DE10031643A1

DE10031643A1 - Verfahren zur Rückgewinnung von Styrol-Monomer aus schlagfestem Polystyrol

Info

Publication number: DE10031643A1
Application number: DE10031643A
Authority: DE
Inventors: Takumi Sato; Mitsuo Masunari
Original assignee: San Kaihatsu KK
Current assignee: San Kaihatsu KK
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2001-10-11
Also published as: SG98400A1; GB0012188D0; KR20010096422A; JP2001288124A; CN1316408A; GB2365871A; HK1043105A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung industriell brauchbarer Styrol-Monomere in hohen Erträgen mit hoher Reinheit aus Abfällen von schlagfestem Polystyrol, für die herkömmlicherweise wirksame Recycling-Verfahren nicht geschaffen wurden, durch Erhitzen und Abbauen des schlagfesten Polystyrols, wobei ein Sulfat und/oder Mangandioxid als Katalysator verwendet wird.

Description

AUSGANGSPUNKT DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Styrol-Monomeren aus schlagfestem Polystyrol, bei dem die Styrol-Monomere durch Erhitzen und Abbau des schlagfesten Polystyrols gewonnen werden, und es ist ihr Ziel, ein Verfahren zur Rückgewinnung von Styrol- Monomeren, die nützliche industrielle Materialien sind, aus schlagfestem Polystyrol in hohen Erträgen mit hoher Reinheit bereitzustellen. Konventionell wurden keine wirksamen Verfahren zum Recycling dieser Abfälle geschaffen.

STAND DER TECHNIK

Schlagfestes Polystyrol (HI-PS = High Impact Polystyrol) ist ein milchiges, weißes Harz, das durch Graft- Polymerisieren bzw. Pfropfpolymerisation von Styrol mit Butadien-Kautschuk gewonnen wird, und es weist eine hohe Schlagfestigkeit auf, die 5- bis 10mal größer als diejenige von Polystyrol ist.

Schlagfeste Polystyrole dieses Typs mit einer derartig überlegenen Schlagfestigkeit wurden in großem Umfang als verschiedene Produkte wie beispielsweise Fernseher, Klimaanlagen und Nahrungsmittel-Behälter verwendet und einige schlagfeste Polystyrol-Produkte, die wir im täglichen Leben sehen, sind beispielsweise Behälter für Getränke wie Yakult (Handelsbezeichnung).

Herkömmlicherweise wurde unter den Abfällen von derartigen schlagfesten Polystyrol-Produkten ein Teil zur Bildung von Büro-Produkten, etc. recycelt; jedoch wurden die meisten dieser Abfälle, die aus Heim-Produkten gewonnen wurden, als nicht brennbare Abfälle deponiert.

Unter diesen Umständen trat das Container and Package Recycling Law (Gesetz zur Förderung der getrennten Sammlung und Wiederverwertung von Produkten, die Behälter und Verpackungen betreffen) am ersten 1. Juli 1997 in Kraft und bestimmte körperschaftliche Organisationen wurden verpflichtet, die Recycling-Prozesse von PET-Flaschen durchzuführen. Zusätzlich hierzu trat vom Jahr 2000 an dasselbe Gesetz für andere Behälter und Verpackungen als PET- Flaschen in Kraft und demgemäß müssen schlagfeste Polystyrol- Produkte wie beispielsweise Behälter etc. für Milchsäure- Getränke recycelt werden.

Jedoch wurden bis jetzt die meisten Abfälle aus schlagfesten Polystyrol-Produkten als nicht brennbare Abfälle nach ihrer Beseitigung wie vorstehend beschrieben deponiert und es wurden keine wirksamen Verfahren zum Recycling von schlagfesten Polystyrol-Produkten geschaffen.

Die vorliegende Erfindung soll die vorstehend erwähnten Probleme lösen und es ist ihr Ziel, ein Verfahren zur Rückgewinnung von Styrol-Monomeren aus schlagfestem Polystyrol bereitzustellen, bei dem Styrol-Monomere, die industriell brauchbare Materialien sind, aus Abfällen von schlagfestem Polystyrol in hohen Erträgen zurückgewonnen werden können.

LÖSUNG DER AUFGABE

Die vorliegende Erfindung soll die vorstehend erwähnten Probleme lösen und die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zur Rückgewinnung von Styrol-Monomeren aus schlagfestem Polystyrol, wobei die Styrol-Monomere durch Erhitzen und Abbauen des schlagfesten Polystyrols gewonnen werden, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Sulfat und/oder Mangandioxid als Katalysator verwendet wird.

Die Erfindung gemäß Anspruch 2 betrifft das Verfahren nach Anspruch 1 zur Rückgewinnung von Styrol-Monomeren aus schlagfestem Polystyrol, dadurch gekennzeichnet, dass das Sulfat ein Metallsulfat ist.

