EA012974B1 - Способ переработки вспененного полистирола - Google Patents
Способ переработки вспененного полистирола Download PDFInfo
- Publication number
- EA012974B1 EA012974B1 EA200800317A EA200800317A EA012974B1 EA 012974 B1 EA012974 B1 EA 012974B1 EA 200800317 A EA200800317 A EA 200800317A EA 200800317 A EA200800317 A EA 200800317A EA 012974 B1 EA012974 B1 EA 012974B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- polystyrene
- solvent
- butanol
- carried out
- precipitant
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000004794 expanded polystyrene Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title abstract description 5
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical group CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 100
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims abstract description 99
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims abstract description 99
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 57
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical group COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 17
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 16
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 12
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 11
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 10
- 229920006248 expandable polystyrene Polymers 0.000 claims description 10
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 5
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 claims description 5
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 5
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- DEIGXXQKDWULML-UHFFFAOYSA-N 1,2,5,6,9,10-hexabromocyclododecane Chemical compound BrC1CCC(Br)C(Br)CCC(Br)C(Br)CCC1Br DEIGXXQKDWULML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012296 anti-solvent Substances 0.000 abstract 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 17
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 14
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Natural products OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 2-propanol Substances CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 6
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 5
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 5
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N limonene Chemical compound CC(=C)C1CCC(C)=CC1 XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N n-propyl alcohol Natural products CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 4
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 4
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005910 alkyl carbonate group Chemical group 0.000 description 2
- -1 alkylene glycols Chemical class 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- QLVWOKQMDLQXNN-UHFFFAOYSA-N dibutyl carbonate Chemical compound CCCCOC(=O)OCCCC QLVWOKQMDLQXNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 229940087305 limonene Drugs 0.000 description 2
- 235000001510 limonene Nutrition 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UDSFAEKRVUSQDD-UHFFFAOYSA-N Dimethyl adipate Chemical compound COC(=O)CCCCC(=O)OC UDSFAEKRVUSQDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MUXOBHXGJLMRAB-UHFFFAOYSA-N Dimethyl succinate Chemical group COC(=O)CCC(=O)OC MUXOBHXGJLMRAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001585714 Nola Species 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000010724 circulating oil Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N methyl monoether Natural products COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000002896 organic halogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000010816 packaging waste Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002110 toxicologic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/06—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
- C08J11/08—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions using selective solvents for polymer components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C08L25/06—Polystyrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
- C08J2325/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C08J2325/06—Polystyrene
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
Данное изобретение относится к усовершенствованному способу переработки вспененного полистирола. Указанный способ, по существу, включает уменьшение объема вспененного полистирола посредством растворения в растворителе, отделение нерастворимых компонентов, селективное осаждение полистирола осадителем, отделение, сушку и экструзию осажденного полистирола, выделение путем перегонки и возвращение в процесс растворителя. Способ отличается тем, что осадителем является бутанол, выбранный из н-бутанола, изобутанола или втор-бутанола, а растворителем является диметилкарбонат, один или в смеси, содержащей до 25 мас.% бутанола.
Description
Данное изобретение относится к усовершенствованному способу повторной переработки вспененного полистирола.
Более конкретно, оно относится к способу, включающему уменьшение объема вспененного полистирола посредством растворения в растворителе, отделение нерастворимых компонентов, селективное осаждение полистирола осадителем, отделение, сушку и экструзию осажденного полистирола, извлечение путем перегонки и возвращение в процесс растворителя.
Вспененный полистирол, благодаря его низкой теплопроводности и хорошей ударопрочности, применяют в больших количествах в качестве упаковочного материала для различных продуктов и в качестве теплоизолирующего материала для зданий и холодильных установок. Поскольку его удельный вес очень низок, отходы, образующиеся из этих материалов, и отходы производства вспененного полистирола чрезвычайно объемны и, следовательно, их перевозка и последующее размещение на свалках являются проблематичными.
С другой стороны, переработка материалов этих отходов путем сжигания также является проблематичной, поскольку они могут препятствовать процессу горения в установке для сжигания, а также могут вызывать образование токсичных газов.
Некоторые типы вспененного полистирола, которые содержат бромированные огнезащитные добавки, фактически могут при сжигании приводить к образованию чрезвычайно токсичных полибромированных диоксинов. Из этих соображений отходы продуктов из вспененного полистирола следует переработать, уменьшая на первой стадии объем, а затем регенерируя полистирол.
Обычные способы уменьшения объема и переработки полистирола, которые включают обработку термомеханическим прессованием, не позволяют отделять полистирол от других продуктов, присутствующих во вспененном полистироле, и к тому же имеют значительные недостатки, вызывая частичную окислительную деструкцию полимера и таким образом снижая его качество (Капо, 8ιιζιι1<ί. 1. 1ри. Раск. 1п8к., 31, 33, 1993; §а§ао, Нагайе ек а1., Кадаки Кодуо, 66, 395, 1992).
Другой способ уменьшения объема и переработки вспененного полистирола, описанный в литературе, который не имеет вышеописанных недостатков, включает растворение полимера в органическом растворителе.
Последующее извлечение полистирола из раствора осуществляют испарением растворителя или осаждением путем добавления воды или осадителя.
Однако этот тип процессов, описанных в литературе, также имеет несколько недостатков, которые осложняют их промышленное применение; среди этих недостатков применение растворителей, токсичных и опасных для человеческого организма и окружающей среды, как в случае использования ароматических или галогенированных органических соединений;
нестабильность и изменчивость характеристик, качества, доступности на рынке и цены;
неприемлемые органолептические характеристики, как в случае применения в качестве растворителя лимонена;
недостаточное или нулевое удаление добавок, содержащихся в обрабатываемом материале, что является причиной плохого качества извлеченного полистирола, как в случае извлечения из раствора путем испарения или путем осаждения, происходящего при добавлении воды или слабо селективных органических осадителей, таких как насыщенные углеводороды. Примерами добавок, которые должны быть отделены от полистирола, являются бромированные огнезащитные добавки, такие как, например, гексабромциклододекан (ГБЦД), и промоторы огнезащитных добавок, такие как, например, дикумилпероксид (ДКП). Эти добавки следует удалять из полистирола во избежание образования токсичных газов, деструкции и окрашивания полимера в ходе последующей операции экструзии;
сложность в выделении и сушке, что является причиной плохого качества извлеченного полистирола, как в случае извлечения путем испарения из высококипящих растворителей или осаждения из растворителей с низкой летучестью, таких как алкиленгликоли;
сложность перевода в раствор (низкая скорость растворения и низкая концентрация или высокая вязкость раствора), как в случае использования растворителей с низкой летучестью, таких как двухосновные сложные эфиры, простые и сложные эфиры гликолей;
сложность фракционирования смеси растворитель/осадитель после извлечения полистирола и сложность возвращения растворителя на стадию растворения полистирола. В частности, поскольку осадитель обычно используют в большом избытке (до 10-15-кратного по массе по сравнению с растворителем), особенно осложняются процессы, которые при использовании высококипящих растворителей и более летучих осадителей требуют в ходе стадии разделения перегонкой смеси растворитель/осадитель перегонки всего осадителя, содержащегося в смеси, чтобы обеспечить возможность возврата растворителя на стадию растворения стирола, с потреблением огромного количества энергии и экономическим бременем для процесса, что делает нежелательным промышленное применение.
