DE4033604C2 - Verfahren zur Wiedergewinnung von löslichen Kunststoffen aus kunststoffhaltigen Abfällen - Google Patents

Description

Es ist allgemein bekannt, daß sich viele Kunststoffe durch be­ stimmte Lösemittel auflösen lassen. Aus solchen Lösungen kön­ nen diese Kunststoffe auch durch Zugabe bestimmter Fällmittel wieder ausgefällt werden. Hierdurch kann ein Kunststoff prin­ zipiell aus Verbundwerkstoffen, bestehend auch aus mehreren verschiedenden Kunststoffschichten, wiedergewonnen werden. Hierzu löst man einfach den wiederzugewinnenden Kunststoff mit einem geeigneten Lösemittel aus dem Kunststoffverbund heraus und versetzt die so gewonnene Lösung, bestehend aus wiederzugewinnendem Kunststoff und eingesetztem Lösemittel, mit einem geeigneten Fällmittel. Der aus dem Verbund heraus­ gelöste Kunststoff wird hierdurch ausgefällt und kann abgefil­ tert werden. Meist sind hierbei je doch größere Mengen an Fäll­ mittel erforderlich, da in der Regel als Fällmittel Stoffe einge­ setzt werden, die an sich Nichtlöser für den wiederzugewinnen­ den Kunststoff darstellen. Hierdurch wird das Lösemittel so weit mit Nichtlöser verdünnt, bis es seine lösenden Eigenschaften für den wiederzugewinnenden Kunststoff verliert. Insgesamt resul­ tiert also eine große Menge an Flüssigkeit (Lösemittel und Fällmittel), die, um eine wirtschaftliche Prozeßführung zu er­ möglichen, auch wieder getrennt werden muß, um im Gesamtpro­ zeß wiedereingesetzt werden zu können. Auch können sich bei diesem Vorgehen Azeotrope bilden. Die Trennung von Löse- und Fällmittel erfolgt meist mit einer Rektifikationskolonne deren Betriebskosten von der Menge des zu rektifizierenden Gemisches abhängen.

Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren, das geeignet ist, diesen Prozeß zu optimieren und die Betriebskosten so erheblich zu senken: Wird die Kunststofflösung in ein Medi­ um injiziert, dessen Temperatur höher liegt als der Siedepunkt des Lösemittels für den wiederzugewinnenden Kunststoff, so er­ folgt eine Verdampfung des Lösemittels in dem Medium, in das die Kunststofflösung injiziert wurde. Ist das Medium in das die Kunststofflösung injiziert wurde, ein Nichtlöser für den wieder­ zugewinnenden Kunststoff, so wird dieser Kunststoff bei diesem Vorgang freigesetzt werden. Das Gesamtsystem verläßt über die Gasphase somit das dampfförmige Lösemittel, das nur noch durch diejenigen Anteile an Medium (Nichtlöser), in das die Kunststofflösung injiziert wurde, verunreinigt ist, die sich durch den Partialdampfdruck des Mediums bei der Prozeß­ temperatur ergeben. Dieses Dampfgemisch kann nun sehr leicht durch eine Rektifikation getrennt werden und dem Prozeß erneut zugeführt werden. Insgesamt resultiert hierdurch ein sehr gut zu steuernder Prozeß.

Ein solches Verfahren ist bereits aus der kanadischen Patentschrift CA 617 788 bekannt. Dort werden Lösungen von Polyvinylchlorid in Tetra­ hydrofuran oder von Polyethylen in Tetrachlor­ kohlenstoff in kochendes Wasser getropft oder gesprüht. Nachteilig ist dabei aber, daß daß Polymer beim Eintritt in das Ausfällmedium nicht vollständig ausfällt und es zu Lösungsmitteleinschlüssen im Recyclat kommt. Eine kontinuierliche Einspeisung hat außerdem zur Folge, daß es neben dem negativen Effekt der Lösungsmitteleinschlüsse nicht zu einer wünschens­ werten Flockenbildung des Recyclats kommt, sondern zu einer Strangbildung, was zu einem Recyclat führt, das nicht unmittelbar verarbeitungsfähig ist und was den kontinuierlichen Abtransport des Recyclats unmöglich macht.

Aufgabe der Erfindung war es, die Nachteile des bekannten Verfahrens zu vermeiden. Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1, wonach die Lösung des wiederzugewinnenden Kunststoff mittels einer Dosierpumpe in den Nichtlöser injiziert wird.

Dosierpumpen sind oszillierende Verdrängerpumpen, die einen pulsierenden Förderstrom erzeugen (vgl. Günter Leuschner, Kleines Pumpen­ handbuch für Chemie und Technik, Verlag Chemie, Weinheim 1967, S. 251 und 325).

Alleine durch die oszillierende Injektion der Polymerlösung mittels Dosierpumpe in das Ausfällmedium ist gewährleistet, daß:

• - das Lösemittel vollständig verdampft und zurückgewonnen werden kann,
• - das Recyclat die gewünschte verarbeitungsfähige Form erhält (Flockenform),
• - das Recyclat über das Ausfällmedium abtransportiert werden kann,
• - das Recyclat die hohe Reinheit erzielt, mit der es erneut im originäre Verarbeitungsbereich eingesetzt werden kann.

