[发明专利]PVC和含有含卤素聚合物废物的其它废物的热降解方法

说明书

本专利的主题为涉及含有PVC的塑料废物和具有卤素含量的其它塑料废物的热降解的加工技术。

为了本说明书的目的，术语‘具有卤素含量的塑料废物’应理解为包括但不限于污染有PVC的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物/塑料(ABS)的塑料废物或者具有卤素含量的其它塑料。除具有卤素含量的塑料之外，一种或多种塑料废物的混合物也可以存在于经受加工的塑料废物中。

公知的是作为十年的漫长过程的结果，在几乎所有的生活地区中，天然材料已经部分或完全被聚合物取代。其中使用塑料的各个领域导致应用区域的扩大和使用的聚合物量的增长。塑料废物的天然降解是极其缓慢的过程，同时在该过程中塑料将污染环境。此类废物的工业焚烧对于环境是极其有害的，存储待清除或销毁的废物并不可行，因为由于产生的体积日益增加，这意味着庞大的额外问题和成本。

因为上述原因，环境友好处理问题和废弃的聚合物废物的销毁已经变成全世界越来越严重的关切。

因为问题是真实的和急迫的，一些论文已经公开了解决问题的可能性，其中大部分涉及使用塑料热解的原理实施脱聚，通常利用碱性中和加以补充。

例如，根据专利EP 0125383的说明书，在氧化气氛中用碱土金属-碱和碱土金属-卤化物盐熔体处理含卤素的有机废物。该方法在室中进行，没有描述适用于方法应用的专门目的制造的设备。该方法的缺点为处理室内的高温和需要不合理的大量碱土金属。

欧洲专利EP 0111081的说明书报告一种用于废物热解的方法和设备。解决方案涉及筒（drum）式窑(筒形炉)，在其中待处理的物质在400至600℃下退火，然后添加熟石灰。但是，用这种方法产生的气体仍然具有大量的酸含量，并且就用于清除那些气体的方法或设备而言，该专利没有提供任何建议。因此，该解决方案并不令人满意。

此外，日本研发人员的已知解决方案涉及在主要是碱性溶液的金属盐存在下，在压力下加热废料。大部分这些方法符合部分脱卤的要求。但是，并未公开为使用该方法销毁PVC或任何其它含高量卤素的塑料材料而设计的特制设备。

按照专利DE 22 60 392的说明书，脱卤化氢（de-hydrohalogenisation）在200至-300℃下进行，但是获得的产品的质量限制了进一步使用的可能。其它缺点包括需要蒸发形成的水，如果要获得适当的效率，这只能利用大型能量体积的配置来实现，因此可以说最终该方法过于昂贵和无利益。

关于上述所有的解决方案，可以说在300℃下，盐酸在使用的设备中产生，离开设备的盐酸化气体(muriatic gas)的温度将损坏反应器壁，也导致管道破坏。不应忽视在该温度下产生例如二噁英的致癌物质的可能性。

此外，一部分上述现有技术解决方案在工业规模上仅可以以有限的程度实施，其它是无利益的，并且使用的装置笨重，不能实际实施。

根据登记号码WO 2007/091108获得的国际公告的解决方案，PVC和其它高卤素含量塑料物质的分解可以借助于特制设备完成，一部分分解产物，例如盐酸（hydrochloric acid）可以由该设备转化成用于其它化学反应，即聚氨酯(PUR)分解中的盐酸(muriatic acid)。其可以以有利的方式提取和/或引入反应中，在那里可以被利用(PUR分解反应器)。可以单独利用降解过程中分离的油相。

该解决方案意味着相比先前可用的那些解决方案的显著进步，但是该技术涉及特定应用领域和在聚合物降解过程中使用盐酸的单独的方法和设备。

专利WO 2006/092306的国际说明书给出将含有烃类的原料脱聚的方法和设备。在方法过程中，原料被预热，使得其处于浆状或液态，并且在压力下被连续注入反应室中。反应器已经预先被加热至降解温度。逐步从反应器中回收气体馏分，不中断地或以一定间隔获得底部产物（bottom product）。该解决方案被认为不仅可用于塑料，而且可用于含有烃的物质例如纸或纺织品，且研发人员并未处理卤素含量的问题。该技术现状通常被称为利用催化转化器帮助工作的各种方法的追踪记录。

另一种方法此外由实践已知，其不能经受工业规模水平(NKT Research and Innovation A/S Denmark)，所述方法基本由热解和随后的金属提取阶段组成。方法期间，加工大体上100%的PVC基聚合物，例如电缆和地板材料。含有高量PVC的废物不含其它废物，例如聚丙烯。该加工技术的产品为氯化钙、焦炭、有机缩合物和重金属。