本發(fā)明屬于塑料回收領(lǐng)域，具體涉及一種從廢聚烯烴塑料中回收混合有機(jī)酸的方法。

背景技術(shù)：

1、聚烯烴塑料由于易于加工、價(jià)格低廉、性能突出等優(yōu)良的特性，是當(dāng)前使用最為廣泛的一類塑料。但由于其具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性，難以自然降解，且聚烯烴塑料的消耗量仍在逐年增加，不當(dāng)處理會(huì)造成了嚴(yán)重的“白色”污染和“微塑料”問(wèn)題，因此需通過(guò)回收再利用實(shí)現(xiàn)廢棄塑料的再資源化。

2、聚烯烴降解轉(zhuǎn)化及回收利用的方法主要包括物理法和化學(xué)法，物理法主要是通過(guò)物理過(guò)程將廢舊聚烯烴塑料轉(zhuǎn)化成品質(zhì)較低的再生塑料，相對(duì)簡(jiǎn)單易行，但會(huì)導(dǎo)致聚合物分子量降低、性能下降等問(wèn)題?；瘜W(xué)法則是通過(guò)降解回收得到合成塑料所需的單體時(shí)，再經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)重新生成塑料和其他有價(jià)值的化學(xué)品，即實(shí)現(xiàn)了聚烯烴的循環(huán)利用。

3、聚烯烴物理法回收的運(yùn)行成本低，需要的專業(yè)技術(shù)少，因此占所有回收操作的75％以上，但物理回收的再生塑料應(yīng)用面窄，進(jìn)一步導(dǎo)致全球塑料廢物的產(chǎn)量持續(xù)增加，因此研究開(kāi)發(fā)高效的化學(xué)回收再利用方法是行業(yè)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

4、中國(guó)專利cn115322803b采用固體酸催化劑，將廢棄塑料在較低溫度下轉(zhuǎn)為高附加值碳?xì)浠衔?，但該工藝存在催化劑積碳及反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)用途徑窄等問(wèn)題。

5、因此，尋求一種溫和、產(chǎn)物附加值高的工藝進(jìn)行廢塑料降解及精制是提高廢塑料回收的關(guān)鍵之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種從廢聚烯烴塑料中回收混合有機(jī)酸的方法。該方法具有反應(yīng)條件相對(duì)溫和、反應(yīng)產(chǎn)物附加值高、催化劑容易分離，可以重復(fù)利用的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)從廢塑料到資源化產(chǎn)品有機(jī)酸的高效轉(zhuǎn)變。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、一種從廢聚烯烴塑料中回收混合有機(jī)酸的方法，包括以下步驟：

4、a、將廢聚烯烴塑料加入到反應(yīng)器中，加入氧化劑和催化劑，使廢塑料發(fā)生氧化反應(yīng)，將其分解為含羧基的混合有機(jī)物。

5、b、通過(guò)減壓蒸餾對(duì)a步驟反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離，獲得混合有機(jī)羧酸。

6、本發(fā)明中，廢聚烯烴塑料的來(lái)源包括但不限于塑料薄膜、泡沫、包裝袋、保鮮膜及其他聚烯烴制品，其中聚烯烴成分包括聚乙烯、聚丙烯或其混合物，優(yōu)選聚乙烯。

7、進(jìn)一步地，聚乙烯包括高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)及線性低密度聚乙烯(lldpe)和超高分子量聚乙烯(uhmwpe)等中的一種或多種。

8、聚丙烯可以選自均聚聚丙烯、共聚聚丙烯等中的一種或多種。

9、進(jìn)一步地，步驟a中氧化劑選自hno3、n2o、no、no2、h2o2、o2、o3中的一種或多種，優(yōu)選hno3。

10、進(jìn)一步地，氧化劑與廢聚烯烴塑料的質(zhì)量比為4:1-20:1。

11、進(jìn)一步地，步驟a中催化劑為硝酸銅、氧化鋁、沸石、sio2等催化劑中的一種或多種；催化劑的加入量為廢聚烯烴塑料質(zhì)量的0.1％-10％，優(yōu)選1％-5％。

12、進(jìn)一步地，步驟a中反應(yīng)溫度為100-180℃，反應(yīng)壓力為3-10mpa(a)，反應(yīng)時(shí)間為1-10h。

13、進(jìn)一步地，步驟a獲得的含羧基的混合有機(jī)物包括丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸及其他有機(jī)羧酸中的一種或多種。

