Способ термической переработки отходов пластмассы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ц) 5>1837

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 31.01 73 (21) 1879479/23-5 (23) Приоритет (32) 03.02.72 (31) P 2205001.7=24 (33) ФРГ (43) Опубликовано 25.04.76.Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования описания 11.08 76 (51) М. Кл.2В 2ЬС 29/00

Гасударственный ивиитет

Сввата Миннстрва СССР вв делам изввретений и открытий (53) УДК 628.542. .002,68 (088.8) Иностранцы

Франц Шауб и Себастиан Шпет (ФРГ) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Рурхеми Акциенгезельшафт" (ФРГ) (71) Заявитель (54). СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПЛАСТМАССЫ

Изобретение относится к способам утилизации отходов пластмассы, Известен способ термической переработ. ки отходов пластмассы, заключающийся в .предварительной обработке пластмасс .Г40- о

:-450оС и их последующем сжигании, Однако этот способ не обеспечивает достаточно эффективного уничтожения отходов пластмассы и вредно влияет на окружающую

; среду. 10, Целью изобретения является разработка, . способа, обеспечивающего более эффектив-! ное уничтожение отходов пластмассы и исключающего вредное влияние на окружаю; щую среду. 15 !

Для достижения этой цели расшепление отходов пластмассы проводят в присутствии натурат ьного или искусственного воскооб. разного углеродного соединения, например

,полиэтиленового воска, жидкого при реак ционной температуре.

Способ позволяет уничтожить отходы пластмассы и каучука. Он может быть применен для различных термопластических и .термореактивных пластмасс, таких как по1 лиолефины, виниловые смолы, например поливинилхлорид, ацетат. поливинила, QolIHBH» ниловый спирт, полистирал, далее для поликарбонатов, окиси полиметилена, полиакрилатов, полиуретанов, полиамидов, смол .г, сложных полиэфиров, а также для отвердевших эпоксидных смол и различных типов натурального и синтетического каучуков.

Для более скорого разложения исходной смеси рекомендуется размельчать ее перед. термическим расщеплением.

Разложение перерабатываемых отход ов можно ускорить добавлением соответствующих катализаторов. Так полиолефины могут быть при повышенной температуре легко расщеплены на низкомолекулярные частицы в присутствии соединений марганце, ванадия, меди, хрома, молибдена или вольфрама.

Термическое разложение может проходить в присутствии воздуха или кислорода.

Обычно, однако, заботятся об ограничении ,поступления кислорода или об исключении его из реакционного пространства, чтобы помешать образованию продуктов разложе4

511837 ния, содержащих кислород, например низкомолекулярных карбоновых кислот, которые могут привести, например, к повреждениям установок для сжит ания. Можно гакже значительно задержать окисление посредством 5 добавления соответствующих ингибитор ов, например высоком о,;еку.тяэных аминов или замешенных произв дных фенола, Преимущественн расщепление производят в присутствии >.",идкой при температуре реакции вспомогате:;ьнэй фазы. Эта вспомогательная фаза служгт для перенесения теп ла на исходную смесь в реакторе. Кроме того, она способствует термическому разложению тем, что в ней исходные материалы разбухают желеобразно

В качестве вспомогательной фазы применяют такие вещества, которые, по меньшей мере, частично при указанной температуре

20 растворяют исходные отходы и продукты расщепления. Особенно пригодны как вспомогательная фаза натуральные или искусственные воскообразные углеводороды, например твердый парафин, горный воск, полиэтиленовый воск с мол.в. 1000-10000, полигликоли и подобные соединения.

Предлагаемый способ можно проводить в реакторах обычной конструкции. Подходящими являются, например, простые закрытые котлы с мешалкой, имеюшж обогревательное приспособление.

Расщепления без вспомогательной среды можно достичь, если вводить отходы, а затем медленно нагревать реактор до температуры расщепления. Выгодней, однако, подавать вспомогательную фазу, нагревать

llo необходимой для расщепления температуры и затем вводить отходы. Для поддержания в значительной мере постоянной

40 температуры расщепления оказалось целесообразным подавать отходы в реактор небольшими порциями, предпочтительно беспрерывно. Подача отходов с перерывами вызывает сильное падение температуры во вспомогательной фазе, так что происходят значительные колебания в скорости расщепления.

Кроме того, при непрерывной подаче отходов избегают неожиданной задержки кипения вспомогательной жидкости, если, напри- щ мер, будут применены отходы, смешанные с легко кипящими или легко испаряющимися, материалами, такими как вода.

Полученные продукты расщепления могут быть выведены из реактора в жидком состоянии. Особенно целесообразно выводить их из реактора в виде пара примерно с температурой процесса расщепления и подводить непосредственно к установке для сжигания. С помощью охлаждающего уст у

4 ройства полученные продукты расщепления могут быть также разделены на жидкие и парообразные и выведены каждый в от дельности. Таким образом достигают безупречных транспортирования, дозирования и подмешивания к воздуху для сгорания и благодаря этому обеспечивается сжигание без дыма и сажи. Кроме того, можно жидкие продукты расщепления до сжигания их применять как растворитель, экстрагируюший агент или средство для очистки.

