WO1996038496A1 - Process, reactor and device for decomposing elastomers - Google Patents

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WO1996038496A1
WO1996038496A1 PCT/EP1996/002328 EP9602328W WO9638496A1 WO 1996038496 A1 WO1996038496 A1 WO 1996038496A1 EP 9602328 W EP9602328 W EP 9602328W WO 9638496 A1 WO9638496 A1 WO 9638496A1
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WO
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reactor
ozone
starting material
alkaline substance
container
Prior art date
Application number
PCT/EP1996/002328
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German (de)
French (fr)
Inventor
Uwe-Falko Kuhn
Volker Roth
Helmut Guido Alt
Original Assignee
Projekt-Entwicklungs-Zentrum In Thüringen (Pez) E.V.
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Filing date
Publication date
Application filed by Projekt-Entwicklungs-Zentrum In Thüringen (Pez) E.V. filed Critical Projekt-Entwicklungs-Zentrum In Thüringen (Pez) E.V.
Publication of WO1996038496A1 publication Critical patent/WO1996038496A1/en

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/0026Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics by agglomeration or compacting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08CTREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C19/00Chemical modification of rubber
    • C08C19/08Depolymerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2021/00Use of unspecified rubbers as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2030/00Pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582Recycling of unreacted starting or intermediate materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the invention relates to a method and a reactor and a device for degrading elastomers, in particular rubber elastomers.
  • the aging process under the given atmospheric conditions is an aggressive gas that is always present in traces - the ozone. This was the starting point for the development of a process in which the process described above is accelerated by increasing and controlling the amount of ozone and adding various other substances.
  • the aim is to use the
  • DE-A-34 20 609 shows a separation process for rubber and components wholly or partly enclosed therein by means of liquid or vaporous mineral oil at 180 ° C.-320 ° C., which is applicable for the recycling of used tires.
  • EP-B-0 165 585 also shows a process for recycling used tires
  • EP-A-0 074 344 shows the recovery of rubber by using a plasticizer and possibly a peptizer under the action of oxygen at 130-200 ° C.
  • EP-A-0 006 834 shows the rubber recovery by chemical oxidation processes under the influence of oxygen at approx. 100 ° C.
  • U.S. 5,264,640 B1 describes a process for the degradation of tires and other rubber materials using a so-called "dry process". There, ozone is used in quantities of 0.01% by weight. The person skilled in the art knows that this low ozone concentration must not be increased because of the risk of ozonides being formed, since otherwise there is a justified risk of self-ignition in the dry silos.
  • DE-OS 25 20 598 describes a regeneration process for waste rubber, the materials to be treated are placed in a heatable autoclave and the old rubber is broken down under pressure.
  • Additives, fillers or reinforcing materials, metals and optionally vulcanization aids can be recovered. Furthermore, a reactor for the degradation of elastomers, in particular for carrying out such a process, is to be provided, which guarantees an effective recovery of a starting material and which permits continuous or discontinuous operation.
  • the invention therefore relates to a process for working up elastomers which is characterized by the action of ozone and at least one alkaline substance from the group alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide, ammonium hydroxide (alkaline ozonolysis).
  • elastomer content are, for example, old tires, sealing materials (in particular flat sealing materials, high-pressure sealing plates, cylinder head seals and their stamping residues) and the like.
  • sealing materials in particular flat sealing materials, high-pressure sealing plates, cylinder head seals and their stamping residues
  • starting materials are to be mentioned further: natural rubber or polymers containing C 4 -C ⁇ -conjugated diolefins, in particular vulcanized rubber or vulcanized polymers containing C 4 -C 6 -conjugated diolefins.
  • the polymers can preferably be selected from the group: polybutadiene, polyisoprene, isobutylene-butadiene polymer, isobutylene-iosprene polymer, isobutylene-piperylene polymer,
  • Isobutylene-dimethylbutadiene polymer polymer made from isobutylene and a C 4 -C ⁇ conjugated diolefin, brominated or chlorinated polymer from isobutylene and a C 4 -C 6 conjugated diolefin, isobutylene-isoprene-divinylbenzene polymer, isobutylene-isoprene-2.5 dimethyl-1,5-hexadiene polymer, polymer of a C 4 -C 6 conjugated diolefin and a vinyl or vinylidene-substituted aromatic
  • Hydrocarbon or polymer of a C 4 -C 6 conjugated diolefin and a C 3 -C 5 unsaturated nitrile group-containing monomer Hydrocarbon or polymer of a C 4 -C 6 conjugated diolefin and a C 3 -C 5 unsaturated nitrile group-containing monomer.
  • the degradability depends on the type of elastomer and can be up to 100%.
  • the rate of the reaction is in the range from 5 to 240 minutes, preferably between 10 and 30 minutes.
  • the waste material i.e. Tires, inner tubes, seal waste and the like can be added unchanged or as a ground solid, depending on the size.
  • Alkaline ozonolysis is preferably carried out in a liquid medium.
  • This medium can be aqueous or an organic solvent such as hexane,
  • the pH of the medium should be in the range of 8-1 2, preferably around pH 10.
  • a sodium hydroxide solution or a calcium hydroxide solution has proven to be most suitable, in particular in the concentration range from 1 M to 5 M. The higher the concentration of the alkali, the better the solubility and stability of the ozone.
  • a sodium hydroxide / toluene solvent mixture is used.
  • the gas stream used for ozonolysis contains 0.5 to 5% by volume of ozone and 99.5 to 95% by volume of oxygen, preferably 1% by volume of ozone and 99% by volume of oxygen.
  • the liquid medium is in
  • the liquid medium is applied to the starting material in the presence of the ozone mixture under high pressure of 1 ⁇ 10 6 to 5 ⁇ 10 7 Pa (10 to 500 bar).
  • a phase transfer catalyst can be added to improve the solvent / waste lastomer contact.
  • the addition of a catalyst is not absolutely necessary, since the waste material is already mechanically destroyed or cut up by the very high pressure, so that the use of the phase transfer catalyst is unnecessary.
  • phase transfer catalyst In order to improve the contact between solvent and waste elastomer, especially in the case of purely aqueous solvents and in the lower pressure range, the use of a phase transfer catalyst is provided according to the invention.
  • Tertiary ammonium salts or phosphonium salts e.g. Tetrabutylammonium iodide, bromide, chloride, hydroxide or tetrabutylphosphonium chloride.
  • the ratio of catalyst to waste material to be processed should be in the order of 1: 3 to 1: 8, preferably 1: 5, very preferably 1: 4.
  • the fission products produced during the decomposition reaction depend on the type of elastomer and must be removed from the circuit quickly due to the risk of further oxidation by the ozone.
  • the remaining, unreacted residues of the starting material are returned to the circuit at a suitable point.
  • the sulfur contained in the elastomer of the starting material is oxidized to sulfate by the oxidative treatment and can with Counterions are precipitated as salt, for example with milk of lime as calcium sulfate.
  • the ozone lysis preferably takes place at a temperature of -60 ° to 35 ° C, preferably between 10 and 25 ° C, preferably around 20 ° C, i.e. at room temperature instead.
  • the reinforcing materials, additives or fillers or metals, preferably in the form of alloys, contained in the waste material are removed from the reaction vessel after the elastomer has been degraded, cleaned and recycled.
  • reinforcement, additives or fillers may be mentioned: aramid, Twaron or Kevlar fibers, and the like.
  • the organic reaction products formed in the process according to the invention are separated off and investigated by means of gas chromatography and mass spectrometry.
  • a reactor for the degradation of elastomers in particular for carrying out the method according to the invention, which comprises: a receiving device, in particular a container, to which an optionally comminuted starting material containing the elastomer or elastomeric rubber is fed; a first supply device which supplies an alkaline substance; a second supply device which supplies ozone; the receiving device, in particular the container, the first feeding device and the second feeding device being arranged in such a way that the starting material fed to the receiving device, in particular the container, or the starting material conveyed with or through the receiving device is exposed to the ozone and the alkaline substance is.
  • a receiving device in particular a container, to which an optionally comminuted starting material containing the elastomer or elastomeric rubber is fed
  • a first supply device which supplies an alkaline substance
  • a second supply device which supplies ozone
  • the receiving device, in particular the container, the first feeding device and the second feeding device being arranged in such a way
  • the first feed device In the reactor, the first feed device, the alkaline sub- stampable at a high pressure of 1 x 10 6 to 5 x 10 7 Pa (10 to 500 bar), preferably from 1 x 10 6 to 1 x 10 7 Pa (10 to 100 bar) onto the starting material
  • the first feed device preferably comprises a nozzle, in particular a flat jet nozzle for supplying the alkaline substance.
  • This type of supply of the alkaline substance achieves a particularly advantageous wetting, the starting material, in particular comminuted, being able to be whirled up by the alkaline substance.
  • Receiving device in particular the container movably or displaceably or rotatably mounted and preferably driven by a drive.
  • the alkaline substance can preferably be fed to the starting material eccentrically with respect to the center line of the reactor. Very good mixing of the reagents, in particular the starting material, the alkaline substance and the ozone, is thus further achieved, which makes recovery of the elastomer contained in the starting material particularly efficient.
  • the container is preferably removable from the reactor and comprises a bottom which has pores which preferably have a diameter of 50 to 300 ⁇ m, preferably 70 to 200 ⁇ m, and particularly preferably approximately 100 ⁇ m. It is thus possible to filter the wetted starting material, as a result of which the materials to be recovered can be separated from the residues, the residues being easy to remove from the reactor.
  • a housing which has a lower part and an upper part, the lower part and / or the upper part preferably being removable. This is an advantageous opening of the reactor, in particular for maintenance work and for introducing starting material into the
  • the upper part further preferably comprises a central part and a cover, wherein the middle part is preferably essentially made of glass and the lid is preferably made essentially of stainless steel. It is thus possible to observe the inside of the reactor without having to remove the ozone from the reactor in order to be able to subsequently open the reactor.
  • the lower part is preferably fixed and the second feed device is attached to the lower part.
  • the reactor formed in this way has an advantageously simple and therefore inexpensive construction.
  • a compressed air connection is particularly preferably provided for removing the
  • the ozone can thus be removed quickly in order to be able to open the reactor, as a result of which the opening processes can be accelerated and the corresponding amount of work, in particular the amount of time, can be reduced.
  • a temperature control device is preferably provided for setting a predetermined or predeterminable temperature inside the reactor, the temperature preferably being between -60 ° C. to 30 ° C. It is thus advantageously ensured that the reactions can be carried out at an advantageous temperature, as a result of which the recovery efficiency or performance is substantially increased.
  • a discharge device is advantageously provided in the reactor for discharging the treated starting material as an ozonized regenerate.
  • the ozone supplied by the second feed device is particularly preferably part of one
  • Gas mixture the gas mixture containing 0.5 to 5% by volume of ozone and 99.5 to 95% by volume of oxygen.
  • a filter device which filters out the ozonized regenerate, the reaction solution filtered by the ozonized regenerate by filtering being fed to the container through a line. It is thus possible to reuse and reuse the reagents, thereby reducing the cost of recovering components of the starting material can advantageously be lowered.
  • the supplied ozone is preferably generated in an ozonizer, with a line being particularly preferably provided which returns the ozone or gas mixture supplied through the second supply device to the ozonizer.
  • a line being particularly preferably provided which returns the ozone or gas mixture supplied through the second supply device to the ozonizer.
  • a mixing device is preferably provided which supports the mixing of ozone, alkaline substance and starting material, preferably in the receiving device or in the container, the mixing device preferably comprising a screw conveyor or two counter-rotating screw conveyors.
  • the container is divided into at least two container sections by at least one valve device, as a result of which the supply of the alkaline substance can advantageously be separated from that of the ozone.
  • a device for the degradation of elastomers, in particular for carrying out the method according to the invention, which comprises: a reactor, in particular according to the invention; a separator which separates the regenerate from the reaction solution; a storage container for an alkaline substance, wherein a first feed device supplies the alkaline substance to the reactor.
  • the device or circuit of devices according to the invention thus advantageously allows continuous or discontinuous degradation of elastomers.
  • a line is preferably provided in order to feed the reaction solution separated off in the separator to the reactor, the reaction solution in particular can preferably be introduced or can flow into a buffer container which is arranged between the separator and the reactor, the reaction solution stored in the buffer container being able to be fed to the reactor.
  • the separated reaction solution is fed to the reactor by means of a pump, preferably a high-pressure pump.
  • the storage container for an alkaline substance preferably has an agitator device, which is preferably driven by an agitator drive. This ensures good mixing of the alkaline substance and, in particular, at least partially prevents phase separation.
  • a first metering pump supplies hydrochloric acid from a first storage canister to the storage tank, and furthermore a feeding pump prefers the alkaline substance from a second storage tank to the storage tank. It is thus possible to supply external substances, in particular to replace or replenish used reagents.
  • an ozone destroyer is provided to destroy the ozone emerging from the reactor, a third metering pump preferably supplying chemical substances from a third supply can to the ozone destroyer. This means that the existing in the circuit or in the device is destroyed
  • Ozone advantageously possible, e.g. for ventilating the entire device or system, in particular for maintenance work.
  • Fig. 1 is a sectional view showing an embodiment of the reactor according to the invention
  • Fig. 2 is a sectional view showing another embodiment of the reactor according to the invention
  • Fig. 3 is a schematic view which is an embodiment of the device according to the invention.
  • the reactor 10 comprises a container 50 in which a starting material E is introduced.
  • the starting material E can in particular be comminuted or ground, which ensures better mixing with substances to be added.
  • a first feed device 30 feeds an alkaline substance, which is in particular a preferably highly concentrated sodium hydroxide solution.
  • the alkaline substance is in particular passed through a flat jet nozzle 34 at at least temporarily a high pressure of 1 ⁇ 10 6 to 5 ⁇ 10 7 Pa (10 to 500 bar), preferably 5 ⁇ 10 6 to 1 ⁇ 10 7 Pa (10 to 100 bar), most preferably at about 5 x 10 6 Pa (50 bar), the supply being the alkaline
  • Substance preferably occurs eccentrically in the container, i.e. that the feed device 30 is arranged at a distance from the center line ML of the reactor 10.
  • the alkaline substance is distributed over a limited area by means of the flat jet nozzle 34, in an amount of up to about 200 L / h.
  • the flat jet nozzle 34 is preferably oriented in such a way that, in particular as a function of the particle size, the starting material E is whirled up.
  • the container 50 is preferably rotatably mounted in the reactor 10 by means of a suspension 13 and is rotated by a drive 60.
  • the drive 60 comprises a drive motor 62, a gear 64, which a conversion or
  • Reduction of the rotational speed allows and in particular deflects the rotational movement in a direction adapted to the reactor, and a drive shaft.
  • the container 50 can thus be rotated at a predetermined or predeterminable, in particular variable, angular speed of 0 to 54 revolutions per minute.
  • a second feed device 20 is also provided in the reactor 10 for feeding ozone.
  • the second feed device 20, in particular in The shape of a nozzle is arranged in particular in a lower, in particular stationary, region of the reactor 10.
  • the second feed device comprises a pressure connection 22, which is provided for connecting the feed device 20 to an ozone delivery device (not shown), in particular an ozonizer.
  • the reactor 10 has, in particular, a housing which can have a lower part 12, a central part 14 and a cover 16.
  • the various elements of the reactor are preferably made of stainless steel, polytetrafluoroethylene (PTFE) or glass, the central part 14 preferably being made of essentially glass, which advantageously enables the processes inside the reactor 10 to be observed.
  • the middle part 14 is preferably connected by flanges 14 'and 14 "to the lower part 1 2 or the cover 1 6, seals 15 being provided for sealing the connections.
  • the lower part or the reactor base 12 and the cover 1 6 are formed from a material that is resistant to organic solvents and lye, preferably stainless steel or PTFE.
  • the first feed device 30 is preferably provided on the lid 16 of the housing, the connection being provided flexibly and / or removably in order to be able to remove the lid 16 from the central part 14. Furthermore, an aeration device 40 with a connection 42 is provided on the cover 16 for venting the reactor 10, for example when opening.
  • the second feed device 20 is preferably provided on the lower part 12, which is preferably fixed, as a result of which a good penetration of the starting material E, in particular in the form of granules, with ozone is ensured from below.