Для преодоления этих недостатков и разработки процессов, которые можно применить в промышленном масштабе, были исследованы системы растворитель/осадитель, имеющие улучшенные характеристики по отношению к известным системам, описанным в данной области техники.
Например, в японских заявках 1Р 11-005865, 1Р 11-080418 и международной патентной заявке
- 1 012974 \νϋ 2005/023922 описаны превосходные свойства алкилкарбонатов в целом как растворителей в отношении вспененного полистирола.
В патентных заявках ДР 11-080418, ΌΕ 10207336, И8 5232954 и νθ 2005/023922 описаны оптимальные свойства низкокипящих спиртов в целом в качестве осадителей. Эти спирты характеризуются тем, что не являются растворителями для полистирола, являясь хорошими растворителями для добавок, содержащихся в самом полистироле, так что они позволяют провести селективное осаждение чистого полистирола и его отделение от добавок, которые остаются в растворе.
Авторами открыт способ, основанный на использовании особого сочетания растворителя и осадителя, который позволяет извлечь вспененный полистирол хорошего качества без сложностей при фракционировании смеси растворитель/осадитель и без каких-либо сложностей в повторном возвращении растворителя на стадию растворения полистирола.
В соответствии с этим, предметом изобретения является способ извлечения полистирола из материалов отходов, содержащих вспененный полистирол, по существу, включающий:
ί) уменьшение объема вспененного полистирола посредством растворения в растворителе;
ίί) отделение нерастворимых компонентов;
ίίί) осаждение из раствора полистирола посредством осадителя;
ίν) отделение, промывку и сушку осажденного полистирола;
ν) фракционирование путем перегонки компонентов маточного раствора, использованного для осаждения и промывки, выделение растворителя из верхней части перегонной колонны и возвращение его на стадию (ί) и извлечение осадителя из нижней части перегонной колонны;
характеризующийся тем, что осадитель представляет собой бутанол, выбранный из н-бутанола, изобутанола или втор-бутанола, а растворитель представляет собой диметилкарбонат, один или в смеси, содержащей до 25 мас.% бутанола.
Особую полезность использования диметилкарбоната в качестве растворителя, в сочетании с бутанолом в качестве осадителя, следует рассматривать как совершенно неожиданную.
Действительно, было известно, что диметилкарбонат образует с низкокипящими спиртами, содержащими от 1 до 4 атомов углерода, трудно разделяемые азеотропные смеси с минимальной температурой кипения, как описано, например, в работе Поблсщсх с1 а1., ЕЬиГО РНА8Е ЕОШЫВПА («Равновесия в жидких фазах»), 201, 187-201, 2002. Также было логично предполагать, что эти смеси не могут быть хорошими растворителями для полистирола ввиду присутствия спирта, имеющего известные свойства осадителя. Это и в самом деле имеет место и это было продемонстрировано авторами изобретения в случае азеотропных смесей диметилкарбоната с метиловым, этиловым, н-пропиловым, изопропиловым и трет-бутиловым спиртом.
Удивительно также, что смесь, содержащая диметилкарбонат и до 25 мас.% бутанола, также позволяет провести снижение объема и растворение вспененного полистирола при комнатной температуре за очень короткое время и легко получить растворы с высокой концентрацией полимера в условиях и с результатами, практически сравнимыми с результатами, полученными при использовании только диметилкарбоната, и лучшими, чем результаты, полученные при использовании других алкилкарбонатов.
Следует указать, что использование диметилкарбоната (или смеси, содержащей диметилкарбонат и бутанол в вышеуказанных соотношениях) в качестве растворителя и бутанола в качестве осадителя, согласно данному изобретению, является существенным для легкого извлечения растворителя путем перегонки из маточного раствора, используемого для осаждения и промывки полистирола, после отделения последнего, без необходимости осуществления перегонки осадителя, добавленного в большом избытке для достижения осаждения полистирола.
Применение диметилкарбоната в качестве растворителя и низкокипящих спиртов, не относящихся к данному изобретению, таких как метанол, этанол, пропанол, изопропанол или трет-бутанол, в качестве осадителей потребовало бы дорогостоящих и неэкономичных операций разделения компонентов азеотропной смеси для извлечения диметилкарбоната.
Применение высших карбонатов, таких как диэтилкарбонат и дипропилкарбонат или дибутилкарбонат, может, в свою очередь, не только существенно осложнить растворение полистирола, скорость которого может снизиться, но также вызывает необходимость в перегонке всего осадителя, содержащегося в смеси, на стадии разделения путем перегонки смеси растворитель-осадитель, для обеспечения возможности возврата растворителя на стадию растворения полистирола, что связано с огромным потреблением энергии и экономическим бременем для процесса, делая его нежелательным для применения в промышленном масштабе.
Предложенный способ - предмет настоящего изобретения - имеет многочисленные преимущества по отношению к известным способам на всех стадиях, с которыми он связан.
Диметилкарбонат и бутанол представляют собой стабильные соединения, они являются недорогими, широко распространенными в производственной практике, имеют умеренную пожароопасность и подходящие токсикологические и экотоксикологические свойства.
Уменьшение объема и растворение вспененного полистирола в растворителе происходит при комнатной температуре за очень небольшое время и получаются растворы с высокой концентрацией поли- 2 012974 мера и с умеренной вязкостью, что облегчает операцию отделения нерастворимой фракции, например, путем фильтрования.
Растворитель, применяемый при снижении объема и растворении вспененного полистирола, легко можно извлечь путем перегонки маточного раствора, применяемого для осаждения и промывки полистирола, после отделения последнего без необходимости перегонки осадителя, добавленного в большом избытке для получения осадка полистирола, получая вследствие этого значительную экономию энергии и денежных средств.
Применение бутанола в качестве осадителя для осаждения полистирола из растворителя гарантирует высокую селективность удаления добавок и легкое отделение и сушку полистирола при умеренных условиях по вакууму и температуре, вследствие чего обеспечивается высокое качество извлеченного полимера, который можно подвергнуть последующей экструзии без окрашивания и без снижения молекулярной массы.
