本發明大體上涉及從混合塑料廢物中去除氯雜質的方法。該方法可包括加熱混合塑料廢物以獲得熔融混合塑料廢物流。熔融混合塑料廢物流可包括熔融塑料和可在熔融塑料內含有的氯化氫(hcl)。熔融混合塑料流的表面積可被增大，使得hcl的至少一部分可從熔融混合塑料廢物流中釋放，并且可產生第一產物流。在相比于加熱之前的混合塑料廢物時，第一產物流可包括更少的氯。
背景技術：
1、混合塑料廢物可源自家庭和/或工業來源。混合塑料廢物的組成可包括多種類型的塑料。例如，來自各種消費后產品(例如電子廢物、汽車廢物、聚氨酯泡沫包裝、地毯尼龍等等)的聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、低密度或高密度聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯(ps)和其他混雜塑料。在混合塑料廢物中還可存在其他雜質，諸如作為配混添加劑以增強聚合過程性能的痕量金屬。另外，可存在少量的非塑料，諸如紙、木材和/或食物殘渣。
2、廢混合塑料的熱解是包括在高溫下分解塑料以產生熱解油(pyoil)的過程。熱解油可被直接用作液體燃料，或被進一步加工生產具有高價值的化學品。然而，由混合塑料產生的熱解油一般含有大量的高反應性化學物質，從而導致熱解油在運輸和進一步加工步驟中快速老化和/或形成膠。因此，在其中存在痕量氧的情況下，熱解油導致其被處理和/或加工的容器和/或化學加工單元結垢是相當常見的。并非所有塑料都適合于熱解加工。例如，pvc可含有多達57％氯。因此，由于形成的氯化衍生物在未被處理的情況下可能損害下游過程冶金，氯化聚合物的轉化可為不期望的。為了去除含有氯化產物的塑料，可在熱解過程之前應用分揀過程。然而，分揀可能是低效且費錢的。
3、已描述了從混合塑料廢物中去除氯化物的方法。例如，sun等人的美國專利申請公布號2022/0010213描述了一種使包括pvc的混合塑料流熱解的方法。該方法在初始熔融反應器中的蒸氣反應器中去除氯化物。在另一個實例中，takeyoshi等人的日本專利申請號jp2003231886描述了一種含廢塑料油的熱分解方法，其抑制有機揮發性物質的產生并且蒸發混合塑料廢物中所含的氯。在又一個實例中，wu等人的國際申請公布號2021/087059描述了通過將含塑料進料加熱至足以釋放含鹵素廢物流的溫度并隨后使脫鹵進料熱解而使混合廢塑料進料脫鹵。
4、盡管存在從混合塑料廢物中去除氯的方法，但在該領域中對改進的需求依然存在。
技術實現思路
1、已發現了對與從混合塑料廢物中去除氯相關聯的問題中至少一者的解決方案。在一個方面中，本發明的方法可包括將pvc的脫鹵與hcl的脫揮發分(devolatilization)的步驟分開。例如，pvc分解可在高溫下運行的反應器中且利用短停留時間來實現。聚合物熔融產物可被處理以增大其表面積(例如形成為多個股/纖維或液滴)。通過增大聚合物熔體的表面積，可獲得增強的hcl脫離聚合物的傳質(例如脫揮發分)。可通過在真空中或利用熱氣體吹掃(例如氮氣(n2)、二氧化碳(co2)，或反應性氣體如氫氣(h2)、氨氣(nh3)，或來自該過程的經洗滌hcl氣體洗滌/產物氣)運行脫揮發分設備來進一步輔助hcl去除。
2、在本發明的一個方面中，描述了從包括至少一種含氯聚合物的混合塑料廢物中去除氯的方法。該方法可包括(a)加熱可包括第一聚合物(例如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚苯乙烯(ps)，或者它們的任何組合或共混物)和第二含氯聚合物(例如聚氯乙烯(pvc)、聚偏二氯乙烯(pvdc)、氯化聚乙烯(cpe)、氯磺化聚乙烯(csm)或氯菌酸(chloroendic?acid)聚酯，或者它們的任何組合或共混物)的混合塑料廢物以獲得熔融混合塑料廢物流。在優選方面中，第二含氯聚合物為pvc。熔融混合塑料流可包括熔融塑料和氯化氫(hcl)。hcl可被包括在熔融塑料內。加熱和熔融可在擠出機(例如單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機或螺旋鉆擠出機)、捏合機或可包括靜態混合器的熱交換單元或分批反應器中進行。
