專利名稱：使用催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過使用催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法，其目的是提供一種在相對低的溫度下以高收率從聚苯乙烯樹脂廢棄物中回收苯乙烯單體的方法。
聚苯乙烯樹脂是熱塑性樹脂中最早被開發(fā)出來的工程塑料之一，且因為其具有優(yōu)異的可成型性和低廉的價格，所以在很廣的范圍內(nèi)應用。
其中，發(fā)泡聚苯乙烯(其被廣泛地用做電器、AV儀器等的包裝材料，用做固定盒子、玻璃產(chǎn)品等的緩沖材料，和盤子以及食品的熱絕緣和冷保藏用的容器)非常的笨重且即使被埋藏在土壤中也不會被分解，因此要想為發(fā)泡聚苯乙烯的處理準備一個場所是很困難的。此外，由于它們具有高的燃燒溫度，有損壞煅燒爐的趨勢，并且因為當將它們與含氯的材料混合時，其會產(chǎn)生二噁英(doxin)，所以要通過煅燒來對其進行處理很困難，因此，由此提出了工業(yè)廢棄物處理的主要問題。
在這種環(huán)境下，人們提出了一系列回收芳烴油例如從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的技術，其實例包括JP 283745/1996(Tokukaihei 8-283745)、JP 221681/1997(Tokukaihei9-221681)和JP 302356/1997(Tokukaihei 9-302356)所描述的技術。
任何這些技術都是在催化劑存在下熱分解聚苯乙烯樹脂，然而由于通過加熱聚苯乙烯樹脂進行的熱分解過程要將該樹脂加熱到350-430℃，需要能耐高溫的特殊的工廠設備，且這樣的設備投資增加了開始時的費用。
此外，由于回收油中含有許多非苯乙烯單體的組分，所以苯乙烯單體的收率變得很低；例如JP 283745/1996中提出的方法，其含有在回收油中的苯乙烯單體的比例低至大約68-69％。
在此，JP 2545768已經(jīng)揭示了一種應用加熱工藝在相對低的300-350℃的溫度范圍內(nèi)從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法，然而即使使用了這種方法，含有在回收油中的苯乙烯單體含量在60-79％的范圍內(nèi)，其仍不能達到另人滿意的水平。
本發(fā)明已經(jīng)解決了上述的問題，其目的是提供一種通過使用催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法，這種方法可在相對低的溫度下對聚苯乙烯樹脂進行熱分解，從而使降低設備的成本等成為可能，并且其能從熱分解蒸氣中回收具有較低比例的低分子量組分和高含量的苯乙烯單體的油。
本發(fā)明已解決上述的問題，本發(fā)明的通過使用催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法，其特征在于所用的催化劑是硫酸鹽。
本發(fā)明的通過使用催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法，其中所述的硫酸鹽是硫酸金屬鹽。
本發(fā)明的通過使用催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法，其中所述的硫酸鹽是至少一種選自下列的物質(zhì)硫酸鎂、硫酸鈉、硫酸鐵、硫酸錳、硫酸鋅、硫酸鋁、硫酸鈣、硫酸鉀和硫酸銻。
本發(fā)明的通過使用催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法，其中所述的聚苯乙烯樹脂的加熱溫度不大于350℃。
以下結(jié)合附圖根據(jù)本發(fā)明的通過使用催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法的優(yōu)選實施方案進行描述。


圖1是表示本發(fā)明所使用的熱分解裝置的一個例子的示意圖。
