CN101166781A - 聚酯材料与杂质的分离 - Google Patents

Abstract

本发明通常涉及从各种杂质材料中分离和回收用过的聚酯的方法。本发明可用于将各种杂质包括玻璃、尘土、纸、金属、胶水、染料等与用过的聚酯分离。所公开的方法包括几个阶段，包括准备阶段、其中可从该聚酯中除去一部分杂质，以及反应阶段，其中可皂化一部分聚酯并可从该聚酯中物理分离杂质。此外，在反应阶段中，某些难以分离的杂质，例如铝和聚氯乙烯，可反应以更形成易与该聚酯分离的物质。

Description

聚酯材料与杂质的分离

发明背景

聚酯是由多元有机酸和多元酸的酯化而制备的高分子材料。最通常制备和使用的聚酯也许是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，它可以通过对苯二甲酸与乙二醇反应而制造。

当前聚酯正以增加的量用于各种应用中。例如，聚酯通常用于制造许多种饮料和食品的容器、照相胶卷、X-射线底片、磁带、电绝缘料、外科手术器具例如合成的动脉、织物和其它纺织品。

由于聚酯能够被再熔融和再成型，正在进行努力以尽可能多地在聚酯使用后将其再循环使用。然而，在聚酯被再循环使用之前，有必要将杂质(contaminants)(即被发现与聚酯混合或与聚酯相连的物质)与用过的聚酯分离。例如，杂质可以是松散的并与聚酯材料混合在一起，可以是与聚酯材料表面相连的，例如贴在材料表面上的标签，或可以在聚酯材料内部，如嵌入的或夹杂的材料的情形。

现有技术中需要改进从聚酯材料中且特别是从用过的聚酯材料中除去杂质的方法。

发明概述

通常，所公开的发明涉及将聚酯与杂质分离的方法。特别地，所公开的方法能将聚酯与下列杂质分离：嵌入或夹杂在聚酯中的杂质、与聚酯表面相连的杂质和/或仅与聚酯相混合的杂质。

该方法可描述为多阶段方法，包括准备阶段和反应阶段。如果需要，准备阶段可包括用来切碎该聚酯并形成包括聚酯和杂质的混合物的操作。例如，在一个实施方案中，可将聚酯切碎成尺寸小于约15mm的薄片。

准备阶段可以包括从该聚酯混合物中物理地除去一部分杂质的各种操作，例如，一次或多次淘选(elutriation)过程，其中可从该混合物中除去包括例如金属和纸张杂质的各种松散杂质，或干洗操作，其中可通过下面的方法从基本上干燥的混合物中除去杂质，即将该干燥的混合物流态化并在清洗室的轴周围旋转该干燥的混合物，以便由于该混合物绕着该轴旋转让一部分混合物与筛孔壁碰撞，并使一部分杂质通过该筛孔。可包括在该准备阶段的另一种干分离方法是色料拣选(color sorting)方法。在准备阶段过程中色料拣选方法能除去各种杂质，包括例如金属和有色PET，例如含TiO₂的PET。

在一个实施方案中，混合物可经历高质量的金属检测和除去操作。根据这个具体的实施方案，可串联或并联放置多个金属检测器以形成金属检测器组。然后将混合物投料经过一个或多个金属检测器组以除去金属杂质。在该组的每个金属检测器上，料流可被分为被接受的材料(进入工艺中下一个步骤的那些)和被拒绝的材料(含金属的那些)。在一个实施方案中，可通过该金属除去操作回收金属。在两个或多个单独的金属检测器以串联组合排列的那些实施方案中，串联的金属检测器的灵敏度可随串联级数而增加。与此前已知的工艺相比，高质量的金属检测和除去操作不仅能增加从产品料流中除去的金属的量，而且，随着循环料流的加入，减少了在该分离过程中可从料流中损失的聚酯的量。

除了当混合物是干燥的时候通常实施的分离操作之外，本方法的准备阶段可包括一次或多次水性分离操作。例如，可使用一次或多次水性分离操作例如高强度清洗操作和沉浸/漂浮操作。在一个实施方案中，可通过再循环罐来再循环在该水性分离操作中所用的水来进一步改进该方法。

在准备阶段后，可按照反应阶段来处理混合物，其中反应阶段包括高能混合操作以及加热定形(heat setting)操作。在高能混合操作过程中，可在投料到高能混合器过程中或任选地在投料到高能混合器之前形成包括该聚酯/杂质混合物和碱性组合物的淤浆。例如，该碱性组合物可包括氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钾、氢氧化锂、或它们的混合物。加入到该淤浆中的碱性组合物的量可包括与少于全部的聚酯所反应的碱的量。例如，在一个实施方案中，可与所述的混合物合并的该碱性组合物的量足以与小于约20wt％的聚酯起反应。

如果需要，可在投料到用于反应的该高能混合器之前在更常规的混合器中形成所述的淤浆。例如在投料到高能混合器之前可首先在低能混合器中将该碱性组合物和干燥的聚酯混合物混合。在该低能混合过程中，可用该碱性组合物包覆含在该淤浆中的聚酯薄片。此外，在一个实施方案中，可控制向盛在该低能混合器中的淤浆中输入的能量，以便该碱性组合物能与包括在该聚酯混合物中的特定的杂质起反应。例如，可维持该低能混合器的条件以便当淤浆处于该低能混合器内时促进铝杂质与该碱性组合物的反应。

所用的高能混合器可以是从该混合行为本身赋予该淤浆足够的能量以便促进一部分聚酯与该碱性组合物之间的皂化反应的混合器。特别地，在该高能混合操作过程中，加入到该高能混合器中的任何热量不足以独立地提供足够的能量以促进该皂化反应。

在该高能混合操作之后，可进一步处理所述的混合物，例如，在对于该方法的聚酯产品来说希望得到食品级的聚酯材料的那些实施方案中。在一个实施方案中，在高能混合器中皂化之后，可将该淤浆加热到不超过该聚酯的熔点的温度。特别地，可在含小于约80ppm水含量的环境中加热该混合物。任选地，可在缺氧的环境下加热该混合物。然而，这不是本发明的要求，在其它实施方案中，可在富氧环境下加热该混合物。

如果需要，可在加热步骤之前预热该混合物，例如为了干燥该混合物。根据这个实施方案，可将该混合物预热至小于约160℃的温度。

该方法还可包括用于回收在该分离和/或反应操作过程中产生的各种副产物的操作。例如在一个实施方案中，在皂化反应中会产生乙二醇。如果需要，可在该皂化反应之后回收该乙二醇。如果需要，可在过程中产生和回收的另一种副产物是能在皂化反应中产生的对苯二甲酸盐。

该方法可有利地用于从聚酯中除去许多难以分离的杂质。例如，在其中杂质包括聚氯乙烯的一个实施方案中，一部分所述的碱性组合物会与聚氯乙烯反应，导致在反应过程中聚氯乙烯变得脱氯化。

在过去，铝一直是已证明难以与用过的聚酯分离的另一种杂质。根据本发明的一个实施方案，与聚酯混合的铝可与一部分所述的碱性组合物反应并从混合物中除去，例如，作为铝盐或作为反应的易碎的铝残留物而除去。

附图简述

在本说明书的剩余部分阐明了针对于本领域普通技术人员所做的对本发明的充分公开，包括其最佳模式，包括参考所附图，附图包括：

图1图解说明了根据本发明的聚酯循环(recycling)过程的一个实施方案的流程图；和

图2图解说明了根据本发明的多步骤高质量金属除去系统的一个实施方案的流程图。

优选的实施方案的详细描述

将会对本发明的各种实施方案做出详细的注释。提供每个实施例以解释本发明而不是限制本发明。事实上，对于本领域技术人员来说，显然可在本发明中进行各种修改和变化而不背离本发明的范围或主旨。例如，可将作为一个实施方案的一部分而说明或描述的特征用于另一个实施方案以得到更进一步的实施方案。因此，本发明打算包括在所附的权利要求范围内的这类修改和变化和它们的等价物。

