Proceso para recuperar un polímero de una disolución.

Proceso para recuperar un polímero mediante inyección de vapor de agua, y opcionalmente agua líquida, en unadisolución de este polímero que comprende un disolvente orgánico aprótico polar

(PAOS) que tiene un azeotropocon agua y un compuesto orgánico apolar que es miscible con el PAOS e inmiscible con agua y que actúa comoagente de separación de fases (PSA), cuyo punto de ebullición es inferior al del azeotropo de agua/PAOS, siendo lacantidad de vapor de agua inyectada suficiente para dar lugar a la eliminación sustancial del PSA medianteseparación y la del PAOS mediante destilación azeotrópica, y siendo la cantidad total de agua suficiente para darlugar a la precipitación del polímero, estando este proceso caracterizado porque la disolución de polímero tambiéncomprende un alcohol alifático lineal C2-C6, al menos durante la precipitación del polímero y porque el polímero seelige de polímeros derivados de cloruro de vinilo, o bien homopolímeros (PVC) o bien copolímeros.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/062447.

Solicitante: SOLVAY SA.

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: Rue de Ransbeek, 310 1120 Bruxelles BELGICA.

Inventor/es: .

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Tratamientos posteriores a la polimerización (C08F... > C08F6/12 (Separación de polímeros de las soluciones)
  • 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)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Procesos para el tratamiento de sustancias macromoleculares... > C08J3/14 (por precipitación de soluciones)

PDF original: ES-2424213_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Proceso para recuperar un polímero de una disolución.

La presente invención se refiere a un proceso para recuperar un polímero de una disolución que lo contiene y también a un proceso de reciclaje que implica un proceso de este tipo.

Los polímeros se usan extensamente en una variedad de formas, principalmente en estado sólido. Sin embargo, algunas veces, en una fase u otra de su existencia están presentes en un medio líquido, habitualmente en forma de una disolución en un disolvente, a partir de la cual luego es necesario extraerlos. Así, se encuentran disoluciones de polímeros al final de determinados procesos de polimerización (conocidos como procesos de polimerización en disolución) , en el transcurso de determinados procesos de reciclaje y durante la limpieza de determinadas instalaciones para fabricar pinturas o artículos a base de polímeros. La recuperación del polímero en el estado sólido, a partir de una disolución, implica generalmente al menos una etapa de evaporación de disolvente.

Así, la solicitud WO 01/70865 a nombre del solicitante describe un método de reciclaje de un polímero según el cual se pone el polímero en contacto con un disolvente que puede disolverlo y que tiene un azeotropo con agua de modo que puede separarse del medio de precipitación mediante destilación azeotrópica inyectando vapor de agua en dicho medio.

En el proceso del documento WO ’865, también está presente un agente de separación de fases (PSA) cuando se pone el polímero en contacto con el disolvente y tiene el efecto de mejorar la disolución del polímero por el disolvente. Preferiblemente, el disolvente es un disolvente orgánico polar, más particularmente una cetona, y el PSA es un hidrocarburo alifático que tiene de 5 a 7 átomos de carbono.

La invención que es el objeto del documento WO ’865 se basa en la sorprendente observación de que la adición de determinados agentes de separación de fases a la mezcla de disolvente de polímero/compuesto no disolvente de polímero no sólo hace posible facilitar la sedimentación de esta mezcla (lo cual es particularmente útil en el contexto de un proceso de reciclaje en bucle, en el que el disolvente y el compuesto no disolvente se reciclan o bien de manera continua o bien de un lote al siguiente) , sino también aumentar la potencia de disolución de la fase rica en disolvente con respecto al polímero en cuestión. Por consiguiente, el proceso se vuelve más flexible, consume menos energía y es menos caro.

Sin embargo, la solicitud WO 05/100461, también a nombre del solicitante, recomienda eliminar sustancialmente todo el PSA antes de la precipitación completa del polímero. Esto se debe a que el PSA parece tener un efecto aglomerante sobre las partículas de polímero. Por tanto, preferiblemente, o bien el PSA tiene un punto de ebullición inferior al del azeotropo de agua/disolvente, o bien tiene un azeotropo con agua que tiene un punto de ebullición inferior al del azeotropo de agua/disolvente de modo que puede separarse completamente del medio líquido antes de la precipitación del polímero. El hecho de tener que separar completamente el PSA es perjudicial desde un punto de vista económico dado que consume mucho vapor de agua.

