TH2301005017A - การนำพอลิเมอร์กลับมาใช้ใหม่ - Google Patents

Abstract

DEPCT67 03/11/2566 การประดิษฐ์นี้เกี่ยวกับวิธีการและอุปกรณ์สำหรับการนำพอลิเมอร์กลับมาใช้ใหม่, โดยเฉพาะ เกี่ยวกับวิธีการสำหรับการนำพอลิเอธิลีนเทเรฟแธเลท (PET) กลับมาใช้ใหม่เพื่อผลิตบิส(2-ไฮดรอกซี เอธิล)เทเรฟแธเลท (BHET) BHET ที่ผลิตโดยใช้วิธีการและอุปกรณ์ของการประดิษฐ์นี้อาจเป็น คุณภาพซึ่งยอมให้วิธีการเตรียมพลาสติกที่ซึ่งใช้ BHET ง่ายขึ้น

Claims (31)

DEPCT67 03/11/2566

1. วิธีการสำหรับการนำพอลิเอธิลีนเทเรฟแธเลท (PET) กลับมาใช้ใหม่, ซึ่งวิธีการ ดังกล่าวประกอบรวมด้วย: (a) การดีพอลิเมอไรซ์ PET ในขณะที่มีเอธิลีนไกลคอล และระบบตัวเร่งปฏิกิริยา ในอนุกรมของเครื่องทำปฏิกิริยาดีพอลิเมอไรเซชันเพื่อทำให้เกิดของผสมที่ดีพอลิเมอไรซ์แล้ว ซึ่งประกอบรวมด้วย บิส(2-ไฮดรอกซีเอธิล)เทเรฟแธเลท (BHET); (b) การตกผลึกตะกอนซึ่งประกอบรวมด้วย BHET โดยการแยกเอากระแส สารระเหยง่ายซึ่งประกอบรวมด้วยเอธิลีนไกลคอลออกจากของผสมที่ดีพอลิเมอไรซ์แล้วนั้น โดยใช้การตกผลึกด้วยการระเหย; (c) การละลายตะกอนนั้นในตัวทำละลายโพรทิคเพื่อทำให้เกิดสารละลายซึ่งประกอบ รวมด้วย BHET; (d) การแยกเอาสารเจือปนออกจากสารละลายนั้นเพื่อทำให้เกิดสารละลายที่ทำให้ บริสุทธิ์แล้วซึ่งประกอบรวมด้วย BHET; และ (e) การตกผลึกผลิตภัณฑ์ที่ทำให้บริสุทธิ์แล้วซึ่งประกอบรวมด้วย BHET จาก สารละลายที่ทำให้บริสุทธิ์แล้วนั้น

2. วิธีการของข้อถือสิทธิข้อ 1, ที่ซึ่ง PET เป็น PET ของเสีย, อย่างเป็นทางเลือกที่ได้จาก ขวด PET ของเสีย, ที่ซึ่งที่ควรใช้คือใช้ PET ในรูปของอนุภาค ซึ่ง: อย่างน้อย 80 % โดยน้ำหนักของอนุภาคผ่านทะลุเมช (mesh) ที่มีช่องเปิดด้วยเส้นผ่าน ศูนย์กลางเป็น 20 มิลลิเมตร, ที่ควรใช้คือ 15 มิลลิเมตร, และที่ควรใช้มากกว่าคือ 12 มิลลิเมตร; 100 % โดยน้ำหนักของอนุภาคผ่านทะลุเมชที่มีช่องเปิดด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางเป็น 25 มิลลิเมตร, ที่ควรใช้คือ 20 มิลลิเมตร, และที่ควรใช้มากกว่าคือ 12 มิลลิเมตร; และ/หรือ จนถึง 1 % โดยน้ำหนักของอนุภาคผ่านทะลุเมชที่มีช่องเปิดด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางเป็น 0.1 มิลลิเมตร, ที่ควรใช้คือ 0.5 มิลลิเมตร, และที่ควรใช้มากกว่าคือ 1 มิลลิเมตร

3. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่ง PET มีค่า b[h] มากกว่า 5, ตัวอย่างเช่น มากกว่า 10

4. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งดีพอลิเมอไรซ์ PET ใน อนุกรมของสองเครื่องทำปฏิกิริยาดีพอลิเมอไรเซชัน, และที่ซึ่งที่ควรใช้คือ ดำเนินงานแต่ละเครื่อง ของเครื่องทำปฏิกิริยาดีพอลิเมอไรเซชันที่ใช้ในขั้นตอน (a): ที่อุณหภูมิจาก 150 ถึง 230 องศาเซลเซียส, ที่ควรใช้คือ จาก 170 ถึง 220 องศาเซลเซียส, และที่ควรใช้มากกว่าคือ จาก 190 ถึง 210 องศาเซลเซียส; ที่ความดันบรรยากาศ; นานคาบเวลาจาก 20 นาที ถึง 3 ชั่วโมง, ที่ควรใช้คือ จาก 45 นาที ถึง 2 ชั่วโมง, และที่ควรใช้ มากกว่าคือ จาก 1 ถึง 1.5 ชั่วโมง; และ/หรือ ด้วยการกวน

5. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งใช้เอธิลีนไกลคอลในขั้นตอน (a) ในปริมาณจาก 2 ถึง 6, ที่ควรใช้คือ จาก 3 ถึง 5, และที่ควรใช้มากกว่าคือ จาก 3.5 ถึง 4.5 เท่าของ ปริมาณของ PET โดยน้ำหนัก

6. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งระบบตัวเร่งปฏิกิริยานั้น ประกอบรวมด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะแทรนซิชัน, ที่ควรใช้คือ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีสังกะสี, และ ที่ควรใช้มากกว่าคือ ตัวเร่งปฏิกิริยาซิงค์แอซีเทท

7. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งระบบตัวเร่งปฏิกิริยานั้น ประกอบรวมด้วยพาหะ, และที่ควรใช้คือ พาหะที่มีไนโตรเจน ดังเช่น ยูเรีย, และที่ซึ่งระบบ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ควรใช้ประกอบรวมด้วย ซิงค์แอซีเทท และยูเรีย, และที่ควรใช้มากกว่ามีสูตร [nNH2CONH2•ZnOAc], ซึ่ง n เป็นจาก 1 ถึง 7 และที่ควรใช้คือ 3, 4 หรือ 5

8. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งใช้ระบบตัวเร่งปฏิกิริยานั้น ในขั้นตอน (a) ในปริมาณจาก 0.001 ถึง 1, ที่ควรใช้คือ จาก 0.003 ถึง 0.01, และที่ควรใช้มากกว่าคือ จาก 0.004 ถึง 0.006 เท่าของปริมาณของ PET โดยน้ำหนัก

9. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งดำเนินการตกผลึกด้วยการ ระเหยในขั้นตอน b): ที่อุณหภูมิจาก 150 องศาเซลเซียส ถึง 250 องศาเซลเซียส, ที่ควรใช้คือ ที่อุณหภูมิจาก 170 องศาเซลเซียส ถึง 230 องศาเซลเซียส, และ ที่ควรใช้มากกว่าคือ ที่อุณหภูมิจาก 190 องศาเซลเซียส ถึง 210 องศาเซลเซียส; ภายใต้สุญญากาศ, ที่ควรใช้คือ ที่ความดันจนถึง 50 กิโลพาสคัล, ที่ควรใช้มากกว่าคือ จนถึง 30 กิโลพาสคัล, ที่ควรใช้มากที่สุดคือ จนถึง 15 กิโลพาสคัล; และ/หรือ โดยใช้เครื่องระเหยฟิล์มเช็ด

10. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งเอธิลีนไกลคอลที่แยกเอาออก ในขั้นตอน (b) เป็นส่วนของกระแสสารระเหยง่ายที่ระเหยถูกนำกลับมาใช้ใหม่ไปยังเครื่องทำ ปฏิกิริยาดีพอลิเมอไรเซชันในขั้นตอน (a)

11. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งตัวทำละลายโพรทิคที่ใช้ใน ขั้นตอน (c) ประกอบรวมด้วยหนึ่งสารหรือมากกว่าของน้ำ, เมธานอล, เอธานอล, ไอโซ-โพรพานอล, และ n-บิวทานอล

12. วิธีการของข้อถือสิทธิข้อ 11, ที่ซึ่งตัวทำละลายโพรทิคนั้นเป็นน้ำ

13. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งดำเนินการขั้นตอน (c): ที่อุณหภูมิจาก 60 ถึง 100 องศาเซลเซียส, ที่ควรใช้คือจาก 80 ถึง 98 องศาเซลเซียส, และที่ควรใช้มากกว่าคือ จาก 90 ถึง 95 องศาเซลเซียส; ที่ความดันบรรยากาศ; และ/หรือ นานคาบเวลาจาก 5 ถึง 60 นาที, ที่ควรใช้คือ จาก 10 ถึง 50 นาที, และที่ควรใช้มากกว่าคือ จาก 20 ถึง 40 นาที

14. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งเติมตัวทำละลายโพรทิคนั้น ในขั้นตอน (c) ในปริมาณจาก 0.1 ถึง 1, ที่ควรใช้คือ จาก 0.12 ถึง 0.5, และที่ควรใช้มากกว่าคือ จาก 0.15 ถึง 0.25 เท่าของปริมาณของ PET ที่ใช้ในขั้นตอน (a) โดยน้ำหนัก

15. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งขั้นตอน (d) ประกอบรวมด้วย การทำให้บริสุทธิ์ของสารละลายซึ่งประกอบรวมด้วย BHET โดยการผ่านมันทะลุฐานการแลกเปลี่ยน (exchange bed) หนึ่งฐานหรือมากกว่า, ตัวอย่างเช่น ที่เลือกจากคาร์บอน (ตัวอย่างเช่น คาร์บอน กัมมันต์), เรซิน และที่ควรใช้คือ เรซินการแลกเปลี่ยน (ตัวอย่างเช่น เรซินการแลกเปลี่ยนชนิด แคทไอออน, ดังเช่น เรซินการแลกเปลี่ยนชนิดแคทไอออนที่เป็นกรด; เรซินการแลกเปลี่ยนชนิด แอนไอออน, ดังเช่น เรซินการแลกเปลี่ยนชนิดแอนไอออนที่เป็นเบส; และ/หรือสคาเวนเจอร์เรซิน อินทรีย์), และ/หรือฐานการแลกเปลี่ยนแบบดินเหนียว (ตัวอย่างเช่น ดินเหนียวที่ถูกแอคติเวต ดังเช่น ดินเหนียวเบนทอไนต์และมอนต์มอริลโลไนต์), และที่ควรใช้คือ เลือกจากคาร์บอน และฐานเรซิน การแลกเปลี่ยน

16. วิธีการของข้อถือสิทธิข้อ 15, ที่ซึ่งฐานการแลกเปลี่ยนหนึ่งฐานหรือมากกว่าถูก รีเจเนอเรทอย่างเป็นคาบ, ที่ควรใช้คือ โดยใช้ไอน้ำ, สารละลายกรดหรือสารละลายที่เป็นเบส, ที่ซึ่ง, ที่ควรใช้คือ ในระหว่างการรีเจเนอเรทของฐานการแลกเปลี่ยน, ใช้ฐานการแลกเปลี่ยนแบบรีเซิร์ฟ (reserve exchange bed) ประเภทเดียวกันสำหรับการทำให้สารละลายนั้นบริสุทธิ์

17. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งดำเนินการขั้นตอน (e) โดยใช้ การตกผลึกสารหลอมเหลว (melt crystallization)

18. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งแยกเอาส่วนประกอบที่ไม่ ละลายออกจากของผสมที่ดีพอลิเมอไรซ์แล้วนั้นระหว่างขั้นตอน (a) และ (b), ตัวอย่างเช่น โดยใช้การ หมุนเหวี่ยง, และที่ซึ่งที่ควรใช้คือ ทำให้ของผสมที่ดีพอลิเมอไรซ์แล้วนั้นเย็นลงก่อนแยกมันออกจาก ส่วนประกอบที่ไม่ละลาย, ตัวอย่างเช่น ถึงอุณหภูมิจาก 80 ถึง 150 องศาเซลเซียส, ที่ควรใช้คือ จาก 90 ถึง 130 องศาเซลเซียส, และที่ควรใช้มากกว่าคือ จาก 95 ถึง 110 องศาเซลเซียส

19. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งแยกเอาน้ำออกจากของผสม ที่ดีพอลิเมอไรซ์แล้วนั้นระหว่างขั้นตอน (a) และ (b), ที่ควรใช้คือ ดำเนินการแยกเอาน้ำออกที่: อุณหภูมิจาก 150 ถึง 230 องศาเซลเซียส, ที่ควรใช้คือ จาก 170 ถึง 220 องศาเซลเซียส, และที่ควรใช้มากกว่าคือ จาก 190 ถึง 210 องศาเซลเซียส; และ/หรือ ความดันจาก 60 ถึง 100 กิโลพาสคัล, ที่ควรใช้คือ จาก 70 ถึง 90 กิโลพาสคัล; และที่ควรใช้ มากกว่าคือ จาก 75 ถึง 85 กิโลพาสคัล, และที่ซึ่งวิธีการที่ควรใช้ประกอบรวมด้วยการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่สำหรับการใช้เป็น ตัวทำละลายโพรทิคในขั้นตอน (c)

20. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งแยกเอาส่วนประกอบที่ไม่ ละลายออกจากสารละลายซึ่งประกอบรวมด้วย BHET ระหว่างขั้นตอน (c) และ (d), ตัวอย่างเช่น โดยใช้การหมุนเหวี่ยง, การหมุนเหวี่ยงที่ควรใช้เกิดขึ้นในเครื่องแยกหมุนเหวี่ยงซึ่งประกอบรวมด้วย ถังหมุนเหวี่ยง ที่ซึ่งจัดวางจำนวนหนึ่งของเพล็ท (plate), ที่ควรใช้คือ เพล็ทที่โค้ง, เพื่อที่จะก่อเกิด ช่องทางในถังหมุนเหวี่ยง

21. วิธีการของข้อถือสิทธิข้อ 20, ที่ซึ่งส่วนประกอบที่ไม่ละลายประกอบรวมด้วย โอลิโกเมอร์ของ BHET, ดังเช่น ไดเมอร์และไตรเมอร์ของ BHET, และที่ซึ่งวิธีการที่ควรใช้ประกอบ รวมด้วยการนำกลับมาใช้ใหม่ของโอลิโกเมอร์ของ BHET ไปยังเครื่องทำปฏิกิริยาดีพอลิเมอไรเซชัน ในขั้นตอน (a), ที่ควรใช้คือ เครื่องทำปฏิกิริยาดีพอลิเมอไรเซชันแรก

22. วิธีการของข้อถือสิทธิข้อ 20 หรือข้อถือสิทธิข้อ 21, ที่ซึ่งส่วนประกอบที่ไม่ละลาย ประกอบรวมด้วยไอโซฟแธลิคแอซิด (IPA)

23. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งวิธีการนั้นประกอบรวมด้วย, หลังจากขั้นตอน (e), การแยกตัวทำละลายโพรทิคออกจากผลิตภัณฑ์ที่ทำให้บริสุทธิ์แล้ว ซึ่งประกอบ รวมด้วย BHET และการนำกลับมาใช้ใหม่ของตัวทำละลายโพรทิคสำหรับการใช้ในขั้นตอน (c)

24. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งผลิตภัณฑ์ที่ทำให้บริสุทธิ์แล้ว ซึ่งประกอบรวมด้วย BHET มีค่า b/[h] จนถึง 2

25. วิธีการของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อก่อนหน้านี้, ที่ซึ่งผลิตภัณฑ์ที่ทำให้บริสุทธิ์แล้ว ประกอบรวมด้วย: BHET ในปริมาณอย่างน้อย 95 %, ที่ควรใช้คือ อย่างน้อย 99 %, และที่ควรใช้มากกว่าคือ อย่างน้อย 99.5 % โดยน้ำหนัก; ไดเมอร์และไตรเมอร์ของ BHET, ตัวอย่างเช่น ในปริมาณจนถึง 2 %, ที่ควรใช้คือ จนถึง 0.5 %, และที่ควรใช้มากกว่าคือ จนถึง 0.2 % โดยน้ำหนัก; และ/หรือ IPA ในปริมาณจนถึง 0.5 %, ที่ควรใช้คือ จนถึง 0.2 %, และที่ควรใช้มากกว่าคือ จนถึง 0.1 % โดยน้ำหนัก

26. ผลิตภัณฑ์บิส(2-ไฮดรอกซีเอธิล)เทเรฟแธเลท (BHET) ที่นำกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งประกอบรวมด้วย IPA ในปริมาณจนถึง 0.5 %, ที่ควรใช้คือ จนถึง 0.2 %, และที่ควรใช้มากกว่าคือ จนถึง 0.1 % โดยน้ำหนัก, ผลิตภัณฑ์ที่ควรใช้คือ สามารถได้มาได้โดยใช้วิธีการตามที่นิยามไว้ใน ข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อ 1 ถึง 25

27. วิธีการสำหรับการเตรียมพอลิเมอร์, ซึ่งวิธีการดังกล่าวประกอบรวมด้วยการ ดำเนินการทำปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันโดยใช้ผลิตภัณฑ์บิส(2-ไฮดรอกซีเอธิล)เทเรฟแธเลท (BHET) ที่นำกลับมาใช้ใหม่ตามที่นิยามไว้ในข้อถือสิทธิข้อ 26, ที่ซึ่งวิธีการที่ควรใช้ประกอบรวมด้วย การเตรียมผลิตภัณฑ์ BHET ที่นำกลับมาใช้ใหม่โดยใช้วิธีการตามที่นิยามไว้ในข้อใดๆ ของ ข้อถือสิทธิข้อ 1 ถึง 25