本发明通常涉及从各种杂质材料中分离和回收用过的聚酯的方法。本发明还可用于将用过的聚酯与包括玻璃、尘土、纸张、金属、胶水、染料等的各种杂质分离。有利地，该公开的方法包括多个阶段，包括准备阶段，其中可从含杂质和聚酯的混合物中除去一部分杂质，以及反应阶段，其中一部分聚酯能被皂化由此允许将该聚酯与其它杂质分离。特别地，在本方法的反应阶段，能分离开与聚酯物理连接的杂质或在聚酯内的杂质，以便在分离步骤中更容易从该混合物中除去这些杂质。此外，在本方法的反应阶段，某些难以分离的杂质，例如铝和/或聚氯乙烯(PVC)，能反应以变得更易与该聚酯分离。在某些实施方案中，所公开的方法能显著降低在聚酯循环过程中总的废水的产生以及废水中的杂质含量。

一般地，将聚酯定义为多元有机酸和多元醇之间的酯化或反应产物。据信，在本发明的方法中可使用任何已知的聚酯或共聚酯。然而，在一个特定的实施方案中，本发明的方法涉及在此处指作聚对苯二甲酸多元醇酯的一类聚酯，其中对苯二甲酸用作该多元有机酸。

在此使用的多元有机酸是指任何具有两个或多个羧基(-COOH)的有机酸。大多数聚酯衍生自二元酸，也称作二羧酸。多元酸可具有直链的或环状的构造。可用于制备聚酯的直链多元酸的实例包括脂族二羧酸。特别地，可使用在它们的链中具有至多十个碳原子的脂族二羧酸。这些羧酸包括己二酸、戊二酸、丁二酸、丙二酸、乙二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、马来酸和富马酸。

另一方面，环状多元有机酸包括碳环型的二羧酸。这些酸包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、和对苯二甲酸。特别地，使用对苯二甲酸来制备聚对苯二甲酸乙二醇酯，它也许是最普通的可商购得到的聚酯。

如上所述，多元有机酸可与多元醇反应以生成聚酯。多元醇是含有至少两个羟基的化合物。许多聚酯是以二醇来合成的。二醇通常由烯烃以已知作为羟基化的方法向双键净加成两个羟基而制备的。多元醇通常是指二醇类和多元醇类。用于酯聚酯的多元醇的实例包括乙二醇、丙二醇、丁二醇和环己烷二甲醇。

出于举例的目的，表1含有按照本发明可回收和循环的可商购得到的聚酯的未穷尽的列表。对于每一种聚酯，提供了相应的多元有机酸和多元醇。

表1

聚酯	多元有机酸	二醇
			聚对苯二甲酸乙二醇酯	对苯二甲酸	乙二醇
聚对苯二甲酸丁二醇酯	对苯二甲酸	丁二醇
			PETG共聚酯	对苯二甲酸	环己烷二甲醇和乙二醇
PBTG共聚酯	对苯二甲酸	环己烷二甲醇和丁二醇
			聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯	对苯二甲酸	环己烷二甲醇
PEN聚酯	萘二甲酸	乙二醇

在所公开的发明的一个具体的实施方案中，被回收的聚酯可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。相应地，大量的这个讨论涉及PET，尽管这不能认为以任何方式将本发明限制在PET的回收和除杂上。

在一个实施方案中，本发明的方法可被认为是三个阶段的操作以从聚酯中除去杂质，并可包括准备阶段、反应阶段、和完工阶段。此外，全过程的每个阶段可包括一种或多种单独的操作。在一个实施方案中，准备阶段可包括至少一个干燥分离操作和至少一个水性分离操作，在这些操作过程中可从该含聚酯的混合物中除去杂质。准备阶段之后可以是反应阶段，其中含有聚酯和杂质的该混合物可与碱性组合物混合。在皂化反应中该碱可与一部分聚酯反应以及与混合物中的各种可能的杂质反应，以便将这些杂质降解或化学转化以形成更易与聚酯分离的物质。如果需要，本方法的这个阶段还可以包括从混合物中分离和除去杂质。该反应阶段还可以包括各种加热定形反应，该加热定形反应有很多益处，其中就有可进一步提纯聚酯基质并改进产品材料的物理性质。本发明的最终的完工阶段可包括通过例如产品的清洗和拣选来改进产品质量的操作以及另外的分离操作。

本发明的方法可以连续运转或可作为间歇体系而建立。此外，本发明的任何具体操作可以连续或间歇体系来运转。实际上，按照本发明可处理任何含聚酯的材料。在一个优选的实施方案中，可从固体废物料流中回收聚酯材料，因此缓和了许多环境问题和处置问题。在一个具体的实施方案中，本方法可涉及回收和循环由PET制作的食品和/或饮料容器。通过本发明的方法，甚至当发现该聚酯与某些难以分离的材料(例如与各种涂料粘附的或与各种材料例如有机和/或无机化合物一起夹杂的聚氯乙烯或铝)混合时，可从用过的废物中分离、回收和再利用聚酯。不幸的是，由于缺乏可用于分离和回收聚酯的经济的方法，当前许多用过的聚酯以垃圾掩埋而处置或在用过后被焚烧。

所公开的方法能有利地除去的含在原料聚酯材料中或与之粘附的杂质包括各种防渗透材料。按照本发明可除去的防渗透材料可包括防渗透涂料，它可以是例如施涂在饮料容器上以防止二氧化碳和/或氧气透过该基材而流动的防渗透涂料。按照本发明可除去的其它防渗透材料可包括某些化学防渗透材料添加剂，例如，在初始生成时加入到聚酯材料中的化学清除剂材料，和/或由这些添加剂的反应而生成的分解产物。在一个实施方案中，所公开的方法可用于除去作为位于多层瓶子上的层之间涂料而应用的防渗透材料。

除了涂覆的防渗透材料外，本方法还可从聚酯材料中除去其它的涂料。例如，本方法可除去施加的标签，包括纸和/或高分子的标签、丝网印刷的标签等。术语“丝网印刷的标签”一般是指已经直接施加到聚酯容器例如饮料容器上的墨。例如，许多软饮料容器通常标有环氧树脂基的墨。过去，在尝试将这些类型的涂料和墨与聚酯的分离中已经遇到了许多问题。

按照本发明可从聚酯中除去的防渗透材料(遍及整个聚酯基质的涂层及化学成分)和非防渗透涂料材料的非限制性的示例性的列表可包括，例如，莎纶、尼龙、聚偏二氯乙烯、丙烯酸系树脂、环氧树脂基的聚合物、乙醛清除剂、乙基乙烯基醇(例如EVOH膜)等。

本发明的方法还可有效地除去可能已经被聚酯材料吸收的所夹杂的有机和/或无机化合物。示例性的化合物可包括，例如，甲苯、汽油、用过的机油、油漆、杀虫剂残留物和其它挥发性化合物。这些化合物可仅经过接触而被聚酯吸收。消费者在消费完食品或饮料后常误用聚酯食品和饮料容器。特别地，这些容器有时用来盛各种有机和/或无机化合物和溶剂。当试图循环这类聚酯时，有必要基本上除去所有的所吸收的有机和无机化合物以便该聚酯可再次用作饮料或食品的容器。

有利地，尽管存在杂质，本发明的方法可包括：首先的准备阶段，该阶段包括经由一种或多种物理分离方法除去一部分杂质；然后是反应阶段，该阶段包括，在一个实施方案中，使含有聚酯的化合物与碱性组合物接触，将该碱性组合物与含聚酯的混合物混合在一起以便该混合物的固体被该组合物充分而均匀地包覆并发生聚酯的部分皂化，以一步或多步的方法将该材料加热至足以完成皂化反应的温度，如果需要，在其它可能的益处中，保持和/或增强聚酯的物理性质；和通过各种可能的分离操作(包括，例如，用流体例如水来清洗该材料)来提纯该含聚酯的混合物。

