用于處理回收聚酯材料和聚酯預聚物混合物的方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于處理回收的聚酯材料和來自聚酯制造過程的聚酯預聚物的混合物的方法，其中將回收的聚酯材料與來自聚酯制造過程的聚酯預聚物混合并在疏松熱處理反應器(7)中用與混合物的流動方向逆流或錯流的過程氣體對其進行處理。在該方法中，在進入催化劑容器(14)之前，過程氣體穿過包含固體吸附劑材料的保護床(11)，保護床(11)從過程氣體流中去除高沸點有機物質或具有高燃燒溫度的有機物質。

【技術實現步驟摘要】
用于處理回收聚酯材料和聚酯預聚物混合物的方法和裝置
本申請涉及處理回收的聚酯材料的
，尤其涉及一種用于處理回收的聚酯材料和來自聚酯制造過程的聚酯預聚物的混合物的方法和裝置。
技術介紹
通過催化燃燒凈化來自疏松材料的熱處理過程的過程氣體的方法是已知的。一個具體的實施方案提供過程氣體的凈化，該過程氣體基本上被再循環，并且在催化燃燒之后可以包含僅少量的殘留氧。如果要處理的疏松材料對氧敏感，則這尤其必要。有機物質的燃燒減少過程氣體中的氧含量。因此，過程氣體必須包含足夠量的氧以確保燃燒，但是同時保持過程氣體中的氧含量足夠低，使得燃燒后過程氣體中不會剩余過多量的氧。為此目的，將受控量的氧添加到過程氣體中，該控制基于氣體組分的測量。通常，測量催化劑床的入口或出口處的氣體組成，并相應地控制用于燃燒過程的氧供應。這種燃燒裝置由確保燃燒過程所必需的一系列過程裝置組成。基本上使用用于加熱過程氣體的裝置、用于提供催化劑床的裝置和用于冷卻過程氣體的裝置。各個裝置通過過程氣體管線相互連接。為了測量和控制氧量，還使用測量氣體管線、測量室、氣體傳感器、用于含氧氣體的供給管線和用于含氧氣體的控制閥。此外，需要用于校準氣體傳感器的樣本氣體管線和測量室。總之，這導致昂貴和復雜的裝置，其引起安裝期間相當大的成本和時間。此外，大量部件和連接這些部件的管道通過熱輻射引起高能量損失。為了最小化熱損失，必須施加適當的保溫材料，這又與高的材料和安裝成本相關聯。這種裝置的操作必須始終針對氣體混合物中最難燃燒的有機物質進行設計。進入催化劑床的入口溫度必須選擇得高，以使氣體混合物中最難燃燒的有機物質幾乎完全燃燒。特別地，如果高沸點有機物質或具有高燃燒溫度的物質存在于氣體混合物中，則必須達到相應高的進入催化劑床的入口溫度，這需要用于加熱過程氣體的大的熱交換器，并且又需要高能量消耗和/或用于能量回收的進一步過程階段。如果沒有達到完全燃燒所需的溫度，這就導致污染，并且從而使催化劑材料失活。失活的結果是，必須進一步提高進入催化劑床的入口溫度，這帶來進一步的能量和設備缺點。如果失活提前到不再保證充分燃燒，必須更換催化劑材料，這涉及到高材料和勞動力成本以及操作中斷。根據EP-0722766A1，使用快速響應傳感器測量催化劑的出口處的氧濃度。根據EP-0699471A1，在催化劑的出口處測量一氧化碳含量。根據EP-1100611A1，在催化劑床的入口和出口處測量可燃物質與氧的比例。根據前面提到的現有技術，使用包含貴金屬的催化劑作為催化劑。根據DE-102004006861A1，金屬氧化物也可以用作催化劑材料。根據CH-698275A2，在單獨的測量室中測量氣體組分，并且還描述慢響應傳感器的優點。總體而言，上述裝置復雜且制造、安裝和操作昂貴。盡管人們正在努力通過降低的燃燒溫度以節約操作成本，但并未提及這樣的事實，即這降低催化活性材料的壽命。僅提及用于分離固體的過程階段和催化劑毒物的吸附的使用作為保護措施以延長使用壽命。出于生態原因，聚酯如PET的回收變得越來越重要。一種變型設想將回收的聚酯材料與來自聚酯制造過程的聚酯預聚物粒料混合以獲得高質量產物。優選地，為此目的將回收的聚酯引入聚酯制造過程中。WO00/77071A1描述了兩種方式，其中可以將回收的聚酯引入聚酯制造過程中。在第一種選擇中，將預凈化的回收的聚酯材料擠出并造粒以獲得回收的聚酯粒料，隨后將其與來自聚酯制造過程的聚酯預聚物粒料混合，并使其一起經受固相縮聚處理。在第二種選擇中，將預凈化的回收的聚酯材料擠出以獲得回收的聚酯熔體，隨后將其與來自聚酯制造過程的聚酯預聚物熔體混合、將其一起造粒并使其經受固態縮聚處理。