Die Erfindung gemäß Anspruch 3, betreffend das Verfahren nach Anspruch 1 zur Rückgewinnung von Styrol-Monomeren aus schlagfestem Polystyrol, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sulfat zumindest eine Substanz ist, die aus der Gruppe bestehend aus Magnesiumsulfat, Mangansulfat, Kalziumsulfat, Antimonsulfat, Natriumsulfat, Eisen(II)-sulfat, Zinksulfat, Aluminiumsulfat und Kaliumsulfat ausgewählt ist.

Die Erfindung ist gemäß Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzungstemperatur des Polystyrolharzes auf nicht mehr als 350°C eingestellt wird.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Rückgewinnung von Styrol-Monomeren aus schlagfestem Polystyrol ist dadurch gekennzeichnet, dass beim thermischen Abbau des schlagfesten Polystyrols ein Sulfat und/oder Mangandioxid als Katalysator verwendet wird.

Der Grund hierfür ist, dass die Anwendung dieser Katalysatoren es möglich macht, Polystyrol bei relativ niedrigen Temperaturen thermisch abzubauen und weiterhin den Anteil an Bestandteilen mit niedrigem Molekulargewicht, der in thermisch abgebauten Dämpfen enthalten ist, zu reduzieren. Überdies können diese Katalysatoren einfach zu vergleichsweise geringen Kosten gewonnen werden, wodurch die Katalysator-Kosten reduziert werden.

Die nachfolgende Beschreibung erörtert das Verfahren zur Rückgewinnung von Styrol-Monomeren aus schlagfestem Polystyrol gemäß der vorliegenden Erfindung.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Rückgewinnung von Styrol-Monomeren aus schlagfestem Polystyrol wird ein Sulfat und/oder Mangandioxid als Katalysator verwendet.

Speziell schließen Beispiele des Sulfats Sulfatanhydride, wie Zinksulfat, Aluminiumsulfat, Antimonylsulfat, Antimon(III)-sulfat, Ammoniumsulfat, Ammoniumaluminiumsulfat, Ammoniumchrom(III)-sulfat, Ammoniumkobalt(II)-sulfat, Ammoniumeisen(II)-sulfat, Ammoniumeisen(III)-sulfat, Ammoniummangan(II)-sulfat, Iridum(III)-sulfat, Bleisulfat, Bleisulfaterz, Cadmiumsulfat, Kaliumsulfat, Gallium(III)-sulfat, Kaliumaluminiumsulfat, Kaliumchrom(III)-sulfat, Kalziumsulfat, Normal-Silbersulfat, Guanidinaluminiumsulfat, Chrom(II)-sulfat, Chrom(III)-sulfat, Kobalt(II)-sulfat, Kobalt(III)-sulfat, Zirkonium(IV)-sulfat, Quecksilber(1)-sulfat, Wasserstoff-3-indrylsulfat, Kaliumhydrogensulfat, Zinn(II)-sulfat, Strontiumsulfat, Cer(III)-sulfat, Cer(IV)-sulfat, Titan(III)-sulfat, Titan(IV)-sulfat, Eisen(II)-sulfat, Eisen(III)-sulfat, Kupfer(II)-sulfat, Natriumdodecylsulfat, Thorium(IV)-sulfat, Natriumsulfat, Natriumaluminiumsulfat, Blei(II)-sulfat, Blei(IV)-sulfat, Nickel(II)-sulfat, Nickel(II)- aluminiumsulfat, Nitrosylsulfat, Dinatriummagnesiumsulfat, Neodymium(III)-sulfat, Vanadium(III)-sulfat, Bariumsulfat, Ammoniumhydroxylsulfat, Praseodymium(III)-sulfat, Magnesiumsulfat, Magnesiumdikaliumsulfat, Mangan(II)-sulfat, Mangan(III)-sulfat, Lanthan(III)-sulfat, Ligninsulfat, Lithiumsulfat, Rubidiumsulfat, Rubidiumaluminiumsulfat und Mangan(III)-cäsiumsulfat, ein.