下面用图1中的一个优选的实施例来描述按照本发明的一个实施方案的回收方法。如图1所示，可将该方法描绘为三个阶段(即制备阶段、反应阶段和完工阶段)来方便地介绍所公开的方法。然而，应该理解，这种特定的描绘是为了方便地描述这个实施方案，不应该被认为是所公开的方法的要求。

准备阶段

如果希望，在按照本发明与杂质分离之前，被污染的聚酯材料可以在例如破碎操作中被切碎或磨碎成薄片形式。出于公开的目的，术语聚酯薄片是指已被切碎或磨碎成更小的碎片的聚酯材料。出于方便处理的目的，可进行该材料的薄片化。应该理解，本发明的方法可使用不同尺寸和形状的材料，且不要求一种尺寸或形状。例如，在一个实施方案中，该聚酯可以是离散的形式，例如细分开的或造粒的。破碎后的碎片尺寸的实例可包括，例如，尺寸为约1-约15mm的碎片。在一个实施方案中，碎片尺寸可为约0.125-约0.75英寸。对本发明来说，碎片的精确的形状不重要。

在一个具体的实施方案中，当含有聚酯的混合物是干燥的时候，可磨碎或切碎该聚酯。尽管不希望受任何理论的束缚，据信在干燥状态下切碎该材料可改进从聚酯基质中分离某些杂质。例如，据信当根据所公开的方法来处理多层的瓶子时，干燥的磨碎能有利于各层的分离和位于多层的瓶子中聚酯层间的涂料材料的除去。

在该聚酯基材被切碎或薄片化之后，可让含聚酯和杂质的该干燥的混合物经历一种或多种操作以除去比该聚酯重的杂质。例如，根据一个实施方案，可让该混合物经历专门设计的淘选工艺以除去重质杂质，和特别是，金属杂质。淘选简单地是通过使用导入的流体流(即气体或液体)将较轻的材料与较重的材料分离的方法。过去，淘选已经应用在包括循环工艺的许多工艺中以从聚酯中除去较轻的杂质。例如，已知淘选操作遍及循环过程以从例如混合物中除去较轻的标签材料，例如纸张。此外，可在遍及本发明的方法中的各个有益点使用淘选操作以从混合物中除去细粒。

根据本发明的一个实施方案，在任何所希望的材料的切碎或磨碎之后，可使用淘选过程来从混合物中除去比待回收的聚酯材料重的杂质。更具体地，尽管在过去，已知经由淘选方法来从聚酯混合物中除去较轻的杂质，但根据本发明的这个具体实施方案，含有聚酯的混合物可以是在淘选操作中分离的较轻的料流，而较重的杂质例如金属、石块、尘土等，可在离开淘选机的重的料流中从该混合物中除去。根据这个具体的分离操作，淘选流体流量可高于在以前已知的用于从含聚酯的料流中分离较轻的材料的方法中所使用的流量以从含聚酯的混合物中分离较重的杂质。例如，在一个实施方案中，在淘选过程中可使用约3600-约4600立方英尺/分钟(cfm)的流体流(例如空气)的流量，而引入的固体的流量为约2500-约3500磅/小时(lb/hr)以从该含聚酯的混合物中分离较重的固体。在一个实施方案中，引入的固体的流量可以是约3000 lb/hr。

参照图1，在该准备阶段的一些点上，例如用于除去重质杂质的淘选过程之后，可将含聚酯和杂质的混合物装入干洗容器内。特别地，装入该干洗容器的材料的混合物将含有至少一些用过的聚酯且该混合物将是干燥的。即该混合物不处于淤浆状态。然而材料的干燥的混合物不必是非常干燥的。例如，不必预处理该混合物以从该混合物中除去所有的水分，且可在大气湿度水平下将该混合物装入该容器。

该干洗容器可包括干燥的混合物所装入的清洗室。在一个优选的实施方案中，该室可至少部分被具有预先确定的筛孔尺寸的筛孔所环绕。优选地，在一些实施方案中，可将大部分的单独的聚酯碎片装入比该干洗容器中的筛孔材料的开口大的该干洗容器中，以便于处理该混合物。在将这些材料装入该干洗容器之前对材料进行破碎也可帮助确保至少一些具有一定尺寸的杂质通过筛孔，尽管许多杂质会在该干洗容器内破碎，如下所述。

在一个实施方案中，该室可包含一系列沿该室的轴向长度间隔开的桨叶。例如由于该桨叶的旋转行为，材料在被装入到容器中后，可被引导着环绕着该室的轴转动或旋转。特别地，材料的运动可足以流态化该干燥的混合物。例如，桨叶可以大于约20米/秒的速度旋转，以便使所装入的混合物流态化。在一个实施方案中，桨叶可以大于约2000rpm的转速旋转。在一个实施方案中，桨叶的顶端速度可为约40-约100米/秒，例如约50米/秒。在另一个实施方案中，桨叶的顶端速度可为约60-约80米/秒。

除了流态化该混合物之外，由旋转的桨叶所导致的混合物的旋转还可以促进混合物中的材料与室壁的动态碰撞。混合物中所含的材料与壁的碰撞可导致混合物中的杂质的破碎，且特别地，杂质破碎成比环绕的壁的筛孔尺寸小的单独的碎片。此外，这些动态碰撞可有利从聚酯中物理地分离嵌入的或以其它方式连接的杂质。在适宜地小的杂质(小于壁的筛孔尺寸)与该筛孔之间的碰撞之后，这些杂质可通过环绕的筛孔，且聚酯可留在室内。桨叶的旋转还可有利于通过该室的空气流动和材料从该室的一端向另一端的运动。

令人惊讶地，该干洗操作可物理分离相连的杂质(包括嵌入的杂质以及破碎许多易碎的杂质)和聚酯，而没有大量的聚酯的破碎。例如，当涂料材料，例如纸标签材料或蒸汽防渗透涂料，和嵌入的材料，例如嵌入的玻璃和尘土，可在该干洗操作中与聚酯基材分离，聚酯薄片本身可基本上保持与起始装入该容器时相同的尺寸和形状。此外，尽管杂质可与聚酯分离并通过环绕的筛孔，但聚酯可留在该干洗室内。甚至在那些聚酯包含尺寸比筛孔开口小的聚酯薄片的实施方案中，在该分离操作中，大多数的小聚酯细粒可保持悬浮在该干洗室内而不随着杂质而损失掉。

尽管不希望被任何特定的理论所束缚，但据信由于作用在该悬浮物上的离心力，混合物中的各材料可分离，较致密的材料和特别是杂质例如玻璃、金属、纸张等，移向大量物质的外侧，而较轻的材料，和特别是小的聚酯细粒，可保持悬浮在靠近该室的中心处。因此，玻璃类材料和纤维材料可破碎并通过位于大量物质的外边缘的筛网，而弹性体材料例如PET可留在后面。这样，甚至小于筛网的孔的PET颗粒能保留在主要的旋转体内，且非常少的聚酯细粒会通过该筛网，和高收率的聚酯能离开该干洗操作。

该干洗操作尤其对在从包含玻璃和聚酯的混合物中除去玻璃是有效的。通常，在聚酯循环过程中，玻璃一直被认为是最难与用过的聚酯分离的材料之一，且如果不完全除去玻璃，它会对该过程有害。在循环过程中未除去的玻璃不仅会在该循环过程中对处理设备产生严重的损害，而且会破坏由循环的聚酯所形成的材料。例如，在循环过程中未除去的玻璃会在后续的材料形成过程(例如饮料容器生成过程)中嵌入聚酯并会破坏由该聚酯所生成的材料，例如在该聚酯产品中生成孔。

