ES2372735T3 - Procedimiento de mezcla y reactor de mezcla de poliéster con material cáustico. - Google Patents

Procedimiento de mezcla y reactor de mezcla de poliéster con material cáustico. Download PDF

Info

Publication number
ES2372735T3
ES2372735T3 ES08170031T ES08170031T ES2372735T3 ES 2372735 T3 ES2372735 T3 ES 2372735T3 ES 08170031 T ES08170031 T ES 08170031T ES 08170031 T ES08170031 T ES 08170031T ES 2372735 T3 ES2372735 T3 ES 2372735T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
polyester
mixing
stage
reactor
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES08170031T
Other languages
English (en)
Inventor
Ulrich Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Veolia Umweltservice Beteiligungsverwaltungs GmbH
Veolia PET Germany GmbH
Original Assignee
Cleanaway PET International GmbH
Veolia Umweltservice Beteiligungsverwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cleanaway PET International GmbH, Veolia Umweltservice Beteiligungsverwaltungs GmbH filed Critical Cleanaway PET International GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2372735T3 publication Critical patent/ES2372735T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/481—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws provided with paddles, gears or discs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B01J19/0066—Stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/20—Stationary reactors having moving elements inside in the form of helices, e.g. screw reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/488—Parts, e.g. casings, sealings; Accessories, e.g. flow controlling or throttling devices
    • B29B7/489—Screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/88—Post-polymerisation treatment
    • C08G63/90—Purification; Drying
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00094—Jackets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00121—Controlling the temperature by direct heating or cooling
    • B01J2219/00123—Controlling the temperature by direct heating or cooling adding a temperature modifying medium to the reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00245—Avoiding undesirable reactions or side-effects
    • B01J2219/00252—Formation of deposits other than coke
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/182—Details relating to the spatial orientation of the reactor horizontal
    • 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
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics
    • 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

Abstract

Procedimiento de mezcla de poliéster con material cáustico con las etapas: se pone a disposición poliéster, preferiblemente PET, el poliéster se seca, el poliéster secado se mezcla con el material cáustico, y el poliéster mezclado con el material cáustico se calienta en varias etapas de temperatura (4a, 4b, 4c) definidas en función de una secuencia de reacción de la reacción entre el PET y el material cáustico, calentándose el poliéster en la primera etapa (4a) a una temperatura entre 95ºC y 120ºC, en la segunda etapa (4b) a una temperatura entre 110ºC y 130ºC y en la tercera etapa (4c) a una temperatura entre 120ºC y 140ºC, con un reactor con un tornillo de mezcla de doble husillo (14) para la realización del calentamiento y de la mezcla de la mezcla de poliéster y material cáustico, husillos sin fin (10, 12) que se engranan entre sí para el tornillo de mezcla de doble husillo (14) y un perfil en dientes de sierra (8) para los husillos sin fin (10, 12) del tornillo de mezcla (14).

Description

Procedimiento de mezcla y reactor de mezcla de poliéster con material cáustico.
La presente invención se refiere a procedimientos de mezcla y a reactores de mezcla de poliéster con material cáustico, es decir, a procedimientos y a reactores de mezcla en los que se mezcla poliéster, por ejemplo poli(tereftalato de etileno) (PET), con un material cáustico, por ejemplo, una composición alcalina.
La invención se refiere especialmente a procedimientos y a reactores de mezcla tales que puedan usarse efectivamente en la limpieza, descontaminación e incluso en la elevación de la viscosidad intrínseca de poliésteres. Los procedimientos y reactores de mezcla de este tipo pueden ser útiles como tales en múltiples procesos, incluida la separación de materiales como, por ejemplo, materiales de desecho que contienen impurezas y/o contaminantes de poliésteres y la consolidación de poliésteres.
Un poliéster es un material polimérico que puede prepararse a partir de la esterificación de ácidos orgánicos polibásicos con ácidos polivalentes. El poliéster probablemente más preparado y usado es el PET, que puede prepararse mediante reacción de ácido tereftálico con etilenglicol.
Los poliésteres se usan actualmente en cantidades crecientes en distintas aplicaciones. Por ejemplo, los poliésteres se usan en general para fabricar todo tipo de recipientes como, por ejemplo, recipientes para bebidas y alimentos, películas fotográficas, películas radiográficas, cintas de grabación magnética, aislamiento eléctrico, coadyuvantes quirúrgicos como, por ejemplo, arterias, tejidos u otros productos textiles sintéticos y muchos otros objetos.
Un requisito en el campo de la tecnología de los poliésteres es la recuperación y el reciclado de poliésteres. Como los poliésteres pueden volver a fundirse y moldearse de nuevo económicamente, están en proceso muchos experimentos para recuperar después de su uso tanto poliéster como sea posible. Sin embargo, antes de poder recuperar el poliéster es necesario separar los poliésteres usados de otros productos y materiales que pueden mezclarse con el poliéster o encontrarse adheridos a éste. En el estado de la técnica han aparecido problemas al intentar separar poliéster de otros materiales de desecho. Especialmente, los procesos del estado de la técnica no pueden recuperar eficiente o económicamente el poliéster cuando está presente una cantidad significativa de otro material, impurezas y contaminantes.
La mayoría de los procesos del estado de la técnica para separar poliésteres de otros materiales se han basado en las técnicas de separación por “flotación” y procesos de recuperación mecánica. En la separación por flotación se separan poliésteres de otros materiales basándose en las diferencias de densidad. Por ejemplo, pueden combinarse materiales que contienen poliéster con agua. Los materiales con menor densidad que flotan sobre el agua pueden separarse fácilmente del poliéster hundido. Este procedimiento puede ser efectivo en la separación de poliésteres de muchas impurezas con menor densidad. Sin embargo, las técnicas de separación por flotación no pueden usarse cuando el poliéster se encuentra en combinación con materiales que también se hunden en el agua o que presentan densidades que son comparables a las de los poliésteres.
Ejemplos de esto último incluyen poli(cloruro de vinilo) (PVC) y aluminio que no flotan en agua. Realmente, el PVC presenta una densidad que es muy similar a la densidad del PET y, por tanto, se ha identificado frecuentemente erróneamente como PET. Sin embargo, tanto el aluminio como también el PVC deben separarse del poliéster antes de que pueda volver a usarse. Si el PET y el PVC se vuelven a fundir juntos, se generan especialmente gases de ácido clorhídrico que destruyen las propiedades del material plástico resultante.
Además del fracaso en la separación de poliésteres de impurezas que son más pesadas que el agua, las técnicas de separación por flotación y los lavados convencionales también fracasan a este respecto en la eliminación de recubrimientos u otros contaminantes que se adhieren en general al poliéster. Por ejemplo, los recipientes de poliéster se recubren en general con recubrimientos de barrera al vapor, recubrimientos de Saran y/o tintas.
