CN107849288A - 一种处理包含热塑性塑料的组合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于处理包含热塑性塑料的组合物的方法,该方法包括:在降低气氛的氧含量的情况下将该组合物引入反应器中,在溶剂存在下加热该组合物以液化该热塑性塑料,分离不溶性部分并回收液化的热塑性塑料,该方法在用脂族烃作为溶剂的情况下进行。
Description
本申请要求于2015年7月14日提交的欧洲申请号15176696.1的优先权,出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。
本发明涉及一种处理包含热塑性塑料的组合物的方法,该方法包括:在降低气氛的氧含量的情况下将组合物引入反应器中,在溶剂存在下加热组合物以液化热塑性塑料,分离固体和气体部分并回收液化的热塑性塑料,其中溶剂是脂族烃。
包含大量热塑性塑料的混合的工业或消费后塑料可从分选工厂作为受若干杂质污染的混合的大尺寸塑料物品而获得。包含大量热塑性塑料的这些混合塑料的化学增值(chemical valorization)或回收利用通常需要预处理步骤,该预处理步骤包括分离有害杂质诸如木材、纸、玻璃、不希望的塑料、空气、水等的步骤,任选地包括将粒度减小至合适的范围。
废塑料的回收利用方法是本领域已知的,该方法包括熔化废塑料、然后裂化塑料熔体的步骤。
WO 01/70906 A1披露了一种从废塑料连续制备汽油、煤油和柴油的方法,该方法包括以下步骤:使废塑料的熔体进行第一催化反应,在该反应中废塑料熔体脱氢同时分解;以及使废塑料熔体进行催化裂化。所披露的预处理由粉碎和分选步骤、熔化步骤以及杂质沉淀步骤组成。在第一熔化装置中,将熔体脱水到具有约10%或更低的水含量,接着升温至150℃。然后将熔体引入第二熔化装置中以进一步升温至约340℃-360℃。然后将第二次熔化的废塑料引入另外的熔化槽中以除去杂质,以供转移到反应器中进行脱氢和分解。
US 5,569,801涉及一种将聚合物特别是塑料废弃物转化成较低分子量产物的方法。该方法包括以下步骤:使聚合物与沸腾温度高于180℃且主要由芳族烃组成的溶剂接触,提取所形成的分解气体,回收聚合物溶液,以及通过裂化过程诸如热裂化或催化裂化处理该聚合物溶液。在该方法中,废聚合物首先在混合装置中与溶剂接触,任选地随后为分离装置。然后使聚合物和溶剂在另外的装置中经受加热,之后转移到合适的裂化反应器中。
使用芳族烃作为溶剂是不利的,因为裂化之后一大部分溶剂仍存在于所得的燃料和柴油中。然而,芳族烃的含量在一些国家明显受到立法的限制。
出人意料地,已经发现一种用于(预)处理包含热塑性塑料的组合物的有利方法,该方法基本上只需要使用脂族烃作为溶剂用于液化包含热塑性塑料的组合物,分离固体和/或气体部分并从而除去杂质,液化热塑性塑料以及回收液化的热塑性塑料。
因此,本发明涉及一种用于处理包含热塑性塑料的组合物的方法,该方法包括以下步骤:
a)在降低气氛的氧含量的情况下将该包含热塑性塑料的组合物引入反应器中,
b)在溶剂存在下加热该包含热塑性塑料的组合物以获得大部分该热塑性塑料的液化,
c)在混合物的表面和/或该反应器的底部分离固体和/或气体部分,以及
d)从该反应器中回收液化的热塑性塑料,
其中步骤b)中使用的该溶剂是脂族烃。
本发明提出将有价值的塑料从包含热塑性塑料的组合物中分离出来,该组合物可以包含一定量的杂质,这些杂质作为溶液或熔体,可能用合适的溶剂诸如烃类馏分稀释,同时通过不溶性物质的倾析和浮选分离出不溶性部分,诸如气体杂质、水和固体杂质。通过使用本发明的预处理方法,包含热塑性塑料诸如粗塑料或废塑料的组合物可用于裂化过程,并且将不需要高纯度塑料。此外,可获得的燃料和柴油显示出非常低的芳族烃残余含量。
