MX2011004435A - Separacion de caucho desvulcanizado. - Google Patents

Abstract

Un método de separación de un polímero del negro de humo en el caucho desvulcanizado, el método comprende las etapas de insertar el caucho desvulcanizado en un baño de solvente, disolver un polímero fuera del caucho desvulcanizado y en una solución del solvente y el polímero, remover la solución del baño sin perturbar el residuo no disuelto que comprende negro de humo, y recuperar el residuo no disuelto.

Description

SEPARACION DE CAUCHO DESVULCANIZADO Campo de la Invención La presente invención se refiere a la separación de caucho regenerado o des ulcanizado y en particular, a la separación de negro de humo del polímero en el caucho desvulcanizado .

Antecedentes de la Invención La vulcanización es un proceso químico que mejora las propiedades de volumen del caucho para uso en muchas aplicaciones. El caucho vulcanizado es utilizado en vastas cantidades en un sinnúmero de productos que incluyen neumáticos de automóvil, suelas de zapato y mangueras. Sin embargo, el reciclado del caucho vulcanizado para obtener materiales útiles a menudo es un proceso difícil y consumidor de tiempo.

El problema del reciclado eficiente del caucho vulcanizado que produce materias primas adecuadas para su reutilización en la manufactura o en otras aplicaciones ha probado ser difícil de resolver. El proceso de reciclado de este material requiere, en forma típica, de una regeneración o desvulcanización la cual, como el nombre sugiere, intenta variar los grados de éxito que invierten los efectos de la vulcanización.

Una vez desvulcanizado, el material podría ser adicionalmente separado en subcomponentes útiles, tales como REF.219712 negro de humo y polímeros tales como poliisopreno, polibutadieno, estireno-butadieno, isopreno-butadieno, estireno-isopreno, estireno-isopreno-butadieno, acrilonitrilo de butadieno, isobutileno-isopreno de cloro, y isobutileno-isopreno de bromo. No se pretende que la lista anterior de polímeros sea limitante . La presente invención se dirige al problema de la separación del componente de negro de humo del componente de polímero del material de caucho desvulcanizado.

Un modo que consigue la separación física entre el negro de humo y el polímero en el material desvulcanizado es disolver el polímero en un solvente tal como tolueno. En forma típica, la mezcla resultante es una suspensión de negro de humo en una solución de solvente/polímero. El problema de la separación del negro de humo del polímero se convierte en la remoción de estas partículas suspendidas de la solución.

El procesamiento de desvulcanizado del caucho de residuo con el uso de un solvente es bien conocido en la técnica. Los procesos anteriores han sido descritos en donde •pedazos de tamaño moderado1 del caucho de residuo con diámetros hasta de 15.24 centímetros (6 pulgadas) son disueltos en aceite aromático en un reactor de agitación bajo condiciones particulares de presión y temperatura. Es aparente que las partículas de negro de humo son distribuidas a través de toda la solución resultante en un 'reactor de agitación' .

La tecnología centrífuga ha sido utilizada en muchas aplicaciones anteriores para separar los sólidos suspendidos de un fluido. El diseño de un centrífugo requerido para conseguir el grado deseado de separación está en función de muchos factores que incluyen el tipo de centrífugo, las propiedades de las partículas que serán separadas y las propiedades del fluido circundante. Las partículas de negro de humo utilizadas en el refuerzo del caucho tienden a ser totalmente pequeñas si se compara con el tamaño de las partículas en que los centrífugos industriales típicos son diseñados para capturar. En la práctica no es una materia simple la separación en tamaño pequeño de las partículas de negro de humo de la solución de polímero/solvente en un modo efectivo de costo, con la tecnología centrífuga.

Otro método común utilizado para remover los sólidos suspendidos de una solución es la filtración. El uso de filtros tampoco es ideal en la presente aplicación. Los filtros que son suficientemente finos para ser adecuados para la filtración del negro de humo también tienden a originar un proceso lento de separación si la gravedad es empleada para empujar la solución a través del filtro. Si es aplicada presión o vacío para incrementar la velocidad de la filtración, el negro de humo podría ser empujado a través de estos filtros.. Otro problema con la filtración es la obturación en donde la velocidad de filtrado es reducida en forma dramática por la acumulación de material en el filtro. Este problema es exacerbado por el incremento del peso molecular del polímero y la presencia, tanto del negro de humo como del polímero en la mezcla que será filtrada. El polímero tiende a volverse pegajoso con el negro de humo depositado en el filtro creando una capa impenetrable.

El revestimiento previo del filtro es un método que intenta mejorar la eficiencia de la filtración a través del tratamiento previo de la superficie de filtro con una capa del material que será filtrado. Sin embargo, en la remoción de las partículas pequeñas de negro de humo que se encuentran suspendidas en la solución de polímero/solvente, la tarta formada sobre el filtro para el revestimiento previo puede conducir con rapidez a la unión o vinculación de la solución de polímero/solvente y negro de humo.

