PROCEDIMIENTO PARA EL RECICLADO DE POLIESTIRENO EXPANDIDO.

Procedimiento para la recuperación de poliestireno a partir del material residual que contiene poliestireno expandido que comprende esencialmente:

i. la reducción en volumen del poliestireno expandido mediante disolución en un disolvente;

ii. la separación de los componentes insolubles;

iii. la precipitación de la solución de poliestireno mediante un antidisolvente;

iv. la separación

, el lavado y el secado del poliestireno precipitado;

v.el fraccionamiento por destilación de los componentes de la solución madre utilizada para la precipitación y lavado, la recuperación del disolvente procedente de la cabeza de la columna de destilación y su reciclado a la etapa i) y la recuperación del antidisolvente del fondo de la columna de destilación;

caracterizado porque el antidisolvente es un butanol seleccionado de entre n-butanol, isobutanol o sec-butanol y el disolvente es el carbonato de dimetilo, solo o en una mezcla que contiene hasta 25% en peso de dicho butanol

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2006/006247.

Solicitante: POLIMERI EUROPA S.P.A..

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: PIAZZA BOLDRINI, 1,20097 SAN DONATO MILANESE (MI).

Inventor/es: NOTARI, MARCELLO, RIVETTI, FRANCO, LOMBARDINI, SERGIO, GHIRARDINI, MAURIZIO.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 16 de Diciembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Recuperación o tratamiento de residuos (tratamientos... > C08J11/08 (utilizando solventes selectivos de los constituyentes polímeros)

Clasificación PCT:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L25/06 (Poliestireno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Recuperación o tratamiento de residuos (tratamientos... > C08J11/08 (utilizando solventes selectivos de los constituyentes polímeros)
google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el reciclado de poliestireno expandido.

La presente invención se refiere a un procedimiento mejorado para el reciclado de poliestireno expandido.

Más en particular, se refiere a un procedimiento que comprende la reducción en volumen de poliestireno expandido mediante la disolución en un disolvente, la separación de los componentes insolubles, la precipitación selectiva de poliestireno con un antidisolvente, la separación, secado y extrusión del poliestireno precipitado, la recuperación por destilación y el reciclado del disolvente.

El poliestireno expandido se utiliza en grandes cantidades, debido a su baja conductividad térmica y buena resistencia al choque, como material de envasado para varios productos y como material aislante térmico para edificios y frigoríficos. Los productos residuales que proceden de estos materiales y los residuos de la producción del poliestireno expandido, dado que su peso específico es muy bajo, son sumamente voluminosos y por consiguiente su transporte y posterior evacuación en vertederos son un problema.

La evacuación por incineración de estos materiales residuales, por otra parte, es también un problema, ya que puede interferir en el proceso de combustión del incinerador y pueden originar también la producción de gases tóxicos.

Algunos tipos de poliestireno expandido, de hecho, que contienen aditivos bromados retardadores de la llama, pueden, cuando se incineran, ocasionar la formación de dioxinas polibromadas sumamente tóxicas. Por estas razones, los productos residuales del poliestireno expandido deberían reciclarse, reduciendo en una primera fase el volumen y posteriormente regenerando el poliestireno.

Los procedimientos convencionales para la reducción de volumen y el reciclado de poliestireno, que incluyen el tratamiento termomecánico de compactación, no permiten que el poliestireno se separe de los demás productos presentes en el poliestireno expandido, y adolecen además del inconveniente considerable que consiste en ocasionar la degradación oxidativa parcial del polímero, reduciendo de este modo su calidad (Kano, Suzuki, J. Jpn. Pack. Inst., 31, 33, 1993; Sasao, Harade et al., Kagaku Kogyo, 66, 395 1992).

Otro procedimiento para reducir el volumen y el reciclado del poliestireno expandido descrito en la técnica conocida, que supera los inconvenientes anteriores, incluye la disolución del polímero en un disolvente orgánico.

La recuperación del poliestireno de la solución se efectúa a continuación por evaporación del disolvente o por precipitación mediante la adición de agua o de un antidisolvente.

Estos tipos de procesos descritos en la técnica conocida, sin embargo, adolecen además de varios inconvenientes, que hacen peligrar su aplicación industrial, entre los cuales están:

• la utilización de disolventes tóxicos y peligrosos para los seres humanos y el medio ambiente, como en el caso de la utilización de compuestos aromáticos u órgano-halogenados
• inestabilidad y variabilidad de las características, calidad, disponibilidad en el mercado y precio; características organolépticas inaceptables, como en el caso de la utilización de limoneno como disolvente
• eliminación insuficiente o nula de los aditivos contenidos en el material que ha de ser tratado, seguido de escasa calidad del poliestireno recuperado, como en el caso de la recuperación por evaporación del disolvente o la precipitación obtenida mediante la adición de agua o de antidisolventes orgánicos poco selectivos tales como los hidrocarburos saturados. Los ejemplos de aditivos que deberían ser separados del poliestireno son los aditivos bromados retardadores de la llama, tales como, por ejemplo, hexabromociclododecano (HBCD) y coadyuvantes de los aditivos retardadores de la llama, tales como, por ejemplo, peróxido de dicumilo (PDC). Estos aditivos deben ser eliminados del poliestireno con objeto de evitar la formación de gases tóxicos, la degradación y coloración del polímero durante la fase de extrusión posterior
• dificultad de recuperación y secado, seguido de la escasa calidad del poliestireno recuperado, como en el caso de la recuperación por evaporación de disolventes de alto punto de ebullición o precipitación en disolventes con una baja volatilidad tales como los alquilenglicoles
• dificultad en la disolución, (baja velocidad de disolución y baja concentración o alta viscosidad de la solución), como en el caso de la utilización de disolventes con una baja volatilidad tales como los ésteres dibásicos, éteres y ésteres de glicol
• dificultad en el fraccionamiento de la mezcla disolvente/antidisolvente después de la recuperación del poliestireno y dificultad en reciclar el disolvente en la etapa de disolución del poliestireno. En particular, ya que el antidisolvente se utiliza normalmente en gran exceso (hasta 10 a 15 veces en peso con respecto al disolvente), los procesos se ponen particularmente en riesgo, los cuales, utilizando disolventes de alto punto de ebullición y antidisolventes más volátiles, requieren, durante la etapa de separación por destilación de la mezcla disolvente/antidisolvente, la destilación de todo el antidisolvente contenido en la mezcla, de modo que permita al disolvente reciclarse a la etapa de disolución de estireno, con un consumo de energía y una carga económica para el proceso enormes, lo que hace indeseable su aplicación industrial.

