專利名稱：溶劑處理塑料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適于從含有溶劑的混合物中回收塑料的方法。
塑料被廣泛地用于制造各種撓性或剛性制品，例如防水油布、涂布的織物和用于裝飾車輛內(nèi)部的其他元件、管道、窗框或絕緣電纜，聚合物屋頂、聚合物地板、起泡物、聚合物涂布的壁紙等。
不論制品性能如何，經(jīng)常需要從含有聚合物的混合物例如溶液中提取聚合物。例如，可以在某些聚合方法(″溶液聚合″)結(jié)束時存在聚合物溶液，和/或在它們的制造中用于清洗某些裝置的過程中存在。
此外，在聚合物的再循環(huán)中可以形成含有聚合物的混合流。在這一點上，徹底研磨這些制品可以提供不均勻組成的細(xì)粒子的混合物，這種混合物難于純化和再用。此外，在纖維-增強(qiáng)制品的情況下(如聚酯-纖維-增強(qiáng)制品)，纖維經(jīng)常形成使研磨粒子的再用變得困難的纖維填料。
SOLVAY(索維公司)的國際專利申請WO01/23463和WO01/70865以及法國專利/申請F(tuán)R2776663，F(xiàn)R2833267，F(xiàn)R03.08690和FR03.08691涉及再循環(huán)塑料(PVC)和/或從所述塑料在溶劑(MEK)中的溶液回收塑料的方法。這些專利的全部內(nèi)容引入本文作為參考。
這些文獻(xiàn)中公開的方法包括通過在氣相中(有助于溶劑蒸發(fā))和/或在液相中(有助于聚合物沉淀)加入一種或多種非溶劑(例如，水)，并經(jīng)霧化(如在FR2833267中)或共沸蒸餾(如在其他引用申請中)除去溶劑，從溶液中使聚合物沉淀。
通常的共沸蒸餾方法過程如下。將非溶劑逐漸加到含聚合物的溶液中。一旦溶劑吸收了足夠的非溶劑(例如，冷凝水汽或額外的水)，樹脂將與填料、穩(wěn)定劑、顏料一起沉淀，并仍然分散在主要有機(jī)相中，增塑劑和其他液體例如液體穩(wěn)定劑可以與樹脂一起沉淀，或仍以溶液形式保留在有機(jī)相中。隨著加入的非溶劑量增加，體系從單相介質(zhì)(由含有聚合物的富溶劑相和少量非溶劑構(gòu)成)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p相介質(zhì)。這種初始的雙相介質(zhì)由一方面大量的含有聚合物的富溶劑相和另一方面少量的分散在溶劑相中的富非溶劑的液滴的非溶劑相構(gòu)成?；谌軇┖头侨軇┑南鄨D，在加入給定量非溶劑(例如，蒸汽/水汽和/或液體)之后，兩相間發(fā)生相反轉(zhuǎn)。在這一點上，大多數(shù)相變成富水相，其中富溶劑相的液滴分散相含有已經(jīng)沉淀的聚合物。在這種方法中，蒸汽注入使得溶劑可通過共沸蒸餾基本上除去。
在沉降后，回收的溶劑可由用非溶劑飽和的溶劑相和用溶劑飽和的非溶劑相構(gòu)成。在這種情況下，各相都不具有溶解聚合物的能力(例如在MEK的情況下)。因此，需要降低溶劑相中的非溶劑含量以允許它的后續(xù)再用。
本申請的受讓人在專利申請WO01/70865中提出了一種溶液，涉及使用己烷作為“相分離劑”(“PSA”)，使組成接近于共沸混合物的液體沉降成水相和基本上由溶劑構(gòu)成的相。向溶劑非溶劑混合物中加入己烷不僅使組成接近于共沸混合物的那些混合物更易于沉降，而且，增大了富溶劑相對相關(guān)塑料的溶解力。因此，該方法更具有靈活性，耗能低，成本低。這種方法能夠提供簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠、相對不污染的溶液，從而能夠回收高純度的塑料。