Las técnicas de emulsión, por medio de las cuales, una suspensión de partículas suspendidas de negro de humo en una solución de polímero y solvente, es mezclada con un fluido inmiscible, tal como agua también han probado ser ineficientes para el propósito de la separación de negro de humo en una fase separada de una solución de polímero/solvente .

Existe la necesidad de un método mejorado de separación de negro de humo a partir del polímero de caucho desvulcanizado que sea tanto eficiente de costo como efectivo en la separación de estos componentes .

Sumario de la Invención De acuerdo con un aspecto de la descripción, se proporciona un método de separación de componentes de caucho regenerado o desvulcanizado . El método comprende poner en contacto el caucho desvulcanizado con un solvente sin agitar el solvente, permitir que el solvente disuelva el polímero del caucho desvulcanizado, permitir que las partículas de negro de humo permanezcan no suspendidas en la solución de polímero-solvente, remover la solución de polímero-solvente sin perturbar las partículas no suspendidas de negro de humo, y remover el negro de humo.

De acuerdo con un aspecto adicional de la descripción se proporciona un método de separación, de manera continua, de los componentes de caucho regenerado o desvulcanizado. El método comprende colocar el caucho desvulcanizado en una pluralidad de bandejas de reacción, cada una tiene un puerto de entrada localizado en la parte superior de la bandeja de reacción, un puerto de salida localizado en la parte inferior de la bandeja de reacción y una sección de reacción localizada entre el puerto de entrada y el puerto de salida, acoplar la pluralidad de bandejas de reacción juntas para formar un primer grupo de reacción conectando el puerto de salida de una respectiva bandeja de reacción con el puerto de entrada de otra respectiva bandeja de reacción, introducir un solvente en el puerto de entrada de una bandeja de reacción del primer grupo de reacción, permitir que el solvente pase a través de la pluralidad de bandejas de reacción del primer grupo de reacción, acoplar una segunda pluralidad de bandejas de reacción juntas para formar un segundo grupo de reacción, acoplar el puerto de entrada de una bandeja de reacción del segundo grupo de reacción con el puerto de salida de una bandeja de reacción del primer grupo de reacción, e introducir la solución de polímero-solvente en el segundo grupo de reacción del puerto de salida de la bandeja de reacción del primer grupo de reacción.

De acuerdo con un aspecto todavía adicional de la descripción se proporciona un sistema de reacción para separar, de manera continua, los componentes de caucho regenerado o desvulcanizado. El sistema de reacción comprende un primer grupo de reacción que retiene una primera porción del caucho desvulcanizado que será separada, el primer grupo de reacción comprende un puerto de entrada localizado en una sección superior del primer grupo de reacción y un puerto de salida localizado en una sección inferior del primer grupo de reacción, el puerto de entrada del primer grupo de reacción que recibe un solvente para la extracción del polímero de la primera porción del caucho desvulcanizado, y un segundo grupo de reacción que retiene una segunda porción del caucho desvulcanizado que será separada, la segunda reacción comprende un puerto de entrada localizado en una sección superior del segundo grupo de reacción y un puerto de salida localizado en una sección inferior del segundo grupo de reacción, el puerto de entrada del segundo grupo de reacción es acoplado con el puerto de salida del primer grupo de reacción y recibir la solución de polímero/solvente del primer grupo de reacción.

Breve Descripción de las Figuras Estas y otras características de la invención serán más aparentes a partir de la siguiente descripción, en la cual se hace referencia a las figuras adjuntas, en donde: La Figura 1 muestra las partículas de caucho desvulcanizado introducidas en un baño de solvente.

La Figura 2 muestra un recipiente con un embudo de separación en el cual un solvente flota por encima de una capa de agua o acuosa con las partículas de caucho desvulcanizado que se apoyan sobre la capa de agua o acuosa de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La Figura 3 muestra un recipiente con un embudo de separación en el cual una solución de solvente y un polímero disuelto flota por encima de una capa de agua o acuosa que soporta el residuo húmedo de negro de humo y de polímero no disuelto, si existiera.

La Figura 4 muestra un recipiente con un embudo de separación en el cual el volumen de una capa de agua o acuosa ha sido reducido con el propósito de incrementar la profundidad relativa de la solución restante de polímero/solvente con el propósito de facilitar la extracción de la solución restante de polímero/solvente .

La Figura 5 muestra una bandeja de reacción ilustrativa para uso en la separación de las partículas de negro de humo de una solución de polímero/solvente.

La Figura 6 muestra un grupo de reacción ilustrativo para uso en la separación de las partículas de negro de humo de una solución de polímero/solvente .

La Figura 7 muestra una modalidad ilustrativa para uso en la separación continua de las partículas de negro de humo de una solución de polímero/solvente.

La Figura 8 muestra un diagrama de flujo de un método ilustrativo de separación de las partículas de negro de humo de una solución de polímero/solvente .