Los procesos de recuperación mecánica incluyen normalmente procesos de lavado que se usan para quitar recubrimientos superficiales y contaminantes del poliéster sin que se produzca una reacción esencial entre el poliéster y la disolución de lavado. Por ejemplo, las patentes de EE.UU. 5.286.463 y 5.366.998 dan a conocer una composición y un proceso para eliminar adhesivos, especialmente de resinas basadas en poli(haluro de vinilideno) y poli(haluro de vinilo), de capas de poliéster como, por ejemplo, películas fotográficas. En una forma de realización, las capas de poliéster se mezclan con un azúcar reductor y una base para eliminar la resina polimérica adhesiva de la capa. Luego se añade un ácido para precipitar la resina, que luego puede separarse de la capa de poliéster. Mientras tanto, el centro de la recuperación de poliéster de la reutilización de desechos se ha orientado a la conversión química del poliéster en componentes químicos útiles. En tales procesos se usaron materiales alcalinos.
Por ejemplo, las patentes de EE.UU. 5.395.858 y 5.580.905 dan a conocer procesos para recuperar poliésteres en los que los poliésteres se reducen a sus reactivos químicos originales.
Este proceso incluye las etapas de combinación del material de poliéster con una composición alcalina para formar una mezcla. La mezcla se calienta a una temperatura que es suficiente para convertir el poliéster en una sal alcalina de un ácido orgánico y un poliol. Durante el proceso, la composición alcalina se añade en una cantidad que es suficiente para reaccionar con el poliéster total presente en la mezcla. El anterior proceso proporciona la conversión/saponificación química completa del material de poliéster. Sin embargo, esto puede añadir costes considerables al proceso total, ya que el poliéster debe volverse a formar finalmente.
El documento US 3.590.904 da a conocer un proceso para eliminar subcapas poliméricas de bases de películas de poliéster que presentan al menos una capa copolimérica de haluro de vinilideno sobre al menos una superficie de la base poniendo en contacto el material de base del poliéster con glicol alcalino caliente en el que puede estar presente hasta el 5% en peso o más de agua para inducir una reacción entre el glicol caliente y las capas de sustrato para limpiar el poliéster.
La innovación del documento WO 00/18830 A1 desveló que una reacción de poliésteres como, por ejemplo, PET con composiciones alcalinas en un entorno de reacción que está al menos esencialmente libre de agua puede permitir la limpieza, descontaminación e incluso la mejora de la viscosidad intrínseca de poliésteres. Esta innovación estuvo en contraste directo con una creencia arraigada en el campo del reciclaje de poliésteres de que los poliésteres deben degradarse necesariamente en presencia de materiales cáusticos.
En un aspecto, el documento WO 00/18830 A1 se refiere a un procedimiento para tratar un poliéster que comprende la combinación de un poliéster con una composición alcalina en una cantidad que es efectiva para cubrir al menos una parte del poliéster. El poliéster se calienta luego durante la verdadera etapa de reacción a una temperatura que no es superior al punto de fusión del poliéster. La verdadera etapa de reacción previamente mencionada se realiza en un entorno que está al menos esencialmente libre de agua.
Esta técnica conocida puede usarse para mejorar las propiedades de productos de poliéster que se obtuvieron a partir de procesos para la recuperación o para el reciclado de materiales que contienen poliéster que contienen contaminantes y/o impurezas. A este respecto, un procedimiento de recuperación incluye la mezcla del material que contiene poliéster con una composición alcalina, usándose la composición alcalina en una cantidad que es efectiva para reaccionar con una parte del poliéster y del material que contiene poliéster, seguido de calentamiento de la mezcla en la verdadera etapa de reacción a una temperatura que es efectiva para saponificar una parte del poliéster, pero no es suficiente para fundir el poliéster. El poliéster puede limpiarse y descontaminarse luego físicamente. Una etapa clave de este proceso conocido es que la verdadera etapa de reacción se realiza en un entorno que está al menos esencialmente libre de agua. En función de, por ejemplo, la duración del proceso, el poliéster resultante puede presentar una v. i. y color mejorados. Antes de la recuperación, el poliéster puede tratarse mediante técnicas que se conocen en el estado de la técnica, por ejemplo, mediante lavado. Como esta técnica conocida puede usarse para elevar la viscosidad intrínseca del poliéster, verdaderamente también puede usarse en un procedimiento para formar, por ejemplo, la consolidación de poliésteres.
Los procedimientos y reactores del tipo previamente mencionado son conocidos, por ejemplo, por los documentos EP 1 214 970, WO 02/102 884, DE 100 32 899, SU 165 0662, KR2005/0074666 y WO 03/020 483.
Es objetivo de la presente invención mejorar los procedimientos y los reactores del tipo mencionado al principio.
Este objetivo se alcanza mediante los objetos de las reivindicaciones independientes.
Otras formas de realización de la invención se especifican en las reivindicaciones dependientes.
La presente invención comprende, entre otros, el hallazgo de que los procedimientos previamente mencionados conocidos por el documento WO 00/18830 A1 pueden trabajar incluso mejor bajo ciertas circunstancias, especialmente en la reacción del poliéster con el material cáustico alcalino.
Entonces, en la parte interna de la camisa de un reactor de mezcla usado para la mezcla pueden formarse adherencias de material de poliéster de un espesor de aproximadamente 5 cm. La presente invención ha apreciado además que, debido a la elevada fricción del material de poliéster - debido al espacio cada vez más pequeño en el material en la dirección hacia la parte interna de la camisa del reactor de mezcla -, tiene lugar una elevada producción de finos. Al mismo tiempo, la invención ha apreciado que mediante la propiedad aislante de las adherencias o deposiciones previamente mencionadas de material de poliéster en la parte interna de la camisa del
reactor de mezcla se reduce el aporte de calor de la pared calentada del reactor de mezcla en el interior del reactor de mezcla.
Además, la invención ha apreciado que la eliminación regular por tanto necesaria de las adherencias conduce a elevados tiempos muertos del reactor de mezcla usado para la mezcla. Sin embargo, incluso entre los tiempos muertos, la humedad residual del material de poliéster en la salida del reactor de mezcla es demasiado alta para producir en la siguiente etapa de reacción verdadera el valioso material de reciclaje del documento WO 00/18830 A1. Además, debido a los efectos previamente mencionados, el consumo de material cáustico asciende a sólo por debajo del 95%, de manera que además está presente más del 5% de material cáustico libre en el reactor. La invención ha apreciado en este contexto que, debido al aporte de calor reducido debido a las adherencias, es necesario o una utilización de energía excesiva para calentar el reactor de mezcla o bien en el caso de la utilización de energía normal, la temperatura máxima del material en el reactor de mezcla se encuentra como máximo en 85ºC, lo que es responsable del bajo consumo de material cáustico de menos del 95%. Entonces, la invención ha apreciado además que sólo a más de 95ºC es posible un consumo de material cáustico de más del 95%.
