用于处理废弃材料的方法及其反应器系统技术方案

反应器系统包括具有至少一个入口以及第一出口和第二出口的反应器容器，该反应器容器被配置用于缩聚物的解聚，并且该第一出口和第二出口被配置用于移出反应混合物的第一部分和第二部分。所述反应器系统还包括在第一出口下游的热交换器。在本文中，第二出口布置在反应器容器的比第一出口更低的位置处。第一出口被配置用于移出第一部分，该第一部分是包含所述缩聚物及其解聚产物在溶剂中的分散液和/或溶液。所述第一部分被引导至热交换器。第二出口被配置用于移出包括附聚物的第二部分。该反应器系统用于缩聚物的解聚。应器系统用于缩聚物的解聚。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理废弃材料的方法及其反应器系统


[0001]本专利技术涉及一种再循环包含缩聚物的废弃材料的方法，所述废弃材料为固体形式，所述方法包括以下步骤：
[0002]‑
将所述缩聚物供应到反应器容器中，其中该缩聚物构成还包含溶剂和任选的催化剂的反应混合物，其中所述溶剂被选择为用于该缩聚物和/或用于通过解聚从所述缩聚物获得的反应产物的溶剂；
[0003]‑
将所述缩聚物加热到至少150℃的温度；
[0004]‑
将所述反应混合物中的所述缩聚物的至少一部分解聚为单体、二聚体、三聚体和/或低聚物。
[0005]本专利技术还涉及一种用于再循环包含缩聚物的废弃材料的反应器系统。

技术介绍

[0006]已经认识到，再循环废弃材料中的聚合物是必要的，以防止巨大的垃圾填埋场并且以有效地利用原材料。聚合物广泛用于包装、建筑材料、纺织品等领域。聚合物通常细分为通过自由基聚合获得的聚合物与缩聚物。第一组包括众所周知的成员，如聚烯烃(如聚乙烯和聚丙烯)和聚氯乙烯。第二组包括聚酯、聚酰胺、聚醚和聚氨酯。众所周知的聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚琥珀酸丁二醇酯和聚乳酸(PLA)。众所周知的聚酰胺包括尼龙
‑
6和尼龙
‑
6,6。
[0007]现今，包括各种瓶子的包装废物被单独收集，之后在预分选中进行分选，并且通常被加工成体积足够小的薄片或其他碎片。此处的分选例如基于具体瓶子由某种材料制成的信息通过光学识别来执行。因此，提供主要包含一种或两种类型的聚合物如聚乙烯、聚丙烯或PET的进料流已成为可行的。然后可以将特定的进料流提供给工厂，以加工成特定品质的新原材料。对于聚烯烃，这样的加工涉及清洁、分选和混合至特定产品等级。对于缩聚物，这样的加工涉及解聚成单体等。
[0008]已知的是，所得循环原材料的品质很大程度上取决于污染物的去除。这些污染物包括着色剂和其他添加剂，如可能在聚合物材料中存在的填料和增塑剂。这些污染物还包括在预分选中无法去除的其他主要为聚合物的材料。由于废弃材料往往来自各种各样的来源，所以即使是消费包装废物，关于污染物的量和污染物的类型也仍然存在很大的不可预测性。
[0009]一种处理其的方式是对进料进行广泛的清洁和分选。这样可能是有效的。然而，这对于缩聚物将导致巨大的成本。在这样的彻底清洁和分选之后，缩聚物仍需要以足够的收率解聚成单体、二聚体、低聚物等。然后收集有用的原料(通常是单体)并使其结晶。如EP1234812B1中详述的，这种原材料本身需要被彻底清洁，例如通过过滤、用活性炭和/或离子交换树脂处理进行。总体而言，清洁和分选进料以及随后的解聚和单体纯化的总成本将使整个方法过于昂贵。
[0010]EP1234812B1中详述的方法是基于借助于溶剂解(如在乙二醇或二甘醇中)的解聚
作用。例如在WO2015/106200A1中由当前的申请人提出了一种替代方法。这种方法涉及催化解聚，接着加入水或水溶液。单体产物将进入水相，而低聚物、催化剂和任何添加剂留在成为浆液的第二相中。此后将两个相分离。然后单体产物可以进一步纯化并通过结晶获得。第二相可以再循环以回收其中的催化剂和任何低聚物。
[0011]尽管缩聚物如PET的催化解聚对任何污染物的存在似乎都不敏感，但是仍需要考虑进料类型(下文也称为进料品质)的变化。