所述的熱分解裝置1是由分解釜2、加料部分3、蒸氣出口部分4、攪拌裝置5和加熱器(未示出)構成，所述的分解釜2是用來裝盛聚苯乙烯原料樹脂(例如通過排氣和粉碎發(fā)泡聚苯乙烯樹脂形成的具有一定形狀的聚苯乙烯樹脂塊)且將其熱分解；所述的加料部分3用于將向分解釜2中提供聚苯乙烯樹脂；蒸氣出口部分4是用于向外釋放在分解釜2中產(chǎn)生的熱分解蒸氣；攪拌裝置5是用于攪拌和混合裝盛于分解釜2內(nèi)的物質(zhì)。
在此，如圖1所示的裝置僅通過示意圖表示本發(fā)明的方法所使用的裝置的一個例子，并且在本發(fā)明中所使用的裝置并非局限于此。
連續(xù)地從加料部分3向分解釜2中加入通過排氣和粉碎形成的具有一定形狀的聚苯乙烯樹脂，例如發(fā)泡聚苯乙烯，并向分解釜2中加入用于加速聚苯乙烯樹脂熱分解的催化劑。
本發(fā)明的特征在于所使用的催化劑是硫酸鹽，特別的，這些硫酸鹽的例子包括硫酸鋅、硫酸鋁、硫酸銻、硫酸銻(Ⅲ)、硫酸銨、硫酸鋁銨、硫酸鉻(Ⅲ)銨、硫酸鈷(Ⅱ)銨、硫酸鐵(Ⅱ)銨、硫酸鐵(Ⅲ)銨、硫酸錳(Ⅱ)銨、硫酸銥(Ⅲ)、硫酸鉛、硫酸鉛礦、硫酸鎘、硫酸鉀、硫酸鎵(Ⅲ)、硫酸鋁鉀、硫酸鉻(Ⅲ)鉀、硫酸鈣、硫酸銀、硫酸鋁胍、硫酸鉻(Ⅱ)、硫酸鉻(Ⅲ)、硫酸鈷(Ⅱ)、硫酸鈷(Ⅲ)、硫酸鋯(Ⅳ)、硫酸汞(Ⅰ)、hydrogen 3 indryl sulfate、硫酸氫鉀、硫酸錫(Ⅱ)、硫酸鍶、硫酸鈰(Ⅲ)、硫酸鈰(Ⅳ)、硫酸鈦(Ⅲ)、硫酸鈦(Ⅳ)、硫酸鐵(Ⅱ)、硫酸鐵(Ⅲ)、硫酸銅(Ⅱ)、硫酸十二烷基鈉、硫酸釷(Ⅳ)、硫酸鈉、硫酸鋁鈉、硫酸鉛(Ⅱ)、硫酸鉛(Ⅳ)、硫酸鎳(Ⅱ)、硫酸鋁鎳(Ⅱ)、硫酸亞硝酰酯、硫酸鎂二鈉、硫酸釹(Ⅲ)、硫酸礬(Ⅲ)、硫酸鋇、硫酸羥銨、硫酸鐠(Ⅲ)、硫酸鎂、硫酸二鉀鎂、硫酸錳(Ⅱ)、硫酸錳(Ⅲ)、硫酸鑭(Ⅲ)、木素硫酸鹽、硫酸鋰、硫酸銣、硫酸鋁銣和硫酸銫錳(Ⅲ)。
此外，還可使用這些硫酸鹽的以下水合物一水合硫酸鋅、六水合硫酸鋅、七水合硫酸鋅、六水合硫酸鋁、十水合硫酸鋁、十六水合硫酸鋁、十八水合硫酸鋁、二十七水合硫酸鋁、十二水合硫酸鉻(Ⅲ)銨、六水合硫酸鈷(Ⅱ)銨、六水合硫酸鐵(Ⅱ)銨、十二水合硫酸鐵(Ⅲ)銨、六水合硫酸錳(Ⅱ)銨、一水合硫酸鎘、8/3水合硫酸鎘、七水合硫酸鎘、二十四水合硫酸鋁鎘、十二水合硫酸鋁鉀、十六水合硫酸鋁鉀、十二水合硫酸鉻(Ⅲ)鉀、六水合硫酸鉻(Ⅲ)鉀、三水合硫酸鉻(Ⅲ)鉀、一水合硫酸鉻(Ⅲ)鉀、二水合硫酸鈣、七水合硫酸鉻(Ⅱ)、十八水合硫酸鉻(Ⅲ)、三水合硫酸鉻(Ⅲ)、六水合硫酸鈷(Ⅱ)、一水合硫酸鈷(Ⅱ)、十八水合硫酸鈷(Ⅲ)、一水合硫酸鋯(Ⅳ)、四水合硫酸鋯(Ⅳ)、八水合硫酸鈰(Ⅲ)、四水合硫酸鈰(Ⅳ)、四水合硫酸鈦(Ⅳ)、一水合硫酸鐵(Ⅲ)、四水合硫酸鐵(Ⅱ)、五水合硫酸鐵(Ⅱ)、七水合硫酸鐵(Ⅱ)、三水合硫酸鐵(Ⅲ)、六水合硫酸鐵(Ⅲ)、七水合硫酸鐵(Ⅲ)、7.5水合硫酸鐵(Ⅲ)、九水合硫酸鐵(Ⅲ)、十水合硫酸鐵(Ⅲ)、十二水合硫酸鐵(Ⅲ)、五水合硫酸銅(Ⅱ)、二水合硫酸釷(Ⅳ)、四水合硫酸釷(Ⅳ)、六水合硫酸釷(Ⅳ)、八水合硫酸釷(Ⅳ)、九水合硫酸釷(Ⅳ)、七水合硫酸鈉、十水合硫酸鈉、二十四水合硫酸鈉、一水合硫酸鎳(Ⅱ)、二水合硫酸鎳(Ⅱ)、四水合硫酸鎳(Ⅱ)、七水合硫酸鎳(Ⅱ)、2.5水合硫酸鎂二鈉、四水合硫酸鎂二鈉、七水合硫酸釩(Ⅱ)、三水合硫酸釩(Ⅲ)、九水合硫酸釩(Ⅲ)、一水合硫酸鎂、1.5水合硫酸鎂、二水合硫酸鎂、三水合硫酸鎂、六水合硫酸鎂、七水合硫酸鎂、四水合硫酸二鉀鎂、六水合硫酸二鉀鎂、一水合硫酸錳(Ⅱ)、二水合硫酸錳(Ⅱ)、四水合硫酸錳(Ⅱ)、五水合硫酸錳(Ⅱ)、七水合硫酸錳(Ⅱ)、十二水合硫酸鈰錳(Ⅲ)。
在上述的硫酸鹽中，優(yōu)選使用硫酸金屬鹽，且在硫酸鹽金屬中，更優(yōu)選使用硫酸鎂、硫酸鈉、硫酸鐵、硫酸錳、硫酸鋅、硫酸鋁、硫酸鈣、硫酸鉀、硫酸銻、和這些硫酸鹽的水合物。
可使用這些催化劑中的一種，也可將其中的兩種或多種結(jié)合起來使用。
