[发明专利]通过氢化进行的用于废聚酰胺的价值链回归方法

说明书

通过在氢气气氛中在至少一种均相过渡金属催化剂络合物存在下将废聚酰胺氢化以获得多胺和多元醇而使废聚酰胺回归到价值链中，其中所述过渡金属选自根据IUPAC的元素周期表的第7、8、9和10族的金属。所述氢化在具有在1·10‑30至10·10‑30C·m的范围内的偶极矩的不可还原溶剂中在至少160℃的反应温度下进行。

本发明涉及一种用于废聚酰胺的价值链回归方法，其包含它们的氢化以获得多胺和多元醇。该方法在所选溶剂中在均相过渡金属催化剂络合物存在下进行。

在过去三十年，全球塑料需求大幅增长。例如，在过去10年，全世界生产的塑料量增加了几乎50％。在30年内，其甚至几乎翻了两番，在2018年达到3.59亿公吨的量。由这些事实可以清楚地看出，在生产了如此大量的塑料后，需要处置或再循环废塑料。应该优选再循环，因为由此可以将有价值的材料，例如可充当单体的化合物，添加回价值链中，例如通过在塑料生产中直接再利用。

因此，需要开发从用过的塑料中回收材料的加工技术。废塑料的再循环工艺应该减少材料的浪费和碳足迹。此外，其应该是提供包含高技术特征的有价值材料的经济节能的方法。相反，例如通过燃烧进行的处置对环境以及对碳足迹具有负面影响。

在上述塑料中，例如聚酰胺(PA)是重要的代表。聚酰胺例如用于诸如服装、织物、绳索、缆线、细绳、降落伞、气球、帆、销钉、绝缘体、齿轮、油盘等应用。

已知在废塑料的处理中使用解聚工艺。对塑料废物的此类处理的实质目标是化学再循环。在这样的再循环工艺中，将废塑料转化成适用于重新形成原始塑料的组成单体。在这样的再循环工艺中，希望改进废聚合物解聚成其相应单体的效率。在商业上重要的聚酰胺尼龙66的情况下，解聚导致单体己二胺和己二酸的再生。

基本为脂族组成的聚酰胺(下文称为尼龙)已知通过酸水解发生解聚。这样的解聚方法使用过量的硫酸，其也有效地充当该方法的溶剂。为了回收单体材料，需要从在其中发生反应的硫酸溶剂中分离或中和的步骤。酸水解的产物是胺盐和羧酸。这些方法的缺点是它们导致生成大量带来困难的流出物料流，它们还与目标单体的分离和离析中的困难有关。

在不产生盐的情况下将聚酰胺，例如聚酰胺66(尼龙)再循环成有价值的单体化合物仍然具有挑战性(参见：Plastics recycling,in Ullmann’s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry,2020,DOI:10.1002/14356007.a21_057.pub2)。

WO 95/19950公开了一种使用路易斯酸催化剂在高压NH₃气氛中在300℃下解聚聚酰胺66的方法。在这种情况下，高反应温度和仅获得含氮单体化合物的限制都是该解聚的缺点。

Matsumoto等人,J.Mater.Cycles Waste Manag.,2017,19,326–331公开了聚酰胺66在超临界甲醇中在270至300℃下使用乙醇酸的非催化还原解聚。该方法产生由聚合物二胺单元获得的1,6-己二醇(最多52％)和由聚合物二羧酸单元获得的己二酸二甲酯。除了高反应温度外，这种方法的缺点是没有获得1,6-二氨基己烷。

通过氢化将聚酰胺66解聚以获得单体1,6-二氨基己烷以及有价值的多元醇1,6-己二醇具有很高的经济利益。1,6-己二醇可用作各种工业过程中的原料，或可以转化成己二酸并重新整合到得出聚酰胺66的价值链中。

DE 1 695 282公开了一种使用多相含Ru或Ni的氢化催化剂在高压NH₃和H₂气氛中在290℃下解聚聚酰胺66的方法。这种方法的缺点是反应条件(NH₃气氛和高反应温度)以及仅获得含氮单体。