PL200695B1 - Sposób recyklingu wyrobu opartego na co najmniej jednym polimerze chlorku winylu lub chlorku winylidenu - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób recyklingu wyrobu opartego na co najmniej jednym polime- rze chlorku winylu lub chlorku winylidenu, który odznacza si e tym, ze: (a) wyrób tnie si e na fragmenty o srednich rozmiarach 1 cm do 50 cm w przypadku, gdy przekracza on te rozmiary, (b) fragmenty wyrobu kontaktuje si e z azeotropow a lub pseudoazeotropow a mieszanin a wody i rozpuszczalnika wybranego spo sród metyloetyloketonu (MEK), metyloizobutyloketonu i tetrahydrofuranu i rozpuszcza sie w niej polimer w temperaturze co najmniej 120°C pod ci snieniem 4•10 5 do 10•10 5 Pa, (c) polimer rozpuszczony w rozpuszczalniku wytr aca si e przez zmniejszenie ci snienia i przez wtryskiwanie pary wodnej do otrzymanego roztworu, co powoduje dodatkowo porywanie azeotropu rozpuszczalnik- woda, pozostawiaj ac mieszanin e z lo zon a zasadniczo z wody i sta lych cz astek polimeru, (d) zbiera si e cz astki polimeru. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób recyklingu wyrobu opartego na co najmniej jednym polimerze chlorku winylu lub chlorku winylidenu.

Takie polimery stosuje się szeroko w wytwarzaniu różnych elastycznych lub sztywnych wyrobów, takich jak, np. impregnowane brezenty, powlekane tkaniny i inne składniki wewnętrznego wykończenia pojazdów, rur, ram okiennych lub przewodów elektrycznych z izolacją polimeryczną.

Intensywne mielenie tych wyrobów da ogólnie mieszaninę drobnych cząstek o niejednorodnym składzie, których oczyszczanie i ponowne stosowanie będzie trudne. Ponadto, w przypadku wyrobów wzmacnianych włóknami (np. włóknami poliestrowymi), włókna często tworzą rodzaj watoliny, która ogromnie komplikuje ponowne stosowanie zmielonych substancji.

Proponowano już różne procesy oparte na roztwarzaniu za pomocą organicznych rozpuszczalników; jednakże często stwarzają one problemy związane z bezpieczeństwem i zanieczyszczeniami. Ponadto, nie zawsze umożliwiają one odzyskanie tworzyw sztucznych o dostatecznej czystości, aby było możliwe ekonomicznie korzystne ponowne ich zastosowanie. Inną wadą tych sposobów jest to, że zwykle powodują ekstrakcję dodatków (np. plastyfikatorów) obecnych w polimerach winylowych, co utrudnia ich bezpośrednie ponowne zastosowanie. Na koniec, te znane procesy dają w wyniku bardzo drobne cząstki polimerów (rzędu mikrometrów), które są trudne do filtrowania i ponownego przetwarzania.

Dlatego też niniejszy wynalazek jest skierowany na dostarczenie procesu recyklingu, który jest prosty, ekonomiczny, bezpieczny i nie zanieczyszcza silnie środowiska oraz umożliwia odzyskiwanie tworzyw sztucznych o wysokiej czystości i korzystnej morfologii, zapobiegając zasadniczo ekstrakcji z nich ewentualnych dodatków.

Sposób recyklingu wyrobu opartego na co najmniej jednym polimerze chlorku winylu lub chlorku winylidenu, odznacza się według wynalazku tym, że:

(a) wyrób tnie się na fragmenty o średnich rozmiarach 1 cm do 50 cm w przypadku, gdy przekracza on te rozmiary;

(b) fragmentu wyrobu kontaktuje się z azeotropową lub pseudoazeotropową mieszaniną wody i rozpuszczalnika wybranego spoś ród metyloketonu (MEK), metyloizobutyloketonu i tetrahydrofuranu i rozpuszcza się w niej polimer, w temperaturze co najmniej 120°C pod ciśnieniem 4-10⁵ do 10-10⁵ Pa.