此外，可使用上述的催化劑或載于載體上的上述催化劑。關于所述的載體，雖然沒有特別的限制，優(yōu)選使用具有優(yōu)異的耐熱性的載體，如玻璃纖維、硅、鋁和鈦的氧化物。
對于將催化劑載于載體上的方法沒有特別的限制，可使用公知的浸漬和共沉淀的方法。
此外，對于所述的催化劑的形狀，可以是塊狀、粉狀和其他的形狀，且優(yōu)選使用顆粒度約為0.3-3.0mm的催化劑。
在本發(fā)明中，所述催化劑的添加量的范圍是10-25wt％，優(yōu)選為10-20wt％。
如果催化劑的添加量少于10wt％則不能有效地發(fā)揮功能和使用的催化劑的效果，如果其用量超過25wt％也不能發(fā)揮相應的效果且對生產(chǎn)成本起了相反的作用。
以下將對根據(jù)本發(fā)明的通過使用催化劑來從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法的一個實例進行描述。
首先，將用做原料的聚苯乙烯樹脂(例如經(jīng)排氣的發(fā)泡聚苯乙烯樹脂)和上述的催化劑加入熱分解裝置1中的分解釜2內(nèi)中。
然后，在通過攪拌裝置5在混合和攪拌的同時對其進行加熱，從而使得聚苯乙烯樹脂與催化劑接觸而熱分解。
所述的聚苯乙烯樹脂的加熱溫度，該溫度由所使用的催化劑的類型決定，優(yōu)選溫度范圍為230-350℃，更優(yōu)選為250-330℃。
更特別的是，例如，對各種催化劑分別的優(yōu)選加熱溫度范圍如下如果是硫酸鎂，溫度范圍是230-330℃；如果是硫酸鐵，溫度范圍是200-310℃；如果是硫酸鈉，溫度范圍是250-330℃；如果是硫酸錳，溫度范圍是200-350℃；如果是硫酸鋅，溫度范圍是200-350℃；如果是硫酸鋁，溫度范圍是210-310℃；如果是硫酸鈣，溫度范圍是220-310℃；如果是硫酸鉀，溫度范圍是300-350℃；如果是硫酸銻，溫度范圍是250-310℃。
通過蒸氣出口部分4將由于熱的使用而產(chǎn)生的熱分解蒸氣排出所述的熱分解裝置1。
然后，冷凝和液化由該裝置中排出的熱分解蒸氣而得到粗乙烯單體，對該粗苯乙烯單體進行真空蒸餾以回收具有高純度的苯乙烯單體。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細地描述。
圖1表示由本發(fā)明所使用的熱分解裝置的一個實例的示意圖；圖2表示本發(fā)明實施例1所使用的實驗裝置的一個實例的示意圖；圖3表示由本發(fā)明實施例1獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果圖；圖4表示由實施例2獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)；圖5表示由本發(fā)明實施例2至實施例11所使用的實驗裝置的一個實例的示意圖；圖6表示由實施例2獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果圖；圖7表示由實施例2獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)；圖8表示由實施例3獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果圖；圖9表示由實施例3獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)；圖10表示由實施例4獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果圖；圖11表示由實施例4獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)；圖12表示由實施例5獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果圖13表示由實施例5獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)；圖14表示由實施例6獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