Descripción Detallada de la Invención La presente descripción proporciona un método que actúa sobre el caucho regenerado o desvulcanizado para disolver el polímero del caucho desvulcanizado. El proceso disuelve el polímero en un solvente y separa la solución de polímero/solvente de las partículas de negro de humo del caucho desvulcanizado . En una modalidad ilustrativa descrita en la presente, los fragmentos de caucho desvulcanizado con un diámetro aproximadamente de 1 centímetro o menos, un contenido de negro de humo menor de 50%, y con una gravedad específica alrededor de uno son utilizados en el método. Será aparente para las personas expertas en la técnica que un número de variaciones y modificaciones puede ser realizado al método descrito en la presente sin apartarse del alcance de la invención como es definido, en las reivindicaciones.

Muchos de los problemas asociados con la separación de una suspensión de las partículas de negro de humo de una solución de polímero disuelto y un solvente adecuado tal como tolueno o xileno son provocados por el tamaño fino de partícula de las partículas de negro de humo. Un modo para superar muchos de estos problemas es minimizar el grado en el cual las partículas de negro de humo son suspendidas en la mezcla.

La Figura 1 muestra una vista esquemática de un proceso de separación de las partículas de negro de humo a partir del polímero de caucho regenerado o desvulcanizado. Con referencia a la Figura 1, cuando las partículas de caucho desvulcanizado 103 son colocadas en la parte inferior de un baño de un solvente adecuado 102, las partículas de negro de humo tenderán a permanecer en o casi la parte inferior del baño mientras el polímero disuelto es extendido de manera regular a través de toda la solución resultante de polímero/solvente . La mayoría de la solución de polímero/solvente podría ser entonces removida con succión, un drenaje situado por encima de la capa que contiene el negro de humo, un flujo controlado u otros medios sin eliminar el negro de humo. El caucho des ulcanizado 103 no debe flotar en el solvente seleccionado 102 o la solución de polímero/solvente .

Las partículas de caucho desvulcanizado 103 de un tamaño relativamente pequeño si se compara con el volumen de baño de solvente son introducidas en el baño 101 en un modo que minimiza la agitación de solvente 102 alrededor de los fragmentos de caucho desvulcanizado 103 y por lo tanto, reduce la posibilidad que las partículas de negro de humo sean limpiadas en la superficie de los fragmentos de caucho 103 y son suspendidas en la solución de polímero/solvente . Por el contrario, el solvente no tiene que ser vertido sobre las partículas de caucho desvulcanizado 103 debido a la agitación resultante y la dispersión de las partículas de negro de humo.

Los procesos de acuerdo con el método descrito en la presente podrían ser diseñados para ser realizados en un estilo de lote fijo, en donde las partículas de caucho desvulcanizado 103 se sitúan en un baño 101 hasta que es completada la disolución, o de manera alterna, en un proceso continuo. Los procesos continuos podrían comprender el uso de una correa de transporte, la inserción de una bandeja de reacción poco profunda, u otros medios mecánicos. Si es empleado un proceso continuo, un contador de flujo en la dirección de movimiento de la partícula de caucho desvulcanizado podría ser introducido en el solvente. Una de las ventajas de utilización del proceso continuo, el cual introduce el nuevo caucho desvulcanizado en el fin de la línea de proceso, es que el nuevo caucho desvulcanizado es introducido en el solvente que es saturado o semi-saturado con el polímero. Esto reduce la cantidad de polímero que será extraído del nuevo caucho desvulcanizado a medida que éste está siendo introducido en el solvente y como resultado, la cantidad de las partículas de negro de humo que será liberada. La introducción del nuevo caucho desvulcanizado en el proceso podría agitar el solvente y provocar que las partículas de negro de humo se vuelva suspendidas en el solvente. Debido a que la solución de polímero/solvente ya se encuentra saturada o parcialmente saturada con el polímero, muy poco polímero será extraído y de este modo, pocas partículas de negro de humo serán liberadas y se volverán suspendidas en la solución de polímero/solvente . El flujo contrario garantiza que el residuo que sale del proceso continuo se encuentre en contacto con el solvente limpio lo cual maximiza el grado de extracción del polímero. En cualquiera de un proceso continuo o fijo, el baño de solvente 102 no es mezclado o agitado durante el proceso de disolución para permitir que las partículas de negro de humo permanezcan no suspendidas en la solución de polímero/solvente. Una vez que es completado el proceso de disolución, las partículas de negro de humo y el polímero residual (si existiera) pérmanecen en la parte inferior del baño de solvente 101 o, y si es utilizado un proceso continuo, en el dispositivo de transporte. La mayoría de la solución del baño de polímero/solvente podría ser entonces removida con una cantidad mínima de partículas de negro de humo suspendidas dentro de la solución de polímero/solvente.

De manera general, la temperatura del baño de solvente podría ser elevada a fin de incrementar la velocidad en la cual se disuelve el polímero en el solvente en donde sea adecuado en función de factores tales como el polímero particular que será disuelto. Las corrientes de convección podrían originarse a partir del calentamiento de la solución de polímero/solvente, lo cual podría originar la agitación de la solución de polímero/solvente y la suspensión de las partículas de negro de humo, y de este modo, serían minimizadas.