  • a third feed device can also be provided on the lid 16 of the housing. This means that ozone can also be introduced from the cover part. If appropriate, the feed device 20 provided in the lower part can then be closed.
  • the container 50 is in particular designed as a filter basket which has pores with a diameter of 50 to 300 ⁇ m, preferably 70 to 200 ⁇ m, and particularly preferably approximately 100 ⁇ m.
  • the filter basket is preferably made of steel and is preferably detachably fastened and can therefore be removed if necessary, in order in particular to easily remove residues from the container
  • the reactor 10 also preferably has a connection for compressed air or an inert gas or gas mixture in order to e.g. before opening the reactor 10 to remove it. Furthermore, a drain device
  • connection 72 which serves to drain the ozonized regenerate, which is mixed with the alkaline substance.
  • a mixing or mixing device which contains the starting material, some of which is is wetted with the alkaline substance and permeated by the ozone, in particular mixed to a greater extent.
  • the mixing device can be a rod which hangs from the fixed cover and has a mixing device plate at the end remote from the cover.
  • the mixing device plate is substantially perpendicular to the movement of the starting material in the
  • the mixer plate can be of a self-curved shape, e.g. have a propeller-like shape.
  • a container 150, 150 ' is provided, in which a starting material is fed through a starting material supply device 152'. Furthermore, a first feed device 130 is provided, which feeds an alkaline substance to the container. The ozone or ozone-oxygen mixture formed in an ozonizer 122 is fed to the container 150, 150 'through a second feed device 120, specifically in a lower region thereof.
  • the container 150, 150 ' is preferably divided into two areas by a valve 154' divided, namely into an upper container 1 50 and a lower container 1 50 '.
  • a mixing device 1 60 ' is provided, which in particular comprises a screw conveyor or two counter-rotating screw conveyors.
  • the valve 154 ' serves in particular to subdivide the container 1 50, 1 50' if the starting material is to be brought into contact with the alkaline substance and the ozone in two successive steps.
  • a discharge device 1 24' Adjacent to the upper region 1 50 of the container 150, 1 50 'there is a discharge device 1 24' for discharging unused ozone or a gas mixture containing ozone, which is returned to the ozonizer 1 22 for reuse.
  • the discharge device 140 for discharging the ozonated regenerate R.
  • the discharge device 140 comprises in particular a filter device 144' which has pores with a diameter of 50 to 300 ⁇ m, preferably 70 to 200 ⁇ m, and particularly preferably approximately 100 ⁇ m.
  • a return device 142 ' is provided, which returns the filtered reaction solution to the container 1 50, 1 50' in order to reuse it.
  • the regenerate R present in the filter device 144 ' which has been separated from the reaction solution, is continuously discharged from the filter device 144' or removed discontinuously.
  • a valve device 146' is provided in the lower region 150 'of the container 150, 150'.
  • a discharge device is provided for the continuous discharge of the regrind, as a result of which the reactor is also suitable for the continuous region.
  • FIG. 3 shows a preferred embodiment of the device according to the invention for the degradation of elastomers.
  • the device comprises a reactor B1 according to the invention, in which an elastomer-containing starting material is brought into contact with an alkaline substance and ozone.
  • the reactor B1 preferably comprises a container 250 for receiving the starting material, a first feed device 230 for feeding the alkaline substance, in particular by means of a high-pressure nozzle 234, and a second feed device 220 for feeding the ozone.
  • the ozone is preferably generated in an ozonizer X1, to which oxygen is preferably fed and in which ozone is generated in particular by high-voltage discharges.
  • the ozonizer X1 is preferably cooled by cooling water with a flow temperature of 20 ° C., which is tempered either by an air cooler or by a refrigerator.
  • the container 250 is preferably rotatably mounted in the reactor B1 and driven by a motor 260. Further features of the reactor B1 are preferably those which have been described in connection with the embodiments shown in FIGS. 1 and 2.
  • a drain direction 270 is provided, which ozonizes
  • the drain device 270 is preferably arranged in a lower region of the reactor B1.
  • the regenerate is separated in the separator B2 at an extremely low flow rate, in particular of about 0.003 m / s, as a result of which good separation is achieved.
  • the separating mirror is placed in a narrow dome B2D of the separator. The light phase on the constricted dome B2D can thus be subtracted, in particular discontinuously.
  • This online check can be carried out by means of suitable devices, for example by means of IR spectroscopy.
  • a template B4 for the alkaline substance is provided in the device.
  • the alkaline substance is fed from the template B4 via the first feed device 230 into the reactor B1.
  • a connection line is provided between the first feed device 230 and the template B4 and / or the separator B2.
  • a buffer container B3 for the alkaline substance is preferably provided between the separator B2 and the reactor B1, and a high-pressure pump P1 preferably ensures the supply of the alkaline substance to the first supply device 230 under high pressure.
  • the buffer container B3 preferably has a pH sensor F3.
  • a heat exchanger W1 in particular a stainless steel ring cooler, is provided thermally coupled to the template B4, which the heat generated in the template B4, e.g. by dissolving soda granulate in water, diluting caustic soda or the heat generated during neutralization.
  • the heat exchanger W1 has, in particular, smooth surfaces, as a result of which deposits are largely avoided.
  • a device W2 with cold water salt is connected upstream of the heat exchanger W1.
  • the template B4 is also provided with: a fresh water supply line, a pH sensor F4, a supply canister B6 connected via a dosing pump P3 for reagents, eg concentrated hydrochloric acid, a further supply canister B7 connected via a further dosing pump P2, for example for "Make-up" of concentrated sodium hydroxide solution and a B4R agitator driven by a B4RM motor.
  • Both the reactor B1 and the separator B2, the buffer tank B3 and the receiver B4 are connected directly above via a spring-loaded drain valve to an aeration device via lines, preferably made of glass, the aeration device in particular deriving the excess pressure which may arise in one of the vessels.
  • the ventilation device can also include an ozone destroyer B5, in particular with a corresponding supply canister B8 and a metering pump P4.
  • the reactor B1 preferably has a compressed air supply device 270 for the controllable supply of compressed air.
  • all of the devices, lines and connections provided are preferably formed from materials which are resistant to organic solvents, lye and oxidizing agents, preferably essentially from stainless steel, glass and / or PTFE.
  • the reactor comprises a receiving device, to which the starting material, for example a car tire, is preferably supplied as a whole.
  • the receiving device can in particular have a holding device (for example one or more hooks or the like) which is guided in or on a rail and which is suitable for conveying or moving the starting material along a predetermined or predeterminable path or path.
  • the receiving device, in particular the rail is preferably fastened to an upper side of the reactor and allows the starting material to be moved in a hanging manner in the reactor.
  • the reactor further comprises a first feed device for feeding an alkaline substance, which can preferably be sprayed or applied to the starting material under high pressure, in particular by means of one or more nozzles.
  • the starting material is thus the alkaline substance from the first feed device and ozone from one exposed to the second feed device, wherein degraded elastomers, in particular rubber elastomers, can drip down or drain off, where they are taken up by a receiving device, for example a drain.
  • the nozzles are arranged in such a way that the starting material can be wetted with alkaline substance in the hanging, suspended or held state.
  • the reactor further comprises a delimitation device for its spatial delimitation, which can have one or more brick walls and / or metal walls or the like provided with a protective layer (e.g. made of corrosion-resistant tiles).
  • a delimitation device for its spatial delimitation can have one or more brick walls and / or metal walls or the like provided with a protective layer (e.g. made of corrosion-resistant tiles).
  • Novapress 200 soft flat sealing material from Frenzelit was broken down by ozonolysis.
  • the formulation of Novapress 200 is as follows:
  • the sealing material (1 kg) was cut into pieces with a diameter of about 5 cm and filled into the filter basket of the reactor.
  • the reaction mixture was filtered off through a glass filter crucible, the filter residue was washed with a little hot toluene and then dried at 120 ° C. in a drying cabinet.
  • the filtrate was concentrated and examined by gas chromatography or IR spectrochemical and wet chemistry.
  • Waste rubber from tire manufacture was broken down by the ozonolysis according to the invention.
  • the waste rubber (1 kg) was introduced into the filter basket of the reactor.
  • the temperature was 22 ° C.
  • Tetrabutylammonium iodide was used as the phase transfer catalyst.
  • the ozone mixture consisted of 4% ozone and 96% oxygen. The reaction time was 35 minutes.
  • a natural rubber material (high pressure hoses) was broken down by the ozonolysis according to the invention.
  • the ozone mixture consisted of 5% ozone and 95% oxygen.
  • the reaction time was 20 minutes. An 81% turnover was achieved.
  • the aqueous medium of the reaction mixture was extracted with ether and an extract was examined using GCMS. The following substances were detected by mass spectroscopy:

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Abstract

A process and device are disclosed for decomposing elastomers, in particular rubber elastomers, by the action of oxygen and solvents. The optionally comminuted elastomer-, in particular rubber-containing starting materials are exposed to a gaseous mixture of 0.5 to 5 % by volume ozone and 99.5 to 95 % by volume oxygen and to at least one alkaline substance in an aqueous and/or organic solvent, optionally in the presence of a phase transfer catalyst. The alkaline substance is selected in the group of alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides and ammonium hydroxides. The alkaline solution is applied on the starting materials in the presence of ozone through nozzles, at least temporarily under a high pressure from 1 x 106 to 5 x 107 Pa (10 to 500 bars), in particular from 1 x 106 to 1 x 107 Pa (10 to 100 bars).

Description

'Verfahren, Reaktor und Vorrichtung zum Abbau von Elastomeren" 'Process, reactor and device for degrading elastomers'
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie einen Reaktor und eine Vorrichtung zum Abbau von Elastomeren, insbesondere von Kautschuk-Elastomeren.The invention relates to a method and a reactor and a device for degrading elastomers, in particular rubber elastomers.
In der produzierenden Industrie fallen unmittelbar mit der Produktion und demIn the manufacturing industry, production and
Absatz von gewinnbringenden Artikeln Nebenprodukte an, die sich nicht zum finanziellen Vorteil der Firma vermarkten lassen. Im Gegenteil, für die Entsorgung und den Abtransport des "Abfalls" fallen in Müllverbrennungsanlagen oder auf Deponien Kosten an, die wegen des knapper werdenden Deponieraums ständig steigen. Leider wird von den produzierenden Firmen oft vergessen, daß Industrie¬ abfälle zum Teil hochwertige und teure Materialien darstellen, deren Verbren¬ nung oder Deponierung eine Verschwendung von hochwertigen Rohstoffen ist. Dasselbe gilt, wenn die zuerst verkauften Artikel verbraucht und abgenutzt sind. In Zukunft wird es immer mehr dazu kommen, daß die Industrie verpflichtet sein wird, alte Produkte zurückzunehmen und sie einer Verwertung, besser einemSales of profitable items by-products that cannot be marketed for the company's financial benefit. On the contrary, the disposal and removal of the "waste" incurs costs in waste incineration plants or landfills, which is constantly increasing due to the shrinking landfill space. Unfortunately, the manufacturing companies often forget that industrial waste is partly high-quality and expensive material, the incineration or disposal of which is a waste of high-quality raw materials. The same applies if the items sold first are used and worn. In the future there will be more and more that the industry will be obliged to take back old products and to recycle them, better one
Recycling, zuzuführen. Daher ist es dringend erforderlich, nach neuen Verfahren zur Abfallverwertung zu suchen, die als Resultat Produkte vorweisen können, die wieder vermarktet werden können. Dadurch werden Möglichkeiten geschaffen, den Verbrauch natürlicher Resourcen weiter zu verringern und die Umweltbela- stung zu senken.Recycling. Therefore, there is an urgent need to look for new waste recycling processes that can result in products that can be marketed again. This creates opportunities to further reduce the consumption of natural resources and reduce environmental pollution.
Insbesondere besteht ein Bedarf für neue Verfahren mit denen Elastomer-Abfälle aufgearbeitet werden können. Zu nennen sind in diesem Zusammenhang Ver¬ fahren zum Aufarbeiten von alten Autoreifen, Schläuchen und Dichtungsmateria- lien.In particular, there is a need for new processes with which elastomer waste can be processed. In this context, processes for reprocessing old car tires, tubes and sealing materials are to be mentioned.
Dichtungen mit Kautschukelastomeren als Bindemittel werden flächig nach dem Kalander- oder Papierprozeß hergestellt und anschließend zu Flachdichtungen gestanzt. Dabei fallen sehr große Mengen an Abfall an (bis 70%). Diese Abfälle haben eine Zusammensetzung von 8-12% Aramid-Pulpfasern, ca. 25% Kau¬ tschuk und der Rest Füllstoffe und ggf. Vulkanisationshilfsmittel. Diese Abfälle aufzumahlen und wieder in das Produktionsverfahren rückzuführen ist wegen der großen Mengen und der eintretenden Produktverschlechterung nicht möglich. Die Entsorgung wird immer schwieriger aufgrund der steigenden Deponiegebüh¬ ren, so daß Bedarf nach einer Regenerierung besteht.Seals with rubber elastomers as binders are flat after the Calender or paper process manufactured and then punched into flat seals. This creates very large amounts of waste (up to 70%). These wastes have a composition of 8-12% aramid pulp fibers, approx. 25% rubber and the rest fillers and optionally vulcanization aids. Grinding up this waste and returning it to the production process is not possible because of the large quantities and the deterioration of the product. Disposal is becoming increasingly difficult due to increasing landfill fees, so that there is a need for regeneration.
Das gleiche Problem stellt sich bei Altreifen, wo eine mögliche Wiedergewinnung des Kautschukmaterials in einer Form interessant ist, die das erneute Vulkanisie¬ ren, wenn auch zu Produkten schlechterer Qualität, ermöglicht.The same problem arises in the case of used tires, where a possible recovery of the rubber material in a form which enables the vulcanization, albeit to products of poorer quality, is interesting.
Reifen werden ebenso wie anderer Gummi und gummiartige Produkte nach einem gewissen Zeitraum spröde und brüchig. Hauptursache des natürlichenTires, like other rubber and rubber-like products, become brittle and brittle after a certain period of time. Main cause of natural
Alterungsprozesses unter den gegebenen atmosphärischen Bedingungen ist ein stets in Spuren vorhandenes aggressives Gas - das Ozon. Dieser Umstand war der Ausgangspunkt für die Entwicklung eines Verfahrens, bei dem der oben beschriebene Prozeß durch Erhöhung und Steuerung der Ozonmenge sowie Zugabe verschiedener anderer Stoffe beschleunigt wird. Ziel ist es, mit Hilfe derThe aging process under the given atmospheric conditions is an aggressive gas that is always present in traces - the ozone. This was the starting point for the development of a process in which the process described above is accelerated by increasing and controlling the amount of ozone and adding various other substances. The aim is to use the
Ozontechnologie die Schwefelbrücken oxidativ zu spalten und die in den Makro¬ molekülen noch vorhandenen -C = C-Doppelbindungen zu cracken.Ozone technology to oxidatively split the sulfur bridges and to crack the C = C double bonds still present in the macro molecules.
Das Grundprinzip des Reaktionsverlaufes der Spaltung olefinischer Doppelbin- düngen ist bereits längere Zeit bekannt. Es wurde im Jahre 1904 von Harris postuliert und von Staudinger und Pummerer bestätigt:The basic principle of the course of the reaction of the cleavage of olefinic double bonds has been known for some time. It was postulated by Harris in 1904 and confirmed by Staudinger and Pummerer:
Figure imgf000004_0001
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Bisher war die Anwendung aber nur auf die Konstitutionsermittlung von Alkenen bei Verwendung kleiner Mengen Substanz beschränkt. Hauptproblem dabei ist die Bildung gefährlicher Ozonide. Die DE-A-34 20 609 zeigt ein Trennverfahren für Gummi und darin ganz oder teilweise eingeschlossener Bauteile mittels flüssigem oder dampfförmigem Mineralöl bei 180°C-320°C, das für die Altreifenverwertung anwendbar ist.So far, however, the application has only been limited to determining the constitution of alkenes when using small amounts of substance. The main problem is the formation of dangerous ozonides. DE-A-34 20 609 shows a separation process for rubber and components wholly or partly enclosed therein by means of liquid or vaporous mineral oil at 180 ° C.-320 ° C., which is applicable for the recycling of used tires.