При проведении процесса в соответствии с вариантом реализации данного изобретения растворитель, в котором осуществляют снижение объема и растворение вспененного полистирола, дополнительно содержит насыщенный алифатический или циклический углеводород, имеющий число атомов углерода, равное или меньше 7, или смесь указанных углеводородов при концентрации в смеси в диапазоне от 0,1 до 35 мас.%. Этот углеводород обычно содержит 5 атомов углерода, он попадает в процесс с материалом отходов, содержащих вспененный полистирол, подвергаемый обработке, и представляет собой остаток применяемого вспенивающего агента, который все еще содержится в этом материале. Этот остаток вспенивающего агента обычно содержится в материале отходов, содержащих подвергаемый обработке вспененный полистирол, в концентрации, варьирующей от 0,1 до 1,5 мас.%.
Неожиданно оказалось, что при работе в соответствии с вышеуказанным вариантом реализации данного изобретения смесь растворителей, содержащая диметилкарбонат (или диметилкарбонат и бутанол в соотношениях, указанных выше), и дополнительно - насыщенный алифатический или циклический углеводород, позволяет осуществить снижение объема и растворение вспененного полистирола при комнатной температуре за чрезвычайно малое время, а также легко получить растворы с высокой концентрацией полимера, при условиях и с результатами, полностью сравнимыми с результатами, полученными в отсутствие указанных углеводородов, и даже превосходящими их. Действительно, как известно, указанные насыщенные алифатические или циклические углеводороды, подобно спиртам и в добавление к ним, также являются осадителями, которые осаждают полистирол из его растворов, как описано, например, в международной патентной заявке \¥О 2003/35729.
Следует еще раз указать, что, если вспененный полистирол, подвергаемый переработке, содержит насыщенный алифатический или циклический углеводород, например пентан, являющийся остатком применяемого вспенивающего агента, обычно в концентрации, варьирующей от 0,1 до 1,5 мас.%, который накапливается в технологических потоках в ходе их возвращения в процесс, то использование смеси растворителей, содержащей диметилкарбонат (или диметилкарбонат и бутанол в вышеуказанных соотношениях), и дополнительно насыщенный алифатический или циклический углеводород в концентрации от 0,1 до 35 мас.% в этой смеси, позволяет свести к минимуму участвующие в процессе промывные потоки, со значительной выгодой в отношении их переработки и стоимости при использовании в промышленном масштабе.
Материал, подвергаемый обработке, может быть любым материалом отходов, содержащих вспененный полистирол, таким как, например, отходы промышленного производства (до использования), лом из устройств для нарезки и переработки, отходы упаковки, полученные при дифференцированном сборе городских отходов, вспененный полистирол из сельскохозяйственных областей применения (поддоны для семян) и т.д. Материал, подвергаемый обработке, может также содержать и обычно действительно содержит одну или более из обычных добавок, таких как пластификаторы, антиоксиданты, стабилизаторы, красители и т.д., в частности, огнезащитные добавки, такие как бромированные огнезащитные добавки, например гексабромциклододекан (ГБЦД), и промоторы огнезащитных добавок, например дикумилпероксид (ДКП). Материал, подлежащий обработке, можно также подвергнуть операции предварительного механического прессования до достижения плотности, например, около 0,1 кг/л.
При работе согласно изобретению растворение вспененного полистирола осуществляют при атмосферном давлении в аппарате, предпочтительно снабженном мешалкой, при температуре обычно в диапазоне от 20 до 70°С.
Концентрация полистирола в растворе находится в диапазоне от 5 до 50 мас.%, предпочтительно в диапазоне от 15 до 40 мас.%.
В соответствии с вариантом реализации данного изобретения растворению предшествует, если это необходимо, нарезка обрабатываемого материала, содержащего вспененный полистирол, по обычной технологии, например, посредством вращающихся ножей, на куски или блоки, имеющие максимальные размеры обычно в диапазоне от 0,1 до 100 см, предпочтительно от 1 до 50 см.
Возможно присутствующие нерастворимые компоненты отделяют от раствора полистирола посредством обычных способов разделения твердых веществ и жидкостей, таких как, например, декантация, фильтрование и центрифугирование.
- 3 012974
Осаждение полистирола осуществляют при температуре в диапазоне от 10 до 70°С, предпочтительно в диапазоне от 15 до 50°С. Количество применяемого осадителя в массовом соотношении с растворителем находится в диапазоне от 2:1 до 20:1, предпочтительно от 5:1 до 15:1.
Осаждение полистирола предпочтительно осуществляют путем подачи раствора полистирола в осадитель, поддерживаемый в режиме турбулентного перемешивания. Подачу раствора полистирола предпочтительно осуществляют в нижнюю часть реактора осаждения, ниже перемешивающей системы, при скорости потока, которая не оказывает существенного влияния на процесс и находится в диапазоне от 50 до 8000 г/(ч-л осадителя). Турбулентное перемешивание в ходе стадии осаждения полистирола позволяет получить осадок твердого вещества, избегая образования геля и сводя к минимуму включение в осадок растворителя и добавок. Действуя таким образом, получают осадок, имеющий средний размер частиц порядка 30 мкм.
Осадок полистирола отделяют посредством обычных способов, таких как декантация, центрифугирование или фильтрование, предпочтительно фильтрованием. Эту операцию осуществляют при температуре в диапазоне от 10 до 70°С, предпочтительно от 15 до 50°С. Отделенное твердое вещество промывают с использованием осадителя, применяемого для получения осадка. Эту промывку проводят при температуре в диапазоне от 10 до 80°С, предпочтительно от 15 до 70°С, выливая промывочную жидкость на фильтр, содержащий твердое вещество; или же путем получения взвеси твердого вещества в промывочной жидкости, оставления этой суспензии при перемешивании в течение периода от 1 до 24 ч, а затем отделения твердого вещества путем декантации, центрифугирования или фильтрования; или же путем экстракции в непрерывном режиме с использованием экстрактора, например, типа Сокслета. Количество применяемой промывной жидкости находится в диапазоне от 3 до 20 л/кг твердого продукта, предпочтительно от 5 до 10 л/кг твердого продукта.
Полимер сушат при температуре от 50 до 180°С, предпочтительно от 80 до 150°С, и при давлении от 760 до 10 мм рт.ст. (101,3-1,33 кПа), предпочтительно от 50 до 550 мм рт.ст. (от 6,67 до 73,3 кПа).
Высушенный полимер экструдируют с помощью экструдеров обычного типа.
Для отделения растворителя от осадителя жидкость, поступающую со стадии отделения полистирола, и промывную жидкость смешивают и подвергают перегонке традиционными способами, обычно при атмосферном давлении, получая из верхней части перегонной колонны диметилкарбонат (или смесь диметилкарбоната и бутанола в вышеупомянутых соотношениях), представляющий собой растворитель, возвращаемый на стадию растворения полистирола; а из нижней части колонны - осадитель (бутанол), который возвращают на стадию осаждения полистирола.