果圖；圖15表示由實施例6獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)；圖16表示由實施例7獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果圖；圖17表示由實施例7獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)；圖18表示由實施例8獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果圖；圖19表示由實施例8獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)；圖20表示由實施例9獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果圖；圖21表示由實施例9獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)；圖22表示由實施例10獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果圖；圖23表示由實施例10獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)；圖24表示由實施例11獲得的蒸餾產(chǎn)品(粗苯乙烯單體)的氣相色譜分析結(jié)果圖；實施例以下將通過實施例對本發(fā)明使用催化劑來從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法進行討論，從而證實本發(fā)明的效果。然而，本發(fā)明并非被這些實施例所限制。
實施例1使用如圖2所示的實驗裝置通過下述方法對聚苯乙烯樹脂進行熱分解。
在燒瓶9中加入80g聚苯乙烯樹脂和8g七水合硫酸鎂(MgSO47H2O)，且通過用罩式加熱器11在攪拌漿10混合和攪拌的同時對燒瓶9內(nèi)部的物質(zhì)進行加熱，并用溫度計14來測定液體的溫度和用溫度計15來測定熱分解蒸氣的出口溫度。
燒瓶中產(chǎn)生的熱分解蒸氣通過一個與燒瓶9的出口相連的冷卻管12而被冷凝和液化，且將所得到的液體收集到接收器13中。
收集在接收器13中的液體量為72.91g(回收率為91.14％)，并且通過氣相色譜分析收集在收集器13中回收液體的組成，結(jié)果顯示苯乙烯單體的含量高達90.0156％，并且甲苯和乙苯(它們是低分子量的組分)的含量分別低達2.5394％和0.8776％。在此，圖3是表示氣相色譜分析結(jié)果圖，圖4表示氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)。
在此，液體被蒸餾時的液體溫度為240-260℃，且熱分解蒸氣的溫度為145-147℃。
然后，對回收的液體進行真空蒸餾以得到純度為99.92％的苯乙烯單體，其能滿足JIS標準要求的99.5％的純度。
實施例2使如圖5所示的實驗裝置通過下述方法對聚苯乙烯樹脂進行熱分解。
在燒瓶9中加入50g聚苯乙烯樹脂和9.65g經(jīng)500℃煅燒的硫酸鎂(MgSO4)，并且在燒瓶9內(nèi)的上部放置網(wǎng)板16，在該網(wǎng)板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物質(zhì)17。
進行加熱工藝過程，即通過用罩式加熱器11在攪拌漿10混合和攪拌的同時對燒瓶9內(nèi)部的物質(zhì)進行加熱。用溫度計14來測定液體溫度且用溫度計15來測定熱分解蒸氣的出口溫度。在此使用螺條加熱器(未示出)環(huán)繞燒瓶9的出口以對其進行加熱。使用螺條加熱器的加熱工藝可將從燒瓶出口到冷卻管的路徑預熱到不小于145℃的溫度，因此，使得防止從燒瓶出口被液化帶出的開始的蒸餾部分的蒸氣在到達冷卻管以前從重新滴回到燒瓶內(nèi)成為可能。