根据本方法的一个实施方案，在所公开的干洗操作中，可从含玻璃和聚酯的混合物中除去多于约97％的混合物中的玻璃。在一个实施方案中，可除去多于约98％的混合物中的玻璃。在另一个实施方案中，可在该干洗操作中除去多于约99％的混合物中的玻璃。

在准备阶段中，例如在该干洗操作之前或之后，可按照一种或多种另外的干燥分离操作来进一步处理该混合物。例如，在一个实施方案中，混合物可经历淘选操作以从该混合物中除去轻质杂质。例如，对于约3000 lb/hr的固体流量，通过淘选机的气流可为约1500-约3000cfm，和可从该混合物中除去至少一部分较轻的杂质。可任选地包括在准备阶段的一个或多个位置的其它干燥分离操作包括现有技术中公知的任何分离操作例如筛分操作，该筛分操作使用振动筛网来分离比聚酯大或小的杂质，这取决于筛网的筛孔尺寸和聚酯薄片的尺寸。

在准备阶段中，混合物还可以经历一种或多种水性分离操作。例如，在如图1所示的实施方案中，在干洗操作和淘选操作后可紧跟着强烈清洗操作。有利地，由于以前的分离操作，可紧跟着的该水性分离操作，例如强烈的清洗操作，可导致(describe)在清洗水中的杂质含量更低，并因此需要更少的废水处理过程。特别地，由于通过以上描述的干燥分离操作中能除去许多杂质材料和杂质，过去在水性分离技术中遇到的问题(例如分离的涂料材料的凝结，或昂贵的水处理的必需条件)在本发明的聚酯回收方法中将不那么成问题。

例如，在干洗操作后，使用或不使用任何另外的分离操作例如淘选，与清洗水直接用于清洗污染的聚酯材料时相比，清洗水的化学需氧量可降低至少约15％。类似地，在该水性清洗之前，通过至少干洗操作的使用，清洗水中总溶解的固体含量可降低约30％，总悬浮的固体可降低至少约50％，且油和油脂可降低约15％。

强烈的清洗步骤可包括向混合物中加入水并使含于该水性混合物中的材料经历高剪切以有利于从聚酯的表面除去某些杂质，例如低聚物，和其它有机和无机的组合物。通常，高剪切清洗可包括在操作过程中清洗水的湍流程度比标准清洗高但湍流程度又足够低以防止过多的薄片损害和/或细粒形成的那些。例如，根据本发明的高剪切清洗可包括清洗转子以约500-约1000英尺/秒(fps)的末端速度旋转的那些。在本领域中，可从制造商例如Reg-Mac、Sorema或B&B处商购得到这类高剪切清洗机。

根据适于在所公开的方法中使用的另一个水性分离操作，可将含聚酯的材料浸入水中以便将较重的材料特别是聚酯与不那么质密或较轻的材料分开。更具体地，已知聚酯沉入水中而其它聚合物例如聚烯烃，和纸产品，是漂浮的。因此，当与适宜量的水接触时，较轻的材料能很容易地与较重的材料分离。使材料经历沉没/漂浮分离步骤和从混合物中除去一些杂质不仅可减少混合物中的待处理的材料的量，而且在进一步处理之前有助于清洗材料。

当将含杂质和聚酯的混合物送到沉没/漂浮水槽时，在某些实施方案中将混合物送到液面以下是有利的。这可以消除水槽中的水的表面张力对混合物中所含的材料的影响，并有利于较质密的材料沉没水槽中。

为了进一步改进所公开的方法，和特别地，为了降低在该方法中水的用量，本方法的准备阶段还可以包括用于再循环在例如强烈的清洗机和/或沉没/漂浮水槽中用过的水的再循环水槽。因此，任何在准备阶段的水性操作中用过的水，以及在本方法的任何阶段的任何干燥操作中从材料中除去的任何水，可通过该再循环水槽加以再循环。此外，如果希望，该再循环水槽可包括搅拌器，以维持进入该再循环水槽中的任何聚酯细粒的悬浮，并因此有利于将这些聚酯细粒再次导回到除杂过程的主料流中。

在本方法的制备阶段中可任选地使用的其它水性分离操作包括，例如，使用一个或多个本领域公知的水力旋流分离器。例如，可使用单一的水力旋流器、串联的两个水力旋流器或多个水力旋流器以将含聚酯的混合物与杂质分离。

在水性准备操作(例如强烈的清洗和沉没/漂浮分离步骤)之后，在与本方法的反应阶段过程中的碱性材料混合之前，可干燥含聚酯和剩余的杂质的混合物，和任选地经历另外的干燥分离操作。例如，这个干燥操作可发生在不高于约160℃的温度下。例如，在一个实施方案中，干燥可发生在约130-约160℃下，且可通常按照本领域公知任何方法来进行干燥。

例如，根据图1所图示的实施方案，在反应阶段之前，可干燥该混合物并然后使其经历色料拣选操作。已经发现，在本发明的某些实施方案中在本方法的反应阶段之前使用色料拣选操作是有利的，因为在本方法中该操作能基本上起到另一个清洁步骤的作用，以从混合物中除去各种杂质并由此在反应阶段之前“清洁”该混合物。可经由色料拣选操作在反应阶段之前从该混合物中除去的杂质可包括，例如，金属和着色的高分子组分例如用二氧化钛着色的聚酯材料。

通常，不能有效地循环着色的聚酯材料，特别是用二氧化钛着色的白色聚酯材料，因为它们被认为是所希望的透明产品流的杂质。因此，从循环流中除去这类材料是有利的。然而在过去，这被证明是困难的，因为在循环过程本身中，透明的聚酯进料材料会结晶并显出白色，并因此难以与白色杂质例如聚酯/TiO₂材料分离。根据当前所公开的方法，可在反应阶段之前和由此在可能的可循环的聚酯的结晶之前从料流中分离类材料。

通常，所公开的发明中可使用任何本领域中公知的色料拣选技术。例如，可使用视觉检查或自动的光学拣选和分离技术。可商购得到的光学色料拣选设备的实例可包括制造商例如SRC、Satake和MSS生产的那些。

可用于本发明(例如在为了尽可能多地在反应阶段之前除去杂质的本方法的准备阶段过程中)的其它分离操作可包括，例如，水性分离过程例如另外的淘选过程、另外的清洗操作、另外的筛分过程，和/或用来从料流中回收金属的专门设计的操作的使用。

适用于本发明的金属除去方法可包括磁力分离器的使用，例如磁鼓、瀑布型磁铁、漩涡电流机、或任何其它适宜的磁力金属检测器和分离器，例如可从Newton的Bunting Magnetics Co.、德国的Kansas或S&S Recycling GmbH得到的那些。在任何适宜的设计中，这类设备可使用任何类型的磁铁(例如永磁铁、稀土磁铁、电磁铁)以便除去至少一部分含于混合物中的金属杂质。

反应阶段

在所公开的方法的反应阶段过程中，混合物中的一部分聚酯可通过聚酯与碱性化合物的反应来皂化。更具体地，本方法的反应阶段可包括一个或多个混合器，其中至少一个可为高能混合器。此外，反应阶段可任选地包括另外的反应操作，例如高温加热定形操作。

例如，并按照示于图1的实施方案，本方法的反应阶段可包括第一个低能混合操作，其中可将该含聚酯和杂质的混合物在加料到高能混合步骤操作之前与碱性组合物混合，其中一部分聚酯可被皂化。在高能混合操作之后，如果需要，可例如使用干燥炉来干燥该混合物并投料到加热定形操作，其中，在其它的益处中，可完成该皂化反应。此外，在加热定形操作过程中，第二种材料可进一步与该碱性组合物反应并且可保持和/或增强聚酯的物理性质。