Верхний погон, получаемый из перегонной колонны, в дополнение к диметилкарбонату (или смеси диметилкарбоната и бутанола в вышеупомянутых пропорциях) может дополнительно содержать насыщенный алифатический или циклический углеводород, имеющий количество атомов углерода, равное или менее 7, или смесь указанных углеводородов. Этот углеводород обычно содержит 5 атомов углерода, и его вводят в процесс с материалом отходов, содержащим вспененный полистирол, подвергаемый обработке; он представляет собой остаток все еще содержащегося в нем применяемого вспенивающего агента.
Этот остаток вспенивающего агента обычно содержится в материале отходов, содержащем вспененный полистирол, подвергаемый обработке, в концентрации от 0,1 до 1,5 мас.%. В этом случае из верхнего погона перед возвращением на стадию растворения полистирола удаляют промывной поток в количестве, необходимом для поддержания в возвращаемом потоке концентрации углеводорода или смеси углеводородов в диапазоне от 0,1 до 35 мас.%. Промывной поток можно обработать с использованием обычных способов, например посредством дополнительной перегонки, для извлечения углеводорода, который утилизируют в качестве отходов, в то время как диметилкарбонат (и, возможно, бутанол), которые в нем содержатся, выделяют и возвращают в процесс.
Поток, извлеченный из нижней части перегонной колонны, обрабатывают для отделения возможных добавок, которые можно извлечь или утилизировать в качестве отходов.
Описанный способ позволяет извлечь полистирол без изменения его свойств, поскольку он дает возможность отделить нежелательные добавки от полимера.
Представленные далее примеры представлены с целью иллюстрации изобретения и не носят ограничивающего характера.
Применяемый в этих примерах вспененный полистирол является полистиролом огнестойкого типа и характеризуется среднемассовой молекулярной массой 200000, содержанием брома 0,545% и содержанием дикумилпероксида 0,19%.
Пример 1.
В этом примере оценивали способность вспененного полистирола растворяться в диметилкарбонате.
Кубик вспененного полистирола, имеющий объем 125 см3 (длина=5 см, ширина=5 см, высота=5 см), при комнатной температуре погружают в лабораторный стакан, содержащий 20 мл растворителя, и замеряют время, необходимое для полного растворения полистирола.
Показано, что полистирол полностью растворяется примерно через 45 с.
Пример 2.
Пример 1 повторяли с использованием смеси, содержащей диметилкарбонат и н-бутанол в массо
- 4 012974 вом соотношении 90:10.
Показано, что полистирол полностью растворяется примерно через 75 с.
Пример 3.
Пример 1 повторяли с использованием азеотропной смеси, содержащей диметилкарбонат и изобутанол (массовое соотношение 92:8).
Показано, что полистирол полностью растворяется примерно через 68 с.
Пример 4.
Пример 1 повторяли с использованием азеотропной смеси, содержащей диметилкарбонат и вторбутанол (массовое соотношение 85:15).
Показано, что полистирол полностью растворяется примерно через 103 с.
Пример 5.
Пример 1 повторяли с использованием смеси, содержащей диметилкарбонат и н-пентан в массовом соотношении 95:5.
Показано, что полистирол полностью растворяется примерно через 40 с.
Пример 6.
Пример 1 повторен с использованием смеси, содержащей диметилкарбонат и н-пентан в массовом соотношении 90:10.
Показано, что полистирол полностью растворяется примерно через 46 с.
Пример 7.
Пример 1 повторен с использованием смеси, содержащей диметилкарбонат, н-бутанол и н-пентан в массовом соотношении 80:10:10.
Показано, что полистирол полностью растворяется примерно через 75 с.
Примеры 8-14 (сравнительные).
Пример 1 повторяли с использованием различных смесей, известных в технике. Результаты приведены в таблице.
| Пример | Растворитель | Время растворения (сек.) |
| 8 | Диэтипкарбонат | Примерно 110 |
| 9 | Ди-н-пропилкарбонат | Примерно 180 |
| 10 | Ди-н-бутилкарбонат | Примерно 290 |
| 11 | Диметиловый эфир диэтиленгликоля | Примерно 165 |
| 12 | Лимонен | Примерно 290 |
| 13 | Диметиловый эфир янтарной кислоты | Примерно 440 |
| 14 | Диметиловый эфир адипиновой кислоты | Примерно 580 |
Примеры 15-19 (сравнительные).
Пример 1 повторяли с использованием следующих азеотропных смесей:
Пр. 15: диметилкарбонат/этанол (55/45 мае.)
Пр. 16: диметилкарбонат/н-пропанол (75/25 мае.)
Пр. 17: диметилкарбонат/изопропанол (44/56 мае.) Пр. 18: диметилкарбонат/метанол (30/70 мае.) Пр. 19: диметилкарбонат/трет-бутанол (33/67 мае.)
Показано, что в примерах 15, 16 и 17 вспененный полистирол уменьшается в объеме (сжимается), но не растворяется через 30 мин. В примерах 18 и 19 вспененный полистирол через 30 мин не уменьшается в объеме и не растворяется.
Пример 20.
210 г диметилкарбоната вводят в стеклянный контейнер, имеющий объем 0,5 л, снабженный лопастной мешалкой, термометром, донным выпускным отверстием и вводом для добавления материала. К смеси растворителей, поддерживаемой при перемешивании при комнатной температуре, добавляют порциями 90 г наломанного вспененного полистирола и всю смесь оставляют при перемешивании до полного растворения.
Полученный раствор, содержащий 30 мас.% полистирола, фильтруют для удаления нерастворимых посторонних веществ.
Оборудование, используемое для осаждения полистирола, состоит из стеклянного реактора с рубашкой, имеющего объем 1 л, снабженного водяным конденсатором, термометром, донным выпускным отверстием, мешалкой-гомогенизатором ИЙта-Тигтах и снабженной поршнем трубкой для подачи, форма и размеры которой являются такими, чтобы раствор полистирола можно было подавать ниже перемешивающей системы.
300 г н-бутанола загружают в реактор, описанный выше, и поддерживают при температуре около
25°С путем циркуляции водопроводной воды в рубашке реактора. Включают перемешивание (4000 об/мин) и посредством шестеренчатого насоса через трубку с поршнем подают 50 г раствора полистирола с расходом 100 г/ч.
- 5 012974
В продолжение этой стадии полистирол осаждается в форме хлопьевидного осадка. После завершения подачи раствора полимера полученное твердое вещество отфильтровывают. Отфильтрованная жидкость массой 290 г имеет следующий состав: 11,8 мас.% диметилкарбоната, 88,17 мас.% бутанола,
139 мг/кг брома и 57 мг/кг дикумилпероксида.