En otra modalidad ilustrativa de un proceso de lote fijo, el agua o una solución acuosa 202 con una gravedad específica alrededor de uno, podría ser introducida en el baño de disolución. Los solventes adecuados tales como aquellos discutidos con anterioridad, flotan por encima de estos líquidos . La gravedad específica de las partículas de caucho desvulcanizado 103 podría variar, aunque en forma típica, es alrededor de uno. El agua o una solución acuosa 202 podrían ser elegidas para coincidir con las características del caucho desvulcanizado 103 y el solvente 102 de manera que ambos del solvente 102 y el caucho desvulcanizado 103 son soportados por una capa de agua o solución acuosa 202 en la parte inferior del recipiente de baño 201. Una ventaja de este arreglo es que las partículas de negro de humo y el residuo de polímero tiende a estancarse fuera de los bordes del recipiente de baño de solvente 201 lo cual facilita entre otras cosas, la transportación del negro de humo y residuo de polímero húmedo. El agua o solución acuosa 202 forma una plataforma adecuada para el movimiento del negro de humo extraído hacia otros recipientes . El negro de humo resultante, polímero, y sistema de solución de agua o acuosa, podría ser transportado del mismo modo que un líquido en lugar de requerir un método de remoción del negro de humo como un sólido no soportado.

Las Figuras 2 , 3 y 4 representan esquemas de un proceso ilustrativo de lote. El caucho desvulcanizado 103 es soportado sobre una capa de agua o acuosa 202 en un depósito o recipiente 201 que incluye un embudo de separación 203. El proceso de disolución podría ser realizado mientras que la capa de agua o acuosa 202 tiene un volumen suficiente, de manera que proporciona un área máxima superficial. La maximización del área superficial de la capa de agua o acuosa 202 garantiza la exposición máxima de las partículas de caucho des ulcanizado 103 al solvente 102.

Como se representa en la Figura 3 , una vez que ha sido removida la capa de solución de polímero/solvente 302, por ejemplo, a través de succión o de otros medios, las partículas no suspendidas de negro de humo 301 y otros residuos se asientan por debajo de una capa poco profunda de solución adicional de polímero/solvente 302. Se apreciará que aunque las partículas de caucho desvulcanizado 103 y las partículas de negro de humo 301 son descritas que se encuentran separadas, existe una transición continua entre el caucho desvulcanizado y el negro de humo restante 301 puesto que el polímero adicional es extraído por el solvente.

Como se representa en la Figura 4 , una cantidad de agua o la solución acuosa 202 podría ser entonces removidas a través de una válvula 204 o por otros medios con el propósito de incrementar la profundidad de la solución de polímero/solvente 302 en el embudo 203. La remoción de la solución adicional de polímero/solvente 302 es facilitada por el incremento en la profundidad de la solución de polímero/solvente dentro del embudo 203.

Podría ser deseable en algunos casos permitir que el residuo de negro de humo 301 caiga a través de una capa acuosa 202 en la parte inferior del recipiente de baño de solvente 201. En función de la gravedad especifica del residuo de negro de humo 301 y la capa acuosa 202 en la cual el proceso de disolución avanzó, la gravedad especifica de la capa acuosa 202 podría ser ajustada variando la concentración del soluto disuelto en la solución acuosa hasta un grado que permita que el residuo de negro de humo 301 se sumerja a través de la misma. Por el contrario, la gravedad específica de la capa acuosa 202 podría ser cambiada durante el proceso de disolución para garantizar que las partículas de caucho desvulcanizado 103 y el residuo de negro de humo 301 sea soportado través de todo el proceso de disolución. De manera alterna, un surfactante podría ser utilizado para permitir que el residuo de negro de humo 301 caiga a través del agua o solución acuosa después de la primera extracción de la solución de polímero/solvente 302 para evitar el nuevo mezclado de los componentes separados .

En versiones del proceso que no utilizan, de manera inicial, una capa de agua o acuosa, el procesamiento adicional del residuo extraído de negro de humo y residuo de polímero/solvente a menudo es posible. Estos procesos incluyen un proceso de lote fijo sin una capa de soporte de agua o acuosa o un proceso continuo en donde las partículas de caucho desvulcanizado viajan a través de un baño de solvente. El residuo de negro de humo producido a partir de estos procesos se encuentra típicamente contenido dentro de una capa poco profunda de solución de polímero/solvente o solo solvente. En donde la gravedad específica del residuo de negro de humo es más grande que la del agua o una solución adecuada acuosa, el agua o la solución acuosa podrían ser cuidadosamente agregadas para formar una capa entre la solución residual de polímero/solvente y el negro de humo que facilite adicionalmente la remoción de la solución restante de polímero/solvente del negro de humo.