本方法的反应阶段可任选地包括一种或多种用于回收反应副产物的方法。例如，在PET皂化之后，反应的聚酯材料可转化为金属的对苯二甲酸盐和乙二醇。如果需要，可将由此生成的金属的对苯二甲酸盐溶于水中并酸化该水，导致对苯二甲酸沉淀。如果需要，可过滤该对苯二甲酸并作为所公开的方法的副产品而回收。类似地，在反应过程中生成的多元醇可以或者作为混合物内的液体而保留用于后续的除去，或者如果该反应发生在便于蒸发该多元醇的条件下则可直接蒸发之。如果希望，然后例如使用冷凝器可回收该多元醇。

在一个优选的实施方案中，所选择的用来与该材料混合的碱性化合物可以是，氢氧化钠(通常称作苛性钠)。然而，在氢氧化钠之外，可另外任选地使用其它的金属氢氧化物或碱，或者以这些碱代替氢氧化钠。例如，适宜的化合物可包括氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钾、氢氧化锂、或它们的混合物。当在溶液中使用时，在与含聚酯的材料混合之前，金属氢氧化物可先与水混合。例如，在一个实施方案中，可以约1∶1的比例混合金属氢氧化物和水。

通常，本发明的反应阶段包括高能混合步骤，在该步骤过程中含杂质和聚酯的混合物可与选择量的碱性溶液混合以形成淤浆。加入到含聚酯的材料中的碱性组合物的量通常取决于存在于该材料中的杂质和杂质的类型和数量。通常，应该仅以足以将聚酯与杂质分离的量加入该碱性组合物，以便使聚酯的皂化最小化。在大多数应用中，可以以足以与至多约50％的聚酯反应的化学计量的量向材料中加入该碱性组合物。优选地，以足以与小于10％的聚酯并最优选与约3％的聚酯反应的量加入该碱性组合物。

在图1所示的实施方案中，可在第一个低能混合器中形成淤浆，但这不是本发明的要求。在其它的实施方案中，可直接在高能混合器中形成淤浆，且可不包括低能混合器。任选地，当形成淤浆时可向该混合物和碱性组合物中加入表面活性剂或润湿剂。加入表面活性剂可有利于碱性组合物与该材料的混合，减少需要加入的该碱性组合物的量。表面活性剂应该是对碱稳定的且性质上可以是非离子的或阴离子的。适宜的表面活性剂的实例是由位于South Carolina的Greenville的Ethox Inc.所销售的非离子型表面活性剂ETHAL TDA-3。

在那些使用一个或多个低能混合器来形成淤浆的实施方案中，在混合器中也可发生某些低能反应。例如，当使用低能混合操作时，在操作参数下(例如通过加热该混合器加入少量的热能)可任选地使用该混合器以促进碱性组合物与在混合物中发现的某些杂质的反应，和在一个具体实施方案中，与铝的反应。然而，在那些向低能混合器中的混合物加入另外的能量以促进杂质与碱性组合物之间的反应的实施方案中，在这一点向混合物中加入的能量总量应该不足以促进聚酯和碱性组合物之间的任何皂化反应。例如，在一个实施方案中，可在约90-约110℃的内部温度下操作低能混合器以促进混合物中所含的任何铝与碱性组合物之间的反应，而不促进混合物中所含的聚酯与碱性组合物之间的皂化反应。

已经发现，在低能条件下，例如可在低能混合器中促进的那些，碱性组合物可与混合物中的铝反应以生成例如可溶于淤浆中的水的碱性铝盐(alkali aluminum salt)。因此，在本发明的某些实施方案中，可在混合物中所含的聚酯的任何皂化之前使用低能混合器以形成淤浆，并用碱性组合物有效地包覆混合物中的固体，以及用来促进碱性组合物与混合物中所含的各种杂质的反应。

任选地，在低能混合器之后可包括清洗或洗涤操作，例如用来除去在低能混合器中生成的任何反应产物。例如，在低能混合器中铝与碱性组合物反应生成碱性铝盐的那些实施方案中，在本方法的反应阶段中的另外的操作之前可清洗混合物以除去至少一部分该盐。

在任何任选的低能混合操作之后，可将材料投料到一个或多个高能混合器中。如前所述，在不使用形成淤浆的低能混合器的那些实施方案中，可在高能混合器自身中形成淤浆。而且，不仅在淤浆形成于高能混合器中的那些实施方案中，而且在含碱的淤浆被清洗用以在流入到高能混合器之前除去杂质或无论清洗是否发生用以替代与低能混合器中的杂质反应的碱性组合物的那些实施方案中，可向高能混合器中的混合物加入碱性组合物。

当希望时，所使用的高能混合器不仅能使碱性组合物基本上完全地且均匀地包覆聚酯材料，而且可赋予足够的能量以导致一部分聚酯皂化(或换句话说，水解)，而没有向该混合器加入大量的(或在某些实施方案中，任何的)热的必要。例如，可在高能混合操作中使用混合器(例如在授予Lucke的美国专利No.4,320,979和Luke的美国专利No.4,189,242中所描述的那些，在此将这些专利整体引入供参考)以促进至少一部分聚酯与碱性溶液的皂化。

在本发明的一个实施方案中，可在弗劳德数大于约4.2，特别是大于6.6，且更特别是大于约9.5的条件下操作高能混合器。特别地，在以上的速率下，本发明的混合器不仅混合淤浆而且赋予淤浆足够的能量以导致碱性组合物与聚酯反应。在一个实施方案中，高能混合可连续进行直到基本上耗尽所有的碱性组合物。例如可这样操作高能混合器：离开该混合器的残留的(未反应的)金属氢氧化物可低于淤浆重量的约1wt％。特别地，离开该混合器的残留的金属氢氧化物可低于约0.5wt％。更特别地，残留的金属氢氧化物可低于淤浆重量的约0.1wt％，例如低于约0.05wt％。

在皂化过程中，可粘附在聚酯上的各种涂料和/或可在聚酯表面上夹带的其它杂质能从聚酯上释放出来。由混合器的作用所提供的能量还可促进碱性溶液与其它可在淤浆中发现的杂质(例如聚氯乙烯或铝)之间的反应。在这些类型的材料与碱性组合物反应后，杂质可转化为另外的形式，其更容易与聚酯基材分离。

此外，还据信由于在该高能混合器中混合完全以及将基本上均匀的碱涂层施用到聚酯材料上，反应产物盐可在离开该混合器的聚酯材料上形成涂层。例如，如果在高能混合器中用氢氧化钠组合物皂化PET薄片的外表面，据信反应产物对苯二甲酸二钠会包覆在剩余的PET上。此外，据信在聚酯片周围形成的这种涂层可用来在后面的加工操作中保护该聚酯。例如，该盐涂层可保护该聚酯免于在之后面临的加热定形操作中由于高温条件而引起的氧化。在其它的益处中，这可提供比过去所得到的聚酯产品变色较少的聚酯产品。

在某些实施方案中，在一个或多个高能混合器中的反应之后，可将混合物干燥并继续进行至完工阶段或任选地直接从高能混合器继续进行至完工阶段。特别地，在那些没有打算将从该方法得到的循环的聚酯产品用作食品级产品的实施方案中，可以不必使用其它的反应操作，特别是下面讨论的加热定形操作。然而，在那些希望得到食品级产品的实施方案中，该方法将包括至少一个加热定形操作。

在高能混合器内的反应之后，然后可将淤浆干燥并，在某些实施方案中，投料到加热定形操作中。例如，可首先通过将该混合物加热到约150-约160℃来干燥该混合物，在干燥之后继续加热至可促进该材料的其它反应的加热定形温度。在加热定形操作过程中该混合物被加热到的实际温度可取决于多种因素。通常，应该将该混合物加热至尽可能高的温度而不熔融聚酯。例如，PET的熔点一般为250-约270℃。相应地，当材料中含有大量的PET时，在加热定形操作过程中应该将该混合物加热至低于约270℃。在大多数场合下，该温度可为约100-约270℃。

