PROCEDIMIENTO DE MEZCLA Y REACTOR DE MEZCLA DE POLIÉSTER CON MATERIAL CÁUSTICO.

Procedimiento de mezcla y reactor de mezcla de poliéster con material cáustico. La presente invención se refiere a procedimientos de mezcla y a reactores de mezcla de poliéster con material cáustico, es decir, a procedimientos y a reactores de mezcla en los que se mezcla poliéster, por ejemplo poli(tereftalato de etileno) (PET), con un material cáustico, por ejemplo, una composición alcalina. La invención se refiere especialmente a procedimientos y a reactores de mezcla tales que puedan usarse efectivamente en la limpieza, descontaminación e incluso en la elevación de la viscosidad intrínseca de poliésteres. Los procedimientos y reactores de mezcla de este tipo pueden ser útiles como tales en múltiples procesos, incluida la separación de materiales como, por ejemplo, materiales de desecho que contienen impurezas y/o contaminantes de poliésteres y la consolidación de poliésteres. Un poliéster es un material polimérico que puede prepararse a partir de la esterificación de ácidos orgánicos polibásicos con ácidos polivalentes. El poliéster probablemente más preparado y usado es el PET, que puede prepararse mediante reacción de ácido tereftálico con etilenglicol. Los poliésteres se usan actualmente en cantidades crecientes en distintas aplicaciones. Por ejemplo, los poliésteres se usan en general para fabricar todo tipo de recipientes como, por ejemplo, recipientes para bebidas y alimentos, películas fotográficas, películas radiográficas, cintas de grabación magnética, aislamiento eléctrico, coadyuvantes quirúrgicos como, por ejemplo, arterias, tejidos u otros productos textiles sintéticos y muchos otros objetos. Un requisito en el campo de la tecnología de los poliésteres es la recuperación y el reciclado de poliésteres. Como los poliésteres pueden volver a fundirse y moldearse de nuevo económicamente, están en proceso muchos experimentos para recuperar después de su uso tanto poliéster como sea posible. Sin embargo, antes de poder recuperar el poliéster es necesario separar los poliésteres usados de otros productos y materiales que pueden mezclarse con el poliéster o encontrarse adheridos a éste. En el estado de la técnica han aparecido problemas al intentar separar poliéster de otros materiales de desecho. Especialmente, los procesos del estado de la técnica no pueden recuperar eficiente o económicamente el poliéster cuando está presente una cantidad significativa de otro material, impurezas y contaminantes. La mayoría de los procesos del estado de la técnica para separar poliésteres de otros materiales se han basado en las técnicas de separación por flotación y procesos de recuperación mecánica. En la separación por flotación se separan poliésteres de otros materiales basándose en las diferencias de densidad. Por ejemplo, pueden combinarse materiales que contienen poliéster con agua. Los materiales con menor densidad que flotan sobre el agua pueden separarse fácilmente del poliéster hundido. Este procedimiento puede ser efectivo en la separación de poliésteres de muchas impurezas con menor densidad. Sin embargo, las técnicas de separación por flotación no pueden usarse cuando el poliéster se encuentra en combinación con materiales que también se hunden en el agua o que presentan densidades que son comparables a las de los poliésteres. Ejemplos de esto último incluyen poli(cloruro de vinilo) (PVC) y aluminio que no flotan en agua. Realmente, el PVC presenta una densidad que es muy similar a la densidad del PET y, por tanto, se ha identificado frecuentemente erróneamente como PET. Sin embargo, tanto el aluminio como también el PVC deben separarse del poliéster antes de que pueda volver a usarse. Si el PET y el PVC se vuelven a fundir juntos, se generan especialmente gases de ácido clorhídrico que destruyen las propiedades del material plástico resultante. Además del fracaso en la separación de poliésteres de impurezas que son más pesadas que el agua, las técnicas de separación por flotación y los lavados convencionales también fracasan a este respecto en la eliminación de recubrimientos u otros contaminantes que se adhieren en general al poliéster. Por ejemplo, los recipientes de poliéster se recubren en general con recubrimientos de barrera al vapor, recubrimientos de Saran y/o tintas. Los procesos de recuperación mecánica incluyen normalmente procesos de lavado que se usan para quitar recubrimientos superficiales y contaminantes del poliéster sin que se