Formas de realización preferidas de la invención comprenden especialmente al menos una de las siguientes características:
El poliéster se muele antes del calentamiento, preferiblemente a un tamaño de copo de aproximadamente 0,005 m a aproximadamente 0,01 m. Esto ha demostrado ser ventajoso para todas las etapas de proceso para la calidad del producto final.
El poliéster se somete después de la molienda a un procedimiento de separación por hundimiento-flotación. El poliéster puede someterse a al menos una etapa de limpieza después de la molienda y antes del proceso de separación.
El poliéster se seca después del procedimiento de separación por hundimiento-flotación.
El poliéster se calienta en un reactor, reactor que preferiblemente se precalienta antes de la adición del poliéster, preferiblemente a una temperatura entre 95ºC y 165ºC, más preferiblemente a una temperatura entre 100ºC y 130ºC. Mediante el precalentamiento se evitan las desventajas anteriormente mencionadas con respecto al estado de la técnica.
El poliéster se calienta en tres etapas de temperatura. Mediante el precalentamiento de 3 etapas se evitan fuertemente las desventajas anteriormente mencionadas con respecto al estado de la técnica sin que sea necesario un número demasiado grande y, por tanto, ya no rentable de etapas.
El poliéster se calienta en la primera etapa, preferiblemente durante aproximadamente 5-15 minutos, más preferiblemente durante aproximadamente diez minutos, a una temperatura entre 95ºC y 120ºC, preferiblemente a aproximadamente 110ºC, en la segunda etapa, preferiblemente durante aproximadamente 5-15 minutos, más preferiblemente durante aproximadamente diez minutos, a una temperatura entre 110ºC y 130ºC, preferiblemente a aproximadamente 120ºC, y, si está presente, en la tercera etapa, preferiblemente durante aproximadamente 5-15 minutos, más preferiblemente durante aproximadamente diez minutos, a una temperatura entre 120ºC y 140ºC, preferiblemente a aproximadamente 130ºC. Las desventajas anteriormente mencionadas con respecto al estado de la técnica se evitan todavía más mediante esta ventana de temperatura predefinida.
Durante el calentamiento se empieza el mezclado del poliéster con el material cáustico, preferiblemente se realiza. De esta manera se evitan las desventajas anteriormente mencionadas con respecto al estado de la técnica.
El tiempo entre el inicio y el fin del calentamiento del poliéster asciende a entre 5 y 45 minutos, preferiblemente a entre 10 y 30 minutos, más preferiblemente a entre 10 y 15 minutos, preferiblemente a velocidad de flujo esencialmente constante del poliéster. De esta manera se evitan las desventajas anteriormente mencionadas con respecto al estado de la técnica. El poliéster permanece en la etapa de calentamiento hasta que la humedad residual ascienda a menos del 3%, preferiblemente a menos del 2%, más preferiblemente a menos del 1,6%. De esta manera se evitan las desventajas anteriormente mencionadas con respecto al estado de la técnica.
El poliéster permanece en la etapa de calentamiento hasta que se haya consumido más del 95%, preferiblemente más del 98%, más preferiblemente más del 99%, del material cáustico libre determinado preferiblemente por valoración con fenolftaleína. De esta manera se evitan las desventajas anteriormente mencionadas con respecto al
estado de la técnica.
El calentamiento del poliéster se realiza en un reactor con un caudal de al menos 2000 kg/h, preferiblemente de al menos 2500 kg/h. De esta manera se evitan las desventajas anteriormente mencionadas con respecto al estado de la técnica.
En las etapas respectivas se ajusta una distribución de temperatura homogénea de la temperatura en zonas previstas para las etapas respectivas de un reactor usado para la realización del procedimiento. De esta manera se evitan las desventajas anteriormente mencionadas con respecto al estado de la técnica.
Para la realización del calentamiento y de la mezcla se usa como reactor un reactor de tornillo de mezcla de doble husillo. De esta manera se evitan las desventajas anteriormente mencionadas con respecto al estado de la técnica. Mediante el uso de un perfil en dientes de sierra para los husillos sin fin provistos preferiblemente de un paso de rosca del tornillo de aproximadamente 100 mm, que más preferiblemente se engranan entre sí, del tornillo de mezcla del reactor de tornillo de mezcla de doble husillo, la pared interna orientada hacia el poliéster del reactor de tornillo de mezcla de doble husillo se mantiene esencialmente libre de adherencias del poliéster. De esta manera se evitan las desventajas anteriormente mencionadas con respecto al estado de la técnica.
La presente invención está especialmente dirigida a la recuperación de recipientes de comida y recipientes de bebida que están fabricados de PET. Mediante el proceso de la presente invención, los poliésteres pueden recuperarse y volver a usarse mejor a partir de desechos del consumidor final, incluso cuando los poliésteres estén mezclados con poli(cloruro de vinilo) o aluminio, que se adhieren a distintos recubrimientos, o se hayan encontrado arrastrados con distintos compuestos orgánicos e inorgánicos. Los materiales de este tipo todavía se tiran actualmente la mayor parte en vertederos o, debido a la falta de un proceso económico que pueda recuperar de nuevo el poliéster, se incineran después de un único uso.
La presente invención puede poner a disposición ventajas significativas en comparación con los procesos más tradicionales que se usan en el estado de la técnica. Especialmente, el proceso puede poner a disposición un producto de PET recuperado con propiedades mejoradas, por ejemplo, un alto grado de pureza, buen color y posiblemente incluso una viscosidad intrínseca mejorada. Además, la presente invención puede poner a disposición estos productos con un rendimiento aceptable y a costes de procesamiento más bajos ya que no necesita ninguna “repolimerización” de los monómeros a diferencia de los procesos de despolimerización típicos.
Adicionalmente a la recuperación, los procesos para formar poliésteres, incluidos, por ejemplo, los procesos de consolidación conocidos, pueden mejorarse mediante el uso del procedimiento de tratamiento según la invención.
El procedimiento de esta invención puede poner a disposición varias ventajas significativas. Por ejemplo, puede mejorar la limpieza y/o descontaminación de poliéster.
Realmente, el poliéster puede limpiarse y/o descontaminarse gracias a la presente invención hasta un nivel que es suficiente para cumplir las distintas normas estatales, por ejemplo, las normas de la FDA.
