CN113453783A - 处理由聚合物热解产生的气体流出物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于处理由一种或多种聚合物的高温分解产生的气体流出物的方法(200)，其特征在于它包括：‑冷凝步骤(210)，在保持在第一压力的冷凝腔室(110)中，使气体流出物与吸收剂液体接触，所述吸收剂液体的温度低于气体流出物的温度，‑部分蒸发步骤(230)，通过使冷凝物在保持在低于第一压力的第二压力下的腔室(130)中膨胀进行实施，‑再注入步骤(240)，其在于至少部分地将在部分蒸发步骤(230)结束时获得的第一液体或蒸汽级分重定向至冷凝腔室(110)，以及‑回收步骤(250)，包括纯化在部分蒸发步骤(230)结束时获得的并载有单体的第二液体或蒸气级分。

Description

处理由聚合物热解产生的气体流出物的方法
[发明领域]
本发明涉及处理由聚合物分解产生的气体流出物的领域。
更具体地，本发明涉及一种处理由聚合物或聚合物混合物的高温分解产生的气体的方法。该方法可运用于通常包含多种不同等级的聚合物的塑料和塑料残渣的再循环中，特别地运用于仅包含一类聚合物的聚合物化合物的再循环中。
[现有技术]
在2017年，全球生产了数十亿吨的塑料。因此，从环境和经济的角度来看，塑料的生产和回收显然被视为主要挑战。因此，在经济上和从环境角度来看，能够使聚合物树脂解聚和/或裂化并获得可重复使用的产物是有利的。在用于回收塑料的常规方法中，热裂解和机械回收是最常用的。
热裂解在于将待处理的塑料物品放置在合适的腔室中，然后加热该腔室以使热量传递到该物品。它允许处理塑料废料，并且通常会产生碳状残留物，油和气体，它们不能原样再用于生产热塑性聚合物基体。这种热分解方法特别用于分解PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，聚苯乙烯或其它塑料残余物。在PMMA或聚苯乙烯的热分解的情况下，能够回收单体将是有利的。在塑料残余物热分解的情况下，有可能回收可用作可燃物或燃料的产品混合物。聚烯烃热解的核心级分是例如富含石脑油型级分(热解汽油)，其可有利地用于进料蒸气裂化单元(石油化学的常规单元)以再次生产烯烃。通常，由通过聚合物热解的热分解中产生的气体流出物富含希望回收和再循环的化合物。
为了分离和回收化合物(例如单体)，必须将气体流出物冷凝。为此，常规地使用热交换器，在该热交换器中气体流出物在其中循环，使得热交换器冷却气体流出物直到产生液体级分。
在该冷凝结束时回收的产物具有相对一般的品质，并且需要随后的洗涤步骤，然后通过蒸馏纯化的步骤。
由一种或多种聚合物的热分解产生的气体流出物由轻、中和重摩尔分数组成。期望回收和增值的一种或多种单体基本上在中摩尔分数中存在。因此，申请人寻求一种允许更有效地分离该目标摩尔分数的解决方案。
WO2017/179009描述了用于从气体混合物中分离C3烃的方法和系统。该系统中的组分的分离是根据它们的沸点进行的，因此该方法和系统对应于蒸馏塔。
文件US2016/145185描述了一种在(甲基)丙烯酸的合成期间回收纯化的(甲基)丙烯酸的方法。该文件描述了在化合物的合成过程中纯化该化合物和加热蒸馏塔的步骤。
US2003/028052描述了一种吸收和纯化丙烯酸的方法。该方法使用蒸馏塔。
[技术问题]
因此，本发明的目的是克服现有技术的上述缺陷中的至少一个。
本发明尤其目的是提出一种简单有效的用于从由聚合物或聚合物混合物的热分解产生的气体流出物中分离出目标摩尔分数以回收一种或多种化合物(例如质量改善的单体)的解决方案。
[本发明的简要说明]
为此，本发明的一个主题是用于处理由聚合物或聚合物混合物的高温分解产生的气体流出物的方法，该方法允许回收在所述气体流出物中包含的一种或多种单体，特征在于它包括以下步骤：
-冷凝步骤，其在于将气体流出物注入保持在第一压力p1下的冷凝腔室中，并且使其与吸收剂液体接触，所述吸收剂液体的温度低于气体流出物的温度，以使得所述一种或多种单体通过热交换在吸收剂液体中冷凝，
-在冷凝步骤结束时获得的冷凝物的部分蒸发的步骤，通过使冷凝物在保持在低于第一压力p1的第二压力p2下的腔室中膨胀进行，
-再注入步骤，其在于至少部分地将在部分蒸发步骤结束时产生的第一液体或蒸气级分重定向至冷凝腔室，以再次吸收在气体流出物中包含的一种或多种单体；优选地，必要时，在将蒸气级分在被引入冷凝腔室之前对其进行再冷凝，和
-回收步骤，其包括使在部分蒸发步骤结束时获得的并载有单体的第二液体或蒸气级分纯化。
因此，已经发现，冷凝(其使用允许使气体流出物与温度远低于流出物温度的吸收剂液体接触的吸收装置)，然后尤其在存在压差下使所获得的冷凝物部分蒸发，使得可以有效地分离由一种或多种聚合物的分解而产生的气体流出物中所含的单体。
根据该方法的其它任选的特征：
-在再注入步骤期间，再注入的第一级分是液体级分，并且在回收步骤期间，回收的第二级分是蒸气级分；
-选择吸收剂液体，以使其在标准状态下的蒸发潜热ΔHv与在标准状态下的摩尔比热Cp的比值大于待回收的单体的比值；
-吸收剂液体选自下列化合物之一：苯，苄腈，式R-COOH的化合物和式R-OH的化合物，其中R可以选自烷基，其碳数为1-5，苯基或氢；
-选择吸收剂液体，使得其沸点为约待回收的单体的沸点值±80℃，优选±50℃，更优选±30℃，甚至更优选±10℃；
-吸收剂液体的沸点高于或基本等于待回收的单体和/或它与待回收的单体形成的共沸物的沸点；或
-聚合物选自：聚乙烯，例如高密度聚乙烯(HDPE)或聚对苯二甲酸亚乙酯(PET)；烯烃的均聚物和共聚物，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物(或SBM)；聚丙烯，聚丁二烯和聚丁烯；丙烯酸均聚物和共聚物以及聚甲基丙烯酸烷基酯，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚羟基链烷酸酯；均聚酰胺和共聚酰胺；聚碳酸酯；聚酯，包括聚对苯二甲酸亚乙酯和聚对苯二甲酸亚丁酯；聚醚，例如聚苯醚，聚甲醛，聚氧化乙烯或聚乙二醇和聚氧化丙烯；聚苯乙烯；苯乙烯和马来酸酐的共聚物；聚氯乙烯；含氟聚合物，例如聚偏二氟乙烯，聚四氟乙烯和聚氯三氟乙烯；天然或合成橡胶；热塑性聚氨酯；聚芳醚酮(PAEK)，如聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮酮(PEKK)，聚醚酰亚胺；聚砜；聚苯硫醚；纤维素乙酸酯；聚乙酸乙烯酯或这些聚合物中两种或多种的混合物；
-所述一种或多种单体选自以下化合物：甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，苯乙烯，巴豆酸，γ-丁内酯，δ-戊内酯和它们的混合物；
-在冷凝步骤期间，气体流出物的注入是相对于吸收剂液体并流地或逆流地进行的；
-该方法还包括在部分蒸发步骤之前对在冷凝步骤结束后获得的冷凝物进行分离的步骤；
-该方法还包括调节重定向到冷凝腔室中的级分的温度以再次吸收在气体流出物中包含的单体的步骤；该步骤可以例如包括加热或冷却；