技术实现思路

[0012]因此，本专利技术的一个目的是提供一种再循环这样的主要包含缩聚物的废弃材料的方法，该方法能够管理具有不同进料品质的废弃材料的进料流。
[0013]更具体地，一个目的是提供一种再循环的方法，其中分解成低聚物、二聚体和单体的缩聚物是聚酯，并且优选是PET。可以预见的是，预分选的废弃材料包含至少80重量％或甚至至少90重量％的聚酯如PET，但仍然包含至少一种另外的聚合物材料。
[0014]本专利技术的另一个目的是提供一种反应器系统，利用该反应器系统可以实施所述方法。
[0015]根据第一方面，本专利技术提供一种再循环包含缩聚物的废弃材料的方法，所述废弃材料为固体形式，所述方法包括以下步骤：
[0016]‑
将所述废弃材料供应到反应器容器中，其中所述废弃材料构成还包含溶剂和任选的催化剂的反应混合物，其中将所述溶剂选择为用于所述缩聚物和/或用于通过解聚从所述缩聚物获得的反应产物的溶剂；
[0017]‑
将所述废弃材料加热到至少150℃的温度，其中所述废弃材料作为所述反应混合物的一部分被加热；
[0018]‑
在所述温度下将所述反应混合物中的所述缩聚物的至少一部分解聚为单体、二聚体、三聚体和/或低聚物；
[0019]‑
在所述反应器容器中形成所述反应混合物的第一部分和第二部分，其中所述第二部分包含附聚物并且所述第一部分比所述第二部分更均质；
[0020]‑
将所述反应混合物的所述第一部分和所述第二部分从所述反应器容器中分别移出；
[0021]‑
使所述反应混合物的所述第一部分通过热交换器以降低其温度；和
[0022]‑
对所述反应混合物的经冷却的所述第一部分进行加工以获得选自所述单体、二聚体、三聚体和低聚物的预定反应产物。
[0023]根据第二方面，本专利技术提供一种用于再循环废弃材料的反应器系统，所述废弃材料包含适合于解聚的缩聚物和不适合于解聚的另外的聚合物材料。本专利技术的反应器系统包括具有至少一个入口以及第一出口和第二出口的反应器容器，该反应器容器被配置用于缩聚物的解聚，并且该第一出口和第二出口被配置用于移出反应混合物的第一部分和第二部分。反应器系统还包括在第一出口下游的热交换器。在本文中，第二出口布置在反应器容器的比第一出口更低的位置处。第一出口被配置用于移出第一部分，该第一部分是包含所述缩聚物及其解聚产物在溶剂中的分散液和/或溶液，该第二出口被配置用于移出包括附聚物(其包含所述另外的聚合物材料)的第二部分。
[0024]在导致本专利技术的研究中发现，在解聚反应器下游的热交换器具有被阻塞和/或表现出故障的趋势。这个问题有些不规律地发生。随后发现，该问题与进料品质有关并且可以通过将反应混合物分离成第一部分和第二部分来解决。反应混合物的第一部分至少大部分是液体(为分散液或溶液)，并且可以通过热交换器。反应混合物的第二部分包含附聚物。这样的附聚物的量和尺寸往往根据进料品质而变化。
[0025]聚烯烃材料(如聚丙烯和聚乙烯)的存在往往促进附聚物的形成。这样的材料的熔融温度在100
‑
140℃的范围内。专利技术人认为，熔融的聚烯烃材料倾向于充当粘合剂，从而将固体材料粘合在一起。此外，这种聚烯烃材料可能会在热交换器内部沉淀，从而降低热交换器的效率和寿命。由于许多瓶盖是由聚烯烃制成的，所以可以预期聚烯烃对预分选的废物PET的污染。熔融聚烯烃粘附至其上的固体材料可以是PET、在较高温度下熔融的任何其他聚合物材料如PVC和聚苯乙烯的固体碎片，石料、玻璃和/或金属如铝、钢、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种再循环包含缩聚物的废弃材料的方法，所述废弃材料为固体形式，所述方法包括以下步骤：
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将所述废弃材料供应到反应器容器中，其中所述废弃材料构成还包含溶剂和任选的催化剂的反应混合物，其中将所述溶剂选择为用于所述缩聚物和/或用于通过解聚从所述缩聚物获得的反应产物的溶剂；
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将所述废弃材料加热到至少150℃的温度，其中所述废弃材料作为所述反应混合物的一部分被加热；
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在所述温度下将所述反应混合物中的所述缩聚物的至少一部分解聚为单体、二聚体、三聚体和/或低聚物；
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在所述反应器容器中形成所述反应混合物的第一部分和第二部分，其中所述第二部分包含附聚物并且所述第一部分比所述第二部分更均质；
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将所述反应混合物的所述第一部分和所述第二部分从所述反应器容器中分别移出；
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使所述反应混合物的所述第一部分通过热交换器以降低其温度；
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对所述反应混合物的经冷却的所述第一部分进行加工以获得选自所述单体、二聚体、三聚体和低聚物的预定反应产物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述废弃材料还包含聚烯烃材料，所述聚烯烃材料在所述加热步骤和/或所述解聚步骤期间被熔融，并且其中所述聚烯烃材料成为所述附聚物的一部分。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述废弃材料包含至少80重量％，优选至少90重量％的缩聚物。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述缩聚物选自聚酯、聚酰胺、聚醚和聚氨酯的组，并且更优选是聚酯。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应混合物的所述第二部分具有比所述第一部分更高的密度。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应器容器设置有第一出口和第二出口，所述第一出口和所述第二出口分别用于移出所述反应混合物的所述第一部分和所述第二部分，并且其中所述第二出口布置在所述反应器容器的比所述第一出口更低的位置处。7.根据权利要求6所述的方法，其中
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所述反应器容器设置有第三出口和任选的第四出口，其中所述第一出口、所述第三出口和所述第四出口相对于布置在较低位置处的所述第二出口布置在相互不同的高度处，并且
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根据进料类型和/或加工设置选择性地打开所述第一出口、所述第三出口和所述第四出口。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一部分的移出在与所述第二部分的移出不相同的停留时间之后进行。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应混合物的所述第二部分的移出包括施加压力。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二部分的加工包括将所述第
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：爱奥尼亚技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：