因此,本发明允许从包含热塑性塑料,优选废塑料诸如消费后废塑料、不合格塑料、工业废塑料等的组合物生产有价值的化学品。更具体地,热塑性塑料的混合物包括废塑料或工业废塑料,特别是基本上由废塑料组成。如本文所用,热塑性塑料或热塑性材料在本领域中称为塑料材料,通常是在特定温度以上变柔韧或可模塑并在冷却时固化的聚合物。热塑性塑料不同于热固性聚合物,后者在加热时不会熔化,而是通常会分解。热固性聚合物的实例是聚氨酯、硫化橡胶和环氧树脂以及热固性聚酯树脂。根据本发明使用的热塑性塑料的优选实例是诸如聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)的聚烯烃,聚丙烯酸酯,聚碳酸酯,聚醚砜,聚苯乙烯(PS),聚氯乙烯,热塑性聚酯诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS),或氟化聚合物如氟化聚合物。更优选的热塑性塑料是聚烯烃、热塑性聚酯和聚苯乙烯;特别是,它们是聚烯烃和聚苯乙烯,更特别是聚烯烃,诸如聚乙烯,包括高密度聚乙烯(HDPE)及低密度聚乙烯(LDPE)和聚丙烯。
该方法中使用的热塑性塑料可以包括机械组装的混合塑料、胶合的混合塑料、多层薄膜塑料、多层塑料物体、复合塑料等。
该方法中使用的热塑性塑料通常包含除聚合物塑料材料之外的其他组分,诸如添加剂,包括填料、增强剂、加工助剂、增塑剂、颜料、光稳定剂、润滑剂、冲击改性剂、抗静电剂、油墨、抗氧化剂等。
本发明组合物的热塑性塑料中除热塑性材料之外的其他组分的量可以在很大程度上变化。典型地,其他组分的量基于组合物的总重量小于60重量%,优选小于40重量%,更优选小于20重量%,甚至更优选小于10重量%,特别是小于5重量%,例如小于2重量%。
如本文所用,基本上包含或基本上由......组成意指至少80%,优选至少90%,更优选至少95%,例如至少98%。如果没有另外指明,则本文给出的百分比分别是基于组合物的总重量的重量百分比,优选基于干燥且无空气基准的组合物。
在本发明方法的步骤a)中,将包含热塑性塑料的组合物引入反应器中。优选地,热塑性塑料呈本领域已知且可获得的颗粒形式,典型地来自传统的干处理,包括通过研磨或粉碎而减小尺寸,通过旋风分离、洗提或磁性分离而分离塑料如废塑料。在一个优选的实施例中,本发明方法的方法步骤a)-d)之前是将包含热塑性塑料的组合物中的热塑性塑料的粒度减小至合适的粒度的步骤。优选地,颗粒形式的热塑性塑料是自由流动的,例如,自由流动的粒状固体。颗粒的平均尺寸优选在10mm至100mm的范围内,更优选在10mm至50mm的范围内。用于制备和获得如本文所指定的颗粒形式的热塑性塑料的合适设备是本领域已知的。
在步骤a)中引入的包含热塑性塑料的组合物基于组合物的总重量优选具有至多20重量%,更优选至多15重量%,特别是至多10重量%,并且优选至少1重量%,更优选至少2重量%的水含量。优选地,水含量在1重量%至20重量%的范围内,特别是在2重量%至15重量%的范围内。关于包含热塑性塑料的组合物的杂质,即不是非热塑性塑料且不是热固性聚合物的非聚合性和聚合性固体,其含量通常为在0.1重量%与5重量%之间的固体,特别是在1重量%与3%重量之间的固体。杂质包括与聚合物不同的有机材料和无机材料,诸如石头、土壤、无机盐、金属、玻璃等。有机材料的实例是纸、食物残渣、纺织品、木材等。无机材料的实例是金属和矿物固体,诸如铝、铁、铜、钢、石头、碳酸钙、氧化铝、TiO2、滑石、硅酸盐、玻璃等。在一个优选的实施例中,本发明方法中使用的包含热塑性塑料的组合物包含至少75重量%的热塑性塑料固体,更优选至少95重量%的热塑性塑料固体,特别是至少97重量%的热塑性塑料固体,其中优选地,热塑性塑料由一种或多种聚烯烃聚苯乙烯和热塑性聚酯构成。优选地,包含热塑性塑料的组合物中聚烯烃聚苯乙烯和热塑性聚酯的分数为至少50重量%,更优选至少75重量%,并且特别地组合物中的热塑性塑料基本上由聚烯烃聚苯乙烯和热塑性聚酯组成。优选地,包含热塑性塑料的组合物包含小于99.5重量%的聚烯烃聚苯乙烯和热塑性聚酯,更优选小于99重量%。作为聚烯烃,聚丙烯和聚乙烯是优选的。如上所指出,固体重量优选是指干燥、无空气的基准。固体是指在室温(20℃)下为固体的物质。