Naturalmente, se apreciará que el nivel deseado de limpieza o de descontaminación depende del uso final del poliéster.
La verdadera etapa de reacción (en la figura se llama “Calentamiento/reacción”) también puede usarse para elevar la viscosidad intrínseca del poliéster. Hasta este punto, la verdadera etapa de reacción (en la figura se llama “Calentamiento/reacción”) se realiza en presencia de una atmósfera seca durante una duración que es suficiente para elevar la viscosidad intrínseca del poliéster. Una duración mínima depende, por ejemplo, del contenido de agua del entorno y puede ser tan corta como 10 a 15 minutos.
En vista de las ventajas anteriores, la técnica inventiva puede usarse para varias aplicaciones, incluidas tanto la formación, por ejemplo, la consolidación, como también la recuperación de poliésteres.
Una aplicación determinada en la que el procedimiento inventivo puede poner a disposición ventajas significativas también incluye la recuperación de materiales de poliéster. Estos y otros aspectos de la invención se explican más detalladamente en la siguiente descripción mediante un ejemplo de realización.
El dibujo ilustra en:
la Fig. 1 un diagrama de flujo de un proceso de reciclaje para PET según un ejemplo de realización de la invención;
la Fig. 2 una vista parcialmente esquemática en perspectiva realizada como representación en despiece ordenado de la realización de un procedimiento según la invención; y
la Fig. 3 una representación en sección del reactor de la Figura 2.
Como se ha tratado anteriormente, la presente invención se refiere a una técnica para calentar escalonadamente el poliéster mezclado con un material cáustico para la realización del verdadero tratamiento de poliésteres que comprende la descontaminación y el reciclado de poliésteres como, por ejemplo, PET, haciendo reaccionar el poliéster con el material cáustico constituido por materiales alcalinos a temperaturas escalonadamente definidas.
Un primer aspecto de la invención incluye el calentamiento de poliéster antes de la mezcla del poliéster con un material cáustico, por ejemplo, con una composición alcalina como, por ejemplo, hidróxido sódico. A diferencia del procedimiento conocido del documento WO, el calentamiento del poliéster se realiza con el material cáustico.
En una forma de realización preferida de la invención, después de la realización del procedimiento de mezcla, el verdadero entorno de reacción está al menos esencialmente libre de agua. Preferiblemente, el proceso que precede al procedimiento según la invención también puede incluir la eliminación de cualquier humedad presente, por ejemplo, mediante secado antes del calentamiento escalonado según de la presente invención.
A continuación, de antemano se explican más detalladamente algunos conceptos:
Por “al menos esencialmente libre” se indica que la cantidad de agua presente en el entorno es menos que aquella que conduce a una degradación del poliéster durante el calentamiento. Esta cantidad se encuentra normalmente no por encima de 80 ppm (punto de rocío de -40ºC), preferiblemente no por encima de 10 ppm, más preferiblemente no por encima de 5 ppm (punto de rocío de -62ºC). No existe ningún mínimo teórico, ya que la cantidad de agua puede encontrarse tan baja como 1 ppm del entorno o incluso por debajo.
Un poliéster se refiere, por ejemplo, a una esterificación o un producto de reacción entre un ácido orgánico polibásico y un alcohol polihidroxílico. Se parte de la base de que cualquier poliéster o copoliéster conocido puede usarse en la invención. El proceso inventivo está especialmente dirigido a una clase de poliésteres que aquí se denomina politereftalatos de poliol, en los que el ácido tereftálico sirve de ácido orgánico polibásico.
Como se usa aquí, un ácido orgánico polibásico se refiere a cualquier ácido orgánico con dos o más grupos carboxilo (-COOH). La mayoría de los poliésteres se derivan de ácido dibásicos o, en otras palabras, de ácidos dicarboxílicos. Los ácidos polibásicos pueden presentan una conformación lineal o una cíclica. Ejemplos de ácidos polibásicos lineales que pueden usarse para preparar poliésteres incluyen ácidos dicarboxílicos alifáticos y especialmente los ácidos dicarboxílicos alifáticos que presentan hasta diez átomos de carbono en sus cadenas. Estos ácidos incluyen ácido adípico, ácido glutárico, ácido succínico, ácido malónico, ácido oxálico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido lameico y ácido fumárico.
Por otra parte, los ácidos orgánicos polibásicos cíclicos incluyen los ácidos dicarboxílicos isocíclicos. Los ácidos se conocen como ácidos ftálicos, ácidos isoftálicos, ácidos tereftálicos y ácidos naftalendicarboxílicos y especialmente se usa ácido tereftálico para preparar PET, que probablemente es el poliéster más comercialmente disponible.
Como se ha descrito anteriormente, un ácido orgánico polibásico se combina con un alcohol polihidroxílico para preparar un poliéster. Los alcoholes polihidroxílicos son compuestos que presentan al menos dos grupos hidroxilo. Muchos poliésteres se sintetizan usando un alcohol polihidroxílico que presenta dos grupos hidroxilo que se denominan dioles. Los dioles se preparan normalmente por la adición neta de dos grupos hidroxilo al enlace doble de carbono de un alqueno en un procedimiento que se conoce como adición de grupos hidroxilo. Los alcoholes polihidroxílicos se denominan en general glicoles y polialcoholes. Ejemplos de alcoholes polihidroxílicos que se usan para preparar poliésteres incluyen etilenglicol, propilenglicol, butilenglicol y ciclohexanodimetanol.
Para fines a modo de ejemplo, la siguiente tabla incluye una lista no completa de poliésteres que pueden obtenerse comercialmente según de la invención. Para cada poliéster se especifica un ácido orgánico polibásico y un alcohol polihidroxílico.
POLIÉSTER
ÁCIDO ORGÁNICO POLIBÁSICO DIOL
Poli(tereftalato de etileno)
Ácido tereftálico Etilenglicol
Poli(tereftalato de butileno)
Ácido tereftálico Butilenglicol
Copoliéster de PETG
Ácido tereftálico Ciclohexanodimetanol y etilenglicol
Copoliéster de PBTG
Ácido tereftálico Ciclohexanodimetanol y butilenglicol
Poli(tereftalato de ciclohexanodimetanol)
Ácido tereftálico Ciclohexanodimetanol
Poliéster de PEN
Ácido naftalendicarboxílico Etilenglicol
El poliéster está normalmente presente en una forma discreta, por ejemplo, finamente fraccionado o peletizado. Ejemplos de partículas adecuadas incluyen pellas con un tamaño de 1-15 mm y copos con un tamaño de 3-20 mm, preferiblemente aproximadamente 5-10 mm. Sin embargo, la forma exacta no es crítica para la presente invención en tanto que casi cualquier tamaño de partícula de poliéster es adecuado para ser recubierto por el material cáustico.