Ebenfalls zur Altreifenverwertung zeigt die EP-B-0 165 585 ein Verfahren zurEP-B-0 165 585 also shows a process for recycling used tires
Gummiabtrennung mittels erhitzter flüssiger Lösungsmittel.Rubber separation using heated liquid solvents.
Die EP-A-0 074 344 zeigt die Gummiwiedergewinnung durch Einsatz eines Weichmachers und ggf. eines Peptisationsmittels unter Einwirkung von Sauer- stoff bei 130-200°C.EP-A-0 074 344 shows the recovery of rubber by using a plasticizer and possibly a peptizer under the action of oxygen at 130-200 ° C.
Die EP-A-0 006 834 zeigt die Gummiwiedergewinnung durch chemische Oxida- tionsverfahren unter Einwirkung von Sauerstoff bei ca. 100°C.EP-A-0 006 834 shows the rubber recovery by chemical oxidation processes under the influence of oxygen at approx. 100 ° C.
U.S. 4,426,459 B1 beschreibt ein Verfahren zum Abbau von Kautschuk mitU.S. 4,426,459 B1 describes a process for the degradation of rubber with
Hilfe von organischen Hydroperoxiden in Gegenwart von Luft oder Sauerstoff. Weiterhin kann auch eine alkalische Verbindung anwesend sein. Wie erwähnt, ist die aktive Verbindung gemäß U.S. 4,426,459 B1 ein Hydroperoxid. Da allgemein bekannt ist, daß Peroxide nicht so reaktiv wie Ozon sind und auch nicht benetzend wirken, weist dieses Verfahren einen relativ schlechten Wir¬ kungsgrad auf.Using organic hydroperoxides in the presence of air or oxygen. An alkaline compound may also be present. As mentioned, the active compound according to U.S. 4,426,459 B1 a hydroperoxide. Since it is generally known that peroxides are not as reactive as ozone and do not have a wetting effect, this process has a relatively poor degree of efficiency.
U.S. 5,264,640 B1 beschreibt ein Verfahren zum Abbau von Reifen und anderen Kautschukmaterialien mit Hilfe eines sogenannten "Trockenverfahrens". Dort wird Ozon in Mengen von 0,01 Gew.-% eingesetzt. Der Fachmann weiß, daß man diese niedrigen Ozonkonzentration aufgrund der Gefahr der Bildung von Ozoniden nicht erhöhen darf, da sonst die begründete Gefahr der Selbstentzün¬ dung in den Trockensilos besteht.U.S. 5,264,640 B1 describes a process for the degradation of tires and other rubber materials using a so-called "dry process". There, ozone is used in quantities of 0.01% by weight. The person skilled in the art knows that this low ozone concentration must not be increased because of the risk of ozonides being formed, since otherwise there is a justified risk of self-ignition in the dry silos.
Aus der U.S. 4, 161 ,464 B1 ist ein Verfahren zur Devulkanisation von Kautschuk bekannt, wobei unteranderen auch ein Phasentransferkatalystoreingesetzt wird.From the U.S. 4, 161, 464 B1 a process for the devulcanization of rubber is known, a phase transfer catalyst also being used, among others.
Die DE-OS 25 20 598 beschreibt ein Regenerierungsverfahren für Altgummi, wobei man die zu behandelnden Materialien in einen heizbaren Autoklaven einfüllt und unter Druck das Altgummi abbaut.DE-OS 25 20 598 describes a regeneration process for waste rubber, the materials to be treated are placed in a heatable autoclave and the old rubber is broken down under pressure.
Alle vorerwähnten Verfahren haben aber den Nachteil, daß der Abbau nicht 100%ig erfolgt und daß darin enthaltene Zusatz-, Füll- und Verstärkungsstoffe vorher entfernt werden müssen und diese Stoffe keiner Wiederverwertung zu¬ geführt werden.However, all of the above-mentioned processes have the disadvantage that the degradation does not take place 100% and that the additives, fillers and reinforcing materials contained therein have to be removed beforehand and these materials are not recycled.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Aufarbeitung von (Kaut- schuk)-Elastomeren bereitzustellen, bei dem gleichzeitig noch darin enthaltendeIt is therefore an object of the invention to provide a process for working up (rubber) elastomers, in which at the same time still contains
Zusatz-, Füll- oder Verstärkungsstoffe, Metalle sowie ggf. Vulkanisationshilfs¬ mittel zurückgewonnen werden können. Weiterhin soll ein Reaktor für den Abbau von Elastomeren, insbesondere zur Durchführung eines solches Ver¬ fahrens, bereitgestellt werden, welcher eine effektive Rückgewinnung eines Aus- gangsmaterials gewährleistet und welche einen kontinuierliechen oder diskon¬ tinuierlichen Betrieb zuläßt.Additives, fillers or reinforcing materials, metals and optionally vulcanization aids can be recovered. Furthermore, a reactor for the degradation of elastomers, in particular for carrying out such a process, is to be provided, which guarantees an effective recovery of a starting material and which permits continuous or discontinuous operation.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 2 bzw. 12 bzw. 23.This object is achieved by the features of claims 1 or 2 or 12 or 23.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind die Gegenstände der Unteransprüche.Advantageous refinements are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Aufarbeitung von Elastomeren, das sich durch die Einwirkung von Ozon und mindestens einer alkalischen Substanz aus der Gruppe Alkalimetallhydroxid, Erdalkalimetallhydroxid, Ammoniumhydro¬ xid auszeichnet (alkalische Ozonolyse). Durch die Ozonolyse werden in dem Elastomer die C = C-Doppelbindungen gekrackt und die ggf. enthaltenen S-S- Brücken oxidativ gespalten.The invention therefore relates to a process for working up elastomers which is characterized by the action of ozone and at least one alkaline substance from the group alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide, ammonium hydroxide (alkaline ozonolysis). Through ozonolysis, the C = C double bonds in the elastomer are cracked and the S-S bridges which may be present are cleaved oxidatively.
Als Ausgangsmaterial sind alle diejenigen geeignet, welche einen relativ hohenAll those with a relatively high level are suitable as the starting material
Elastomeranteil haben. Dies sind z.B. Altreifen, Dichtungsmaterialien (insbeson¬ dere Flachdichtungsmaterialien, Hochdruckdichtungsplatten, Zylinderkopfdich¬ tungen sowie deren Stanzreste) und dergleichen. Als Ausgangsmaterialien sind weiter zu nennen: natürlicher Kautschuk oder Polymere enthaltend C4-Cβ-kon- jugierte Diolefine, insbesondere vulkanisierter Kautschuk oder vulkanisierte Polymere enthaltend C4-C6-konjugierte Diolefine. Die Polymere können vorzugs¬ weise ausgewählt sein aus der Gruppe: Polybutadien, Polyisopren, Isobutylen- Butadien-Polymer, Isobutylen-Iospren-Polymer, Isobutylen-Piperylen-Polymer,Have elastomer content. These are, for example, old tires, sealing materials (in particular flat sealing materials, high-pressure sealing plates, cylinder head seals and their stamping residues) and the like. As starting materials are to be mentioned further: natural rubber or polymers containing C 4 -C β -conjugated diolefins, in particular vulcanized rubber or vulcanized polymers containing C 4 -C 6 -conjugated diolefins. The polymers can preferably be selected from the group: polybutadiene, polyisoprene, isobutylene-butadiene polymer, isobutylene-iosprene polymer, isobutylene-piperylene polymer,
Isobutylen-Dimethylbutadien-Polymer, Polymer aus Isobutylen und einem C4-Cβ- konjugierten Diolefin, bromiertem oder chloriertem Polymer von Isobutylen und einem C4-C6-konjugierten Diolefin, Isobutylen-Isopren-Divinylbenzolpolymer, lsobutylen-lsopren-2,5-dimethyl-1 ,5-hexadienpolymer, Polymer aus einem C4-C6- konjugierten Diolefin und einem Vinyl-oder Vinyliden-substituierten aromatischenIsobutylene-dimethylbutadiene polymer, polymer made from isobutylene and a C 4 -C β conjugated diolefin, brominated or chlorinated polymer from isobutylene and a C 4 -C 6 conjugated diolefin, isobutylene-isoprene-divinylbenzene polymer, isobutylene-isoprene-2.5 dimethyl-1,5-hexadiene polymer, polymer of a C 4 -C 6 conjugated diolefin and a vinyl or vinylidene-substituted aromatic
Kohlenwasserstoff oder Polymer aus einem C4-C6-konjugierten Diolefin und einem C3-C5-ungesättigten Nitrilgruppen enthaltendem Monomer.Hydrocarbon or polymer of a C 4 -C 6 conjugated diolefin and a C 3 -C 5 unsaturated nitrile group-containing monomer.
Die Abbaufähigkeit richtet sich nach der Art des Elastomeren und kann bis zu 100% betragen.The degradability depends on the type of elastomer and can be up to 100%.
Die Geschwindigkeit der Reaktion liegt im Bereich von 5 bis 240 Minuten, bevor¬ zugt zwischen 10 und 30 Minuten.The rate of the reaction is in the range from 5 to 240 minutes, preferably between 10 and 30 minutes.
Das Abfallmaterial, d.h. Reifen, Schläuche, Dichtungsabfälle und dergleichen, kann unverändert oder als gemahlener Feststoff, je nach Größe, zugesetzt werden.The waste material, i.e. Tires, inner tubes, seal waste and the like can be added unchanged or as a ground solid, depending on the size.
Die alkalische Ozonolyse erfolgt vorzugsweise in einem flüssigen Medium. Dieses Medium kann wässerig oder ein organisches Lösungsmittel, wie Hexan,Alkaline ozonolysis is preferably carried out in a liquid medium. This medium can be aqueous or an organic solvent such as hexane,
Xylol, Benzol, Phenol, Toluol oder Chloroform, Isopropanol, Aceton oder Gemi¬ sche der vorgenannten Lösungsmittel sein. Der pH-Wert des Mediums sollte im Bereich von 8-1 2, bevorzugt um pH 10, liegen. Am geeignesten hat sich eine Natronlauge oder eine Calciumhydroxidlösung, insbesondere im Konzentrations- bereich von 1 M bis 5M, erwiesen. Je höher die Konzentration der Lauge ist, desto besser ist die Löslichkeit und Beständigkeit des Ozons. In einer bevorzug¬ ten Ausführungsform wird ein Natronlauge/Toluol-Lösungsmittelgemisch ver¬ wendet. Der zur Ozonolyse verwendete Gasstrom enthält 0,5 bis 5 Vol.-% Ozon und 99,5 bis 95 Vol.-% Sauerstoff, bevorzugt 1 Vol.-% Ozon und 99 Vol.-% Sauer¬ stoff.Xylene, benzene, phenol, toluene or chloroform, isopropanol, acetone or mixtures of the aforementioned solvents. The pH of the medium should be in the range of 8-1 2, preferably around pH 10. A sodium hydroxide solution or a calcium hydroxide solution has proven to be most suitable, in particular in the concentration range from 1 M to 5 M. The higher the concentration of the alkali, the better the solubility and stability of the ozone. In a preferred embodiment, a sodium hydroxide / toluene solvent mixture is used. The gas stream used for ozonolysis contains 0.5 to 5% by volume of ozone and 99.5 to 95% by volume of oxygen, preferably 1% by volume of ozone and 99% by volume of oxygen.
Das flüssige Medium wird gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung inAccording to a first embodiment of the invention, the liquid medium is in
Gegenwart des Ozongemischs und eines Phasentransferkatalysators durch Düsen, zumindest zeitweilig, unter hohem Druck von 1 x 106 bis zu 1 x 107 Pa (10 bis zu 100 bar) auf das Ausgangmaterial aufgebracht.Presence of the ozone mixture and a phase transfer catalyst applied to the starting material through nozzles, at least temporarily, under high pressure of 1 x 10 6 up to 1 x 10 7 Pa (10 up to 100 bar).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das flüssige Medium in Gegenwart des Ozongemisches unter hohem Druck von 1 x 106 bis zu 5 x 107 Pa (10 bis zu 500 bar) auf das Ausgangsmaterial aufgebracht. Gegebenenfalls kann hier ein Phasentransferkatalysatorzur Verbesserungdes Kontakts Lösungsmittel/Abfalle¬ lastomer zugegeben werden. Der Zusatz eines Katalysators ist gemäß einer Ausführungsform nicht unbedingt notwendig, da durch den sehr hohen Druck das Abfallmaterial schon mechanisch so zerstört bzw. zerschnitten wird, so daß sich der Einsatz des Phasentransferkatalysators erübrigt.According to a further embodiment, the liquid medium is applied to the starting material in the presence of the ozone mixture under high pressure of 1 × 10 6 to 5 × 10 7 Pa (10 to 500 bar). Optionally, a phase transfer catalyst can be added to improve the solvent / waste lastomer contact. According to one embodiment, the addition of a catalyst is not absolutely necessary, since the waste material is already mechanically destroyed or cut up by the very high pressure, so that the use of the phase transfer catalyst is unnecessary.
Zur Verbesserung des Kontakts Lösungsmittel/Abfallelastomer, insbesondere bei rein wässerigen Lösungsmitteln und im unteren Druckbereich, ist der Einsatz eines Phasentransferkatalysators erfindungsgemäß vorgesehen. Geeignet dafür sind dann tertiäre Ammoniumsalze oder Phosphoniumsaize, z.B. Tetrabutylam- moniumjodid, -bromid, -chlorid, -hydroxid oder Tetrabutylphosphoniumchlorid. Das Verhältnis von Katalysator zum aufzuarbeitenden Abfallmaterial sollte in der Größenordnung von 1 :3 bis 1 :8, bevorzugt bei 1 :5, ganz bevorzugt bei 1 :4 liegen.In order to improve the contact between solvent and waste elastomer, especially in the case of purely aqueous solvents and in the lower pressure range, the use of a phase transfer catalyst is provided according to the invention. Tertiary ammonium salts or phosphonium salts, e.g. Tetrabutylammonium iodide, bromide, chloride, hydroxide or tetrabutylphosphonium chloride. The ratio of catalyst to waste material to be processed should be in the order of 1: 3 to 1: 8, preferably 1: 5, very preferably 1: 4.
Die bei der Abbaureaktion entstehenden Spaltprodukte richten sich nach der Art des Elastomers und müssen infolge der Gefahr der weiteren Oxidation durch das Ozon rasch aus dem Kreislauf entfernt werden. Die noch verbleibenden, nicht umgesetzten Reste des Ausgangsmaterials werden dem Kreislauf an geeigneter Stelle wieder zugeführt. Der in dem Elastomer des Ausgangsmaterials enthaltene Schwefel wird durch die oxidative Behandlung zu Sulfat oxidiert und kann mit Gegenionen als Salz ausgefällt werden, z.B. mit Kalkmilch als Calciumsulfat.The fission products produced during the decomposition reaction depend on the type of elastomer and must be removed from the circuit quickly due to the risk of further oxidation by the ozone. The remaining, unreacted residues of the starting material are returned to the circuit at a suitable point. The sulfur contained in the elastomer of the starting material is oxidized to sulfate by the oxidative treatment and can with Counterions are precipitated as salt, for example with milk of lime as calcium sulfate.
Die Ozonlyse findet bevorzugt bei einer Temperatur von -60° bis 35 °C statt, bevorzugt zwischen 10 und 25°C, bevorzugt um 20°C, d.h. bei Raumtem- peratur, statt.The ozone lysis preferably takes place at a temperature of -60 ° to 35 ° C, preferably between 10 and 25 ° C, preferably around 20 ° C, i.e. at room temperature instead.
Die in dem Abfallmaterial enthaltenden Verstärkungs-, Zusatz- oder Füllstoffe bzw. Metalle, vorzugsweise in Form von Legierungen, werden nach Abbau des Elastomers aus dem Reaktionsgefäß entfernt, gereinigt und einer Wiederver- wertung zugeführt. Beispielsweise seien als Verstärkungs-, Zusatz- oder Füll¬ stoffe genannt: Aramid-, Twaron- oder Kevlarfasern, und dergleichen.The reinforcing materials, additives or fillers or metals, preferably in the form of alloys, contained in the waste material are removed from the reaction vessel after the elastomer has been degraded, cleaned and recycled. For example, reinforcement, additives or fillers may be mentioned: aramid, Twaron or Kevlar fibers, and the like.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entstehenden organischen Reaktions¬ produkte werden abgetrennt und mittels Gaschromatographie und Massenspek- trographie untersucht.The organic reaction products formed in the process according to the invention are separated off and investigated by means of gas chromatography and mass spectrometry.
