TW202233743A

TW202233743A - 藉由溶解聚合物及洗滌純化處理廢塑膠之方法

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Publication number: TW202233743A
Application number: TW110146484A
Authority: TW
Inventors: 戴米恩列寧庫格勒庫格; 威佛瑞德懷斯; 模特拉阿米爾霍森阿曼第; 亞辛哈倫
Original assignee: 法商Ｉｆｐ新能源公司
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2022-09-01
Also published as: MX2023006544A; IL303664A; AU2021403393A1; EP4259407A1; JP2023552635A; US20240042650A1; FR3117395B1; FR3117395A1; KR20230121091A; CA3198556A1; WO2022128488A1; CN116685630A

Abstract

本發明係關於一種用於處理包含聚合物之塑膠原料之方法，其包含： a) 溶解步驟，其涉及使該塑膠原料與溶解溶劑在100℃與300℃之間的溶解溫度及1 MPa abs與20.0 MPa abs之間的溶解壓力下接觸，以溶解該塑膠原料之聚合物的至少一部分且獲得粗聚合物溶液； b) 洗滌步驟，其藉由使該粗聚合物溶液與濃溶液在100℃與300℃之間的溫度、1 MPa abs與20.0 MPa abs之間的壓力及該濃溶液與該粗聚合物溶液之間在0.05與20.0之間的質量比下接觸，以獲得經洗滌聚合物溶液及洗滌流出物；以及接著 c) 回收步驟，其回收該等聚合物，以獲得溶劑部份及經純化聚合物部份。

Description

藉由溶解聚合物及洗滌純化處理廢塑膠之方法

本發明係關於一種用於處理廢塑膠以便獲得可例如用作新塑膠物件之經純化塑膠料流的方法。更特定言之，本發明係關於一種用於處理特別是自塑膠廢料獲得之塑膠原料(尤其是包含熱塑性塑膠，例如聚烯烴)之方法，該方法包括以下步驟：用例如水溶液的濃溶液洗滌聚合物溶液以至少部分移除雜質，特別是習知地用於基於塑膠之材料中的添加劑，例如染料、顏料、有機及無機填充劑，以便能夠藉由分離出該原料含有的聚合物，尤其是該等熱塑性塑膠，以能夠回收該等聚合物且再用該等聚合物。

可根據各種通道升級自收集及分選通道獲得之塑膠。

「機械」再循環使得有可能直接在新物件中或藉由混合以機械方式分選之塑膠廢料料流與原生聚合物料流而部分地再用某些廢料。此類型之升級受到限制，此係因為機械分選使得有可能改良給定類型聚合物的料流之純度，但其通常並不使得有可能充分移除至少部分地截留在聚合物基質中之雜質，例如添加劑，諸如填充劑、染料、顏料及金屬。

「化學」再循環旨在經由通常複雜之一連串步驟至少部分地重組單體。舉例而言，塑膠廢料可經歷熱解步驟，且通常在純化之後回收之熱解油可至少部分地例如藉由蒸汽裂解而轉化為烯烴。可接著聚合此等烯烴。此類型之序列可適用於經歷極少分選之原料或用於分選中心的殘餘物(sorting centre refuse)，但其特別是歸因於高溫處理而通常需要大的能量消耗。

再循環塑膠廢料之另一途徑在於至少部分地溶解塑膠，尤其是熱塑性塑膠，目的在於藉由移除原料中除一或多種目標聚合物之外的聚合物及/或雜質(例如添加劑，諸如填充劑、染料、顏料及金屬)來純化該等塑膠。

若干研究因此呈現用於藉由溶解及純化來處理塑膠廢料之各種方法。US 2017/002110描述一種用於純化特別是自塑膠廢料獲得之聚合物原料的特定方法，其藉由在特定溫度及壓力條件下將聚合物溶解於溶劑中，隨後使所獲得之聚合物溶液與固體接觸來進行。

WO 2018/114047就其本身而言提出一種用於在接近於溶劑沸點之溶解溫度下將塑膠溶解於溶劑中之方法。然而，WO 2018/114047之方法並不使得有可能有效地處理除聚合物之外的雜質。

US 2018/0208736提出藉由在溶劑中液化熱塑性塑膠隨後分離出不溶解物及/或氣體之處理方法。US 2018/0208736之方法並不使得有可能有效地處理可溶於溶劑中之雜質。

本發明旨在克服此等缺點且參與塑膠，尤其是熱塑性塑膠之再循環。更特定言之，其旨在提出用於處理特別是自塑膠廢料獲得之塑膠原料，以便有效地移除雜質，特別是習知地添加至塑膠材料中之添加劑，且更特定言之特別是可溶於有機溶劑中之雜質，之至少部分，以便能夠升級塑膠原料且更特定言之塑膠廢料之方法，具體係藉由分離出且回收聚合物，尤其是熱塑性塑膠，以能夠使用該等熱塑性塑膠例如作為用於新塑膠物件之聚合基底。

本發明係關於一種用於處理塑膠原料之方法，其包含： a) 溶解步驟，其涉及使該塑膠原料與溶解溶劑在100℃與300℃之間的溶解溫度及1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的溶解壓力下接觸，以獲得至少一種粗聚合物溶液； b) 洗滌步驟，其藉由使自步驟a)獲得的該粗聚合物溶液與濃溶液在100℃與300℃之間的溫度、1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的壓力且在該濃溶液之質量流率與饋入步驟b)之該粗聚合物溶液之質量流率之間的在0.05與20.0之間的質量比下接觸，以獲得至少一種經洗滌聚合物溶液及一種洗滌流出物；及接著 c) 回收步驟：回收該等聚合物，以獲得至少一種溶劑部份及一種經純化聚合物部份。

本發明方法之優點在於提出一種用於有效處理特別是自收集及分選通道獲得的包含塑膠且尤其是塑膠廢料之原料的方法，以便回收其含有的聚合物，更特定言之熱塑性塑膠，以能夠將其再循環至任何類型之應用中。根據本發明之方法實際上使得有可能獲得經純化聚合物、更特定言之經純化熱塑性塑膠且特別是經純化聚烯烴(諸如聚乙烯及聚丙烯)之料流，其有利地包含對於經純化聚合物、更特定言之經純化熱塑性塑膠的該料流而言可忽略或至少足夠小的雜質含量以能夠替代原生聚合物樹脂引入至任何塑膠調配物中。舉例而言，在本發明之方法結束時獲得的經純化聚合物料流、更特定言之經純化熱塑性塑膠料流且特別是經純化聚烯烴料流有利地包含小於5重量%之雜質、極有利地小於1重量%之雜質。

因此，根據本發明之方法提出一系列操作，其用於使塑膠廢料釋放至少一部分其雜質，特別是添加劑，且用於回收經純化聚合物，以便能夠藉由再循環該等經純化聚合物而升級該塑膠廢料。有利地，取決於方法步驟中所使用之條件，塑膠原料中存在之化合物可能可溶於或不可溶於在整個根據本發明之方法中所使用的溶劑中，允許聚合物之有效純化。

本發明具有另一優點：藉由致能塑膠廢料之升級來參與塑膠之再循環且節約化石資源。具體言之，其允許出於獲得具有減小的雜質含量，特別是經脫色及除臭的經純化聚合物部份之目的來純化塑膠廢料，其可再用於形成新物件。出於獲得具有促進其再用及其升級之美觀、機械或流變工作特性之塑膠產品的目的，所獲得之經純化聚合物部份因此可直接作為與添加劑(例如染料、顏料或其他聚合物)之混合物用於調配物中，替代原生聚合物樹脂或作為與原生聚合物樹脂之混合物。

本發明亦使得有可能回收用於處理該方法之塑膠原料之溶劑，且使其在該方法中純化之後再循環，此避免過度消耗溶劑。

因此，本發明係針對純化塑膠原料，尤其是塑膠廢料，以獲得聚合物，尤其是熱塑性塑膠，且更特定言之為聚烯烴，諸如聚乙烯及聚丙烯，其經純化以便能夠在任何應用中，特別是替換原生聚合物而使用該等聚合物。因此，本發明提出一種藉由溶解目標聚合物，亦即將其分離出且將其純化，之純化方法。更特定言之，本發明係針對提出一種方法，其包含溶解步驟，隨後為至少一個特定純化步驟，更特定言之為洗滌聚合物溶液之至少一個步驟b)，視情況與其他中間純化步驟組合，以獲得可供回收經純化聚合物之經純化聚合物溶液。

根據本發明，表述「包含…與…之間的」與「在…與…之間」等效且意謂區間之極限值包括於所描述之數值範圍內。若情況並非如此且若極限值不包括於所描述之範圍內，則此類澄清將由本發明給出。

出於本發明之目的，可單獨或以組合形式使用給定步驟之參數的各種範圍，諸如壓力範圍及溫度範圍。舉例而言，出於本發明之目的，較佳壓力值範圍可與更佳溫度值範圍組合。

在本文中的下文中，可描述本發明之特定實施例。當技術上可行時，該等實施例可分開地實施或組合在一起而不受組合之限制。

根據本發明，壓力為絕對壓力，且以MPa絕對(或MPa abs)給出。

術語「上游」及「下游」應理解為隨方法中正述及的流體或料流之一般流動而變。

術語「添加劑」為習知地用於聚合物領域且尤其用於聚合物調配物領域中的術語。引入至聚合物調配物中之添加劑可為例如塑化劑、填充劑(其為用於修改聚合物材料之物理、熱、機械及/或電特性或用於降低其成本價格的有機或礦物固體化合物)、增強劑、染料、顏料、硬化劑、阻燃劑、燃燒阻滯劑、穩定劑、抗氧化劑、UV吸收劑、抗靜電劑等。