3、在步驟(b)中，熔融混合塑料廢物流的表面積可被增大以從熔融混合塑料廢物流中釋放hcl的至少一部分，從而產生第一產物流。釋放的hcl可在氣相或液相中，優選在氣相中。表面積增大可在與加熱/熔融單元(例如擠出機、捏合機或熱交換單元)流體連通的容器中進行。例如，口模可被置于擠出機、捏合機或熱交換單元的端部，并且熔融混合塑料廢物流可流經口模并進入容器以形成熔融混合塑料廢物流的股/纖維或液滴。股/纖維可優選具有5毫米(mm)或更小、更優選1mm或更小的直徑。在一些方面中，股/纖維可被形成為液滴。表面積增大可在接觸熔融混合塑料廢物流并將hcl帶離熔融混合塑料廢物流的載氣的存在下進行。載氣可為惰性氣體(例如氮氣(n2)或二氧化碳(co2)，其中優選n2)，反應性氣體(例如優選氫氣(h2)、氨氣(nh3)，或由增大表面積的過程獲得的經洗滌無hcl氣體產物氣)，或它們的組合。在另一個方面中，可在真空下增大表面積。表面增大容器可為包括以下者的反應器：熔融混合塑料廢物流的第一入口，載氣的第二入口，第一產物流的第一出口，和可包括由含氯聚合物獲得的hcl的載氣的第二出口。第二出口可位于第一出口上方。在一些實施方案中，臥式擠出機或立式擠出機可位于第一產物流的第一出口上方。在另一個方面中，容器包括使股/纖維移動經過容器的傳送帶。在一些方面中，容器可旋轉。
4、加熱/熔融和/或表面積增大(例如步驟(a)和(b))各自可至少在至多350℃、優選200℃至325℃的混合塑料廢物的熔融溫度下單獨進行。任選地，加熱/熔融和/或表面積增大(例如步驟(a)和(b))的停留時間可為30分鐘或更短，優選15分鐘或更短。在相比于熔融混合塑料廢物和/或原始混合塑料廢物(例如步驟(a)混合塑料廢物)時，第一產物流可包括更少的氯。增大熔融混合塑料廢物流的表面積可包括形成熔融混合塑料廢物流的股/纖維和/或液滴。在一些方面中，第一產物流可經受解聚反應以產生可包括低聚物(例如具有小于20,000g/mol、優選小于10,000g/mol的平均mw的低聚物)的第二產物流。第二產物流可通過過濾、離心、傾析/沉積和/或用水或苛性堿溶液清洗被進一步加工來去除不溶物質、可溶有機物質、無機氯化物或它們的組合。
5、在本技術各處論述了本發明的其他實施方案。相對于本發明的一個方面論述的任何實施方案也適用于本發明的其他方面，且反之亦然。本文所述的每個實施方案被理解為是可適用于本發明的其他方面的本發明的實施方案。預期本文中論述的任何實施方案或方面可與本文中論述的和/或關于本發明的任何方法或組合物實施的其他實施方案或方面組合，且反之亦然。此外，本發明的組合物可被用來實現本發明的方法。
6、下文包括在本說明書各處使用的各種術語和用語的定義。
7、術語“約”或“大約”被定義為接近于，如本領域普通技術人員所理解的。在一個非限制性實施方案中，該術語被定義為在10％內、優選在5％內、更優選在1％內且最優選在0.5％內。
8、術語“重量％”、“體積％”或“摩爾％”分別指的是基于包括組分的材料的總重量、總體積或總摩爾計，組分的重量百分比、組分的體積百分比或組分的摩爾百分比。在非限制性實例中，100克材料中10克的組分為10重量％的組分。
9、術語“大致上”和其變型被定義為包括在10％內、在5％內、在1％內或在0.5％內的范圍。
10、當在權利要求書和/或說明書中使用時，術語“抑制”或“減少/降低”或“防止”或“避免”或這些術語的任何變型包括任何可測量的減少/降低或完全抑制以實現所需結果。
11、如在說明書和/或權利要求書中使用的術語“有效”意指足以實現所需、預期或預定結果。
12、在與權利要求書或說明書中的術語“包含”、“包括”、“含有”或“具有”中的任何者結合使用時，詞語“一種”或“一個”的使用可意指“一種/一個”，但其還與“一種或多種/一個或多個”、“至少一種/至少一個”和“一種或多于一種/一個或多于一個”的含義一致。
13、詞語“包含”、“具有”、“包括”或“含有”和它們的任何形式是包容或開放性的，并且不排除另外的未詳述的要素或方法步驟。
14、本發明的方法可“包含”在說明書各處所公開的具體成分、組分、組合物等，“基本上由所述者組成”或“由所述者組成”。關于過渡用語“基本上由...組成”，在一個非限制性方面中，本發明的方法的一個基本且新穎的特性是從混合塑料廢物中去除氯的能力。
15、本發明的其他目的、特征和優點將從以下附圖、具體實施方式和實施例中變得顯而易見。然而，應理解附圖、具體實施方式和實施例盡管指示了本發明的具體實施方案，但僅以舉例方式給出且不意圖限制。另外，預期根據具體實施方式在本發明的精神和范圍內的變化和修改將對本領域技術人員是顯而易見的。在其他實施方案中，具體實施方案的特征可與其他實施方案的特征組合。例如，一個實施方案的特征可與其他實施方案中任何者的特征組合。在其他實施方案中，可將另外的特征加入本文所述的具體實施方案。