盡管這些方法能夠有效地回收溶劑，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些方法也不希望地會限制在含有這些試劑的溶液中能夠有效處理塑料的量。也就是說，如果處理的溶液太濃，那么在沉淀過程中PSA會使聚合物粒子粘到一起。因此，在再循環(huán)操作中可回收的塑料量受到限制，這是所不希望的，因為溶劑中聚合物濃度越低意味著單位量的聚合物需要的能量越高。
受讓人之前已經(jīng)進(jìn)行了改進(jìn)，能夠增大溶劑中聚合物濃度，降低除去溶劑所需的能量。該方法已經(jīng)在Solvay的在先專利申請(FR03.08691，公開號FR2857670)中公開。在此改進(jìn)中，在PSA存在下，冷凝溶劑進(jìn)行傾析步驟，其中上層相，即含有溶劑、PSA和一些非溶劑的有機(jī)相，進(jìn)行蒸餾，以便在溶解中再利用溶劑之前除去PSA。
然而，因為在溶解步驟中不存在PSA，因此這些方法也不希望地會限制在含有這些試劑的溶液中能夠有效處理塑料的量。因此，在再循環(huán)操作中可回收的塑料量仍然不希望地受到限制。
在上述例子中，已經(jīng)公開了可以在溶解-不溶物除去步驟和沉淀步驟之間除去PSA。這種除去可以通過蒸餾實現(xiàn)，盡管蒸餾會影響粒子的形態(tài)。
本發(fā)明基于如下的觀察在溶解-不溶物除去之后，在聚合物沉淀之前或過程中，通過使用適合的汽提組合物從溶液中汽提出PSA，來除去PSA。其關(guān)鍵看起來是在聚合物溶解中應(yīng)該存在相分離劑，但事實上相分離劑在聚合物以固體粒子完全沉淀之前被除去。為了避免在汽提中出現(xiàn)大量沉淀，汽提組合物應(yīng)該含有足量的溶劑，以替換蒸發(fā)掉的溶劑，并保持聚合物濃度實際未受到影響(但是由于除去PSA而經(jīng)常出現(xiàn)一些沉淀；下面將對這一點做詳細(xì)解釋)。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方案，所用的汽提組合物至少部分地是在相同方法或相似方法的溶劑除去步驟中產(chǎn)生的。這樣，可以利用在該方法或在相似/平行方法中得到的組合物，從而節(jié)省成本。
因此，本發(fā)明涉及一種溶劑處理塑料的方法，包括
(a)通過使塑料與溶劑以及與該溶劑相容并能夠增大塑料在該溶劑中溶解的至少一種相分離劑(PSA)接觸，使塑料溶解；(b)通過使溶液與至少一種非溶劑接觸，使塑料沉淀，得到含有沉淀的塑料粒子的溶劑/非溶劑混合物；以及(c)從該混合物中基本上除去溶劑并回收固體塑料粒子，其中在步驟(a)之后但是在步驟(c)之前，進(jìn)行汽提步驟(d)，其中從該溶液中或從該混合物中除去至少大部分PSA，所述汽提步驟(d)使用汽提組合物，該汽提組合物包括其量足以替換蒸發(fā)掉的溶劑并保持該溶液中或該混合物中的聚合物濃度實際未受到影響的溶劑。
所涉及的塑料可以是任何種類。它可以是非極性的聚合物，如乙烯聚合物(PE)、丙烯聚合物(PP)、苯乙烯聚合物(PS)、碳酸酯聚合物(PC)...。它也可以是極性高聚物，如氯乙烯聚合物(PVC)或偏二氯乙烯聚合物(PVDC)，或PVDF。術(shù)語PVC應(yīng)該被理解成指含有至少50wt％氯乙烯的任何均聚物或者共聚物，或這些材料的共混物，如PVC-ABS...。
塑料可以源于本領(lǐng)域認(rèn)可的任何形式。例如，塑料可以是聚合過程、化合過程或塑料使用后的廢料，任選液態(tài)或糊狀物態(tài)，或甚至任選在溶劑的溶液中。還可以是包括一種或多種常用添加劑如增塑劑、穩(wěn)定劑、抗氧化劑、阻燃劑、顏料、填料等的固體制品，包括增強(qiáng)纖維。這些纖維可以是任何類型，天然的或合成的；特別是可以使用玻璃纖維、纖維素纖維或塑料纖維。纖維經(jīng)常是塑料，尤其是聚酯纖維。
