一種陰離子交換樹脂的回收方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種陰離子交換樹脂的回收方法，屬于化工材料回收利用領(lǐng)域。即利用介質(zhì)為載體對陰離子交換樹脂或其廢棄物進行熱裂解，裂解產(chǎn)物經(jīng)過分離提純后得到苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物。加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢源龠M該裂解過程。該回收方法克服了一般化學(xué)回收法分解效率低、分解介質(zhì)使用量大、運行成本高的缺點。經(jīng)該回收技術(shù)處理后沒有新的廢棄物產(chǎn)生，符合循環(huán)經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟的要求。
【專利說明】一種陰離子交換樹脂的回收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種陰離子交換樹脂生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不合格品及使用后的廢棄物的回收方法，屬于化工材料回收利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】:
[0002]在熱固性塑料中，陰離子交換樹脂是一種典型的材料，是由苯乙烯、二乙烯苯及其他它組分聚合而成，聚合反應(yīng)后再進行交聯(lián)反應(yīng)形成的熱固性材料。陰離子交換樹脂是一種熱固性樹脂，當(dāng)其在熱或引發(fā)劑的作用下，可固化成為一種不溶不融的高分子網(wǎng)狀聚合物。
[0003]如由苯乙烯與交聯(lián)劑二乙烯苯混合后，在加熱或在催化劑的作用下，形成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的體型大分子，即熱固性。陰離子交換樹脂具有優(yōu)良離子交換能力，具有廣泛的用途，在水處理、脫色、提純方面有著多種用途。但是，陰離子交換樹脂是熱固性樹脂，使用后其廢棄物既不能像熱塑性樹脂如聚乙烯那樣，可以再次熔融再生成型，也不能通過溶劑溶解的方法進行回收利用。
[0004]熱固性陰離 子交換廢棄物傳統(tǒng)的處理方法是掩埋與焚燒，掩埋有占用大量土地及污染地下水的缺點，焚燒有產(chǎn)生有害氣體污染環(huán)境的缺點。其它處理方法包括把熱固性塑料廢棄物粉碎作為高爐煉鐵還原劑或作為輕型水泥板、混凝土、裝飾材料及普通玻璃鋼產(chǎn)品的填料使用，以及化學(xué)回收法、高溫?zé)崃呀夥ǖ?。普通化學(xué)回收法的優(yōu)點是可以利用一般合成樹脂設(shè)備進行廢棄物分解，不需要增加設(shè)備投資，但現(xiàn)有工藝的分解效率較低，而且分解介質(zhì)使用量大，造成運行成本高，經(jīng)濟可行性差。高溫?zé)崃呀夤に囘^程雖然簡單，但容易產(chǎn)生泄漏、著火等安全問題，同時處理過程中還會產(chǎn)生積碳，導(dǎo)致熱效率低，設(shè)備使用壽命低。因此，開發(fā)一種能綜合上述各種方法的優(yōu)點，同時又能避免各自缺點，既經(jīng)濟又環(huán)保的陰離子交換廢棄物回收方法是迫切需要的。
[0005]1.本專利針對目前陰離子交換樹脂制品生產(chǎn)過程中廢料及其使用后的廢棄物，利用介質(zhì)及催化劑對廢棄物進行熱裂解，得到苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物。
[0006]2.