Und sie schließen Sulfathydrate wie Zinksulfat- Monohydrat, Zinksulfat-Hexahydrat, Zinksulfat-Heptahydrat, Aluminiumsulfat-Hexahydrat, Aluminiumsulfat-Decahydrat, Aluminiumsulfat-16-hydrat, Aluminiumsulfat-18-hydrat, Aluminiumsulfat-27-hydrat, Ammoniumchrom(III)-sulfat-12- hydrat, Ammoniumkobalt(II)-sulfat-Hexahydrat, Ammoniumeisen(II)-sulfat-Hexahydrat, Ammoniumeisen(III)- sulfat-12-Hydrat, Ammoniummangan(II)-sulfat-Hexahydrat, Cadmiumsulfat-Monohydrat, Cadmiumsulfat-8/3-Hydrat, Cadmiumsulfat-Heptahydrat, Kaliumaluminium-24-Hydrat, Kaliumaluminiumsulfat-12-Hydrat, Kaliumaluminiumsulfat-16- Hydrat, Kaliumchrom(III)-sulfat-12-Hydrat, Kaliumchrom(III)- sulfat-Hexahydrat, Kaliumchrom(III)-sulfat-Trihydrat, Kaliumchrom(III)-sulfat-Monohydrat, Kalziumsulfat-Dihydrat, Chrom(II)-sulfat-Heptahydrat, Chrom(III)-sulfat-18-Hydrat, Chrom(III)-sulfat-Trihydrat, Kobalt(II)-sulfat-Hexahydrat, Kobalt(II)-sulfat-Monohydrat, Kobalt(III)-sulfat-18-hydrat, Zirkon(IV)-sulfat-Monohydrat, Zirkon(IV)-Tetrahydrat, Cer(III)-sulfat-Octahydrat, Cer(IV)-sulfat-Tetrahydrat, Titan(IV)-sulfat-Tetrahydrat, Eisen(II)-sulfat-Monohydrat, Eisen(II)-sulfat-Tetrahydrat, Eisen(II)-sulfat-Pentahydrat, Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat, Eisen(III)-sulfat-Trihydrat, Eisen(III)-sulfat-Hexahydrat, Eisen(III)-sulfat-Heptahydrat, Eisen(III)-sulfat-7,5-Hydrat, Eisen(III)-sulfat-Nonahydrat, Eisen(III)-sulfat-Decahydrat, Eisen(III)-sulfat-12-hydrat, Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, Thorium(IV)-sulfat-Dihydrat, Thorium(IV)-sulfat-Tetrahydrat, Thorium(IV)-sulfat- Hexahydrat, Thorium(IV)-sulfat-Octahydrat, Thorium(IV)- sulfat-Nonahydrat, Natriumsulfat-Heptahydrat, Natriumsulfat- Decahydrat, Natriumaluminiumsulfat-24-hydrat, Nickel(II)- sulfat-Monohydrat, Nickel(II)-sulfat-Dihydrat, Nickel(II)- sulfat-Tetrahydrat, Nickel(II)-sulfat-Heptahydrat, Dinatriummagnesiumsulfat-2,5-hydrat, Dinatriummagnesium- Tetrahydrat, Vanadium(II)-sulfat-Heptahydrat, Vanadium(III)- sulfat-Trihydrat, Vanadium(III)-sulfat-Nonahydrat, Magnesiumsulfat-Monohydrat, Magnesiumsulfat-1,5-Hydrat, Magnesiumsulfat-Dihydat, Magnesiumsulfat-Trihydrat, Magnesiumsulfat-Hexahydrat, Magnesiumsulfat-Heptahydrat, Magnesiumdikaliumsulfat-Tetrahydrat, Magnesiumdikaliumsulfat- Hexahydrat, Mangan(II)-sulfat-Monohydrat, Mangan(II)-sulfat- Dihydrat, Mangan(II)-sulfat-Tetrahydrat, Mangan(II)-sulfat- Penthahydrat, Mangan(II)-sulfat-Heptahydrat und Mangan(III)- Cäsiumsulfat-12-Hydrat ein.

Unter den vorher erwähnten Sulfaten werden Metallsulfate bevorzugt und unter den Metallsulfaten werden Magnesiumsulfate, Kalziumsulfate, Antimonsulfate, Mangansulfate, Natriumsulfate, Eisen(II)-sulfate, Zinksulfate, Aluminiumsulfate, Kaliumsulfate und Hydrate dieser Sulfate bevorzugter verwendet.

Überdies kann der vorstehend erwähnte Katalysator wie er ist verwendet werden oder der vorstehend erwähnte Katalysator kann auf einem Träger verwendet werden. Hinsichtlich des Trägers werden derartige Träger wie beispielsweise Diatomeenerde, Aluminiumoxid, Silikagel, aktiver Kohlenstoff und Zeolith bevorzugt verwendet, obwohl man nicht speziell darauf beschränkt ist.

Hinsichtlich des Verfahrens, das es dem Träger ermöglicht, den Katalysator zu tragen, ist man nicht speziell beschränkt; und ein bekanntes Verfahren wie beispielsweise ein Tauchverfahren und ein Co-Präzipitations-Verfahren können verwendet werden.

Wenn schlagfestes Polystyrol (hierin nachstehend als HI- PS bezeichnet) durch Verwendung des vorstehend erwähnten Katalysators abgebaut wird, wird HI-PS einfach in der Gegenwart des Katalysators in einer hitzebeständigen Reaktionsvorrichtung, wie beispielsweise einer thermischen Abbau-Vorrichtung erhitzt.