Además, todavía con vistas a prevenir la aglomeración de granos de polímero (y por tanto, para poder trabajar con disoluciones más concentradas) , la solicitud WO 05/017010, también a nombre del solicitante, recomienda el uso de dos agentes de suspensión diferentes que tienen afinidades diferentes con respecto al disolvente y al componente no disolvente y que se introducen en diferentes momentos del proceso. Sin embargo, estos dispersantes son caros.

Por último, las solicitudes mencionadas anteriormente recomiendan llevar a cabo la precipitación a vacío también con vistas a superar la aglomeración y por tanto mejorar el tamaño de partícula. Esto es penalizante desde el punto de vista del equipo y de la seguridad del proceso.

Por tanto, en resumen: para impedir que se aglomeren las partículas de polímero, el solicitante creía hasta la fecha que era necesario separar simultáneamente todo el PSA, usar agentes de suspensión costosos y precipitar a vacío.

Sin embargo, el solicitante ha descubierto desde entonces que la presencia de un alcohol en el medio de precipitación podía superar el fenómeno de la aglomeración de granos inducido por la presencia del PSA, incuso hasta el punto de poder trabajar sin las precauciones (condiciones) mencionadas anteriormente.

Además, dado que muchos alcoholes tienen un azeotropo con agua, el equipo y los procesos actuales del solicitante (basados en la eliminación de compuestos orgánicos mediante destilación azeotrópica) pueden usarse sin inversiones adicionales con la condición de que se elija un alcohol para el cual el azeotropo con agua tiene un punto de ebullición superior al del azeotropo de agua/disolvente (dado que el alcohol debe estar presente durante la precipitación del polímero, que tiene lugar mediante destilación azeotrópica del disolvente) .

Por tanto, la presente invención se refiere a un proceso según la reivindicación 1.

Preferiblemente, por los motivos explicados anteriormente, éste es un alcohol que tiene un azeotropo con agua, cuyo punto de ebullición es superior al del azeotropo de agua/PAOS. De la manera más particularmente preferible, el azeotropo de agua/alcohol tiene un punto de ebullición inferior al punto de ebullición del agua de modo que puede impulsar la destilación azeotrópica del medio hasta que se han eliminado sustancialmente todos los líquidos orgánicos del mismo y hasta que sólo quedan partículas de polímero en agua.

El polímero para el que se pretende la recuperación mediante el proceso según la presente invención puede elegirse de polímeros derivados de cloruro de vinilo, o bien homopolímeros (PVC) o bien copolímeros (con acetato de vinilo por ejemplo, o copolímeros de VC/VAc) pero que tienen preferiblemente al menos el 50% en peso de cloruro de vinilo.

El proceso según la presente invención también se aplica a las combinaciones mencionadas anteriormente de polímeros, tanto si son de la misma naturaleza como de naturalezas diferentes.

El polímero puede estar en cualquier forma. Puede ser material de desecho de polimerización, formación de compuestos o procesamiento, posiblemente en estado líquido o pastoso, posiblemente incluso en disolución en un disolvente. También pueden ser artículos sólidos que comprenden uno o más aditivos habituales tales como, por ejemplo, plastificantes, estabilizantes, antioxidantes, retardadores de la llama, pigmentos, cargas, etc., incluyendo fibras de refuerzo. Estas fibras pueden ser de cualquier naturaleza, naturales o sintéticas; también es posible usar fibras de vidrio, fibras de celulosa o fibras de plástico. Habitualmente son fibras de plástico, en particular fibras de poliéster.