在這兩種情況下，凈化回收的聚酯是用以下步驟中的一個或多個步驟進行的：-例如通過洗滌過程去除固相中的表面雜質；-通過熱處理例如通過干燥過程去除固相中的雜質；-例如通過在脫氣室中施加真空或通過吹掃氣體去除熔體相中的雜質；-在固相縮聚步驟中通過熱處理去除固相中的雜質。表面雜質的去除減少了揮發性、半揮發性和非揮發性雜質的含量。然而，這限于存在于表面上或與回收的聚酯混合的雜質。聚酯中的雜質，例如吸收的雜質或添加劑，不會受到影響。在擠出前的熱處理中，可以去除大部分的揮發性雜質。然而，在通常有限的過程條件下，僅去除了很少的半揮發性雜質。更長的停留時間和更高的過程溫度可以增加該步驟中半揮發性雜質的去除。然而，這將對隨后的過程步驟和回收的聚酯的質量具有不利后果(脫色、分解產物的形成、不期望的粘度增加)。在擠出過程中，殘留的表面雜質、吸收的雜質和作為單獨顆粒存在的雜質與回收的聚酯熔體均勻混合。同時，形成再生的雜質。這些再生的雜質包括雜質的降解產物以及回收的聚酯的降解產物，其中聚酯的降解通常被存在的雜質加速(催化)。WO00/77071A1描述使用脫氣室的可能性。然而，廣泛使用這種裝置以去除大量的半揮發性雜質將對回收的聚酯的質量具有強烈的有害后果(脫色、分解產物的形成)。除此之外，不能解決分解產物的形成的問題。從前面列出的相關性中，清楚的是，最后的固相縮聚步驟在去除揮發性和半揮發性雜質方面起著重要作用。這也從WO00/77071A1的表1、3和4中顯而易見，其中表明固相縮聚凈化速率對于甲苯>27，對于二苯甲酮>21，對于氯仿>264。因此，同樣清楚的是，來自回收的聚酯的雜質在過程鏈的最后被引入固相縮聚步驟。然而，WO00/77071A1僅涉及用于進行固相縮聚的標準技術。然而，由于雜質的負載量顯著較高，處理新制備的聚酯(所謂的“原始”材料)與回收的聚酯的混合物在常規固相縮聚設備中不能在所需的更長操作時間內連續處理。
技術實現思路
本專利技術的問題是克服本文討論的現有技術的缺點，并提供一種改善的用于處理回收的聚酯材料和來自聚酯制造過程的聚酯預聚物的混合物的方法和設備。根據本專利技術，通過一種用于處理回收的聚酯材料和來自聚酯制造過程的聚酯預聚物的混合物的方法解決當前問題。更具體地，本專利技術涉及一種用于處理回收的聚酯材料和來自聚酯制造過程的聚酯預聚物的混合物的方法，其包括以下步驟：-將回收的聚酯材料與來自聚酯制造過程的聚酯預聚物共混，以制備固體的混合物；-在反應器中處理該固體的混合物，以用與混合物的流動方向逆流或錯流的過程氣體對疏松材料進行熱處理；-將包含有機雜質和任選地少于在所述過程中完全燃燒有機雜質所需量的氧的過程氣體引入至少一個熱交換器中以加熱過程氣體，并在所述熱交換器中加熱過程氣體，-向所述過程氣體中受控地供應含氧氣體，-將與含氧氣體混合的過程氣體引入布置有至少一個催化劑床的催化劑容器中，過程氣體通過所述催化劑容器從入口側流向出口側，-在所述至少一個催化劑床中燃燒過程氣體中的有機雜質，-至少部分再循環過程氣體，優選再循環至用于疏松材料的熱處理的反應器中，其特征在于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于處理回收的聚酯材料和來自聚酯制造過程的聚酯預聚物的混合物的方法，其包括以下步驟：/n-將回收的聚酯材料與來自聚酯制造過程的聚酯預聚物共混，以制備固體的混合物；/n-在反應器(7)中處理該固體的混合物，以用與混合物的流動方向逆流或錯流的過程氣體對疏松材料進行熱處理；/n-將包含有機雜質和任選地少于在所述過程中完全燃燒有機雜質所需量的氧的過程氣體引入至少一個熱交換器(13)中以加熱過程氣體，并在所述熱交換器(13)中加熱過程氣體，/n-向所述過程氣體中受控地供應含氧氣體，/n-將與含氧氣體混合的過程氣體引入其中布置有至少一個催化劑床的催化劑容器(14)中，過程氣體通過催化劑容器(14)從入口側流向出口側，/n-在所述至少一個催化劑床中燃燒過程氣體中的有機雜質，/n-至少部分再循環過程氣體，優選再循環至用于疏松材料的熱處理的反應器(7)中，/n其特征在于，在進入催化劑容器(14)之前，使過程氣體通過布置在用于加熱過程氣體的熱交換器(12)上游的包含固體吸附劑材料的保護床(11)，所述保護床(11)從過程氣體流中去除高沸點有機物質或具有高燃燒溫度的有機物質，溫度設定為100至250℃，使得高沸點物質能夠冷凝并被吸附劑材料吸收。/n...