14、進(jìn)一步地，步驟b減壓蒸餾的溫度為110-160℃，反應(yīng)壓力為10-50kpa(a)。

15、進(jìn)一步地，步驟b獲得的混合有機(jī)羧酸后續(xù)可以進(jìn)行精制分離得到不同的產(chǎn)品。

16、由于廢聚烯烴塑料的來(lái)源不同，形貌不一，在現(xiàn)有工藝中，一般都會(huì)經(jīng)過(guò)物理預(yù)處理，如清洗、分解等，再進(jìn)行后續(xù)的回收反應(yīng)。

17、在本發(fā)明一些優(yōu)選的技術(shù)方案中，為了更好地進(jìn)行后續(xù)的氧化反應(yīng)，在廢聚烯烴塑料進(jìn)行步驟a之前還包括化學(xué)預(yù)處理操作。

18、進(jìn)一步地，所述化學(xué)預(yù)處理操作具體是：將廢聚烯烴塑料連續(xù)輸送至熱裂解反應(yīng)單元中，在惰性氣體氛圍下，300-500℃下進(jìn)行熱裂解反應(yīng)，反應(yīng)停留時(shí)間為1-2h，生成聚烯烴蠟。

19、在本發(fā)明一些優(yōu)選的技術(shù)方案中，預(yù)處理得到的聚烯烴蠟，再進(jìn)行步驟a、b得到混合有機(jī)羧酸。

20、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果主要在于：

21、(1)工藝技術(shù)適用范圍廣，對(duì)原料種類要求低，可用于生活中常見(jiàn)的pp、pe塑料及其混合物的回收利用。

22、(2)較熱裂解和催化裂解回收工藝，本工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，能量消耗低，無(wú)需考慮積碳問(wèn)題和催化劑回收問(wèn)題，且有機(jī)酸的收率高。

23、(3)回收產(chǎn)物的附加值較高，回收得到的二羧酸產(chǎn)品占比高，進(jìn)行進(jìn)一步精制分離用于制備不同產(chǎn)品，如丁二酸、己二酸可作為主要原料進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為可降解塑料，副產(chǎn)物中的高級(jí)脂肪酸可用于制造肥皂等產(chǎn)品。

技術(shù)特征：

1.一種從廢聚烯烴塑料中回收混合有機(jī)酸的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，廢聚烯烴塑料為聚乙烯、聚丙烯或其混合物，優(yōu)選聚乙烯；優(yōu)選的，聚乙烯選自hdpe、ldpe、lldpe和uhmwpe中的一種或多種；聚丙烯選自均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a所述氧化劑選自hno3、n2o、no、no2、h2o2、o2、o3中的一種或多種；優(yōu)選的，氧化劑與廢聚烯烴塑料的質(zhì)量比為4:1-20:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化劑為硝酸銅、氧化鋁、沸石、sio2中的一種或多種；優(yōu)選的，催化劑的加入量為廢聚烯烴塑料質(zhì)量的0.1％-10％，優(yōu)選1％-5％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a反應(yīng)溫度為100-180℃，反應(yīng)壓力為3-10mpa(a)，反應(yīng)時(shí)間為1-10h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a氧化反應(yīng)得到含羧基的混合有機(jī)物，包括丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸及其他有機(jī)羧酸中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b中減壓蒸餾的溫度為110-160℃，壓力為10-50kpa(a)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a還包括預(yù)處理操作：將廢聚烯烴塑料輸送至熱裂解反應(yīng)單元中，在惰性氣體氛圍下，進(jìn)行熱裂解反應(yīng)，生成聚烯烴蠟。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，熱裂解反應(yīng)溫度為300-500℃，反應(yīng)停留時(shí)間為1-2h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種從廢聚烯烴塑料中回收混合有機(jī)酸的方法，包括以下步驟：a、將廢聚烯烴塑料與氧化劑和催化劑混合，發(fā)生氧化反應(yīng)；b、通過(guò)減壓蒸餾對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離，獲得混合有機(jī)羧酸。該方法具有反應(yīng)條件相對(duì)溫和、原料適用范圍廣、催化劑容易分離，可以重復(fù)利用的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)從廢塑料到資源化產(chǎn)品有機(jī)酸的高效轉(zhuǎn)變。

技術(shù)研發(fā)人員：李鵬飛,耿浩堯,姜曉鋒,王陽(yáng),張宏科,華衛(wèi)琦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17