添加劑對應於待處理之塑膠原料之雜質的一部分，且根據本發明之處理方法使得有可能至少部分地移除該等添加劑。其他類型之雜質可為使用相關雜質或塑膠材料，例如金屬雜質、紙/卡紙板、生物質、例如熱固性或熱塑性類型之其他聚合物等。

因此，根據本發明，根據本發明之方法使得有可能至少部分地自目標聚合物之料流移除之雜質包含習知地用於聚合物調配物中之添加劑，且通常為自塑膠物件及材料之生命週期得到及/或自廢料收集及分選循環得到之使用相關雜質。該等雜質可為金屬、有機或礦物類型之雜質；其可為封裝殘餘物、食品殘餘物或可堆肥殘餘物(生物質)。此等使用相關雜質亦可包含玻璃、木材、卡紙板、紙、鋁、鐵、金屬、輪胎、橡膠、聚矽氧、剛性聚合物、熱固性聚合物、家用、化學或美容產品、廢油及水。

根據本發明，聚合物溶液為包含溶解溶劑及溶解於該溶解溶劑中之至少聚合物、較佳目標聚合物、更特定言之目標熱塑性塑膠、特別是目標聚烯烴的溶液，溶解的聚合物最初存在於原料中。聚合物溶液亦可包含可溶性及/或不溶性雜質。隨已經受之根據本發明之方法步驟而變，該聚合物溶液可包含呈有利地懸浮於該聚合物溶液中的不溶性顆粒形式之雜質、溶解於溶解溶劑中之可溶性雜質及/或視情況選用之與該聚合物溶液不可混溶的另一液相。

溶劑、尤其是溶解溶劑及/或萃取溶劑之臨界溫度及臨界壓力為該溶劑所固有，且分別為該溶劑之臨界點的溫度及壓力。如熟習此項技術者所熟知，在臨界點及高於臨界點，溶劑處於超臨界形式或超臨界狀態，溫度及壓力操作條件為溶劑之超臨界條件；其可由此稱為超臨界流體。

本發明係關於一種用於製備塑膠原料之方法，該塑膠原料較佳由塑膠廢料組成且有利地包含聚合物，較佳為熱塑性塑膠且更特定言之為聚烯烴，該方法包含且較佳由以下組成： a) 溶解步驟，其涉及使該原料與溶劑接觸以獲得至少一種粗聚合物溶液；且接著 E1) 視情況選用之分離出不溶解物以獲得至少一種澄清聚合物溶液及一種不溶性部份之步驟； b) 洗滌步驟，藉由與濃溶液接觸以獲得至少一種洗滌流出物及一種經洗滌聚合物溶液； E2) 視情況選用之萃取步驟，其藉由與萃取溶劑接觸以獲得至少一種經萃取聚合物溶液及一種廢溶劑； E3) 視情況選用之藉由與吸附劑固體接觸來吸附該等雜質以獲得至少一種精製聚合物溶液之步驟；且最終 c) 回收步驟：回收該等聚合物，以獲得至少一種溶劑部份及一種經純化聚合物部份。原料

稱為塑膠原料的根據本發明之方法之原料包含自身更特定言之包含聚合物之塑膠。較佳地，塑膠原料包含50重量%與100重量%之間且較佳70重量%與100重量%之間的塑膠。

包括於根據本發明之方法之原料中的塑膠通常為生產廢品及/或廢料，特別是家用廢料、建築廢料或電氣及電子設備廢料。較佳地，塑膠廢料得自收集及分選通道。塑膠或塑膠材料通常為通常出於在成形之後構成各種材料及物件(射出模製部分、管、膜、纖維、織物、膠黏劑、塗層等)的目的而與添加劑混合之聚合物。塑膠中所用之添加劑可為有機化合物或無機化合物。其為例如填充劑、染料、顏料、塑化劑、特性改質劑、燃燒阻滯劑等。

根據本發明之方法之原料因此包含聚合物，且尤其包含熱塑性塑膠。包括於塑膠原料中之聚合物可為烯烴聚合物、二烯聚合物、乙烯基聚合物及/或苯乙烯聚合物。較佳地，包括於塑膠原料中之聚合物為聚烯烴，諸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及/或乙烯與丙烯之共聚物。極佳地，相對於原料之總重量，塑膠原料之聚合物包含至少80重量%、較佳至少85重量%、較佳至少90重量%且極佳至少94重量%之聚烯烴。因此，根據本發明之方法最特定言之係針對純化及回收原料中所含有之聚烯烴以能夠使其再用於各種應用中。

塑膠原料可包含聚合物之混合物，尤其是熱塑性塑膠之混合物及/或熱塑性塑膠與其他聚合物及雜質(特別是有利地用於調配塑膠材料之添加劑，且通常為源自材料及塑膠物件之生命週期及/或源自廢料收集及分選循環之使用相關雜質)之混合物。根據本發明之方法之原料通常包含小於50重量%之雜質，較佳小於20重量%之雜質，較佳小於10重量%之雜質。

包含塑膠之該原料可有利地在該方法之前預處理以至少移除全部或一些「粗」雜質，亦即呈大小大於或等於10 mm、較佳大於或等於5 mm或甚至大於或等於1 mm之顆粒形式的雜質，例如諸如木材、紙、生物質、鐵、鋁、玻璃等之雜質，且使其成為某種形式，通常成為粉狀固體之形式，以便促進該方法中之處理。此預處理可包含碾磨步驟、在大氣壓力下洗滌之步驟及/或乾燥步驟。此預處理可在不同地點執行，例如在廢料收集及分選中心，或在執行根據本發明之處理方法的相同地點執行。較佳地，此預處理使得有可能將雜質之含量降低至小於6重量%。在預處理結束時，原料通常以粉狀固體形式儲存，例如呈研磨材料或粉末形式，以便促進在該方法中之處置及輸送。 溶解步驟 a)

根據本發明，該方法包含溶解步驟a)，其中使該塑膠原料與溶解溶劑在100℃與300℃之間的溶解溫度及1.0絕對MPa與20.0絕對MPa之間的溶解壓力下接觸，以獲得至少一種，較佳一種粗聚合物溶液。具體言之，此步驟有利地使得能夠溶解至少一部分且較佳所有聚合物，較佳為熱塑性塑膠，最特定言之為聚烯烴，諸如聚乙烯及/或聚丙烯。

術語「溶解」應理解為意謂導致產生至少一種聚合物溶液(亦即包含溶解於溶劑中，更特定言之溶解於溶解溶劑中的聚合物之液體)的任何現象。熟習此項技術者完全瞭解聚合物溶解中所涉及之現象，且其至少包含聚合物鏈，且更特定言之熱塑性鏈之混合、分散、均質化及理順(disentangling)。

在溶解步驟a)之過程及結束時，壓力及溫度條件使得有可能將溶解溶劑、至少一部分且較佳所有溶解溶劑維持於液體形式，而原料之可溶性部份，尤其是目標聚合物、較佳目標熱塑性塑膠且較佳目標聚烯烴，及雜質之至少一部分有利地至少部分地且較佳全部溶解。

使溶解溶劑與塑膠原料接觸以至少部分地且較佳完全地溶解塑膠原料之聚合物於溶解溶劑中可在設備之一個管線及/或物品內及/或在設備之兩個物品之間執行。因此，步驟a)有利地涉及溶解設備之至少一個物品，及視情況選用之至少一個原料製備裝置、混合裝置及/或輸送裝置。設備及/或裝置之此等物品可為例如靜態混合器、擠出機、泵、反應器、並流或對流管柱，或管線與設備之組合。用於輸送尤其是流體(諸如氣體、液體或固體)之裝置為熟習此項技術者所熟知。以非限制性方式，輸送裝置可包含壓縮機、泵、擠出機、振動管、無限扭轉機或閥門。設備及/或裝置之物品亦可包含加熱系統(例如烘箱、交換器、保溫件等)或與其組合以達成溶解所需之條件。

溶解步驟a)至少有利地藉助於一或多個輸送裝置饋入尤其是呈一或多個塑膠原料料流之形式的塑膠原料與尤其是呈一或多個溶解溶劑料流之形式的溶解溶劑。塑膠原料料流可不同於溶解溶劑料流。一部分或全部塑膠原料亦可在適當的情況下作為與一部分或全部溶解溶劑、溶劑及/或原料之其餘部分的混合物饋入步驟a)，可能單獨地饋入步驟a)。

在使塑膠原料與溶解溶劑接觸期間，溶解溶劑有利地至少部分地且較佳全部呈液體形式，而包含聚合物、尤其是熱塑性塑膠且特別是聚烯烴之塑膠原料可呈固體或液體形式，視情況包含於懸浮液中之固體固體顆粒。亦可視情況將塑膠原料作為與溶解溶劑之混合物以於溶解溶劑中之懸浮液的形式注入至溶解設備中，懸浮液之製備及注入可能為連續的或分批的。