任选地,包含热塑性塑料的组合物包含少量不太期望的塑料诸如PVC、PVDC、PU、ABS、尼龙、氟化聚合物诸如聚四氟乙烯和FEP(例如聚合物)及其混合物。优选地,在包含热塑性塑料的组合物中这些不太期望的塑料的含量是25重量%的固体或更少。更优选地,在包含热塑性塑料的组合物中不太期望的塑料的含量是小于15重量%的固体,特别是小于2重量%的固体。
通常,在经受裂化之前在预处理过程中使用的热塑性塑料,特别是颗粒形式的热塑性塑料包含空气,典型地在0.5与20kg/1,000kg干固体的范围内。在本发明方法的步骤a)中,将包含优选呈颗粒形式的热塑性塑料的组合物在降低气氛的氧含量的情况下引入反应器中。其中使用的氧的降低意味着将气氛中的氧含量降低到低于空气的典型氧含量,该典型氧含量为约20.95体积%的气相(干基)。可以通过已知的方法步骤来降低气氛的氧含量,诸如通过合适的惰性气体稀释气氛,在引入反应器之前用合适的惰性气体吹扫固体,施加真空,或者使氧与合适的清除剂诸如亚硫酸盐溶液反应。当使用优选的气动运输时,可以使用合适的惰性气体作为运输气体。合适的惰性气体是蒸汽、氮气、二氧化碳或燃烧气体,蒸汽和燃烧气体是优选的。可替代地,可以通过在连续或分批过程中施加真空来除去空气而降低氧含量。在这种情况下,当将包含热塑性塑料的组合物引入反应器中时,气氛被反应器气氛代替,由此降低气氛的氧含量。优选地,反应器中的残余氧含量被降低到低于10体积%的气相,更优选低于5体积%的气相,例如低于2体积%的气相。
包含热塑性塑料的组合物通过本领域已知的任何合适的手段引入反应器中。合适的装置的实例是螺旋输送机、带式输送机、气动运输、斗式提升机或柔性螺杆(flexiscrew)(输送管(transitube))。螺旋输送机或气动运输是优选的。气动运输优选使用如上定义的惰性气体来进行。优选地,通过使用惰性气体的气动运输,颗粒周围的气氛的氧含量降低。
用于本发明方法的合适的反应器是本领域已知的。典型地,反应器的腔室包括多个区。所谓区是指发生限定的流体动力学的地方。优选地,反应器包括至少两个区,特别是两个区,一个区包括用于搅拌内容物的合适装置,而第二区没有搅拌。在搅拌的区中,内容物被混合,而在第二区中,可发生通过重力进行的倾析和分离。这些区可以通过合适的装置诸如筛网和/或挡板分开。这些区优选地互相连接。
在本发明方法的步骤b)中,包含热塑性塑料的组合物在为脂族烃的合适溶剂存在下加热,以获得热塑性塑料的大部分(substantial part)的液化。大部分意指基于热塑性塑料的总含量优选至少50重量%,更优选至少80重量%,特别是至少90重量%,例如至少99重量%。如本文所用,液化通过低于104mPas,优选低于102mPas(在相应温度下)的粘度下降来定义。加热可以通过本领域已知的任何手段进行。例如,加热可以通过与传热介质直接或间接接触,通过机械摩擦,通过感应,通过辐射或电力来进行。优选地,通过与传热介质直接或间接接触,特别是通过间接接触来进行加热。与传热介质间接接触的实例是在搅拌的密闭容器、螺旋钻、配备有合适的传热区域的滚筒等中。合适的传热介质是热惰性气体、蒸汽或导热油。
包含热塑性塑料的组合物在步骤b)中在为脂族烃的合适溶剂存在下加热。虽然根据本发明在溶剂中例如至多5重量%的低芳族烃含量仍然是可接受的,但是芳族烃的含量优选为至多3重量%,更优选至多2重量%,特别是至多1重量%,例如至多0.5重量%。脂族烃包括饱和烃与不饱和烃,优选地,溶剂基本上由饱和烃组成。优选地,溶剂是在步骤b)期间为液体的化合物或化合物混合物,例如在步骤b)中加热到最终温度之前、期间和/或之后。在加热之前,例如在室温(20℃)下,溶剂可以是液体或固体。合适的溶剂是脂族烃,例如油、生物柴油或烃馏分及其混合物,这些是已知的且可获得的。脂族烃可以是饱和的或不饱和的,或其混合物。饱和烃是优选的。饱和度可根据碘指数确定。