Твердое вещество на фильтре промывают при комнатной температуре 200 г н-бутанола. Промывная жидкость массой 221,6 г имеет следующий состав: 0,32 мас.% диметилкарбоната, 99,68 мас.% бутанола, 39 мг/кг брома и 27,5 мг/кг дикумилпероксида.
Твердое вещество на фильтре, имеющее массу 38,4 г, имеет следующий состав: 38,8 мас.% полистирола, 61,2 мас.% бутанола, 867 мг/кг брома и 148 мг/кг дикумилпероксида.
Твердый продукт после сушки в печи в течение 4 ч при температуре 120°С и давлении около 5,0 кПа (50 мбар) имеет массу 14,94 г и следующий состав: 99,76 мас.% полистирола, 2,200 мг/кг брома и 380 мг/кг дикумилпероксида.
Содержание брома и дикумилпероксида в извлеченном полистироле было снижено на 59,7 и 80% соответственно по отношению к исходному вспененному полистиролу.
Извлеченный полистирол является белым и имеет среднемассовую молекулярную массу, определенную с помощью гель-проникающей хроматографии (ГПХ), такую же, как у исходного полистирола.
Отфильтрованную жидкость и промывную жидкость объединяют и перегоняют. Жидкость, подвергаемая перегонке, массой 511,7 г, имеет следующий состав: 6,84 мас.% диметилкарбоната, 93,14 мас.% бутанола, 160 мг/кг брома и 56 мг/кг дикумилпероксида.
Оборудование, применяемое для перегонки, состоит из следующих частей:
стеклянная колба с рубашкой, имеющая объем 1 л, снабженная отсеком для термопары и нагреваемая термостатирующей баней с циркулирующим маслом;
стеклянная перегонная колонна с рубашкой и электрическим контролем, чтобы свести к минимуму потери тепла, длиной 1 м и с внутренним диаметром 20 мм, заполненная насадкой 8и1хсг ΌΧ. Экспериментальным путем было определено, что при атмосферном давлении эта колонна имеет около 20 теоретических тарелок;
изготовленная из стекла верхняя часть колонны, снабженная конденсатором и отсеком для термопары, в которой конденсируется весь пар, часть жидкости удаляют при флегмовом числе, задаваемом с помощью электромагнитного клапана. Удаляемую жидкость собирают в контейнере с рубашкой, имеющем объем 100 мл.
Смесь, подвергаемую перегонке, загружают в колбу и нагревают с помощью масла до температуры кипения. Примерно через 1 ч с момента начала нагревания температура пара в верхней части колонны стабилизируется на значении 90,1°С, в то время как температура низа колонны стабилизируется на 117,5°С. Конденсат из верхней части удаляют при флегмовом числе 10:2 до тех пор, пока температура в верхней части колонны остается постоянной. 17 г перегнанного продукта, имеющего содержание ДМК выше 99,9%, собирают за период времени примерно 40 мин.
Затем, работая в тех же условиях и примерно через 10 мин, собирают 11,4 г дистиллята (температура в верхней части колонны=90,3°С), имеющего следующий состав: 99,4 мас.% диметилкарбоната и 0,6 мас.% бутанола.
Флегмовое число увеличивают до 10:1 при резком увеличении температуры в верхней части колонны и собирают дистиллят до тех пор, пока температура в верхней части колонны не достигнет значения 117,6°С. Собранная фракция дистиллята массой 19 г имеет следующий состав: 34 мас.% диметилкарбоната и 66 мас.% бутанола. Температура в верхней части колонны впоследствии стабилизируется на значении 117,8°С и, поддерживая флегмовое число равным 10:1, собирают 27 г дистиллята, имеющего следующий состав: 99,2 мас.% бутанола и 0,8 мас.% диметилкарбоната.
Продукт в нижней части колонны, имеющий массу 437,3 г, имеет содержание бутанола выше 99,9%.
Пример 21.
350 г н-бутанола наливают в реактор, описанный в примере 20, и поддерживают при температуре около 50°С путем циркуляции этиленгликоля в рубашке реактора, нагреваемого термостатической баней. Начинают перемешивание (4000 об/мин) и из трубки с поршнем посредством шестеренчатого насоса подают 50 г раствора полистирола (30 мас.% в диметилкарбонате) с расходом 3000 г/ч.
В ходе этой стадии полистирол осаждается. По завершении подачи раствора полимера полученное твердое вещество фильтруют. Отфильтрованная жидкость, имеющая массу 364 г, имеет следующий состав: 9,15 мас.% диметилкарбоната, 90,8 мас.% бутанола, 165 мг/кг брома и 59 мг/кг дикумилпероксида. Твердое вещество на фильтре промывают при комнатной температуре 100 г н-бутанола. Промывная жидкость, имеющая массу 117 г, имеет следующий состав: 1,47 мас.% диметилкарбоната, 98,53 мас.% бутанола, 35 мг/кг брома и 45 мг/кг дикумилпероксида.
Твердое вещество на фильтре, имеющее массу 19 г, имеет следующий состав: 78,4 мас.% полистирола, 21,4 мас.% бутанола, 0,17 мас.% диметилкарбоната, 925 мг/кг брома и 78,5 мг/кг дикумилпероксида.
Твердое вещество после сушки в печи в течение 4 ч при температуре 120°С и давлении около кПа (50 мбар) имеет массу 14,92 г и следующий состав: 99,87 мас.% полистирола, 0,0067 мас.% бута- 6 012974 нола, 1,180 мг/кг брома и 99,8 мг/кг дикумилпероксида.
Содержание брома и дикумилпероксида в извлеченном полистироле было снижено на 79 и 94,8% соответственно по отношению к исходному вспененному полистиролу.
Извлеченный полистирол является белым и имеет среднемассовую молекулярную массу, определенную с помощью ГПХ, такую же как у исходного полистирола.
Отфильтрованную жидкость и промывную жидкость объединяют и перегоняют, как описано в примере 20.
Пример 22.
210 г смеси, содержащей 189 г диметилкарбоната (90 мас.%) и 21 г н-бутанола (10 мас.%), загружают в стеклянный контейнер, имеющий объем 0,5 л, снабженный лопастной мешалкой, термометром, донным отверстием для выгрузки и входом для добавления материалов. К смеси растворителей, поддерживаемой при перемешивании при комнатной температуре, добавили 90 г измельченного вспененного полистирола и всю смесь оставили при перемешивании до полного растворения.
Полученный раствор, содержащий 30 мас.% полистирола, фильтруют для отделения нерастворимых посторонних веществ.