La Figura 5 muestra una bandeja ilustrativa de reacción para uso en la separación de las partículas de negro de humo de una solución de polímero/solvente . La bandeja de reacción 502 podría ser utilizada en los procesos descritos con anterioridad- para soportar el caucho desvulcanizado . El caucho desvulcanizado podría ser introducido en la bandeja de reacción como los fragmentos de caucho desvulcanizado que se describió con anterioridad. De manera alterna, el caucho desvulcanizado podría ser formado en hojas como se representa en la Figura 5. La bandeja de reacción 502 comprende un alojamiento con un puerto de entrada 504 y un puerto de salida 506. Como se representa en la Figura 5, el puerto de entrada 504 y el puerto de salida 506 podrían ser localizados en los lados opuestos de la bandeja de reacción 502. El puerto de entrada 504 permite que el solvente sea introducido en la bandeja de reacción, y el puerto de salida 506 permite que la solución de polímero/solvente sea removida de la bandeja de reacción 502. La bandeja de reacción podría incluir un desviador de entrada 508 localizado junto al puerto de entrada 504 y un desviador de salida 510 localizado junto al puerto de salida 506. El desviador de entrada 508 y el desviador de salida 510 pueden ayudar al control del flujo del solvente a través del caucho desvulcanizado 514 a fin de reducir la agitación del solvente antes del contacto con el caucho desvulcanizado 51 .

Como se representa en la Figura 5, el caucho desvulcanizado 514 es localizado en una sección de reacción de la bandeja de reacción. El caucho desvulcanizado 514, cualquiera que sea la forma de hoja, fragmento u otras formas, podría ser soportado sobre una plataforma 512 localizada en la sección de reacción de la bandeja de reacción. La plataforma 512 permite que el solvente entre en contacto con ambas de las superficies superior e inferior del caucho desvulcanizado 51 . Aunque la plataforma 512 es representada en la Figura 5, es posible soportar el caucho desvulcanizado 514 en la superficie inferior de la bandeja de reacción. De manera alterna, podrían formarse ranuras o canales en la superficie inferior de la bandeja de reacción 502 en la cual podrían insertarse fragmentos u hojas de caucho desvulcanizado, o podrían empacarse. El uso de las ranuras o canales podría ayudar a reducir la cantidad de agitación del solvente que pasa a través del caucho desvulcanizado.

La bandeja de reacción 502 podría ser utilizada en un proceso de lote en el cual es introducido en solvente en la bandeja de reacción a través del puerto de entrada 504. El puerto de salida 506 podría ser cerrado para permitir que la bandeja de reacción se llene con el solvente. Una vez que ha pasado un período de tiempo suficientemente largo se extrae la cantidad deseada de polímero del caucho desvulcanizado 514. Una vez que el tiempo de reacción ha transcurrido, el puerto de salida 506 podría ser abierto con el propósito de remover el solvente con el polímero disuelto extraído a partir del caucho desvulcanizado. De manera alterna, es utilizada una bomba, vacío, sifón o succión para remover la solución de polímero/solvente de la bandeja de reacción a través el puerto de entrada 504.

Aunque no se muestra en la Figura 5 , un material poroso, tal como un material de gaza o material similar podría ser colocado sobre del caucho desvulcanizado en la bandeja de reacción 502. El material poroso podría ayudar a evitar adicionalmente que cualquiera de las partículas de negro de humo se encuentre suspendida en la solución de polímero/solvente . Debido a que el material es poroso, éste permite que todavía sea extraído del caucho desvulcanizado 514 por medio del solvente.

La Figura 6 muestra un grupo ilustrativo de reacción para uso en la separación de las partículas de negro de humo de una solución de polímero/solvente. Múltiples bandejas de reacción 502A-D como se describe con anterioridad con referencia a Figura 5 podrían ser utilizadas juntas a fin de incrementar la cantidad de caucho desvulcanizado que puede ser procesado a la vez . Como se representa en la Figura 6 , cuatro bandejas de reacción 502A-D son acopladas juntas para formar un grupo de reacción 602. Aunque cuatro bandejas de reacción 502A-D son representadas que forman el grupo de reacción 602, será apreciado que más o menos bandejas de reacción pueden ser acopladas juntas para formar el grupo de reacción 602. Las bandejas de reacción son acopladas juntas, de manera que el puerto de salida de una bandeja de reacción es conectado con el puerto de entrada de la subsiguiente bandeja de reacción. El puerto de entrada de la primera bandeja de reacción 502A podría ser utilizado como el puerto de entrada 604 del grupo de reacción. El puerto de salida de la última bandeja de reacción 502D podría ser utilizado como el puerto de salida del grupo de reacción 602.

A medida que el solvente es introducido en el puerto de entrada 602 este pasa a través del caucho desvulcanizado en las bandejas de reacción 502A-D. Conforme el solvente pasa a través del caucho desvulcanizado, el polímero adicional es extraído. Como tal, la solución de polímero/solvente se vuelve más concentrada con el polímero a medida que pasa de la primera bandeja de reacción 502A hacia la última bandeja de reacción 502D. como resultado, el caucho desvulcanizado en la última bandeja de reacción podría requerir un tiempo más largo de procesamiento que la primera bandeja de reacción, o de manera alterna, una menor cantidad de polímero podría ser extraída de la última bandeja de reacción 502D que la primera bandeja de reacción 502A.