【技術特征摘要】
20200212 EP 20157008.21.一種用于處理回收的聚酯材料和來自聚酯制造過程的聚酯預聚物的混合物的方法，其包括以下步驟：
-將回收的聚酯材料與來自聚酯制造過程的聚酯預聚物共混，以制備固體的混合物；
-在反應器(7)中處理該固體的混合物，以用與混合物的流動方向逆流或錯流的過程氣體對疏松材料進行熱處理；
-將包含有機雜質和任選地少于在所述過程中完全燃燒有機雜質所需量的氧的過程氣體引入至少一個熱交換器(13)中以加熱過程氣體，并在所述熱交換器(13)中加熱過程氣體，
-向所述過程氣體中受控地供應含氧氣體，
-將與含氧氣體混合的過程氣體引入其中布置有至少一個催化劑床的催化劑容器(14)中，過程氣體通過催化劑容器(14)從入口側流向出口側，
-在所述至少一個催化劑床中燃燒過程氣體中的有機雜質，
-至少部分再循環過程氣體，優選再循環至用于疏松材料的熱處理的反應器(7)中，
其特征在于，在進入催化劑容器(14)之前，使過程氣體通過布置在用于加熱過程氣體的熱交換器(12)上游的包含固體吸附劑材料的保護床(11)，所述保護床(11)從過程氣體流中去除高沸點有機物質或具有高燃燒溫度的有機物質，溫度設定為100至250℃，使得高沸點物質能夠冷凝并被吸附劑材料吸收。


2.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述聚酯材料選自聚對苯二甲酸乙二醇酯及其共聚物。


3.根據權利要求1或2的方法，其特征在于，將所述回收的聚酯材料造粒，并將如此獲得的回收的聚酯材料的粒料與來自聚酯制造過程的聚酯預聚物的粒料混合。


4.根據權利要求1或2的方法，其特征在于，將所述回收的聚酯材料以熔體的形式提供，將其與來自聚酯制造過程的聚酯預聚物的熔體混合，隨后將如此獲得的熔體混合物造粒。


5.根據權利要求2至4中任一項的方法，其特征在于，在進入所述保護床之前，將所述過程氣體冷卻至120-170℃的溫度。


6.一種用于處理回收的聚酯材料和來自聚酯制造過程的聚酯預聚物的混合物的裝置，其包括
-用于制備回收的聚酯材料和來自聚酯制造過程的聚酯預聚物的混合物的單元；
-用于用過程氣體熱處理回收的聚酯材料和來自聚酯制造過程的聚酯預聚物的混合物的反應器(7)；
-至少一個布置在催化劑容器(14)中的催化劑床，催化劑容器(14)具有用于來自用于熱處理混合物的反應器的過程氣體的入口側和出口側，
-至少一個用于加熱過程氣體的熱交換器(13)，其布置在催化劑容器(14)的入口側的上游，
-優選至少一個用于能量回收的熱交換器(12)，其連接在用于加熱過程氣體的至少一個熱交換器(13)的上游，并且同時連接在催化劑容器(14)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A·克里斯特爾，K·斯豪夫，
申請(專利權)人：保利麥特瑞斯公司，
類型：發明
國別省市：瑞士;CH