Способ высокотемпературной обработки отходов полимеров

Способ высокотемпературной обработки отходов полимеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(II) 5O29I6

OnИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Севвтскн)э

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06.74 (21) 2030648/23-5 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.76. Бюллетень № 6! (51) . 1. Кл. - С ОК.1 11 00

Государственный коми от

Совета Министров СССР по девам изобретений и отирытий г: ",6) Дата опубликования описания 05.06.76 (7.") Йвт»pi>I

;.зобретепия

А. С. Ытейнберг, О. A. Кочетов, Ю. Б. Куценок, В. А. Никитина, 3. Н. Скрипниченко и E. Б. Улыбин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКИ

ОТХОДОВ ПОЛИМЕРОВ

Изобретение относится к отрасли переработки отходов полимеров с целью получения целевых продуктов, например мономеров. Современная промьвшленность при получении и переработке пластических масс дает огромное количество отходов, которые не .перерабатываются на химические продукты, а сжигаются.

Известно несколько способов переработки отходов пластических масс. Мономер стирола получают из отходов полимера стирола в реакторе с псевдоожиженным слоем (1). Проводят сухую перегонку пластмасс (термопластичных и термореактивных) с получением метана, этапа и водорода (2) и НС1 (3).

Смесь поливинилхлорида и полистирола нагревают в котле до 320 — -420"С 30 мин — 3,5 ч.

Получают жидкость, содержащую бензол, толуол, ксилол, нафталин. При нагревании из смеси выделяют бензины с высоким октановым числом (4). Однако указанные способы обладают недостатками. Процесс настационарен, по ходу конверсии изменяется конечный состав газовых продуктов разложения. Необходимо предварительное размельчение исходного вещества, что представляет достаточно сложную проблему. Мала производительность, что обусловлено низкими значениями величины теплового потока в разлагающееся вещество. Значительно осмоление, сопровождающееся увеличением выхода коксообразных продуктов. Громоздко оборудование в случае проведения разложения при давлениях, превышающих атмосферное (для интенсификации

5 процесса).

Известен способ переработки отходов полимеров, заключающийся в том, что полимер нагревают в инертной среде. При этом температуру и давление процесса выбирают в соот10 ветствии с кинетическими константами реакции образования целевых продуктов разложения,полимера (5). Данный способ характеризуется жесткими треоованиями к оборудованию, длительностью процесса и неодноро, но15 стью получаемых продуктов.

Цель изобретения — получение однородных продуктов термораспада полимера и -.ni<ðàщение процесса.

20 Цель достигается воздействием внешнего источника нагрева через теплопередающий элемент (массивный высокотемпературопроводный блок или тепловая труба), нагретый

;о температуры, превышающей температуру разложения твердого вещества на 50 — 500 С, на твердое вещество, находящееся В инертной среде или вакууме. Воздействие осуществляет "я путем .прижатия твердого вещества к теплопередающему элементу с постоянным

30 усилием, обеспечивающим постоянное давле502916

3 ние прод ктов разложения В Зазоре между твердым веществом и теплопередающим элементом в пределах от 0,3 до 50 ати, в зависимости от природы разлагаемого вещества. Перепад между давлениями .в зазоре и окружающей среде приводит к быстрой закалке продуктов распада.

В процессе разложения основная масса вещества находится при температуре, намного меньшей температуры нагревателя, а высокотемпературная тонкая зона реакции перемещается по мере разложения вещества с постоянной скоростью, совпадающей по величине со скоростью распространения волны прогрева. Процесс мо?кно вести практически при любом заданном давлении в зазоре между нагревателем и твердым веществом, варьируя силу прижатпя и диаметр образца, при этом давление окружающей среды значительно меньше давления в газовой прослойке, что обеспечивает условия быстрой закалки продуктов распада, так как при выходе из газовой прослойки происходит резкое расширение газообразных продуктов и значительное понижение температуры. Скоростью процесса и составом продуктов разложения управляют, изменяя температуру нагревателя и давление в зазоре, которое определяется силой прижатия и площадью контакта вещества с нагревателем.

Получение продуктов разложения твердых веществ осуществляется следующим способом: образец твердого вещества прижимают к металлическому олоку (например, медному, алюминиевому или молибденовому) или тепловой трубе, нагретым до определенной температуры. Процесс ведется в инертной среде (например, гелий) или в вакууме.