(c) polimer rozpuszczony w rozpuszczalniku wytrąca się przez zmniejszenie ciśnienia i przez wtryskiwanie pary wodnej do otrzymanego roztworu, co powoduje dodatkowo porywanie azeotropu rozpuszczalnik-woda pozostawiając mieszaninę złożoną zasadniczo z wody i stałych cząstek polimeru, (d) zbiera się cząstki polimeru.

Korzystnie, etap rozpuszczania (b) prowadzi się w pojemniku, w którym jest umieszczony perforowany bęben obrotowy.

Korzystnie, podczas etapu rozpuszczania (b) stosuje się wyrób w ilości nie przekraczającej 200 g na litr rozpuszczalnika.

Korzystnie, przed strąceniem rozpuszczonego polimeru, ewentualne nierozpuszczone składniki usuwa się w temperaturze dostatecznej do zapobieżenia strącaniu polimeru.

Korzystnie, strącanie (c) polimeru prowadzi się przez łączne wtryskiwanie pary wodnej i ciekłej wody.

Korzystnie, ciekłą frakcję rozpuszczalnik/woda zebraną po zakończeniu etapu strącania (c) rozdziela się przez sedymentację na:

- pierwszą frakcję o składzie azeotropowym lub pseudoazeotropowym, której używa się ponownie w etapie rozpuszczania (b);

- drugą frakcję złożoną głównie z wody, której używa się ponownie w etapie strącania (c).

Korzystnie, wyrobem jest arkusz.

Wyroby do recyklingu mogą być dowolnej natury, jeśli tylko są zasadniczo złożone z jednego lub większej liczby polimerów chlorku winylu lub chlorku winylidenu („polimerów VC”). Termin „polimer VC” ma oznaczać dowolny homopolimer lub kopolimer zawierający co najmniej 50% wagowych chlorku winylu i/lub chlorku winylidenu. Zazwyczaj stosuje się poli(chlorek winylu) (PVC) lub poli(chlorek winylidenu) (PVDC), to znaczy homopolimer. Poza jednym lub większą liczbą polimerów VC, wyroby mogą również obejmować jeden lub większą liczbę konwencjonalnych dodatków, takich jak, np., plastyfikatory, stabilizatory, przeciwutleniacze, środki zmniejszające palność, pigmenty, wypełniacze, i tym podobne, w tym włókna wzmacniające, np. włókna szklane lub włókna z odpowiedniego tworzywa sztucznego, takiego jak poliester.

PL 200 695 B1

Wyroby mogą mieć dowolną postać, np. postać giętkich lub sztywnych rur, pojemników, arkuszy do pokrywania podłóg, impregnowanych brezentów, ram okiennych, osłon izolacyjnych dla kabli elektrycznych, i tym podobnych. Mogą one być wytworzone dowolną znaną techniką: wytłaczania, powlekania, formowania wtryskowego i tym podobnymi.

Wyroby nie muszą koniecznie mieć postaci obiektów z dobrze zdefiniowanym kształtem; sposób stosuje się również do wyrobów w stanie cieczy lub pasty, w szczególności szlamów zbieranych podczas oczyszczania instalacji stosowanych przy wytwarzaniu wyrobów z winylowych plastizoli. Poza jednym lub większą liczba polimerów chlorku winylu, takie wyroby w stanie cieczy lub pasty mogą również obejmować jeden lub większą liczbę rozpuszczalników, np. benzynę lakową.