-在冷凝步骤的时刻，将添加剂加入到吸收剂液体中，所述添加剂可选自阻聚剂；
-在部分蒸发步骤的时刻，将添加剂添加到管路中，所述添加剂可能选自阻聚剂。
本发明的主题还是一种用于处理由聚合物或聚合物混合物的高温分解产生的气体流出物的系统，其允许回收在所述气体流出物中包含的一种或多种单体，所述系统的特征在于它包含：
-可以保持在第一压力p1的冷凝腔室，所述冷凝腔室在其侧壁上包括用于气体流出物的入口孔和能够允许所述气体流出物与温度低于气体流出物的温度的吸收剂液体接触的吸收装置，所述腔室在其上端还包括气体的出口孔，和在其下部还包括用于获得的冷凝物的出口孔，
-第二腔室，其与冷凝腔室流体连通，并用于容纳在冷凝步骤结束时获得的包含冷凝物的液体，所述第二腔室能够保持在低于第一压力p1的第二压力p2下，以使冷凝物膨胀并使其绝热部分蒸发，
-泵，其允许回收从第二腔室获得的液体级分，以通过吸收装置将其重新注入第一冷凝腔室。
根据系统的其它任选特征：
-其还包括位于第二腔室下游的热交换器，其允许冷凝由冷凝物在第二腔室中的膨胀所引起的部分蒸发而获得的气体级分，以及用于净化所述冷凝气体级分的成分的设施；
-它还包括位于第二腔室上游的分离装置，该分离装置优选能够通过过滤，倾析，离心或酯化来分离化合物；
-它还包括在第一腔室上游的热交换器，该热交换器能够调节从第二腔室获得的液体级分在其被注入第一腔室之前的温度，优选地冷却该液体级分；
-它还包括位于第二腔室下游的纯化装置，其能够纯化从第二腔室获得的液体级分的一部分；
-它还包括吸收剂液体的注入点。
本发明的其它优点和特征在通过阅读以下作为说明性和非限制性实施例给出的描述(参考附图)将变得显而易见。
图1是根据本发明的方法的一个实例的方框图，
图2是根据本发明的系统的实例的方框图。
[发明详述]
在说明书的其余部分，术语“单体”是指可以进行聚合的分子。术语“单体”是指聚合物的最主要结构单体单元。因此，在PMMA中，该单体是甲基丙烯酸甲酯(MMA)，而对于聚苯乙烯，它是苯乙烯。
所用的术语“聚合”涉及将单体或单体混合物转化为聚合物的方法。
所使用的术语“解聚”涉及将聚合物转化为一种或多种摩尔质量比初始聚合物更小的单体和/或低聚物和/或聚合物的方法。
为了本发明的目的，术语“高温分解”对应于升高到非常高的温度的步骤，该温度导致聚合物转化成包括单体的不同化合物。
术语“聚合物”是指共聚物或均聚物。“共聚物”是将多个不同的单体单元组合在一起的聚合物，“均聚物”是将相同的单体单元组合在一起的聚合物。
术语“热塑性聚合物”是指一种聚合物，该聚合物以重复的方式可以在热的作用下软化或熔化，并且通过施加热和压力而呈现新的形状。热塑性聚合物的实例是例如：聚乙烯，(甲基)丙烯酸类聚合物，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或聚苯乙烯(PS)，聚乳酸(PLA)，聚羟基链烷酸酯(PHA)。
术语“(甲基)丙烯酸聚合物”是指基于(甲基)丙烯酸单体的均聚物或共聚物，其例如选自甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸，丙烯酸，丙烯酸正丁酯，丙烯酸异丁酯，甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸异丁酯，丙烯酸环己酯，甲基丙烯酸环己酯，丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸异冰片酯和它们的混合物。聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)是通过甲基丙烯酸甲酯单体的聚合而获得的(甲基丙烯酸)聚合物的具体实例。为了本发明的目的，术语“PMMA”表示甲基丙烯酸甲酯(MMA)的均聚物和共聚物，在PMMA中MMA的重量比优选为至少70重量％的MMA共聚物。
术语“基于甲基丙烯酸甲酯的共聚物”是指含有至少一种甲基丙烯酸甲酯单体的共聚物。例如，基于甲基丙烯酸甲酯的共聚物可以是在PMMA中包含按重量计至少70％，优选地80％，有利地90％的MMA的共聚物。
术语“轻摩尔分数”是指其相对挥发性相对于混合物的其它成分而言是最高的组分的比例，“中摩尔分数”是指其相对挥发性相对于混合物的其它组分而言是中等的组分的比例，“重摩尔分数”是指其相对挥发性相对于混合物的其它组分而言是最低的组分的比例。
以J.mol-1表示的术语“标准状态下的蒸发潜热ΔHv”或“蒸发焓”是指伴随一摩尔化合物蒸发的焓变化。
以J.mol-1.K-1表示的术语“标准状态下的摩尔比热”是指要提供给一摩尔化合物以使其温度升高1℃的热量。
术语“冷凝”是指化合物从气态转变为液态的状态变化。术语“蒸发”是指化合物从液态转变为气态的状态变化。
为了本发明的目的，术语“冷凝物”是指在气体冷凝步骤结束时获得的化合物的混合物。在本发明的上下文中，该混合物优选包含一种或多种单体和吸收剂液体，该吸收剂液体尤其通过热交换参与了单体的冷凝。在纯化步骤之后，冷凝物也可以对应于一种或多种单体。待冷凝的气体包含至少30质量％，优选至少40质量％，并且更优选至少50质量％的可冷凝物质。
为了本发明的目的，术语“吸收剂液体”对应于在50℃的温度和1巴绝对压力下处于液态的化合物，其能够吸收来自气体流出物的单体的热能。
术语“气体流出物”是指由热分解产生的并且包括可以包含一种或多种单体的摩尔分数的反应产物。待冷凝的气体包含至少30质量％，优选至少40质量％，并且更优选至少50质量％的可冷凝物质。
为了本发明的目的，术语“热交换”是指允许在第一元件和第二元件之间传递热量的系统，第一元件的温度高于第二元件的温度，这引起第一元件的冷却和第二元件的加热。为了本发明的目的，术语“接触”是指直接接触，即在第一元件和第二元件之间没有分隔壁的情况下进行热交换。
为了本发明的目的，术语“流体连通”对应于以下事实：排列了两个部件，以允许流体从第一部件流到第二部件而没有任何泄漏。
为了本发明的目的，术语“基本上相等”是指相对于比较值变化小于30％，优选小于20％，甚至更优选小于10％的值。
在说明书的其余部分中，相同的附图标记用于表示相同的元件。
根据一个方面，本发明涉及一种用于处理气体流出物的方法200。气体流出物通常来自聚合物或聚合物混合物的高温分解。所述聚合物可以是例如聚乙烯，例如高密度聚乙烯(HDPE)或聚对苯二甲酸亚乙酯(PET)；聚丙烯，聚丁二烯和聚丁烯，烯烃的均聚物和共聚物，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物(或SBM)；丙烯酸均聚物和共聚物，以及聚甲基丙烯酸烷基酯，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚羟基链烷酸酯；均聚酰胺和共聚酰胺；聚碳酸酯聚酯；聚酯，包括聚对苯二甲酸亚乙酯和聚对苯二甲酸亚丁酯；聚醚，例如聚苯醚，聚甲醛，聚氧化乙烯或聚乙二醇和聚氧化丙烯；聚苯乙烯；苯乙烯和马来酸酐的共聚物；聚氯乙烯，含氟聚合物，例如聚偏二氟乙烯，聚四氟乙烯和聚氯三氟乙烯；天然或合成橡胶；热塑性聚氨酯；聚芳醚酮(PAEK)，如聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮酮(PEKK)等；聚醚酰亚胺；聚砜；聚苯硫醚；乙酸纤维素；聚(乙酸乙烯酯)，聚丙内酯或这些聚合物中两种或更多种的混合物。