這些制品可以是撓性或剛性形狀，例如管道、容器、蓋土壤的板、防水油布、窗框、電纜的絕緣殼等。這些制品可以用任何公知技術(shù)制造擠出、涂覆、注射模塑等。據(jù)證實，有益的是通過切碎這些制品使這些制品變成碎塊，使它們易于處理，并可用本發(fā)明的方法溶解。適合的切碎處理公開在上述專利申請EP945481中。在此將上述歐洲專利的全部內(nèi)容引入本發(fā)明作為參考。
在本發(fā)明的回收方法中，在沉淀之前，塑料與能夠溶解塑料的溶劑以及相分離劑(PSA)接觸。
當(dāng)然，下面將定義的術(shù)語“溶劑”、“相分離劑”和“非溶劑”指純物質(zhì)或者指物質(zhì)的混合物。
在這一點上，應(yīng)注意到，如果制品是纖維-增強(qiáng)的，那么溶劑-相分離劑混合物并不是必須溶解將要再循環(huán)的塑料之外的各組分。回收任何增強(qiáng)材料或存在的″附件″如金屬塊、標(biāo)簽、金屬導(dǎo)體等(混合在塑料中或與塑料相連并在進(jìn)行本發(fā)明的方法之前沒有被除去)公開在Solvay的在先專利申請EP945481中。
可以使用任何適于溶解所討論塑料的溶劑。溶劑優(yōu)選選自溶解度參數(shù)接近于待溶解的塑料的溶解度參數(shù)的液體(溶解度參數(shù)的定義和實驗值參見″Properties of Polymers″，D.W.Van Krevelen，1990 Edition，pp.200-202，和″Polymer Handbook″，J.Brandrup和E.H.Immergut，Editors，Second Edition，p.IV-337～I(xiàn)V-359)。
溶劑通常是有機(jī)溶劑，優(yōu)選極性有機(jī)溶劑如MEK(甲基乙基酮)，對于許多聚合物，特別是鹵化聚合物如PVC得到良好結(jié)果。其他適合的溶劑是DEK，MIBK，THF，環(huán)己酮，環(huán)戊酮，對于許多聚合物得到良好結(jié)果，特別是適用于聚合物如PVC，ABS，PVDF和共混物如PVC/ABS，PC-ABS...。
相比而言，非溶劑包括對于溶解大量所需塑料沒有效果的那些材料。優(yōu)選選擇的非溶劑其溶解度參數(shù)明顯不同于待溶解的塑料的溶解度參數(shù)?！懊黠@不同于”指相差多于6個單位；作為補(bǔ)充，“接近于”指相差不超過4個單位，優(yōu)選不超過1.8個單位。
適合的非溶劑具體例子包括無機(jī)液體如水(在聚合物是水不可溶的情況下特別適用)。鑒于工業(yè)生產(chǎn)過程中通常涉及的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的考慮，水是優(yōu)選的非溶劑。此外，水具有某些優(yōu)點，例如，與某些極性溶劑比如MEK形成共沸混合物，這使得通過共沸蒸餾更容易除去溶劑。
適用于本發(fā)明的相分離劑(PSA)包括有利于塑料的溶劑-非溶劑混合物沉降的那些化合物。
此外，根據(jù)本發(fā)明，所述PSA與溶劑相容，而與非溶劑不相容，并能夠增大塑料在該溶劑中的溶解。因此，這種相分離劑基本上在源于沉降過程的富非溶劑相中不存在，并且也有助于基本上沒有相分離劑的塑料的制備。適合相分離劑的例子是正己烷，市售異己烷...。
因此，PSA是一種能夠提高溶劑溶解聚合物能力的物質(zhì)。最優(yōu)選的是，這種物質(zhì)與非溶劑不混溶，并且實際上排斥非溶劑(即阻止非溶劑進(jìn)入溶劑相)。