Możliwe włókna wzmacniające mogą być dowolnej natury, naturalne lub syntetyczne; w szczególności można wykorzystać włókna szklane, włókna celulozowe lub włókna z tworzyw sztucznych. Często są to włókna z tworzyw sztucznych i w szczególności włókna poliestrowe. Poli(tereftalan etylenu) (PET) daje dobre wyniki, w szczególności przy wzmacnianiu arkuszy stosowanych jako impregnowane brezenty. Średnica włókna jest zwykle rzędu 10 do 100 μm. We wzmocnionych arkuszach są one często długimi włóknami, długość ich może osiągać kilka metrów. Jednakże mogą również być krótszymi włóknami, od kilku milimetrów do kilku centymetrów długości, ewentualnie tworzącymi tkany materiał, nietkany materiał lub filc. Przykładowo, włókna mogą stanowić od 1 do 40% wagowych wzmocnionego arkusza.

Pierwszy etap (a) procesu według wynalazku obejmuje, jeśli to konieczne, cięcie wyrobów tak, aby podzielić je na fragmenty o zmniejszonych rozmiarach, które są łatwiejsze w manipulacji. Średnie rozmiary tych fragmentów wynoszą korzystnie co najmniej 2 cm. Ponadto, korzystnie wynoszą najwyżej 30 cm. Taką operację cięcia wyrobów można prowadzić przy pomocy dowolnego odpowiedniego urządzenia, np. przy pomocy młynów z obrotowymi ostrzami lub nożyc. Oczywiste jest, że jeśli wyrób znajduje się już w postaci fragmentów o odpowiednich rozmiarach, etap cięcia wyrobu jest zbędny. W pewnych przypadkach przydatne może być poddanie otrzymanych fragmentów wyrobu pośredniemu etapowi rozdzielania, który umożliwia usunięcie konwencjonalnymi technikami, takimi jak flotacja lub separacja elektrostatyczna, możliwych składników innych niż polimery chlorku winylu lub chlorku winylidenu.

Otrzymane fragmenty wyrobu poddaje się z kolei działaniu rozpuszczalnika wykazującego kilka określonych cech. Tę operację można prowadzić w dowolnym odpowiednim urządzeniu, uwzględniając w szczególności bezpieczeństwo i wymagania środowiska, np. w zamkniętym reaktorze o dostatecznej odporności chemicznej. Mieszaninę reakcyjną korzystnie miesza się. Dla celów zapobiegania przyczepianiu się możliwych włókien do elementu mieszającego i przerywaniu jego działania, korzystna alternatywa obejmuje prowadzenie rozpuszczania w pojemniku, w którym jest umieszczony perforowany bęben obrotowy obracający się z umiarkowaną szybkością (korzystnie mniejszą niż 100 obrotów na minutę). Oś bębna jest korzystnie w przybliżeniu pozioma. W przypadku, gdy wyrób jest wzmocniony włóknami, dodatkowa korzyść z takiego urządzenia jest taka, że po wyekstrahowaniu większości rozpuszczalnika z pojemnika jest możliwe obracanie bębna z dużą szybkością dla „osuszenia przez odwirowanie” zawartych włókien. Pojemnik (pojemniki), w których prowadzi się rozpuszczanie i strącanie, będą opisane poniżej jako reaktor (reaktory).

Użytym rozpuszczalnikiem jest substancja - lub mieszanina substancji - zdolna do rozpuszczenia polimeru lub polimerów chlorku winylu lub chlorku winylidenu, zawartych w obrabianym wyrobie. Jednakże w przypadku, gdy wyrób jest wzmocniony włóknami, rozpuszczalnik nie może powodować rozpuszczania włókien wzmacniających. Niespodziewanie stwierdzono, że nie jest istotne ograniczanie zawartości wody w rozpuszczalniku do bardzo niskich wartości, jeśli tylko stosuje się dostateczną temperaturę rozpuszczania. Nie jest więc potrzebne poddawanie obrabianych wyrobów intensywnemu suszeniu lub korzystania z etapów znacznego zmniejszania zawartości wody w rozpuszczalniku. Przykładowo, jeśli jako rozpuszczalnik stosuje się metyloetyloketon (MEK), temperatura 105° odpowiada azeotropowi MEK-woda zawierającemu 15% wody, co oznacza wysoką zawartość. Usunięcie tych ograniczeń jest wyjątkowo korzystne przemysłowo i ekonomicznie, biorąc pod uwagę, że osuszanie wyrobów może zużyć znaczną ilość energii i że oddzielanie wody obecnej w rozpuszczalniku [np. w metyloetyloketonie (MEK)] jest złożoną operacją wymagającą co najmniej jednego dodatkowego reaktora, w istocie nawet kolumny destylacyjnej.