350 г н-бутанола выливают в реактор, описанный в примере 20, и поддерживают при температуре примерно 25°С посредством циркуляции водопроводной воды в рубашке реактора. Включают перемешивание (4000 об/мин) и из снабженной поршнем трубки с помощью шестеренчатого насоса подают 50 г раствора полистирола с расходом 3000 г/ч.
В ходе этой стадии полистирол осаждается в виде хлопьеобразного твердого вещества. После завершения подачи раствора полимера полученную твердую фазу фильтруют. Отфильтрованная жидкость массой 310 г имеет следующий состав: 8,95 мас.% диметилкарбоната, 91 мас.% бутанола, 145 мг/кг брома и 52 мг/кг дикумилпероксида.
Твердое вещество на фильтре промывают при комнатной температуре 100 г н-бутанола. Промывная жидкость массой 166,95 г имеет следующий состав: 2,04 мас.% диметилкарбоната, 97,95 мас.% бутанола, 42 мг/кг брома и 37,4 мг/кг дикумилпероксида.
Твердое вещество на фильтре массой 23 г имеет следующий состав: 64,8 мас.% полистирола, 33,7 мас.% бутанола, 1,49 мас.% диметилкарбоната, 1300 мг/кг брома и 250 мг/кг дикумилпероксида.
Твердый продукт после сушки в печи в течение 4 ч при температуре 120°С и давлении около 5 кПа (50 мбар) имеет массу 14,92 г и следующий состав: 99,86 мас.% полистирола, 2000 мг/кг брома и 385 мг/кг дикумилпероксида.
Содержание брома и дикумилпероксида в извлеченном полистироле снижено на 63,1 и 79,6% соответственно по отношению к исходному вспененному полистиролу.
Извлеченный полистирол является белым и имеет среднемассовую молекулярную массу, определенную с помощью ГПХ, такую же как у исходного полистирола.
Фильтрат и промывочную жидкость объединяют и перегоняют, как описано в примере 20.
Пример 23.
350 г н-бутанола наливают в реактор, описанный в примере 20, и выдерживают при температуре около 50°С посредством циркуляции этиленгликоля в рубашке реактора. Включают перемешивание (4000 об/мин) и из снабженной поршнем трубки с помощью шестеренчатого насоса подают с расходом 3000 г/ч 50 г раствора полистирола, полученного в примере 22 (30 мас.% в смеси диметилкарбонат/нбутанол с соотношением по массе 90/10).
В ходе этой стадии полистирол осаждается. После завершения подачи раствора полимера полученное твердое вещество отфильтровывают. Фильтрат, имеющий массу 360 г, имеет следующий состав: 8,36 мас.% диметилкарбоната, 91,63 мас.% бутанола, 184 мг/кг брома и 66 мг/кг дикумилпероксида.
Осадок на фильтре промывают при комнатной температуре 100 г н-бутанола. Промывная жидкость, имеющая массу 119,3 г, имеет следующий состав: 1,13 мас.% диметилкарбоната, 98,86 мас.% бутанола, 17 мг/кг брома и 27 мг/кг дикумилпероксида.
Осадок на фильтре, имеющий массу 20,7 г, имеет следующий состав: 72 мас.% полистирола, 27,75 мас.% бутанола, 0,18 мас.% диметилкарбоната, 637 мг/кг брома и 75,5 мг/кг дикумилпероксида.
Этот твердый продукт после сушки в печи в течение 4 ч при температуре 120°С и давлении около 5 кПа (50 мбар) имеет массу 14,92 г и следующий состав: 99,86 мас.% полистирола, 0,007 мас.% бутанола, 884 мг/кг брома и 105 мг/кг дикумилпероксида.
Содержание брома и дикумилпероксида в извлеченном полистироле было снижено на 83,8 и 94,5% соответственно по отношению к исходному вспененному полистиролу.
Извлеченный полистирол является белым и имеет среднемассовую молекулярную массу, определенную с помощью ГПХ, такую же как у исходного полистирола.
Фильтрат и промывочную жидкость объединяют и перегоняют, как описано в примере 20.
Claims (19)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ извлечения полистирола из материалов отходов, содержащих вспененный полистирол, по существу, включающий:ί) уменьшение объема вспененного полистирола посредством растворения в растворителе;ίί) отделение нерастворимых компонентов;ίίί) осаждение раствора полистирола посредством осадителя;ίν) отделение, промывку и сушку осажденного полистирола;ν) фракционирование компонентов маточного раствора, используемого для осаждения и промывки, путем перегонки; извлечение растворителя из верхней части перегонной колонны и возвращение его на стадию (ί) и извлечение осадителя из куба перегонной колонны;отличающийся тем, что осадитель представляет собой бутанол, выбранный из н-бутанола, изобутанола или втор-бутанола, а растворитель представляет собой диметилкарбонат, один или в смеси, содержащей до 25 мас.% бутанола.
- 2. Способ по п.1, где растворитель, в котором проводят уменьшение объема и растворение вспененного полистирола, дополнительно содержит алифатический или циклический насыщенный углеводород с числом атомов углерода, равным или менее 7, или смесь указанных углеводородов при концентрации углеводорода или их смеси в растворителе от 0,1 до 35 мас.%.
- 3. Способ по п.2, в котором алифатический или циклический насыщенный углеводород поступает из вспененного полистирола, подвергаемого переработке, в котором он содержится в концентрации в диапазоне от 0,1 до 1,5 мас.%.
- 4. Способ по п.3, в котором алифатический или циклический насыщенный углеводород содержит 5 атомов углерода.
- 5. Способ по п.4, в котором алифатический или циклический насыщенный углеводород представляет собой н-пентан.
- 6. Способ по п.1, в котором материал отходов, содержащий полистирол, также содержит одну или более добавок.
- 7. Способ по п.6, в котором добавки представляют собой гексабромциклододекан и/или дикумилпероксид.
- 8. Способ по п.1, в котором материал отходов, содержащий полистирол, предварительно подвергают механическому прессованию.
- 9. Способ по п.8, в котором механическое прессование проводят до достижения плотности порядка 0,1 кг/л.
- 10. Способ по п.1, в котором растворение вспененного полистирола осуществляют при атмосферном давлении в аппарате, снабженном мешалкой, при температуре обычно в диапазоне от 20 до 70°С.
- 11. Способ по п.1, в котором концентрация полистирола в растворе находится в диапазоне от 5 до 50 мас.%.
- 12. Способ по п.11, в котором концентрация полистирола в растворе находится в диапазоне от 15 до 40 мас.%.
- 13. Способ по п.1, в котором осаждение полистирола проводят при температуре в диапазоне от 10 до 70°С.
- 14. Способ по п.13, в котором осаждение полистирола проводят при температуре в диапазоне от 15 до 50°С.
