专利名称：使用催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法
技术领域：
本发明涉及通过使用催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法，其目的是提供一种在相对低的温度下以高收率从聚苯乙烯树脂废弃物中回收苯乙烯单体的方法。
聚苯乙烯树脂是热塑性树脂中最早被开发出来的工程塑料之一，且因为其具有优异的可成型性和低廉的价格，所以在很广的范围内应用。
其中，发泡聚苯乙烯(其被广泛地用做电器、AV仪器等的包装材料，用做固定盒子、玻璃产品等的缓冲材料，和盘子以及食品的热绝缘和冷保藏用的容器)非常的笨重且即使被埋藏在土壤中也不会被分解，因此要想为发泡聚苯乙烯的处理准备一个场所是很困难的。此外，由于它们具有高的燃烧温度，有损坏煅烧炉的趋势，并且因为当将它们与含氯的材料混合时，其会产生二噁英(doxin)，所以要通过煅烧来对其进行处理很困难，因此，由此提出了工业废弃物处理的主要问题。
在这种环境下，人们提出了一系列回收芳烃油例如从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的技术，其实例包括JP 283745/1996(Tokukaihei 8-283745)、JP 221681/1997(Tokukaihei9-221681)和JP 302356/1997(Tokukaihei 9-302356)所描述的技术。
任何这些技术都是在催化剂存在下热分解聚苯乙烯树脂，然而由于通过加热聚苯乙烯树脂进行的热分解过程要将该树脂加热到350-430℃，需要能耐高温的特殊的工厂设备，且这样的设备投资增加了开始时的费用。
此外，由于回收油中含有许多非苯乙烯单体的组分，所以苯乙烯单体的收率变得很低；例如JP 283745/1996中提出的方法，其含有在回收油中的苯乙烯单体的比例低至大约68-69％。
在此，JP 2545768已经揭示了一种应用加热工艺在相对低的300-350℃的温度范围内从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法，然而即使使用了这种方法，含有在回收油中的苯乙烯单体含量在60-79％的范围内，其仍不能达到另人满意的水平。
本发明已经解决了上述的问题，其目的是提供一种通过使用催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法，这种方法可在相对低的温度下对聚苯乙烯树脂进行热分解，从而使降低设备的成本等成为可能，并且其能从热分解蒸气中回收具有较低比例的低分子量组分和高含量的苯乙烯单体的油。
本发明已解决上述的问题，本发明的通过使用催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法，其特征在于所用的催化剂是硫酸盐。
本发明的通过使用催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法，其中所述的硫酸盐是硫酸金属盐。
本发明的通过使用催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法，其中所述的硫酸盐是至少一种选自下列的物质硫酸镁、硫酸钠、硫酸铁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铝、硫酸钙、硫酸钾和硫酸锑。
本发明的通过使用催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法，其中所述的聚苯乙烯树脂的加热温度不大于350℃。
以下结合附图根据本发明的通过使用催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法的优选实施方案进行描述。
图1是表示本发明所使用的热分解装置的一个例子的示意图。
所述的热分解装置1是由分解釜2、加料部分3、蒸气出口部分4、搅拌装置5和加热器(未示出)构成，所述的分解釜2是用来装盛聚苯乙烯原料树脂(例如通过排气和粉碎发泡聚苯乙烯树脂形成的具有一定形状的聚苯乙烯树脂块)且将其热分解；所述的加料部分3用于将向分解釜2中提供聚苯乙烯树脂；蒸气出口部分4是用于向外释放在分解釜2中产生的热分解蒸气；搅拌装置5是用于搅拌和混合装盛于分解釜2内的物质。
在此，如图1所示的装置仅通过示意图表示本发明的方法所使用的装置的一个例子，并且在本发明中所使用的装置并非局限于此。
连续地从加料部分3向分解釜2中加入通过排气和粉碎形成的具有一定形状的聚苯乙烯树脂，例如发泡聚苯乙烯，并向分解釜2中加入用于加速聚苯乙烯树脂热分解的催化剂。