燒瓶中產(chǎn)生的熱分解蒸氣通過與燒瓶9的出口相連的冷卻管12而被冷凝和液化，且將所得到的液體收集到接收器13中。
通過氣相色譜對回收在接收器13中的回收液體組分進行分析，結(jié)果表明苯乙烯單體的含量高達96.1607％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的組分)的含量分別低達1.9955％和0.2363％。圖6表示氣相色譜分析結(jié)果圖，圖7表示氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)。
在此，液體被蒸餾時的液體溫度為257-334℃，且熱分解蒸氣的溫度為159.0-199.6℃。
實施例3使用如圖5所示的實驗裝置通過下述方法對聚苯乙烯樹脂進行熱分解。
在燒瓶9中加入100g聚苯乙烯樹脂和20g經(jīng)800℃煅燒的硫酸鎂(MgSO4)，并且在該燒瓶9內(nèi)的上部放置網(wǎng)板16，在該網(wǎng)板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物質(zhì)層17。
進行加熱工藝過程，即通過用罩式加熱器11在攪拌漿10混合和攪拌的同時對燒瓶9內(nèi)部的物質(zhì)進行加熱。用溫度計14來測定液體溫度且用溫度計15來測定熱分解蒸氣的出口溫度。在此使用螺條加熱器(未示出)環(huán)繞燒瓶9的出口以與實施例2相同的方式對其進行加熱。
燒瓶中產(chǎn)生的熱分解蒸氣通過一個與燒瓶9的出口相連的冷卻管12而被冷凝和液化，且將所得到的液體收集到接收器13中。
通過氣相色譜對回收在接收器13中的液體組分進行分析，結(jié)果表明苯乙烯單體的含量高達94.5081％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的組分)的含量分別低達2.4536％和0.3544％。圖8表示氣相色譜分析結(jié)果圖，圖9表示氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)。
在此，液體被蒸餾時的液體溫度為306.5-324.9℃，且熱分解蒸氣的溫度為154.8-203.3℃。
實施例4使用如圖5所示的實驗裝置通過下述方法對聚苯乙烯樹脂進行熱分解。
在燒瓶9中加入60g聚苯乙烯樹脂和15g硫酸鈉(Na2SO4)，并且在該燒瓶9內(nèi)的上部放置網(wǎng)板16，在該網(wǎng)板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成一個填充物質(zhì)層17。
進行加熱工藝過程，即通過用罩式加熱器11在攪拌漿10混合和攪拌的同時對燒瓶9內(nèi)部的物質(zhì)進行加熱。用溫度計14來測定液體溫度且用溫度計15來測定熱分解蒸氣的出口溫度。在此使用螺條加熱器(未示出)環(huán)繞燒瓶9的出口以與實施例2相同的方式對其進行加熱。
燒瓶中產(chǎn)生的熱分解蒸氣通過與燒瓶9的出口相連的冷卻管12而被冷凝和液化，且將所得到的液體收集到接收器13中。
通過氣相色譜對回收在接收器13中的液體組分進行分析，結(jié)果表明苯乙烯單體的含量高達89.4618％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的組分)的含量分別低達2.2737％和5.4044％。圖10表示氣相色譜分析結(jié)果圖，圖11表示氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)。
在此，液體被蒸餾時的液體溫度為286-328℃，且熱分解蒸氣的溫度為210-234.6℃。
實施例5使用如圖5所示的實驗裝置通過下述方法對聚苯乙烯樹脂進行熱分解。
在燒瓶9中加入80g聚苯乙烯樹脂和20g硫酸鐵(FeSO4)，并且在燒瓶9內(nèi)的上部放置網(wǎng)板16，在該網(wǎng)板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物質(zhì)層17。