聚羟基烷酸酯(PHA)可以选自，例如：聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)，聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)，聚-3-羟基丙酸酯(P3HP)，聚-5-羟基戊酸酯(P5HV)，聚-6-羟基己酸酯，聚乳酸(PLA)，聚乙醇酸，聚-3-羟基丁酸酯-co-3-羟基丙酸酯，聚-3-羟基丁酸酯-co-(D)-丙交酯，聚-3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯(poly-3HB-co-4HB)，聚-3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸盐(poly-3-HB-co-3HV)，聚-3-羟基丁酸酯-co-5-羟基戊酸酯和聚-3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯，其基本上是微生物天然产生的聚合物，并且是通过一种或多种单体的聚合反应而形成的。
PHA的单体组分包括但不限于酸或酯形式，例如丙烯酸，3-羟基丁酸，3-羟基丁酸酯，3-羟基丙酸酯，3-羟基戊酸酯，3-羟基己酸酯，3-羟基庚酸酯，3-羟基辛酸酯，3-羟基壬酸酯，3-羟基癸酸酯，3-羟基十二酸酯，4-羟基丁酸酯，4-羟基戊酸酯，5-羟基戊酸酯，6-羟基己酸酯，2-甲基-3-羟基丙酸酯，2-甲基-2-羟基丙酸酯，2-羟基丙酸酯(乳酸)和2-羟基乙酸酯(乙醇酸)；和/或内酯或内酰胺形式，例如己内酯或己内酰胺，或丙内酯，丁内酯或戊内酯。这样的单体组分可以形成均聚物或共聚物。尽管已经提供了具有两种不同单体组分的PHA共聚物的例子，但是PHA可以具有两种以上不同单体组分。在PHA和PLA的热解过程中，可能会形成其它单体成分，并用作单体或用作为新合成中的试剂。
优选地，该聚合物选自：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚羟基链烷酸酯，PLA，聚苯乙烯，苯乙烯和酸酐的共聚物或这些聚合物中的两种或更多种的混合物。
另外，聚合物可以来自包括聚合物和增强剂的复合材料。
这种方法允许回收在气体流出物中包含的一种或多种单体。聚合物的高温分解导致单体的形成不是系统的。因此，可以在该分解过程中形成与单体增值同样有利的其它单体。因此，感兴趣的产物可以是由一种或多种聚合物的分解产生的单体或单体的混合物。感兴趣的产物尤其可以是由一种或多种聚合物的分解产生的单体或单体混合物。典型地，在方法结束时，使用者将可获得富含单体的级分，他将能够例如原样使用，进一步纯化或进行转化。
所述一种或多种单体可以例如选自以下化合物：甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，苯乙烯，巴豆酸，γ-丁内酯，δ-戊内酯和它们的混合物。优选地，一种或多种单体选自以下化合物：甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯酸，苯乙烯和它们的混合物。
优选地，待处理的气体由热塑性聚合物的热分解产生，并且待回收的目标产物是分解的聚合物的单体。这时可以将如此回收的单体再循环。
为此，该方法使用吸收剂液体，该吸收剂液体可有利地在循环冷凝系统的框架中重新使用，该循环冷凝系统将在后面详细描述。
有利地选择吸收剂液体，以最大地促进，一方面，与冷凝腔室110中的气体流出物的热交换，和另一方面，在第二腔室130中的膨胀期间冷凝物的部分蒸发。因此，吸收剂液体的选择优选地适合于待回收的单体。待回收的一种或多种单体在1013毫巴的大气压下为液体。
优选地，选择吸收剂液体，使得其在标准状态下的蒸发潜热ΔHv与在标准状态下的摩尔比热Cp之间的比值尽可能高，并且在所有情况下均大于待回收的单体的比值。因此，根据本发明的处理方法的效率得到极大地改善。这些在标准状态下的蒸发潜热值和摩尔比热值可以在本领域技术人员已知的手册中找到。它们优选地对应于在1巴的压力下的状态。吸收剂液体的在标准状态下的蒸发潜热ΔHv例如大于或等于20kJ/mol，优选地大于或等于30kJ/mol，更优选地大于或等于40kJ/mol，甚至更优选大于或等于50kJ/mol。
有利地，吸收剂液体选自以下化合物之一：苯，苄腈，式R-OH的化合物，式R-COOH的化合物，其中R可以选自其碳数为1-5的烷基，苯基或氢。因此，吸收剂液体可选自例如：苯(71-43-2)，苄腈(100-47-0)，一氧化二氢(7732-18-5)，甲醇(67-56-1)，乙醇(64-17-5)，丙醇(71-23-8或67-63-0)，丁醇(71-36-3；78-92-2；15892-23-6；14898-79-4；4221-29-2)，苯酚(108-95-2)，甲酸(64-18-6)，乙酸(64-19-7)或它们的混合物。
在更有利的第一实施方案中，出于环境和生态的原因，吸收剂液体选自以下化合物之一：式R-OH的化合物，式R-COOH的化合物，其中R可以为选自碳数为1至5的烷基或氢。因此，吸收剂液体可以例如选自：一氧化二氢(7732-18-5)，甲醇(67-56-1)，乙醇(64-17-5)，丙醇(71-23-8或67-63-0)，丁醇(71-36-3；78-92-2；15892-23-6；14898-79-4；4221-99-2)，甲酸(64-18-6)，乙酸(64-19-7)或它们的混合物。
优选地，选择吸收剂液体，使得其沸点为待回收的单体的沸点值的量级，即，它比待回收的单体的沸点高或低不超过80℃，优选不超过50℃。在这种情况下，不能排除在吸收剂液体和单体之间形成共沸物。优选地，吸收剂液体的沸点高于或基本等于待回收的单体的沸点和/或与待回收的单体形成的共沸物的沸点。
根据本发明的方法的示例在图1中被示出，并且它将与在图2中示意性表示的根据本发明的系统结合进行详细描述。如图1所示，根据本发明的方法包括冷凝步骤210，该步骤包括将气体流出物注入保持在第一压力p1下的冷凝腔室110中。冷凝腔室110可以例如保持在0.1至5巴，优选0.5至2巴，优选0.8至1.5巴，并且更优选0.9至1.2巴的绝对压力的压力p1。
冷凝步骤210还包括使气体流出物与吸收剂液体接触。吸收剂液体的温度低于气体流出物的温度，以使得所述单体在与吸收剂液体接触时冷凝。优选地，吸收剂液体的温度比气体流出物的温度低至少50℃，更优选地低至少60℃，甚至更优选地低至少80℃。另外，吸收剂液体的温度例如比气体流出物的温度低最多450℃。有利地，吸收剂液体的温度比气体流出物的温度低至少50℃且最多450℃，并且更有利地至少60℃且最多450℃。特别地，吸收剂液体在其进入冷凝腔室110的入口处可具有小于或等于140℃，优选地小于或等于120℃，更优选地小于或等于100℃，甚至更优选小于或等于80℃的温度。