La Figura 7 muestra una modalidad ilustrativa para uso en la separación continúa de las partículas de negro de humo de una solución de polímero/solvente . El sistema de reacción 700 podría comprender una pluralidad de grupos de reacción 602A-C acoplados juntos. El grupo de reacción 602A es acoplado con el grupo de reacción 602B a través de una tubería 704. El grupo de reacción 602B es acoplado con el grupo de reacción 602C a través de una tubería 706. El solvente podría ser introducido en el sistema de reacción 700 en el puerto de entrada del primer grupo de reacción 602A. El solvente podría pasar a través del grupo de reacción 602A bajo la fuerza de la gravedad hacia el puerto de salida del primer grupo de reacción 602A. La solución de polímero/solvente podría ser bombeada a través de la tubería 704 hacia el puerto de entrada del segundo grupo de reacción 602B. La solución de polímero/solvente podría entonces pasar a través del segundo grupo de reacción 602B del puerto de entrada hacia el puerto de salida, extrayendo el polímero adicional del caucho desvulcanizado . La solución de polímero/solvente es entonces bombeada del puerto de salida del segundo grupo de reacción 602B hacia la salida del tercer grupo de reacción 602C a través de una tubería 706. La solución de polímero/solvente extrae entonces el polímero del caucho des ulcanizado en el tercer grupo de reacción 602C.

El sistema de reacción 700 podría ser utilizado para proporcionar un proceso semi-continuo de separación de polímero de negro de humo de caucho desvulcanizado . El proceso puede funcionar, de manera continua, mediante la desconexión del primer grupo de reacción 602A y el acoplamiento del solvente con el puerto de entrada del segundo grupo de reacción 602B. Un grupo adicional de reacción puede ser acoplado con el puerto de salida del grupo de reacción 602C para el proceso adicional del caucho desvulcanizado . Éste proceso puede ser repetido, de manera que los grupos adicionales de reacción son agregados en el sistema de reacción a medida que son removidos los grupos más anteriores de reacción.

A medida que la solución de polímero/solvente pasa del primer grupo de reacción hacia el último grupo de reacción, la solución de polímero/solvente se vuelve más concentrada con el polímero extraído. El solvente es introducido en el grupo de reacción que ha estado en el sistema de reacción durante el periodo más largo de tiempo. De manera ventajosa, esto permite en forma progresiva que una mayor cantidad de polímero sea extraída del caucho des ulcanizado a medida que el grupo de reacción pasa a través del sistema de reacción. Esto también permite que una menor cantidad de polímero sea extraída del caucho desvulcanizado que la que ha sido recién agregada al sistema de reacción, lo cual reducirá la cantidad de las partículas de negro de humo que pudieran estar suspendidas en la solución de polímero/solvente . Esto es ventajoso, debido a que la introducción del caucho desvulcanizado en el sistema de reacción podría provocar que la solución de solvente de polímero será agitada, provocando que cualquiera de las partículas libres de negro de humo se vuelva suspendida.

La Figura 8 muestra un diagrama de flujo de un método ilustrativo 800 de separación de las partículas de negro de humo de una solución de polímero/solvente. El método 800 comienza poniendo en contacto el caucho desvulcanizado con el solvente (802) sin agitar el solvente. Al reducir la agitación del solvente, se permite que el solvente disuelva el polímero del caucho desvulcanizado (804) . Al reducir la agitación del solvente, se permite que las partículas de negro de humo permanezcan no suspendidas en la solución de polímero/solvente (806) una vez que el polímero es extraído del caucho desvulcanizado. La solución de polímero/solvente es entonces removida (808) , la cual entonces podría ser adicionalmente procesada para aislar y separar el polímero. Las partículas restantes de negro de humo, que permanecen son entonces removidas (810) .

El proceso de extracción y separación fue verificado. En una prueba ilustrativa, fue agregado tolueno caliente (70°C) a un plato de cerámica caliente con tres canales de vapor en este hasta que los canales fueron sumergidos por completo en el tolueno (350mL) . Entonces, trozos de caucho fueron colocados en los canales una vez que fue agregado el tolueno. Una cubierta caliente fue colocada en la parte superior del plato de cerámica para evitar que el tolueno se evapore . A continuación, una bomba peristáltica fue utilizada con una tubería masterflex de vitón para bombear el tolueno caliente hacia el sistema de prueba. Otra bomba peristáltica fue utilizada para bombear la solución fuera del sistema hacia un vaso de precipitado de colección. El sistema de prueba trabajo durante 480 min realizando la muestra cada 30 min. Después de 480 min la solución restante de solvente en el sistema fue drenada hacia un vaso de precipitado y el negro de humo fue removido de los canales y fue colocado en un vaso de precipitado. Todo fue drenado hacia un horno a 115°C y sus masas fueron registradas. A partir de una muestra de 6.24g, 3.27g (52.4%) de polímero fue colectada y 2.90g (46.5%) de negro de humo fue colectada. La pirólisis del residuo de negro de humo originó 76.7% de negro de humo.