應(yīng)該注意到，也可以就溶解度參數(shù)來說明相分離劑。例如，盡管溶劑的溶解度參數(shù)與塑料的接近，但相分離劑的溶解度參數(shù)是-如果非溶劑的溶解度參數(shù)高于塑料的，那么相分離劑的溶解度參數(shù)小于塑料的溶解度參數(shù)；-如果非溶劑的溶解度參數(shù)低于塑料的，那么相分離劑的溶解度參數(shù)高于塑料的溶解度參數(shù)。
能夠用本發(fā)明方法處理的溶液的聚合物濃度要使得它們的粘度不影響整個再循環(huán)過程的進(jìn)行(例如，非溶劑能夠逐漸地混合和/或分散在溶液中，以使相互作用和沉淀同時進(jìn)行)。在本發(fā)明的方法中，通常聚合物濃度大于或等于100g/l溶劑，甚至250g/l，甚至300g/l。然而，聚合物含量通常不超過500g/l，甚至400g/l。本發(fā)明的方法可以將塑料在溶劑中的濃度從12％增大到25％，30％，甚至40％(按質(zhì)量，塑料比溶劑)。
本發(fā)明的方法通常在至少大氣壓力，更具體至少1.5巴的壓力下進(jìn)行。有利的是該壓力不超過10巴，優(yōu)選5巴。
溶解方法的溫度通常至少為75℃，更具體100℃；通常它不超過125℃，更具體110℃。
此外，據(jù)證明在惰性氣氛例如在氮氣中進(jìn)行是有利的，以避免任何溶劑、非溶劑和/或相分離劑的爆炸或者降解的危險。
根據(jù)本發(fā)明，最重要的是在溶解步驟(a)中存在PSA，因為選擇該P(yáng)SA使得聚合物在溶劑中的溶解增大。這樣可以處理更多的塑料，并且也可以處理含有一些非溶劑的塑料(許多塑料廢料源包括水，大多數(shù)塑料中公知的非溶劑)。
根據(jù)本發(fā)明，首先通過使溶液與非溶劑接觸，使塑料沉淀，然后從介質(zhì)(不再是溶液，而是溶劑和非溶劑的混合物)中基本上除去溶劑。
在本發(fā)明的方法中，在溶劑除去步驟(c)之前，即固體塑料粒子的最終回收之前，通過汽提除去相分離劑。“汽提”指通過使用包括被稱為汽提氣體的蒸汽流的汽提組合物進(jìn)行脫揮發(fā)分(即蒸發(fā))。在該汽提步驟中，使用汽提氣體從含有塑料的混合物除去氣相，氣相含有至少大部分PSA。蒸發(fā)相通常包括PSA與溶劑以及少量非溶劑的混合物。因為在此步驟中，逐漸除去PSA，更多的非溶劑逐漸進(jìn)入溶液相，從而一些塑料開始沉淀。
在僅有氣體用作汽提組合物的情況下，汽提氣體一旦被引入含聚合物的溶液中，就冷凝成含聚合物的溶液，成為蒸發(fā)的PSA/溶劑混合物的“替代”組分。在氣體和液體同時用作汽提組合物的情況下，它們的平衡組合物將成為蒸發(fā)的溶劑的替代物。
在汽提步驟中，汽提組合物可從外部源被引入過程中，或者，優(yōu)選至少部分汽提組合物可從過程中的另一點循環(huán)。例如，溶劑除去步驟(c)的氣流可以包括溶劑和非溶劑的混合物，例如在共沸條件下。這種氣流可以直接再用作汽提組合物。
例如，如果在間歇方法中存在再循環(huán)的氣流，以氣體形式再利用可能非常困難，那么也可以處理再循環(huán)的氣流。在這種情況下，再循環(huán)的氣流可以在用作汽提介質(zhì)之前被處理，例如冷凝，然后使用鍋爐或蒸汽汽化?？蛇x擇地，可與蒸汽流一起組合使用。
最優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，汽提步驟(c)使用在優(yōu)選平行進(jìn)行的相同方法或相似方法的步驟(c)中產(chǎn)生的汽提組合物。
事實上，有兩種方法可用于進(jìn)行本發(fā)明的方法間歇進(jìn)行或連續(xù)進(jìn)行。一般而言，如果選擇共沸蒸餾作為在步驟(c)中除去溶劑的方式，那么是間歇方法。另一方面，如果選擇噴霧干燥(或霧化)，那么可以是間歇方法或連續(xù)方法，連續(xù)方法是優(yōu)選的。