Erfindungsgemäß wird ein Reaktor für den Abbau von Elastomeren, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bereit gestellt, welcher umfaßt: eine Aufnahmeerinchtung, insbesondere einen Behälter, welchem ein gegebenenfalls zerkleinertes, das Elastomer bzw. Elastomerkautschuk enthalten¬ de Ausgangsmaterial zugeführt wird; eine erste Zuführeinrichtung, welche eine alkalische Substanz zuführt; eine zweite Zuführeinrichtung, welche Ozon zu¬ führt; wobei die Aufnahmeeinrichtung, insbesondere der Behälter, die erste Zuführeinrichtung und die zweite Zuführeinrichtung derart angeordnet sind, daß das der Aufnahmeeinrichtung, insbesondere dem Behälter zugeführte Ausgangs¬ material bzw. mit der oder durch die Aufπahmeeinrichtung befördertes Aus¬ gangsmaterial dem Ozon und der alkalischen Substanz ausgesetzt ist. Es wird somit erfindungsgemäß eine vorteilhafte Durchmischung bzw. Benetzung des Ausgangsmaterials, welches insbesondere das rückzugewinnende Elastomer enthält, der alkalischen Substanz und des Ozons gewährleistet, wodurch dieAccording to the invention, there is provided a reactor for the degradation of elastomers, in particular for carrying out the method according to the invention, which comprises: a receiving device, in particular a container, to which an optionally comminuted starting material containing the elastomer or elastomeric rubber is fed; a first supply device which supplies an alkaline substance; a second supply device which supplies ozone; the receiving device, in particular the container, the first feeding device and the second feeding device being arranged in such a way that the starting material fed to the receiving device, in particular the container, or the starting material conveyed with or through the receiving device is exposed to the ozone and the alkaline substance is. Thus, according to the invention, an advantageous mixing or wetting of the starting material, which contains in particular the elastomer to be recovered, the alkaline substance and the ozone is ensured, whereby the
Rückgewinnung vorteilhaft schnell und effektiv durchgeführt werden kann.Recovery can advantageously be carried out quickly and effectively.
Bevorzugt ist bei dem Reaktor die erste Zuführeinrichtung, die alkalische Sub- stanz bei einem hohen Druck von 1 x 106 bis 5 x 107 Pa (10 bis 500 bar), bevorzugt von 1 x 106 bis 1 x 107 Pa (10 bis 100 bar) auf das Ausgangsmaterial aufsprühbar, wobei die erste Zuführeinrichtung bevorzugt eine Düse, insbeson- dere eine Flachstrahldüse zum Zuführen der alkalische Substanz umfaßt. Durch diese Art der Zuführung der alkalischen Substanz wird eine besonders vorteilhaf¬ te Benetzung erreicht, wobei das insbesondere zerkleinerte Ausgangsmaterial durch die alkalische Substanz aufgewirbelt werden kann.In the reactor, the first feed device, the alkaline sub- stampable at a high pressure of 1 x 10 6 to 5 x 10 7 Pa (10 to 500 bar), preferably from 1 x 10 6 to 1 x 10 7 Pa (10 to 100 bar) onto the starting material, the first feed device preferably comprises a nozzle, in particular a flat jet nozzle for supplying the alkaline substance. This type of supply of the alkaline substance achieves a particularly advantageous wetting, the starting material, in particular comminuted, being able to be whirled up by the alkaline substance.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktors ist dieIn a preferred embodiment of the reactor according to the invention, the
Aufnahmeeinrichtung, insbesondere der Behälter beweglich bzw. verschiebbar bzw. drehbar gelagert und bevorzugt durch einen Antrieb angetrieben. Weiterhin ist die alkalische Substanz bevorzugt exzentrisch bezüglich der Mittellinie des Reaktors dem Ausgansmaterial zugeführbar. Es wird somit weiterhin eine sehr gute Vermischung der Reagenzien, insbesondere des Ausgangsmaterials, der alkalischen Substanz und des Ozons erreicht, wodurch die Rückgewinnung insbesondere des in dem Ausgangsmaterial enthaltenen Elastomers besonders effizient möglich ist.Receiving device, in particular the container movably or displaceably or rotatably mounted and preferably driven by a drive. Furthermore, the alkaline substance can preferably be fed to the starting material eccentrically with respect to the center line of the reactor. Very good mixing of the reagents, in particular the starting material, the alkaline substance and the ozone, is thus further achieved, which makes recovery of the elastomer contained in the starting material particularly efficient.
Bevorzugt ist der Behälter von dem Reaktor entfernbar und umfaßt einen Boden, welcher Poren aufweist, welche bevorzugt einen Durchmesser von 50 bis 300 μm, bevorzugt von 70 bis 200 μm, und besonders bevorzugt von etwa 100 μm aufweisen. Es ist somit eine Filterung des benetzen Ausgangsmaterials möglich, wodurch die rückzugewinnenden Materialien von den Rückständen trennbar sind, wobei die Rückstände einfach von dem Reaktor entfernt werden können.The container is preferably removable from the reactor and comprises a bottom which has pores which preferably have a diameter of 50 to 300 μm, preferably 70 to 200 μm, and particularly preferably approximately 100 μm. It is thus possible to filter the wetted starting material, as a result of which the materials to be recovered can be separated from the residues, the residues being easy to remove from the reactor.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Gehäuse vorgesehen, welches ein Unterteil und ein Oberteil aufweist, wobei das Unterteil und/oder das Oberteil bevorzugt abnehmbar ist. Somit ist eine vorteilhafte Öffnung des Reaktors, ins- besondere für Wartungsarbeiten und zum Einführen von Ausgangsmaterial in denIn a preferred embodiment, a housing is provided which has a lower part and an upper part, the lower part and / or the upper part preferably being removable. This is an advantageous opening of the reactor, in particular for maintenance work and for introducing starting material into the
Behälter möglich.Container possible.
Weiterhin bevorzugt umfaßt das Oberteil ein Mittelteil und einen Deckel, wobei das Mittelteil bevorzugt im wesentlichen aus Glas und der Deckel bevorzugt im wesentlichen aus Edelstahl gebildet ist. Somit ist eine Beobachtung des Inneren des Reaktors möglich, ohne daß das Ozon aus dem Reaktor entfernt werden muß, um den Reaktor nachfolgend öffnen zu können.The upper part further preferably comprises a central part and a cover, wherein the middle part is preferably essentially made of glass and the lid is preferably made essentially of stainless steel. It is thus possible to observe the inside of the reactor without having to remove the ozone from the reactor in order to be able to subsequently open the reactor.
Bevorzugt ist das Unterteil feststehend und die zweite Zuführeinrichtung an dem Unterteil angebracht ist. Der derart gebildete Reaktor weist eine vorteilhaft ein¬ fache und somit kostengünstige Konstruktion auf.The lower part is preferably fixed and the second feed device is attached to the lower part. The reactor formed in this way has an advantageously simple and therefore inexpensive construction.
Besonders bevorzugt ist ein Druckluftanschluß vorgesehen zum Entfernen desA compressed air connection is particularly preferably provided for removing the
Ozons aus dem Reaktor. Das Ozon kann somit schnell entfernt werden, um den Reaktor öffnen zu können, wodurch die Öffnungsvorgänge beschleunigt werden können und der entsprechende Arbeitsaufwand, insbesondere der Zeitaufwand, erniedrigt werden kann.Ozone from the reactor. The ozone can thus be removed quickly in order to be able to open the reactor, as a result of which the opening processes can be accelerated and the corresponding amount of work, in particular the amount of time, can be reduced.
Vorzugsweise ist eine Temperiereinrichtung vorgesehen zum Einstellen einer vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren Temperatur im Innern des Reaktors, wobei die Temperatur bevorzugt von zwischen -60°C bis 30°C beträgt. Es ist somit vorteilhaft gewährleistet, daß die Reaktionen bei einer vorteilhaften Tem- peratur durchgeführt werden können, wodurch die Rückgewinnungseffizienz bzw. -leistung wesentlich erhöht wird.A temperature control device is preferably provided for setting a predetermined or predeterminable temperature inside the reactor, the temperature preferably being between -60 ° C. to 30 ° C. It is thus advantageously ensured that the reactions can be carried out at an advantageous temperature, as a result of which the recovery efficiency or performance is substantially increased.
Vorteilhaft ist eine Abführeinrichtung im Reaktor vorgesehen zum Abführen des behandelten Ausgangsmaterials als ein ozonisiertes Regenerat. Besonders bevor- zugt ist das durch die zweite Zuführeinrichtung zugeführte Ozon Teil einesA discharge device is advantageously provided in the reactor for discharging the treated starting material as an ozonized regenerate. The ozone supplied by the second feed device is particularly preferably part of one
Gasgemisches, wobei das Gasgemisch von 0,5 bis 5 Vol.% Ozon und 99,5 bis 95 Vol. % Sauerstoff enthält.Gas mixture, the gas mixture containing 0.5 to 5% by volume of ozone and 99.5 to 95% by volume of oxygen.
Insbesondere ist eine Filtereinrichtung vorgesehen, welche das ozonisierte Regenerat ausfiltert, wobei die von dem ozonisierten Regenerat durch Filterung gefilterte Reaktionslösung durch eine Leitung dem Behälter zugeführt wird. Es ist somit ein Wiederverwendung und -Verwertung der Reagenzien möglich, wodurch die Kosten für die Rückgewinnung von Bestandteilen des Ausgangsmaterials vorteilhaft erniedrigt werden können.In particular, a filter device is provided which filters out the ozonized regenerate, the reaction solution filtered by the ozonized regenerate by filtering being fed to the container through a line. It is thus possible to reuse and reuse the reagents, thereby reducing the cost of recovering components of the starting material can advantageously be lowered.
Weiterhin bevorzugt wird das zugeführte Ozon in einem Ozonisator erzeugt, wobei insbesondere bevorzugt eine Leitung vorgesehen ist, welche das durch die zweite Zuführeinrichtung zugeführte Ozon oder Gasgemisch dem Ozonisator zurückführt. Demzufolge ist insbesondere ein kontinuierlicher Betrieb des Reak¬ tors möglich. Weiterhin werden die Kosten der Rückgewinnung weiterhin er¬ niedrigt und die Gefahr einer Freisetzung des Ozons wegen des insbesonderen geschlossenen Kreislaufs vermindert.Furthermore, the supplied ozone is preferably generated in an ozonizer, with a line being particularly preferably provided which returns the ozone or gas mixture supplied through the second supply device to the ozonizer. As a result, continuous operation of the reactor is possible in particular. Furthermore, the costs of recovery are further reduced and the risk of ozone being released due to the closed cycle in particular is reduced.
Bevorzugt ist eine Vermischungseinrichtung vorgesehen, welche die Vermi¬ schung von Ozon, alkalische Substanz und Ausgangsmaterial, bevorzugt in der Aufnahmeeinrichtung bzw. im Behälter unterstützt, wobei die Vermischungsein¬ richtung bevorzugt eine Förderschnecke oder zwei gegenläufige Förderschnecken umfaßt. Es ist somit ein vorteilhaft effizienter Abbau von Elastomeren möglich, da eine besonders effiziente Vermischung der Reagenzien gewährleistet ist.A mixing device is preferably provided which supports the mixing of ozone, alkaline substance and starting material, preferably in the receiving device or in the container, the mixing device preferably comprising a screw conveyor or two counter-rotating screw conveyors. An advantageously efficient degradation of elastomers is thus possible, since a particularly efficient mixing of the reagents is guaranteed.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Behälter durch zumindest eine Ventileinrichtung in zumindest zwei Behälterabschnitte unterteilt, wodurch die Zuführung der alkalischen Substanz von jener des Ozons vorteilhaft getrennt werden kann.In a further preferred embodiment, the container is divided into at least two container sections by at least one valve device, as a result of which the supply of the alkaline substance can advantageously be separated from that of the ozone.
Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung, für den Abbau von Elasto¬ meren, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bereitgestellt, welche umfaßt: einen insbesondere erfindungsgemäßen Reaktor; einen Abscheider, welcher das Regenerat von den Reaktionslösung abtrennt; ein Vorlagebehälter für eine alkalische Substanz, wobei eine erste Zuführeinrichtung die alkalische Substanz dem Reaktor zuführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Schaltung von Einrichtungen erlaubt somit vorteilhaft einen kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Abbau von Elastomeren.Furthermore, according to the invention, a device is provided for the degradation of elastomers, in particular for carrying out the method according to the invention, which comprises: a reactor, in particular according to the invention; a separator which separates the regenerate from the reaction solution; a storage container for an alkaline substance, wherein a first feed device supplies the alkaline substance to the reactor. The device or circuit of devices according to the invention thus advantageously allows continuous or discontinuous degradation of elastomers.
Bevorzugt ist eine Leitung vorgesehen, um die in dem Abscheider abgetrennte Reaktionslösung dem Reaktor zuzuführen, wobei die Reaktionslösung besonders bevorzugt in einen Pufferbehälter einführbar ist bzw. fließen kann, welcher zwischen dem Abscheider und dem Reaktor angeordnet ist, wobei die im Puffer¬ behälter gespeicherte Reaktionslösung dem Reaktor zugeführt werden kann. Insbesondere ist die abgetrennte Reaktionslösung mittels einer Pumpe, bevor- zugt einer Hochdruckpumpe, dem Reaktor zugeführt ist. Es ist somit ein vor¬ teilhafter Kreislauf bereitgestellt, welcher insbesondere bei dem kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung eine zuverlässige Zuführung der Reaktionslösung ge¬ währleistet.A line is preferably provided in order to feed the reaction solution separated off in the separator to the reactor, the reaction solution in particular can preferably be introduced or can flow into a buffer container which is arranged between the separator and the reactor, the reaction solution stored in the buffer container being able to be fed to the reactor. In particular, the separated reaction solution is fed to the reactor by means of a pump, preferably a high-pressure pump. An advantageous circuit is thus provided, which ensures a reliable supply of the reaction solution, in particular during the continuous operation of the device.
Bevorzugt weist der Vorlagebehälter für eine alkalische Substanz eine Rührwerk¬ einrichtung auf, welche bevorzugt durch einen Rührwerkantrieb angetrieben ist. Somit ist eine gute Vermischung der alkalischen Substanz gewährleistet und insbesondere eine Trennung von Phasen zumindest teilweise unterbunden.The storage container for an alkaline substance preferably has an agitator device, which is preferably driven by an agitator drive. This ensures good mixing of the alkaline substance and, in particular, at least partially prevents phase separation.
In einer bevorzugten Ausführungsform führt eine erste Dosierpumpe Salzsäure aus einem ersten Vorlagekanister dem Vorlagebehälter zu, und weiterhin bevor¬ zugt eine Dosierpumpe die alkalische Substanz aus einem zweiten Vorlagekani¬ ster dem Vorlagebehälter zu. Es ist somit eine Zuführung von externen Sub¬ stanzen möglich, insbesondere um verbrauchte Reagenzien zu ersetzen bzw. aufzufüllen.In a preferred embodiment, a first metering pump supplies hydrochloric acid from a first storage canister to the storage tank, and furthermore a feeding pump prefers the alkaline substance from a second storage tank to the storage tank. It is thus possible to supply external substances, in particular to replace or replenish used reagents.
Insbesondere ist ein Ozonvernichter zum Vernichten des aus dem Reaktor aus¬ tretenden Ozons vorgesehen, wobei bevorzugt eine dritte Dosierpumpe chemi¬ sche Stoffe aus einem dritten Vorlagekanister dem Ozonvernichter zuführt. Somit ist eine Vernichtung des im Kreislauf oder in der Vorrichtung vorhandenenIn particular, an ozone destroyer is provided to destroy the ozone emerging from the reactor, a third metering pump preferably supplying chemical substances from a third supply can to the ozone destroyer. This means that the existing in the circuit or in the device is destroyed
Ozons vorteilhaft möglich, und zwar z.B. zum Belüften der gesamten Vorrich¬ tung bzw. Anlage insbesondere für Wartungsarbeiten.Ozone advantageously possible, e.g. for ventilating the entire device or system, in particular for maintenance work.