較佳地，步驟a)包括至少一個擠出機及溶解設備。在此情況下，塑膠原料饋入擠出機，使得在擠出機出口處，包括於原料中之至少一部分且較佳所有目標聚合物，尤其是目標熱塑性塑膠，更特定言之聚烯烴呈熔融形式。接著將塑膠原料至少部分地以熔融形式注入至溶解設備中。亦可藉助於專用於黏性流體之泵(通常稱為熔體泵或齒輪泵)抽吸至少部分呈熔融形式之塑膠原料。出於移除最粗顆粒之目的，視情況除了熔體泵之外，至少部分呈熔融形式之塑膠原料亦可在擠出機出口處使用過濾裝置過濾；通常，此過濾器之篩孔尺寸在10微米與1 mm之間，較佳在20微米與200微米之間。

較佳地，步驟a)包括擠出機，其中溶解溶劑有利地在若干點注入至該擠出機中，以便促進溶解溶劑與塑膠原料之間的剪切且因此精細混合，其有助於溶解聚合物，尤其是熱塑性塑膠且更特定言之聚烯烴。

溶解步驟a)中所用之溶解溶劑有利地為有機溶劑或較佳為有機之溶劑的混合物。較佳地，溶解溶劑選自有機溶劑，較佳包含沸點在-50℃與250℃之間、較佳在-15℃與150℃之間、較佳在20℃與110℃之間的一或多種烴且較佳由其組成。較佳地，溶解溶劑包含且較佳由以下組成：含有3與12個之間的碳原子、較佳4與8個之間的碳原子且極佳5與7個之間的碳原子之一或多種烴，極佳為一或多種烷烴，例如戊烷、己烷及庚烷異構體。較佳地，極有利地為有機溶劑(較佳為烴)之溶解溶劑之臨界溫度在90℃與400℃之間、較佳在130℃與300℃之間，且較佳在180℃與290℃之間，且臨界壓力在1.5 MPa abs與5.0 MPa abs之間、較佳在2.0 MPa abs與4.3 MPa abs之間，且較佳在2.4 MPa abs與4.2 MPa abs之間。根據一特定實施例，溶解溶劑之沸點大於70℃，較佳在80℃與220℃之間，及/或溶劑包含含有至少7個碳原子之烷烴且較佳由其組成。根據另一較佳實施例，溶解溶劑之沸點低於50℃或高於150℃。

有利地，溶解在100℃與300℃之間的溶解溫度下且在1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的溶解壓力下執行。更特定言之，溫度及壓力在整個步驟a)中自周圍條件(亦即在10℃與30℃之間的塑膠原料溫度及1巴(0.1 MPa)之大氣壓力)演變，直至達到溶解條件，更特定言之，達到溶解溫度及溶解壓力。特定言之，溶解溫度在100℃與300℃之間、較佳在150℃與250℃之間，且溶解壓力在1.0 MPa abs與20.0 MPa之間、較佳在1.5 MPa abs與15.0 MPa abs之間且極佳在2.0 MPa abs與10.0 MPa abs之間。極有利地，在溶解步驟a)結束時，溶解聚合物之料流處於溶解溫度及溶解壓力下。較佳地，塑膠原料與溶解溶劑之間的重量比在0.01與5.0之間、較佳在0.05與3.0之間、較佳在0.10與1.0之間。

將步驟a)中之溫度限制於小於或等於300℃、較佳地小於或等於250℃之溫度使得有可能防止或限制聚合物，尤其是熱塑性塑膠且更特定言之聚烯烴之熱降解。較佳地，溶解溫度大於或等於聚合物、尤其是熱塑性塑膠且更特定言之聚烯烴之熔點，以便促進其溶解。較佳地，溶解步驟a)中之溫度小於或等於溶解溶劑之臨界溫度，以便避免在溶解步驟a)期間形成超臨界相，其易於破壞溶解。

同時，溶解壓力大於溶解溶劑在溶解溫度下之飽和蒸氣壓，以使得溶解溶劑在溶解溫度下至少部分地且較佳全部呈液體形式。有利地，溶解壓力大於或等於溶解溶劑之臨界壓力，以便能夠尤其是在其中至少一部分溶劑呈超臨界形式之條件下執行回收步驟c)，而不必顯著增加步驟a)之間、尤其是步驟a)之出口與步驟c)之間的壓力。在步驟a)中的溶解壓力大於或等於溶解溶劑的臨界壓力的情況下，溶解溫度小於溶解溶劑的臨界溫度，以便保持溶解溶劑至少部分呈液體形式。

極有利地，調整在步驟a)中達到之溶解溫度及壓力條件以使得混合物(溶解溶劑+目標聚合物)為單相混合物。

有利地，該溶解步驟a)執行1分鐘與600分鐘之間、較佳2分鐘與300分鐘之間、較佳2分鐘與180分鐘之間的滯留時間。滯留時間應理解為在溶解溫度下且在溶解壓力下之滯留時間，亦即在步驟a)中在溶解溫度及溶解壓力下實施塑膠原料與溶解溶劑之時間。

有利地，用於步驟a)中之溶解溶劑包含新製溶劑之供應及/或自回收步驟c)獲得之再循環溶劑料流，且較佳由其組成。

視情況，處理方法可包括中間吸附步驟a')，其位於溶解步驟a)期間或直接位於溶解步驟a)下游，且其包含將粉狀顆粒形式之吸附劑固體(較佳諸如氧化鋁、二氧化矽、二氧化矽-氧化鋁、活性炭或脫色土)引入至步驟a)結束時或視情況在溶解步驟a)期間獲得之粗聚合物溶液中。可接著在洗滌步驟b)期間及/或在視情況選用之中間純化步驟中之一者期間，例如在分離不溶解物之視情況選用之步驟E1)期間移除吸附劑固體。在呈粉狀形式之吸附劑固體存在下進行的此視情況選用之吸附步驟a')使得有可能使聚合物溶液之純化最佳化。

在溶解步驟a)結束時獲得之粗聚合物溶液至少包含溶解溶劑、經純化、溶解於溶解溶劑中之聚合物，尤其是本發明試圖回收之目標聚合物。一般而言，粗聚合物溶液亦包含亦溶解於溶解溶劑中之可溶性雜質及/或呈懸浮狀之不溶性雜質或化合物。在步驟a)結束時獲得之粗聚合物溶液可視情況亦包含除例如呈熔融形式之目標聚合物以外的聚合物。 分離出不溶解物之視情況選用之步驟 E1)

處理方法可視情況亦包含可為額外純化步驟之步驟E1)，即藉由固液分離分離出不溶解物，以有利地獲得至少一種澄清聚合物溶液及一種不溶性部份。當其併入至根據本發明之方法中時，分離出不溶解物之步驟E1)係位於溶解步驟a)與聚合物回收步驟c)之間，及洗滌步驟b)之上游或下游，較佳在洗滌步驟b)之上游。所獲得的不溶性部份有利地包含至少一部分且較佳全部的不溶性雜質，特別是於自步驟a)獲得之粗聚合物溶液中之懸浮液。

因此，分離出不溶解物之步驟E1)使得有可能在步驟a)之溫度及壓力條件下移除溶解溶劑中之不溶性化合物之至少一部分且較佳全部顆粒，該等顆粒可存在於聚合物溶液中之懸浮液中，較佳存在於自步驟a)或視情況選用之步驟a')獲得之粗聚合物溶液中。在分離出不溶解物之視情況選用之步驟E1)期間移除之不溶性雜質為例如顏料、礦物化合物、封裝殘餘物(玻璃、木材、卡紙板、紙、鋁)及不溶性聚合物。

當其執行時，此分離步驟E1)有利地使得有可能限制下游處理步驟之操作問題，尤其是諸如堵塞及/或沖蝕，同時促進塑膠原料之純化。

當其併入至方法中時，分離出不溶解物之步驟E1)有利地在100℃與300℃之間、較佳150℃與250℃之間的溫度下且在1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間、較佳1.5 MPa abs與15.0 MPa abs之間且極佳2.0 MPa abs與10.0 MPa abs之間的壓力下執行。極有利地，視情況選用之分離出不溶解物之步驟E1)在溶解溫度及壓力條件下，亦即在步驟a)之出口處的溫度及壓力條件下執行。

當其併入至該方法中時，該分離出不溶解物之步驟E1)較佳用自步驟a)獲得或自視情況選用之中間吸附步驟a')獲得之粗聚合物溶液饋入。根據另一實施例，視情況選用之步驟E1)可用自洗滌步驟b)獲得之經洗滌聚合物溶液饋入。

當其併入至該方法中時，步驟E1)有利地包括包含至少一個具有固液分離設備之物品之部分，例如分離燒瓶、傾析器、離心傾析器、離心機、過濾器、沙濾器、渦電流分離器、靜電分離器、摩擦電分離器，較佳為傾析器、過濾器、沙濾器及/或靜電分離器。

可藉由用於輸送及/或移除痕量溶劑之設備(例如輸送機、振動管、無限扭轉機、擠出機或汽提器)促進不溶性部份之移除，該等痕量溶劑可存在於不溶性部份中。步驟E1)可因此包括用於輸送及/或移除痕量溶劑以移除不溶性部份之設備。

根據視情況選用之步驟E1)之一特定實施例，分離出不溶解物之步驟E1)包括串聯及/或並聯的至少兩個，且通常少於五個具有固液分離設備的物品。存在串聯的至少兩個具有固液分離設備的物品使得有可能改良不溶解物之移除，而存在並聯的設備使得有可能管理該設備及/或清除堵塞操作之維護。