如本文所用的饱和烃意指根据ASTM D1159-07(2012)测定的溴值小于5、优选至多2的烃。烃馏分是优选的。烃馏分是烃的混合物,并且例如可从塑料的热解中获得。可从塑料的热解获得的汽油馏分是特别优选的。在一个优选的实施例中,步骤b)中使用的溶剂是沸点在50℃与150℃之间(在标准条件下,1atm)的脂族烃。脂族烃可以是直链或支链的,或两者的混合物。支化可以是异支化或叔支化的(叔-或新-),异支化是优选的,特别是甲基异支化。最优选的是,使用沸点在50℃与150℃之间的脂族烃或其混合物,诸如一种或多种C6至C8脂族烃,特别是C6至C8烷烃。溶剂(即脂族烃)可以包含少量的氧,典型地以有机化合物的形式,诸如溶剂的至多15重量%,优选溶剂的至多10重量%。溶剂还可以包含少量的水,优选不超过可溶于相应溶剂中的水的量。在溶剂中少量灰分是可接受的,优选不超过溶剂的1重量%,更优选不超过溶剂的0.1重量%。灰分含量可以根据ASTM E1534测量。
在一个实施例中,步骤b)中使用的溶剂具有至少40℃,优选至少45℃,更优选至少50℃,特别是至少60℃的熔点。使用优选的脂族石蜡,即脂族烃的混合物,特别是如上所定义的,其通常在高于40℃、优选45℃熔融。优选的实例是作为C18+(C18或更高级)或C30+脂族蜡的脂族蜡。固体溶剂可以在步骤b)中按原样引入,或者在溶剂熔化(例如在单独的装置中)后引入。合适的装置的实例是加热槽、热交换器或挤出机。在不预先熔化的情况下引入固体脂族蜡是优选的。
在一个优选的实施例中,溶剂与水形成共沸混合物,其特别适于自包含热塑性塑料的组合物除去残余水和由塑料和/或杂质反应产生的水、或通过塑料和/或杂质的分解而产生的水。
在步骤b)的优选实施例中,将包含热塑性塑料的组合物在溶剂存在下加热到在150-450℃范围内,优选250-450℃范围内,特别是高于250℃至400℃范围内,例如高于250℃至350℃范围内的温度。典型地,在这些温度范围内,大量的热塑性塑料被液化。如本文所用的大量意指至少20重量%,优选至少50重量%,更优选至少70重量%,特别是至少80重量%。
步骤b)中使用的溶剂的量是使得大量的热塑性塑料液化。典型的溶剂量为0.1kg至10kg/kg热塑性塑料,优选在0.2kg至4kg溶剂/kg热塑性塑料,例如0.5kg至3.0kg溶剂/kg热塑性塑料的范围内。
在本发明方法的步骤c)中,分离固体和/或气体部分。这些部分均包含在加热步骤b)期间存在或形成的气体杂质,以及不溶性固体或液体。不溶性部分可以从反应器的底部除去,优选通过连续抽取,例如经由螺杆装置。
螺杆装置的实例是螺旋钻、双螺杆挤出机、MoineauTM泵、VulcainTM泵、MoineauTMHR泵等。可替代地,不溶性固体可以通过使用阀组合的装置通过重力以分批方式除去。这样的部分的实例包括如上定义的组合物的无机材料,例如锡罐、铁屑、灰尘等。可以从反应器中的组合物表面除去为固体或液体且比液化的热塑性塑料轻的不溶性部分,所述除去优选地连续进行。这样的部分的典型实例是木材、羊毛、纸巾、纸板或纸。在步骤d)中从反应器中回收包含热塑性塑料的组合物的液化热塑性塑料。优选地,这连续地进行,例如经由本领域已知的合适的泵送装置。合适的装置的实例是泵送装置、刮刀、“鼓风机”、抽取螺杆(extraction screw)。合适的泵送装置的实例是齿轮泵、气体喷射器、真空泵MoineauTM泵、VulcainTM泵、MoineauTM HR泵等。抽取螺杆的实例是单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、单螺杆螺旋钻、多螺杆螺旋钻等。