最佳的是，如果使用利用共沸蒸餾和反相以有助于回收聚合物的間歇方法(見后)，那么汽提組合物通?；旧鲜前聪率鲞^程得到的溶劑和非溶劑的混合物-汽化使用鍋爐或蒸汽的上一批次溶劑除去步驟(c)中得到的溶劑和非溶劑的冷凝共沸混合物；-或直接使用在與所述批次平行進(jìn)行的另一批次的溶劑除去步驟(c)中產(chǎn)生的共沸蒸汽；-或混合上一批次的冷凝共沸混合物和非溶劑蒸汽。
在平行進(jìn)行兩批次的情況下，至少一個步驟，即溶解步驟，可以是相同的，并且其后進(jìn)行兩個批次的時間應(yīng)被優(yōu)化。使用分散劑的本發(fā)明實施方案的方法(共沸蒸餾)也可更有效地控制從混合物回收的聚合物粒度。在這一點上，可以使用多于一種的分散劑，例如，一種對非溶劑有更大親合力，另一種對溶劑有更大親合力。例如，適合的分散劑包括表面活性劑，如班脫土、聚乙烯醇、凝膠、纖維素的酯或醚、水可溶的共聚物等。按PVC重量計，所用分散劑的量通常大于或等于0.001wt％，優(yōu)選大于或等于0.01％，或更優(yōu)選地大于或等于0.1％。分散劑的含量小于或等于5％，更具體2％，更優(yōu)選1％。
在那種情況下最優(yōu)選的是，在對非溶劑有更大親合力的分散劑(分散劑(I))存在下進(jìn)行沉淀步驟(b)，和在對溶劑有更大親合力的分散劑(分散劑(II))存在下進(jìn)行溶劑除去步驟(c)。
在本發(fā)明實施方案的方法(共沸蒸餾)中，如上所述，沉淀開始極早，最好在反相和溶劑除去之前開始。因此，在此實施方案中，用含有非溶劑的介質(zhì)進(jìn)行汽提也引起一些沉淀，從而步驟(b)和(d)可以同時進(jìn)行。
然而，在本發(fā)明的一個方面中，在汽提PSA之前，可以將部分非溶劑引入混合物中(即在這種情況下，在步驟(d)之前進(jìn)行單獨的步驟(b))。這必須在攪拌下進(jìn)行，以使非溶劑有效地在有機(jī)相中分散，而不與有機(jī)相混合，這也因為存在PSA。
然后進(jìn)行汽提PSA，在此過程中樹脂與固體繼續(xù)沉淀(然而不完全；應(yīng)避免上述反相)，同時溶劑吸收更大量的高度分散的非溶劑。在這一點上，在注入汽提氣體的同時，PSA被汽提掉，并且非溶劑將逐漸被溶劑吸收，從而平穩(wěn)地沉淀樹脂以及固體(填料，顏料等)。這樣可以提高方法的效率，同時改進(jìn)終產(chǎn)物的形態(tài)。這種方法步驟可以在大氣壓下操作，或在壓力如0.5巴，0.6巴下進(jìn)行。
優(yōu)選冷凝汽提中產(chǎn)生的氣相，然后傾析出，在下一批次中再用(含有PSA的富溶劑相用于溶解步驟(a)，富非溶劑相用于沉淀步驟(b))。
完成汽提后，使用至少一種富非溶劑相通過共沸蒸餾除去大部分溶劑。優(yōu)選地，使用至少一種液體和一種富非溶劑蒸汽相。所述蒸餾結(jié)束時得到聚合物粒子在富非溶劑介質(zhì)中的懸浮液。懸浮液中固體粒子的比例可大于或等于10％，而沒有上述粒子的凝集物。事實上，通過使用上述分散劑，在減壓和分散劑II下，這種比例甚至可以大于或等于25％，甚至達(dá)到30％，從而避免了再凝集。
汽提和共沸蒸餾可以在同一裝置中進(jìn)行，連續(xù)加入汽提組合物(富溶劑)和使用蒸餾料流(富非溶劑)。然而，在平行進(jìn)行至少兩個批次的情況下，優(yōu)選在不同裝置中進(jìn)行，從而源于一個批次的溶劑除去(步驟(c))的氣體可以直接用于上一批次的汽提。僅有一系列批次中的第一批次必須包括產(chǎn)生汽提組合物的步驟(不是再循環(huán))。
然后漂洗蒸餾完成后收集的粒子，在貯存、出售和/或使用之前干燥、離心和/或用任何公知方式進(jìn)行處理。