Die Erhitzungstemperatur des Polystyrol-Harzes, die abhängig von der Art des zu verwendenden Katalysators festgelegt wird, wird vorzugsweise auf nicht mehr als 350°C eingestellt.

Spezieller sind die bevorzugten Erhitzungstemperatur bereiche für die jeweiligen Katalysatoren beispielsweise wie folgt dargestellt: im Falle von Mangandioxid ist der Temperaturbereich 240 bis 330°C, im Fall von Magnesiumsulfat ist der Temperaturbereich 230 bis 330°C, im Fall von Mangansulfat ist der Temperaturbereich 220 bis 320°C, im Fall von Kalziumsulfat ist der Temperaturbereich 220 bis 300°C, im Fall von Antimonsulfat ist der Temperaturbereich 210 bis 340°C, im Fall von Natriumsulfat ist der Temperaturbereich 230 bis 320°C. Im Fall von Eisen(II)-sulfat ist der Temperaturbereich 250 bis 320°C, im Fall von Zinksulfat ist der Temperaturbereich 215 bis 340°C, im Fall von Aluminiumsulfat ist der Temperaturbereich 235 bis 320°C und im Fall von Kaliumsulfat ist der Temperaturbereich 260 bis 340°C.

Hier ist die Zugabemenge jedes Katalysators nicht speziell beschränkt; es wird jedoch bevorzugt, diesen im Bereich von 10-20 Gew.-% hinsichtlich HI-PS einzustellen.

HI-PS wird in der Gegenwart des Katalysators auf die vorher erwähnte vorbestimmte Temperatur erhitzt, so dass es zu thermisch abgebauten Polystyroldämpfen umgewandelt wird. Die thermisch abgebauten Dämpfe enthalten als Unreinheiten beispielsweise Bestandteile mit niedrigem Siedepunkt wie Benzol und Toluol und Bestandteile mit hohem Siedepunkt wie beispielsweise Dimere und Trimere; deswegen werden diese zuletzt einem Reinigungsverfahren unterworfen, um Styrol- Monomere mit hoher Reinheit zu gewinnen.

Das Reinigungsverfahren wird durch Verwendung eines bekannten Verfahrens ausgeführt; und beispielsweise können ein Vakuumdestillations-Verfahren etc. verwendet werden.

Hier verbleibt Butadienkautschuk, in HI-PS Graft- polymerisiert, in der Reaktionsvorrichtung, ohne abgebaut zu werden.

Beispiele

Die nachfolgenden Beispiele werden das Verfahren zur Rückgewinnung von Styrol-Monomeren aus schlagfestem Polystyrol durch Verwendung eines Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung erläutern, um die Wirkungen der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen. Jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht von diesen Beispielen eingeschränkt werden.

Beispiel 1

Ein thermisches Abbauverfahren von schlagfestem Polystyrol wurde durch das folgende Verfahren unter Verwendung einer experimentellen Vorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, durchgeführt.

In einen Kolben (1) wurden 60 g schlagfestes Polystyrol, das durch Pulverisieren von Yakult-Behältern (Handelsbezeichnung) gewonnen wurde und 10 g Mangandioxid, das bei 500°C geröstet wurde, gefüllt, und eine Gitterplatte (2) wurde in einer oberen Position innerhalb des Kolbens (1) angeordnet und Raschig-Ringe eines Durchmessers von 5 mm, die aus Keramik hergestellt wurden, wurden auf die Gitterplatte (2) gelegt, um eine substanzbefüllte Schicht (3) zu bilden.

Dieser wurde einem Erhitzungs-Verfahren unterworfen, indem das Innere des Kolbens (1) durch ein Mantelheizgerät (5) erhitzt wurde, während durch Rührblätter (4) vermischt und gerührt wurde.

Hier wurde ein Bandheizgerät (nicht dargestellt) verwendet, um den Auslass des Kolbens (1) zu erhitzen. Dies, um die Rückgewinnung des Anfangsteils der destillierten Flüssigkeit zu verbessern.

Ein Sammelbehälter (7) wurde an den Auslass des Kolbens (1) durch ein Kühlrohr (6) angeschlossen, so dass Bestandteile, die durch Kühlwasser kondensiert und verflüssigt wurden, in dem Sammelbehälter (7) zurückgewonnen wurden. Die Flüssigkeitstemperatur innerhalb des Kolbens (1) wurde durch ein Thermometer (8) gemessen und die Innentemperatur des Kühlrohrs (6) wurde durch ein Thermometer (9) gemessen.

Hier waren hinsichtlich der Temperaturen, während die Flüssigkeit destilliert wurde, die Flüssigkeitstemperatur 238,5 bis 333,2°C und die Einlass-Temperatur des Kühlrohres 146,5 bis 174,3°C.