Die Ausfällung des Kunststoffes erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren stets quantitativ da­ durch, daß man die Kunststofflösung in einen sehr hohen Über­ schuß eines Nichtlösers für diesen Kunststoff injiziert. Da die Temperatur des Nichtlösers höher liegt als der Siedepunkt des Lösemittels, erfolgt eine Verdampfung des Lösemittels, das dann das Gesamtsystem, wie weiter oben beschrieben, gasförmig ver­ läßt. Hierdurch wird stets ein sehr hoher Überschuß an Fäll­ mittel im Vergleich zur Menge an injizierter Kunststofflösung garantiert. Der freigesetzte wiederzugewinnende Kunststoff kann durch eine geeignete Fördereinrichtung aus dem Ausfäll­ system heraus gefördert werden, wodurch ein kontinuierlich ar­ beitender Prozeß möglich wird. Ein weiterer Vorteil des be­ schriebenen Verfahrens ist, daß man durch Steuerung der jeweils injizierten Menge an Kunststofflösung eine eventuell mögliche Azeotropbildung zwischen Lösemittel und Fällmittel vermei­ den kann, was die erforderliche Rektifikation des aufsteigenden Dampfgemisches bestehend aus Lösemittel und Fällmitteldäm­ pfen (s. oben) weiter vereinfacht. Wie in den Ansprüchen 4 und 5 beschrieben, können auch lösende Eigenschaften des Mediums, in das die Kunststofflösung injiziert wird, dazu benutzt werden, den wie­ derzugewinnenden Kunststoff weiter zu purifizieren. Mit der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren geschaffen, durch das lösliche Kunststoffe aus sortenunreinen kunstoffhal­ tigen Abfällen sehr sortenrein wiedergewonnen werden können und erneut einsetzbar sind. Gleichzeitig werden die Kosten zur Trennung von Löse- und Fällmittel durch das beschriebene Ver­ fahren deutlich gesenkt. Der prinzipielle Verfahrensablauf ist aus beiliegender Zeichnung ersichtlich.

Der wiederzugewinnende lösliche Kunststoff wird aus Kunst­ stoffabfällen in einem Extrakteur (1) durch ein geeignetes Lö­ semittel aufgelöst. Die so erhaltene Kunststofflösung wird mit einer Dosierpumpe (2) in ein Ausfällsystem (3) injiziert ,in dem das Fällmedium mit einer Heizung (4) über den Siedepunkt des Lösemittels, in dem der Kunststoff aufgelöst ist, aufgeheizt wur­ de. Der freigesetzte Kunststoff kann über eine Fördereinrich­ tung (5) aus dem Fällsystem entfernt werden. Das das Fällsy­ stem verlassende gasförmige Lösemittel wird wie beschrieben in einer Rektifikationseinheit (6) purifiziert. Die nichtauflösbaren Anteile der extrahierten Kunststoffabfälle können getrennt ent­ sorgt werden oder falls möglich als Füllstoffe wiedereingesetzt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Wiedergewinnung von löslichen Kunststoffen aus kunststoffhaltigen Abfällen gekennzeichnet durch fol­ gende Verfahrensschritte:

• - der wiederzugewinnende Kunststoff wird durch geeignete Lösemittel aus dem kunst­ stoffhaltigen Abfall herausgelöst;
• - die so gewonnene Lösung wird mittels einer Dosierpumpe in ein Medium injiziert, das für den entsprechenden Kunststoff einen Nichtlöser darstellt, wobei die Temperatur des Nichtlösers über der Siedetemperatur des Lösemit­ tels liegt, in dem der wiederzugewinnende Kunststoff auf­ gelöst ist, so daß das Lösemittel verdampft und der wie­ derzugewinnende Kunststoff freige­ setzt wird;
• - das verdampfte Lösemittel wird über eine Rektifikationsein­ heit wiedergewonnen, um eine geschlossene Prozeßführung zu möglichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Wiedergewinnung von Polystyrol oder modifizierten Polystyrolen, insbesondere ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer) oder SMAC (Styrolmaleinsäureanhydridco­ polymer), wobei als Löse­ mittel Aceton, Formal­ dehyddimethylacetal, Tetrahydrofu­ ran, Ethylacetat oder Methylacetat verwendet wird und als Nichtlöser Wasser.

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Wiedergewinnung von Polystyrol, modifizierten Polystyro­ len, Polycarbonaten oder Ethylenvinylacetat, wobei als Nichtlöser Öle, Benzine oder Alko­ hole eingesetzt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei dem der wiederzugewinnen­ de Kunststoff aus einem Abfallverbund herausgelöst wird, der mit dem verwendeten Lösemittel weitere Stoffe frei­ setzt, und der Nichtlöser, in den die Kunststofflösung injiziert wird, lösende Eigenschaften für die weiteren, freigesetzten Stoffe aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4 zur Wiedergewinnung von löslichen Kunststoffen, bei dem für kunst­ stoffhaltige Abfälle, die aus Polystyrol oder modifizierten Polystyrolen und einem weichgemachten Polyvi­ nylchlorid bestehen, als Lösemittel für das wiederzugewinnende Poly­ styrol oder modifizierte Polystyrol 1.1.1-Trichlorethan oder Formaldehyddimethylace­ tal eingesetzt wird, das gleichzeitig extrahierende Wirkung auf den im weich­ gemachten PVC befindlichen Weichmacher aufweist und als Nichtlöser, in den die Kunst­ stofflösung injiziert wird, Benzine, deren Siedepunkte über denjenigen der eingesetzten Lösemittel liegen und die gute lösende Eigenschaften für aus dem PVC mitherausgelöste Weichmacher aufweisen.