Jest konieczne, w kontekście sposobu według wynalazku, aby użyty rozpuszczalnik mieszał się z wodą i tworzył azeotrop z wodą. Rozpuszczalnik korzystnie wybiera się spośród metyloetyloketonu

PL 200 695 B1 (MEK), metyloizobutyloketonu i tetrahydrofuranu. Korzystnie jest stosować MEK, który tworzy azeotrop z wodą obejmujący (pod ciśnieniem atmosferycznym) 11% wody i 89% MEK (wagowo).

Stosowanie azeotropowej lub pseudoazeotropowej mieszaniny wody i rozpuszczalnika stosowanego do rozpuszczania jest, jak okaże się poniżej, znaczącym uproszczeniem, ponieważ taką mieszaninę można łatwo odzyskać na koniec procesu (np. przez proste oddzielanie sedymentacyjne), a wię c moż na ponownie stosować bezpoś rednio. Wyraż enie „azeotropowa lub pseudoazeotropowa mieszanina” ma wskazywać, że skład mieszaniny nie jest koniecznie dokładnie identyczny ze składem azeotropu, lecz dopuszczalne jest niewielkie odchylenie (np. mniejsze niż 5%), aby uwzględnić w szczególnoś ci wahania w składzie azeotropu jako funkcję ciśnienia. Jest tak, ponieważ , jak wyjaśniono poniżej, końcowe etapy sposobu prowadzi się pod ciśnieniem niższym niż ciśnienie przeważające podczas rozpuszczania; implikuje to, że zawartość wody w mieszaninie woda-rozpuszczalnik (azeotropowej) zbieranej na końcu procesu jest raczej niższa niż zawartość wody w azeotropie woda-rozpuszczalnik pod ciśnieniem rozpuszczania.

Rozpuszczanie (etap b) prowadzi się pod ciśnieniem określonym przez temperaturę. To ciśnienie wynosi zwykle co najmniej 4-10⁵ Pa. Ciśnienie korzystnie nie przekracza 10-10⁵ Pa.

Ponadto, korzystnie jest działać w obojętnej atmosferze, np. pod azotem, w celu uniknięcia niebezpieczeństwa wybuchu i rozkładu rozpuszczalnika.

Ilość stosowanego rozpuszczalnika musi być dobrana tak, aby zapobiegać wzrostowi lepkości powodowanemu przez rozpuszczanie polimeru, który przerywałby zadowalające postępy procesu (filtracji, i tym podobnych). Korzystnie podczas etapu rozpuszczania (b), ilość wyrobu nie przekracza 200 g na litr rozpuszczalnika, a w szczególności 100 g/l.

Z punktu widzenia ponownego stosowania tak zebranego polimeru VC, korzystna alternatywna postać sposobu według wynalazku obejmuje włączanie w rozpuszczalnik, przed lub podczas etapu rozpuszczania polimeru, jednego lub większej liczby dodatków (stabilizatorów, plastyfikatorów, i tym podobnych), których charakter i ilości są dopasowane do właściwości wskazanych dla odzyskanego polimeru. Pożądane jest w tym przypadku, aby dołączany dodatek lub dodatki były rozpuszczalne w użytym rozpuszczalniku. Jednakże ewentualne nierozpuszczalne dodatki mogą być drobno zdyspergowane w rozpuszczalniku.

