一种在外来聚合物存在下解聚聚苯乙烯的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过在外来聚合物如聚烯烃的存在下解聚聚苯乙烯来生产苯乙烯单体的方法，其包括以下步骤：a)引入聚合物组合物(A)至热解反应器(P)的反应区(R)，该聚合物组合物(A)包含：I)基于聚合物组合物(A)，10至99.5重量％的聚苯乙烯(I)；II)0.1

A method of depolymerizing polystyrene in the presence of foreign polymers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种在外来聚合物存在下解聚聚苯乙烯的方法
[0001]描述
[0002]本专利技术涉及一种在外来聚合物存在下解聚(分解)聚苯乙烯来生产苯乙烯单体的方法、并涉及一种用于该方法的装置，以及使用该装置用于在外来聚合物存在下解聚聚苯乙烯的用途。
[0003]聚苯乙烯优选选自：标准聚苯乙烯(GPPS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、苯乙烯
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丁二烯共聚物。特别优选高抗冲聚苯乙烯和/或标准聚苯乙烯。在评论文献中对高抗冲聚苯乙烯(HIPS)和标准聚苯乙烯，以及它们的生产、结构和性能方面已有广泛的描述(参见A.Echte等的《安吉化学》(Angew.Chem.，Int.Ed.Engl.)20,344
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361(1981)；以及由R.Vieweg和G.Daumiller编辑的《塑料手册》(Kunststoffhandbuch)，第4卷“聚苯乙烯”，Carl Hanser Verlag出版社，慕尼黑(1996)。
[0004]从气候变化、环境污染、人口增长和对资源的依赖的角度来看，从线性经济向循环经济的转型在生态和经济方面都是必要的。早在1980年代和1990年代，人们就大力致力于开发塑料废料的原料回收工艺，但由于未解决的工艺技术问题和经济原因，迄今为止尚未出现工业应用。然而，随着环境意识的普遍提高和对可持续解决方案的需求不断增加，对化学回收的兴趣也在增长。
[0005]并非所有热塑性聚合物都同样适用于化学回收。聚烯烃或聚酯的热分解，形成尤其是蜡、轻油和气体的混合物。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分解会产生有机酸，主要是苯甲酸和对苯二甲酸，它们具有腐蚀性并且还可能导致反应器堵塞(G.Grause等人，“聚合物废料的原料回收”，《材料循环和废物管理杂志》，13(4)卷，2011年，265
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282页)。对于聚苯乙烯和其他含苯乙烯聚合物，则可以将这些聚合物解聚成它们的基础成分，尤其是苯乙烯单体，因此聚苯乙烯和其他含苯乙烯单体的聚合物对于化学回收来说是特别好的选择。
[0006]然而，必须对解聚过程产生的产物混合物进行纯化，以便将这些组分用作新用途(例如聚合过程)的原料。
[0007]当聚苯乙烯被热处理到足够程度时，它会分解成苯乙烯单体，但不完全的分解也会导致形成，例如，苯乙烯二聚体和三聚体以及其他低聚物。如果分解条件太过强烈，则可能会生成苯、甲苯、乙苯、异丙苯和α
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甲基苯乙烯等副产物。这些反应产物的量会因反应条件和所用原料而异(参见C.Bouster等人，"聚苯乙烯热解研究：热分解动力学"，《分析与应用热解杂志》，1(1980)297
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313和C.Bouster等人，"聚苯乙烯热解中产品产率随温度和分子量的变化"，《分析与应用热解杂志》,15(1989)249
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259)。
[0008]所得苯乙烯单体可用于新的聚合工艺。苯乙烯低聚物可能会破坏聚合过程，因为它们即使在少量时也会影响聚合物的重要性能。其他副产品也有这种问题。因此，苯乙烯单体必须与产物混合物的其他成分分离，以确保产品的高质量。
[0009]特别是，除苯乙烯单体以外的芳香族化合物可以在自由基聚合过程中充当链转移剂，这会降低所生产聚合物的平均分子量并导致聚合物具有较低的玻璃化转变温度(Tg)(DS Achilias等，“通过热解对聚苯乙烯进行化学回收：液体产品在聚合物再生中的潜在用途”，《高分子材料与工程》，292(8)(2007),923
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934)。质子，例如，来自羧酸、醇、醛或酮，在
阴离子苯乙烯聚合过程中也可充当终止剂(D.Baskaran等，“阴离子乙烯基聚合”，《可控和活性聚合：从机理到应用》，John Wiley&Sons出版，2009，1
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56)。
[0010]在本方法中，优选使用标准聚苯乙烯(GPPS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)和苯乙烯
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丁二烯共聚物。与常规橡胶相比，高抗冲聚苯乙烯通过使用具有例如改性的1,4
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顺式和/或1,4
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反式部分或1,2
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和1,4
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键的特定聚丁二烯橡胶在结构上进行了改性。