Die Bestandteile der im Sammelbehälter (7) zurückgewonnenen Flüssigkeit wurden durch Gaschromatographie analysiert; und die Ergebnisse zeigen, dass der Gehalt an Styrol-Monomeren 80,7981% war und der Gehalt an Toluol und Ethylbenzol, die niedermolekulare Bestandteile sind, nur 5,855% bzw. 3,782% war. Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen darstellt, und

Fig. 3 zeigt Zahlenwert-Daten der Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen.

Beispiel 2

In einen Kolben (1) wurden 40 g schlagfestes Polystyrol, das durch Pulverisieren von Yakult-Behältern (Handelsbezeichnung) gewonnen wurde, und 16 g Magnesiumsulfat, das bei 800°C geröstet wurde, gefüllt, und eine Gitterplatte (2) wurde in einer oberen Position innerhalb des Kolbens (1) angeordnet und Raschig-Ringe eines Durchmessers von 5 mm, die aus Keramik hergestellt waren, wurden auf die Gitterplatte (2) gelegt, um eine substanzgefüllte Schicht (3) zu bilden.

Dies wurde einem Erhitzungs-Verfahren unterworfen, indem das Innere des Kolbens (1) durch ein Mantelheizgerät (5) erhitzt wurde, während durch Rührblätter (4) gemischt und gerührt wurde.

Hier wurde ein Bandheizgerät (nicht dargestellt) zum Erhitzen des Auslasses des Kolbens (1) verwendet. Dies, um die Rückgewinnung des Anfangsanteils der destillierten Flüssigkeit zu verbessern.

Ein Sammelbehälter (7) wurde an den Auslass des Kolbens (1) durch ein Kühlrohr (6) angeschlossen, so dass Bestandteile, die durch Kühlwasser kondensiert und verflüssigt wurden, in dem Sammelbehälter (7) zurückgewonnen wurden. Die Flüssigkeitstemperatur innerhalb des Kolbens (1) wurde durch ein Thermometer (8) gemessen und die Einlasstemperatur des Kühlrohrs (6) wurde durch ein Thermometer (9) gemessen.

Hier waren hinsichtlich der Temperaturen, während die Flüssigkeit destilliert wurde, die Flüssigkeitstemperatur 274 bis 335,5°C und die Einlass-Temperatur des Kühlrohres 149,8 bis 171,4°C.

Die Bestandteile der zurückgewonnenen Flüssigkeit im Sammelbehälter (7) wurden durch Gaschromatographie analysiert, und die Ergebnisse zeigen, dass der Gehalt an Styrol-Monomeren 87,5956% ist und der Gehalt an Toluol und Ethylbenzol, die niedermolekulare Bestandteile sind, nur 5,1522% bzw. 1,6041% war. Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen darstellt, und Fig. 5 zeigt die Zahlenwertdaten der Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen.

Beispiel 3

Ein thermisches Abbauverfahren von schlagfestem Polystyrol wurde durch die folgende Methode unter Verwendung einer experimentellen Vorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, durchgeführt.

In einen Kolben (1) wurden 50 g schlagfestes Polystyrol, das durch Pulverisieren von Yakult-Behältern (Handelsbezeichnung) gewonnen wurde, und 10 g Mangansulfat, gefüllt, und eine Gitterplatte (2) wurde in einer oberen Position innerhalb des Kolbens (1) angeordnet und Raschig- Ringe eines Durchmessers von 5 mm, die aus Keramik hergestellt waren, wurden auf die Gitterplatte (2) gelegt, so dass sie eine substanzgefüllte Schicht (3) bildeten.

Ein Sammelbehälter (7) wurde an den Auslass des Kolbens (1) durch ein Kühlrohr (6) angeschlossen, so dass Bestandteile, die durch Kühlwasser kondensiert und verflüssigt wurden, im Sammelbehälter (7) zurückgewonnen wurden. Die Flüssigkeitstemperatur innerhalb des Kolbens (1) wurde durch ein Thermometer (8) gemessen und die Einlasstemperatur des Kühlrohrs (6) wurde durch ein Thermometer (9) gemessen.

Hier waren hinsichtlich der Temperaturen, während die Flüssigkeit destilliert wurde, die Flüssigkeitstemperatur 228,8 bis 297,3°C und die Einlass-Temperatur des Kühlrohres war 146,2 bis 168,1°C.

Die Bestandteile der zurückgewonnenen Flüssigkeit im Sammelbehälter (7) wurden durch Gaschromatographie analysiert, und die Ergebnisse zeigen, dass der Gehalt an Styrol-Monomeren 87,8054% war und der Gehalt an Toluol und Ethylbenzol, die niedermolekulare Bestandteile sind, nur 4,8626% bzw. 1,9443% war. Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen darstellt, und Fig. 7 stellt Zahlenwertdaten der Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen dar.