進行加熱工藝過程，即通過用罩式加熱器11在攪拌漿10混合和攪拌的同時對燒瓶9內(nèi)部的物質(zhì)進行加熱。用溫度計14來測定液體溫度且用溫度計15來測定熱分解蒸氣的出口溫度。在此使用螺條加熱器(未示出)環(huán)繞燒瓶9的出口以與實施例2相同的方式對其進行加熱。
燒瓶中產(chǎn)生的熱分解蒸氣通過與燒瓶9的出口相連的冷卻管12而被冷凝和液化，且將所得到的液體收集到接收器13中。
通過氣相色譜對回收在接收器13中的液體組分進行分析，結(jié)果表明苯乙烯單體的含量高達92.9584％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的組分)的含量分別低達2.5875％和0.7139％。圖12表示氣相色譜分析結(jié)果圖，圖13表示氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)。
在此，液體被蒸餾時的液體溫度為192.0-306.5℃，且熱分解蒸氣的溫度為157.7-261.4℃。
實施例6使用如圖5所示的實驗裝置通過下述方法對聚苯乙烯樹脂進行熱分解。
在燒瓶9中加入100g聚苯乙烯樹脂和20g硫酸錳(MnSO4)，并且在燒瓶9內(nèi)的上部放置網(wǎng)板16，在該網(wǎng)板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物質(zhì)層17。
進行加熱工藝過程，即通過用罩式加熱器11在攪拌漿10混合和攪拌的同時對燒瓶9內(nèi)部的物質(zhì)進行加熱。用溫度計14來測定液體溫度且用溫度計15來測定熱分解蒸氣的出口溫度。在此使用螺條加熱器(未示出)環(huán)繞燒瓶9的出口以與實施例2相同的方式對其進行加熱。
燒瓶中產(chǎn)生的熱分解蒸氣通過與燒瓶9的出口相連的冷卻管12而被冷凝和液化，且將所得到的液體收集到接收器13中。
通過氣相色譜對回收在接收器13中的液體組分進行分析，結(jié)果表明苯乙烯單體的含量高達96.6863％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的組分)的含量分別低達1.8501％和0.3731％。圖14表示氣相色譜分析結(jié)果圖，圖15表示氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)。
在此，液體被蒸餾時的液體溫度為200.8-340.2℃，且熱分解蒸氣的溫度為145.4-180.4℃。
實施例7使用如圖5所示的實驗裝置通過下述方法對聚苯乙烯樹脂進行熱分解。
在燒瓶9中加入100g聚苯乙烯樹脂和20g硫酸鋅(ZnSO4)，并且在燒瓶9內(nèi)的上部放置網(wǎng)板16，在該網(wǎng)板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物質(zhì)層17。
進行加熱工藝過程，即通過用罩式加熱器11在攪拌漿10混合和攪拌的同時對燒瓶9內(nèi)部的物質(zhì)進行加熱。用溫度計14來測定液體溫度且用溫度計15來測定熱分解蒸氣的出口溫度。在此使用螺條加熱器(未示出)環(huán)繞燒瓶9的出口以與實施例2相同的方式對其進行加熱。
燒瓶中產(chǎn)生的熱分解蒸氣通過與燒瓶9的出口相連的冷卻管12而被冷凝和液化，且將所得到的液體收集到接收器13中。
通過氣相色譜對回收在接收器13中的液體組分進行分析，結(jié)果表明苯乙烯單體的含量高達92.1085％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的組分)的含量分別低達3.3474％和0.8941％。圖16表示氣相色譜分析結(jié)果圖，圖17表示氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)。