[0011]此外，除了聚丁二烯橡胶，也可以使用其他二烯橡胶和乙烯
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丙烯
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二烯共聚物类型的弹性体(EPDM橡胶)以及氢化二烯橡胶或硅橡胶。在用作聚苯乙烯的耐冲击聚苯乙烯中，二烯橡胶含量，特别是聚丁二烯橡胶含量，通常为5重量％至12重量％，优选6重量％至10重量％，特别优选7重量％至9重量％，并且聚苯乙烯含量通常为88重量％至95重量％，优选90重量％至94重量％，更优选91重量％至93重量％，聚苯乙烯含量和二烯橡胶含量之和为100重量％。
[0012]合适的标准聚苯乙烯通过阴离子或自由基聚合的方法生产。在这种情况下，可能受聚合过程影响的聚合物的分子量不均匀性是次要的。优选标准聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯，其甲苯可溶部分的平均分子量Mw为150 000至300 000g/mol，特别优选150000至270 000g/mol，并且任选地进一步使用添加剂，例如矿物油(例如白油)、稳定剂、抗静电剂、阻燃剂或蜡。
[0013]根据本专利技术用作聚苯乙烯的苯乙烯共聚物还可以包含(甲基)丙烯酸甲酯、α
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甲基苯乙烯和/或马来酸酐，以及其他可共聚单体。
[0014]JP 2005132802和JPH 11100875(Toshiba Plant Systems)描述了从聚苯乙烯废料中回收苯乙烯的方法，但没有提供分离低沸点物质、苯乙烯和高沸点物质的解决方案。
[0015]非常需要一种通过在外来聚合物存在下解聚聚苯乙烯来生产苯乙烯单体的方法，该方法以非常高的产率提供苯乙烯并且其中苯乙烯低聚物的形成保持在最低限度，以便尽量减少后续的纯化过程。外来聚合物在此理解为在结构和性能方面与聚苯乙烯不同的(共)聚合物。
[0016]已知流化床工艺适用于聚苯乙烯的解聚，例如，刘等，“在流化床反应器中热解聚苯乙烯废物以获得苯乙烯单体和汽油馏分”，《燃料加工技术》(Fuel Processing Technology),63,45
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55(2000)和Williams等，“聚苯乙烯快速热解的产品组成”，
[0017]《环保科技》(Environmental Technology),20,1109
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1118(1999))，他们通过流化床反应器研究了PS废料的热解，并在此过程中观察聚苯乙烯解聚成苯乙烯单体和低聚物。
[0018]在存在外来聚合物的情况下，存在的一个困难是其可能对聚苯乙烯的解聚产生负面影响。因此，本专利技术的一个目的是提供一种能够在外来聚合物存在下解聚聚苯乙烯并以优化工艺条件来生产苯乙烯单体的方法，以使苯乙烯单体的产率最大化。
[0019]本专利技术已经发现，在反应器中的解聚温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过解聚含聚苯乙烯的聚合物组合物生产苯乙烯单体的方法，其包括以下步骤：a)引入聚合物组合物(A)，其包含：I)10％至99.5％的聚苯乙烯(I)，基于聚合物组合物(A)的总重量；和II)基于聚合物组合物(A)的总重量，0.1
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89.9重量％的聚烯烃(II)；和/或III)基于聚合物组合物(A)的总重量计0.1重量％至4.9重量％的丙烯腈基聚合物(III)；和/或IV)0.1
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4.9重量％的聚酯(IV)，基于聚合物组合物(A)的总重量，进入热解反应器(P)的反应区(R)；b)在400℃至1000℃的温度下于热解反应器(P)的反应区(R)中热裂解存在于聚合物组合物(A)中的聚苯乙烯，以获得含有苯乙烯单体和其他组分的产物混合物(G)；c)从裂解反应器(P)的反应区(R)中取出步骤b)中得到的产物混合物(G)；d)对在步骤c)中取出的产物混合物(G)进行冷却，以获得含有苯乙烯单体和其它组分的缩合产物混合物(K)；和e)将步骤d)中获得的缩合产物混合物(K)中的苯乙烯单体与其他组分分离，其中聚合物组合物(A)在裂解反应器(P)的反应区(R)中的平均停留时间(Z)为0.01秒至10秒。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚烯烃(II)为聚乙烯(PE)和/或聚丙烯(PP)，和/或所述丙烯腈基聚合物(III)为丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯接枝共聚物(ABS)，和/或聚酯(IV)是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述聚合物组合物(A)包含基于聚合物组合物(A)总重量的85重量％至99.5重量％的聚苯乙烯(I)和基于聚合物组合物(A)总重量的0.1重量％至15重量％的聚烯烃(II)，和/或基于聚合物组合物(A)总重量的0.1重量％至2重量％的丙烯腈基聚合物(III)，和/或基于聚合物组合物(A)总重量的0.1重量％至2重量％的聚酯(IV)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述热解反应器(P)的反应区(R)中的温度为580℃至630℃，并且所述聚合物组合物(A)在裂解反应器反应区的平均停留时间(Z)为0.4秒至0.6秒。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在步骤d)中获得的缩合物混合物(K)包含按重量计75％至99％的苯乙烯和按重量计1％至25％的其他组分，所述重量％均基于产物混合物(K)的总重量。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：英力士苯领集团股份公司，
类型：发明
国别省市：