設備，特別是靜電分離器或過濾器之清除堵塞可使用逆流洗滌注入溶劑執行。清除堵塞溶劑可為水溶液或有機溶液，較佳為具有與溶解步驟a)及/或洗滌步驟b)中所用溶劑相同的性質之有機溶劑。根據一特定實施例，清除堵塞溶劑具有與洗滌步驟b)中所用之濃溶液相同的性質。

習知地在聚合物調配期間添加之一些不溶性化合物，特別是一些顏料及礦物填充劑可以大小小於1 µm之顆粒形式引入。舉例而言，對於二氧化鈦、碳酸鈣及碳黑為此情況。根據視情況選用之步驟E1)之一特定實施例，該分離出不溶解物之步驟E1)有利地包括靜電分離器，其使得有可能有效地移除大小小於1 µm之至少一部分、較佳全部不溶性顆粒。根據視情況選用之步驟E1)之另一特定實施例，分離出不溶解物之步驟E1)包括沙濾器，以移除不同大小之顆粒且特別是大小小於1 µm之顆粒。

取決於原料之性質，饋入步驟E1)之聚合物溶液、較佳粗聚合物溶液可視情況亦包含例如由熔融聚合物組成之第二液相。根據視情況選用之步驟E1)之另一特定實施例，步驟E1)有利地包括用於較佳藉助於至少一個三相分離器分離出此第二液相之設備。 洗滌步驟 b)

根據本發明，處理方法包含用濃溶液洗滌，以有利地獲得至少一種洗滌流出物及一種經洗滌聚合物溶液之步驟b)。在步驟b)結束時獲得之經洗滌聚合物溶液有利地包含本發明試圖回收之經純化、溶解於溶解溶劑中之目標聚合物。視情況，其可能包含尤其可溶於溶解溶劑之殘餘雜質及/或痕量洗滌溶劑。

有利地，洗滌步驟b)用濃溶液及聚合物溶液、較佳自步驟a)獲得或自視情況選用之中間吸附步驟a')獲得之粗聚合物溶液，或者自視情況選用之步驟E1)獲得之澄清聚合物溶液饋入。饋入步驟b)之聚合物溶液亦可視情況為自視情況選用之吸附步驟E3)獲得之精製聚合物溶液，尤其藉由作為與聚合物溶液之混合物來添加吸附劑而執行。較佳地，洗滌步驟b)用濃溶液及聚合物溶液、較佳自步驟a)獲得或自視情況選用之中間吸附步驟a')獲得之粗聚合物溶液，或者自視情況選用之步驟E1)獲得之澄清聚合物溶液饋入。饋入洗滌步驟b)的聚合物溶液，更特定言之粗聚合物溶液或澄清可包含呈於懸浮液中之不溶性化合物及/或溶解之化合物形式的雜質。可在洗滌步驟b)期間藉由溶解或沈澱及/或藉由在濃溶液中夾帶來部分或全部移除於懸浮液或溶解之化合物中之此等化合物。因此，步驟b)有助於塑膠原料之處理，且更特定言之有助於聚合物溶液之純化。

洗滌步驟b)有利地涉及使饋入步驟b)之粗或澄清聚合物溶液與濃溶液接觸。有利地，濃溶液之密度高於聚合物溶液(亦即，至少包含目標聚合物及溶解目標聚合物之溶解溶劑的混合物)。特定言之，濃溶液之密度大於或等於0.85、較佳大於或等於0.9、較佳大於或等於1.0。濃溶液亦可有利地為極性或至少比溶解溶劑更具極性，以便增大聚合物溶液尤其針對極性雜質之純化效率。

濃溶液可為水溶液，其較佳包含至少50重量%之水、較佳至少75重量%之水、較佳至少90重量%之水、極佳至少95重量%之水。水溶液之pH值可使用酸或鹼調整，以便促進某些化合物之溶解。濃溶液亦可視情況為包含以下有機溶劑、較佳由其組成之溶液：密度有利地大於或等於0.85、較佳大於或等於0.9、較佳大於或等於1.0，且在視情況選用之步驟b)之溫度及壓力條件下，塑膠原料之聚合物保持不溶於其中，例如選自環丁碸或N-甲基吡咯啶酮(NMP)之有機溶劑，視情況作為與水之混合物。較佳地，洗滌步驟b)之濃溶液為水溶液，其較佳包含至少90重量%之水、極佳至少95重量%之水。

洗滌步驟b)有利地在100℃與300℃之間、較佳在150℃與250℃之間的溫度及1.0 MPa abs與20.0 MPa之間、較佳在1.5 MPa abs與15.0 MPa abs之間且極佳在2.0 MPa abs與10.0 MPa abs之間的壓力下執行。極有利地，洗滌步驟b)在溶解溫度及溶解壓力下執行。

有利地，饋入步驟b)之濃溶液之質量流率與粗或澄清聚合物溶液之質量流率之間的質量比較佳在0.05與20.0之間，較佳在0.1與10.0之間，且較佳在0.5與3.0之間。使粗或澄清聚合物溶液與濃溶液接觸可在所用設備中之若干點處執行，亦即經由在沿著設備之不同點處多次注入粗或澄清聚合物溶液及/或濃溶液；其由此為在計算比率時考慮到之所注入料流之總和。

步驟b)可在使得能夠與濃溶液及/或分離設備接觸之洗滌設備之一或多個物品中執行，從而使得有可能回收至少一種洗滌流出物及一種經洗滌聚合物溶液。此設備為熟知的，例如攪拌反應器、靜態混合器、傾析混合器、雙相或三相分離燒瓶、並流或對流洗滌管柱、板管柱、攪拌管柱、填充管柱、脈衝式管柱等，每一類型之設備可能包含單獨使用或與另一類型之設備組合使用之一或多個設備物品。

根據一較佳實施例，洗滌步驟b)在對流洗滌管柱中執行，其中一方面濃溶液較佳注入至管柱的最接近管柱頂部之一半、較佳三分之一，且另一方面將粗或澄清聚合物溶液注入至管柱的最接近管柱底部之一半、較佳三分之一。根據此實施例，有可能回收至少一種經洗滌聚合物溶液及一種洗滌流出物。

根據一極特定實施例，洗滌管柱入口及/或出口處之料流可在沿管柱之若干注入點處形成粉狀且注入，及/或在沿管柱之若干抽出點處抽出。

根據另一實施例，洗滌步驟b)在包含攪拌混合區之混合傾析器中執行，以使濃溶液與粗或澄清聚合物溶液接觸，且在傾析區中執行，從而使得有可能回收經洗滌聚合物溶液及洗滌流出物。

在洗滌步驟b)結束時，所獲得之洗滌流出物有利地包含溶解於濃溶劑中之化合物及/或夾帶於洗滌流出物中之不溶性化合物。洗滌流出物可在洗滌處理部分中再處理，一方面至少部分地分離出溶解及/或夾帶之化合物且視情況純化洗滌流出物，以獲得經純化濃溶液，且另一方面至少部分地再循環一部分經純化洗滌溶液。此洗滌處理部分可包括對固液分離所熟知之設備之一或多個物品，例如分離燒瓶、傾析器、離心傾析器、離心機或過濾器。洗滌流出物亦可在方法外部發送，例如在濃溶液為水溶液時發送至廢水處理站。

根據一特定實施例且在根據本發明之方法包含視情況選用之步驟E1)的情況下，至少部分包含自步驟E1)獲得之不溶性部份的視情況在步驟E1)中產生之清除堵塞料流與洗滌流出物至少部分混合，以便在共同部分中移除在步驟E1)及b)中移除之不溶性雜質。 視情況選用之萃取步驟 E2)

根據本發明之方法可視情況亦包含萃取步驟E2)，其藉由與萃取溶劑接觸以獲得至少一種經萃取聚合物溶液及一種廢溶劑，尤其是帶入雜質的廢溶劑。在視情況選用之步驟E2)結束時獲得之經萃取聚合物溶液有利地包含本發明試圖回收之經純化、溶解於溶解溶劑中之目標聚合物。視情況，若執行步驟E2)，則其可能仍包含尤其可溶於溶解溶劑之殘餘雜質及/或痕量洗滌溶劑及/或痕量萃取溶劑。

當其併入至根據本發明之方法中時，萃取步驟E2)有利地位於洗滌步驟b)與聚合物回收步驟c)之間。視情況選用之萃取步驟E2)有利地饋入有聚合物溶液，較佳為自步驟b)獲得之經洗滌聚合物溶液或自視情況選用之吸附步驟E3)獲得之精製聚合物溶液及萃取溶劑。

饋入步驟E2)之聚合物溶液，較佳自步驟b)獲得之經洗滌聚合物溶液或自視情況選用之步驟E3)獲得之精製聚合物溶液的料流可因此視情況包含溶解之化合物或溶解之雜質。此等溶解之化合物可在萃取步驟E2)期間藉由與萃取溶劑接觸而部分或全部移除。極有利地，洗滌步驟b)與萃取步驟E2)之組合允許藉由使用雜質對濃及視情況極性溶劑及萃取溶劑兩者之親和力改良聚合物溶液之純化。