Aunque las figuras y la descripción han descrito muchos detalles específicos con el propósito de ilustración, cualquier persona de experiencia ordinaria en la técnica apreciará que muchas variaciones y alteraciones a los detalles descritos se encuentran dentro del alcance de la presente descripción. En consecuencia, las modalidades descritas son señaladas sin ninguna pérdida de generalidad, y sin limitaciones de imposición sobre la materia reivindicada. Por lo tanto, se pretende que el alcance de la invención simplemente sea limitado por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (20)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un método de separación de componentes de caucho desvulcanizado, caracterizado porque comprende: poner en contacto el caucho des ulcanizado con un solvente sin agitar el solvente; permitir que el solvente disuelva el polímero del caucho desvulcanizado; permitir que las partículas de negro de humo permanezcan no suspendidas en la solución de polímero-solvente ; remover la solución de polímero-solvente sin perturbar las partículas no suspendidas de negro de humo; y remover el negro de humo.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de poner en contacto el caucho desvulcanizado con un solvente sin perturbar el solvente comprende : introducir fragmentos de caucho desvulcanizado en un baño poco profundo de solvente; colocar los fragmentos de caucho desvulcanizado en canales formados en una cámara de reacción e introducir el solvente en la cámara de reacción; o colocar una hoja de caucho desvulcanizado en la cámara, de reacción e introducir el solvente en la cámara de reacción.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2 , caracterizado porque la introducción del solvente en la cámara de reacción comprende introducir el solvente a través de una entrada desplazada del caucho desvulcanizado.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la puesta en contacto del caucho des ulcanizado con el solvente sin perturbar el solvente comprende : colocar una hoja de caucho desvulcanizado en la parte superior de una capa de un líquido de soporte en un recipiente de reacción que tiene una parte inferior de forma de embudo, el líquido de soporte tiene una gravedad específica más grande que la gravedad específica del caucho desvulcanizado y la gravedad específica del solvente; e introducir el solvente en la parte superior del líquido.

5. El método de conformidad con la reivindicación 4f caracterizado porque la remoción de la solución de polímero-solvente comprende : remover una capa de la solución de polímero-solvente ; remover el líquido de soporte a través de un puerto en la parte inferior del recipiente de reacción de forma de embudo, a fin de incrementar la profundidad de la capa . restante de la solución de polímero-solvente; y remover la capa restante de la solución de polímero-solvente .

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de poner en contacto el caucho desvulcanizado con el solvente sin perturbar el solvente comprende : colocar el caucho desvulcanizado en una bandeja de reacción que tiene un puerto de entrada localizado en la parte superior de la bandeja de reacción, un puerto de salida localizado en la parte inferior de la bandeja de reacción y una sección de reacción localizada entre el puerto de entrada y el puerto de salida; introducir el solvente en la bandeja de reacción a través del puerto de entrada y permitir que el solvente fluya a través del caucho desvulcanizado en la sección de reacción hacia el puerto de salida.

7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la colocación del caucho desvulcanizado en la bandeja de reacción comprende: colocar fragmentos de caucho desvulcanizado en un canal en la sección de reacción de la bandeja de reacción; o colocar una hoja de caucho desvulcanizado en la sección de reacción de la bandeja de reacción.

8. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la remoción de la solución de polímero-solvente sin perturbar las partículas no suspendidas de negro de humo comprende recuperar la solución de polímero- solvente del puerto de salida; y en donde la remoción del negro de humo comprende remover el negro de humo restante en la bandeja de reacción después de remover la solución de polímero-solvente .

9. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque además comprende: colocar el caucho desvulcanizado en una pluralidad de bandejas de reacción, cada una tiene un puerto de entrada localizado en la parte superior de la bandeja de reacción, un puerto de salida localizado en la parte inferior de la bandeja de reacción y una sección de reacción localizada entre el puerto de entrada y el puerto de salida; y acoplar la pluralidad de bandejas de reacción juntas mediante la conexión del puerto de salida de una respectiva bandeja de reacción con el puerto de entrada de otra respectiva bandeja de reacción.