本发明的特征在于所使用的催化剂是硫酸盐，特别的，这些硫酸盐的例子包括硫酸锌、硫酸铝、硫酸锑、硫酸锑(Ⅲ)、硫酸铵、硫酸铝铵、硫酸铬(Ⅲ)铵、硫酸钴(Ⅱ)铵、硫酸铁(Ⅱ)铵、硫酸铁(Ⅲ)铵、硫酸锰(Ⅱ)铵、硫酸铱(Ⅲ)、硫酸铅、硫酸铅矿、硫酸镉、硫酸钾、硫酸镓(Ⅲ)、硫酸铝钾、硫酸铬(Ⅲ)钾、硫酸钙、硫酸银、硫酸铝胍、硫酸铬(Ⅱ)、硫酸铬(Ⅲ)、硫酸钴(Ⅱ)、硫酸钴(Ⅲ)、硫酸锆(Ⅳ)、硫酸汞(Ⅰ)、hydrogen 3 indryl sulfate、硫酸氢钾、硫酸锡(Ⅱ)、硫酸锶、硫酸铈(Ⅲ)、硫酸铈(Ⅳ)、硫酸钛(Ⅲ)、硫酸钛(Ⅳ)、硫酸铁(Ⅱ)、硫酸铁(Ⅲ)、硫酸铜(Ⅱ)、硫酸十二烷基钠、硫酸钍(Ⅳ)、硫酸钠、硫酸铝钠、硫酸铅(Ⅱ)、硫酸铅(Ⅳ)、硫酸镍(Ⅱ)、硫酸铝镍(Ⅱ)、硫酸亚硝酰酯、硫酸镁二钠、硫酸钕(Ⅲ)、硫酸矾(Ⅲ)、硫酸钡、硫酸羟铵、硫酸镨(Ⅲ)、硫酸镁、硫酸二钾镁、硫酸锰(Ⅱ)、硫酸锰(Ⅲ)、硫酸镧(Ⅲ)、木素硫酸盐、硫酸锂、硫酸铷、硫酸铝铷和硫酸铯锰(Ⅲ)。
此外，还可使用这些硫酸盐的以下水合物一水合硫酸锌、六水合硫酸锌、七水合硫酸锌、六水合硫酸铝、十水合硫酸铝、十六水合硫酸铝、十八水合硫酸铝、二十七水合硫酸铝、十二水合硫酸铬(Ⅲ)铵、六水合硫酸钴(Ⅱ)铵、六水合硫酸铁(Ⅱ)铵、十二水合硫酸铁(Ⅲ)铵、六水合硫酸锰(Ⅱ)铵、一水合硫酸镉、8/3水合硫酸镉、七水合硫酸镉、二十四水合硫酸铝镉、十二水合硫酸铝钾、十六水合硫酸铝钾、十二水合硫酸铬(Ⅲ)钾、六水合硫酸铬(Ⅲ)钾、三水合硫酸铬(Ⅲ)钾、一水合硫酸铬(Ⅲ)钾、二水合硫酸钙、七水合硫酸铬(Ⅱ)、十八水合硫酸铬(Ⅲ)、三水合硫酸铬(Ⅲ)、六水合硫酸钴(Ⅱ)、一水合硫酸钴(Ⅱ)、十八水合硫酸钴(Ⅲ)、一水合硫酸锆(Ⅳ)、四水合硫酸锆(Ⅳ)、八水合硫酸铈(Ⅲ)、四水合硫酸铈(Ⅳ)、四水合硫酸钛(Ⅳ)、一水合硫酸铁(Ⅲ)、四水合硫酸铁(Ⅱ)、五水合硫酸铁(Ⅱ)、七水合硫酸铁(Ⅱ)、三水合硫酸铁(Ⅲ)、六水合硫酸铁(Ⅲ)、七水合硫酸铁(Ⅲ)、7.5水合硫酸铁(Ⅲ)、九水合硫酸铁(Ⅲ)、十水合硫酸铁(Ⅲ)、十二水合硫酸铁(Ⅲ)、五水合硫酸铜(Ⅱ)、二水合硫酸钍(Ⅳ)、四水合硫酸钍(Ⅳ)、六水合硫酸钍(Ⅳ)、八水合硫酸钍(Ⅳ)、九水合硫酸钍(Ⅳ)、七水合硫酸钠、十水合硫酸钠、二十四水合硫酸钠、一水合硫酸镍(Ⅱ)、二水合硫酸镍(Ⅱ)、四水合硫酸镍(Ⅱ)、七水合硫酸镍(Ⅱ)、2.5水合硫酸镁二钠、四水合硫酸镁二钠、七水合硫酸钒(Ⅱ)、三水合硫酸钒(Ⅲ)、九水合硫酸钒(Ⅲ)、一水合硫酸镁、1.5水合硫酸镁、二水合硫酸镁、三水合硫酸镁、六水合硫酸镁、七水合硫酸镁、四水合硫酸二钾镁、六水合硫酸二钾镁、一水合硫酸锰(Ⅱ)、二水合硫酸锰(Ⅱ)、四水合硫酸锰(Ⅱ)、五水合硫酸锰(Ⅱ)、七水合硫酸锰(Ⅱ)、十二水合硫酸铈锰(Ⅲ)。
在上述的硫酸盐中，优选使用硫酸金属盐，且在硫酸盐金属中，更优选使用硫酸镁、硫酸钠、硫酸铁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铝、硫酸钙、硫酸钾、硫酸锑、和这些硫酸盐的水合物。
可使用这些催化剂中的一种，也可将其中的两种或多种结合起来使用。
此外，可使用上述的催化剂或载于载体上的上述催化剂。关于所述的载体，虽然没有特别的限制，优选使用具有优异的耐热性的载体，如玻璃纤维、硅、铝和钛的氧化物。
对于将催化剂载于载体上的方法没有特别的限制，可使用公知的浸渍和共沉淀的方法。
此外，对于所述的催化剂的形状，可以是块状、粉状和其他的形状，且优选使用颗粒度约为0.3-3.0mm的催化剂。
在本发明中，所述催化剂的添加量的范围是10-25wt％，优选为10-20wt％。
如果催化剂的添加量少于10wt％则不能有效地发挥功能和使用的催化剂的效果，如果其用量超过25wt％也不能发挥相应的效果且对生产成本起了相反的作用。
以下将对根据本发明的通过使用催化剂来从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法的一个实例进行描述。
首先，将用做原料的聚苯乙烯树脂(例如经排气的发泡聚苯乙烯树脂)和上述的催化剂加入热分解装置1中的分解釜2内中。
然后，在通过搅拌装置5在混合和搅拌的同时对其进行加热，从而使得聚苯乙烯树脂与催化剂接触而热分解。
所述的聚苯乙烯树脂的加热温度，该温度由所使用的催化剂的类型决定，优选温度范围为230-350℃，更优选为250-330℃。