視情況選用的萃取步驟E2)有利地涉及至少一個萃取部分，較佳在一個與五個萃取部分之間，極佳為一個萃取部分。視情況選用的萃取步驟E2)較佳在100℃與300℃之間、較佳150℃與250℃之間的溫度下執行。視情況選用的萃取步驟E2)較佳在1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間、較佳在1.5 MPa abs與15.0 MPa abs之間且極佳在2.0 MPa abs與10.0 MPa abs之間的壓力下執行。根據視情況選用的步驟E2)之一較佳實施例，萃取步驟E2)在不同於步驟a)之溫度及壓力條件的溫度及壓力條件下執行。

萃取溶劑之質量流率與饋入步驟E2)之聚合物溶液之質量流率之間的質量比有利地在0.05與20.0之間、較佳在0.1與10.0之間，且較佳在0.2與5.0之間。使饋入視情況選用的步驟E2)之聚合物溶液與萃取溶劑之間接觸可在萃取部分中之若干點處執行，亦即經由在沿萃取部分之不同點處多次注入聚合物溶液及/或萃取溶劑；其由此為在計算比率時考慮到之所注入料流之總和。

視情況選用的步驟E2)中所用之萃取溶劑有利地為有機溶劑或較佳為有機之溶劑的混合物。較佳地，萃取溶劑選自有機溶劑，較佳包含沸點在-50℃與250℃之間、較佳在-15℃與150℃之間、較佳在20℃與110℃之間的一或多種烴且較佳由其組成。較佳地，萃取溶劑包含且較佳由以下組成：含有3與12個之間的碳原子、較佳4與8個之間的碳原子且極佳5與7個之間的碳原子之一或多種烴，極佳為一或多種烷烴，例如戊烷、己烷及庚烷異構體。較佳地，極有利地為有機溶劑(較佳為烴)之萃取溶劑之臨界溫度在90℃與400℃之間、較佳在130℃與300℃之間，且較佳在180℃與290℃之間，且萃取溶劑之臨界壓力在1.5 MPa abs與5.0 MPa abs之間、較佳在2.0 MPa abs與4.3 MPa abs之間，且較佳在2.4 MPa abs與4.2 MPa abs之間。根據一特定實施例，萃取溶劑之沸點大於70℃，較佳在80℃與220℃之間，及/或溶劑含有至少7個碳原子。根據另一較佳實施例，萃取溶劑之沸點低於50℃或高於150℃。

極佳地，視情況選用的步驟E2)中所用之萃取溶劑為與步驟a)中所用之溶解溶劑相同的溶劑，視情況呈不同物理狀態(例如，相對於呈液體形式之溶解溶劑呈超臨界形式之萃取溶劑)，以便促進對溶劑之管理，且特別是促進其純化及尤其促進其再循環至溶解步驟a)且視情況再循環至萃取步驟E2)中。除促進技術管理根據本發明之方法中所涉及之溶劑以外，以相同或不同物理狀態使用相同溶解溶劑及萃取溶劑之另一優點尤其為溶劑之回收、其處理及其再循環至方法之步驟中之至少一者中，及限制尤其是藉由溶劑之處理及純化所產生之能量消耗及成本。

視情況選用的步驟E2)之萃取部分可包含一或多個萃取設備之物品，使得能夠與萃取溶劑及/或與用於回收至少一種廢溶劑(尤其帶有雜質)及經萃取聚合物溶液的分離設備接觸。此設備為熟知的，例如攪拌反應器、靜態混合器、傾析混合器、雙相或三相分離燒瓶、並流或對流洗滌管柱、板管柱、攪拌管柱、填充管柱、脈衝式管柱等，每一類型之設備可能包含單獨使用或與另一類型之設備組合使用之一或多個設備物品。

根據視情況選用的步驟E2)之一較佳實施例，萃取在對流萃取管柱中執行，一方面注入萃取溶劑，且另一方面注入饋入步驟E2)之聚合物溶液。根據此實施例，有可能一方面回收至少一種經萃取聚合物溶液，且另一方面回收尤其帶入雜質之廢溶劑。較佳地，將饋入步驟E2)之聚合物溶液注入管柱之最接近對流萃取管柱之頂部的一半、較佳三分之一中，而將萃取溶劑注入管柱之最接近對流萃取管柱之底部的一半、較佳三分之一中。

對流萃取管柱入口及/或出口處之料流可在沿管柱之若干注入點及/或抽出點處成粉狀。

根據另一實施例，萃取在混合器-傾析器中執行，其有利地包含用於使萃取溶劑與聚合物溶液(較佳為經洗滌聚合物溶液或視情況選用之精製聚合物溶液)接觸之攪拌混合區，及使得一方面有可能回收經萃取聚合物溶液且另一方面回收廢溶劑之傾析區。

根據視情況選用的步驟E2)之一較佳實施例，步驟E2)涉及液體/液體萃取部分。在此實施例中，萃取溶劑較佳選自戊烷、己烷及庚烷異構體，較佳選自戊烷及己烷異構體，且極佳選自戊烷異構體。較佳地，液體/液體萃取部分在100℃與300℃之間、較佳在150℃與250℃之間及1.0 MPa abs與20.0 MPa之間、較佳在1.5 MPa abs與15.0 MPa abs之間且極佳在2.0 MPa abs與10.0 MPa abs之間的壓力下操作。在任何情況下，在此實施例中，調整溫度及壓力條件以使得萃取溶劑呈液體形式，溶解溶劑自身亦較佳呈液體形式。極有利地，尤其是當萃取溶劑與溶解溶劑相同時，液體/液體萃取在不同於步驟a)中達成之溶解條件的溫度及壓力條件下執行，尤其是在高於溶解溫度之溫度及/或在低於溶解壓力之壓力下執行，因此將處於對應聚合物-溶劑混合物圖之雙相區中。

根據視情況選用的步驟E2)之另一較佳實施例，步驟E2)包括用於在特定溫度及壓力條件下萃取之部分，其中萃取溶劑有利地至少部分呈超臨界形式。此類萃取可稱為超臨界萃取。在此實施例中，萃取藉由使聚合物溶液、較佳經洗滌聚合物溶液或視情況選用的精製聚合物溶液有利地在使得有可能主要獲得由萃取溶劑組成之超臨界相(亦即，較佳至少50重量%，較佳至少70重量%，較佳至少90重量%)的溫度及壓力條件下與萃取溶劑接觸來執行。換言之，在此實施例中，萃取藉由使聚合物溶液、較佳經洗滌或精製聚合物溶液與至少部分地、較佳全部呈超臨界形式之萃取溶劑接觸而執行。此類超臨界萃取步驟E2)有利地允許有效地純化聚合物溶液，特別是歸因於有機雜質(例如一些添加劑，特別是某些染料、塑化劑等)對超臨界相之極高親和力。使用呈超臨界形式之萃取溶劑亦使得有可能在超臨界相與呈液體形式之聚合物溶液之間產生實質性密度差，其藉由超臨界相與液相之間的傾析而促進分離，且此因此有助於純化聚合物溶液。

在此尤其較佳實施例中，視情況選用的萃取步驟E2)使用臨界溫度較佳在130℃與300℃之間且較佳在180℃與290℃之間且臨界壓力較佳在2.0 MPa abs與4.3 MPa abs之間且較佳在2.4 MPa abs與4.2 MPa abs之間的萃取溶劑。極有利地，在此類超臨界萃取步驟E2)中，萃取溶劑係選自較佳含有4與8個之間的碳原子、較佳5與7個之間的碳原子之烴。用於超臨界萃取之萃取溶劑可為例如戊烷異構體、己烷異構體、庚烷異構體，或環戊烷、環己烷或甲基環戊烷。

有利地，視情況選用的超臨界萃取步驟E2)在較佳150℃與300℃之間、較佳180℃與280℃之間的溫度下且在較佳2.0 MPa abs與20.0 MPa之間、較佳2.0 MPa abs與15.0 MPa abs之間且極佳3.0 MPa abs與10.0 MPa abs之間的壓力下執行。在任何情況下，在此實施例中，特別是在萃取部分上游包括於萃取步驟E2)中之調整部分中調整溫度及壓力條件，使得萃取溶劑在萃取部分中至少部分呈超臨界形式。

在視情況選用的步驟E2)之一極佳實施例中，除萃取溶劑至少部分處於超臨界相之事實外，萃取步驟E2)涉及超臨界萃取，且萃取溶劑與溶解溶劑相同。在超臨界萃取之此極有利情況下，溶解溶劑可變得至少部分呈超臨界形式，有利地在萃取步驟期間，更特定言之在每一萃取階段或平穩階段、在液相與超臨界相之間最佳化傾析，由此使得有可能使純化最大化。

有利地，在萃取步驟E2)結束時，所獲得的廢溶劑尤其帶有雜質。其可在有機處理部分中再處理，使得有可能一方面至少部分地分離出雜質且純化溶劑以獲得經純化萃取溶劑，且另一方面在溶解溶劑與萃取溶劑相同的情況下再循環至少一部分經純化萃取溶劑至視情況選用的萃取步驟E2)之入口，及/或再循環至溶解步驟a)之入口。廢溶劑可根據熟習此項技術者已知之任何方法處理，例如蒸餾、蒸發、萃取、吸附、結晶及不溶解物之沈澱當中之一或多種方法或藉由沖洗。 視情況選用之吸附步驟 E3)