10. Un método de separación, de manera continua, de componentes de caucho desvulcanizado, caracterizado porque comprende : colocar el caucho desvulcanizado en una pluralidad de bandejas de reacción, cada una tiene un puerto de entrada localizado en la parte superior de la bandeja de reacción, un puerto de salida localizado en la parte inferior de la bandeja de reacción y una sección de reacción localizada entre el puerto de entrada y el puerto de salida; acoplar la pluralidad de bandejas de reacción juntas para formar un primer grupo de reacción mediante la conexión del puerto de salida de una respectiva bandeja de reacción con el puerto de entrada de otra respectiva bandeja de reacción; introducir un solvente en el puerto de entrada de una bandeja de reacción del primer grupo de reacción; permitir que el solvente pase a través de la pluralidad de bandejas de reacción del primer grupo de reacción; acoplar una segunda pluralidad de bandejas de reacción juntas para formar un segundo grupo de reacción; acoplar el puerto de entrada de una bandeja de reacción del segundo grupo de reacción con el puerto de salida de una bandeja de reacción del primer grupo de reacción; e introducir la solución de polímero-solvente en el segundo grupo de reacción del puerto de salida de la bandeja de reacción del primer grupo de reacción.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porgue además comprende: remover el primer grupo de reacción; remover el negro de humo restante de la pluralidad de bandejas de reacción del primer grupo de reacción; introducir el solvente en el puerto de entrada de la bandeja de reacción del segundo grupo de reacción; y acoplar un tercer grupo de reacción que comprende una pluralidad de bandejas de reacción con el segundo grupo de reacción; e introducir la solución de polímero-solvente en el tercer grupo de reacción del puerto de salida del segundo grupo de reacción.

12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la colocación del caucho desvulcanizado en una pluralidad de bandejas de reacción comprende colocar una hoja de caucho desvulcanizado en la sección de reacción de cada bandeja de reacción.

13. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque además comprende: permitir que la solución de polímero-solvente pase a través de cada grupo de reacción bajo la fuerza de la gravedad; y bombear la solución de polímero-solvente del puerto de salida de uno de la pluralidad de grupos de reacción hacia el puerto de entrada de otro de la pluralidad de grupos de reacción.

1 . El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque además comprende el calentamiento del solvente a una temperatura de reacción antes de la introducción del solvente en el puerto de entrada del primer grupo de reacción.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque además comprende el calentamiento de cada una de las bandejas de reacción de la pluralidad de grupos de reacción para mantener la solución de polímero-solvente a la temperatura de reacción.

16. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque además comprende el calentamiento de la solución de polímero-solvente antes de su introducción en el puerto de entrada del segundo grupo de reacción.

17. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque además comprende la cobertura del caucho desvulcanizado en cada una de las bandejas de reacción con un material poroso a fin de reducir la cantidad de las partículas de negro de humo que se vuelvan suspendidas en la solución de polímero-solvente .

18. Un sistema de reacción que separa, de manera continua, los componentes de caucho desvulcanizado, caracterizado porque comprende: un primer grupo de reacción que retiene una primera porción del caucho desvulcanizado que será separada, el primer grupo de reacción comprende un puerto de entrada localizado en la sección superior del primer grupo de reacción y un puerto de salida localizado en la sección inferior del primer grupo de reacción, el puerto de entrada del primer grupo de reacción recibió solvente para la extracción del polímero de la primera porción del caucho desvulcanizado; y un segundo grupo de reacción que retiene una segunda porción del caucho desvulcanizado que será separada, la segunda reacción comprende un puerto de entrada localizado en la sección superior del segundo grupo de reacción y un puerto de salida localizado en la sección inferior del segundo grupo de reacción, el puerto de entrada del segundo grupo de reacción es acoplado con el puerto de salida del primer grupo de reacción y recibe la solución de polímero/solvente del primer grupo de reacción.

19. El sistema de reacción de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque además comprende: uno o más grupos adicionales de reacción que retienen porciones adicionales del caucho desvulcanizado que será separado, un puerto de entrada de uno de los grupos adicionales de reacción acoplado con el puerto de salida del segundo grupo de reacción y un puerto de entrada de los grupos restantes adicionales de reacción acoplado con un respectivo puerto de salida de un grupo adicional de reacción de uno o más grupos adicionales de reacción, en donde , el primer grupo de reacción puede ser removido del sistema de reacción y un puerto de entrada de un grupo adicional de reacción que retiene una porción adicional del caucho desvulcanizado acoplado con un puerto de salida de uno de uno o más de los grupos adicionales de reacción.

20. El sistema de reacción de conformidad, con la reivindicación 19, caracterizado porque cada uno del primer grupo de reacción, el segundo grupo de reacción, uno o más de los grupos adicionales de reacción y el grupo adicional de reacción comprende: una pluralidad de bandejas de reacción cada una retiene el caucho desvulcanizado en una sección de reacción entre un puerto de entrada de bandeja de reacción y el puerto de salida de bandeja de reacción, el puerto de entrada de una de la pluralidad de bandejas de reacción proporciona el puerto de entrada del grupo de reacción, el puerto de entrada de una de la pluralidad de bandejas de reacción proporciona el puerto de salida del grupo de reacción y cada uno de los puertos restantes de salida de las bandejas de reacción es acoplado con un puerto de entrada de una respectiva bandeja de reacción, en donde el solvente puede entrar en el puerto de entrada del grupo de reacción, después, pasa a través de la pluralidad de bandejas de reacción hacia el puerto de salida del grupo de reacción por medio de gravedad.