Na zakończenie etapu rozpuszczania (b), dostępna jest mieszanina obejmująca, z jednej strony, ciekłą fazę złożoną z rozpuszczalnika, w którym rozpuszczony jest polimer i, z drugiej strony, możliwe nierozpuszczone składniki, np. włókna wzmacniające. Rozdzielanie takich składników można prowadzić, na przykład przez filtrację stosując tkaninę lub sito, z otworami rozmiarów rzędu 0,1 do 10 mm. To rozdzielanie należy prowadzić w temperaturze dostatecznie wysokiej dla zapobieżenia wszelkiemu przedwczesnemu wytrącaniu polimeru; w tym celu korzystnie utrzymuje się temperaturę mieszaniny wynoszącą co najmniej 75°C podczas tego rozdzielania.

W przypadkach, gdy wyrób jest wzmocniony włóknami stwierdzono, że tak odzyskane włókna mają wysoką czystość. W celu zwiększenia tej czystości, włókna można ewentualnie poddać kolejnemu etapowi odwirowania i/lub przemywania, na przykład stosując ten sam rozpuszczalnik, dla usunięcia możliwych śladów polimeru. Rozpuszczalnik, którego użyje się do operacji przemywania, można korzystnie zmieszać ze świeżym rozpuszczalnikiem użytym w etapie rozpuszczania; fakt, że zawiera on ślady rozpuszczonego polimeru, nie jest szkodliwy dla skuteczności rozpuszczania. Włókna można ponownie zastosować bezpośrednio do wytwarzania wyrobów wzmocnionych opartych na tworzywach sztucznych.

Poza ewentualnymi włóknami, ten opcjonalny etap rozdzielania umożliwia również zebranie możliwych „dodatków”, takich jak metalowe oczka, etykiety, i tym podobne, włączane w wyrób i nie usunięte z niego przed poddaniem sposobowi według wynalazku. Podobnie, można również usunąć ewentualne kawałki przewodników metalowych, które pozostały w osłonach kabli elektrycznych. Jeśli to konieczne, rozpuszczalnik zawierający rozpuszczony polimer można przesączyć dokładniej w celu usunięcia z niego możliwych cząstek kurzu lub innych nierozpuszczalnych cząstek, na przykład stosując tkaninę lub sito z otworami o rozmiarach mniejszych niż 200 μm, korzystnie mniejszych niż 20 μm. Jak wskazano powyżej, to rozdzielanie musi być również prowadzone w temperaturze dostatecznie wysokiej dla zapobieżenia wszelkiemu przedwczesnemu wytrącaniu polimeru.

Tak więc przedmiotem niniejszego wynalazku jest w szczególności sposób jak opisano wyżej, w którym przed strąceniem rozpuszczonego polimeru, możliwe nierozpuszczone składniki usuwa się w temperaturze dostatecznej dla zapobieżenia wytrącaniu polimeru.

PL 200 695 B1

Po ewentualnym oddzieleniu stałych składników, rozpuszczony polimer wytrąca się (etap c) przez obniżenie ciśnienia, które zwykle prowadzi do obniżenia temperatury. Obniżanie ciśnienia prowadzi się do ciśnienia, w którym temperatura jest dostatecznie niska dla rozpoczęcia strącania polimeru, korzystnie do ciśnienia atmosferycznego. Ponadto, wtryskuje się parę wodną do rozpuszczalnika zawierającego rozpuszczony polimer, w ilości dostatecznej do zupełnego strącenia rozpuszczonego polimeru. Korzystnie dodaje się duży nadmiar wody (pary wodnej lub cieczy) w odniesieniu do azeotropowej kompozycji. Przykładowo, w przypadku MEK, zwykle dodaje się od 1 do 3 kg wody na kg MEK. Obniżenie ciśnienia i wtryskiwanie pary wodnej, wytrąca polimer VC w postaci stałych cząstek (zasadniczo pozbawionych dodatków na tym etapie), o średnich rozmiarach rzędu mikrometrów.