在一个实施例中,在步骤c)中,将气态化合物诸如由热塑性塑料加热产生的蒸汽和其他气体在组合物表面之上分离。这些气体可被冷凝和回收以用于单独的处理过程。合适的冷凝装置是本领域已知的,实例为热交换器、吸附、吸收系统或其组合,特别合适的是在水性介质中的吸收;水性介质的实例是水、碱性溶液诸如苛性钠、碳酸钠、碳酸氢钠、石灰、碳酸镁等。合适的吸附系统的实例是苛性固体吸收剂,诸如粒碱(caustic sodapearl)、碳酸氢钠、碳酸钠、石灰、碱石灰、氧化镁、氧化铝等。所产生的气体通常包括无机和有机气体或其混合物,诸如卤化氢例如HCl、HBr、HF,碳氧化物/二氧化碳,硫化合物如H2S、COS、SO2,氮化合物如HCN、NH3、NOx等。典型地,气流通过重力分离并且可以被送至洗涤器以捕获并除去不希望的气体。优选地,在洗涤器之前引入冷凝器。
在本发明中已经发现,当在将热塑性塑料引入到反应器中时围绕热塑性塑料的气氛中的氧含量降低,并且使用脂族烃作为溶剂用于热塑性塑料液化时,这种预处理方法产生有利的液化热塑性塑料。
该方法可以在一个且仅一个反应器中进行。此外,该方法,特别是方法步骤a)-c),可以连续进行。此外,可以同时进行方法步骤a)-c)。优选地,方法步骤a)-c)在一个且仅一个反应器中进行,更优选在一个且仅一个反应器中连续进行,还更优选在一个且仅一个反应器中连续并且同时进行。这样,可以避免单独的装置,例如分别用于将热塑性塑料与溶剂混合、用于加热或用于分离杂质,这使整个过程更加经济。此外,已经证明使用溶剂与水的共沸混合物适合于从包含热塑性塑料的组合物中除去水,以提供有利的液化热塑性混合物。
本发明的方法是对包含热塑性塑料的组合物进行有利的预处理,以便经受已知的回收利用过程,诸如裂化过程,以例如用于制备另外的化学品诸如燃料(特别是具有低量残余芳族烃)。因此,优选地,方法步骤a)-d)之后进行裂化液化的热塑性塑料的步骤e),优选通过热裂化或催化裂化,如例如在WO01/70906中所披露的。
应该注意的是,本文的描述是通过说明性实例的方式,并且本文中提出的概念不限于与任何单一的处理方法和/或设备一起使用或应用。因此,尽管本文描述的创新的细节是为了方便关于示例性实施例的说明和解释,但是所披露的原理可以适用于废塑料方法和设备的其他类型及应用,而不脱离其范围。
图1和图2分别示出了在N2气氛(用N2替换空气)下和在空气气氛下在280℃熔化HDPE和PP样品的产物。
图3进一步说明了用于处理塑料混合物的方法。
根据本发明,如图3所示的由混合废塑料产生熔体的系统包括配备有间接加热装置2和2’的外壳1,其中传热介质通过3引入并且通过4回收。分隔装置6将外壳1分成两个相互连接的区7和8。混合区7配备有混合装置5和倾析区8。将具有降低的氧含量的混合塑料原料通过管道9引入混合区域7中并且溶剂通过管道10引入。塑料与溶剂混合并通过区7中的加热装置加热,且通过重力转移到区8,在该区中发生大部分倾析。气体杂质从外壳1的顶部回收,由管道11抽取并引导至图3中未示出的进一步处理。将轻质不溶性部分通过装置13回收、通过管道12排出并引导至进一步处理。将重的不溶性部分通过装置15回收、通过管道14排出并引导至进一步处理。将液化的热塑性塑料通过管道16从区8回收并引导至进一步处理。
通过以下实例来进一步说明本发明。
实例1
将2升密闭罐在150-300℃范围内的温度下进行外部加热。所使用的废塑料组合物具有以下组成(以g/kg固体计):
| 组分 | g/kg固体(“干燥且无空气”) |
| HDPE | 442 |
| PP | 326 |
| PS | 81 |
| PET | 119 |
| PVC | 4 |
| 外来物质(1) | 28 |
| 水 | 100 |
| 空气 | 20 |
(1)金属、灰尘、石头、羊毛、纸板、纸等
包含塑料混合物的所述组合物(其空气已通过真空泵抽空至10mbar的残余压力并用氮气代替)以0.4kg/h的速率连同0.92kg/h作为溶剂的二十二烷连续进料到反应器中。加热由外部电热夹套进行。反应器中的压力在1.1巴至1.5巴绝对值的范围内,塑料的停留时间为约30分钟。该罐通过分离筛网分成两个区,一个用转向叶轮混合,其中进入的热塑性颗粒负载在槽内过度进料以与溶剂接触。在没有混合的第二区中,通过重的不希望的固体的沉降和轻的不希望的物质的上浮,将熔融液倾析。重的不希望的固体包含诸如金属、灰尘、石头或纸等组分。轻的不需要的物质包含如羊毛或纸板的组分。从该罐的顶部回收气体物质,并送到冷凝器冷凝且回收可冷凝部分用于单独的处理过程。