Die Erfindung wird nun weiter beispielsweise anhand von Figuren bevorzugter Ausführungsformen und Beispielen beschrieben werden.The invention will now be further described, for example, using figures of preferred embodiments and examples.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, welche eine Ausführuπgsform des erfin¬ dungsgemäßen Reaktors zeigt; Fig. 2 ist eine Schnittansicht, welche eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktors zeigt; Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, welche eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist.1 is a sectional view showing an embodiment of the reactor according to the invention; Fig. 2 is a sectional view showing another embodiment of the reactor according to the invention; Fig. 3 is a schematic view which is an embodiment of the device according to the invention.
Fig. 1 stellt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktors 10 dar. Der Reaktor 10 umfaßt einen behälter 50 in welchem ein Ausgangsmaterial E einge¬ geben wird. Das Ausgangsmaterial E kann insbesondere zerkleinert bzw. gemah¬ len sein, wodurch eine bessere Vermischung mit zuzusetzenden Substanzen gewährleistet ist. Eine erste Zuführeinrichtung 30 führt eine alkalische Substanz zu, welche insbesondere eine bevorzugt hochkonzentrierte Natronlauge ist. Die alkalische Substanz wird insbesondere durch eine Fiachstrahldüse 34 bei zu¬ mindest zeitweise einem hohem Druck von 1 x 106 bis 5 x 107 Pa (10 bis 500 bar), bevorzugt von 5 x 106 bis 1 x 107 Pa (10 bis 100 bar), am bevorzugtesten bei etwa 5 x 106 Pa (50 bar), zugeführt, wobei die Zuführung der alkalische1 shows an embodiment of the reactor 10 according to the invention. The reactor 10 comprises a container 50 in which a starting material E is introduced. The starting material E can in particular be comminuted or ground, which ensures better mixing with substances to be added. A first feed device 30 feeds an alkaline substance, which is in particular a preferably highly concentrated sodium hydroxide solution. The alkaline substance is in particular passed through a flat jet nozzle 34 at at least temporarily a high pressure of 1 × 10 6 to 5 × 10 7 Pa (10 to 500 bar), preferably 5 × 10 6 to 1 × 10 7 Pa (10 to 100 bar), most preferably at about 5 x 10 6 Pa (50 bar), the supply being the alkaline
Substanz bevorzugt exzentrisch im Behälter erfolgt, d.h. das die Zuführeinrich¬ tung 30 von der Mittellinie ML des Reaktors 10 mit Abstand angeordnet ist. Die alkalische Substanz wird mittels der Flachstrahldüse 34 über eine begrenzte Fläche verteilt, und zwar in einer Menge von bis zu etwa 200 L/h. Bevorzugt ist die Flachstrahldüse 34 derart ausgerichtet orientiert, daß insbesondere in Ab¬ hängigkeit der Teilchengröße des Ausgangsmaterials E dieses aufgewirbelt wird.Substance preferably occurs eccentrically in the container, i.e. that the feed device 30 is arranged at a distance from the center line ML of the reactor 10. The alkaline substance is distributed over a limited area by means of the flat jet nozzle 34, in an amount of up to about 200 L / h. The flat jet nozzle 34 is preferably oriented in such a way that, in particular as a function of the particle size, the starting material E is whirled up.
Bevorzugt ist der Behälter 50 mittels einer Aufhängung 13 drehbar in dem Reaktor 10 gelagert und wird durch einen Antrieb 60 gedreht. Der Antrieb 60 umfaßt einen Antriebsmotor 62, ein Getriebe 64, welches eine Umsetzung bzw.The container 50 is preferably rotatably mounted in the reactor 10 by means of a suspension 13 and is rotated by a drive 60. The drive 60 comprises a drive motor 62, a gear 64, which a conversion or
Reduktion der Drehgeschwindigkeit erlaubt und insbesondere die Drehbewegung in eine dem Reaktor angepaßten Richtung umlenkt, und eine Antriebswelle. Der Behälter 50 kann somit mit einer vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren, ins¬ besondere variablen, Winkelgeschwindigkeit von 0 bis 54 Umdrehungen pro Minute gedreht werden.Reduction of the rotational speed allows and in particular deflects the rotational movement in a direction adapted to the reactor, and a drive shaft. The container 50 can thus be rotated at a predetermined or predeterminable, in particular variable, angular speed of 0 to 54 revolutions per minute.
In dem Reaktor 10 ist weiterhin eine zweite Zuführeinrichtung 20 vorgesehen zum Zuführen von Ozon. Die zweite Zuführeinrichtung 20, insbesondere in Gestalt einer Düse, ist insbesondere in einem unteren, insbesondere feststehen¬ den, Bereich des Reaktors 10 angeordnet. Die zweite Zuführeinrichtung umfaßt einen Druckanschluß 22, welcher für die Verbindung der Zuführeinrichtung 20 mit einer (nicht gezeigten) Ozonliefereinrichtung, insbesondere einem Ozonisator, vorgesehen ist.A second feed device 20 is also provided in the reactor 10 for feeding ozone. The second feed device 20, in particular in The shape of a nozzle is arranged in particular in a lower, in particular stationary, region of the reactor 10. The second feed device comprises a pressure connection 22, which is provided for connecting the feed device 20 to an ozone delivery device (not shown), in particular an ozonizer.
Der Reaktor 10 weist insbesondere ein Gehäuse auf, welches einen Unterteil 12, einen Mittelteil 14 und einen Deckel 1 6 aufweisen kann. Die verschiedenen Ele¬ mente des Reaktors sind bevorzugt aus Edelstahl, Polytetrafluoräthylen (PTFE) oder Glas gebildet, wobei der Mittelteil 14 bevorzugt aus im wesentlichen Glas gebildet ist, wodurch die Beobachtung der Vorgänge im Inneren des Reaktors 10 vorteilhaft ermöglicht wird. Der Mittelteil 14 wird bevorzugt durch Flansche 14' und 14" mit dem Unterteil 1 2 bzw. dem Deckel 1 6 verbunden, wobei Dichtun¬ gen 1 5 zum Abdichten der Verbindungen vorgesehen sind. Das untere Teil bzw. der Reaktorboden 12 und der Deckel 1 6 sind aus einem Materialgebildet, das gegen organische Lösungsmittel und Lauge resistent ist, bevorzugt aus Edelstahl oder PTFE.The reactor 10 has, in particular, a housing which can have a lower part 12, a central part 14 and a cover 16. The various elements of the reactor are preferably made of stainless steel, polytetrafluoroethylene (PTFE) or glass, the central part 14 preferably being made of essentially glass, which advantageously enables the processes inside the reactor 10 to be observed. The middle part 14 is preferably connected by flanges 14 'and 14 "to the lower part 1 2 or the cover 1 6, seals 15 being provided for sealing the connections. The lower part or the reactor base 12 and the cover 1 6 are formed from a material that is resistant to organic solvents and lye, preferably stainless steel or PTFE.
Die erste Zuführeinrichtung 30 ist bevorzugt an dem Deckel 1 6 des Gehäuses vorgesehen, wobei die Verbindung flexibel und/oder entfernbar vorgesehen ist, um den Deckel 1 6 von dem Mittelteil 14 entfernen zu können. Weiterhin ist an dem Deckel 1 6 eine Belüftungseinrichtung 40 mit einem Anschluß 42 vorgese¬ hen zum Belüften des Reaktors 10 z.B. bei Öffnungsvorgängen.The first feed device 30 is preferably provided on the lid 16 of the housing, the connection being provided flexibly and / or removably in order to be able to remove the lid 16 from the central part 14. Furthermore, an aeration device 40 with a connection 42 is provided on the cover 16 for venting the reactor 10, for example when opening.
Die zweite Zuführeinrichtung 20 ist bevorzugt an dem Unterteil 12 vorgesehen, welcher bevorzugt feststehend ist, wodurch eine gute Durchdringung von unten des Ausgangsmaterials E, insbesondere in Form eines Granulats, mit Ozon gewährleistet ist.The second feed device 20 is preferably provided on the lower part 12, which is preferably fixed, as a result of which a good penetration of the starting material E, in particular in the form of granules, with ozone is ensured from below.
In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform kann eine dritte Zuführ¬ einrichtung auch am Deckel 1 6 des Gehäuses vorgesehen sein. Somit kann auch vom Deckelteil aus Ozon eingeführt werden. Gegebenenfalls kann dann die im Unterteil vorgesehene Zuführeinrichtung 20 geschlossen sein. Der Behälter 50 ist insbesondere als Filterkorb ausgebildet, welcher Poren mit einem Durchmesser von 50 bis 300 μm, bevorzugt von 70 bis 200 μm, und besonders bevorzugt von etwa 100 μm aufweist. Der Filterkorb ist bevorzugt aus Stahl und bevorzugt lösbar befestigt und somit gegebenenfalls herausnehm- bar, um insbesondere ein leichtes Entfernen von Rückständen aus dem BehälterIn another embodiment according to the invention, a third feed device can also be provided on the lid 16 of the housing. This means that ozone can also be introduced from the cover part. If appropriate, the feed device 20 provided in the lower part can then be closed. The container 50 is in particular designed as a filter basket which has pores with a diameter of 50 to 300 μm, preferably 70 to 200 μm, and particularly preferably approximately 100 μm. The filter basket is preferably made of steel and is preferably detachably fastened and can therefore be removed if necessary, in order in particular to easily remove residues from the container
50 zu erlauben.Allow 50.
Der Reaktor 10 weist weiterhin bevorzugt einen Anschluß für Druckluft bzw. einem inerten Gas bzw. Gasgemisch auf, um das Ozon z.B. vor einer Öffnung des Reaktors 10 aus diesem zu entfernen. Weiterhin ist eine AblaufeinrichtungThe reactor 10 also preferably has a connection for compressed air or an inert gas or gas mixture in order to e.g. before opening the reactor 10 to remove it. Furthermore, a drain device
70 mit einem Anschluß 72 vorgesehen, welche zum Ablassen des ozonisierten Regenerates dient, das mit der alkalischen Substanz versetzt ist.70 is provided with a connection 72, which serves to drain the ozonized regenerate, which is mixed with the alkaline substance.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist eine vermischungs- bzw. Misch- einrichtung vorgesehen, welche das Ausgangsmaterial, welches z.T. mit der alkalischen Substanz benetzt ist und von dem Ozon durchsetzt wird, insbeson¬ dere verstärkt durchmischt. Die Mischeinrichtung kann ein von dem feststehen¬ den Deckel herabhängender Stab sein, welcher an dem von dem Deckel entfern¬ ten Ende ein Mischeinrichtungsblech aufweist. Das Mischeinrichtungsblech ist im wesentlichen senkrecht bezüglich der Bewegung des Ausgangsmaterials imIn an embodiment that is not shown, a mixing or mixing device is provided which contains the starting material, some of which is is wetted with the alkaline substance and permeated by the ozone, in particular mixed to a greater extent. The mixing device can be a rod which hangs from the fixed cover and has a mixing device plate at the end remote from the cover. The mixing device plate is substantially perpendicular to the movement of the starting material in the
Behälter angeordnet und verursacht eine Durchmischung bzw. Umwälzung des mit der alkalischen Substanz und/oder Ozon versetzten Ausgangsmaterials. Das Mischeinrichtungsblech kann jedoch aus eine in sich gebogene Gestalt, z.B. eine propellerähnliche Gestalt, aufweisen.Container arranged and causes a mixing or circulation of the starting material mixed with the alkaline substance and / or ozone. However, the mixer plate can be of a self-curved shape, e.g. have a propeller-like shape.
In der in Fig. 2 gezeigten weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktors 1 10 ist ein Behälter 150, 150' vorgesehen, in welchen durch eine Ausgangsmaterialzuführeinrichtung 152' ein Ausgangsmaterial zugeführt wird. Weiterhin ist eine erste Zuführeinrichtung 130 vorgesehen, welche eine alkalsi- ehe Substanz dem Behälter zuführt. Das in einem Ozonisator 122 gebildete Ozon bzw. Ozon-Sauerstoff-Gemisch wird dem Behälter 150, 150' durch eine zweite Zuführeinrichtung 120 zugeführt, und zwar in einem unteren Bereich dessen. Der Behälter 150, 150' ist bevorzugt durch ein Ventil 154' in zwei Bereiche unterteilt, und zwar in einen oberen Behälter 1 50 und einen unteren Behälter 1 50'. In dem Behälter 1 50, 1 50', bevorzugt in dem unteren Behälter 1 50', ist eine Mischeinrichtung 1 60' vorgesehen, welche insbesondere eine Förder¬ schnecke oder zwei gegenläufige Förderschnecken umfaßt. Das Ventil 154' dient insbesondere der Unterteilung des Behälters 1 50, 1 50', wenn das Aus¬ gangsmaterial in zwei aufeinanderfolgenden Schritten mit der alkalischen Sub¬ stanz und dem Ozon in Kontakt gebracht werden soll.In the further embodiment of the reactor 110 according to the invention shown in FIG. 2, a container 150, 150 'is provided, in which a starting material is fed through a starting material supply device 152'. Furthermore, a first feed device 130 is provided, which feeds an alkaline substance to the container. The ozone or ozone-oxygen mixture formed in an ozonizer 122 is fed to the container 150, 150 'through a second feed device 120, specifically in a lower region thereof. The container 150, 150 'is preferably divided into two areas by a valve 154' divided, namely into an upper container 1 50 and a lower container 1 50 '. In the container 1 50, 1 50 ', preferably in the lower container 1 50', a mixing device 1 60 'is provided, which in particular comprises a screw conveyor or two counter-rotating screw conveyors. The valve 154 'serves in particular to subdivide the container 1 50, 1 50' if the starting material is to be brought into contact with the alkaline substance and the ozone in two successive steps.
Benachbart zu dem oberen Bereich 1 50 des Behälters 150, 1 50' ist eine Abführ- einrichtung 1 24' vorgesehen zum Abführen von ungebrauchtem Ozon oder von einem Ozon enthaltenden Gasgemisch, welches dem Ozonisator 1 22 zur Wieder¬ verwendung rückgeleitet wird.Adjacent to the upper region 1 50 of the container 150, 1 50 'there is a discharge device 1 24' for discharging unused ozone or a gas mixture containing ozone, which is returned to the ozonizer 1 22 for reuse.
In dem unteren Bereich 1 50' des Behälters 1 50, 1 50' ist eine Abführeinrichtung 140' zum Abführen des ozonisierten Regenerats R vorgesehen. Die Abführ¬ einrichtung 140' umfaßt insbesondere eine Filtereinrichtung 144', welche Poren aufweist mit einem Durchmesser von 50 bis 300 μ , bevorzugt von 70 bis 200 μm, und besonders bevorzugt von etwa 100 μm. Weiterhin ist eine Rückleit¬ einrichtung 142' vorgesehen, welche die ausgefilterte Reaktionslösung dem Behälter 1 50, 1 50' rückleitet, um dieses wiederzuverwenden. Das in der Filter¬ einrichtung 144' vorhandene Regenerat R, welches von der Reaktionslösung getrennt wurde, wird aus der Filtereinrichtung 144' kontinuierlich abgeleitet bzw. diskontinuierlich entfernt.In the lower area 1 50 'of the container 1 50, 1 50' there is a discharge device 140 'for discharging the ozonated regenerate R. The discharge device 140 'comprises in particular a filter device 144' which has pores with a diameter of 50 to 300 μm, preferably 70 to 200 μm, and particularly preferably approximately 100 μm. Furthermore, a return device 142 'is provided, which returns the filtered reaction solution to the container 1 50, 1 50' in order to reuse it. The regenerate R present in the filter device 144 ', which has been separated from the reaction solution, is continuously discharged from the filter device 144' or removed discontinuously.
Um die Zuführung des Regenerats R zur Filtereinrichtung 144' zu unterbrechen, z.B. wenn man das Regenerat R aus der Filtereinrichtung 144' entfernen will, ist eine Ventileinrichtung 146' in dem unteren Bereich 1 50' des Behälters 150, 1 50' vorgesehen. In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist hingegen eine Abieiteinrichtung zum kontinuierlichen Ableiten des Regenerates vorgesehen, wodurch der Reaktor auch für den kontinuierlichen Bereich geeignet ist.In order to interrupt the supply of the regenerate R to the filter device 144 ', e.g. if you want to remove the regenerate R from the filter device 144 ', a valve device 146' is provided in the lower region 150 'of the container 150, 150'. In an embodiment that is not shown, on the other hand, a discharge device is provided for the continuous discharge of the regrind, as a result of which the reactor is also suitable for the continuous region.
In Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung für den Abbau von Elastomeren gezeigt. Die Vorrichtung umfaßt einen bevorzugt erfindungsgemäßen Reaktor B1 , in welchem ein Elastomer enthaltendes Ausgangsmaterial mit einer alkalischen Substanz und Ozon in Kontakt gebracht wird. Der Reaktor B1 umfaßt bevorzugt einen Behälter 250 zum Aufnehmen des Ausgangsmaterials, eine erste Zuführ- einrichtung 230 zum Zuführen der alkalische Substanz, insbesondere mittels einer Hochdruckdüse 234, und eine zweite Zuführeinrichtung 220 zum Zuführen des Ozons.FIG. 3 shows a preferred embodiment of the device according to the invention for the degradation of elastomers. The device comprises a reactor B1 according to the invention, in which an elastomer-containing starting material is brought into contact with an alkaline substance and ozone. The reactor B1 preferably comprises a container 250 for receiving the starting material, a first feed device 230 for feeding the alkaline substance, in particular by means of a high-pressure nozzle 234, and a second feed device 220 for feeding the ozone.
Das Ozon wird bevorzugt in einem Ozonisator X1 erzeugt, welchem bevorzugt Sauerstoff zugeleitet wird und in dem insbesondere durch Hochspannungsentla¬ dungen Ozon erzeugt wird. Bevorzugt wird der Ozonisator X1 durch Kühlwasser mit einer Vorlauftemperatur von 20°C gekühlt, welches entweder durch einen Luftkühler oder durch eine Kältemaschine temperiert wird.The ozone is preferably generated in an ozonizer X1, to which oxygen is preferably fed and in which ozone is generated in particular by high-voltage discharges. The ozonizer X1 is preferably cooled by cooling water with a flow temperature of 20 ° C., which is tempered either by an air cooler or by a refrigerator.
Bevorzugt ist der Behälter 250 drehbar in dem Reaktor B1 gelagert und durch einen Motor 260 angetrieben. Weitere Merkmale des Reaktors B1 sind bevorzugt jene, welche in Verbindung mit den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungs¬ formen beschrieben wurden.The container 250 is preferably rotatably mounted in the reactor B1 and driven by a motor 260. Further features of the reactor B1 are preferably those which have been described in connection with the embodiments shown in FIGS. 1 and 2.
Weiterhin ist eine Ablaufenrichtung 270 vorgesehen, welche das ozonisierteFurthermore, a drain direction 270 is provided, which ozonizes
Regenerat einen bevorzugt liegenden Abscheider B2 von dem Reaktor B1 zu¬ führt. Die Ablaufeinrichtung 270 in bevorzugt in einem unteren Bereich des Reaktors B1 angeordnet.Regenerate feeds a preferably lying separator B2 from the reactor B1. The drain device 270 is preferably arranged in a lower region of the reactor B1.
In dem Abscheider B2 wird das Regenerat bei einer extrem niedrigen Strömungs¬ geschwindigkeit abgeschieden, insbesondere von etwa 0,003 m/s, wodurch eine gute Abscheidung erzielt wird. Um einen niedrigen Anteil an leichter Phase, ins¬ besondere von einer organischen Phase, abzutrennen, wird der Trennspiegel in einen eingeengten Dom B2D des Abscheiders verlegt. Es kann somit die leichte Phase an dem eingeengten Dom B2D abgezogen werden, und zwar insbesondere diskontinuierlich.The regenerate is separated in the separator B2 at an extremely low flow rate, in particular of about 0.003 m / s, as a result of which good separation is achieved. In order to separate a low proportion of light phase, in particular from an organic phase, the separating mirror is placed in a narrow dome B2D of the separator. The light phase on the constricted dome B2D can thus be subtracted, in particular discontinuously.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann auch eine Online- Prüfung der organischen Phase im Abscheider B2 oder vor dem Abscheider B2 in der Ablaufeinrichtung 270 vorgesehen sein, um den Grad bzw. die Vollstän¬ digkeit des Elastomer-Abbaues festzustellen. Diese Online-Prüfung kann mittels geeigneter Vorrichtungen, beispielsweise mittels IR-Spektroskopie, durchgeführt werden.In a special embodiment of the invention, an online Check the organic phase in the separator B2 or in front of the separator B2 in the drain device 270 to determine the degree or the completeness of the elastomer degradation. This online check can be carried out by means of suitable devices, for example by means of IR spectroscopy.
Weiterhin ist in der Vorrichtung eine Vorlage B4 für die alkalische Substanz vor¬ gesehen. Die alkalische Substanz wird aus der Vorlage B4 über die erste Zuführ¬ einrichtung 230 in den Reaktor B1 gegeben. Zu diesem Zweck ist eine Verbin- dungsleitung zwischen der ersten Zuführeinrichtung 230 und der Vorlage B4 und/oder dem Abscheider B2 vorgesehen. Bevorzugt ist zwischen dem Ab¬ scheider B2 und dem Reaktor B1 ein Pufferbehälter B3 für die alkalische Sub¬ stanz vorgesehen und eine Hochdruckpumpe P1 sorgt bevorzugt für das Zufüh¬ ren der alkalischen Substanz zu der ersten Zuführeinrichtung 230 unter einem hohen Druck. Der Pufferbehälter B3 weist bevorzugt einen pH-Fühler F3 auf.Furthermore, a template B4 for the alkaline substance is provided in the device. The alkaline substance is fed from the template B4 via the first feed device 230 into the reactor B1. For this purpose, a connection line is provided between the first feed device 230 and the template B4 and / or the separator B2. A buffer container B3 for the alkaline substance is preferably provided between the separator B2 and the reactor B1, and a high-pressure pump P1 preferably ensures the supply of the alkaline substance to the first supply device 230 under high pressure. The buffer container B3 preferably has a pH sensor F3.
Ein Wärmeaustauscher W1 , insbesondere ein Edelstahlringkühler, ist thermisch mit der Vorlage B4 gekoppelt vorgesehen, der die in der Vorlage B4 entstehende Wärme, z.B. durch Lösen von Natrongranulat in Wasser, Verdünnen von Natron- lauge oder beim Neutralisieren entstehende Wärme, ableitet. Der Wärmeaustau¬ scher W1 weist insbesondere glatten Oberflächen auf, wodurch Ablagerungen weitgehend vermieden werden.A heat exchanger W1, in particular a stainless steel ring cooler, is provided thermally coupled to the template B4, which the heat generated in the template B4, e.g. by dissolving soda granulate in water, diluting caustic soda or the heat generated during neutralization. The heat exchanger W1 has, in particular, smooth surfaces, as a result of which deposits are largely avoided.
Dem Wärmeaustauscher W1 ist eine Einrichtung W2 mit Kalt-Wasser-Salz vor- geschaltet.A device W2 with cold water salt is connected upstream of the heat exchanger W1.
Die Vorlage B4 ist weiterhin vorgesehen mit: einer Frischwasserzuleitung, einem pH-Fühler F4, einem über eine Dosierpumpe P3 verbundenen Vorlagekanister B6 für Reagenzien, z.B. konzentrierter Salzsäure, einem über eine weitere Dosier- pumpe P2 verbundenen weiteren Voriagekanister B7 für weitere Reagenzien, z.B. zur "Nachspeisung" konzentrierter Natronlauge, und einem durch einen Motor B4RM angetriebenen Rührwerk B4R. Sowohl der Reaktor B1 , als auch der Abscheider B2, der Pufferbehälter B3 und die Vorlage B4 sind direkt ober über ein federvorgespanntes Ablaßventil mit einer Belüftungseinrichtung über Leitungen bevorzugt aus Glas verbunden, wobei die Belüftungseinrichtung insbesondere den gegebenenfalls in einem der Gefäße entstehenden Überdruck ableitet. Die Belüftungseinrichtung kann auch einen Ozonvernichter B5 insbesondere mit einem entsprechenden Vorlagekanister B8 und einer Dosierpumpe P4, umfassen. Bevorzugt weist der Reaktor B1 eine Druckluftzuführeinrichtung 270 zum Steuer- bzw. regelbaren Zuführen von Druckluft auf.The template B4 is also provided with: a fresh water supply line, a pH sensor F4, a supply canister B6 connected via a dosing pump P3 for reagents, eg concentrated hydrochloric acid, a further supply canister B7 connected via a further dosing pump P2, for example for "Make-up" of concentrated sodium hydroxide solution and a B4R agitator driven by a B4RM motor. Both the reactor B1 and the separator B2, the buffer tank B3 and the receiver B4 are connected directly above via a spring-loaded drain valve to an aeration device via lines, preferably made of glass, the aeration device in particular deriving the excess pressure which may arise in one of the vessels. The ventilation device can also include an ozone destroyer B5, in particular with a corresponding supply canister B8 and a metering pump P4. The reactor B1 preferably has a compressed air supply device 270 for the controllable supply of compressed air.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Abbau von Elastomeren sind alle vorgesehene Einrichtungen, Leitungen und Verbindungen bevorzugt aus Werk¬ stoffen gebildet, die gegen organische Lösungsmittel, Lauge und Oxidations- mittel resistent sind, bevorzugt im wesentlichen aus Edelstahl, Glas und/oder PTFE.In the device according to the invention for the degradation of elastomers, all of the devices, lines and connections provided are preferably formed from materials which are resistant to organic solvents, lye and oxidizing agents, preferably essentially from stainless steel, glass and / or PTFE.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit sowohl ein kontinuierlicher als auch diskontinuierlicher Betrieb möglich.Both continuous and discontinuous operation are thus possible with the device according to the invention.
Gemäß einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform der vorliegenden Erfin¬ dung umfaßt der Reaktor eine Aufnahmeeinrichtung, der das Ausgangsmaterial z.B. ein Autoreifen bevorzugt als ganzes zugeführt wird. Die Aufnahmeeinrich¬ tung kann insbesondere eine in bzw. an einer Schiene geführte Halteeinrichtung (z.B. einen oder mehrere Haken od. dgl.) aufweisen, welche zur Beförderung bzw. Bewegung des Ausgangsmaterials entlang eines vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren Weges bzw. Pfades geeignet ist. Die Aufnahmeeinrichtung, insbesondere die Schiene, ist bevorzugt an einer Oberseite des Reaktors befe¬ stigt und erlaubt es, das Ausgangsmaterial in einer hängenden Weise in dem Reaktor zu bewegen. Der Reaktor umfaßt weiterhin eine erste Zuführeinrichtung zur Zuführung einer alkalischen Substanz, welche bevorzugt unter hohem Druck insbesondere mittels einer oder mehreren Düsen auf das Ausgangsmaterial aufgesprüht bzw. aufgebracht werden kann. Das Ausgangsmaterial ist somit der alkalischen Substanz aus der ersten Zuführeinrichtung und Ozon aus einer zweiten Zuführeinrichtung ausgesetzt, wobei abgebaute Elastomere, insbesonde¬ re Kautschukelastomere nach unten abtropfen bzw. abfließen können, wo sie durch eine Aufnahmeeinrichtung z.B. einem Ablauf aufgenommen werden. Die Düsen sind hierbei insbesondere derart angeordnet, daß das Ausgangsmaterial im hängenden bzw. aufgehängten bzw. gehaltenen Zustand mit alkalischer Substanz benetzt werden kann.According to a further embodiment (not shown) of the present invention, the reactor comprises a receiving device, to which the starting material, for example a car tire, is preferably supplied as a whole. The receiving device can in particular have a holding device (for example one or more hooks or the like) which is guided in or on a rail and which is suitable for conveying or moving the starting material along a predetermined or predeterminable path or path. The receiving device, in particular the rail, is preferably fastened to an upper side of the reactor and allows the starting material to be moved in a hanging manner in the reactor. The reactor further comprises a first feed device for feeding an alkaline substance, which can preferably be sprayed or applied to the starting material under high pressure, in particular by means of one or more nozzles. The starting material is thus the alkaline substance from the first feed device and ozone from one exposed to the second feed device, wherein degraded elastomers, in particular rubber elastomers, can drip down or drain off, where they are taken up by a receiving device, for example a drain. The nozzles are arranged in such a way that the starting material can be wetted with alkaline substance in the hanging, suspended or held state.
Der Reaktor umfaßt weiterhin eine Begrenzungseinrichtung zu dessen räumlicher Begrenzung, welche eine oder mehrere gemauerte, mit einer Schutzschicht (z.B. aus korrosionsbeständige Kacheln) versehene Wandungen und/oder Metall¬ wandungen od. dgl. aufweisen kann.The reactor further comprises a delimitation device for its spatial delimitation, which can have one or more brick walls and / or metal walls or the like provided with a protective layer (e.g. made of corrosion-resistant tiles).
Die Erfindung wird nun weiter mit Bezug auf die nachfolgenden Beispiele be¬ schrieben.The invention will now be further described with reference to the following examples.
BEISPIEL 1EXAMPLE 1
Es wurde Weichflachdichtungsmaterial Novapress 200 der Fa. Frenzelit per Ozonolyse abgebaut. Die Rezeptur von Novapress 200 ist wie folgt:Novapress 200 soft flat sealing material from Frenzelit was broken down by ozonolysis. The formulation of Novapress 200 is as follows:
Anteil (%) GruppeShare (%) group
Naturkautschuk 2,83Natural rubber 2.83
Kynac 34-140 12,74 Elastomer-/Bindemittel Buna 1572 5,66Kynac 34-140 12.74 elastomer / binder Buna 1572 5.66
Twaron 5,65 Faseranteil Kevlar 5,65Twaron 5.65 Kevlar fiber 5.65
Kieselgur 16,14 Schwerspat 17,69 Füllstoffe Kieselgur 28 MO 19,46 HDK H15 10,32 Schwefel 0,53 Vulkanox MB 0, 1 1 Vulkanox HS 0, 19 Zinkoxid Hansa Ultra 1 ,69 Vernetzungssystem Vulkacit L 0,29 Vulkacit Thiuram C 0,74 Vulkacit D 0, 14Kieselguhr 16.14 heavy spar 17.69 fillers Kieselguhr 28 MO 19.46 HDK H15 10.32 Sulfur 0.53 Vulkanox MB 0, 1 1 Vulkanox HS 0, 19 zinc oxide Hansa Ultra 1, 69 crosslinking system Vulkacit L 0.29 Vulkacit Thiuram C 0.74 Vulkacit D 0.14
Hostasin-Rot B 30 0, 18 FarbstoffHostasin red B 30 0, 18 dye
Das Dichtungsmaterial (1 kg) wurde auf Stücke mit ca. 5 cm Durchmesser zer¬ kleinert und in den Filterkorb des Reaktors eingefüllt. Darüber wurde ein Gemisch von 1 N NaOH/Toluol mit einem Druck von 3 x 106 Pa (30 bar) bei 150 Liter/-The sealing material (1 kg) was cut into pieces with a diameter of about 5 cm and filled into the filter basket of the reactor. A mixture of 1 N NaOH / toluene at a pressure of 3 × 10 6 Pa (30 bar) at 150 liters / -
Std. gesprüht. Die Temperatur lag bei 22°C. Als Phasentransferkatalysator wurde Tetrabutylammoniumjodid verwendet. Die Ozonmischung bestand aus 1 % Ozon und 99% Sauerstoff. Die Reaktionszeit betrug 20 Minuten.Hours sprayed. The temperature was 22 ° C. Tetrabutylammonium iodide was used as the phase transfer catalyst. The ozone mixture consisted of 1% ozone and 99% oxygen. The reaction time was 20 minutes.
Nach Beendigung der Ozonolyse wurde das Reaktionsgemisch über einen Glasfil¬ tertiegel abfiltriert, der Filterrückstand mit wenig heißem Toluol gewaschen und dann bei 120°C im Trockenschrank getrocknet. Das Filtrat wurde eingeengt und gaschromatographisch bzw. IR-spektrochemisch und naßchemisch untersucht.After the ozonolysis had ended, the reaction mixture was filtered off through a glass filter crucible, the filter residue was washed with a little hot toluene and then dried at 120 ° C. in a drying cabinet. The filtrate was concentrated and examined by gas chromatography or IR spectrochemical and wet chemistry.