根據(jù)另一實施方案，本發(fā)明的方法是連續(xù)方法，其中使用汽化的非溶劑通過噴霧干燥或霧化在步驟(c)中除去溶劑，汽化的非溶劑公開在例如前述申請F(tuán)R2833267中，其內(nèi)容引入本發(fā)明作為參考。
在那種情況下優(yōu)選的是，汽提組合物是基本上由霧化過程中產(chǎn)生的蒸氣相構(gòu)成的氣體。甚至更優(yōu)選的是，溶劑和非溶劑形成共沸混合物，從而汽提氣體是溶劑和非溶劑的共沸組合物。
使用共沸組合物的確是有利的，因為它們通常允許在低溫下蒸發(fā)，因而降低了能耗。
同時在此實施方案中，單獨的沉淀步驟(b)優(yōu)選在汽提步驟(d)之前，以得到良好的粒子形態(tài)?？蛇x擇地或另外地，在汽提之后但是在霧化之前通過加入非溶劑，被汽提的溶液可進(jìn)行一部分沉淀，這樣得到低粘度的不均勻混合物，這公開在上述FR專利中。
汽提和沉淀可以在同一裝置或在不同裝置中進(jìn)行。
通過選擇MEK(甲基乙基酮)作為溶劑和水作為非溶劑和5～7個碳原子的脂肪烴作為相分離劑，根據(jù)本發(fā)明的方法已被成功地用于再循環(huán)PVC。通過選擇正己烷作為相分離劑，已經(jīng)得到了適當(dāng)結(jié)果。


圖1～圖4示出了本發(fā)明的一些實施方案，并與現(xiàn)有技術(shù)(上述申請F(tuán)R03.08691)進(jìn)行了比較。在這些圖中，除非另有所指，相同的字母代碼指相同操作。
圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)方法包括如下步驟-溶解(步驟(a))；-除去不溶物(I)；-通過注入上一批次的傾析步驟(D1&D2)產(chǎn)生的水相進(jìn)行沉淀和除去溶劑(步驟(b)&(c))，部分水相被汽化(V)；-一方面固體塑料粒子(S)回收和另一方面源于步驟(b)&(c)的氣體冷凝(C)；-傾析所述冷凝的氣體(D1)，得到水相和有機(jī)相，水相在下一批次的步驟(b)&(c)中再循環(huán)；-在源于上一批次的蒸餾步驟(DT)的PSA存在下，傾析有機(jī)相(D2)，產(chǎn)生水相(在下一批次的步驟(b)&(c)中再循環(huán))和有機(jī)相；-蒸餾所述有機(jī)相(DT)，一方面得到在下一批次的溶解步驟(a)中再循環(huán)的溶劑，另一方面得到在下一批次的第二傾析步驟(D2)中再循環(huán)的PSA。
因此，在圖1的方法中，在所述液體介質(zhì)再次用于溶解之前，從傾析(D2)得到的液體介質(zhì)中基本上除去相分離劑。通過使用溶劑緩沖(即，“雙重”溶劑，在制造循環(huán)的同時進(jìn)行處理(傾析/蒸餾)，和在處理上一次循環(huán)的溶劑的同時用于下一次循環(huán)中)，這種操作使得可以不延長制造循環(huán)(或批次)的時間。
然而，這需要額外的溶劑和設(shè)備。
圖1顯然闡述的是間歇方法。在連續(xù)系統(tǒng)中，使用申請F(tuán)R2833267中所述的噴霧干燥器，優(yōu)選在霧化產(chǎn)生的漿料之前，溶劑中的PSA濃度顯著降低。
在本發(fā)明之前，唯一的可能是使用蒸餾。
本發(fā)明如圖2所示，可以回收霧化器(噴霧干燥器；步驟(c))中產(chǎn)生的氣體，其中水蒸汽(Ve)是正干燥的介質(zhì)，將它們注入源于溶解(a)-不溶物除去(I)的溶液中，以除去PSA(步驟(d))。這種氣體基本上由MEK和水構(gòu)成，濃度接近于共沸混合物MEK-水(12％水w/w)的濃度。在汽提步驟(d)中注入所述氣體，其后(或按上述優(yōu)選方式，其前)是沉淀步驟(b)，在此步驟中汽提的溶液轉(zhuǎn)變?yōu)闈{料，然后將其在步驟(c)中霧化得到固體塑料粒子(S)。觀察到在PSA除去之后(同時樹脂沉淀)，粘性溶液中非溶劑的分散比混合非溶劑(同時仍存在PSA)，然后汽提PSA(同時樹脂沉淀)效率低。