produzca una reacción esencial entre el poliéster y la disolución de lavado. Por ejemplo, las patentes de EE.UU. 5.286.463 y 5.366.998 dan a conocer una composición y un proceso para eliminar adhesivos, especialmente de resinas basadas en poli(haluro de vinilideno) y poli(haluro de vinilo), de capas de poliéster como, por ejemplo, películas fotográficas. En una forma de realización, las capas de poliéster se mezclan con un azúcar reductor y una base para eliminar la resina polimérica adhesiva de la capa. Luego se añade un ácido para precipitar la resina, que luego puede separarse de la capa de poliéster. Mientras tanto, el centro de la recuperación de poliéster de la reutilización de desechos se ha orientado a la conversión química del poliéster en componentes químicos útiles. En tales procesos se usaron materiales alcalinos. 2   Por ejemplo, las patentes de EE.UU. 5.395.858 y 5.580.905 dan a conocer procesos para recuperar poliésteres en los que los poliésteres se reducen a sus reactivos químicos originales. Este proceso incluye las etapas de combinación del material de poliéster con una composición alcalina para formar una mezcla. La mezcla se calienta a una temperatura que es suficiente para convertir el poliéster en una sal alcalina de un ácido orgánico y un poliol. Durante el proceso, la composición alcalina se añade en una cantidad que es suficiente para reaccionar con el poliéster total presente en la mezcla. El anterior proceso proporciona la conversión/saponificación química completa del material de poliéster. Sin embargo, esto puede añadir costes considerables al proceso total, ya que el poliéster debe volverse a formar finalmente. El documento US 3.590.904 da a conocer un proceso para eliminar subcapas poliméricas de bases de películas de poliéster que presentan al menos una capa copolimérica de haluro de vinilideno sobre al menos una superficie de la base poniendo en contacto el material de base del poliéster con glicol alcalino caliente en el que puede estar presente hasta el 5% en peso o más de agua para inducir una reacción entre el glicol caliente y las capas de sustrato para limpiar el poliéster. La innovación del documento WO 00/18830 A1 desveló que una reacción de poliésteres como, por ejemplo, PET con composiciones alcalinas en un entorno de reacción que está al menos esencialmente libre de agua puede permitir la limpieza, descontaminación e incluso la mejora de la viscosidad intrínseca de poliésteres. Esta innovación estuvo en contraste directo con una creencia arraigada en el campo del reciclaje de poliésteres de que los poliésteres deben degradarse necesariamente en presencia de materiales cáusticos. En un aspecto, el documento WO 00/18830 A1 se refiere a un procedimiento para tratar un poliéster que comprende la combinación de un poliéster con una composición alcalina en una cantidad que es efectiva para cubrir al menos una parte del poliéster. El poliéster se calienta luego durante la verdadera etapa de reacción a una temperatura que no es superior al punto de fusión del poliéster. La verdadera etapa de reacción previamente mencionada se realiza en un entorno que está al menos esencialmente libre de agua. Esta técnica conocida puede usarse para mejorar las propiedades de productos de poliéster que se obtuvieron a partir de procesos para la recuperación o para el reciclado de materiales que contienen poliéster que contienen contaminantes y/o impurezas. A este respecto, un procedimiento de recuperación incluye la mezcla del material que contiene poliéster con una composición alcalina, usándose la composición alcalina en una cantidad que es efectiva para reaccionar con una parte del poliéster y del material que contiene poliéster, seguido de calentamiento de la mezcla en la verdadera etapa de reacción a una temperatura que es efectiva para saponificar una parte del poliéster, pero no es suficiente para fundir el poliéster. El poliéster puede limpiarse y descontaminarse luego físicamente. Una etapa clave de este proceso conocido es que la verdadera etapa de reacción se realiza en un entorno que está al menos esencialmente libre de agua. En función de, por ejemplo, la duración del proceso, el poliéster resultante puede presentar una v. i. y color mejorados. Antes de la recuperación, el poliéster puede tratarse mediante técnicas que se conocen en el estado de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de mezcla de poliéster con material cáustico con las etapas: se pone a disposición poliéster, preferiblemente