El material cáustico usado en la invención puede ser cualquier material cáustico que es conocido por el estado de la técnica. Determinados ejemplos de materiales cáusticos incluyen composiciones alcalinas como, por ejemplo, hidróxido sódico, hidróxido cálcico, hidróxido de magnesio, hidróxido potásico, hidróxido de litio y mezcla de los mismos.
La cantidad de material cáustico que va a usarse es aquella cantidad que se necesita para recubrir al menos una parte del poliéster. El material cáustico se introduce preferiblemente en una cantidad que es suficiente para recubrir el poliéster completo. La cantidad exacta de material cáustico depende del nivel de impurezas presentes y de la purificación necesaria para eliminar efectivamente una determinada cantidad de impurezas.
Un proceso de recuperación a modo de ejemplo en el que puede aplicarse la presente invención se describe ahora en términos de un ejemplo preferido que está representado en el dibujo.
Como se representa en el dibujo de la Fig. 1, el proceso de recuperación incluye normalmente tres fases, es decir, un pretratamiento del poliéster que en general se representa A, una reacción del PET que en general se representa B y una separación y tratamiento posterior de los productos de reacción que se representa C.
La primera de estas fases incluye un pretratamiento del PET. A este respecto, el poliéster 1, si se desea, puede fraccionarse o triturarse a un tamaño determinado antes de un contacto con una composición alcalina. Una clasificación de los copos sólo se realiza con el fin de facilitar la manipulación.
Los materiales que contienen el poliéster también pueden incorporarse en agua u otro fluido antes de la combinación con la composición alcalina para separar los materiales menos densos o más ligeros de los materiales más pesados, incluido del poliéster. Las técnicas de este tipo son muy conocidas en el estado de la técnica. Especialmente se conoce que el poliéster se hunda en el agua mientras que otros polímeros como, por ejemplo, las poliolefinas y los productos de papel floten en el agua. Por tanto, los materiales más ligeros pueden separarse fácilmente de los materiales más pesados cuando se ponen en contacto con un fluido. El someter los materiales antes de ponerlos en contacto con la composición alcalina a una etapa de separación por hundimiento/flotación no sólo reduce la cantidad de material que se procesa, sino que también elimina los materiales del poliéster antes del posterior procesamiento.
Si estuvo sometido a una etapa que incluía agua, por ejemplo, a una etapa de separación por hundimiento/flotación, el poliéster puede secarse antes de la combinación con el material alcalino. Este secado, que tiene lugar a temperaturas de no más de 160ºC, preferiblemente de 130-160ºC, puede realizarse con cualquier procedimiento conocido del estado de la técnica.
La presente invención incluye la siguiente fase del proceso, B. Comprende la mezcla y el calentamiento del poliéster, junto con el material 2 cáustico. Si, por ejemplo, con el material cáustico se introdujo de nuevo humedad en el material, el material puede secarse después de la mezcla y antes del calentamiento (en la figura se llama “Calentamiento/secado”). El secado se realiza preferiblemente a una temperatura de no más de 160ºC, más preferiblemente de 130-160ºC.
El entorno en el que se realiza la verdadera etapa de reacción (en la figura se llama “Calentamiento/reacción”) después de la mezcla estará al menos esencialmente libre de agua. Debido a los cálculos de costes se prefiere un entorno con aire seco, sin embargo puede usarse efectivamente una atmósfera inerte como, por ejemplo, nitrógeno, argón o similares.
La temperatura a la que se calienta el material en la verdadera etapa de reacción depende de la secuencia de reacción de la reacción. Esto significa que el tratamiento puede realizarse teóricamente concretamente a temperaturas de hasta casi el punto de fusión del poliéster. Sin embargo, las temperaturas preferidas para la verdadera etapa de reacción según la invención de varias etapas (en la figura se llama “Calentamiento/reacción”) no se encuentran en los 200-245ºC conocidos por el estado de la técnica. Las temperaturas según la invención en la
verdadera etapa de reacción se encuentran más bien no en una etapa, sino que se encuentran en varias etapas. La definición de las temperaturas de las etapas individuales se define según la invención en función de una secuencia de reacción de la reacción entre el PET y el material cáustico. Una definición de este tipo puede realizarse previamente cuando una determinada secuencia de la reacción se realizó una vez en forma de ensayo y de esta manera se definieron determinadas etapas de temperatura. Sin embargo, en otra forma de realización preferida, el ajuste de las etapas de temperatura individuales también puede realizarse en el marco de un circuito de regulación clásico que ajusta en tiempo real la temperatura de cada etapa individual en función de una secuencia de reacción entre el PET y el material cáustico para tener al final de la última etapa de temperatura una humedad residual óptima de menos del 1,6% en la mezcla de reacción o – como alternativa o condición acumulada – las etapas de temperatura pueden ajustarse respectivamente de forma que se consuma más del 99% del material cáustico libre determinado por valoración con fenolftaleína. En particular, la invención ha determinado que la ventana de temperatura óptima para las etapas individuales se encuentra en el intervalo entre 95ºC y 140ºC. Además, se constató que se prefiere una configuración creciente de la secuencia de temperaturas entre las etapas individuales. Los intervalos de temperatura exactos que se prefieren en el presente ejemplo de realización se especifican todavía más exactamente más adelante. En el control de la temperatura de la presente invención es sobre todo fundamental que mediante el control escalonado de la temperatura sea posible una secuencia de reacción controlada de la reacción entre el material cáustico y el PET contaminado con el tiempo.
La forma de realización representada de la invención puede comprender especialmente al menos una de las siguientes etapas:
El poliéster se muele antes del calentamiento, preferiblemente a un tamaño de copo de aproximadamente 0,005 m a aproximadamente 0,01 m, véase la etapa “Molienda”.
El poliéster se calienta después de la mezcla en un reactor 2 (véanse las Figuras 2 y 3), precalentándose el reactor 2 a una temperatura entre 95ºC y 165ºC, preferiblemente a una temperatura entre 100ºC y 130ºC.
El poliéster se calienta en las zonas 4a, 4b, 4c (véanse las Figuras 2 y 3) en tres etapas de temperatura.
El poliéster se calienta en la primera etapa de la zona 4a durante aproximadamente diez minutos a una temperatura entre 95ºC y 120ºC, preferiblemente a aproximadamente 110ºC, en la segunda etapa de la zona 4b durante aproximadamente diez minutos a una temperatura entre 110ºC y 130ºC, preferiblemente a aproximadamente 120ºC, y en la tercera etapa de la zona 4c durante aproximadamente diez minutos a una temperatura entre 120ºC y 140ºC, preferiblemente a aproximadamente 130ºC.
