CN1481942A - 含氯有机废料的洁净脱氯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含氯有机废料脱氯的方法，其主要步骤是将含氯有机废料置于含有0.05～0.5(重量)％碱土金属化合物的2～10(重量)％无机碱的水溶液中，在温度为160～280℃、压力为1.0～5.0Mpa及有惰性气体条件下进行水解脱氯，本发明是一种高脱氯率(脱氯率可达80％～95％)、低操作成本的含氯有机废料的洁净脱氯方法。

Description

含氯有机废料的洁净脱氯方法
技术领域
本发明涉及一种有机废料的处理方法，具体地说，涉及一种含氯有机废料(PVC)的脱氯方法。
技术背景
聚氯乙烯(PVC)是世界五大通用塑料之一，其分子量一半以上是氯碱工业伴生副产物-氯，国外总氯量20～30％是由生产PVC消耗掉的，所以成为氯碱平衡的主要杠杆，但同时也是固体废弃物中氯的主要来源之一。多氯二苯并二噁英PCDD(Polychlorinated dibenzo-p-dioxins)和多氯二苯并呋喃PCDF(Polychlorinated dibenzofurans)两类化合物一共有210种(包括异构体)，通常称为二噁英，以其极毒、致癌的污染性质成为世界关注的焦点。二噁英大部分来源于垃圾的焚烧，主要是含氯有机物质燃烧时副产的。模拟实验指出随聚PVC和KCl的含量增加，二噁英排出量增加。研究调查发现焚烧厂的垃圾中有机塑料类减少至2.5％(干基)可成功地将二噁英的排放量控制在0.8 TEQ*ng/M3(美国PCDD和PCDF的排放标准为0.5-1.0ng/M3)。尽管垃圾中废纸、木质物和草质物也产生HCl，但聚氯乙烯中的HCl生成量是它们的400-500倍，故减少废弃高分子材料中的氯的含量显得尤为重要。
有机废弃物中含氯的塑料主要是聚氯乙烯，用五氯酚作防腐剂的废木材、塑料、纤维等使用的含氯阻燃剂，以及废弃的医药品及医疗废弃物，这些燃烧时都可能产生二噁英。此外，PVC燃烧时释放出氯化氢，这也一直是影响环境重要课题。在一般垃圾中加入2％的PVC，Cl排放物增加到1990ppm，当加入4％时就增加到3030ppm。苏格兰爱丁堡地球生态研究所的研究人员指出，大气中的氯化氢约有3％来自焚烧炉中PVC塑料的焚烧。
对各类废塑料而言，不用热方法而采用其它化学方法来降解是可行的。废旧塑料的化学回收方法除热解外还有水解、醇解和氢解等。对那些含有水解反应敏感的化学基团的塑料，利用水解反应进行降解是有效的，因为水解可看作缩聚的逆反应，由缩聚而获得的聚合物可被水解。但该法的主要处理对象为聚氨酯类和热塑性聚酯类塑料。
目前，国内外关于PVC降解的研究较多集中于在有机溶剂(如THF、DMSO)中进行，其不仅降解处理耗时较长、降解(脱氯)率低(约40％)及操作成本较高，而且容易造成二次污染，因此其不适于处理大量含氯有机废料。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种高脱氯率、低操作成本的含氯有机废料PVC洁净脱氯方法。
本发明的构思是这样的：
在相应的饱和蒸汽压力下，200℃～350℃水的密度和极性与室温下的有机溶剂丙酮相似，过热水成为非极性有机化合物发生离子反应时的极好介质，明显比常压沸点状态时的水的效果好得多。基于过热水作为溶剂和催化剂的多重作用及其在废塑料资源回收及有机合成中的潜在应用价值，发明人开发了PVC洁净脱氯方法。
技术方案
本发明所说的含氯有机废料PVC洁净脱氯方法的主要步骤是：将含氯有机废料PVC置于含有0.05～0.5(重量)％碱土金属化合物的2～10(重量)％无机碱的水溶液中，在温度为160～280℃、压力为1.0～5.0Mpa及有惰性气体条件下进行水解脱氯，水解时间为2～4h。
其中：所说的碱土金属化合物优选碱土金属的氧化物或其盐，更优选是镁、钙或钡的氧化物，最优选氧化钙；
所说的无机碱优选NaOH或KOH。
本发明所说的脱氯方法其脱氯率可达80％～95％。水解产物中固体产物约为50(重量)％，液体产物小于1(重量)％，气体产物主要包括C1-C4的烃类组分。所得固体产物可用于制作活性炭的原料；排出的溶液主要成分为NaCl，可作为氯碱工业的电解原料。因此，本发明是一种对环境友好的含氯有机废料处理方法。
具体实施方法
为更好理解本发明的内容，下面通过实施例对本发明作进一步的说明，但所举之例并不限制本发明的保护范围：
                           实施例1
本例对上海氯碱厂产PVC粒料(Mw：38000)进行处理，在温度为200℃，反应时间为2h，NaOH浓度为2(重量)％，氧化镁为0.1(重量)％，初始压力为1.0MPa条件下PVC中大部分的氯可脱除，脱氯率可达80％，固体产物(含碳63.11％，氢4.53％，氯10.1％)产率为50％。
                           实施例2
本例对上海氯碱厂产PVC粒料(Mw：38000)进行处理，在温度为240℃，反应时间为4h，KOH浓度为4(重量)％，氧化钡为0.1(重量)％，初始压力为2.0MPa条件下PVC中大部分的氯可脱除，脱氯率可达90％以上，固体产物(含碳72.92％，氢5.29％，氯4.0％)产率为48％。
                           实施例3
本例对上海氯碱厂产PVC粒料(Mw：38000)进行处理，在温度为280℃，反应时间为2h，KOH浓度为6(重量)％，氧化钙为0.1(重量)％，初始压力为3.0MPa条件下PVC中大部分的氯可脱除，脱氯率可达98％，固体产物(含碳73.13％，氢5.36％，氯0.88％)产率为45％。

Claims (4)

1、一种含氯有机废料洁净脱氯方法，其特征在于，所说的脱氯方法的主要步骤是：将含氯有机废料置于含有0.05～0.5(重量)％碱土金属化合物的2～10(重量)％无机碱的水溶液中，在温度为160～280℃、压力为1.0～5.0Mpa及有惰性气体条件下进行水解脱氯，水解时间为2～4h。
2、如权利要求1所说的脱氯方法，其特征在于，其中所说的无机碱为NaOH或KOH。
3、如权利要求2所说的脱氯方法，其特征在于，其中所说的碱土金属化合物为碱土金属的氧化物或其盐。
4、如权利要求3所说的脱氯方法，其特征在于，其中所说的碱土金属化合物为镁、钙或钡的氧化物。
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