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種陰離子交換樹脂在生產(chǎn)中和使用后產(chǎn)生的廢棄物的回收新方法。本發(fā)明可以克服目前主要使用的陰離子交換廢棄物回收方法的缺點，兼顧各方法的優(yōu)點，同時又具有經(jīng)濟和環(huán)保的特點。
[0008]所述回收方法為:
[0009]本發(fā)明中的陰離子交換樹脂，其特征是包括苯乙烯、二乙烯苯及其他它組分聚合而成，聚合反應(yīng)后再進行交聯(lián)反應(yīng)形成的熱固性材料。
[0010]本發(fā)明中的一種陰離子交換樹脂的回收方法，將陰離子交換樹脂放置于反應(yīng)器中進行，利用介質(zhì)及催化劑對陰離子交換樹脂進行熱裂解，得到熱裂解產(chǎn)物，再對裂解產(chǎn)物進行分離提純。反應(yīng)器的一端為原料、介質(zhì)及催化劑的入口，通常是從反應(yīng)器的側(cè)端。反應(yīng)器的另一端連接冷卻裝置，通常是從反應(yīng)器的上端連接。對冷卻下來的產(chǎn)物進行分離提純到含有苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物，油相部分也可以直接作為燃料油使用。未分解的陰離子交換樹脂可以參與下一批次的裂解過程，實現(xiàn)繼續(xù)裂解。
[0011]首先將陰離子交換樹脂、介質(zhì)及催化劑裝入反應(yīng)器中，保持反應(yīng)器的溫度在120~750°C之間，可以對反應(yīng)器進行加熱來進行。陰離子交換樹脂在介質(zhì)及催化劑作用下發(fā)生降解及裂解，形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來。收集經(jīng)過冷卻的液體，利用分離提純技術(shù)將其分離為小分子的聚合原料與燃料油。
[0012]加入反應(yīng)器的介質(zhì)，可以是水、有機酸、有機酸酐、礦物油、合成油、動植物油、硅油、二元醇、多元醇，也可以是它們的任意比例的混合物。陰離子交換樹脂在介質(zhì)、催化劑和熱的共同作用下，發(fā)生裂解，得到由苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其低聚物等產(chǎn)物和所用介質(zhì)及介質(zhì)裂解冷凝后的液體的混合物。
[0013]加入反應(yīng)器中的有機酸，可以是甲酸、乙酸、硬脂酸、月桂酸、丁二酸、己二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、馬來酸等有機酸的一種或者它們?nèi)我獗壤幕旌衔铩?br> [0014]加入反應(yīng)器中的有機酸酐，可以是馬來酸酐、丁二酸酐、鄰苯二甲酸酐、乙酸酐等有機酸酐的一種或者它們?nèi)我獗壤幕旌衔铩?br> [0015]加入反應(yīng)器中介質(zhì)可以是礦物油。礦物油是通過物理蒸餾方法從石油中提煉出的基礎(chǔ)油。
[0016]加入反應(yīng)器中介質(zhì)可以是合成油。合成油是用聚烯類或酯類的化合物所形成的基礎(chǔ)油，通過化學(xué)合成或精煉加工的方法獲得的。 [0017]加入反應(yīng)器中的動植物油，可以是豬油、牛油、羊油、大豆油、花生油、棉籽油、菜籽油、橄欖油、地溝油、石蠟油等動植物油的一種或者它們?nèi)我獗壤幕旌衔铩?br> [0018]加入反應(yīng)器中的硅油，可以是甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油、羥基含氫硅油、含氰硅油等硅油的一種或者它們?nèi)我獗壤幕旌衔铩?br> [0019]加入反應(yīng)器中的二元醇，可以是乙二醇、1，2-丙二醇，1，3-丙二醇、1，4-丁二醇，己二醇等二元醇的一種或者它們?nèi)我獗壤幕旌衔?。例如，加入的介質(zhì)是乙二醇，也可以是丙二醇，乙二醇和丙二醇的混合物。
[0020]加入反應(yīng)器中的多元醇，可以是丙三醇、山梨醇、甘露醇、季戊四醇等多元醇的一種或者它們?nèi)我獗壤幕旌衔铩?br> [0021]在此項陰離子交換樹脂回收方法中，熱裂解反應(yīng)可以在催化劑存在下進行，催化劑為路易士酸催化劑，用量陰離子交換樹脂重量的0.1~5%。所使用的催化劑是甲酸、乙酸、丙酸、鹽酸、磷酸、硫酸、硝酸等有機酸或無機酸，也可以是它們中的一種或多種物質(zhì)的任意比例的混合物。催化劑的存在能加速陰離子交換樹脂的裂解。
[0022]陰離子交換樹脂的熱裂解產(chǎn)物，由苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物和所用介質(zhì)裂解后的液體的混合物組成。對所得到的產(chǎn)物經(jīng)過分離提純后，得到的苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物可以重新合成陰離子交換或者其他產(chǎn)品。裂解產(chǎn)物其他油相，可以直接作為燃料油使用，而不必要繼續(xù)分離，避免了進一步提純時發(fā)生的成本，可以明顯提高該項回收方法的經(jīng)濟效益?！揪唧w實施方式】:
[0023]如下的實施例將更詳細地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不應(yīng)僅僅限制在這些具體的實施例中。
[0024]實施例1
[0025]將100克陰離子交換樹脂，60g礦物油，Ig乙酸，Ig丙酸裝入反應(yīng)器中，加熱到150°C，反應(yīng)4小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重10.6克，分解率為89.4%。未分解的陰離子交換樹脂可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到由苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物。
[0026]實施例2
[0027]將100克陰離子交換樹脂，70g丙三醇，3g鹽酸裝入反應(yīng)器中，加熱到300°C，反應(yīng)6小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重15.2克，分解率為84.8%。未分解的陰離子交換樹脂可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到由苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物。