通常，可在至少基本上不含水的环境下，例如，在干燥的空气环境下，实施该加热定形操作。然而，尽管在某些实施方案中优选干燥的空气环境，但由于例如对成本的考虑，也可有效地采用惰性气氛例如氮、氩、二氧化碳等，例如以氮覆盖的形式。如果希望，也可在较低氧含量的减压下加热该混合物。术语“至少基本上不含”是指在加热过程中环境中存在的水的量低于导致聚酯降解的量。该量一般不多于80ppm(-40下的露点)，优选不多于约10ppm，更优选不多于约5ppm(-80下的露点)。水的量没有理论上的最小值，可低至环境的1ppm或甚至更低。

而且，在一个实施方案中，可优选在缺氧环境中加热该混合物。这里使用的“缺氧”是指氧以低于约19体积％存在的环境。与干燥的气氛相结合，在加热定形阶段维持较低的氧含量还会防止聚合物大量降解或变色，且还可防止不可控的燃烧。如果希望，也可在氧含量较低的减压下加热该混合物。此外，在加热过程中，通常可间接加热该淤浆以便它不与所露着的火焰接触。

然而，本发明不要求缺氧环境，并且在其它实施方案中，可优选在富氧环境(即氧含量多于约19体积％的环境)中加热该混合物。

可以改变在本发明的加热定形操作过程中所使用的设备和装置。例如，在一个实施方案中，可在回转窑中实施该加热定形操作。该回转窑可通过电元件加热或通过加热油或化石燃料燃烧器加热。适宜在本发明的方法中使用的间接加热的窑炉的一个实例是由Heyl&Patterson，Inc的Renneburg分公司出售的回转煅烧窑。然而在其它的实施方案中，可任选地采用多盘热处理器或炉。当然，在本发明的方法中可任选地使用可得到的许多其它类似的设备例如红外加热处理器、微波加热器等。

在一个实施方案中，可首先将窑炉加热到较低的温度并保持所希望的时间段以干燥来自于高能混合器的材料，然后可将温度升高到较高的水平。另外，在把离开高能混合器的淤浆输送到窑炉进行更高温度下的加热定形步骤之前，可将其首先在干燥器(例如ConAir干燥器)中加热。在另一个实施方案中，可使用窑炉来将混合物的温度相对迅速地升高到所希望的水平，然后可将该热的材料输送到更大体积的干燥器或任何其它适宜的使其处于固体状态的系统中，在那里将它们以所希望的温度保持所希望的时间。

所公开的方法的加热定形操作可提供许多有益的作用。例如，在加热定形操作过程中，副产物例如或者在高能混合器的高能混合中或者在加热定形操作中在皂化反应过程中生成的乙二醇可从该料流中蒸发出去。然后可例如在冷凝器中收集该蒸发的材料，如果希望，并送入适宜的处理操作例如水处理操作中用来回收。此外，在加热定形操作过程中，从高能混合操作中夹带的任何残留的未反应的碱可与聚酯或混合物中所发现的其它反应性的杂质反应。

在加热定形过程中，可从该产品聚合物中除去可吸收进入聚酯的残留的夹带的有机和/或无机化合物。具体地，在该加热定形步骤中，任何残留的挥发性的有机和无机化合物不仅可基本上从聚酯中除去，而且取决于该化合物的性质，可经由抽气而从料流中完全除去。通过确保基本上除去所有的任何夹带的有机和无机化合物，可回收能以不受限制的方式使用的“食品级”的聚酯。此外，加热该混合物可使得不牢固的干燥的杂质降解成更易分离的形式以便于聚酯产品与杂质的最终分离。

该加热定形操作还可改进混合物中的聚酯的物理性质。特别地，据信该加热定形操作提高产品聚酯材料的透明度和特性粘度。出于这个目的，可以足以增强聚酯的特性粘度的时间段来实施在干燥气氛下的该加热步骤。例如，根据当前公开的方法的一个实施方案，原料中的聚酯的特性粘度可从约0.76dL/g增加到约0.82dL/g。例如，根据当前公开的发明的一个实施方案，该原料材料的特性粘度可增加约5-约10％。最小时间取决于例如环境中的水含量，且可以低至5-10分钟。

一旦与聚酯物理分离，杂质例如现在脱落的涂料材料和/或夹带的材料，可在材料进行后续操作处理时进一步降解。例如，涂料中所含的或在加热定形操作过程中从聚酯中除去的溶剂和液体可被蒸发并任选地从窑炉中除去，并再收集于冷凝器中，该冷凝器与用于从上述皂化反应再收集乙二醇产品的方法类似。剩留在该混合物中的可以是一些相对更小尺寸的杂质。当该混合物随后经历其它的分离操作时，例如在本方法的完工阶段，例如使用适当尺寸的允许杂质通过而阻止聚酯通过的筛网，残留的不溶性的杂质可与较大的聚酯碎片分离。

在本方法的反应阶段过程中，除了皂化一部分聚酯外，可将通常在用过的聚酯中发现的某些难于分离的杂质转化为更易从该混合物中分离的形式。特别地，在本方法的反应阶段过程中，杂质例如聚氯乙烯、聚乳酸(PLA)和铝可转化为更易与聚酯分离的形式。

当材料中存在聚氯乙烯和聚乳酸时，该材料可转化为更易从混合物中分离的形式。例如，根据一个实施方案，至少一部分PVC可转化为更暗的形式，并由此可由色料拣选技术从混合物中分离出去。在某些实施方案中，PVC杂质可转化为漂浮在水中的形式。在其它的实施方案中，PVC可发生反应形成展示出增加的耐热性的形式。而且，这些特征的组合可通过反应的PVC来展示。通常，PVC与碱性组合物的具体的反应取决于混合物中所含的PVC杂质的具体的性质。然而，无论PVC杂质的起始性质如何，据信经过该混合物与碱性组合物混合并加入适当的能量，PVC可发生反应形成更易与混合物中所含的聚酯分离的形式。因此，当材料中存在聚氯乙烯时，优选向淤浆中加入足以与聚氯乙烯反应(或换句话说，足以将聚氯乙烯转化为可与聚酯分离的形式)的足够的碱性组合物。

然而，如果PVC未能在高能混合器中和/或在加热定形过程中与碱性组合物反应，可任选地通过将混合物加热到高于PVC的熔融温度而低于混合物中所含的聚酯的熔融温度的温度来从混合物中除去PVC，由此PVC可熔化，并然后或者在反应阶段或者任选地在本方法的完工阶段通过使用筛网或其它适宜的分离技术而从混合物中除去。

可按照与上述用于PVC的方法相似的方法从混合物中除去PLA。特别地，与上述用于PVC的方法不同的本方法中的任何变动，例如碱性组合物的量的变动、处理条件的变动(例如温度等)，都在本领域技术人员的通用知识范围内，并因此不在本文中详细描述。

如上所述，除了聚氯乙烯以外，从固体废料流中收集的聚酯一般还可与铝片混合。铝可来自于例如聚酯饮料容器的瓶盖，或来自于可在用过的废物中发现的塑料与铝的不完全分离。与聚氯乙烯相似，使用标准的分离方法例如沉没/漂浮分离操作，铝不易与聚酯分离。

当在任何或所有的低能混合器、高能混合器和/或加热定形操作中与碱性组合物接触并提供以适宜的能量时，铝可转化为通常溶于水的碱性的铝盐。因此，在一个实施方案中，可加入到该含聚酯和铝的材料中的碱性组合物的量足以使铝完全转化为铝盐。反应后，可向该混合物中加入流体，例如水，以溶解该铝盐并使其与聚酯分离。