處理方法可視情況亦包含視情況選用之吸附步驟E3)，其位於溶解步驟a)與聚合物回收步驟c)之間。取決於起始塑膠原料之品質及其含有之雜質，實際上用視情況選用之吸附步驟E3)完成聚合物溶液之純化，使得有可能獲得至少一種精製聚合物溶液可為有利的。

當其併入至根據本發明之方法中時，吸附步驟E3)在溶解步驟a)之下游及聚合物回收步驟c)之上游，且有利地在洗滌步驟b)之上游或下游執行。視情況選用之吸附步驟E3)可視情況在視情況選用的萃取步驟E2)上游或下游執行。

該視情況選用之吸附步驟E3)有利地包括在至少一種吸附劑存在下操作之吸附部分，該至少一種吸附劑較佳為固體，且尤其呈固定床、夾帶床(或漿料，亦即以待純化且夾帶於料流中之顆粒形式引入至此料流中)或呈沸騰床形式。吸附部分有利地在至少一種吸附劑存在下操作，該至少一種吸附劑較佳為氧化鋁、二氧化矽、二氧化矽-氧化鋁、活性炭或脫色土類型，較佳呈固定床或夾帶床形式，料流之循環可能上升或下降。當根據本發明之方法在洗滌步驟b)上游包含視情況選用之吸附步驟E3)時，吸附部分較佳在吸附劑存在下以夾帶床形式(亦即，以引入聚合物溶液中之粉狀顆粒形式)操作。當本發明之方法在洗滌步驟b)下游包含吸附步驟E3)時，吸附部分極佳在吸附劑存在下以固定床形式操作。

該視情況選用之吸附步驟E3)有利地在100℃與300℃之間、較佳在150℃與250℃之間的溫度及1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間、較佳在1.5 MPa abs與15.0 MPa abs之間且極佳在2.0 MPa abs與10.0 MPa abs之間的壓力下執行。極有利地，步驟E3)在溶解溫度及壓力條件下，亦即在步驟a)中達到的溶解溫度及溶解壓力下執行。較佳地，在步驟E3)中，對應於饋入步驟E3)之聚合物溶液之體積流率與吸附劑之體積之間的比率的每小時空間速度(或HSV)在0.05與10 h ^-1之間，較佳在0.1與5.0 h ^-1之間。

根據視情況選用之步驟E3)之一特定實施例，吸附部分可包含吸附劑之一或多個固定床，例如呈含有該吸附劑之吸附管柱形式，較佳至少兩個吸附管柱、較佳兩個與四個之間的吸附管柱。當吸附部分包含兩個吸附管柱時，一個操作模式可係根據專用術語稱作「擺動」操作者，其中一個管柱在線，亦即在使用中，而另一管柱備用。當在線管柱中之吸附劑耗費時，將此管柱隔離，而使備用管柱在線，亦即在使用中。耗費之吸附劑隨後可在原處再生及/或用新鮮吸附劑替換，使得含有吸附劑之管柱可在另一管柱一旦隔離時再次處於在線。

包含吸附劑固定床一或多個固定床之步驟E3)之此特定實施例之另一功能模式為具有串聯起作用之至少兩個管柱。當置於頭端之管柱之吸附劑耗費時，隔離此第一管柱，且耗費之吸附劑在原處再生或用新鮮吸附劑替換。接著使最末位置之管柱恢復在線，以此類推。此操作模式稱為可切換模式或可切換反應器系統之PRS，或另外根據專用術語稱為「搖曳(lead and lag)」。至少兩個吸附管柱之組合使得有可能解決可能及潛在地快速的吸附劑中毒及/或堵塞(歸因於雜質、污染物及可能存在於待處理料流中之不溶解物的複合作用)。關於此之原因為至少兩個吸附管柱之存在促進吸附劑之替換及/或再生，有利地無需停止該方法，亦使得有可能控制成本且限制吸附劑之消耗。

極有利地，洗滌步驟b)與視情況選用的吸附步驟E3)之組合藉由使用殘餘雜質對萃取溶劑及亦對吸附劑固體之親和力而允許改良聚合物溶液之純化。

根據另一實施例，視情況選用之步驟E3)之吸附部分在於將吸附劑顆粒添加至聚合物溶液，尤其是粗聚合物溶液中，該等顆粒可能經由移除位於該吸附部分下游之吸附劑顆粒的步驟而與聚合物溶液分離，例如在視情況選用的步驟E3)位於步驟b)上游的情況下在洗滌步驟b)期間。藉由引入吸附劑顆粒隨後進行固體/液體分離，視情況選用之吸附步驟E3)之此類實施有利地對應於先前在本發明描述中所描述之視情況選用之中間吸附步驟a')。 回收聚合物之步驟 c)

根據本發明，該方法包含回收聚合物以獲得至少一種溶劑部份及一種經純化聚合物部份之步驟c)。

聚合物回收步驟c)有利地包括至少一個溶劑回收部分，較佳包括一個與五個之間的溶劑回收部分。聚合物回收步驟c)饋入有經洗滌聚合物溶液或視情況選用之經萃取或精製聚合物溶液。

聚合物回收步驟c)因此首先至少部分地，較佳主要地，分離出含於饋入步驟c)之聚合物溶液中之溶劑，且尤其是溶解溶劑及視情況選用之洗滌溶劑或甚至萃取溶劑，亦即經洗滌聚合物溶液或視情況選用的經萃取聚合物溶液或精製聚合物溶液，以便至少部分地、較佳主要且較佳全部地回收聚合物，該等聚合物不含該方法中使用的可能仍存在於饋入步驟c)的聚合物溶液中之溶解溶劑及其他溶劑。術語「主要」應理解為意謂相對於饋入步驟c)的聚合物溶液(尤其是饋入步驟c)之聚合物溶液中所含之溶解溶劑及視情況選用之洗滌溶劑)中所含之溶劑之重量的至少50重量%、較佳至少70重量%、較佳至少90重量%、極佳至少95重量%。可執行熟習此項技術者已知的用於自聚合物分離溶劑之任何方法，特別是致能聚合物或溶劑之相變的任何方法。溶劑可例如藉由蒸發、汽提、反混合、密度差異且特別是傾析或離心等分離出。

所獲得之經純化聚合物部份可對應於濃縮聚合物溶液或固態經純化聚合物。較佳地，聚合物回收步驟c)亦包含用於調節呈固體形式且更特定言之呈固體顆粒形式之聚合物之調節部分。

聚合物回收步驟c)亦旨在至少部分地，較佳主要地且較佳完全地回收經洗滌聚合物溶液中所含有之溶劑或饋入步驟c)之視情況選用之經萃取或精製聚合物溶液，且尤其是溶解溶劑及視情況選用之洗滌溶劑或甚至萃取溶劑。聚合物回收步驟c)亦視情況旨在純化及再循環特別是在溶解步驟a)之上游及/或洗滌步驟b及/或萃取步驟E2)之上游回收之溶劑部份。術語「主要」應理解為意謂相對於經洗滌聚合物溶液或饋入步驟c)之視情況選用之經萃取或精製聚合物溶液中所含的溶劑之重量的至少50重量%、較佳至少70重量%、較佳至少90重量%、極佳至少95重量%。

該聚合物回收步驟c)有利地包括在0℃與350℃之間、較佳5℃與300℃之間且較佳10℃與250℃之間的溫度下且在0.1 MPa abs與20.0 MPa abs之間、較佳0.1 MPa abs與15.0 MPa abs之間且極佳0.1 MPa abs與10.0 MPa abs之間的壓力下的至少一個溶劑回收部分。

有利地，出於獲得至少一種溶劑部份及一種經純化聚合物部份的目的，聚合物回收步驟c)包括至少一個溶劑回收部分，每一溶劑回收部分較佳包含在不同溫度及不同壓力下操作之設備。在若干種不同溶劑用於根據本發明之處理方法，尤其是溶解步驟a)及洗滌步驟b)、視情況選用的萃取步驟E2)中的情況下，步驟c)可包括若干溶劑回收部分，例如兩個、三個或四個溶劑回收部分，以便單獨地、依序及/或連續地回收各種溶劑，尤其是溶解溶劑、洗滌溶劑及視情況選用的萃取溶劑。

根據本發明之一特定實施例，本發明之方法包含，有利地連續或同時： - 溶劑回收部分c1)，在此期間，聚合物溶液較佳加熱至高於聚合物熔點之溫度，以獲得溶劑部份及經純化聚合物部份， - 調節部分c2)，在此期間，有利地將自溶劑分離之經純化聚合物部份冷卻至低於聚合物熔點之溫度，以獲得包括呈固體形式之聚合物的部份。

根據本發明之一較佳實施例，步驟c)包括用於在經調整以便處於待分離出之溶劑的超臨界條件(亦即高於臨界點)，尤其是高於溶解溶劑之臨界點的溫度及壓力條件下回收步驟c)之溶劑，從而有利地使得有可能容易地分離出且回收至少一部分溶劑(尤其是溶解溶劑)的部分。在此實施例中，該溶劑回收部分尤其包括由主要包含溶劑、尤其是溶解溶劑之超臨界相及包含聚合物之液相構成的流體系統。術語「主要」在本文中」意謂相對於考慮中之料流(亦即，超臨界相料流)之重量，至少50重量%、較佳至少70重量%、較佳至少90重量%、極佳至少95重量%。分離可由此稱為一或多種溶劑之超臨界分離。溶劑之超臨界分離使得有可能一方面有效地分離溶劑，且尤其是溶解溶劑，且另一方面有效地分離聚合物或視情況選用之濃縮聚合物溶液，超臨界分離有利地由兩種相之間的密度之顯著差異准許。此外，相對於溶劑之簡單汽化，溶劑之超臨界分離有利地使得能夠顯著減少能量及環境成本，此係因為在轉至超臨界狀態期間，不存在汽化潛熱。