接触可以例如通过喷雾(喷洒)塔，微喷雾，鼓泡塔，填充塔，降膜，板式塔，文丘里效应(例如Buss-Loop类型系统)进行放置旋转盘式或旋转填充床(RPB)型(也称为HiGee)的离心接触系统。在离心系统中，所获得的重力用于迫使液体通过设备同时产生薄膜，而气体则以并流或逆流方式通过设备。RPB/HiGee技术特别适合于促进本发明的气-液之间的接触。
非强制地，可以在冷凝步骤210期间将添加剂添加到吸收剂液体中。因此，可以添加抑制聚合的添加剂，例如氢醌，吩噻嗪(PTZ)，氢醌单甲醚(HQME)或其它已知限制自由基聚合反应的产品，其允许使从聚合物热解中产生的气体流出物一旦冷凝就进行稳定化。
有利地，根据本发明的方法还可以包括以下步骤：控制吸收剂液体的酸碱度，并通过调节酸性或碱性溶液的流速控制其pH使得pH在4至9，优选地5至8之间。当热解反应产生碱性或酸性副产物(这些副产物可能会积聚在吸收剂液体中并引起设备的腐蚀)时，这种pH控制是特别重要的。有利地，控制pH使得可以去除在热解期间形成的酸或根据它们的酸度常数将这些酸与其它组分分离。
例如，当待回收的塑料包含PVC(聚氯乙烯)时，其热解会产生盐酸，盐酸不仅引起设备腐蚀，而且逐渐降低吸收剂液体的pH值，从而积聚在冷凝回路中。因此，根据本发明的方法可以包括将碱注入吸收剂液体中的步骤，碱为例如选自氧化钙，氢氧化钠，氢氧化钙或氢氧化钾，甲醇钠或甲醇钾，钠、钾或钙的碳酸氢盐或碳酸盐的碱。
此外，在该冷凝步骤210期间，由聚合物热解产生的气体流出物中任选地包含的轻摩尔分数可能不会与吸收剂液体接触而完全冷凝。这时它可以通过位于冷凝腔室110上端的出口孔113以气态将其从冷凝腔室110中抽出。因此，根据本发明的方法还可以包括回收未冷凝的轻摩尔分数的步骤并使其与热交换器接触。特别地，该轻质级分可以在能量上进行增值以允许例如塑料残余物的解聚。
在某些情况下，根据本发明的方法可以在冷凝步骤210的下游包括分离步骤220。该分离步骤220可以旨在在部分蒸发步骤230之前纯化在冷凝步骤210期间产生的冷凝物。该分离步骤220可以例如包括过滤，倾析或离心。
另外，任选地，在被输送到第二腔室130之前，冷凝物的温度可以通过未在图1中示出的附加热交换器进行改变。例如，该方法还可以包括在部分蒸发步骤230之前加热在冷凝步骤210结束时获得冷凝物的步骤。
根据本发明的方法还包括在冷凝步骤210结束时获得的冷凝物的部分蒸发的步骤230。这种部分蒸发由于冷凝物在第二腔室130中的膨胀而被允许，第二腔室130保持在低于第一冷凝腔室110的压力p1的压力p2。可以将第二腔室130保持在例如0.001至0.8巴，优选地0.01至0.5巴，优选地0.1至0.4巴的压力p2，包括端值。
有利地，在第一腔室110和第二腔室130之间的绝对值压力差Δp1-p2大于或等于0.5巴，优选地大于或等于0.6巴，更优选地大于或等于0.7巴，甚至更优选大于或等于0.8巴。第一腔室110和第二腔室130之间的温度差可以通过调节这两个腔室之间的压力差Δp1-p2来实现。优选地，第一腔室110和第二腔室130之间的温度差基本等于25℃。温度差将有利地至少等于5℃并且小于或等于25℃。这样的值使得可以改善该处理方法的性能。
如先前所述，非强制地，可以在部分蒸发步骤230时将添加剂添加到管路中。这里，添加剂也是优选地是阻聚剂。
根据本发明的方法还包括回收步骤250，该回收步骤250包括在部分蒸发步骤230结束时获得的载有单体的第二液体或蒸汽级分的纯化。
因此，如果载有单体的第二级分是蒸气级分，则回收步骤250优选包括在部分蒸发步骤230结束时获得的蒸气级分的冷凝。或者，如果载有单体的第二级分是液体级分，则回收步骤250可包括对在部分蒸发步骤230结束时获得的液体级分进行过滤或倾析。所述蒸气级分的冷凝，以及在部分蒸发步骤230结束时获得的所述液体级分的所述过滤或倾析，被认为是在回收步骤250中的纯化。
另外，在形成共沸物的情况下，根据本发明的方法包括附加的分离步骤。事实上，在存在共沸物时，共沸物的组成产物，即在本情况下，吸收剂液体和单体将通过本领域技术人员熟知的方法进行分离，并且吸收剂液体可以再次在冷凝步骤210中使用。这种分离将例如包括使用保持在不同压力下的两个连续的蒸馏塔，和/或液-液萃取或萃取蒸馏。该附加步骤有利地允许分离期望回收的单体并再循环吸收剂液体以使其返回冷凝回路。
回收步骤还可包括注入阻聚剂，以使在单体溶液中的含量保持在5至300mg/kg的数量级。
根据本发明的方法还包括再注入步骤240，该再注入步骤240包括至少部分地将在部分蒸发步骤230结束时获得的第一液体或蒸汽级分重定向至冷凝腔室110。在部分蒸发步骤230之后，这种第一级分优选地主要包括液体或气体形式的吸收剂液体。
因此，如果第一级分是蒸气级分，则再注入步骤240优选地包括在部分蒸发步骤230结束时获得的该蒸气级分的冷凝。或者，如果第一级分是液体级分，则再注入步骤240包括将在部分蒸发步骤230结束后获得的至少一部分液体级分重定向至冷凝腔室110。此外，液体级分形式的第一级分可以进行分离步骤，其允许返回到富含吸收剂液体的级分。
如此重定向的级分可用于再次吸收在气体流出物中包含的单体。
特别地，根据本发明的方法还可以包括调节被重定向至冷凝腔室110的级分的温度260的步骤。因此，理论上为液体的该级分可以在被再次引入冷凝腔室110中之前进行加热或冷却。
如已经讨论的，吸收剂液体可被残留物污染，所述残留物特别地由聚合物或聚合物混合物的高温分解而产生。因此，在通过吸收装置112被重新注入之前，吸收剂液体可以经历可以通过纯化装置150或170执行的纯化步骤。该纯化步骤可以例如对应于过滤，倾析，离心，蒸馏，膜分离，溶剂萃取和/或冷凝以及任何可能的组合。
另外，与吸收剂液体的纯化的非强制步骤有关，在系统中吸收剂液体的量可能减少或有必要对其进行更新。优选地，根据本发明的方法因此包括在注入点116处将吸收剂液体注入到系统中的步骤。所注入的吸收剂液体处于足够低的温度下，以使吸收剂液体的温度升高允许吸收单体的冷凝热而不会引起吸收剂液体的明显蒸发。此外，注入点116还可以允许将添加剂特别是阻聚剂与新鲜的吸收剂液体一起注入。优选地，该方法包括注入阻聚剂的步骤，以保持在吸收剂液体中单体的含量为5-300mg/kg，优选为50-200mg/kg。
另外，特别是在回收吸收剂液体的背景下，根据本发明的方法可以包括分析吸收剂液体的步骤。该分析步骤可以例如包括pH值，电导率和/或密度的测量。它还可包括气相色谱分析或建立红外或拉曼光谱。
根据另一方面，本发明涉及一种处理系统。参看图2给出根据本发明的系统的以下描述，图2表示根据一个实施方案的系统的示意图。当然，本发明不限于该示意图，并且该系统可以在不脱离本发明的框架下的情况下以各种可能的变体来实现。
系统100允许处理由聚合物或聚合物混合物的高温分解产生的气体流出物，从而能够回收在这些气体流出物中包含的目标产物。