根据本发明的一个实施方案，并非所有的在进入反应阶段的料流中所含的铝需要转化为铝盐。而是仅一部分铝可被碱性组合物转化为铝盐。特别地，已经发现，在一部分铝与碱性组合物反应之后，剩余的铝片会变脆。根据这个实施方案，可将含有与剩余的铝混合的聚酯的材料在剪切条件下搅拌并将剩余的脆的铝破碎成小片。然后可例如使用适宜的分离操作，例如使用足以截留较大的聚酯碎片而允许较小的破碎的铝片通过的筛网进行简单的筛分过程，将这些小片与聚酯分开。

因此，当含聚酯的材料中存在铝时，可将碱性组合物以足以与至少一部分铝反应以使得剩余的铝变脆的量加入到该材料中。当然，碱性组合物的实际加入量不仅可取决于材料中铝的存在量而且取决于铝片的尺寸(例如厚度)。

在反应阶段可包括其它的操作，例如另外的加热操作，例如将混合物在适宜的温度下保持一段时间以进一步增加产品聚酯的特性粘度。例如，在例如在窑炉中的高温加热定形操作之后，在一个或多个烘箱中将该混合物以所希望的温度放置一段时间，经由例如加热转化和/或烘箱中的辐射加热，用以确保生成食品级的聚酯，用以进一步改进产品的物理性质，用以除去其它的挥发性杂质，和/或用以除去其它的非挥发性的杂质例如纸纤维。在这类实施方案中，可使用任何适宜的烘箱，包含红外型烘箱。

完工阶段

所公开的方法的完工阶段所包括的具体的操作通常可取决于起始组合物中的具体的杂质和/或混杂物(impurities)而变化。此外，取决于在起始材料所发现的具体的混杂物，本发明不仅可从各种杂质和/或混杂物中有效地回收聚酯，而且可将在废料流中发现的特定的杂质作为本方法的副产品而回收。可干燥并回收在沉没/漂浮操作中从料流中除去的聚烯烃。

在一个实施方案中，本方法的完工阶段可至少包括至少一个清洗或漂洗操作、一个用于从混合物中除去变色杂质的色料拣选操作和至少一个淘选操作，用来从产品中除去细粒和任何残留的轻质杂质。

任选地，不用水清洗该材料，或除了用水清洗该材料之外，可用清洗溶液来清洗该材料。例如，可将含聚酯和任何残留杂质的混合物与含表面活性剂的热的水溶液混合或与含碱性材料的热的水溶液混合并清洗。如果希望，可在搅拌下或在高强度清洗中加热该混合物，如在上述准备阶段过程中所述。清洗该材料可通过直接将聚酯与杂质分离来清洗聚酯并还可溶解和/或破碎分开一些杂质。

在完工阶段期间，在皂化反应过程中生成的酸盐或金属盐可溶解在清洗水中。如果希望，以后可从清洗水中回收金属盐用于处理或作为本方法的副产物。例如，如果酸盐是对苯二甲酸盐，可首先过滤清洗水以除去任何未溶的混杂物和杂质。然后，可将清洗水酸化生成对苯二甲酸沉淀。为了酸化该溶液，可向该溶液中加入无机酸例如盐酸、磷酸或硫酸或有机酸例如乙酸或碳酸。一旦对苯二甲酸沉淀，可过滤、清洗并干燥该对苯二甲酸，生成相对纯的产品。

为了将某些杂质例如某些聚氯乙烯反应产物与聚酯分离，在完工阶段期间可将混合物与流体例如水混合。当放置在水中时，聚酯会沉没而脱氯的聚氯乙烯会漂浮。此外，已发现用碱性组合物以上述方式处理聚氯乙烯会促使夹带的空气和其它气泡附着在聚氯乙烯反应产物的表面，使得聚氯乙烯反应产物更易漂浮。因此，当混合物处于液体(例如水)中时，可将气泡例如空气泡强制通入该液体以增加分离效率。当然，可任选地在本方法中引入基于聚酯和脱氯的聚氯乙烯的密度差异的其它分离技术。

如上所述，PVC与碱性组合物反应还会使得聚氯乙烯的颜色变暗并提高其熔点。因此，在另一个实施方案中，可经由如以上在准备阶段所述的色料拣选操作来在完工阶段将聚氯乙烯反应产物与聚酯分离。也可经由色料拣选操作在完工阶段从混合物中分离其它杂质。例如在某些实施方案中，聚酯原料会含有某些防渗透材料，例如以反应的或未反应的形式的乙醛清除剂防渗透材料。根据本发明，在本发明方法中，例如在本发明的加热定形操作过程中，这类杂质会变色。在完工阶段经过色料拣选操作能从混合物中除去这些杂质，和特别是在本方法的反应阶段会变色的那些杂质。

在一个实施方案中，完工阶段可包括向混合物中加入适宜的酸来中和任何残留的碱性材料，其中适宜的酸例如无机酸(包括例如盐酸、磷酸和/或硫酸)或有机酸(例如乙酸和/或碳酸)。加入酸溶液中和任何残留的碱之后，可在任何干燥的分离操作之前干燥该混合物。

在完工阶段过程中，残留的金属杂质会在金属除去操作中从混合物中除去。图2图解说明了适用于本发明的高质量金属除去操作的一个实施方案。参照图2可见，根据这个具体的实施方案，金属除去操作可包括串联和并联组合的多个金属检测器以形成一组金属除去装置，以便与过去已知的金属分离操作相比，更加彻底地除去金属杂质。

应该理解，尽管这个具体的金属分离操作作为发生在所公开的方法的完工阶段过程中的操作在这里呈现，在本方法的其它地方(例如在准备阶段过程中)可任选地包括等价的操作。而且，在聚酯回收方法中，可以遍及本方法的各种适宜的位置包括本文所描述的多个高质量金属除去操作。

在一个实施方案中，本方法可在单一的操作步骤中包括多组两个或多个金属除去装置。根据该实施方案，可在两组或多组金属除去装置中将总混合物料流分开，以产生多个较小的进料流进入每组装置中。例如，聚酯回收过程中的单一的操作步骤可包括一组、两组甚至多组装置。例如，高质量金属除去操作可包括从1到10、20、30或甚至更多的组，每组含有两个或多个金属检测和除去装置。

参照图2，根据本发明的一个实施方案图解说明了单组的装置。可见，根据该具体实施方案，该组包括5个单独的金属检测和除去装置，但应该理解的时，这个具体数字不是本发明的要求。在其它实施方案中，该组装置可包括其它的或任选地较少的单独的装置。例如，该组装置可包括低至2个的装置并在该组中不限制单独的装置的上限。然而具体而言，确定组中所包括的单独装置的优选的数目以及在本方法的操作步骤中包括的组的总数，通常要涉及经济上的考虑。

在第一个金属检测单元1中处理进料到该组中的全部进料流。检测到进料流中的金属后，包括所检测的金属的一部分料流被分开并从料流中移出，作为被拒绝的料流10。“清洁的”或被接受的料流7和被拒绝的料流10离开金属检测单元1并分别进入其它的金属检测单元2和5。在金属检测单元2，重复该检测和分离过程，将被拒绝的料流11(包括所检测到的金属)进料到金属检测单元5，而被接受的料流8进料到又一个检测器和分离单元3，然后进入最后的金属检测单元4。来自于金属检测单元3和4的被拒绝的料流12和13各自通入循环料流6中，并且最终被接受的料流18继续其全部过程。在金属检测和除去单元5，被接受的料流20回料到循环料流6，并且被拒绝的料流14作为含金属的废弃材料而从该过程移出。