Durante la primera etapa de calentamiento ya se empieza la mezcla del poliéster con el material cáustico. El verdadero proceso de reacción del poliéster con el material cáustico se realiza completamente en el momento en el que reacciona la mezcla en las tres etapas de temperatura.
El tiempo entre el inicio y el fin del calentamiento del poliéster asciende a entre 5 y 45 minutos, preferiblemente a entre 10 y 30 minutos, más preferiblemente a entre 10 y 15 minutos, preferiblemente a velocidad de flujo esencialmente constante del poliéster.
El poliéster permanece en la etapa de calentamiento de 3 etapas y de reacción hasta que la humedad residual ascienda a menos del 3%, preferiblemente a menos del 2%, más preferiblemente a menos del 1,6%.
El poliéster permanece en la etapa de calentamiento de 3 etapas y de reacción hasta que se haya consumido más del 95%, preferiblemente más del 98%, más preferiblemente más del 99%, del material cáustico libre determinado preferiblemente por valoración con fenolftaleína.
El poliéster se conduce durante el calentamiento y la mezcla a un reactor con un caudal de al menos 2000 kg/h, preferiblemente de al menos 2500 kg/h.
En las zonas 4a, 4b, 4c respectivas del reactor 2 se ajusta una distribución de temperatura homogénea de la temperatura.
Para la realización del proceso de reacción provisto de las 3 etapas de temperatura anteriormente descritas se usa un reactor 2 de tornillo de mezcla de doble husillo representado en las Figuras 2 y 3. Mediante el uso de un perfil 8 en dientes de sierra para los husillos 10, 12 sin fin provistos preferiblemente de un paso de rosca del tornillo de aproximadamente 100 mm, que más preferiblemente se engranan entre sí, del tornillo 14 de mezcla del reactor 2 de tornillo de mezcla de doble husillo, la pared 16 interna orientada hacia el poliéster del reactor 2 de tornillo de mezcla
de doble husillo se mantiene esencialmente libre de adherencias del poliéster
La sección B de la Figura 1 también comprende las etapas de calentamiento escalonadas según la invención, incluida la posibilidad de un calentamiento en un entorno con aire seco.
La mezcla también puede ir seguida de un calentamiento/secado y de una introducción posterior de la mezcla así secada en otra cámara 6a de reacción del reactor 2. Una corriente 3 de aire secado caliente también puede introducirse durante las etapas de calentamiento en la cámara 6a de reacción para poner a disposición un entorno libre de agua adecuado. Durante la etapa de calentamiento/reacción, una corriente 6 que contiene componentes volátiles puede eliminarse de la cámara 6a de reacción.
La temperatura real a la que se calienta la mezcla en la cámara 6a de reacción depende de varios factores, incluidos determinadas impurezas y/o contaminantes que todavía están presentes en la mezcla en la cámara 6a de reacción.
El equipamiento y el dispositivo que se usa durante el proceso en la cámara 6a de reacción también pueden variar. Sin embargo, en el ejemplo de realización representado en las Figuras 2 y 3 se usa un reactor 2 según la invención para la realización del calentamiento y de la mezcla en forma de un reactor 2 de tornillo de mezcla de doble husillo. En este reactor 2 se usa preferiblemente un perfil 8 en dientes de sierra para los husillos 10, 12 sin fin del tornillo 14 de mezcla del reactor 2 de tornillo de mezcla de doble husillo. Estos husillos 10, 12 sin fin se engranan entre sí y están provistos de un paso de rosca del tornillo de aproximadamente 100 mm. Mediante el uso de un reactor 2 de tornillo de mezcla de doble husillo tal se realiza una homogeneización muy buena de la mezcla de PET y el material cáustico. Las tres zonas 4a, 4b, 4c de calentamiento previstas para las tres etapas de temperatura en el reactor 2 y también los dos husillos 10, 12 sin fin del husillo 2 doble que se extienden completamente respectivamente en las tres zonas 4a, 4b, 4c de calentamiento están respectivamente calentados por vapor y pueden regularse individualmente por separado en su temperatura para asegurar la temperatura respectivamente deseada para cada etapa de temperatura, correspondientemente también para cada etapa de temperatura. Además, el reactor 2 de tornillo de mezcla de doble husillo según la invención presenta una camisa 18 doble. Ésta está configuradapreferiblemente de forma que el tornillo 14 de mezcla no se encuentre bajo las tareas de supervisión de la TÜV correspondientemente conocidas por el experto para recipientes a presión de este tipo. El tornillo 14 está construido de forma que proporciona una transferencia de calor optimizada a la paleta 20 del tornillo y consigue una distribución de temperatura homogénea en la etapa de temperatura respectiva. Mediante el paso de rosca del tornillo de 100 mm se pone a disposición una elevada superficie de intercambio de calor para alcanzar la transferencia de calor optimizada previamente mencionada. Además, según la invención se ha constatado que mediante el paso de rosca del tornillo previamente mencionado de aproximadamente 100 mm en los intervalos de temperaturas anteriormente mencionados para las etapas 4a, 4b, 4c individuales entre 95ºC y 140ºC puede conseguir en conjunto un tiempo de permanencia suficiente de aproximadamente diez minutos. Además, la realización según la invención del reactor 2 destaca por un bajo consumo de potencia de cómo máximo 3 kW para el accionamiento del reactor 2.
La última etapa del proceso, C, incluye la separación de los distintos productos de reacción. En este proceso de recuperación, la parte del poliéster que está saponificada se convierte en un alcohol polihidroxílico y en una sal ácida. Si el PET se saponifica, por ejemplo, con hidróxido sódico, entonces el PET se convierte en etilenglicol y tereftalato de disodio. El alcohol polihidroxílico que se forma durante el proceso permanece o bien como un líquido en la mezcla o bien se evapora de la reacción cuando la mezcla se calienta por encima del punto de ebullición del alcohol polihidroxílico.
La primera etapa de la etapa de separación incluye una separación del poliéster 4, de la sal 5 ácida o finos 7 similares. Estos componentes se manipulan luego individualmente.
La sal ácida formada o la sal metálica como, por ejemplo, el tereftalato de disodio, se disuelven en el agua cuando se lavan los materiales calentados. Si se desea, la sal metálica puede recuperarse posteriormente a partir del agua de lavado. Si la sal ácida es, por ejemplo, un tereftalato, el agua de lavado puede filtrarse inicialmente para eliminar cualquier impureza y contaminante no disuelto que son indicados por la corriente 10. A continuación, el agua de lavado puede acidificarse para provocar que precipite el ácido tereftálico. Para acidificar la disolución puede añadirse a la disolución un ácido mineral como, por ejemplo, ácido clorhídrico, ácido fosfórico o ácido sulfúrico o un ácido orgánico como, por ejemplo, ácido acético o ácido carbónico. Tan pronto como precipita el ácido tereftálico, el ácido tereftálico puede filtrarse, lavarse y secarse, lo que deja un producto 11 relativamente puro.