汽提(d)中產(chǎn)生的氣體被冷凝(C)和傾析(D)，以產(chǎn)生仍含有PSA的溶劑相和基本上沒有PSA的水相，溶劑相被加到溶解步驟(a)中，水相被加到沉淀步驟(b)中。該實施方案的主要特征在于，在此方法中不存在汽提氣體，也不必須產(chǎn)生汽提氣體。這使得能耗節(jié)省，相當(dāng)于節(jié)省蒸餾塔的消耗。
此外，汽提器的投資比蒸餾單元的低。
當(dāng)本發(fā)明用于例如FR03.08691中所述的間歇系統(tǒng)中時，仍可能通過注入組成接近于共沸混合物的氣體除去PSA。通過汽化使用鍋爐或蒸汽注入的上一批次貯存的冷凝的共沸氣體(A)，可以產(chǎn)生這種氣體(如圖3所示)?？蛇x擇的是，在沉淀器中可以注入冷凝的共沸氣體作為液體，同時注入適當(dāng)量的蒸汽使其蒸發(fā)。這樣可以使用簡單的緩沖槽，而不用使用鍋爐。
這意味著可以在過程中得到這種氣體。根據(jù)沉淀過程中反相的限制，沒有殘余的PSA存在，并且可以貯存源于反相的冷凝氣體。
進(jìn)行測試和計算模擬表明，按此方式收集的氣體量剛剛超過完全汽提PSA需要的氣體量。
圖3的方法包括如下步驟-溶解(步驟(a))；-除去不溶物(I)；-(1)通過注入汽化(Ve)上一批次貯存的冷凝共沸氣體(A)得到的共沸蒸汽進(jìn)行汽提和沉淀(步驟(d)&(b))，在所述汽提中產(chǎn)生的氣相被冷凝(C1)和傾析(D)，從而其有機(jī)相可被用于下一批次的溶解步驟(a)中；-(2)通過注入上一批次的傾析步驟(D)中產(chǎn)生的水相和蒸汽(Ve)進(jìn)行再次沉淀和溶劑除去(步驟(c))；產(chǎn)生共沸氣體的冷凝物(C2)，貯存(A)用于下一批次；-(3)固體塑料粒子(S)回收；步驟(1)～(3)在同一裝置中進(jìn)行。
圖3所示的原理用于下面的實施例中(實施例1)加入下面物質(zhì)得到混合物
將67.86kg廢料(電纜聚合物廢料)加到溶解槽中，加入2.5kg另外的增塑劑。195kg溫溶劑用于在100℃溶解。
沉淀器中進(jìn)料的濃度(過濾后)50kg化合物/195kg溶劑(比例25.6％)過濾溶液，并注入沉淀槽中。在注入到沉淀槽的過程中，由于槽中保持低壓，因而溶劑發(fā)生閃蒸。
在轉(zhuǎn)移所有溶液之后，通過注入具有共沸組成的94kg氣體，進(jìn)行汽提。
以恒壓進(jìn)行注入過程，在結(jié)束時，溫度到達(dá)精確的共沸溫度。從槽中蒸發(fā)出96kg溶劑(含有PSA)。
沉淀方法如FR03.089690和691中所述(如上所述，使用兩種分散劑)。
在結(jié)束時，在上述情況下，得到相同的再循環(huán)的PVC化合物。
圖4示出了該方法的進(jìn)一步改進(jìn)，使用在汽提器中直接蒸發(fā)的氣體，沒有冷凝和再沸騰。如前所述，這種情況是兩個批次平行進(jìn)行(其中，源于上一批次的溶劑除去步驟(c)的氣體直接用于汽提)。僅有一系列批次中的第一批次必須使用共沸混合物(此前貯存的-例如上一系列批次的最后批次-或有意制備的)的汽化步驟。
在這種情況下，能量節(jié)省的最大值相應(yīng)于蒸餾塔消耗的能量。
權(quán)利要求