系统100包括第一腔室，在下文中也称为冷凝腔室或冷凝阶段，并标记为110。在所示的实施方案中，该冷凝腔室110，其可以被放置在第一压力p1下，包括入口孔111。由一种或多种聚合物的热分解产生的仍然热的气体流出物经由该入口孔111到达冷凝腔室110中。冷凝腔室110还配备有吸收装置112。吸收装置112允许将吸收剂液体注入腔室中，并因此允许吸收剂液体与进入的气体流出物接触。吸收装置112可以是如在图2中所示的液体分散装置，但是也可以由填充柱，液-气分散和接触系统等组成。吸收剂液体的温度远低于气体流出物的温度，使得在气体流出物中包含的单体可以通过热交换在吸收剂液体中冷凝。
腔室110中的冷却可以逆流或并流进行。因此，吸收装置112可以对应于位于气体流出物入口孔上方并且能够接收气体流出物的用于喷射吸收剂液体的装置。在这种类型的设备中，由于吸收剂的细小液滴，可能形成雾。这时，这种雾可被不可凝气体夹带并导致吸收剂和产品的损失。这时，该设备配备了接收雾的系统(液/气聚结器)，该系统通常由填料或引起液滴聚结的网纱组成。这种类型的设备对于本领域技术人员是熟知的。
冷凝腔室110还可以包括出口孔113，该出口孔能够使在由聚合物热解产生的气体流出物中包含的可能的轻摩尔分数都能够排出，该轻摩尔分数没有通过与吸收剂液体接触而冷凝。该轻摩尔分数可例如经历下游处理，该下游处理可特别地包括冷凝。
在第一压力p1下冷凝的液体混合物，其特别地包含一种或多种单体和吸收剂液体，在本说明书的其余部分中也称为冷凝物，可以通过出口孔114进行排空，该出口孔优选地位于冷凝腔室110的底部。
在一个实施方式的变型中，当冷凝物为两相系统的形式时，还可设想例如通过过滤，倾析或离心分离化合物的装置120。在这种情况下，正好在分离装置120之后，通过泵将基本上不含已冷凝的单体的第一吸收剂液相通过泵经由吸收系统112再次注入到冷凝步骤110中(沿着在图2的示意图中的虚线管路)，而将包含已冷凝的化合物的另一种吸收剂液相输送至第二腔室130。这时，该分离装置使得可以对冷凝物进行第一纯化。因此，分离装置120优选地布置在第二腔室130的上游。在一种变型中，通过倾析分离的吸收剂液体可以例如通过等温吸附来纯化，例如，吸收剂液体中所包含的杂质被捕集在活性炭，沸石，离子交换树脂上或通过任何其它吸附技术。这时，吸收剂液体与从倾析中获得的另一种吸收剂液相重新结合，并发送到单元130。
图2所示的分离装置120也可以是用于过滤冷凝物的装置，其允许去除来自热解的粉尘。因此，分离装置120可以有利地选自：过滤器，例如压滤机，活性炭过滤器，倾析器或离心机。
另外，分离装置120在某些情况下可以与酯化反应结合以改善冷凝物的纯化。特别地在吸收剂液体选自醇或包含大量醇以及有机酸的情况下，可以有利的是将该料流送向在稳定温度下工作的非均相催化剂床或均相催化单元上。作为可适合在系统中使用的非均相催化剂，可以使用酸性树脂，例如Amberlyst®(例如Amberlyst A15、35、16、36、39、46、70、131)，负载型酶催化剂和其它固体酸催化剂。在存在大量醇时，通过平衡移位促进有机酸的酯化反应，并且相对于所转化的酸的量，化学计量地产生水。酯化反应通常很少吸热或放热。冷凝物的温度因此得以保持。
根据本发明的系统100包括第二腔室130，然后可将已经历或未经历先前分离的冷凝物向第二腔室130输送。该第二腔室130能够维持在低于第一压力p1的第二压力p2。这时，到达该第二腔室130中的冷凝物膨胀，这导致冷凝物的绝热部分蒸发。
允许使冷凝物膨胀并夹带冷凝物的部分绝热蒸发的第二腔室130可以是例如薄膜蒸发器的形式，例如由UIC GmbH公司或由VTA Verfahrensensnisnische Anlagen GmbH ＆Co公司出售的蒸发器，用作刮膜式蒸发器，或者用作短程蒸发器，或者是涡流效应筒的形式，在该涡旋效应筒中，冷凝水被切向注入壁中，以引发流体旋转和涡流效应，该涡流效应会在其中心产生凹陷，这时将产品从底部取出(由Penn Separator公司出售)。也可以使用槽形式的设备，在槽中央部分装有将料流分散在容积中的扩散器，在容积上部装有填料/除雾阱(除雾器/凝聚器)以将蒸气级分中的液滴凝结，在其顶部点装有气体出口和在其底部点装有液体出口。这种类型的设备对于本领域技术人员而言是熟知的，并且例如在《Techniques de l'Ingénieur》中进行了描述，即文件《Évaporation dans le traitementdes effluents liquides》 [Evaporation in the treatment of liquid effluents], W2 750，由Bernard GALLICHER and Olivier SAVEL编写和《Évaporation》，J2320V1，由RenéLELEU编写。
第二腔室130设置有至少两个出口孔，第一孔允许排空从部分蒸发产生的蒸气级分，和第二孔允许排空未蒸发的液体级分。
根据所选择的单体/吸收剂液体组合，单体，优选由聚合物分解产生的单体将主要被包含在蒸气级分或液体级分。事实上，如果选择吸收剂液体以使其沸点明显高于待回收的单体的沸点，则很可能的是由聚合物的分解产生的单体主要被包含在蒸气级分中。
优选地，蒸气级分包括气体流出物的中摩尔分数，轻摩尔分数已经在冷凝腔室中被排出，和重摩尔分数仍然被吸收在吸收剂液体中。有利地，蒸气级分包含从一种或多种聚合物的分解产生的一种或多种单体，优选地一种或多种基础单体。这时该蒸气级分可以被输送到热交换器131以便被冷凝，然后被输送到纯化装置150如例如蒸馏塔以被纯化。然后可以将该富含单体的级分进行增值。
当液体级分包括大部分吸收剂液体时，其自身至少部分地重定向至冷凝腔室110，在这里其通过热交换再次吸收基础单体。吸收剂液体因此在系统100中在回流中循环。为此，位于第二腔室130的出口下游的泵140使得可以回收该液体级分并将其输送至冷凝级。因此，系统100也可以被称为“冷凝回路”。
然而，如已经提到的，吸收剂液体可能会含有污染物。在这种背景下，该系统有利地包括净化装置170，该净化装置170能够例如定期地净化包括在冷凝物膨胀之后从第二腔室130产生的大部分吸收剂液体的级分的一部分。优选地，包括吸收剂液体的大部分的级分是液体部分，如图2中所示。纯化装置170可以例如选自：蒸馏单元，膜，倾析器，提取装置，吸附单元，离子交换树脂。净化装置170使得可以从吸收剂液体中释放出随着吸收剂液体在冷凝腔室110中循环通过而逐渐积累的杂质。
另外，如图2所示，根据本发明的系统100可以包括用于分析吸收剂液体的装置180。事实上，适当的是，检查将被重新注入的吸收剂液体是否满足预定的质量标准。该分析装置例如可以选自红外光谱仪，拉曼分析，气相色谱系统，电导仪，温度计或pH计。
在这种背景下，该系统可有利地包括能够优选地规则地去除吸收剂液体的吹扫点115和能够优选地规则地重新注入吸收剂液体的注入点116，以使得该方法能够使用不是饱含杂质的且始终可以吸收待回收单体的吸收剂液体进行实施。
另外，根据本发明的系统100可优选地包括位于第二腔室130的出口与第一冷凝腔室110的吸收装置112之间的中间热交换器160。这种热交换器160允许在系统的启动阶段时进一步冷却来自第二腔室130的液体级分或冷却吸收剂液体。因此，对于在步骤130期间未充分冷却的某些吸收剂液体可以是有用的。
[实施例]
以下实施例非限制性地举例说明了本发明的范围。