Im Toluolfiltrat wurden mittels GC/MS identifiziert:The following were identified in the toluene filtrate by means of GC / MS:
- Essigsäureethylester, C4H8O2 - ethyl acetate, C 4 H 8 O 2
- Ethylbenzol, C8H10 - ethylbenzene, C 8 H 10
- Cyclopenten-1 -Ethenyl-3-Methylen, C8H10 - Cyclopentene-1-ethenyl-3-methylene, C 8 H 10
- Butoxy-Methylbenzol, C^H^O - Phenyl-Propandioxoylsäure, C9H8O4 - Butoxy-methylbenzene, C ^ H ^ O - phenyl-propanedioxoyl acid, C 9 H 8 O 4
- 3-Cyclohexen-1 -Carboxaldehyd-1 -Methyl, C8H12O- 3-Cyclohexene-1-carboxaldehyde-1-methyl, C 8 H 12 O
- lodomethylbenzol, C7H7I- iodomethylbenzene, C 7 H 7 I
-1 ,2-Benzoldicarbonsäure-bis(2-ethylhexyl)ester, C24H38O4 -1, 2-benzenedicarboxylic acid bis (2-ethylhexyl) ester, C 24 H 38 O 4
Die IR-spektroskopische Charakterisierung der festen Ozonoiyseprodukte zeigte die Anwesenheit von unverändertem Polyaramid. In der wässrigen Phase des Reaktionsansatzes konnten Sulfationen nachgewiesen werden. Beispiel 2The IR spectroscopic characterization of the solid ozonoysis products showed the presence of unchanged polyaramide. Sulfate ions could be detected in the aqueous phase of the reaction mixture. Example 2
Es wurde Altgummi aus der Reifenherstellung (SBR-Mischung) durch die erfin¬ dungsgemäße Ozonolyse abgebaut. Das Altgummi (1 kg) wurde in den Filterkorb des Reaktors eingeführt. Darüber wurde ein Gemisch von 1 M NaOH/Toluol mit einem Druck von 3 x 106 Pa (30 bar) bei 1 50 Liter/Std. gesprüht. Die Temperatur lag bei 22°C. Als Phasentransferkatalysator wurde Tetrabutylammoniumjodid ver¬ wendet. Die Ozonmischung bestand aus 4 % Ozon und 96 % Sauerstoff. Die Reaktionszeit betrug 35 Minuten.Waste rubber from tire manufacture (SBR mixture) was broken down by the ozonolysis according to the invention. The waste rubber (1 kg) was introduced into the filter basket of the reactor. A mixture of 1 M NaOH / toluene at a pressure of 3 × 10 6 Pa (30 bar) at 150 liters / hour was sprayed. The temperature was 22 ° C. Tetrabutylammonium iodide was used as the phase transfer catalyst. The ozone mixture consisted of 4% ozone and 96% oxygen. The reaction time was 35 minutes.
Nach Beendigung der Ozonolyse wurde das Reaktionsgemisch über einen Glasfil¬ terziegel abfiltriert, der Filterrückstand mit wenig heißem Toluol gewaschen und dann bei 1 20°C im Trockenstand getrocknet. Das Filtrat wurde eingeengt und gaschromatographisch bzw. IR-spektrochemisch und naßchemisch untersucht. Dabei wurden die in Tabelle 1 aufgeführten Produkte festgestellt. Die Angaben in Tabelle 1 beziehen sich auf den Einsatz von 1 t Altgummi bei 90%igem Stoff¬ umsatz. After the ozonolysis had ended, the reaction mixture was filtered off through a glass filter brick, the filter residue was washed with a little hot toluene and then dried at 120 ° C. in a dry state. The filtrate was concentrated and examined by gas chromatography or IR spectrochemical and wet chemistry. The products listed in Table 1 were found. The information in Table 1 relates to the use of 1 t of waste rubber with a 90% turnover.
Tabelle 1Table 1
Physikalisch-chemische Charakterisierung der Produkte/Rückstände am Beispiel des Abbaus einer SBR-Mischung mit Metall und Gewebe zur StabilisierungPhysico-chemical characterization of the products / residues using the example of breaking down an SBR mixture with metal and tissue for stabilization
1 . Elastomeranteil (40 %)1 . Elastomer content (40%)
Stoff Analyseverfahren Gew.-%Fabric analysis method wt%
Aceton IR, GC/MS 12,5 Benzaldehyd IR, GC/MS 25,0 Ethylbenzen IR, GC/MS 25,0 Methylethylketon IR, GC/MS 12,5 Benzenkarbonsäure IR, GC/MS 10,0 höhere Karbonsäure IR, GC/MS 3,0 höhere Aldehyde GC/MS 8,0 höhere Alkohole GC/MS 4,0Acetone IR, GC / MS 12.5 benzaldehyde IR, GC / MS 25.0 ethylbenzene IR, GC / MS 25.0 methyl ethyl ketone IR, GC / MS 12.5 benzene carboxylic acid IR, GC / MS 10.0 higher carboxylic acid IR, GC / MS 3.0 higher aldehydes GC / MS 8.0 higher alcohols GC / MS 4.0
2. Füllstoffe (40 %)2. Fillers (40%)
Ruß Gravimetrie 25,0Soot Gravimetry 25.0
Schwefel Gravimetrie 2,0Sulfur gravimetry 2.0
Wachse GC/MSGrow GC / MS
Weichmacher GC/MSPlasticizer GC / MS
Alterungsschutzmittel GC/MS 13,0Anti-aging agent GC / MS 13.0
Vulkanisationsbeschleuniger GC/MSVulcanization accelerator GC / MS
Stabiliserungsmateralien (20 %)Stabilization materials (20%)
Metalle naßchemisch 15 Gewebe IR 5 Beispiel 3Metals wet-chemical 15 fabrics IR 5 Example 3
Es wurde ein Naturkatuschuk-Material (Hochdruckschläuche) durch die erfindungs¬ gemäße Ozonolyse abgebaut.A natural rubber material (high pressure hoses) was broken down by the ozonolysis according to the invention.
Die stoffliche Zusammensetzung dieser Schläuche mit Metall und Gewebe als Stabilisierungsmaterialien war wie folgt:The material composition of these hoses with metal and fabric as stabilizing materials was as follows:
Elastomeranteil (Naturkautschuk) 45 %Elastomer content (natural rubber) 45%
Füllstoffe 40 %Fillers 40%
- Ruß 20 %- carbon black 20%
- Schwefel 3 %- sulfur 3%
- Wachse- waxes
- Weichmacher 17 %- plasticizer 17%
- Alterungsschutzmittel- anti-aging agents
- Vulkanisationsbeschleuniger- vulcanization accelerator
Stabilisierungsmaterialien 15 %Stabilizing materials 15%
- Metall 10 %- metal 10%
- Gewebe 5 %- fabric 5%
1 kg des Naturkautschuk-Materials wurde in den Filterkorb des Reaktors einge¬ führt. Darüber wurde ein Gemisch von 1 N NaOH / 5 % Isopropanol mit einem Druck von 3 x 106 Pa (30 bar) bei 150 Liter/Std. gesprüht. Die Temperatur lag bei 22°C. Als Phasentransferkatalysator wurde Tetrabutylammoniumjodid verwendet.1 kg of the natural rubber material was introduced into the filter basket of the reactor. A mixture of 1N NaOH / 5% isopropanol at a pressure of 3 × 10 6 Pa (30 bar) at 150 liters / hour was sprayed. The temperature was 22 ° C. Tetrabutylammonium iodide was used as the phase transfer catalyst.
Die Ozonmischung bestand aus 5 % Ozon und 95 % Sauerstoff. Die Reaktionszeit betrug 20 Minuten. Dabei wurde ein 81 % Umsatz erzielt. Nach Beendigung der Ozonolyse wurde das wäßrige Medium des Reaktionsgemi¬ sches mit Ether extrahiert und ein Extrakt mit Hilfe von GCMS untersucht. Mas- senspektroskopisch wurden folgende Substanzen nachgewiesen:The ozone mixture consisted of 5% ozone and 95% oxygen. The reaction time was 20 minutes. An 81% turnover was achieved. After the ozonolysis had ended, the aqueous medium of the reaction mixture was extracted with ether and an extract was examined using GCMS. The following substances were detected by mass spectroscopy:
C7H12O2: Tetrahydro-3,5-dimethyl-pyran-2-onC 7 H 12 O 2 : tetrahydro-3,5-dimethyl-pyran-2-one
C7HO: 2,3-Dimethyl-1 -pentanolC 7 H O: 2,3-dimethyl-1-pentanol
C16H28: Hexadecahydro-cyclobutad ,2:3,4)dicyclooctenC 16 H 28 : Hexadecahydro-cyclobutad, 2: 3,4) dicyclooctene
C8H12O: 3-Methyl-2-norcaranonC 8 H 12 O: 3-methyl-2-norcaranone
C14H26: nicht definierter Kohlenwasserstoff. C 14 H 26 : undefined hydrocarbon.
Beispiel 4Example 4
Physikalisch-chemische Charakterisierung der Produkte/Rückstände am Beispiel des Abbaus einer NBR/SBR Mischung mit Metall und Gewebe zur StabilisierungPhysico-chemical characterization of the products / residues using the example of breaking down an NBR / SBR mixture with metal and tissue for stabilization
Reaktionsbedingungen:Reaction conditions:
Temperatur: 30°CTemperature: 30 ° C
Druck: 1 x 107 Pa (100 bar)Pressure: 1 x 10 7 Pa (100 bar)
Konzentration der Lauge: 2 NConcentration of the alkali: 2 N
Katalysator: TetrabutylammoniumjodidCatalyst: tetrabutylammonium iodide
Ozongehalt: 3 %Ozone content: 3%
Es wurde ein Stoffumsatz von 80% erzielt:A material turnover of 80% was achieved:
Elastomeranteil (40 %)Elastomer content (40%)
Stoff Analyseverfahren GewichtsprozentFabric analysis method weight percent
Benzaldehyd JR, GC/MS 10 % sek.-Butylamin JR, GC/MS 8 %Benzaldehyde JR, GC / MS 10% sec-butylamine JR, GC / MS 8%
Etylbenzen GC/MS 1 5 % höhere primäre und sekundäre Alkohole JR, GC/MS 20 %Ethylbenzen GC / MS 1 5% higher primary and secondary alcohols JR, GC / MS 20%
höhere primäre und sekundäre Amine JR, GC/MS 1 5 %higher primary and secondary amines JR, GC / MS 1 5%
höhere Aldehyde IR, GC/MS 1 5 %higher aldehydes IR, GC / MS 1 5%
Karbonsäuren IR, GC/MS 10 %Carboxylic acids IR, GC / MS 10%
Methylethylketon G /MS 7 % Füllstoffe (45 %)Methyl ethyl ketone G / MS 7% Fillers (45%)
Ruß Gravimetrie 20 %Soot Gravimetry 20%
Schwefel Gravimetrie 2,5 %Sulfur gravimetry 2.5%
Wachse GC/MSGrow GC / MS
Weichmacher GC/MS > 22,5Plasticizer GC / MS> 22.5
Alterungsschutzmittel GC/MSAnti-aging agent GC / MS
Vulkanisationsbeschleun iger GC/MSVulcanization accelerator GC / MS
Stabilisierungsmaterialien (15 %)Stabilizing materials (15%)
Metalle naßchemisch 5 % Gewebe JR 10 % Metals wet chemical 5% fabric JR 10%
BezugszeichenlisteReference list
10 Reaktor10 reactor
12 Unterteil12 lower part
13 Aufhängung13 suspension
14 Mittelteil14 middle section
14' und 14" Flansch14 'and 14 "flange
15 Dichtung15 seal
16 Deckel16 lids
20 zweite Zuführeinrichtung20 second feed device
22 Anschluß22 connection
30 erste Zuführeinrichtung30 first feed device
32 Anschluß32 connection
34 Hochdruckdüse34 high pressure nozzle
40 Belüftung40 ventilation
42 Belüfungsanschluß42 Ventilation connection
50 Behälter50 containers
52 Boden52 floor
60 Antrieb60 drive
62 Antriebsmotor62 drive motor
64 Getriebe64 gears
66 Antriebswelle66 drive shaft
70 Abführeinrichtung 72 Anschluß70 discharge device 72 connection
110 Reaktor110 reactor
120 zweite Zuführeinrichtung120 second feed device
122 Ozonisator122 ozonizer
124' Leitung124 'line
130 erste Zuführeinrichtung 140' Abführeinrichtung130 first feed device 140 'discharge device
142' Leitung142 'line
144' Filtereinrichtung 146' Ventileinrichtung144 'filter device 146' valve device
1 50 oberer Behälter1 50 upper container
1 50' unterer Behälter1 50 'lower container
1 52' Zuführeinrichtung für Ausgangsmaterial1 52 'Feeder for raw material
1 54' Ventileinrichtung 1 60' Fördereinrichtung1 54 'valve device 1 60' conveyor device
220 zweite Zuführeinrichtung220 second feed device
230 erste Zuführeinrichtung230 first feed device
234 Hochdruckdüse234 high pressure nozzle
240 Belüftung 242' Leitung für gefilterte Reaktionslösung240 aeration 242 'line for filtered reaction solution
250 Behälter250 containers
260 Antrieb260 drive
270 Abführeinrichtung270 discharge device
280 Druckluftanschluß X1 Ozonisator280 compressed air connection X1 ozonizer
B1 ReaktorB1 reactor
B2 liegender AbscheiderB2 horizontal separator
B3 PufferbehälterB3 buffer tank
B4 Vorlage für alkalische Substanz B4R RührwerkB4 template for alkaline substance B4R agitator
B4RM MotorB4RM engine
B5 OzonvernichterB5 ozone destroyer
P1 HochdruckpumpeP1 high pressure pump
P2 Dosierpumpe P3 DosierpumpeP2 dosing pump P3 dosing pump
P4 DosierpumpeP4 dosing pump
F3 pH-FühlerF3 pH sensor
F4 pH-Fühler B6 VorlagekanisterF4 pH sensor B6 template canister
B7 NachspeisungB7 make-up
B6 Vorlagekanister W2B6 canister W2
W1 WärmeaustauscherW1 heat exchanger
B2D eingeengter DomB2D narrowed cathedral
R RegeneratR regenerate
E Elastomere bzw. Ausgangsmaterial ML Mittellinie E Elastomers or base material ML center line

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Abbau von Elastomeren, insbesondere von Kautschuk- Elastomeren, durch Einwirkung von Sauerstoff und Lösungsmittel, da¬ durch gekennzeichnet, daß man das gegebenenfalls zerkleinerte Elasto¬ mer-, insbesondere Kautschuk-, enthaltende Ausgangsmaterial einem Gasgemisch von 0,5 bis 5 Vol-% Ozon und 99,5 bis 95 Vol-% Sauerstoff und mindestens einer alkalischen Substanz in einem wäßrigen und/oder organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Phasentransferkatalysators aussetzt, wobei die alkalische Substanz ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Alkalimetallhydroxid, Erdalkalimetallhydroxid und Ammoniumhy- droxid besteht, und wobei die alkalische Lösung in Gegenwart des Ozons durch Düsen, zumindest zeitweilig unter hohem Druck von 1 x 106 bis zu 1 x 107 Pa (10 bis zu 100 bar), auf das Ausgangsmaterial aufgebracht wird.1. Process for the degradation of elastomers, in particular rubber elastomers, by the action of oxygen and solvent, characterized in that the starting material, which may be comminuted, contains elastomer, in particular rubber, a gas mixture of 0.5 to 5 Vol% ozone and 99.5 to 95 Vol% oxygen and at least one alkaline substance in an aqueous and / or organic solvent in the presence of a phase transfer catalyst, the alkaline substance being selected from the group consisting of alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide and ammonium hy - Droxid exists, and wherein the alkaline solution in the presence of ozone through nozzles, at least temporarily under high pressure of 1 x 10 6 to 1 x 10 7 Pa (10 to 100 bar), is applied to the starting material.