Beispiel 4

Ein thermisches Abbauverfahren von schlagfestem Polystyrol wurde durch das folgende Verfahren ausgeführt, indem eine experimentelle Vorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, verwendet wurde.

In einen Kolben (1) wurden 50 g schlagfestes Polystyrol, das durch Pulverisieren von Yakult-Behältern (Handelsbezeichnung) gewonnen wurde, und 10 g Kalziumsulfat gefüllt und eine Gitterplatte (2) wurde in einer oberen Position innerhalb des Kolbens (1) angeordnet, und Raschig- Ringe eines Durchmessers von 5 mm, die aus Keramik hergestellt waren, wurden auf die Gitterplatte (2) gelegt, um eine substanzgefüllte Schicht (3) zu bilden.

Hier war hinsichtlich der Temperaturen, während die Flüssigkeit destilliert wurde, die Flüssigkeitstemperatur 200 bis 302,7°C und die Einlass-Temperatur des Kühlrohres 153 bis 211°C.

Die Bestandteile der wiedergewonnenen Flüssigkeit im Sammelbehälter (7) wurden durch Gaschromatographie analysiert, und die Ergebnisse zeigen, dass der Gehalt an Styrol-Monomeren 86,7463% war und der Gehalt an Toluol und Ethylbenzol, die niedermolekulare Bestandteile sind, nur 6,109% bzw. 2,9067% war. Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen darstellt, und Fig. 9 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen.

Beispiel 5

Ein thermisches Abbauverfahren von schlagfestem Polystyrol wurde durch das folgende Verfahren durchgeführt, indem eine experimentelle Vorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, verwendet wurde.

In einem Kolben (1) wurden 50 g schlagfestes Polystyrol, das durch Pulverisieren von Yakult-Behältern (Handelsbezeichnung) gewonnen wurde, und 10 g Antimonsulfat gefüllt und eine Gitterplatte (2) wurde in einer oberen Position innerhalb des Kolbens (1) angeordnet, und Raschig- Ringe eines Durchmessers von 5 mm, die aus Keramik hergestellt waren, wurden auf die Gitterplatte (2) gelegt, um eine substanzgefüllte Schicht (3) zu bilden.

Hier wurde ein Bandheizgerät (nicht dargestellt) zum Erhitzen des Auslasses des Kolbens (1) verwendet. Dies, um die Rückgewinnung des Anfangsteils der destillierten Flüssigkeit zu verbessern.

Hier war hinsichtlich der Temperaturen, während die Flüssigkeit destilliert wurde, die Flüssigkeitstemperatur 202 bis 302,3°C und die Einlass-Temperatur des Kühlrohres war 163 bis 189,6°C.

Die Bestandteile der zurückgewonnenen Flüssigkeit im Sammelbehälter (7) wurden durch Gaschromatographie analysiert und die Ergebnisse zeigen, dass der Gehalt an Styrol- Monomeren 82,9151% war und der Gehalt an Toluol und Ethylbenzol, die niedermolekulare Bestandteile sind, nur 6,1744% bzw. 4,2618% war. Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen darstellt, und Fig. 11 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen.

Beispiel 6

In einen Kolben (1) wurden 50 g schlagfestes Polystyrol, das durch Pulverisieren von Yakult-Behältern (Handelsbezeichnung) gewonnen wurde, und 10 g Natriumsulfat gefüllt und eine Gitterplatte (2) wurde in einer oberen Position innerhalb des Kolbens (1) angeordnet, und Raschig- Ringe eines Durchmessers von 5 mm, die aus Keramik hergestellt wurden, wurden auf die Gitterplatte (2) gelegt, um eine substanzgefüllte Schicht (3) zu bilden.

Hier waren hinsichtlich der Temperaturen, während die Flüssigkeit destilliert wurde, die Flüssigkeitstemperatur 245 bis 294,6°C und die Einlass-Temperatur des Kühlrohres war 153,5 bis 161,9°C.

Die Bestandteile der wiedergewonnenen Flüssigkeit im Sammelbehälter (7) wurden durch Gaschromatographie analysiert, und die Ergebnisse zeigen, dass der Gehalt an Styrol-Monomeren 81,5469% war und der Gehalt an Toluol und Ethylbenzol, die niedermolekulare Bestandteile sind, nur 6,338% bzw. 3,2322% waren. Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen darstellt, und Fig. 13 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen.

Beispiel 7

In einen Kolben (1) wurden 60 g schlagfestes Polystyrol, das durch Pulverisieren von Yakult-Behältern (Handelsbezeichnung) gewonnen wurde, und 15 g Eisensulfat gefüllt und eine Gitterplatte (2) wurde in einer oberen Position innerhalb des Kolbens (1) angeordnet, und Raschig- Ringe eines Durchmessers von 5 mm, die aus Keramik hergestellt wurden, wurden auf die Gitterplatte (2) gelegt, um eine substanzgefüllte Schicht (3) zu bilden.

