收任何塑料材料，特别是来自电子废料处理和粉碎机轻质部分的塑料材料。
[0010]WO 2011/082802 A1涉及一种回收利用废料的方法，所述废料包含至少一种聚合物和至少一种待分离的材料，其中a)添加至少一种溶胀剂以形成聚合物凝胶，b)利用过滤或沉降从所述聚合物凝胶中分离至少一种不溶性杂质。
[0011]WO 2017/003804 A1公开了一种用于纯化聚乙烯的方法，其中通过萃取从聚合物基质中除去杂质，而无需溶解塑料材料。
[0012]US 5,043,421公开了在挤出机中，通过在挤出期间添加至少一种非溶剂，从包含聚合物的溶液中除去溶剂。
[0013]DE 10 2013 210 110A1公开了一种包括从包含聚乳酸的废物中富集聚乳酸的方法，其中所述聚乳酸在溶液中，并且其中利用脱气挤出机除去至少部分溶剂。
[0014]WO 1999/043744 A1公开了从水性溶液中回收基本上纯的聚合物。在所述方法中使用膜过滤步骤以除去杂质，例如某些盐和/或金属。
[0015]WO2012117250A1公开了一种用于获得聚丙烯的回收利用方法，其包括去污染工艺和在挤出机中挤出溶解的靶聚合物，其中利用所述挤出机中的真空蒸发以及加热至少部分除去溶剂。
[0016]US 5,740,617公开了一种旋转滚筒干燥机，其用于将水性浆液转变成具有约0.1至2cm范围内的均匀粒度的干燥坚固产物。
[0017]JPS5827801公开了将溶解的通过从头聚合获得的聚合物在滚筒干燥机上蒸发至干，其中将通过滚筒干燥获得的干燥聚合物薄膜从所述滚筒干燥机上切下并卷起，其进而可以从所述滚筒上掉落/分离，并防止所述卷起的聚合物冷却，从而保持干燥的聚合物的柔性，这对于所述卷起的聚合物的传送带驱动的转移和在挤出机中的加工来说是有用的。
[0018]许多回收利用技术是基于溶剂的方法，其中将靶聚合物转移到溶液并溶解，然后通过现有技术中已知的聚合物回收方法、包括但不限于溶剂蒸发和/或沉淀从所述溶液回收，其中某些方法可能对某一组聚合物或单个靶聚合物具有选择性。
[0019]然而，从溶液中回收溶解的靶聚合物可能代表了另一个挑战。蒸发或沉淀方法可能消耗大量能源，因此可能不是可持续和/或经济上有利的，并因此不太可能有助于通过可持续的回收利用方法来减少塑料废物。例如，持续或过度加热可能使靶聚合物不稳定。
[0020]另一个问题是从溶液回收聚合物的过程可能包括许多不连续的步骤或者是分批过程，其中分批过程是指靶聚合物的逐批转移，而不是聚合物通过在时间和/或空间上没有任何中断的的连续转移。例如，从溶液中回收的聚合物必须充分干燥，然后再转移到挤出机
中加工，用于生产塑料产物例如塑料球粒。在某些情况下，所述干燥的聚合物必须首先从干燥装置中取出，然后再引入到挤出机中，如果转移不是连续的，这可能导致时间和能量的显著损失。一个完全连续的过程将去除溶剂和塑料挤出转变成单个集成的步骤，从而提供了一种从溶解的靶聚合物生产塑料的更加高能效的方式。
[0021]考虑到全球每年生产几亿吨塑料，因此即使回收利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从包含溶解的靶聚合物的液化形式除去至少一种溶剂的连续方法，其中所述方法包括下述步骤：
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在包含至少一个受热旋转滚筒的滚筒干燥机中从所述液化形式蒸发至少一种溶剂，其中所述液化形式在至多75℃的温度和<500毫巴的压力下接触所述至少一个受热旋转滚筒的壳体表面，并且其中在所述至少一个受热旋转滚筒的壳体表面处产生包含所述靶聚合物的滚筒干燥机干燥的薄膜，
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从所述至少一个受热旋转滚筒的壳体表面分离所述滚筒干燥机干燥的薄膜，以及
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将所述分离的滚筒干燥机干燥的薄膜从所述滚筒干燥机转移经过所述滚筒干燥机与挤出机之间的真空密封到达所述挤出机。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述液化形式在至多65℃的温度和<300毫巴的压力下接触所述至少一个受热旋转滚筒的壳体表面。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述分离的滚筒干燥机干燥的薄膜向所述挤出机的连续转移利用引导机构来促进，所述引导机构将所述分离的滚筒干燥机干燥的薄膜从所述滚筒干燥机壳体表面连续导入到所述挤出机中。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述引导机构包括使用与叶片并列的引导表面，使得所述引导表面接触所述分离的滚筒干燥机干燥的薄膜并将其导向所述滚筒干燥机的出口，所述出口的下游是所述挤出机的入口。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中所述分离的滚筒干燥机干燥的薄膜含有优选<3重量％、更优选<1重量％的量的溶剂。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中所述液化形式被另外纯化，特别是利用机械固液分离，任选地使用离心机，从而获得纯化的液化形式。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中如果所述滚筒干燥机包含多个旋转滚筒，则所述多个旋转滚筒包含至少两个反向旋转的滚筒，沿着所述反向旋转的滚筒的外部壳体表面构成线性狭缝，通过所述反向旋转的滚筒的反向旋转将所述液化形式转移经过所述线性狭缝，从而在所述至少两个反向旋转的滚筒的外部壳体表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：海内尔，
申请(专利权)人：APK股份公司，
类型：发明
国别省市：