28. อุปกรณ์สำหรับการนำพอลิเอธิลีนเทเรฟแธเลท (PET) กลับมาใช้ใหม่, ซึ่งอุปกรณ์ ดังกล่าวประกอบรวมด้วย: (a) อนุกรมของเครื่องทำปฏิกิริยาดีพอลิเมอไรเซชันซึ่งเหมาะสมสำหรับการ ดีพอลิเมอไรซ์ PET เพื่อทำให้เกิดของผสมที่ดีพอลิเมอไรซ์ ซึ่งประกอบรวมด้วย บิส(2-ไฮดรอกซี เอธิล)เทเรฟแธเลท (BHET), ที่ซึ่งปรับใช้อนุกรมของเครื่องทำปฏิกิริยาดีพอลิเมอไรเซชันเพื่อรับ PET, เอธิลีนไกลคอล และระบบตัวเร่งปฏิกิริยา; (b) เครื่องระเหยสำหรับการรับของผสมที่ดีพอลิเมอไรซ์แล้วนั้น และซึ่งเหมาะสม สำหรับการตกผลึกตะกอนซึ่งประกอบรวมด้วย BHET จากของผสมที่ดีพอลิเมอไรซ์แล้วนั้น โดยการแยกเอาออกกระแสสารระเหยง่ายซึ่งประกอบรวมด้วยเอธิลีนไกลคอลโดยใช้การตกผลึกด้วย การระเหย; (c) เวสเซลสำหรับการรับตะกอน และซึ่งเหมาะสมสำหรับการละลายตะกอนใน ตัวทำละลายโพรทิคเพื่อทำให้เกิดสารละลายซึ่งประกอบรวมด้วย BHET; (d) หน่วยการแยกเอาสารเจือปนออกสำหรับการรับสารละลายซึ่งประกอบรวมด้วย BHET และซึ่งแยกเอาสารเจือปนออกจากสารละลายเพื่อทำให้เกิดสารละลายที่ทำให้บริสุทธิ์แล้ว; และ (e) หน่วยการตกผลึกสำหรับการรับสารละลายที่ทำให้บริสุทธิ์แล้วซึ่งเหมาะสมสำหรับ การตกผลึกผลิตภัณฑ์ที่ทำให้บริสุทธิ์แล้วซึ่งประกอบรวมด้วย BHET จากสารละลายที่ทำให้บริสุทธิ์ แล้วนั้น, ซึ่งที่ควรใช้อุปกรณ์นั้นเหมาะสมสำหรับการนำ PET กลับมาใช้ใหม่โดยใช้วิธีการตาม ที่นิยามไว้ในข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อ 1 ถึง 25

29. อุปกรณ์ของข้อถือสิทธิข้อ 28, ซึ่งประกอบรวมต่อไปอีกด้วยหน่วยการแยก, ตัวอย่างเช่น เครื่องแยกหมุนเหวี่ยง, สำหรับการแยกเอาส่วนประกอบที่ไม่ละลายออกจากของผสม ที่ดีพอลิเมอไรซ์แล้วนั้นระหว่างขั้นตอน (a) และ (b)

30. อุปกรณ์ของข้อถือสิทธิข้อ 28 หรือข้อถือสิทธิข้อ 29, ซึ่งประกอบรวมต่อไปอีกด้วย หน่วยการแยก, ตัวอย่างเช่น เครื่องแยกหมุนเหวี่ยง, สำหรับการแยกเอาส่วนประกอบที่ไม่ละลายออก จากสารละลายซึ่งประกอบรวมด้วย BHET ระหว่างขั้นตอน (c) และ (d), เครื่องแยกหมุนเหวี่ยง ที่ควรใช้ประกอบรวมด้วยถังหมุนเหวี่ยง ที่ซึ่งจัดวางจำนวนหนึ่งของเพล็ท, ที่ควรใช้คือ เพล็ทที่โค้ง, เพื่อที่จะก่อเกิดช่องทางในถังหมุนเหวี่ยง

31. อุปกรณ์ของข้อใดๆ ของข้อถือสิทธิข้อ 28 ถึง 30, ที่ซึ่งหน่วยการแยกเอาสารเจือปน ออกประกอบรวมด้วย ฐานคาร์บอน, สคาเวนเจอร์เรซินอินทรีย์ และเรซินแลกเปลี่ยนไอออนชนิด แคทไอออน