在此，液體被蒸餾時的液體溫度為196.0-351.2℃，且熱分解蒸氣的溫度為146.3-241.3℃。
實施例8使用如圖5所示的實驗裝置通過下述方法對聚苯乙烯樹脂進行熱分解。
在燒瓶9中加入100g聚苯乙烯樹脂和20g硫酸鋁(Al2(SO4)3)，并且在燒瓶9內(nèi)的上部放置網(wǎng)板16，在該網(wǎng)板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物質(zhì)層17。
進行加熱工藝過程，即通過用罩式加熱器11在攪拌漿10混合和攪拌的同時對燒瓶9內(nèi)部的物質(zhì)進行加熱。用溫度計14來測定液體溫度且用溫度計15來測定熱分解蒸氣的出口溫度。在此使用螺條加熱器(未示出)環(huán)繞燒瓶9的出口以與實施例2相同的方式對其進行加熱。
燒瓶中產(chǎn)生的熱分解蒸氣通過與燒瓶9的出口相連的冷卻管12而被冷凝和液化，且將所得到的液體收集到接收器13中。
通過氣相色譜對回收在接收器13中的液體組分進行分析，結(jié)果表明苯乙烯單體的含量高達95.0094％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的組分)的含量分別低達2.0112％和0.9381％。圖18表示氣相色譜分析結(jié)果圖，圖19表示氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)。
在此，液體被蒸餾時的液體溫度為202.3-304.3℃，且熱分解蒸氣的溫度為145.7-172.4℃。
實施例9使用如圖5所示的實驗裝置通過下述方法對聚苯乙烯樹脂進行熱分解。
在燒瓶9中加入100g聚苯乙烯樹脂和20g硫酸鈣(CaSO4)，并且在燒瓶9內(nèi)的上部放置網(wǎng)板16，在該網(wǎng)板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物質(zhì)層17。
進行加熱工藝過程，即通過用罩式加熱器11在攪拌漿10混合和攪拌的同時對燒瓶9內(nèi)部的物質(zhì)進行加熱。用溫度計14來測定液體溫度且用溫度計15來測定熱分解蒸氣的出口溫度。在此使用螺條加熱器(未示出)環(huán)繞燒瓶9的出口以與實施例2相同的方式對其進行加熱。
燒瓶中產(chǎn)生的熱分解蒸氣通過與燒瓶9的出口相連的冷卻管12而被冷凝和液化，且將所得到的液體收集到接收器13中。
通過氣相色譜對回收在接收器13中的液體組分進行分析，結(jié)果表明苯乙烯單體的含量高達94.3744％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的組分)的含量分別低達2.7867％和0.4139％。圖20表示氣相色譜分析結(jié)果圖，圖21表示氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)。
在此，液體被蒸餾時的液體溫度為211.6℃至303.8℃，且熱分解蒸氣的溫度為146.3℃至197.5℃。
實施例10使用如圖5所示的實驗裝置通過以下述方法對聚苯乙烯樹脂進行熱分解。
在燒瓶9中加入100g聚苯乙烯樹脂和20g硫酸鉀(K2SO4)，并且在燒瓶9內(nèi)的上部放置網(wǎng)板16，在該網(wǎng)板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物質(zhì)層17。
進行加熱工藝過程，即通過用罩式加熱器11在攪拌漿10混合和攪拌的同時對燒瓶9內(nèi)部的物質(zhì)進行加熱。用溫度計14來測定液體溫度且用溫度計15來測定熱分解蒸氣的出口溫度。在此使用螺條加熱器(未示出)環(huán)繞燒瓶9的出口以與實施例2相同的方式對其進行加熱。
燒瓶中產(chǎn)生的熱分解蒸氣通過與燒瓶9的出口相連的冷卻管12而被冷凝和液化，且將所得到的液體收集到接收器13中。