实施例1：用富含苯和甲醇的吸收剂液体处理PHA解聚料流。
从P3HP(聚3-羟基-丙酸酯)解聚单元获得的料流特别地由丙烯酸(AA)，水(H2O)，轻质气体，重化合物和固体粉尘组成。
总气流量为21.8kg/h，尤其由20kg/h的AA，0.10kg/h的水，轻化合物和重化合物组成。将该料流送向在98kPa运行的冷凝塔或腔室。将气体流出物在260℃的温度下注入塔的底部。在塔中，通过喷淋喷雾系统将该料流与吸收剂液体料流接触。在塔的顶部，轻质气体用通过冷却这些轻质气体产生的冷凝物以及通过补足10kg/h的甲醇，20kg/h的苯(还包括吩噻嗪)进行逆流洗涤。
在塔底，冷凝物温度为65℃，367kg/h的料流组成对应于38kg/h丙烯酸甲酯(MA)，20kg/h AA，140kg甲醇(ΔHv°=32.8kJ/mol，Cp°L=81.1J/mol/K)，150kg/h苯(ΔHv°=33.8kJ/mol，Cp°L=136.0J/mol/K)，8kg/h的水。该料流含有约10ppm(即4g/h)的吩噻嗪。将该料流送向压滤机，以除去在解聚期间夹带的粉尘。
然后将液体流送入填充有Amberlyst A36酸性树脂的酯化反应器。反应器以上升流形式运行。大量过量的甲醇促进了存在的丙烯酸的酯化反应。在反应出口，将含有63kg/hMA和13kg/h水的料流送入第二腔室或蒸发器中，其允许以10kPa进行部分蒸发。蒸发器以立式圆筒形式存在，立式圆筒在其底部装有扩散器，该扩散器的作用是向室内喷射液体，在顶部装有除雾器，其作用是在腔室中将形成雾的液滴聚结，以便将已经被蒸发气体夹带的重产物返回到腔室中。
制备包含富含甲醇和MA的料流的轻质气体级分(ΔHv°＝29.2kJ/mol，Cp°L＝158.8J/mol/K)。这时将35℃的液体级分加热至65℃，并注入到另一个绝热蒸发器中，该蒸发器在与前一个相同的条件下运行。将从蒸发器产生的两种轻质流合并，冷却和重蒸馏，以便将甲醇与MA和苯分离。如此回收的仍然含有少量MA的甲醇和苯与新鲜的甲醇一起送入吸收装置。回收的纯化的MA用200mg/kg的HQME(氢醌单甲醚)稳定。
来自第二腔室的重质级分在35℃。该重质级分包含约13kg/h的水，39kg/h的MA，120kg/h的甲醇，130kg/h的苯以及重化合物。该重质级分包含“重”杂质，这些杂质可通过吸附在二氧化硅上而部分除去。其余的重质级分返回冷凝塔。
实施例2：用富含二甲苯的吸收剂液体处理聚丙内酯解聚料流。
从聚丙内酯解聚单元产生的具有22.7kg/h流量的气体流出物尤其由20kg/h的AA，1kg/h的水，轻化合物和重化合物组成。将该料流送向以98kPa运行的吸收塔(用作冷凝腔室)。将气体流出物在280℃的温度下注入塔的底部。在塔中，通过喷淋喷雾系统使该料流与吸收剂液体接触。在塔的顶部，轻质气体用通过冷却这些轻质气体产生的冷凝物以及通过补足10kg/h的二甲苯和吩噻嗪进行逆流洗涤。
在塔的底部，冷凝物在85℃，约300kg/h的料流的组成对应于38kg/h的丙烯酸(ΔHv°=53.1kJ/mol，Cp°L＝145.7J/mol/K)，250kg/h的二甲苯(ΔHv°＝44.2kJ/mol，Cp°L＝181.5J/mol/K)，5.7kg/h的水。该料流含有约10ppm(即4g/h)的吩噻嗪。将该料流送至过滤器，以除去在解聚期间夹带的粉尘。
然后将料流送至以10kPa运行的绝热蒸发器。
产生了包含富含丙烯酸和二甲苯的料流的轻质级分。然后将料流纯化，并将二甲苯返回至吸收塔。
来自绝热蒸发器的重质级分在50℃。该重质级分包含约19kg/h的AA，240kg/h的二甲苯，5kg/h的水以及重质化合物。该重质级分包含“重”杂质，这些杂质通过吹扫而部分被除去以分散该回路。
实施例3：用富含甲醇的吸收剂液体处理PMMA解聚料流。
从PMMA解聚单元产生的气体流出物尤其由甲基丙烯酸甲酯(MMA)，甲基丙烯酸(MAA)，甲醇(MeOH)，轻质气体的水(H2O)，重化合物和固体粉尘组成。
气体流出物的总流量为30.5kg/h，主要由14kg/h的MMA，0.50kg/h的水，0.9kg的MeOH和12kg/h的MAA组成。将该料流送入以98kPa运行的冷凝腔室或吸收塔。将气体流出物在425℃的温度下注入塔的底部。在塔中，使该气体流出物通过喷淋喷雾系统与吸收剂液体流接触。在塔的顶部，轻质气体用冷却这些轻质气体产生的冷凝物，以及通过补足57kg/h的甲醇，10kg/h的MMA(还包含吩噻嗪)进行逆流洗涤。
在塔的底部，冷凝物在65℃，374kg/h的料流的组成对应于79kg/h的MMA(ΔHv°=40.1kJ/mol，Cp°L=191.2J/mol/K)，8.6kg/h的MAA，257千克的MeOH，13kg/h的水。该料流含有约20ppm(即8g/h)的吩噻嗪。将该料流送入压滤机，以除去在解聚期间夹带的粉尘。
然后将料流送入装有Amberlyst A36酸性树脂的酯化反应器中。反应器以上升流形式运行。所存在的甲基丙烯酸的酯化反应通过大量过量存在的甲醇来促进。在反应出口，将含97kg/h的MMA和15.5kg/h的水的料流送入以10kPa运行的第二腔室，即绝热蒸发器中。
产生了包含富含甲醇和MMA的料流的轻质级分，包括MMA-甲醇共沸物(约82重量％的甲醇，64.2℃)。这时将在35℃的液体级分加热至65℃，并注入到另一个绝热蒸发器中，该蒸发器在与前一个相同的条件下运行。将从蒸发器中产生的两种轻质流合并，冷却和重蒸发，以便将甲醇与MMA分离。如此回收的仍含有一部分MMA的甲醇与新鲜的甲醇补充剂一起被送入吸收装置。
来自第二腔室的重质级分为35℃。该重质级分包含11kg/h的水，69kg/h的MMA，以及重化合物和196kg/h的甲醇。该重质级分包含“重”杂质，这些杂质可通过吸附在二氧化硅上而部分除去。
实施例4：PMMA解聚料流的处理
从PMMA解聚单元产生的料流尤其由甲基丙烯酸甲酯(MMA)，甲基丙烯酸(MAA)，甲醇(MeOH)，轻质气体的水(H2O)，重化合物和固体粉尘组成。
气体流出物具有为约22.4kg/h的总流量，特别包括20.7kg/h的MMA，0.08kg/h的水，0.33kg的MeOH和0.9kg/h的MAA。将该料流送入以98kPa运行的冷凝塔中。将气体流出物在475℃的温度下注入塔的底部。在塔中，通过喷淋喷雾系统将该料流与吸收剂液体料流接触。在塔的顶部，轻质气体用冷却这些轻质气体产生的冷凝物以及用补足0.3kg/h的水逆流洗涤。
在塔底，冷凝物为65℃，403kg/h的料流的组成对应于330kg/h MMA，10kg/h MAA，3.2kg MeOH，59kg/h一氧化二氢。将该料流送入压滤机，以除去在解聚期间夹带的粉尘。然后将料流送入以20kPa运行的第二腔室，例如绝热蒸发器。在出口处，轻质级分34.4kg的富含MMA的料流。这时将该气体级分进一步冷却至35℃，并通过倾析分离。这时分离出富含MMA的料流。另一部分返回到吸收塔。
来自第二腔室的重质级分为45℃。该重质级分包含MAA，54kg/h的一氧化二氢，301kg/h的MMA，以及重化合物和甲醇。将该料流送入阴离子树脂床以捕集以上升料流形式进料的MAA。树脂周期地进行再生。离开的料流被送至冷凝塔。
