DE69533797T2

DE69533797T2 - Verwendung einer kunststoffabfall enthaltenden zusammensetzung als flüssigen brennstoff

Info

Publication number: DE69533797T2
Application number: DE1995633797
Authority: DE
Inventors: Jan-Erik Johansson; Jaakko Paatero
Original assignee: Ciba Spezialitaetenchemie Holding AG; Ciba SC Holding AG
Current assignee: BASF Schweiz AG
Priority date: 1994-07-19
Filing date: 1995-07-03
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2015-07-04
Also published as: FI943413A; WO1996002590A1; CA2195333A1; FI943413A0; CA2195333C; DE69533797D1; US5801204A; FI102286B; EP0771338B1; EP0771338A1; AU2794995A; FI102286B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flüssige Brennstoffzusammensetzung, wobei die Zusammensetzung Kunststoffabfallmaterial wie Polyethylen, Polyamid, Polystyrol, PVC, Acryl- und PET-Kunststoffmaterial, das in rückgewonnenem Abfall enthalten ist, umfaßt.
Aus Gründen des Umweltschutzes und der Energiesicherung ist das Ziel Kunststoffabfall wie Verpackungsmaterialien und industriellen Kunststoffabfall zurückzugewinnen und wiederzuverwenden. In einigen Fällen können Thermoplasten nach einem Reinigungsverfahren wieder verwendet werden. In den meisten Fällen ist Kunststoff jedoch Abfall, der für geeignete Anwendungen als Füllmaterial oder Brennstoff verwendet wird.
Kürzlich ist vorgeschlagen worden, daß Kunststoff in Straßenbelägen verwendet wird, um deren Qualität zu verbessern, zum Beispiel zur Verstärkung. Es ist ebenso vorgeschlagen worden, daß Kunststoffabfälle fein zerstückelt und als solches mit Bitumen, als eine emulgierte wässerige Lösung mit Emulsionsbitumen gemischt werden oder mit Lösungsmitteln gelöst und mit Bitumen gemischt werden.
Es ist sehr schwer fein zerstückelten Kunststoffabfall gleichmäßig in Bitumen zu mischen. Der Kunststoff mischt sich unvollständig oder wird ungleichmäßig in der Zusammensetzung verteilt, wodurch die Bindemittelzusammensetzung schwer zu handhaben ist und gewünschte Verstärkung des Straßenbelags nicht erreicht wird.
Der Kunststoff kann durch Auflösung gleichmäßig in dem Bitumen verteilt oder dispergiert werden. Jedoch haben die Lösungsmittel, die zuvor für die Verwendung vorgeschlagen worden ihre Nachteile – viele sind toxisch, einige verursachen, daß sich die Eigenschaften verschlechtern, oder die erforderlichen Mengen sind relativ groß.
Die finnische Patentanmeldung FI 922455 schlägt die Verwendung von Tallharz, Holzharz, Balsamharz, Tallöl oder deren Derivaten als Lösungsmittel bei der Dispergierung von Kunststoffabfall in Bitumen vor. Diese Substanzen werden jedoch in relativ großen Mengen benötigt, um den gewünschten Lösungsmitteleffekt zu erreichen.
Kürzlich ist ebenso vorgeschlagen worden, daß Kunststoffabfall verbrannt wird. Jedoch ist das Einspeisen und die Dosierung von fein zerstückeltem Kunststoffabfall in eine Müllverbrennungsanlage schwierig. Die Einspeisung von Kunststoffabfall erfordert ihren eigenen Einspeisungsapparat und dieser kann zum Beispiel nicht als Brennstoff für einen Ölheizkessel verwendet werden.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue flüssige Brennstoffzusammensetzung bereitzustellen, die Kunststoffabfall enthält.
Kunststoffabfallmaterial wird zumindest teilweise durch das Mischen mit einem Lösungsmittel erzeugt, das hauptsächlich aus

– tierischen und/oder pflanzlichen Fetten;
– Abfallfetten, die bei der Raffination tierischer und/oder pflanzlicher Fette gebildet worden sind, oder anderen Produkten wie rohen Fettsäuren, die als Nebenprodukte der Raffination von Fetten erhalten worden sind, oder Fettsäuren oder Pech, erhalten bei der Destillierung hydrolysierter Fette;
– synthetischen Fettsäuren oder Fettsäurezusammensetzungen oder
– Gemischen der obigen