Ein Sammelbehälter (7) wurde an den Auslass des Kolbens (1) durch ein Kühlrohr (6) angeschlossen, so dass Bestandteile, die durch Kühlwasser kondensiert und verflüssigt wurden, im Sammelbehälter (7) zurückgewonnen wurden. Die Flüssigkeitstemperatur innerhalb des Kolbens (1) wurde durch ein Thermometer (8) und die Einlasstemperatur des Kühlrohrs (6) wurde durch ein Thermometer (9) gemessen.

Hier waren hinsichtlich der Temperaturen, während die Flüssigkeit destilliert wurde, die Flüssigkeitstemperatur 226,3 bis 307,7°C und die Einlass-Temperatur des Kühlrohres 158,5 bis 185,1°C.

Die Bestandteile der wiedergewonnenen Flüssigkeit im Sammelbehälter (7) wurden durch Gaschromatographie analysiert, und die Ergebnisse zeigen, dass der Gehalt an Styrol-Monomeren 83,8343% war und der Gehalt an Toluol und Ethylbenzol, die niedermolekulare Bestandteile sind, nur 5,4205 bzw. 3,4163% war. Fig. 14 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen darstellt, und Fig. 15 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen.

Beispiel 8

In einen Kolben (1) wurden 50 g schlagfestes Polystyrol, das durch Pulverisieren von Yakult-Behältern (Handelsbezeichnung) gewonnen wurde, und 13,5 g Zinksulfat gefüllt und eine Gitterplatte (2) wurde in einer oberen Position innerhalb des Kolbens (1) angeordnet, und Raschig- Ringe eines Durchmessers von 5 mm, die aus Keramik hergestellt wurden, wurden auf die Gitterplatte (2) gelegt, um eine substanzgefüllte Schicht (3) zu bilden.

Hier wurde ein Bandheizgerät (nicht dargestellt) zum, Erhitzen des Auslasses des Kolbens (1) verwendet. Dies, um die Rückgewinnung des Anfangsteils der destillierten Flüssigkeit zu verbessern.

Ein Sammelbehälter (7) wurde an den Auslass des Kolbens (1) durch ein Kühlrohr (6) angeschlossen, so dass Bestandteile, die durch, Kühlwasser kondensiert und verflüssigt wurden, im Sammelbehälter (7) zurückgewonnen wurden. Die Flüssigkeitstemperatur innerhalb des Kolbens (1) wurde durch ein Thermometer (8) gemessen und die Einlasstemperatur des Kühlrohrs (6) wurde durch ein Thermometer (9) gemessen.

Hier waren hinsichtlich der Temperaturen, während die Flüssigkeit destilliert wurde, die Flüssigkeitstemperatur 217 bis 345,8°C und die Einlass-Temperatur des Kühlrohres 151,3 bis 156,8°C.

Die Bestandteile der wiedergewonnenen Flüssigkeit im Sammelbehälter (7) wurden durch Gaschromatographie analysiert, und die Ergebnisse zeigen, dass der Gehalt an Styrol-Monomeren 87,7999% und der Gehalt an Toluol und Ethylbenzol, die niedermolekulare Bestandteile sind, nur 5,0973% bzw. 2,1685% waren. Fig. 16 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen darstellt, und Fig. 17 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen.

Beispiel 9

In einem Kolben (1) wurden 50 g schlagfestes Polystyrol, das durch Pulverisieren von Yakult-Behältern (Handelsbezeichnung) gewonnen wurde, und 12,5 g Aluminiumsulfat gefüllt und eine Gitterplatte (2) wurde in einer oberen Position innerhalb des Kolbens (1) angeordnet, und Raschig-Ringe eines Durchmessers von 5 mm, die aus Keramik hergestellt wurden, wurden auf die Gitterplatte (2) gelegt, um eine substanzgefüllte Schicht (3) zu bilden.

Dies wurde einem Erhitzungs-Verfahren unterworfen, in dem das Innere des Kolbens (1) durch ein Mantelheizgerät (5) erhitzt wurde, während durch Rührblätter (4) gemischt und gerührt wurde.

Hier war hinsichtlich der Temperaturen, während die Flüssigkeit destilliert wurde, die Flüssigkeitstemperatur 206,3 bis 317,8°C und die Einlass-Temperatur des Kühlrohres war 152,1 bis 176,7°C.

Die Bestandteile der wiedergewonnenen Flüssigkeit im Sammelbehälter (7) wurden durch Gaschromatographie analysiert, und die Ergebnisse zeigen, dass der Gehalt der Styrol-Monomere sogar 84,7884% und der Gehalt an Toluol und Ethylbenzol, die niedermolekulare Bestandteile sind, nur 5,0945 bzw. 3,3919% waren. Fig. 18 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen darstellt, und Fig. 19 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen.