- 15. Способ по п.1, в котором осаждение полистирола из раствора проводят осадителем при его массовом соотношении с растворителем от 2:1 до 20:1.
- 16. Способ по п.15, в котором осаждение проводят осадителем при его массовом соотношении с растворителем от 5:1 до 15:1.
- 17. Способ по п.1, в котором осаждение полистирола проводят путем подачи раствора полистирола в осадитель, поддерживаемый в турбулентном режиме перемешивания, ниже перемешивающей системы.
- 18. Способ по п.1, в котором отделение осажденного полистирола осуществляют при температуре в диапазоне от 10 до 70°С.
- 19. Способ по п.1, в котором отделение осажденного полистирола осуществляют при температуре в диапазоне от 15 до 50°С.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI20051409 ITMI20051409A1 (it) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | Procedimento migliorato per il riciclo del polistirene espanso |
| PCT/EP2006/006247 WO2007009559A1 (en) | 2005-07-22 | 2006-06-28 | Process for the recycling of expanded polystyrene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200800317A1 EA200800317A1 (ru) | 2008-08-29 |
| EA012974B1 true EA012974B1 (ru) | 2010-02-26 |
Family
ID=35134869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200800317A EA012974B1 (ru) | 2005-07-22 | 2006-06-28 | Способ переработки вспененного полистирола |
Country Status (25)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7728047B2 (ru) |
| EP (1) | EP1907462B1 (ru) |
| JP (1) | JP5069231B2 (ru) |
| KR (1) | KR101266693B1 (ru) |
| CN (1) | CN101253234B (ru) |
| AT (1) | ATE452159T1 (ru) |
| BR (1) | BRPI0613640B1 (ru) |
| CA (1) | CA2615848C (ru) |
| DE (1) | DE602006011163D1 (ru) |
| DK (1) | DK1907462T3 (ru) |
| EA (1) | EA012974B1 (ru) |
| EG (1) | EG25064A (ru) |
| ES (1) | ES2338043T3 (ru) |
| HK (1) | HK1115150A1 (ru) |
| IL (1) | IL188855A (ru) |
| IT (1) | ITMI20051409A1 (ru) |
| MA (1) | MA30199B1 (ru) |
| MX (1) | MX2008000998A (ru) |
| NO (1) | NO338451B1 (ru) |
| PL (1) | PL1907462T3 (ru) |
| PT (1) | PT1907462E (ru) |
| SI (1) | SI1907462T1 (ru) |
| TN (1) | TNSN08032A1 (ru) |
| UA (1) | UA88387C2 (ru) |
| WO (1) | WO2007009559A1 (ru) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7784399B2 (en) * | 2004-10-11 | 2010-08-31 | Paper And Plastic Partnership, Llc | Method and process of collecting, packaging and processing recyclable waste |
| US20090029074A1 (en) | 2004-10-11 | 2009-01-29 | John Sasine | Method and process for collecting and processing recyclable waste |
| US20090148629A1 (en) * | 2005-06-24 | 2009-06-11 | Sasine John K | Systems, methods, and devices for collecting, packaging, and processing recyclable waste |
| PL2513212T3 (pl) | 2009-12-17 | 2021-12-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Sposób przetwarzania odpadów zawierających tworzywa sztuczne |
| CN107827431A (zh) * | 2011-05-31 | 2018-03-23 | 费罗公司 | 低挥发性有机组分介质 |
| PL231669B1 (pl) | 2014-06-25 | 2019-03-29 | Laboratorium Czystych Tech Acren Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia | Sposób recyklingu odpadowych materiałów termoizolacyjnych |
| DE19183601T1 (de) | 2014-10-03 | 2021-03-11 | Polystyvert Inc. | Aus einem verfahren zur verwertung von polystyrolabfällen gewonnenes recyceltes polystyrol |
| WO2016185250A1 (en) * | 2015-05-18 | 2016-11-24 | Sonova Ag | Anode can sacrificial mandrels and fabrication methods |
| KR20160147425A (ko) | 2015-06-15 | 2016-12-23 | 최성진 | 난연성 폐스티로폼 감용제 조성물 |
| CN107641216B (zh) * | 2016-07-22 | 2020-08-07 | 纳米及先进材料研发院有限公司 | 发泡聚苯乙烯废料的回收方法 |
| KR20240013865A (ko) | 2017-11-20 | 2024-01-30 | 폴리스타이버트 인크. | 폴리스티렌 폐기물의 재생 방법 |
| US11851536B2 (en) * | 2018-10-02 | 2023-12-26 | Xerox Corporation | Precipitation process for preparing polystyrene microparticles |
| KR20230152781A (ko) * | 2018-10-26 | 2023-11-03 | 폴리스타이버트 인크. | 폴리스티렌 폐기물 및/또는 폴리스티렌 공중합체 폐기물의 재생 공정 |
| CN111978593B (zh) * | 2020-09-01 | 2023-09-19 | 中国烟草总公司四川省公司 | 一种废旧泡沫聚苯乙烯回收装置及回收方法 |
| KR102624661B1 (ko) | 2023-05-09 | 2024-01-15 | (주)아이티엠홀딩스 | 스티로폼 감용제의 제조방법 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU450818A1 (ru) * | 1973-05-25 | 1974-11-25 | Предприятие П/Я В-8952 | Способ фракционировани полимеров |
| SU482473A1 (ru) * | 1974-02-12 | 1975-08-30 | Предприятие П/Я А-7594 | Способ фракционировани полистирола |
| SU906716A1 (ru) * | 1980-02-22 | 1982-02-23 | Предприятие П/Я Р-6768 | Способ разделени термопластов различной плотности из смеси их отходов |
| WO1995009196A1 (en) * | 1993-09-27 | 1995-04-06 | Wittenboer Jan V D | Method for compacting expanded polystyrene, and compacted mass thus obtained |
| JPH115865A (ja) * | 1997-06-19 | 1999-01-12 | Mitetsukusu Kk | 発泡ポリスチレン溶解剤 |
| JPH1180418A (ja) * | 1997-09-11 | 1999-03-26 | Hitachi Zosen Corp | 発泡ポリスチレンの減容化方法およびリサイクル方法 |
| WO2002038659A2 (en) * | 2000-11-08 | 2002-05-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Solvent system for collapsing foamed polystyrene |
| EP1275686A1 (en) * | 2000-03-15 | 2003-01-15 | Kagoshimaken | Process for producing reclaimed expandable polystyrene resin particle |
| WO2005023922A1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-17 | Polimeri Europa S.P.A. | Use of dialkyl carbonates as solvents for expanded polystyrene |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06298992A (ja) * | 1993-04-20 | 1994-10-25 | Sekitei Beikoku:Kk | ポリスチレンの溶解剤、ポリスチレンの処理方法および装置 |
| JP3236213B2 (ja) * | 1995-04-24 | 2001-12-10 | 松下電器産業株式会社 | ポリスチレンの溶剤、発泡ポリスチレンの減溶化方法および発泡ポリスチレンのリサイクル方法 |