Innym efektem wtryskiwania pary wodnej jest spowodowanie odparowania i porywania azeotropu woda-rozpuszczalnik w postaci gazowej z reaktora zawierającego roztwór. Ten azeotrop można z kolei zebrać i skroplić. Pozostała mieszanina (która nie odparowała) jest w zasadzie złożona z wody i stałych cząstek polimeru. Dopóki roztwór wciąż zawiera rozpuszczalnik, temperatura fazy gazowej znajdującej się powyżej roztworu pozostaje w przybliżeniu równa temperaturze wrzenia azeotropu pod użytym ciśnieniem (przykładowo, temperatura odparowania azeotropu MEK-woda wynosi w przybliżeniu 73,5°C pod ciśnieniem atmosferycznym).

Korzystnie, strącanie polimeru (etap c) prowadzi się wtryskując łącznie parę wodną i ciekłą wodę, która przyspiesza strącanie polimeru. Nie szkodzi, gdy woda ewentualnie zawiera niskie stężenie rozpuszczalnika; jest to korzystne o tyle, że jak wyjawiono poniżej, następny etap sposobu konkretnie przewiduje użycie wody z niewielkim dodatkiem rozpuszczalnika, którą można więc stosować ponownie bez szczególnego oczyszczania.

Gdy tylko stężenie rozpuszczalnika w roztworze stanie się dostatecznie niskie, dodatki rozpuszczone w roztworze odkładają się na cząstkach polimeru, co w wysoce korzystny sposób sprzyja ich aglomeracji w ziarna (aglomeraty) rzędu 500 μm, które są bardzo łatwe do odfiltrowania, do manipulacji i do ponownego dalszego zastosowania (w przeciwieństwie do cząstek rzędu mikrometrów). Niespodziewanie stwierdzono, że te ziarna polimeru (aglomeraty) wykazują wysoce zadowalającą morfologię, a w szczególności rozmiary cząstek mające bardzo małą dyspersję.

Gdy niemal cały rozpuszczalnik zostanie porwany, temperatura fazy gazowej - tak jak fazy ciekłej - zbliża się do temperatury wrzenia wody (pod ciśnieniem użytym podczas strącania) co jest łatwym sposobem wykrywania właściwie całkowitego usunięcia rozpuszczalnika.

Gdy roztwór jest w zasadzie pozbawiony rozpuszczalnika, korzystne jest jednak zachowanie wysokiej temperatury (np. kontynuując wtryskiwanie pary wodnej) przez co najmniej następne 5 minut i korzystnie przez co najmniej 10 minut, co niespodziewanie ma wysoce korzystny wpływ na właściwości i morfologię cząstek polimeru (aglomeratów) (twardość, wielkość cząstek, gęstość usypową, porowatość, i tym podobne).

Bardzo znaczącą korzyścią z usuwania rozpuszczalnika przy pomocy pary wodnej jest to, że większość możliwych dodatków obecnych w obrabianym polimerze nie ulega porywaniu z rozpuszczalnikiem i odkłada się na cząstkach polimeru. Wskutek tego cząstki polimeru zebrane na koniec procesu wciąż zawierają znaczącą część dodatków, które były początkowo obecne w polimerze (co najmniej te z dodatków, które są rozpuszczalne w rozpuszczalniku; nie wpływa to zwykle na możliwe wypełniacze, na przykład). Ta sytuacja jest szczególnie korzystna, biorąc pod uwagę, że dodatki te są często kosztowne i że ponadto cząstki można stosować ponownie bezpośrednio w sposobie wytwarzania wyrobów opartych na tym polimerze. Takie ponowne stosowanie upraszcza wstępny stan żelowy odzyskanych cząstek, co ułatwia przetwarzanie w porównaniu z przetwarzaniem niejednorodnej mieszaniny granulek polimeru i dodatków dodanych oddzielnie. Znane procesy recyklingu przez rozpuszczanie-strącanie nie dają takich korzyści, z uwagi na fakt, że powodują ekstrakcję większości dodatków z polimeru.