Пример 1. В трехгорлую колбу емкостью 4 л, снабженную пришлифованной мешалкой, контактным термометром и дистилляционной насадкой, вводят 1500 г полиэтиленового воска с мол,в. приблизительно 3000 и нагревают ее при помощи грибовидного нагревательного колпака до

375-380оС. В течение 1 час в горячий воск равномерно добавляют 400-500 r порошкообразных отходов полиэтилена. Через 5 час было добавлено в общем 2100т отходов пластмассы. Образуется 1995 г жидких продуктов расщепления, что соответствует 957 исходной смеси.

Продукт расщепления, как показала газовая хороматография, состоит из следующих углеводородов, Ж:

С4С10

С 1 1-С20

С21 25

22,5

62,5

15,0

С4 С10

С11 С15

С 16-С20

С20 и более

47,7

29,0

19,4

4,1

Пример 3. Способом, описанным в примере 1, вводят в воск при 380-385оС ежечасно около 300 г размельченных отходов резины. Спустя 6 час вся исходная смесь весит 1895 г, дистиллированные в сборнике 1715 r жидкого проH p H м e p 2. Поступают, как описано в примере 1, в нагретый до 385оС воск вводят, размешивая, ежечасно 400-450 r грубо размельченной основной затвержденной эпоксидной смолы (бисфенол).

Спустя 6 час опыт заканчивают, 3а это время было введено в общем 2550 г отходов смолы. Выход жидких продуктов расщепления составляет 2460 г, что соот ветствует 96,2% примененной смолы.

Газовая хроматография показала, что конденсированные продукты расщепления содержат следующие углеводороды, Ъ:

51 1837 ходов. За это время в сборнике собирается 128 г жидкого продукта расщепления, что соответствует 10,2% примененных от ходов. Прозрачный дистиллят содержит

1,7% хлора.

Внутреннюю температуру реакционной смеси повышают до 3SOOC без дальнейших добавлений отходов. После нагревания в течение 3 час в сборнике дистиллируется

535 r жидкого продукта расщепления с содержанием хлора 0,15%. Это количество соответствует 43,5% исходной смеси. При этом наблюдается незначительное образование газообразных продуктов расщепления, Результаты газовой хроматографии жидких продуктов расщепления приведены в таблице.

С4С 10

74,9

22,0

С11-С15

С16-С20

3,0

Количество %

Углеводор оды

I истиллят П дистиллят

34,9

63,4

27,4

64,2

С4 -10

C 11-С20

С20 и более

8,4

1,7

Способ термической переработки отходов пластмассы путем их расщепления при 250-450DC и последующего сжигания, отличающийся тем, что, с целью более эффективного уничтожения отходов пластмассы и исключения вредного влияния на окружающую среду, расщепление отходов пластмассы проводят в присутствии натурального или искусственного воскообразного углеродного соединения, например полиэтиленового воска, жидкого при реакционной тег.. ператур е.

Составнтеав В. Чистикова

Редактор О.КУзнецова Техред Т КУРилко

f{pppoKTop T.Ãðåâöoâà

/7

Заказ ХЩЯ Изд. М / P/ Тираж

Подпнсное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Москва, 113035, Paymczas наб., 4 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дукта расщепления соответствуют - 90;5% примененных отходов.

Газовая хроматография показала, что продукты расщепления содержат следующие углеводороды, %: 5

Количество углеводородов С20 и вьпне составляет О, 1%, Пример 4. В реактор для расщеп15 ленин полузаводской (пилотной) установки с полезной емкостью 3,5 м3 вводят 1,8м3 полиэтиленового воска. После нагревания до 375-385оС ежечасно подают, пульсируя, 65 кг порошка полиэтилена. Ежечасно образуется при этом 61 кг дистиллята, что составляет 94% по отношению к примененным отходам. Состав дистиллята аналогичен указанному в примере 1.

Пример S. Используют лабораторную аппаратуру, описанную в примере 1 (емкость 4 л). В нагретый до 250оС воск, размешивая, вводят равномерно каждый час около 300 r размельченных отходов поливинилхлорида, содержаших 45 вес.% хлора. Спустя 4 час заканчивают дозировку, в общем добавлено 1230 г отходов.

Во время реакции расщепления выходящий из сборника дистиллята газообразный продукт расщепления пропускают через промывную батарею, которая для абсорбции отщепленного хлорводорода содержит несколько наполненных водой промывных аппаратов и в конце еше один, наполненный 5%-ным раствором едкого натри. Нагревание введен- 4О ных в воск отходов до 250оС продолжается до тех пор, пока заметно не уменьшится выделение газа. Это происходит через 5 час от начала добавления от45 формула изобретения