Beispiel 10

In einen Kolben (1) wurden 50 g schlagfestes Polystyrol, das durch Pulverisieren von Yakult-Behältern (Handelsbezeichnung) gewonnen wurde, und 12,5 g Kaliumsulfat gefüllt und eine Gitterplatte (2) wurde in einer oberen Position innerhalb des Kolbens (1) angeordnet, und Raschig- Ringe eines Durchmessers von 5 mm, die aus Keramik hergestellt waren, wurden auf die Gitterplatte (2) gelegt, um eine substanzgefüllte Schicht (3) zu bilden.

Hier war hinsichtlich der Temperaturen, während die Flüssigkeit destilliert wurde, die Flüssigkeitstemperatur 288,6 bis 329,5°C und die Einlass-Temperatur des Kühlrohres war 155,5 bis 191,3°C.

Die Bestandteile der zurückgewonnenen Flüssigkeit im Sammelbehälter (7) wurden durch Gaschromatographie analysiert, und die Ergebnisse zeigen, dass der Gehalt an Styrol-Monomeren sogar 86,0946% war und der Gehalt an Toluol und Ethylbenzol, die niedermolekulare Bestandteile sind, nur 5,5804 bzw. 2,1234% waren, Fig. 20 ist eine Darstellung, die die Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen zeigt, und Fig. 21 stellt Zahlenwertdaten der Ergebnisse der Gaschromatographie-Analysen dar.

Wie vorstehend beschrieben ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Rückgewinnung von Styrol-Monomeren durch Erhitzen und Abbauen von schlagfestem Polystyrol der ein Rückgewinnungsverfahren von Styrol-Monomeren aus schlagfestem Polystyrol, bei dem ein Sulfat und/oder Mangandioxid als Katalysator verwendet wird; deswegen macht es dieses Verfahren möglich, Styrol-Monomere, die industriell brauchbare Materialien sind, aus Abfällen von schlagfestem Polystyrol in hohem Ertrag mit hoher Reinheit zurückzugewinnen. Dieses Verfahren ist effektiv, weil kein wirksames Verfahren zum Recycling dieser Abfälle in herkömmlicher Weise geschaffen wurde.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer thermischen Abbau-Vorrichtung zeigt, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomere) zeigt, die in Beispiel 1 gewonnen wurden.

Fig. 3 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren), die in Beispiel 1 gewonnen wurden.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren) zeigt, die in Beispiel 2 gewonnen wurden.

Fig. 5 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomere), die in Beispiel 2 gewonnen wurden.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh Styrol-Monomeren) darstellt, die in Beispiel 3 gewonnen wurden.

Fig. 7 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren), die in Beispiel 4 gewonnen wurden.

Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren) zeigt, die in Beispiel 4 gewonnen wurden.

Fig. 9 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren), die in Beispiel 4 gewonnen wurden.

Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren) zeigt, die in Beispiel 5 gewonnen wurden.

Fig. 11 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren), die in Beispiel 5 gewonnen wurden.

Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren) darstellt, die in Beispiel 6 gewonnen wurden.

Fig. 13 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren), die in Beispiel 6 gewonnen wurden.

Fig. 14 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren) zeigt, die in Beispiel 7 gewonnen wurden.

Fig. 15 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren), die in Beispiel 7 gewonnen wurden.

Fig. 16 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren) darstellt, die in Beispiel 8 gewonnen wurden.

Fig. 17 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren), die in Beispiel 8 gewonnen wurden.

Fig. 18 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren) zeigt, die in Beispiel 9 gewonnen wurden.

Fig. 19 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren), die in Beispiel 9 gewonnen wurden.

Fig. 20 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren) zeigt, die in Beispiel 10 gewonnen wurden.

Fig. 21 zeigt Zahlenwertdaten der Ergebnisse von Gaschromatographie-Analysen von destillierten Produkten (Roh- Styrol-Monomeren), die in Beispiel 10 gewonnen wurden.

Claims

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Styrol-Monomeren aus schlagfestem Polystyrol, bei dem die Styrol-Monomere durch Erhitzen und Abbau des schlagfesten Polystyrols gewonnen werden, wobei ein Sulfat und/oder Mangandioxid als Katalysator verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Sulfat ein Metallsulfat ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Sulfat mindestens eine Substanz ist, die aus der Gruppe bestehend aus Magnesiumsulfat, Mangansulfat, Kalziumsulfat, Antimonsulfat, Natriumsulfat, Eisen(II)-sulfat, Zinksulfat, Aluminiumsulfat und Kaliumsulfat ausgewählt ist.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Erhitzungstemperatur des Polystyrolharzes auf nicht mehr als 350°C eingestellt wird.