来自反应器的回收的液化热塑性材料显示低于2重量%的残余杂质含量,并因此可以很好地用于方法步骤之后的热裂化。
实例2
将HDPE和PP消费后塑料的样品引入配备有塞子的实验室试管中。通过真空泵将空气抽空至10mbar的残余压力并用氮气代替。残余的O2含量估算为0.2体积%至0.3体积%。将试管进行外部加热至280℃。如图1中所见的,热塑性混合物熔化并保持清澈。
实例3
重复与实例2中相同的程序,但不用惰性气氛代替试管中所含的空气。气相中的O2含量估算为21体积%至22体积%。将试管进行外部加热至280℃。如图2中所见的,塑料不熔化而碳化。
实例4至7
在室温下在配备有磁力搅拌器的30ml玻璃试管中引入2g HDPE、0.5g PP和25mg不同商业塑料制品的PS小片以及10g溶剂。然后用氩气冲洗玻璃管以除去大部分O2气氛,并用常规塞子密封这些管。在搅拌下在四个步骤(分别120℃、150℃、180℃和200℃)中在油浴中将试管加热至200℃,并观察混合物。
准备了4个不同的试管,具有如下结果:
如果通过援引方式并入本申请的任何专利、专利申请、以及出版物的披露内容与本申请的说明相冲突到了可能导致术语不清楚的程度,则本说明应该优先。
Claims (15)
1.一种用于处理包含热塑性塑料的组合物的方法,该方法包括以下步骤:
a)在降低气氛的氧含量的情况下将该包含热塑性塑料的组合物引入反应器中,
b)在溶剂存在下加热该组合物以获得大部分该热塑性塑料的液化,
c)在混合物的表面和/或该反应器的底部分离该组合物的固体和/或气体部分,以及
d)从该反应器中回收液化的热塑性塑料,
其中步骤b)中使用的该溶剂是脂族烃。
2.根据权利要求1所述的方法,其中这些方法步骤a)至c)在一个且仅一个反应器中进行。
3.根据权利要求2所述的方法,其中这些方法步骤a)至c)在该反应器中连续进行,优选连续并且同时进行。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中步骤b)中使用的该溶剂具有在50℃与150℃之间的沸点。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中步骤b)中使用的该溶剂是C6至C8烷烃或C6至C8烷烃的混合物。
6.根据权利要求1至3或5中任一项所述的方法,其中步骤b)中使用的该溶剂具有超过45℃的熔点。
7.根据权利要求6所述的方法,其中步骤b)中使用的该溶剂是具有超过45℃的熔点的脂族蜡。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中该溶剂与水形成共沸混合物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在步骤b)中,将该组合物在该溶剂存在下加热到在150℃至450℃范围内的温度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在步骤b)中,将该组合物在该溶剂存在下加热到在高于250℃至400℃范围内的温度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中该组合物基本上包含聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯作为热塑性塑料。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中步骤a)至d)之后是裂化该液化的热塑性塑料的步骤e)。