Gemäß der Erfindung werden natürliche Fette oder Fettsäuren oder andere Bestandteile, die bei ihrer Raffination gebildet werden, als das Lösungsmittel oder Dispergierungsmittel des Kunststoffabfallmaterials für die Dispergierung des Kunststoffabfalls, zum Beispiel in Bitumen oder Brennstofföl verwendet.
Nebenprodukte oder Abfall, die durch die Lebensmittelindustrie oder bei der Verarbeitung oder Raffination von Lebensmittelprodukten oder Rohmaterialien für Lebensmittelprodukte erzeugt werden, können oftmals als erfindungsgemäße Lösungsmittel verwendet werden. Die Erfindung macht somit die Nutzung von Abfällen möglich.
Insbesondere tierische und/oder pflanzliche Fette oder natürliche Substanzen, die eng mit denen verwandt sind, die als das Hauptprodukt oder Nebenprodukt der Raffination, Hydroly se, Destillation oder Behandlung der Fette auf eine andere ähnliche Art erhalten werden, können gemäß der Erfindung verwendet werden.
Natürliche Fette sind Triglyceridzusammensetzungen, die ebenso freie Fettsäuren, Wachse und andere Substanzen enthalten.
Das erfindungsgemäße Lösungsmittel kann aus tierischen Fetten gebildet werden, die zum Beispiel:

– Rinder- oder Hammeltalg, der hauptsächlich die verbreitetsten Fettsäuren enthält, nämlich Öl-, Palmitin- und Stearinsäuren;
– Schweinefett, das genau wie Talg die verbreitetsten Fettsäuren enthält, am meisten Ölsäure;
– Walöle und Fischöle, das heißt, Fette, die aus Meerestieren erhalten wurden, die hauptsächlich flüssig sind, und
– Abfallfette, die aus der Fellindustrie und Schlachthäusern zurückerhalten wurden, Tötungsfette,

Das erfindungsgemäße Lösungsmittel kann aus pflanzlichen Fetten gebildet werden, die zum Beispiel:

– Sojabohnenöl, das heißt, das Öl, das aus Sojabohnen erhalten wird. Sojabohnenöl ist ein wichtiges Rohmaterial aus der Margarineindustrie, ebenso wie aus anderen Sektoren der Lebensmittelindustrie;
– Rapsaatenöl, das ebenso ein wichtiges Rohmaterial aus der Lebensmittelindustrie, wie der Margarineindustrie ist;
– Sonnenblumenöl, das aus Sonnenblumensamen gemacht wird und große Mengen an Linolensäuretriglyceriden enthält;
– Baumwollsamenöl;
– Palmöl und Palmkernöl;
– Kokosnußöl und Kokosnußbutter. Die Butter enthält große Mengen an Laurin- und Myristinsäuretriglyceriden;

Pflanzliche Fette enthalten hauptsächlich Triglyceride von ungesättigten Fettsäuren und sind daher ölig. Palmkernöl und Kokosnußbutter sind jedoch fest.
Fette und Fettsäuren in flüssiger Form können oftmals als solches als das erfindungsgemäße Lösungsmittel verwendet werden. Sogar verwendete auf pflanzlichem Öl-basierende Hydraulikflüssigkeit oder die Brat-/Fritieröle die zum Beispiel in Hamburgerrestaurants verwendet werden, können als das erfindungsgemäße Lösungsmittel verwendet werden, möglicherweise nach einer gewissen Reinigung und Filtration.
Die rohe Fettsäure, die als ein Nebenprodukt der Raffination von Fetten, Destillation oder Behandlung von Fettsäuren mit einem Alkali erzeugt wird, ist besonders gut für die Verwendung als das erfindungsgemäße Lösungsmittel geeignet. Fette die raffiniert werden sollen, enthalten oftmals 1 bis 5% freie Fettsäuren, die aus dem Fett in Verbindung mit Raffination, zum Beispiel vor der Herstellung von Lebensmittelölen, entfernt werden.
Auf der anderen Seite sind die Fettsäuren, die während des Splittens/der Hydrolyse zum Beispiel von Tötungsfetten (= Fette, die aus der Fellindustrie und Schlachthäusern erhalten werden) oder von anderen Fetten bei einer hohen Temperatur und unter Hochdruck in einem Autoklaven gebildet werden, ebenso gut für die Verwendung als das erfindungsgemäße Lösungsmittel geeignet. Es ist offensichtlich sehr vorteilhaft, das Pech oder ähnlicher Abfall oder das Nebenprodukt, daß bei der Destillation dieser Fettsäuren gebildet wird, als das Lösungsmittel zu verwenden, wenn es nicht anderweitig verwendet werden kann.
Im allgemeinen kann gesagt werden, daß bevorzugt Fette, Fettsäuren oder dergleichen, die ihren Ursprung in natürlichen Fetten mit Fettsäurekohlenwasserstoffketten von C₁₀-C₂₂ haben und deren Kohlenwasserstoffketten eine konstante Anzahl an Kohlenstoffmolekülen aufweisen, als das erfindungsgemäße Lösungsmittel verwendet werden.
Synthetische Fettsäuren können offensichtlich ebenso für die Verwendung als das Lösungsmittel in dem erfindungsgemäßen Verfahren in Betracht gezogen werden.
Das Fett oder die Fettsäure oder das Fettsäurederivat agieren als ein Medium für das gleichmäßige Mischen des Kunststoffs in dem Bitumen, um einen Brennstoff mit einheitlicher Qualität zu erhalten.
Es scheint, daß bestimmte Gemische aus Fettsäuren und Triglyceriden eine vorteilhafte Wirkung auf die Fluidität der Kunststoffzusammensetzung und ihre Penetration, zum Beispiel in Bitumen, hat. Natürliche Fette enthalten Triglyceride.
Tests zeigen, daß Kunststoff, der 95% Polyethylen und 5% Polyamid enthält, vollständig mit Bitumen BIT800 bei einer Temperatur von 200°C gemischt werden kann, wenn die Zusammensetzung wie folgt aussieht: 86% Bitumen, 10% Kunststoff und 4% Fett/Fettsäure-Gemisch.
Ein Test hat ebenso gezeigt, daß bemerkenswert weniger Fett/Fettsäurezusammensetzung, die von natürlichen Fetten abstammt, erforderlich ist, zum Beispiel um den Kunststoff in Bitumen zu dispergieren, als die erforderliche Menge an Tallharz, die erforderlich ist, um dieselbe Wirkung zu erreichen. Tests zeigen, daß folgendes erforderlich ist, um eine flüssige Kunststoffzusammensetzung zu erzeugen:
Das heißt, nur ein Teil der Fett-/Fettsäurezusammensetzung wird für drei Teile Kunststoff benötigt. Tallharz ist fast in derselben Menge erforderlich wie Kunststoff.
Üblicherweise wird bevorzugt zuerst das Grundkunststoffmaterial zu Bitumen und erst danach die Fett-/Fettsäurezusammensetzung zu diesem Gemisch bei erhöhter Temperatur zugegeben. Die Fett-/Fettsäurezusammensetzung wird bei einer Temperatur von 150°C bis 250°C, bevorzugt bei > 200°C zugegeben. Je nach Bedarf kann das Lösungsmittel natürlich zuerst mit dem Kunststoff gemischt werden und dann diese teilweise flüssige Zusammensetzung mit dem Bitumen.
Die Erfindung hat daher die folgenden Vorteile:

– Kunststoffabfall kann zumindest teilweise flüssig gemacht werden;
– Kunststoffabfall kann leicht in Bitumen oder dergleichen dispergiert (gelöst) werden;
– Fett/Fettsäuren erleichtern die Penetration des Kunststoffs in Bitumen oder dergleichen;
– Kunststoffabfall kann als Brennstoff genutzt werden.

Allgemein gesagt, ist der ganze Vorteil der Erfindung offensichtlich der, daß die Nutzung sowohl von Kunststoffabfall als auch von Abfallfetten und Nebenprodukten aus der Fettindustrie unterstützt wird. Durch die Erfindung kann zum Beispiel der Kunststoff, der in Kunststoffbeschichteten Verpackungsmaterialien der Lebensmittelindustrie, wie Milchkartons, enthalten ist, als Brennstoff wieder verwendet werden.
Ein Lösungsmittel, das auf natürlichen Fetten basiert, ist außerdem eine umweltfreundliche, erneuerbare natürliche Quelle. Ferner bilden Fette kein Schwefeldioxid, wenn sie verbrannt werden.

Claims

Verwendung einer Zusammensetzung, enthaltend – Brennstofföl, – Kunststoffabfallmaterial und – ein Dispergierungsmittel, das den Kunststoffabfall in dem Brennstofföl dispergiert, wobei das Dispergierungsmittel – tierische und/oder pflanzliche Fette; – Abfallfette, die bei der Raffination tierischer und/oder pflanzlicher Fette gebildet worden sind, rohe Fettsäuren, die als Nebenprodukte der Raffination von Fetten erhalten worden sind, Fettsäuren oder Pech, erhalten bei der Destillation hydrolysierter Fette; – synthetische Fettsäuren oder Fettsäurezusammensetzungen oder – Gemische von diesen enthalten als ein flüssiger Brennstoff.
Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das verwendete Kunststoffabfallmaterial Polyethylen, Polyamid, Polystyrol, PVC, Acryl- oder PET-Kunststoffmaterial ist, das in wieder aufbereitetem Abfall enthalten ist.
Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch charakterisiert, dass das verwendete Kunststoffabfallmaterial Kunststoff-enthaltendes Papier oder Kunststoff-enthaltenden Karton enthält, die in Zusammenhang mit der Sammlung von Papier- und Kartonabfall wiedergewonnen worden sind.
Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch charakterisiert, dass die tierischen Fette Öl-, Palmitin- und Stearinsäure enthalten.
Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch charakterisiert, dass die pflanzlichen Fette Sojabohnenöl, Rapssamenöl, Sonnenblumenöl, Palm- und Palmkernöl, Kokosnussöl oder Gemische von diesen enthalten.
Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch charakterisiert, dass die verwendeten pflanzlichen Fette Triglyceride ungesättigter Fettsäuren enthalten.