Antes de la recuperación el poliéster también se trata. Una primera etapa en la etapa de separación del proceso de recuperación incluye un lavado del material de poliéster.
La etapa de lavado que es adecuada para su uso junto con el PET resultante puede contener cualquier etapa de
lavado o cualquier dispositivo de lavado que sea conocido en el estado de la técnica. Sin embargo, se prefiere usar una etapa de lavado con altas fuerzas de cizallamiento para facilitar la eliminación de materiales como, por ejemplo, oligómeros u otras composiciones orgánicas e inorgánicas de la superficie del PET. Los lavadores de este tipo con altas fuerzas de cizallamiento pueden obtenerse comercialmente en el estado de la técnica de fabricantes como, por ejemplo, de Reg-Mac o Sorema.
Además, las etapas de lavado incluyen además una neutralización de cualquier material alcalino restante mediante la adición de un ácido adecuado como, por ejemplo, de ácido fosfórico.
Otras etapas en el tratamiento del poliéster después de la separación dependen de los contaminantes y/o impurezas en las composiciones de partida. En este momento, la invención puede recuperar efectivamente poliéster de múltiples contaminantes y/o impurezas.
Por ejemplo, el procedimiento puede usarse para separar poliéster de poli(cloruro de vinilo). Este aspecto del proceso incluye el calentamiento de la mezcla de composición alcalina y los materiales de poliéster en la cámara de reacción a una temperatura que es suficiente para desclorar al menos una parte del poli(cloruro de vinilo), por lo que el poli(cloruro de vinilo) se convierte en una forma separable del poliéster. Sin embargo, la mezcla se calienta en la cámara de reacción como máximo a una temperatura que no es suficiente para fundir el poliéster.
Para separar el poli(cloruro de vinilo) desclorado del poliéster, la mezcla puede combinarse, después de que se calentara en la cámara de reacción, con un fluido como, por ejemplo, agua. Si se dispone en agua, el poliéster se hunde, mientras que el poli(cloruro de vinilo) desclorado flota. Así, una corriente 9 que incluye, por ejemplo, poli(cloruro de vinilo) puede separarse fácilmente del poliéster. Opcionalmente, burbujas de gas que se adhieren al poli(cloruro de vinilo) desclorado pueden pasarse por el agua para facilitar la separación.
Adicionalmente, el PVC descolorido puede separarse mediante técnicas de clasificación de colores que se conocen por el estado de la técnica. Ejemplos de equipamiento que puede obtenerse comercialmente incluyen aquellos fabricados por fabricantes como, por ejemplo, SRC, Satake y MSS.
El proceso en la cámara 6a de reacción también puede separar efectivamente poliéster de partículas pequeñas, es decir, del orden de magnitud de micrómetros, de aluminio o similares. Este aspecto incluye el calentamiento de la mezcla de material de desecho y la composición alcalina en la cámara 6a de reacción a una temperatura que es suficiente de manera que la composición alcalina reaccione con al menos una parte del metal, sin fundirse el poliéster. El producto secundario de la reacción entre la composición alcalina y el aluminio puede eliminarse en etapas de lavado posteriores.
Otro aspecto del proceso de recuperación en la cámara 6a de reacción incluye la eliminación de recubrimientos y/o compuestos orgánicos e inorgánicos ocluidos de poliésteres. En este contexto, la mezcla de poliéster y material cáustico se calienta en la cámara 6a de reacción a una temperatura que es suficiente para saponificar la superficie externa del poliéster, por lo que los recubrimientos se eliminan del poliéster. La mezcla se calienta en la cámara 6a de reacción a una temperatura que no es suficiente para fundir el poliéster.
El proceso de recuperación en la cámara 6a de reacción puede realizarse continuamente, es decir, con partículas que se mueven continuamente, o puede construirse como un sistema por lotes. Prácticamente puede procesarse cualquier material de poliéster. Los materiales de poliéster se recuperan preferiblemente de la corriente de desechos sólida, por lo que se alivian muchas preocupaciones medioambientales y problemas de desechos.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de mezcla de poliéster con material cáustico con las etapas: se pone a disposición poliéster, preferiblemente PET, el poliéster se seca, el poliéster secado se mezcla con el material cáustico, y el poliéster mezclado con el material cáustico se calienta en varias etapas de temperatura (4a, 4b, 4c) definidas en
    función de una secuencia de reacción de la reacción entre el PET y el material cáustico,
    calentándose el poliéster en la primera etapa (4a) a una temperatura entre 95ºC y 120ºC, en la segunda etapa (4b) a una temperatura entre 110ºC y 130ºC y en la tercera etapa (4c) a una temperatura entre 120ºC y 140ºC, con un reactor con un tornillo de mezcla de doble husillo (14) para la realización del calentamiento y de la mezcla de
    la mezcla de poliéster y material cáustico, husillos sin fin (10, 12) que se engranan entre sí para el tornillo de mezcla de doble husillo (14) y un perfil en dientes de sierra (8) para los husillos sin fin (10, 12) del tornillo de mezcla (14).
  2. 2.
    Procedimiento según la reivindicación 1,
    en el que el poliéster se calienta en la primera etapa (4a) durante aproximadamente 10 minutos, en la segunda etapa (4b) durante aproximadamente 10 minutos y en la tercera etapa (4c) durante aproximadamente 10 minutos.
  3. 3.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
    en el que el poliéster se calienta en la primera etapa (4a) a aproximadamente 110ºC, en la segunda etapa (4b) a aproximadamente 120ºC y en la tercera etapa (4c) a aproximadamente 130ºC.
  4. 4.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
    en el que el poliéster se muele antes el calentamiento, preferiblemente a un tamaño de copo de aproximadamente 0,005 m a aproximadamente 0,01 m.
  5. 5.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
    en el que el poliéster se calienta en un reactor (2), reactor (2) que se precalienta preferiblemente antes de la adición del poliéster, preferiblemente a una temperatura entre 95ºC y 165ºC, más preferiblemente a una temperatura entre 100ºC y 130ºC.
  6. 6.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
    en el que el tiempo entre el inicio y el fin del calentamiento del poliéster asciende a entre 5 y 45 minutos, preferiblemente a entre 10 y 30 minutos, más preferiblemente a entre 10 y 15 minutos, preferiblemente a velocidad de flujo esencialmente constante del poliéster.