PET, el poliéster se seca, el poliéster secado se mezcla con el material cáustico, y el poliéster mezclado con el material cáustico se calienta en varias etapas de temperatura (4a, 4b, 4c) definidas en función de una secuencia de reacción de la reacción entre el PET y el material cáustico, calentándose el poliéster en la primera etapa (4a) a una temperatura entre 95ºC y 120ºC, en la segunda etapa (4b) a una temperatura entre 110ºC y 130ºC y en la tercera etapa (4c) a una temperatura entre 120ºC y 140ºC, con un reactor con un tornillo de mezcla de doble husillo (14) para la realización del calentamiento y de la mezcla de la mezcla de poliéster y material cáustico, husillos sin fin (10, 12) que se engranan entre sí para el tornillo de mezcla de doble husillo (14) y un perfil en dientes de sierra (8) para los husillos sin fin (10, 12) del tornillo de mezcla (14). 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el poliéster se calienta en la primera etapa (4a) durante aproximadamente 10 minutos, en la segunda etapa (4b) durante aproximadamente 10 minutos y en la tercera etapa (4c) durante aproximadamente 10 minutos. 3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el poliéster se calienta en la primera etapa (4a) a aproximadamente 110ºC, en la segunda etapa (4b) a aproximadamente 120ºC y en la tercera etapa (4c) a aproximadamente 130ºC. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el poliéster se muele antes el calentamiento, preferiblemente a un tamaño de copo de aproximadamente 0,005 m a aproximadamente 0,01 m. 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el poliéster se calienta en un reactor (2), reactor (2) que se precalienta preferiblemente antes de la adición del poliéster, preferiblemente a una temperatura entre 95ºC y 165ºC, más preferiblemente a una temperatura entre 100ºC y 130ºC. 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el tiempo entre el inicio y el fin del calentamiento del poliéster asciende a entre 5 y 45 minutos, preferiblemente a entre 10 y 30 minutos, más preferiblemente a entre 10 y 15 minutos, preferiblemente a velocidad de flujo esencialmente constante del poliéster. 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el poliéster permanece en la etapa de calentamiento hasta que la humedad residual ascienda a menos del 3%, preferiblemente a menos del 2%, más preferiblemente a menos del 1,6%. 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el poliéster permanece en la etapa de calentamiento hasta que se haya consumido más del 95%, preferiblemente más de 98%, más preferiblemente más de 99%, del material cáustico libre determinado preferiblemente por valoración con fenolftaleína. 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el calentamiento del poliéster se realiza en un reactor (2) con un caudal de al menos 2000 kg/h, 11   preferiblemente de al menos 2500 kg/h. 10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que en las etapas (4a, 4b, 4c) respectivas se ajusta una distribución de temperatura homogénea de la temperatura en las zonas (4a, 4b, 4c) previstas para las etapas (4a, 4b, 4c) respectivas de un reactor (2) usado para la realización del procedimiento. 11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que como reactor (2) para la realización del calentamiento y de la mezcla se usa un reactor de tornillo de mezcla de doble husillo (2). 12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que mediante el uso de un perfil en dientes de sierra (8) para los husillos sin fin (10, 12) provistos preferiblemente de un paso de rosca del tornillo de aproximadamente 100 mm, que se engranan entre sí, del tornillo de mezcla (14) del reactor de tornillo de mezcla de doble husillo (2) la pared interna (16) orientada hacia el poliéster del reactor de tornillo de mezcla de doble husillo (2) se mantiene esencialmente libre de adherencias del poliéster. 13. Uso de un reactor (2) para la realización de un procedimiento de mezcla de poliéster con material cáustico según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por un tornillo de mezcla de doble husillo (14) para la realización del calentamiento y de la mezcla de la mezcla de poliéster y material cáustico, por husillos sin fin (10, 12) que se engranan entre sí para el tornillo de mezcla de doble husillo (14) y por un perfil en dientes de sierra (8) para los husillos sin fin (10, 12) provistos preferiblemente de un paso de rosca del tornillo de aproximadamente 100 mm del tornillo de mezcla (14). 12   13   14