除了在过程中由循环料流6来将被拒绝的料流10、11、12、13和被接受的料流20再循环以外，当料流经过该过程(如侧面箭头所示)时，可将该组中所含的各个金属检测器设置在提高的灵敏度上。例如，与金属检测单元1相比，金属检测单元2、3和4的灵敏度可顺序增加。而且，金属检测单元5的灵敏度可高于金属检测单元1的灵敏度。

通过包括高质量金属除去操作在内的本发明的过程，基本上可从聚酯产品流中除去过程的进料物流中所含的全部金属。

通常，操作的完工阶段还可包括一个或多个淘选操作以除去任何残留的轻质杂质例如任何残留的纸或纸纤维或任何聚合物细粒。

可在完工阶段以及在准备和/或反应阶段的操作之间使用的其它分离操作可包括物理分离操作例如上述就准备阶段所描述的那些，以及现有技术所公知的任何其它适宜的分离操作，例如使用一种或多种脱石块操作来除去玻璃，和/或使用水力旋流器。例如，在一个实施方案中，可使用双水力旋流器方案，其中将材料泵送到第一个水力旋流器以除去高密度杂质例如玻璃和/或金属，然后送到第二个水箱并泵送到第二个水力旋流器中以除去低密度杂质例如纸和/或聚烯烃。

还可在遍及所公开的过程的各个位置使用一种或多种振动筛分方法，以例如把离开沉没/漂浮槽顶部的杂质材料与处理水分离，用于在加热定形操作之后、在准备和/或完工阶段的高剪切清洗操作之后或在完工阶段的最终清洗和干燥操作之后除去以粉末形式存在的杂质。

在一个实施方案中，可使用冲洗操作来在本方法的任何适宜点将重质杂质从混合物中除去。例如，就在准备阶段的任何水性分离操作之前或之后，或就在完工阶段的任何水性分离操作之前或之后，在本方法的某些实施方案中包括冲洗操作以从混合物中除去某些重质杂质是有利的。

所公开的发明的处理方法能提供许多显著的优点。例如，它能清洁聚酯和/或从聚酯中脱除杂质。实际上，可清洁该聚酯和/或从该聚酯中脱除杂质至足以符合各种强制法规的水平，和特别地，可生产食品级的聚酯产品。当然，应该承认，清理和/或脱除杂质的目标水平可取决于聚酯的最终端应用。特别地，本方法能提供具有改进的性质的回收的聚酯产品，例如高度的清洁性、良好的颜色和甚至改进的特性粘度。而且，所公开的方法能以可接受的产率提供这些产品，并具有较低的加工成本，例如与通常的解聚方法相比，不需要单体的“再聚合”。

在不偏离具体陈述于所附的权利要求中的本发明的主旨和范围的基础上，本领域技术人员可对本发明进行这样那样的修改和变动。此外，应该理解，各实施方案的各方面可整体或部分交换。而且，本领域技术人员会理解，上面的描述仅是示例性的，并不打算限制如所附的权利要求所进一步描述的本发明。

Claims (18)

1.将聚酯与杂质分离的方法，包括：

提供包含杂质和聚酯的混合物；

在淘选操作中从所述混合物中除去一部分杂质，其中在该淘选操作过程中除去比该聚酯重的杂质；

将所述混合物与碱性组合物混合；和

按照所述碱性组合物与所述聚酯之间的皂化反应皂化仅一部分所述聚酯。

2.权利要求1的方法，其中所述碱性组合物是水性组合物，所述的混合物与所述碱性组合物混合以形成淤浆。

3.权利要求2的方法，还包括在高能混合器中混合所述淤浆，其中所述的混合赋予所述淤浆足够的能量以促进所述聚酯和所述碱性组合物之间的皂化反应，和其中所述皂化按照所述的皂化反应发生在所述高能混合器中，其中在所述高能混合器中向所述淤浆加入的任何热量不足以独立地促进所述的聚酯与所述的碱性组合物之间的所述皂化反应。

4.权利要求1的方法，还包括在加热定形操作中将所述的混合物加热至不高于所述聚酯的熔点的温度，其中在含小于约80ppm水含量的环境中加热所述的混合物。

5.将聚酯与杂质分离的方法，包括

提供包含杂质和聚酯的混合物；

使所述混合物经历色料拣选操作；

在所述色料拣选操作之后将所述混合物与碱性组合物混合；和

按照所述碱性组合物与所述聚酯之间的皂化反应皂化仅一部分所述聚酯。

6.权利要求5的方法，其中所述碱性组合物是水性组合物，所述的混合物与所述碱性组合物合并以形成淤浆。

7.权利要求6的方法，还包括在高能混合器中混合所述淤浆，其中所述的混合赋予所述淤浆足够的能量以促进所述聚酯和所述碱性组合物之间的皂化反应，和其中所述皂化按照所述的皂化反应发生在所述高能混合器中，其中在所述高能混合器中向所述淤浆加入的任何热量不足以独立地促进所述聚酯与所述碱性组合物之间的皂化反应。

8.权利要求5的方法，还包括在加热定形操作中将所述的混合物加热至不高于所述聚酯的熔点的温度，其中在含小于约80ppm水含量的环境中加热所述的混合物。

9.权利要求5的方法，还包括在皂化反应之后使所述的混合物经历第二次色料拣选操作。

10.将聚酯与杂质分离的方法，包括

提供包含杂质和聚酯的混合物，其中所述杂质包括铝；

在低能混合器中将所述混合物与碱性组合物合并以形成淤浆；

在所述混合物处于所述低能混合器中时使所述碱性组合物与至少一部分铝反应；

在高能混合器中混合所述淤浆，其中所述的高能混合赋予所述的淤浆足够的能量以促进所述聚酯和所述碱性组合物之间的皂化反应；和

在所述高能混合器中按照所述皂化反应皂化仅一部分所述聚酯，其中在所述高能混合器中向所述淤浆加入的任何热量不足以独立地促进所述聚酯与所述碱性组合物之间的皂化反应。

11.权利要求10的方法，还包括在加热定形操作中将所述的混合物加热至不高于所述聚酯的熔点的温度，其中在含小于约80ppm水含量的环境中加热所述的混合物。

12.权利要求10的方法，该方法还包括在至少一部分铝反应之后冲洗所述淤浆并在所述高能混合器中的皂化反应之前向所述淤浆中加入另外的碱性组合物。

13.将聚酯与杂质分离的方法，包括

提供包含杂质和聚酯的混合物，其中该杂质包括金属；

在至少一个金属检测和除去操作中从所述混合物中除去至少一部分所述金属杂质，其中所述至少一个金属检测和除去操作包括至少一组(bank)金属检测器，每组包括两个或更多个串联组合、并联组合或既串联组合又并联组合的金属检测器；

将所述混合物与碱性组合物混合；和

按照所述碱性组合物与所述聚酯之间的皂化反应皂化仅一部分所述聚酯。

14.权利要求13的方法，其中所述碱性组合物是水性组合物，所述的混合物与所述碱性组合物混合以形成淤浆。

15.权利要求14的方法，还包括在高能混合器中混合所述淤浆，其中所述的混合赋予所述的淤浆足够的能量以促进所述聚酯和所述碱性组合物之间的皂化反应，和其中所述皂化按照所述的皂化反应发生在高能混合器中，其中在所述高能混合器中向所述淤浆加入的任何热量不足以独立地促进所述聚酯与所述碱性组合物之间的皂化反应。

16.权利要求13的方法，还包括将所述的混合物加热至不高于所述聚酯的熔点的温度。

17.权利要求13的方法，其中所述至少一个金属检测和除去操作包括在每个金属检测器处形成被接受的料流和被拒绝的料流，该方法还包括通过所述金属检测和除去操作再循环至少一种被拒绝的料流。

18.权利要求13的方法，其中所述的至少一组金属检测器包括至少两个串联的金属检测器，其中所述串联的金属检测器对金属的灵敏度随串联级数而增加。

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