1.一種溶劑處理塑料的方法，包括(a)通過使塑料與溶劑以及與該溶劑相容并能夠增大塑料在該溶劑中溶解的至少一種相分離劑(PSA)接觸，使塑料溶解；(b)通過使溶液與至少一種非溶劑接觸，使塑料沉淀，得到含有沉淀的塑料粒子的溶劑/非溶劑混合物；以及(c)從該混合物中基本上除去溶劑并回收固體塑料粒子，其中在步驟(a)之后但是在步驟(c)之前，進(jìn)行汽提步驟(d)，其中從該溶液中或從該混合物中除去至少大部分PSA，所述汽提步驟(d)使用汽提組合物，該汽提組合物包括其量足以替換蒸發(fā)掉的溶劑并保持該溶液中或該混合物中的聚合物濃度實際未受到影響的溶劑。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該汽提組合物至少部分地是在相同方法或相似方法的溶劑除去步驟(c)中產(chǎn)生的。
3.如前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其是間歇方法，其中通過共沸蒸餾溶劑/非溶劑混合物進(jìn)行溶劑除去步驟(c)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該汽提組合物基本上是按下述過程得到的溶劑和非溶劑的混合物
-汽化使用鍋爐或蒸汽的上一批次溶劑除去步驟(c)中得到的溶劑和非溶劑的冷凝共沸混合物；-或直接使用在與所述批次平行進(jìn)行的另一批次的溶劑除去步驟(c)中產(chǎn)生的共沸蒸汽；-或混合上一批次的冷凝共沸混合物和非溶劑蒸汽。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其中在對非溶劑有更大親合力的分散劑(分散劑(I))存在下進(jìn)行沉淀步驟(b)，在對溶劑有更大親合力的分散劑(分散劑(II))存在下進(jìn)行溶劑除去步驟(c)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其是連續(xù)方法，其中使用汽化的非溶劑通過噴霧干燥或霧化進(jìn)行溶劑除去步驟(c)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該汽提組合物基本上由霧化過程中產(chǎn)生的蒸氣相構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中溶劑和非溶劑形成共沸物，從而汽提組合物是溶劑和非溶劑的共沸組合物。
9.如前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中在汽提步驟(d)之前一些非溶劑分散在溶液中。
10.如前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其中聚合物是PVC，溶劑是MEK，非溶劑是水，PSA是己烷。
全文摘要
一種溶劑處理塑料的方法，包括(a)通過使塑料與溶劑以及與該溶劑相容并能夠增大塑料在該溶劑中溶解的至少一種相分離劑(PSA)接觸，使塑料溶解；(b)通過使溶液與至少一種非溶劑接觸，使塑料沉淀，得到含有沉淀的塑料粒子的溶劑/非溶劑混合物；以及(c)從該混合物中基本上除去溶劑并回收固體塑料粒子，其中在步驟(a)之后但在步驟(c)之前，進(jìn)行汽提步驟(d)，其中從該溶液中或從該混合物中除去至少大部分PSA，所述汽提步驟(d)使用汽提組合物，該汽提組合物包括其量足以替換蒸發(fā)掉的溶劑并保持該溶液中或該混合物中的聚合物濃度實際未受到影響的溶劑。
文檔編號C08J11/08GK1997696SQ200580011375
公開日2007年7月11日 申請日期2005年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月15日
發(fā)明者貝納德·萬登亨德, 埃里克·法西奧 申請人:索維公司