Dodatkową zaletą wtryskiwania pary wodnej jest to, że ogólnie niepotrzebne staje się zewnętrzne ogrzewanie reaktora, w którym przebiega proces. Ta korzyść jest bardzo ważna przemysłowo, ponieważ zewnętrzne ogrzewanie (przez ściankę reaktora) powodowałoby wykrystalizowanie polimeru na ściance tego reaktora (zbrylanie), wymagające jego częstego czyszczenia. W przeciwieństwie do tego, w sposobie według wynalazku wtryskiwanie pary wodnej pozwala na utrzymywanie niższej temperatury, co ogromnie zmniejsza ryzyko zbrylania.

Inną zaletą sposobu według wynalazku jest to, że ewentualne emulgatory, które były obecne w obrabianym polimerze, przechodzą do roztworu w wodzie, i że cząstki polimeru zebrane na koniec

PL 200 695 B1 recyklingu są wskutek tego w zasadzie pozbawione emulgatorów, co ułatwia ich zastosowanie; w szczególnoś ci, unika się osadów w instalacjach przetwarzania oraz tworzenia p ę cherzyków na powierzchni otrzymywanych w ten sposób nowych produktów.

Cząstki polimerów (aglomeraty) można następnie łatwo zebrać (etap d), na przykład przez filtrację mieszaniny woda-cząstki, i ewentualnie osuszyć przed przechowywaniem lub ponownym użyciem. Resztkową wodę korzystnie oczyszcza się w celu usunięcia z niej rozpuszczonych składników, takich jak emulgatory lub inne.

Przy danym koszcie rozpuszczalnika i problemach z jego usuwaniem do środowiska, pożądane jest zawracanie ciekłej frakcji rozpuszczalnik/woda (bogatszej w wodę niż azeotrop) zebranej na koniec etapu strącania. Znaczącą zaletą sposobu według wynalazku jest to, że jest możliwe zawracanie ciekłej frakcji w bardzo prosty sposób i pełne ponowne jej zastosowanie. Jest tak, ponieważ proste rozdzielanie przez sedymentację umożliwia rozdzielenie zebranej ciekłej frakcji na:

- z jednej strony, (górnej) frakcji z (pseudo)-azeotropowym składem, to jest gł ównie rozpuszczalnikiem, zawierającym w przybliżeniu 10% wody (dokładna zawartość wody zależy od temperatury i ciśnienia), którą można stosować ponownie w etapie rozpuszczania;

- z drugiej strony, (dolnej) frakcji złożonej głównie z wody (zawierającej wodę przykładowo w ilości rzędu 80%), którą można stosować ponownie w postaci ciekłej wody i/lub pary wodnej (po ponownym ogrzaniu) w etapie strącania (niespodziewanie i korzystnie, obecność małej ilości rozpuszczalnika nie jest szkodliwa).

Pomimo tych operacji, w których zawraca się do procesu wodę, zwykle jest potrzebne dodatkowe zasilanie w wodę.

Sposób według wynalazku można prowadzić w sposób ciągły lub periodycznie, przy czym ta ostatnia alternatywa jest korzystna.

Główną zaletą z niniejszego sposobu jest to, że może on funkcjonować w zamkniętej pętli, bez powodowania zanieczyszczającej emisji, jeśli tylko zarówno rozpuszczalnik jak i ewentualny środek do rozdzielania mieszaniny rozpuszczalnik-woda mogą być odzyskane i ponownie użyte w procesie.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie realizacji na rysunku, który przedstawia w sposób nieograniczający przebieg określonej alternatywnej postaci sposobu według wynalazku, zastosowanej do recyklingu odpadowych kabli elektrycznych izolowanych plastyfikowaną osłoną z PCW.

Użyte symbole mają następujące znaczenia:

P: stały polimer

S: rozpuszczalnik (p): rozpuszczony polimer

W: woda

A: azeotrop rozpuszczalnik/woda

F: ewentualne nierozpuszczalne składniki

STEAM: para wodna (która może obejmować małą ilość rozpuszczalnika).