[0028]實施例3 [0029]將100克陰離子交換樹脂及80ml乙二醇裝入反應(yīng)器中，加熱到385°C，反應(yīng)6小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重10.2克，分解率為89.8%。未分解的陰離子交換樹脂可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到由苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物。
[0030]實施例4
[0031]將100克陰離子交換樹脂，40硬脂酸，30g大豆油，Ig磷酸，Ig甲酸裝入反應(yīng)器中，加熱到700°C，反應(yīng)3小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重6.1克，分解率為93.9%。未分解的陰離子交換樹脂可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到由苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物。
[0032]實施例5
[0033]將100克陰離子交換樹脂，50g合成油，Ig硫酸裝入反應(yīng)器中，加熱到600°C，反應(yīng)4小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重7.5克，分解率為94.5%。未分解的陰離子交換樹脂可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到由苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物。
[0034]實施例6
[0035]將100克陰離子交換樹脂樹脂，40g三乙醇胺裝入反應(yīng)器中，加熱到250°C，反應(yīng)8小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重36.3克，分解率為63.7%。未分解的陰離子交換樹脂可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到由苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物。
[0036]實施例7
[0037]將100克陰離子交換樹脂樹脂，IOg三乙醇胺和40g礦物油裝入反應(yīng)器中，加熱到650°C，反應(yīng)2小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重18.3克，分解率為81.7%。未分解的陰離子交換樹脂可以參與下一批次的裂解過程。形成的分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到由苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物。
[0038]實施例8
[0039]將100克陰離子交換樹脂樹脂裝入反應(yīng)器中，加入丙酸3.5g，加入80g運動粘度為120厘泊的二甲基硅油，反應(yīng)器溫度410°C，反應(yīng)4小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重69.1克，分率為31.9%。未分解的陰離子交換樹脂可以參與下一批次的裂解過程。形成分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到由苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物。
[0040]實施例9
[0041] 將100克陰離子交換樹脂裝入反應(yīng)器中，加入硝酸3克，加入Ig乙酸酐，反應(yīng)器溫度750°C，反應(yīng)2小時。停止反應(yīng)，反應(yīng)器中殘存的固體干燥，稱量，重18.3克，分率為82.7%。未分解的陰離子交換樹脂可以參與下一批次的裂解過程。形成分解混合物通過冷卻裝置被冷卻下來，經(jīng)過分離提純后得到由苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物。
【權(quán)利要求】
1.一種陰離子交換樹脂的回收方法，其特征在于利用介質(zhì)及催化劑對陰離子交換樹脂進行熱裂解，得到熱裂解產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陰離子交換樹脂的回收方法，其特征在于陰離子交換樹脂是由苯乙烯、二乙烯苯及其他它組分聚合而成，通過聚合反應(yīng)生成具有三維空間立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的骨架，再在骨架上導(dǎo)入堿性基團而制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陰離子交換樹脂的回收方法，其特征在于所用介質(zhì)為有機酸、有機酸酐、礦物油、合成油、動植物油、硅油、二元醇、多元醇，也可以是它們的任意比例的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種陰離子交換樹脂的回收方法，其特征在于所用二元醇為乙二醇、1，2-丙二醇，1，3-丙二醇、1，4-丁二醇或己二醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陰離子交換樹脂的回收方法，其特征在于所使用的熱裂解溫度為120~750°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陰離子交換樹脂的回收方法，其特征在于在利用介質(zhì)對陰離子交換樹脂進行熱裂解的過程中可以加入酸性化合物催化劑，催化劑的用量是陰離子交換樹脂重量的0.1~5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種陰離子交換樹脂的回收方法，其特征在于所用的催化劑是路易士酸中的一種或多種物質(zhì)的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種陰離子交換樹脂的回收方法，其特征在于所用的路易士酸是甲酸、乙酸、丙酸、鹽 酸、磷酸、硫酸、硝酸、五氧化二釩、馬來酸酐等。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陰離子交換樹脂的回收方法，其特征在于回收所得到的陰離子交換樹脂的熱裂解產(chǎn)物，經(jīng)過分離提純后可以得到苯乙烯、苯乙烷、苯丙烷、二乙烯苯及其他它產(chǎn)物
【文檔編號】C07C15/02GK104016828SQ201310064762
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】楊曉林 申請人:楊曉林