Con el fin de superar estos inconvenientes y desarrollar procedimientos que puedan aplicarse a escala industrial, se han estudiado los sistemas de disolvente/antidisolvente, que presentan características mejoradas con respecto a los descritos en la técnica conocida.

Las solicitudes de patente japonesa JP 11-005 865, JP 11-080 418 y la solicitud de patente internacional WO 2005/023922, por ejemplo, describen las excelentes propiedades como disolventes, con respecto al poliestireno expandido, de carbonatos de alquilo, en general.

Las solicitudes de patente JP 11-080 418, DE 10207336, US nº 5.232.954 y WO 2005/023922 describen las propiedades óptimas como antidisolventes de los alcoholes de bajo punto de ebullición, en general. Estos alcoholes están caracterizados porque no son disolventes del poliestireno y porque son buenos disolventes de los aditivos contenidos en el propio poliestireno, de modo que permiten la precipitación selectiva del poliestireno puro y su separación de los aditivos que permanecen en solución.

Se ha descubierto ahora un procedimiento basado en la utilización de una combinación específica de un disolvente y un antidisolvente, que permite recuperar una buena calidad de poliestireno expandido, sin dificultad en el fraccionamiento de la mezcla disolvente/antidisolvente y sin ninguna dificultad en reciclar el disolvente a la etapa de disolución del poliestireno.

Según esto, un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para la recuperación de poliestireno a partir del material residual que contiene esencialmente poliestireno expandido que comprende:

i. la reducción en volumen del poliestireno expandido mediante disolución en un disolvente; ii. la separación de los componentes insolubles; iii. la precipitación de la solución de poliestireno...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la recuperación de poliestireno a partir del material residual que contiene poliestireno expandido que comprende esencialmente:

i. la reducción en volumen del poliestireno expandido mediante disolución en un disolvente; ii. la separación de los componentes insolubles; iii. la precipitación de la solución de poliestireno mediante un antidisolvente; iv. la separación, el lavado y el secado del poliestireno precipitado; v.el fraccionamiento por destilación de los componentes de la solución madre utilizada para la precipitación y lavado, la recuperación del disolvente procedente de la cabeza de la columna de destilación y su reciclado a la etapa i) y la recuperación del antidisolvente del fondo de la columna de destilación;

caracterizado porque el antidisolvente es un butanol seleccionado de entre n-butanol, isobutanol o sec-butanol y el disolvente es el carbonato de dimetilo, solo o en una mezcla que contiene hasta 25% en peso de dicho butanol.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el disolvente en el que se efectúa la reducción en volumen y la disolución del poliestireno expandido, contiene además un hidrocarburo saturado alifático o cíclico, con un número de átomos de carbono igual o inferior a 7, o una mezcla de dichos hidrocarburos, a una concentración comprendida entre 0,1 y 35% en peso en la mezcla.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que el hidrocarburo saturado alifático o cíclico procede del poliestireno expandido que va a reciclarse, en el que está contenido en una concentración comprendida entre 0,1 y 1,5% en peso.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que el hidrocarburo saturado alifático o cíclico contiene 5 átomos de carbono.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que el hidrocarburo saturado alifático o cíclico es el n-pentano.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el material residual que contiene poliestireno contiene asimismo uno o más aditivos.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que los aditivos son el hexabromociclododecano (HBCD) y/o el peróxido de dicumilo (PDC).

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el material residual que contiene poliestireno se somete a una operación de compactación mecánica preventiva.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la compactación mecánica se efectúa hasta que se alcanza una densidad del orden de 0,1 kg/l.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la disolución del poliestireno expandido se efectúa a presión atmosférica, en un aparato provisto de agitación, a una temperatura comprendida normalmente entre 20ºC y 70ºC.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la concentración de poliestireno en la solución está comprendida entre 5% en peso y 50% en peso.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que la concentración de poliestireno en la solución está comprendida entre 15% en peso y 40% en peso.

13. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la precipitación de poliestireno se efectúa a una temperatura comprendida entre 10ºC y 70ºC.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la precipitación de poliestireno se efectúa a una temperatura comprendida entre 15ºC y 50ºC.

15. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la precipitación a partir de la solución de poliestireno se lleva a cabo con una cantidad de antidisolvente comprendida entre 2:1 y 20:1 en la relación en peso con el disolvente.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que la precipitación se lleva a cabo con una cantidad de antidisolvente comprendida entre 5:1 y 15:1 en la relación en peso con el disolvente.

17. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la precipitación del poliestireno se lleva a cabo alimentando la solución de poliestireno al antidisolvente, mantenido en agitación turbulenta, bajo el sistema de agitación.

18. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la separación del poliestireno precipitado se efectúa a una temperatura comprendida entre 10ºC y 70ºC.

19. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la separación del poliestireno precipitado se efectúa a una temperatura comprendida entre 15ºC y 50ºC.