根據本發明之一特定實施例，在步驟c)結束時獲得的經純化聚合物部份的至少一部分可再循環至溶解步驟a)中，再次經歷處理循環以便提高聚合物純化效率。

極有利地，可在位於步驟c)結束時之有機處理部分中處理在步驟c)結束時回收之溶劑部份，以便純化其且獲得經純化溶劑，尤其是經純化溶解溶劑，以便有利地能夠將其再循環至溶解步驟a)及/或視情況再循環至洗滌步驟b)及/或視情況選用的萃取步驟E2)中。在步驟c)結束時的該視情況選用之有機處理部分可使用熟習此項技術者已知之任何方法，例如蒸餾、蒸發、液-液萃取、吸附、結晶及不溶解物之沈澱當中之一或多種方法或藉由沖洗。

因此，根據本發明之方法使得有可能自塑膠廢料獲得聚合物、尤其是熱塑性塑膠且更特定言之聚烯烴之經純化料流，其可用於任何應用中，例如用於以原生形式替換相同聚合物。經由根據本發明之方法獲得的聚合物之經純化料流，亦即經純化聚合物部份因此具有足夠低以能夠用於任何應用中的雜質含量。

根據本發明之一較佳實施例，用於處理塑膠原料之方法包含且較佳由以下組成： - 步驟a)：溶解於溶解溶劑中，獲得至少一種粗聚合物溶液； - 步驟b)：藉由與濃溶液接觸來洗滌粗聚合物溶液，以獲得至少一種洗滌流出物及一種經洗滌聚合物溶液； - 步驟E2)：用萃取溶劑萃取經洗滌聚合物溶液，較佳包括超臨界萃取，以獲得至少一種經萃取聚合物溶液及一種廢溶劑；及 - 回收步驟c)：自經萃取聚合物溶液回收聚合物，較佳包括溶劑之超臨界分離，尤其是溶解溶劑之超臨界分離，以獲得溶劑部份及經純化聚合物部份，溶解溶劑與萃取溶劑較佳為相同的。

根據本發明之另一較佳實施例，用於處理塑膠原料之方法包含且較佳由以下組成： - 步驟a)：溶解於溶解溶劑中，獲得至少一種粗聚合物溶液； - 步驟E1)：分離出隨粗聚合物溶液一起饋入之不溶解物，以獲得至少一種澄清聚合物溶液及一種不溶性部份； - 步驟b)：藉由與濃溶液接觸來洗滌澄清聚合物溶液，以獲得至少一種洗滌流出物及一種經洗滌聚合物溶液； - 步驟E2)：用萃取溶劑萃取經洗滌聚合物溶液，較佳包括超臨界萃取，以獲得至少一種經萃取聚合物溶液及一種廢溶劑；及 - 步驟c)：自經萃取聚合物溶液回收聚合物，較佳包括超臨界分離溶劑以獲得溶劑部份及經純化聚合物部份；溶解溶劑與萃取溶劑較佳為相同的。

根據本發明之一特定替代實施例，用於處理塑膠原料之方法包含且較佳由以下組成： - 步驟a)：溶解於溶解溶劑中，獲得至少一種粗聚合物溶液； - 步驟b)：藉由與濃溶液接觸來洗滌粗聚合物溶液，以獲得至少一種洗滌流出物及一種經洗滌聚合物溶液； - 步驟E1)：分離出隨經洗滌聚合物溶液一起饋入之不溶解物，以獲得至少一種澄清聚合物溶液及一種不溶性部份； - 步驟E2)：用萃取溶劑萃取澄清聚合物溶液，較佳包括超臨界萃取，以獲得至少一種經萃取聚合物溶液及一種廢溶劑；及 - 步驟c)：自經萃取聚合物溶液回收聚合物，較佳包括之超臨界分離溶劑以獲得溶劑部份及經純化聚合物部份；溶解溶劑與萃取溶劑較佳為相同的。

根據本發明之另一特定實施例，用於處理塑膠原料之方法包含且較佳由以下組成： - 步驟a)：溶解於溶解溶劑中，獲得至少一種粗聚合物溶液； - 步驟E1)：分離出隨粗聚合物溶液一起饋入之不溶解物，以獲得至少一種澄清聚合物溶液及一種不溶性部份； - 步驟b)：藉由與濃溶液接觸來洗滌澄清聚合物溶液，以獲得至少一種洗滌流出物及一種經洗滌聚合物溶液； - 步驟E2)：用萃取溶劑萃取經洗滌聚合物溶液，較佳包括超臨界萃取，以獲得至少一種經萃取聚合物溶液及一種廢溶劑； - 步驟E3)：藉由使經萃取聚合物溶液與吸附劑接觸，較佳在固定床中接觸來進行吸附，以獲得至少一種精製聚合物溶液；及 - 步驟c)：自獲自步驟E3)之精製聚合物溶液回收聚合物，較佳包括超臨界分離溶劑，以獲得溶劑部份及經純化聚合物部份；溶解溶劑與萃取溶劑較佳為相同的。

根據本發明之另一特定替代實施例，用於處理塑膠原料之方法包含且較佳由以下組成： - 步驟a)：溶解於溶解溶劑中，獲得至少一種粗聚合物溶液； - 步驟b)：藉由與濃溶液接觸來洗滌粗聚合物溶液，以獲得至少一種洗滌流出物及一種經洗滌聚合物溶液； - 步驟E1)：分離出隨經洗滌聚合物溶液一起饋入之不溶解物，以獲得至少一種澄清聚合物溶液及一種不溶性部份； - 步驟E2)：用萃取溶劑萃取澄清聚合物溶液，較佳包括超臨界萃取，以獲得至少一種經萃取聚合物溶液及一種廢溶劑； - 步驟E3)：藉由使經萃取聚合物溶液與吸附劑接觸，較佳在固定床中接觸來進行吸附，以獲得至少一種精製聚合物溶液；及 - 步驟c)：自獲自步驟E3)之精製聚合物溶液回收聚合物，較佳包括超臨界分離溶劑，以獲得溶劑部份及經純化聚合物部份；溶解溶劑與萃取溶劑較佳為相同的。

以下實例及圖式說明本發明，尤其是本發明之特定實施例，而不限制其範疇。圖式列表

關於圖1至圖3中提及之元件的資訊使得能夠較佳地理解本發明，但該發明不限於圖1至圖3中所說明的特定實施例。所呈現之各種實施例可單獨或彼此組合使用而不受組合限制。

圖1表示本發明之方法的一個實施例的方案，其包含： - 步驟a)：將包含聚合物之塑膠原料1溶解於溶解溶劑2中，以獲得粗聚合物溶液3； - 步驟b)：步驟b)：藉由與濃溶液6接觸來洗滌粗聚合物溶液3，以獲得經洗滌聚合物溶液8及洗滌流出物7； - 步驟c)：自獲自步驟b)之經洗滌聚合物溶液8回收聚合物，以獲得溶劑部份13及經純化聚合物部份14。

圖2為圖1中所表示的根據本發明之方法之實施的變體，其包含： - 步驟a)：將包含聚合物之塑膠原料1溶解於溶解溶劑2中，以獲得粗聚合物溶液3； - 步驟E1)：分離出隨粗聚合物溶液3一起饋入之不溶解物，以獲得澄清聚合物溶液5及不溶性部份4； - 步驟b)：藉由與濃溶液6接觸來洗滌澄清聚合物溶液5，以獲得洗滌流出物7及經洗滌聚合物溶液8； - 步驟E2)：用萃取溶劑9萃取經洗滌聚合物溶液8，以獲得經萃取聚合物溶液11及廢溶劑10； - 步驟E3)：藉由使經萃取聚合物溶液11與吸附劑接觸來進行吸附，以獲得精製聚合物溶液12； - 步驟c)：自獲自步驟E3)之精製聚合物溶液12回收聚合物，以獲得溶劑部份13及經純化聚合物部份14。

圖3為圖2中所表示之根據本發明之方法之實施的變體。在圖3中所展示之實施例中，該方法包含在步驟a)與步驟E1)之間的中間步驟a')。出於獲得包括於懸浮液中之吸附劑且饋入分離步驟E1)之聚合物溶液21之目的，使粗聚合物溶液3與呈粉狀固體形式之吸附劑接觸。預先引入步驟a')中之吸附劑接著分離出且在不溶解物部份4中移除。

圖1至圖3中僅展示使用主要料流之主要步驟，以便允許較佳地理解本發明。顯然應理解，即使不進行展示，仍存在運作所需之所有設備(容器、泵、交換器、爐、管柱等)。實例實例 1 ( 根據本發明 )

將直徑為5 mm且基於聚丙烯之250 ml正戊烷及23 g呈粉紫色珠粒形式之塑膠原料引入至配備有攪拌器之500 ml高壓釜中。

接著密閉地關閉高壓釜，且在180℃下在每分鐘2℃之速率下在500轉/分鐘(rpm)攪拌下加熱。一旦已達到180℃之溫度，在26巴 (或2.6 MPa)之自生壓力下維持溫度及攪拌3小時。3小時後，將全部聚丙烯溶解於正戊烷中。獲得高度有色液相，即粗聚合物溶液。