  7. 7.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
    en el que el poliéster permanece en la etapa de calentamiento hasta que la humedad residual ascienda a menos del 3%, preferiblemente a menos del 2%, más preferiblemente a menos del 1,6%.
  8. 8.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
    en el que el poliéster permanece en la etapa de calentamiento hasta que se haya consumido más del 95%, preferiblemente más de 98%, más preferiblemente más de 99%, del material cáustico libre determinado preferiblemente por valoración con fenolftaleína.
  9. 9.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el calentamiento del poliéster se realiza en un reactor (2) con un caudal de al menos 2000 kg/h,
    preferiblemente de al menos 2500 kg/h.
  10. 10.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
    en el que en las etapas (4a, 4b, 4c) respectivas se ajusta una distribución de temperatura homogénea de la temperatura en las zonas (4a, 4b, 4c) previstas para las etapas (4a, 4b, 4c) respectivas de un reactor (2) usado para la realización del procedimiento.
  11. 11.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
    en el que como reactor (2) para la realización del calentamiento y de la mezcla se usa un reactor de tornillo de mezcla de doble husillo (2).
  12. 12.
    Procedimiento según la reivindicación 11,
    en el que mediante el uso de un perfil en dientes de sierra (8) para los husillos sin fin (10, 12) provistos preferiblemente de un paso de rosca del tornillo de aproximadamente 100 mm, que se engranan entre sí, del tornillo de mezcla (14) del reactor de tornillo de mezcla de doble husillo (2) la pared interna (16) orientada hacia el poliéster del reactor de tornillo de mezcla de doble husillo (2) se mantiene esencialmente libre de adherencias del poliéster.
  13. 13.
    Uso de un reactor (2) para la realización de un procedimiento de mezcla de poliéster con material
    cáustico según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por un tornillo de mezcla de doble husillo (14) para la realización del calentamiento y de la mezcla de la mezcla de poliéster y material cáustico, por husillos sin fin (10, 12) que se engranan entre sí para el tornillo de mezcla de doble husillo (14) y por un perfil en dientes de sierra
    (8) para los husillos sin fin (10, 12) provistos preferiblemente de un paso de rosca del tornillo de aproximadamente 100 mm del tornillo de mezcla (14).
ES08170031T 2008-11-26 2008-11-26 Procedimiento de mezcla y reactor de mezcla de poliéster con material cáustico. Active ES2372735T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20080170031 EP2192150B1 (de) 2008-11-26 2008-11-26 Polyester-mit-Ätzmaterial-Mischverfahren und -Mischreaktoren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2372735T3 true ES2372735T3 (es) 2012-01-25

Family

ID=40600089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES08170031T Active ES2372735T3 (es) 2008-11-26 2008-11-26 Procedimiento de mezcla y reactor de mezcla de poliéster con material cáustico.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8304464B2 (es)
EP (1) EP2192150B1 (es)
AT (1) ATE528342T1 (es)
DK (1) DK2192150T3 (es)
ES (1) ES2372735T3 (es)
MX (1) MX2009012696A (es)
PL (1) PL2192150T3 (es)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9089831B2 (en) * 2011-10-25 2015-07-28 Chevron Phillips Chemical Company Lp System and method for blending polymers
US9851156B2 (en) * 2015-06-11 2017-12-26 John Potee Whitney Molten-salt-heated indirect screw-type thermal processor
FR3060417B1 (fr) * 2016-12-15 2019-05-24 Lab Sa Reacteur de reactivation de solides

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3590904A (en) 1967-03-29 1971-07-06 Amsted Ind Inc Method and appratus for cooling graphite molds
SU1650662A1 (ru) * 1988-10-14 1991-05-23 Институт синтетических полимерных материалов АН СССР Способ переработки отходов искусственных кож на синтетической основе с термопластичным покрытием
US5286463A (en) 1992-03-23 1994-02-15 Partek, Inc. Composition for recovering metals and process for using same
US5395858A (en) 1994-04-28 1995-03-07 Partek, Inc. Process for recycling polyester
US5580905A (en) 1994-04-28 1996-12-03 United Resource Recovery Corporation Process for recycling polyesters
US6147129A (en) * 1998-10-01 2000-11-14 The Coca-Cola Company Method for treating polyesters and, in particular, cleaning and decontaminating polyesters
DE10032899C2 (de) * 2000-07-06 2003-09-18 B & B Anlagenbau Gmbh Verfahren zum Aufbereiten von PET-Behältnissen mittels einer Wärmebehandlung
DE50000460D1 (de) * 2000-12-15 2002-10-10 Skp Recycling Ag & Co Vorrichtung zum Reinigen und/oder Dekontaminieren von Polyester
PL203890B1 (pl) * 2001-06-19 2009-11-30 United Resource Recovery Corp Sposoby uwalniania zanieczyszczeń z podłoża poliestru oraz sposoby oddzielania poliestru od poli(chlorku winylu) i od aluminium
US6833096B2 (en) * 2001-08-29 2004-12-21 General Electric Company Method for removing water and other volatile components from polymer powders
KR20050074666A (ko) * 2004-01-14 2005-07-19 김계중 폐 플라스틱 재생을 위한 압출장치

Also Published As

Publication number Publication date
US8304464B2 (en) 2012-11-06
PL2192150T3 (pl) 2012-03-30
US20100137463A1 (en) 2010-06-03
EP2192150B1 (de) 2011-10-12
EP2192150A1 (de) 2010-06-02
MX2009012696A (es) 2010-05-28
DK2192150T3 (da) 2012-01-30
ATE528342T1 (de) 2011-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8986582B2 (en) Compartmentalized pellet for improved contaminant removal
ES2234308T3 (es) Metodo para el tratamiento de poliesteres.
US5958987A (en) Process for separating polyester from other materials
ES2372735T3 (es) Procedimiento de mezcla y reactor de mezcla de poliéster con material cáustico.
EP1409575B1 (en) Process for separating polyester from other materials
US7098299B1 (en) Separation of contaminants from polyester materials
JP2000162596A (ja) 液晶ディスプレイ工程紙用ポリエステルフィルム
US6723873B1 (en) Production of terephthalic acid and ethylene glycol from polyethlene terephthalate by ammoniolysis
CA2601201C (en) Separation of contaminants from polyester materials
JP6122650B2 (ja) ポリエステルの製造方法及びポリエステル成形体の製造方法
MXPA01003251A (es) Metodo para tratar poliesteres y, en particular, limpiar y descontaminar poliesteres
CA2792410A1 (en) Separation of contaminants from polyester materials