El proceso según la presente invención se aplica a la recuperación de cualquier polímero mencionado anteriormente en disolución, es decir, disuelto en un medio líquido que contiene un disolvente de dicho polímero que es un disolvente orgánico aprótico polar. Según la invención, este disolvente, en el que el polímero es al menos parcialmente soluble, y de manera habitual completamente soluble, es generalmente un líquido que tiene un parámetro de solubilidad (del cual aparecen una definición y valores experimentales en “Properties of Polymers”,

D.W. Van Krevelen, edición de 1990, págs. 200-202, y también en “Polymer Handbook”, J. Brandrup y E.H. Immergut, Editors, segunda edición, págs. IV-337 a IV-359) próximo al parámetro de solubilidad del polímero. Se entiende que... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Proceso para recuperar un polímero mediante inyección de vapor de agua, y opcionalmente agua líquida, en una disolución de este polímero que comprende un disolvente orgánico aprótico polar (PAOS) que tiene un azeotropo con agua y un compuesto orgánico apolar que es miscible con el PAOS e inmiscible con agua y que actúa como agente de separación de fases (PSA) , cuyo punto de ebullición es inferior al del azeotropo de agua/PAOS, siendo la cantidad de vapor de agua inyectada suficiente para dar lugar a la eliminación sustancial del PSA mediante separación y la del PAOS mediante destilación azeotrópica, y siendo la cantidad total de agua suficiente para dar lugar a la precipitación del polímero, estando este proceso caracterizado porque la disolución de polímero también comprende un alcohol alifático lineal C2-C6, al menos durante la precipitación del polímero y porque el polímero se elige de polímeros derivados de cloruro de vinilo, o bien homopolímeros (PVC) o bien copolímeros.

2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el alcohol tiene un azeotropo con agua, cuyo punto de ebullición es superior al del azeotropo de agua/PAOS pero inferior al punto de ebullición del agua.

3. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el PAOS es MEK (metil etil cetona) o DEK (dietil cetona) .

4. Proceso según la reivindicación anterior, caracterizado porque el PSA es isohexano.

5. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la disolución de polímero consiste en una fase orgánica en la que fase acuosa está opcionalmente dispersada; porque se añade una fase acuosa líquida a esta fase orgánica, pero en una cantidad que no es suficiente para dar lugar a inversión de fases (es decir cambio a una fase acuosa continua en la que está dispersa una fase orgánica) ; y porque se inyecta vapor de agua en el medio líquido así obtenido de modo que se elimina al menos una parte del PSA del mismo antes de su inversión de fases.

6. Proceso según la reivindicación anterior, caracterizado porque la inversión de fases está provocada por la adición de vapor de agua y agua líquida.

7. Proceso para reciclar un polímero que comprende las siguientes etapas:

- disolver el polímero en un medio líquido que comprende un PAOS, un PSA y un alcohol;

- recuperar el polímero usando un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores;

- condensar los vapores que resultan de este proceso con el fin de obtener un líquido;

- sedimentar el líquido para obtener una fase orgánica que comprende el PSA, una fracción principal del PAOS y alcohol y una fracción minoritaria de agua, y una fase acuosa que comprende una fracción principal de agua y fracciones minoritarias de PAOS y alcohol; y

- opcionalmente, repetir las etapas anteriores en un bucle usando al menos una parte de la fase orgánica como medio líquido de disolución.

8. Proceso según la reivindicación anterior, en el que el polímero es PVC y la fase orgánica comprende entre el 2% y 8% en peso de alcohol, entre el 13% y el 17% de PSA y entre el 4% y el 6% de agua, estando el resto (concretamente entre el 69% y el 79% en peso) compuesto por PAOS.

9. Proceso según la reivindicación anterior, en el que el alcohol es isopropanol, el PSA es isohexano y el PAOS es MEK.

10. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que se extrae al menos parte de la fase acuosa y se añade a la disolución de polímero en una cantidad que no es suficiente para dar lugar a una precipitación previa del polímero; se usan vapor de agua y agua adicional para dar lugar a una inversión de fases; se impulsan la separación y las destilaciones azeotrópicas hasta completarse con el fin de obtener partículas de polímero bien formadas suspendidas en un medio que está compuesto principalmente por agua; se separan esas partículas del agua.