| JPH1115865A (ja) | 1997-06-24 | 1999-01-22 | Toshiba Corp | 論理回路の合成装置、論理回路の合成方法及び論理回路の合成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| JP2002128947A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-05-09 | Bio Venture Bank Kk | ポリスチレン分離装置 |
| JP2003313358A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-11-06 | Wako Pure Chem Ind Ltd | 発泡ポリスチレンの溶解剤、及びこれを用いた発泡ポリスチレンの処理方法 |
-
2005
- 2005-07-22 IT ITMI20051409 patent/ITMI20051409A1/it unknown
-
2006
- 2006-06-28 SI SI200630585T patent/SI1907462T1/sl unknown
- 2006-06-28 DK DK06762235T patent/DK1907462T3/da active
- 2006-06-28 EA EA200800317A patent/EA012974B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-06-28 ES ES06762235T patent/ES2338043T3/es active Active
- 2006-06-28 CN CN2006800315749A patent/CN101253234B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-06-28 CA CA 2615848 patent/CA2615848C/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-06-28 UA UAA200800687A patent/UA88387C2/ru unknown
- 2006-06-28 PT PT06762235T patent/PT1907462E/pt unknown
- 2006-06-28 MX MX2008000998A patent/MX2008000998A/es active IP Right Grant
- 2006-06-28 DE DE200660011163 patent/DE602006011163D1/de active Active
- 2006-06-28 US US11/996,075 patent/US7728047B2/en active Active
- 2006-06-28 WO PCT/EP2006/006247 patent/WO2007009559A1/en active Application Filing
- 2006-06-28 PL PL06762235T patent/PL1907462T3/pl unknown
- 2006-06-28 JP JP2008521824A patent/JP5069231B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-06-28 EP EP20060762235 patent/EP1907462B1/en active Active
- 2006-06-28 BR BRPI0613640A patent/BRPI0613640B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2006-06-28 AT AT06762235T patent/ATE452159T1/de active
-
2008
- 2008-01-16 NO NO20080342A patent/NO338451B1/no not_active IP Right Cessation
- 2008-01-17 IL IL188855A patent/IL188855A/en active IP Right Grant
- 2008-01-21 TN TNP2008000032A patent/TNSN08032A1/en unknown
- 2008-01-21 EG EG2008010106A patent/EG25064A/xx active
- 2008-02-13 KR KR1020087003489A patent/KR101266693B1/ko active IP Right Grant
- 2008-02-18 MA MA30656A patent/MA30199B1/fr unknown
- 2008-09-26 HK HK08110776A patent/HK1115150A1/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU450818A1 (ru) * | 1973-05-25 | 1974-11-25 | Предприятие П/Я В-8952 | Способ фракционировани полимеров |
| SU482473A1 (ru) * | 1974-02-12 | 1975-08-30 | Предприятие П/Я А-7594 | Способ фракционировани полистирола |
| SU906716A1 (ru) * | 1980-02-22 | 1982-02-23 | Предприятие П/Я Р-6768 | Способ разделени термопластов различной плотности из смеси их отходов |
| WO1995009196A1 (en) * | 1993-09-27 | 1995-04-06 | Wittenboer Jan V D | Method for compacting expanded polystyrene, and compacted mass thus obtained |
| JPH115865A (ja) * | 1997-06-19 | 1999-01-12 | Mitetsukusu Kk | 発泡ポリスチレン溶解剤 |
| JPH1180418A (ja) * | 1997-09-11 | 1999-03-26 | Hitachi Zosen Corp | 発泡ポリスチレンの減容化方法およびリサイクル方法 |
| EP1275686A1 (en) * | 2000-03-15 | 2003-01-15 | Kagoshimaken | Process for producing reclaimed expandable polystyrene resin particle |
| WO2002038659A2 (en) * | 2000-11-08 | 2002-05-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Solvent system for collapsing foamed polystyrene |
| WO2005023922A1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-17 | Polimeri Europa S.P.A. | Use of dialkyl carbonates as solvents for expanded polystyrene |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| A. RODRIGUEZ ET AL.: "Vapour liquid equilibria of dimethyl carbonate with linear alcohols and estimation of interaction parameters for the UNIFAC and ASOG method", FLUID PHASE EQUILIBRIA, vol. 201, 2002, pages 187-201, XP008054929, cited in the application, abstract * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 1999, no. 04, 30 April 1999 (1999-04-30) & JP 11005865 A (MITETSUKUSU KK; NARU:KK), 12 January 1999 (1999-01-12), cited in the application, abstract * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 1999, no. 08, 30 June 1999 (1999-06-30) & JP 11080418 A (HITACHI ZOSEN CORP.), 26 March 1999 (1999-03-26), cited in the application, abstract * |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA012974B1 (ru) | Способ переработки вспененного полистирола | |
| US4562245A (en) | Extraction process | |
| KR101730666B1 (ko) | 알코올 분해에 의한 ｐｌａ 의 화학적 재활용 | |
| US6043063A (en) | Methods of PHA extraction and recovery using non-halogenated solvents | |
| US5107016A (en) | Process for the preparation of β-hydroxybutyric acid esters | |
| KR20000077480A (ko) | 스티렌 수지 폐재의 재생 방법 | |
| US20030146547A1 (en) | Method for recovering mixed plastic matter | |
| EP1325066A2 (en) | Polystyrene reclamation process | |
| JPH10513220A (ja) | 食品接触用途に再使用するための使用後のポリエステルからの夾雑物の浸出 | |
| CN110845761A (zh) | 一种醇解液中杂质去除的方法 | |
| EP1660571B1 (en) | Use of dialkyl carbonates as solvents for expanded polystyrene | |
| KR102425240B1 (ko) | 친환경적인 폐 폴리스티렌의 재생 방법 | |
| US20220243028A1 (en) | Method for recycling polystyrene and solvent for dissolving polystyrene | |
| US20040069327A1 (en) | Shaping and cleaning of gel-forming biopolymers | |
| AU2010280940A1 (en) | Purification of a conventional polymer flow contaminated with PLA | |
| MXPA97005960A (en) | Lixiviation of waste polyester contaminants to be reuse in applications where contact with food exists | |
| JP2003292669A (ja) | 用済み廃樹脂成形物からポリスチレン系樹脂の回収的取得方法 | |
| WO2001058842A1 (en) | Extractive recovery of fatty alcohol from spent copper chromite catalyst | |
| WO2005082987A1 (ja) | 発泡スチロールの脱泡収縮剤および脱泡収縮方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KG MD TJ |