Пример 1. Разложение предлагаемым методом фторопласта-4 (стационарная температура поверхности разложения, Т.р,;,, ——

=700 С),проводят в замкнутом объеме (под колпаком). Образец полимера, выполненный в виде цилиндра длиной 200 и диаметром

10 мм, ставят па подставку, прижимают к нагретому до Т=750 С медному. блоку (температура медного олока превышает стационарную температуру поверхности разлагаемого вещества на ЛТ=50 C). Вес прижатия Р=

=0,95 кг, давление в зазоре ЛР=1,2 кт/см .

Температуру блока измеряют при помощи хромель-алюмелевой термопары, зачеканенной в медный блок. Производительность при данных размерах образца Q=17 r/÷. Продукты пиролиза, проанализированные на хроматографе, содержат (%) 87 тетрафторэтилена, 12 октофторпропана и 1 четырехфтористого углерода, При температуре олока Т=850 С, ЛТ=

=150 С., Р=0,95 кг и ЛР=1,2 кг/=м производительность Q=34 г/ч, а продукты разложения содержат (О/О) 96 тетрафторэтилена, 3 октофторпропана и 1 четырехфтористого углерода.

Зо

4

При температуре блока Т=850 С, ЛТ=

=--:150 С, Р=1,92 кг и ЛР=2,7 кг/см производительность Q =51 г/ч, а продукты разложения содержат (/„- ) 90 тетрафторэтилена, 9 октофторпропана и 1 четырехфтористого углерода. Описанный метод можно применять для целевой переработки отходов производства фторопласта-4.

Пример 2. Проводят разложение поперечносшитого полиметилметакрилата. Стационарная температура поверхности разложеHH$I Тг = 560 С, pB3Mepbf Оор B3II8 ТВКНе ?Ке, как в примере 1.

При температуре блока Т=625 С, ЛТ=

=65 С, Р=1,6 кг и ЛР=2,0 кг/см производительность (,)=73 г/ч, а продукты разложения содержат (/О ) 98 метилметакрилата, i этилена, 0,5 метана и 0,5 углекислого газа.

При температуре блока Т=725 C, ЛТ=

==-165 С, Р=1,6 кг и ЛР=2,0 кг/см производительность .процесса @=230 г/ч, а продукты разложения содержат (О/О) 95 метилметакрилата, 2 этилена, 1 пропана, 1 метана и 1 углекислого газа.

Нр> температуре блока Т=725 С, ЛТ=

=165 С, Р=-0,5 кг и ЛР=0,65 кг/см производительность Q=150 г/ч, а продукты разложения содержат (О/О ) 97 метилметакрилата, ! пропана, 1 этилена и 1 углекислого газа.

Из приведенных примеров видно, что изменение давления прижатия и температуры нагревателя,влияет на состав продуктов разложения. Выбирая оптимальные значения давления и температуры, получают максимальный выход мономеров (тетрафторэтилена в примере 1 и метилметакрилата в примере 2).

Производительность, процесса при заданных температуре и давлении в зазоре определяет"я величиной контактной поверхности образца.

Предлагаемый способ .позволяет обеспечить более высокую производительность процесса, легко регулируемый и постоянный состав продуктов разложения и их быструю закалку.

Формула изобретения

Способ высокотемпературной обработки отходов полимеров, термораспад которых сопровождается большим выходом летучих соедипений, в инертной среде или в вакууме, отличающий ся тем, что, с целью получения однородных продуктов распада и повышения

f .pî.f3I îäHTåëüH0ñTH процесса, полимер приводят в контакт с источником нагрева с температурой на 50 — 500 С выше температуры pacfIBäà полимера через зазор, обеспечивающий постоянное давление летучих соединении на полимер, равное 0,3 — 50 ати.

602916

1. Vinyls and Polymers, 12, М 8, 22, 1972.

2. Plast. Ind. News, 18, М 1, 8, 1972.

Составитель T. Мартинская

Техред 3. Тараненко

Редактор Е. Хорина

Корректор Н. Аух

Заказ 1320/9 Изд. >4 1113 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

ЛИТЕРАТУРА

3. Патент Франции М 2127988.

4. Plast. 1пд. News, 18, Жа 2, 26, 1972.

5. l. Watei ацсl waste, 15, М 6, 706 — 708, 1973.