实施例5：PMMA解聚料流的处理
总流量为20.8kg/h的气体流出物主要由20kg/h的MMA，0.03kg/h的水，0.07kg的MeOH和0.18kg/h的MAA组成。将该气体流出物送至以98kPa运行的冷凝腔室(或吸收塔)。将气体流出物在420℃的温度下注入塔的底部。在塔中，通过喷淋喷雾系统将该料流与吸收剂液体料流(一氧化二氢)接触。在塔的顶部，轻质气体用冷却这些轻质气体产生的冷凝物以及通过补足1.5kg/h的甲醇，3kg/h的一氧化二氢和以及补足吩噻嗪进行逆流洗涤。
在塔的底部，冷凝物在65℃，294kg/h的料流的组成对应于112kg/h的MMA，8.1kg/h的MAA，1.4kg的MeOH，153kg/h一氧化二氢。该料流含有约38ppm(即11g/h)的吩噻嗪。将该料流送入压滤机，以除去在解聚期间夹带的粉尘。
冷凝物的pH通过在上游将甲醇钠以约0.1kg/h的速度添加到吸收剂液体流中进行控制。
然后将料流送至以20kPa运行的绝热蒸发器。
产生了25.2kg/h的轻质级分，其包含富含MMA的料流。它用200mg/kg的HQME进行稳定。如此回收的MMA具有大于98％的纯度，并且两种主要杂质是异丁酸甲酯(0.6重量％)和丙烯酸乙酯(0.3％)。所得产物还可以通过另外的蒸馏进行纯化。
来自绝热蒸发器的重质级分在45℃。该重质级分包含150kg/h一氧化二氢，92kg/hMMA，以及重化合物和钠盐形式的甲基丙烯酸。
对该重质级分的吹扫是在将其送入冷凝腔室之前进行的，以便将其在重化合物和甲基丙烯酸中分散。
实施例6：对由聚苯乙烯热解产生的蒸气流的处理
冷凝腔室处理20kg/h的来自热解单元的在470℃的气体流出物。吸收剂液体包括苯，但是也可以包含从气体流出物中产生的有机化合物。苯含量保持在22质量％。为允许冷却而施加的吸收剂液体的流量约为1000kg/h，温度为69℃。主要产物为647千克苯乙烯(单体)，212.5千克苯，23.2千克甲苯，70千克三甲基苯(TMB)，其余为重产物。
经由出口113离开冷凝腔室的轻级分被部分冷凝，并且液体可以被添加到吸收剂液体流中。
在第二腔室例如绝热蒸发器中从部分蒸发获得的重质级分被泵送，纯化以除去重质产物，并再次用于冷凝腔室中。取出一部分TMB溶剂和最重的产物(例如菲)，总共约1.8kg/h。
从第二腔室中的部分蒸发产生的轻质级分为约50kg/h。将其部分冷凝，然后纯化，以生成富苯相，其再次在冷凝腔室中使用。如此就产生了32.4kg/h的95％富苯相，其进行循环利用。
为17.8kg/h的非循环产物是主要包括苯乙烯的部分纯化的混合物。
实施例7：通过发酵获得的PHA解聚料流的处理
从P3HP(聚-3-羟基丙酸酯)解聚单元产生的料流尤其由丙烯酸(AA)，轻质气体的水(H2O)和重质化合物组成。
为23.5kg/h的总气流尤其由20kg/h的AA，0.33kg/h的乙酸，0.10kg/h的水，轻化合物(0.28kg/h)和重化合物(2.8kg/h)，基本上由低聚物组成。将该料流送入以110kPa操作的塔或冷凝腔室。将气体流出物在250℃的温度下注入塔的底部。在塔中，通过喷淋喷雾系统将该料流与吸收剂液体料流接触。在塔的顶部，轻质气体被由这些轻质气体冷却产生的冷凝物逆流洗涤。在热解产生的大部分轻质气体通过将吸收料流保持在足够高的温度下在该冷凝步骤期间被去除。
在塔的底部，冷凝物在85℃，260kg/h的料流的组成对应于212kg/h丙烯酸，2.7kg/h乙酸(ΔHv°=52.1kJ/mol，Cp°L=123.3J/mol/K)，0.15kg/h的水和45kg/h的重化合物。该料流含有约10ppm的吩噻嗪。将该料流送入压滤机，以除去在解聚期间夹带的粉尘。
然后将液体料流送入第二腔室或蒸发器中，其允许在10kPa下进行部分蒸发。蒸发器采用立式圆筒形式，在圆筒底部装有扩散器，该扩散器的作用是向室内喷射液体，在顶部装有除雾器，其作用是在室中将形成雾的液滴聚结，以便将已经被蒸发气体夹带的重产物返回到腔室中。
产生包含富含丙烯酸的料流的轻质气体级分。回收的丙烯酸(19kg/h)用200毫克/千克的HQME(氢醌单甲醚)进行稳定。
来自第二腔室的重质级分处于55℃。该重质级分包含约190kg/h的丙烯酸，2.5kg/h的乙酸以及重化合物(45kg/h)。该重质级分包含“重”杂质，其基本上是丙烯酸低聚物。抽出约6％的重质级分，以便从回路中分散重产物。将富含丙烯酸和低聚物的流出物返回到PHA热解反应器中，以完成解聚反应。其余的重质级分，其通过吩噻嗪补充进行稳定，返回冷凝塔。

Claims (30)

1.一种用于处理由聚合物或聚合物混合物的高温分解产生的气体流出物的方法(200)，其允许回收在所述气体流出物中包含的一种或多种单体，所述方法的特征在于它包括以下步骤：
-冷凝步骤(210)，该步骤在于将气体流出物注入到保持在第一压力p1下的冷凝腔室(110)中，并使它与吸收剂液体接触，所述吸收剂液体的温度低于气体流出物的温度，以使所述单体通过热交换在吸收剂液体中冷凝，
-在冷凝步骤结束时获得的冷凝物的部分蒸发步骤(230)，通过使冷凝物在保持在低于第一压力p1的第二压力p2下的腔室(130)中膨胀进行，
-再注入步骤(240)，其在于至少部分地将在部分蒸发步骤(230)结束时获得的第一液体或蒸汽级分重定向至冷凝腔室(110)，以再次吸收在气体流出物中包含的一种或多种单体，以及
-回收步骤(250)，包括纯化在部分蒸发步骤(230)结束时获得的并载有单体的第二液体或蒸气级分。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一压力p1在0.1至5巴的绝对压力之间，优选在0.5至2巴的绝对压力之间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸收剂液体的温度比所述气体流出物的温度低至少50℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸收剂液体的温度比所述气体流出物的温度低最多450℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸收剂液体的温度比所述气体流出物的温度低至少50℃且最多450℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二腔室130保持在0.001至0.8巴之间的压力p2。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一腔室110与第二腔室130之间的绝对值压力差大于或等于0.5巴。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果载有单体的第二级分是蒸汽级分，回收步骤(250)包括在部分蒸发步骤230结束时获得的蒸汽级分的冷凝。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果载有单体的第二级分是液体级分，回收步骤(250)包括对在部分蒸发步骤230结束时获得的液体级分进行过滤或倾析。