13.根据权利要求12所述的方法,其中该裂化是热裂化或催化裂化。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中该组合物包含废塑料。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中步骤a)至d)之前是减小该热塑性塑料的粒度的步骤。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5569801A (en) * | 1992-08-27 | 1996-10-29 | Fina Research, S.A. | Polymer conversion process |
| EP1057854A2 (en) * | 1999-05-31 | 2000-12-06 | Sony Corporation | Method for reycling waste styrene resin |
| FR2846334A1 (fr) * | 2002-10-23 | 2004-04-30 | Jean Dispons | Procede de traitement de dechets en polyethylene ou autres polyolefines prealablement a leur craquage thermique |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4108730A (en) | 1977-03-14 | 1978-08-22 | Mobil Oil Corporation | Method for treatment of rubber and plastic wastes |
| WO1995009902A1 (en) | 1993-10-04 | 1995-04-13 | Texaco Development Corporation | Liquefaction of plastic materials |
| FI944244A0 (fi) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | Waertsilae Nsd Oy Ab | Foerfarande foer framstaellning av dieselmotorbraensle av bildaeck och liknande avfallsgummimaterial |
| BE1010022A3 (fr) | 1996-02-29 | 1997-11-04 | Solvay | Procede de recyclage de dechets plastiques. |
| KR100322663B1 (ko) | 2000-03-20 | 2002-02-07 | 곽호준 | 폐플라스틱을 이용한 휘발유, 등유 및 경유의 연속식제조방법 및 그 시스템 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5569801A (en) * | 1992-08-27 | 1996-10-29 | Fina Research, S.A. | Polymer conversion process |
| EP1057854A2 (en) * | 1999-05-31 | 2000-12-06 | Sony Corporation | Method for reycling waste styrene resin |
| FR2846334A1 (fr) * | 2002-10-23 | 2004-04-30 | Jean Dispons | Procede de traitement de dechets en polyethylene ou autres polyolefines prealablement a leur craquage thermique |
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