接著將125 ml水添加至系統中，同時將溫度維持在180℃，將壓力維持在2.6 MPa且以500 rpm攪拌。接著維持此等溫度、壓力及攪拌條件5分鐘，隨後停止攪拌。在停止攪拌之後，接著藉由沈降分離系統。在靜置5分鐘之後，藉由在洗滌步驟結束時靜置以形成兩個相來分離高壓釜內部之流體系統。含有聚合物且對應於經洗滌聚合物溶液之上部相較之於洗滌步驟之前的混合物變色較少。

取15 ml經洗滌聚合物溶液，且將其置放於結晶盤中。接著將結晶盤置放於180℃及大氣壓力下之烘箱中，同時用氮氣沖洗6小時。

接著在結晶盤中獲得略顯粉紅色之白色固體。實例 2 ( 不根據本發明 )

接著密閉地關閉高壓釜，且在180℃下在每分鐘2℃之速率下在500轉/分鐘(rpm)攪拌下加熱。一旦已達到180℃之溫度，在2.6 MPa之自生壓力下維持溫度及攪拌3小時。3小時後，將全部聚丙烯溶解於正戊烷中。獲得高度有色液相，即粗聚合物溶液。

取15 ml粗聚合物溶液，且將其置放於結晶盤中。接著將結晶盤置放於180℃及大氣壓力下之烘箱中，同時用氮氣沖洗6小時。

接著在結晶盤中獲得粉紫色固體。所獲得固體之顏色接近於初始原料之珠粒的顏色。

1:塑膠原料 2:溶解溶劑 3:粗聚合物溶液 4:不溶性部份 5:澄清聚合物溶液 6:濃溶液 7:洗滌流出物 8:經洗滌聚合物溶液 9:萃取溶劑 10:廢溶劑 11:經萃取聚合物溶液 12:精製聚合物溶液 13:溶劑部份 14:經純化聚合物部份 21:聚合物溶液

圖1表示本發明之方法的一個實施例的方案。

圖2為圖1中所表示的根據本發明之方法之實施的變體。

圖3為圖2中所表示之根據本發明之方法之實施的變體。

1:塑膠原料

2:溶解溶劑

3:粗聚合物溶液

6:濃溶液

7:洗滌流出物

8:經洗滌聚合物溶液

11:經萃取聚合物溶液

13:溶劑部份

14:經純化聚合物部份

Claims

一種用於處理塑膠原料之方法，其包含： a) 溶解步驟，其涉及使該塑膠原料與溶解溶劑在100℃與300℃之間的溶解溫度及1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的溶解壓力下接觸，以獲得至少一種粗聚合物溶液； b) 洗滌步驟，其藉由使自步驟a)獲得的該粗聚合物溶液與濃溶液在100℃與300℃之間的溫度、1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的壓力且在該濃溶液之質量流率與饋入步驟b)之該粗聚合物溶液之質量流率之間在0.05與20.0之間的質量比下接觸，以獲得至少一種經洗滌聚合物溶液及一種洗滌流出物；及接著 c) 回收步驟，其回收該等聚合物，以獲得至少一種溶劑部份及一種經純化聚合物部份。
如請求項1之方法，其中該溶解溶劑係選自沸點在-50℃與250℃之間、較佳在-15℃與150℃之間、較佳在20℃與110℃之間的有機溶劑。
如請求項1或2之方法，其中該溶解溶劑之臨界溫度在90℃與400℃之間、較佳在130℃與300℃之間且較佳在180℃與290℃之間，且臨界壓力在1.5 MPa abs與5.0 MPa abs之間、較佳在2.0 MPa abs與4.3 MPa abs之間且較佳在2.4 MPa abs與4.2 MPa abs之間。
如前述請求項中任一項之方法，其中在步驟a)中之該溶解溫度在150℃與250℃之間，且該溶解壓力在1.5 MPa abs與15.0 MPa abs之間，且極佳在2.0 MPa abs與10.0 MPa abs之間。
如前述請求項中任一項之方法，其中在步驟b)中使用之該濃溶液之密度大於或等於0.85、較佳大於或等於0.9、較佳大於或等於1.0。
如前述請求項中任一項之方法，其中在步驟b)中使用之該濃溶液為水溶液，其較佳包含至少50重量%之水、較佳至少75重量%之水、較佳至少90重量%之水、極佳至少95重量%之水。
如前述請求項中任一項之方法，其中該洗滌步驟b)係在該溶解溫度及該溶解壓力下執行。
如前述請求項中任一項之方法，其中該聚合物回收步驟c)包括在0℃與350℃之間、較佳5℃與300℃之間且較佳10℃與250℃之間的溫度下且在0.1 MPa abs與20.0 MPa abs之間、較佳0.1 MPa abs與15.0 MPa abs之間且極佳0.1 MPa abs與10.0 MPa abs之間的壓力下的溶劑回收部分。
如前述請求項中任一項之方法，其中該聚合物回收步驟c)包括在經調整以便處於該溶解溶劑之超臨界條件下之溫度及壓力條件下的至少一個溶劑回收部分。
如前述請求項中任一項之方法，其包含藉由使該經洗滌聚合物溶液與萃取溶劑在100℃與300℃之間的溫度、1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的壓力下且在該萃取溶劑之質量流率與該經洗滌聚合物溶液之質量流率之間在0.05與20.0之間的質量比下接觸，以獲得至少一種經萃取聚合物溶液及一種廢溶劑的萃取步驟E2)，其中該萃取溶劑較佳為有機溶劑，其臨界溫度在90℃與400℃之間、較佳在130℃與300℃之間且較佳在180℃與290℃之間，且臨界壓力在1.5 MPa abs與5.0 MPa abs之間、較佳在2.0 MPa abs與4.3 MPa abs之間且較佳在2.4 MPa abs與4.2 MPa abs之間。
如請求項10之方法，其中該萃取溶劑與該溶解溶劑相同，且至少部分地、較佳全部地呈超臨界形式。
如前述請求項中任一項之方法，其包含在100℃與300℃之間的溫度、1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的壓力下藉由固液分離分離出不溶解物之步驟E1)，該步驟E1)係位於該溶解步驟a)與該聚合物回收步驟c)之間，且在該洗滌步驟b)之上游或下游、較佳在該洗滌步驟b)上游，且其中分離出該不溶解物之該步驟E1)較佳包括靜電分離器及/或過濾器及/或沙濾器。
如前述請求項中任一項之方法，其包含吸附步驟E3)，該吸附步驟位於該溶解步驟a)與該聚合物回收步驟c)之間，且包括在至少一種吸附劑存在下、在100℃與300℃之間的溫度及1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的壓力下操作之吸附部分。
如前述請求項中任一項之方法，其包含： a) 溶解步驟，其涉及使該塑膠原料與溶解溶劑在100℃與300℃之間的溶解溫度及1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的溶解壓力下接觸，以獲得至少一種粗聚合物溶液； b) 洗滌步驟，其藉由使自步驟a)獲得的該粗聚合物溶液與濃溶液在100℃與300℃之間的溫度、1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的壓力且在該濃溶液之質量流率與該粗聚合物溶液之質量流率之間在0.05與20.0之間的質量比下接觸，以獲得至少一種經洗滌聚合物溶液及一種洗滌流出物，該濃溶液較佳為水溶液； E2) 萃取步驟，其藉由使自步驟b)獲得的該經洗滌聚合物溶液與萃取溶劑在100℃與300℃之間的溫度、1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的壓力且在該萃取溶劑之質量流率與該經洗滌聚合物溶液之質量流率之間在0.05與20.0之間的質量比下接觸，以獲得至少一種經萃取聚合物溶液及一種廢溶劑；及接著 c) 聚合物回收步驟，以獲得至少一種溶劑部份及一種經純化聚合物部份，該聚合物回收步驟較佳包括在經調整以便處於該溶解溶劑之超臨界條件下的溫度及壓力條件下的至少一個溶劑回收部分。
如前述請求項中任一項之方法，其包含： a) 溶解步驟，其涉及使該塑膠原料與溶解溶劑在100℃與300℃之間的溶解溫度及1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的溶解壓力下接觸，以獲得至少一種粗聚合物溶液； b) 洗滌步驟，其藉由使自步驟a)獲得的該粗聚合物溶液與濃溶液在100℃與300℃之間的溫度、1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的壓力且在該濃溶液之質量流率與該粗聚合物溶液之質量流率之間在0.05與20.0之間的質量比下接觸，以獲得至少一種經洗滌聚合物溶液及一種洗滌流出物，該濃溶液較佳為水溶液； E3) 吸附步驟，其經饋入自步驟b)獲得之該經洗滌聚合物溶液且包括在至少一種吸附劑存在下、在100℃與300℃之間的溫度及1.0 MPa abs與20.0 MPa abs之間的壓力下操作之吸附部分，以獲得至少一種精製聚合物溶液；及接著 c) 聚合物回收步驟，以獲得至少一種溶劑部份及一種經純化聚合物部份，該聚合物回收步驟較佳包括在經調整以便處於該溶解溶劑之超臨界條件下的溫度及壓力條件下的至少一個溶劑回收部分。