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述重新注入步骤(240)期间，重新注入的第一级分是液体级分，并且在所述回收步骤(250)期间，所回收的第二级分是蒸气级分。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，选择所述吸收剂液体，以使得其在标准状态下的蒸发潜热ΔHv与在标准状态下的摩尔比热Cp之间的比大于待回收单体的含量。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述吸收剂液体选自以下化合物之一：苯，苄腈，式R-COOH的化合物和式R-OH的化合物，其中R可以选自其碳数为1至5的烷基，苯基或氢。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述吸收剂液体选自以下化合物之一：式R-OH的化合物，式R-COOH的化合物，其中R可以为选自其碳数为1至5的烷基或氢。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述吸收剂液体选自一氧化二氢，甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，甲酸，乙酸或它们的混合物。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，选择所述吸收剂液体，以使得其沸点约为待回收的单体的沸点值±80℃。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述吸收剂液体具有的沸点高于或基本等于待回收的单体和/或它与所述一种或多种待回收的单体形成的共沸物的沸点。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述聚合物选自：聚乙烯，如高密度聚乙烯(HDPE)或聚对苯二甲酸亚乙酯(PET)；烯烃的均聚物和共聚物，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物(或SBM)；聚丙烯，聚丁二烯和聚丁烯；丙烯酸均聚物和共聚物以及聚甲基丙烯酸烷基酯，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚羟基链烷酸酯；均聚酰胺和共聚酰胺；聚碳酸酯；聚酯，包括聚对苯二甲酸亚乙酯和聚对苯二甲酸亚丁酯；聚醚，例如聚苯醚，聚甲醛，聚氧化乙烯或聚乙二醇和聚氧化丙烯；聚苯乙烯；苯乙烯和马来酸酐的共聚物；聚氯乙烯；含氟聚合物，例如聚偏二氟乙烯，聚四氟乙烯和聚氯三氟乙烯；天然或合成橡胶；热塑性聚氨酯；聚芳醚酮(PAEK)，如聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮酮(PEKK)，聚醚酰亚胺；聚砜；聚苯硫醚；纤维素乙酸酯；聚乙酸乙烯酯或这些聚合物中两种或多种的混合物。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述一种或多种单体选自以下化合物：甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，苯乙烯，巴豆酸，γ-丁内酯，δ-戊内酯和它们的混合物。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在冷凝步骤期间，气体流出物的注入是与吸收剂液体并流地或逆流地进行的。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在部分蒸发步骤(230)之前对在冷凝步骤结束时获得的冷凝物的分离步骤(220)。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括调节重定向至冷凝腔室(110)的级分的温度(260)以再次吸收在气体流出物中所包含的单体的步骤。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在冷凝步骤(210)时刻，将添加剂添加到吸收剂液体中，所述添加剂可选自阻聚剂。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述部分蒸发步骤(230)时刻，将添加剂添加到所述回路中，所述添加剂可选自阻聚剂。
24.一种用于处理由聚合物或聚合物混合物的高温分解产生的气体流出物的系统，其允许回收在所述气体流出物中包含的一种或多种单体，所述系统的特征在于它包含：
-可以保持在第一压力p1下的冷凝腔室(110)，所述腔室在其侧壁上包括用于气体流出物的入口孔(111)和能够允许所述气体流出物与其温度低于气体流出物的温度的吸收剂液体接触的吸收装置(112)，所述腔室在其上端还包括气体的出口孔(113)，和在其下部中还包括用于该获得的冷凝物的出口孔(114)，
-第二腔室(130)，其与冷凝腔室(110)流体连通，并用于容纳在冷凝步骤结束时获得的冷凝物，所述第二腔室(130)能够保持在低于第一压力p1的第二压力p2下，以引起冷凝物膨胀和其绝热部分蒸发，
-泵(140)，其允许回收从第二腔室(130)获得的级分，以通过吸收装置(112)将其重新注入第一冷凝腔室(110)中。
25.根据权利要求24所述的系统，其特征在于，其还包括位于第二腔室(130)下游的热交换器(131)，其允许冷凝由冷凝物在第二腔室(130)中的膨胀所引起的部分蒸发而获得的气体级分，和用于净化所述冷凝气体级分的成分的设施(150)。
26.根据权利要求24或25所述的系统，其特征在于，它还包括设置于第二腔室(130)上游的分离装置(120)，该分离装置优选地能够通过过滤，倾析，离心或酯化来分离化合物。
27.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，它还包括在所述第一腔室(110)上游的热交换器(160)，所述热交换器在从所述第二腔室(130)产生的液体级分被注入第一腔室(110)中之前能够调节该液体级分的温度。
28.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，它还包括设置于第二腔室(130)下游的纯化装置(170)，其能够纯化从第二腔室(130)产生的液体级分的一部分。
29.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，它还包括吸收剂液体的注入点(116)。
30.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一压力p1在0.1巴-5巴之间；并且吸收剂液体的温度比气体流出物的温度低至少50℃且最多450℃，并且第二腔室130维持在0.001巴至0.8巴之间的压力p2，在第一腔室110与第二腔室130之间的绝对值压力差大于或等于0.5巴。
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