Odpad najpierw tnie się (CUT) (etap a) i następnie polimer zawarty w niej rozpuszcza się (DISS) (etap b) pod działaniem azeotropowej mieszaniny rozpuszczalnik/woda (A), w której mogą ewentualnie być rozpuszczone pewne dodatki konieczne do wprowadzenia do polimeru. Tak otrzymaną mieszaninę przesącza się następnie (FILT1), co umożliwia oddzielenie ewentualnych nierozpuszczalnych składników (F) [resztki metali i tym podobne) od roztworu polimeru w rozpuszczalniku (S+(p)]. Polimer wytrąca się następnie (PREC) (etap c) wtryskując parę wodną (STEAM) i ewentualnie ciekłą wodę [W(+S)] (które mogą obejmować małą ilość rozpuszczalników) do roztworu, co również powoduje usuwanie azeotropu rozpuszczalnik-woda przez porywanie. Stałe cząstki polimeru P (aglomeraty) oddziela się przez odsączenie (FILT2) (etap d) od wody W, którą korzystnie oczyszcza się przed usunięciem lub ponownym użyciem i następnie cząstki osusza się (DRY). Frakcję W+S zebraną podczas rozdzielania, która jest bogatsza w wodę niż azeotrop, kondensuje się (etap nie pokazany), a następnie oddziela przez sedymentację (SETT), która daje z jednej strony azeotropową frakcję rozpuszczalnik/woda (A), której można użyć ponownie w etapie rozpuszczania, i z drugiej strony frakcję głównie wody [W(+S)], której można, np., ponownie użyć w etapie strącania, w postaci pary wodnej (STEAM) po etapie ogrzewania (H), jak też ewentualnie bezpośrednio w postaci ciekłej.

Claims (7)

1. Sposób recyklingu wyrobu opartego na co najmniej jednym polimerze chlorku winylu lub chlorku winylidenu, znamienny tym, że:

(a) wyrób tnie się na fragmenty o średnich rozmiarach 1 cm do 50 cm w przypadku, gdy przekracza on te rozmiary, (b) fragmenty wyrobu kontaktuje się z azeotropową lub pseudoazeotropową mieszaniną wody i rozpuszczalnika wybranego spośród metyloetyloketonu (MEK), metyloizobutyloketonu i tetrahydrofuranu i rozpuszcza się w niej polimer w temperaturze co najmniej 120°C pod ciśnieniem 4-10⁵ do 10-10⁵ Pa, (c) polimer rozpuszczony w rozpuszczalniku wytrąca się przez zmniejszenie ciśnienia i przez wtryskiwanie pary wodnej do otrzymanego roztworu, co powoduje dodatkowo porywanie azeotropu rozpuszczalnik-woda; pozostawiając mieszaninę złożoną zasadniczo z wody i stałych cząstek polimeru, (d) zbiera się cząstki polimeru.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap rozpuszczania (b) prowadzi się w pojemniku, w którym jest umieszczony perforowany bęben obrotowy.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas etapu rozpuszczania (b) stosuje się wyrób w ilości nieprzekraczającej 200 g na litr rozpuszczalnika.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed strąceniem rozpuszczonego polimeru, ewentualne nierozpuszczone składniki usuwa się w temperaturze dostatecznej do zapobieżenia strącaniu polimeru.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strącanie (c) polimeru prowadzi się przez łączne wtryskiwanie pary wodnej i ciekłej wody.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciekłą frakcję rozpuszczalnik/woda zebraną po zakończeniu etapu strącania (c) rozdziela się przez sedymentację na:

- pierwszą frakcję o składzie azeotropowym lub pseudoazeotropowym, której używa się ponownie w etapie rozpuszczania (b);

- drugą frakcję złożoną głównie z wody, której używa się ponownie w etapie strącania (c).

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyrobem jest arkusz.