2. Verfahren zum Abbau von Elastomeren, insbesondere von Kautschuk-2. Process for the degradation of elastomers, in particular rubber
Elastomeren, durch Einwirkung von Sauerstoff und Lösungsmittel, da¬ durch gekennzeichnet, daß man das gegebenenfalls zerkleinerte Elasto¬ mer-, insbesondere Kautschuk-, enthaltende Ausgangsmaterial einem Gasgemisch von 0,5 bis 5 Vol-% Ozon und 99,5 bis 95 Vol-% Sauerstoff und mindestens einer alkalischen Substanz in einem wäßrigen und/oder organischen Lösungsmittel gegebenenfalls in Gegenwart eines Phasen¬ transferkatalysators aussetzt, wobei die alkalische Substanz ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Alkaiimethallhydroxid, Erdalkalimetallhydroxid und Ammoniumhydroxid besteht, und wobei die alkalische Lösung in Gegenwart des Ozons durch Düsen, zumindest zeitweilig unter hohemElastomers, by the action of oxygen and solvent, characterized in that the starting material, which may be comminuted, contains elastomer, in particular rubber, in a gas mixture of 0.5 to 5% by volume of ozone and 99.5 to 95% by volume. % Oxygen and at least one alkaline substance in an aqueous and / or organic solvent, optionally in the presence of a phase transfer catalyst, the alkaline substance being selected from the group consisting of alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide and ammonium hydroxide, and wherein the alkaline solution in the presence of ozone through nozzles, at least temporarily under high
Druck von 1 x 106 bis zu 5 x 107 Pa (10 bis zu 500 bar), bevorzugt von 1 x 106 bis zu 1 x 107 Pa (10 bis 100 bar) auf das Ausgangsmaterial aufgebracht wird. Pressure from 1 x 10 6 to 5 x 10 7 Pa (10 to 500 bar), preferably from 1 x 10 6 to 1 x 10 7 Pa (10 to 100 bar) is applied to the starting material.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial natürlichen Kautschuk oder ein Polymer enthaltend C4- C6-konjugierte Diolefine, insbesondere vulkanisierten Kautschuk oder vulkanisierte Polymere, einsetzt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that natural rubber or a polymer containing C 4 - C 6 conjugated diolefins, in particular vulcanized rubber or vulcanized polymers, is used as the starting material.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aus¬ gangsmaterial ein Polymer aus der Gruppe Polybutadien, Polyisopren, Isobutylen-Butadien-Polymer, Isobutylen-Isopren-Polymer, Isobutylen- Piperylen-Polymeroder Isobutylen-Dimethylbutadien-Polymer, ein Polymer aus Isobutylen und einem C4-C6-konjugierten Diolefin, ein bromiertes oder chloriertes Polymer aus Isobutylen und einem C4-C6-konjugierten Diolefin, Isobutylen-Isopren-Divinylbenzolpolymer, ein lsobutylen-lsopren-2,5- Dimethyl-1 ,5-hexadienpolymer, ein Polymer aus einem C4-C6-konjugierten Diolefin und einem Vinyl- oder Vinyliden-substituierten aromatischen Kohlenwasserstoff, oder ein Polymer aus einem C4-C6-konjugierten Diole¬ fin und einem C3-C5-ungesättigten Nitrilgruppen enthaltenden Monomer einsetzt.4. The method according to claim 3, characterized in that as a starting material a polymer from the group polybutadiene, polyisoprene, isobutylene-butadiene polymer, isobutylene-isoprene polymer, isobutylene-piperylene polymer or isobutylene-dimethylbutadiene polymer, a polymer from isobutylene and a C 4 -C 6 -conjugated diolefin, a brominated or chlorinated polymer from isobutylene and a C 4 -C 6 -conjugated diolefin, isobutylene-isoprene-divinylbenzene polymer, an isobutylene-isoprene-2,5-dimethyl-1, 5-hexadiene polymer, a polymer of a C 4 -C 6 conjugated diolefin and a vinyl or vinylidene-substituted aromatic hydrocarbon, or a polymer of a C 4 -C 6 conjugated diolefin and a C 3 -C 5 - uses unsaturated monomer containing nitrile groups.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die alkalische Substanz Natriumhydroxid oder Calci- umhydroxid, insbesondere eine wässerige Lösung von 1 bis 5 M, ist.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the alkaline substance is sodium hydroxide or calcium hydroxide, in particular an aqueous solution of 1 to 5 M.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Toluol/NaOH-Gemisch einsetzt.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a toluene / NaOH mixture is used.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen von -60°C bis 35 °C, insbesondere bei Raum¬ temperatur, arbeitet.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that one works at temperatures from -60 ° C to 35 ° C, in particular at room temperature.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Reaktionszeit von 5 bis 240 Minuten, insbesondere von 10 bis 30 Minuten beträgt. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the reaction time is from 5 to 240 minutes, in particular from 10 to 30 minutes.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man einen Phasentransferkatalysator aus der Gruppe der tertiären Ammoniumsalze und/oder Phosphoniumsalze, insbesondere aus der Gruppe Tetrabutylammoniumjodid, -chlorid, -bromid, -hydroxid oder Tetrabutylphosphoniumchlorid einsetzt.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that a phase transfer catalyst from the group of tertiary ammonium salts and / or phosphonium salts, in particular from the group tetrabutylammonium iodide, chloride, bromide, hydroxide or tetrabutylphosphonium chloride is used.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verhältnis von Phasentransferkatalysator zu aufzuarbeitendem Elastomer¬ material in der Größenordnung von 1 :3 bis 1 :8 wählt.10. The method according to claim 9, characterized in that the ratio of phase transfer catalyst to elastomer material to be worked up is selected in the order of 1: 3 to 1: 8.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man als Ausgangsmaterial Dichtungsabfälle, Gummiteile, die insbesondere faserverstärkt sind, einsetzt.1 1. Method according to one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that sealing waste, rubber parts, which are in particular fiber-reinforced, is used as the starting material.
12. Reaktor (10; 1 10) zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der12. reactor (10; 1 10) for performing the method according to one of the
Ansprüche 1 bis 1 1 , welcher umfaßt: eine Aufnahmeeinrichtung, insbesondere einen Behälter (50; 150, 150'; 250), welcher ein gegebenenfalls zerkleinertes, das Elasto¬ mer bzw. Elastomerkautschuk enthaltende Ausgangsmaterial (E) zugeführt wird; eine erste Zuführeinrichtung (30, 34; 130; 230), welche eine alkali¬ sche Substanz zuführt; eine zweite Zuführeinrichtung (20; 120; 220), welche Ozon zu¬ führt; wobei die Aufnahmeeinrichtung (50; 150, 150'; 250), die erste Zuführ¬ einrichtung (30, 34; 130; 230) und die zweite Zuführeinrichtung (20; 120; 220) derart angeordnet sind, daß das der Aufnahmeeinrichtung (50; 150, 150'; 250) zugeführte Ausgangsmaterial (E) dem Ozon, der alkali¬ schen Substanz, gegebenenfalls dem Phasentransferkatalysator, ausge- setzt ist und wobei zumindest zeitweilig die alkalische Substanz bei einem hohen Druck von 1 x 106 bis 5 x 107 Pa (10 bis 500 bar), bevorzugt von 1 x 106 bis 1 x 107 Pa (10 bis 100 bar) auf das Ausgangsmaterial (E) auf¬ bringbar ist. Claims 1 to 1 1, which comprises: a receiving device, in particular a container (50; 150, 150 '; 250), to which an optionally comminuted starting material (E) containing the elastomer or elastomer rubber is fed; a first feed device (30, 34; 130; 230) which feeds an alkaline substance; a second supply device (20; 120; 220) which supplies ozone; wherein the receiving device (50; 150, 150 '; 250), the first feed device (30, 34; 130; 230) and the second feed device (20; 120; 220) are arranged such that the receiving device (50; 150, 150 '; 250) supplied starting material (E) is exposed to ozone, the alkaline substance, optionally the phase transfer catalyst, and at least temporarily the alkaline substance at a high pressure of 1 x 10 6 to 5 x 10 7 Pa (10 to 500 bar), preferably from 1 x 10 6 to 1 x 10 7 Pa (10 to 100 bar) can be applied to the starting material (E).
13. Reaktor gemäß Anspruch 12, bei dem die erste Zuführeinrichtung (30, 34; 234) eine Düse, insbesondere eine Flachstrahldüse (34; 234) zum Zuführen der alkalische Substanz umfaßt.13. A reactor according to claim 12, wherein the first feed device (30, 34; 234) comprises a nozzle, in particular a flat jet nozzle (34; 234) for feeding the alkaline substance.
14. Reaktor gemäß Anspruch 12 oder 13, bei dem die Aufnahmeeinrichtung, insbesondere der Behälter (50; 250) beweglich bzw. drehbar gelagert ist und bevorzugt durch einen Antrieb (60; 260) angetrieben wird.14. Reactor according to claim 12 or 13, in which the receiving device, in particular the container (50; 250) is movably or rotatably mounted and is preferably driven by a drive (60; 260).
15. Reaktor gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem der Behälter (50; 250) einen Boden (52) umfaßt, welcher Poren aufweist, wobei insbeson¬ dere die Poren einen Durchmesser von 50 bis 300 μm, bevorzugt von 70 bis 200 μm, und besonders bevorzugt von etwa 100 μm aufweisen.15. Reactor according to one of claims 12 to 14, in which the container (50; 250) comprises a bottom (52) which has pores, the pores in particular having a diameter of 50 to 300 μm, preferably 70 to 200 μm µm, and particularly preferably have about 100 microns.
16. Reaktor gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem ein Druckluftan- schluß (280) vorgesehen ist zum Entfernen des Ozons aus dem Reaktor16. Reactor according to one of claims 12 to 15, in which a compressed air connection (280) is provided for removing the ozone from the reactor
(B1 ).(B1).
17. Reaktor gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem eine Temperier¬ einrichtung vorgesehen ist zum Einstellen einer vorbestimmten bzw. vor- bestimmbaren Temperatur im Innern des Reaktors (10; 1 10; B1 ), wobei die Temperatur bevorzugt von zwischen -60°C bis 35°C beträgt.17. Reactor according to one of claims 12 to 16, in which a tempering device is provided for setting a predetermined or predeterminable temperature inside the reactor (10; 1 10; B1), the temperature preferably being between -60 ° C to 35 ° C.
18. Reaktor gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem eine Abführ¬ einrichtung (70; 140'; 270) vorgesehen ist zum Abführen des behandel- ten Ausgangsmaterials (E) als ein ozonisiertes Regenerat.18. Reactor according to one of claims 12 to 17, in which a discharge device (70; 140 '; 270) is provided for discharging the treated starting material (E) as an ozonized regenerate.
19. Reaktor gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, bei dem eine Filtereinrich¬ tung (52; 144'; B2) das ozonisierte Regenerat (R) ausfiltert.19. Reactor according to one of claims 12 to 18, in which a filter device (52; 144 '; B2) filters out the ozonized regenerate (R).
20. Reaktor gemäß Anspruch 19, bei dem die von dem ozonisierten Regenerat20. The reactor of claim 19, wherein the regenerated from the ozonized
(R) durch Filterung gefilterte Reaktionslösung durch eine Leitung (142'; 242') dem Behälter (150, 150'; 250) zugeführt wird. (R) Filtered reaction solution through a line (142 ';242') is fed to the container (150, 150 '; 250).
21 . Reaktor gemäß einem der Ansprüche 12 bis 20, bei dem das zugeführte Ozon in einem Ozonisator (122; X1 ) erzeugt wird, wobei insbesondere eine Leitung (124') vorgesehen ist, welche das durch die zweite Zuführ¬ einrichtung zugeführte Ozon oder Gasgemisch dem Ozonisator (122) zurückführt.21. Reactor according to one of claims 12 to 20, in which the supplied ozone is generated in an ozonizer (122; X1), in particular a line (124 ') is provided which conveys the ozone or gas mixture fed through the second feed device to the ozonizer (122).
22. Reaktor gemäß einem der Ansprüche 12 bis 21 , bei dem eine Vermisch¬ ungseinrichtung (160') die Vermischung von Ozon, alkalische Substanz und Ausgangsmaterial, bevorzugt in der Aufnahmeinrichtung (150, 150') insbesondere durch Bewegung des Ausgangsmaterials unterstützt.22. Reactor according to one of claims 12 to 21, in which a mixing device (160 ') supports the mixing of ozone, alkaline substance and starting material, preferably in the receiving device (150, 150'), in particular by moving the starting material.
23. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der An¬ sprüche 1 bis 1 1 , welche einen Reaktor (B1 ), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 22 aufweist, bei welcher zusätzlich angeordnet ist: - ein Abscheider (B2), welcher das Regenerat (R) von den Reaktions¬ lösung abtrennt; ein Vorlagebehälter (B4) für eine alkalische Substanz, wobei eine erste Zuführeinrichtung (230) die alkalische Substanz dem Reaktor (B1 ) zuführt.23. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 11, which has a reactor (B1), in particular according to one of claims 11 to 22, in which is additionally arranged: - a separator (B2), which the regenerate (R) is separated from the reaction solution; a storage container (B4) for an alkaline substance, a first feed device (230) feeding the alkaline substance to the reactor (B1).
24. Vorrichtung gemäß Anspruch 23, bei der eine Leitung (242') vorgesehen ist, um die in dem Abscheider (B2) abgetrennte Reaktionslösung dem Reaktor (B1 ) zuzuführen.24. The device according to claim 23, wherein a line (242 ') is provided to feed the reaction solution separated in the separator (B2) to the reactor (B1).
25. Vorrichtung gemäß Anspruch 24, bei der die Reaktionslösung in einen25. The apparatus of claim 24, wherein the reaction solution in a
Pufferbehälter (B3) einführbar ist, welcher zwischen dem Abscheider (B2) und dem Reaktor (B1 ) angeordnet ist, wobei die im Pufferbehälter (B3) gespeicherte Reaktionslösung dem Reaktor zugeführt werden kann.Buffer container (B3) can be inserted, which is arranged between the separator (B2) and the reactor (B1), wherein the reaction solution stored in the buffer container (B3) can be fed to the reactor.
26. Vorrichtung gemäß Anspruch 24 oder 25, bei der die abgetrennte Re¬ aktionslösung mittels einer Pumpe (P1 ), bevorzugt einer Hochdruckpum¬ pe, dem Reaktor (B1 ) zugeführt ist. 26. The device according to claim 24 or 25, in which the separated reaction solution is fed to the reactor (B1) by means of a pump (P1), preferably a high-pressure pump.
27. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 23 bis 26, bei der der Vorlage¬ behälter (B4) für eine alkalische Substanz eine Rührwerkeinrichtung (B4R) aufweist, welche bevorzugt durch einen Rührwerkantrieb (B4RM) ange¬ trieben ist.27. Device according to one of claims 23 to 26, in which the receiving container (B4) for an alkaline substance has an agitator device (B4R), which is preferably driven by an agitator drive (B4RM).
28. Vorrichtung gemäß Anspruch 27, bei der eine erste Dosierpumpe (P3) Salzsäure aus einem ersten Vorlagekanister (B6) dem Vorlagebehälter (B4) zuführt.28. The apparatus of claim 27, wherein a first metering pump (P3) hydrochloric acid from a first supply canister (B6) feeds the storage container (B4).
29. Vorrichtung gemäß Anspruch 27 oder 28, bei der eine Dosierpumpe (P3) die alkalische Substanz aus einem zweiten Vorlagekanister (B6) dem Voriagebehälter (B4) zuführt.29. The device according to claim 27 or 28, wherein a metering pump (P3) supplies the alkaline substance from a second supply canister (B6) to the supply container (B4).
30. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 23 bis 29, bei der ein Ozonver- nichter (B5) zum Vernichten des aus dem Reaktor (B1 ) austretenden30. Device according to one of claims 23 to 29, in which an ozone destroyer (B5) for destroying the exiting from the reactor (B1)
Ozons vorgesehen ist.Ozone is provided.
31. Vorrichtung gemäß Anspruch 30, bei der eine dritte Dosierpumpe (P3) chemische Stoffe aus einem dritten Vorlagekanister (B8) dem Ozonver- nichter (B5) zuführt. 31. The device according to claim 30, in which a third metering pump (P3) supplies chemical substances from a third supply canister (B8) to the ozone destroyer (B5).
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