通過氣相色譜對回收在接收器13中的液體組分進行分析，結(jié)果表明苯乙烯單體的含量高達90.4612％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的組分)的含量分別低達2.5724％和1.3448％。圖22表示氣相色譜分析結(jié)果圖，圖23表示氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)。
在此，液體被蒸餾時的液體溫度為301.3-350.6℃，且熱分解蒸氣的溫度為148.6-178.7℃。
實施例11使用如圖5所示的實驗裝置通過下述方法對聚苯乙烯樹脂進行熱分解。
在燒瓶9中加入50g聚苯乙烯樹脂和10g硫酸銻(Sb2(SO4)3)，并且在燒瓶9內(nèi)的上部放置網(wǎng)板16，在該網(wǎng)板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物質(zhì)層17。
進行加熱工藝過程，即通過用罩式加熱器11在攪拌漿10混合和攪拌的同時對燒瓶9內(nèi)部的物質(zhì)進行加熱。用溫度計14來測定液體溫度且用溫度計15來測定熱分解蒸氣的出口溫度。在此使用螺條加熱器(未示出)環(huán)繞燒瓶9的出口以與實施例2相同的方式對其進行加熱。
燒瓶中產(chǎn)生的熱分解蒸氣通過與燒瓶9的出口相連的冷卻管12而被冷凝和液化，且將所得至的液體收集到接收器13中。
通過氣相色譜對回收在接收器13中的液體組分進行分析，結(jié)果表明苯乙烯單體的含量高達90.8510％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的組分)的含量分別低達2.1073％和0.2313％。圖24表示氣相色譜分析結(jié)果的數(shù)據(jù)。
在此，液體被蒸餾時的液體溫度為250.6-301.3℃，且熱分解蒸氣的溫度為149.1-185.8℃。
如上所述是本發(fā)明的通過使用催化劑來從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法，其使得從聚苯乙烯樹脂的熱分解得到的蒸氣中回收含有較低比例的低分子量組分和含有高含量的苯乙烯單體的油成為可能。
此外，本發(fā)明使得以相對低的溫度在短時間內(nèi)對聚苯乙烯樹脂進行熱分解成為可能，并且降低了催化劑的成本。因此，其能以高生產(chǎn)效率提供苯乙烯單體。
權利要求
1.一種通過使用催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法，其是通過加熱分解聚苯乙烯樹脂來獲得苯乙烯單體，其中使用的催化劑為硫酸鹽。
2.根據(jù)權利要求1的通過使用催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法，其中所述的硫酸鹽為硫酸金屬鹽。
3.根據(jù)權利要求1的通過使用催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法，其中所述的硫酸鹽是至少一種選自以下的物質(zhì)硫酸鎂、硫酸鈉、硫酸鐵、硫酸錳、硫酸鋅、硫酸鋁、硫酸鈣、硫酸鉀和硫酸銻。
4.根據(jù)權利要求1的通過使用催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法，其中所述的聚苯乙烯樹脂的加熱溫度不大于350℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過使用硫酸鹽作為催化劑從聚苯乙烯樹脂中回收苯乙烯單體的方法,本發(fā)明使得在相對較低的溫度下熱分解聚苯乙烯樹脂且降低設備的成本等成為可能,并且其使得從聚苯乙烯樹脂的熱分解得到的蒸氣中回收含有較低比例的低分子量組分和高含量的苯乙烯單體的油成為可能。
文檔編號C07C4/22GK1311180SQ0010807
公開日2001年9月5日 申請日期2000年6月12日 優(yōu)先權日2000年3月1日
發(fā)明者佐藤卓巳, 增成光夫 申請人:太陽開發(fā)股份有限公司