更特别的是，例如，对各种催化剂分别的优选加热温度范围如下如果是硫酸镁，温度范围是230-330℃；如果是硫酸铁，温度范围是200-310℃；如果是硫酸钠，温度范围是250-330℃；如果是硫酸锰，温度范围是200-350℃；如果是硫酸锌，温度范围是200-350℃；如果是硫酸铝，温度范围是210-310℃；如果是硫酸钙，温度范围是220-310℃；如果是硫酸钾，温度范围是300-350℃；如果是硫酸锑，温度范围是250-310℃。
通过蒸气出口部分4将由于热的使用而产生的热分解蒸气排出所述的热分解装置1。
然后，冷凝和液化由该装置中排出的热分解蒸气而得到粗乙烯单体，对该粗苯乙烯单体进行真空蒸馏以回收具有高纯度的苯乙烯单体。
以下结合附图和实施例对本发明进行详细地描述。
图1表示由本发明所使用的热分解装置的一个实例的示意图；图2表示本发明实施例1所使用的实验装置的一个实例的示意图；图3表示由本发明实施例1获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果图；图4表示由实施例2获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果的数据；图5表示由本发明实施例2至实施例11所使用的实验装置的一个实例的示意图；图6表示由实施例2获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果图；图7表示由实施例2获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果的数据；图8表示由实施例3获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果图；图9表示由实施例3获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果的数据；图10表示由实施例4获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果图；图11表示由实施例4获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果的数据；图12表示由实施例5获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果图13表示由实施例5获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果的数据；图14表示由实施例6获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果图；图15表示由实施例6获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果的数据；图16表示由实施例7获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果图；图17表示由实施例7获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果的数据；图18表示由实施例8获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果图；图19表示由实施例8获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果的数据；图20表示由实施例9获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果图；图21表示由实施例9获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果的数据；图22表示由实施例10获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果图；图23表示由实施例10获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果的数据；图24表示由实施例11获得的蒸馏产品(粗苯乙烯单体)的气相色谱分析结果图；实施例以下将通过实施例对本发明使用催化剂来从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法进行讨论，从而证实本发明的效果。然而，本发明并非被这些实施例所限制。
实施例1使用如图2所示的实验装置通过下述方法对聚苯乙烯树脂进行热分解。
在烧瓶9中加入80g聚苯乙烯树脂和8g七水合硫酸镁(MgSO47H2O)，且通过用罩式加热器11在搅拌浆10混合和搅拌的同时对烧瓶9内部的物质进行加热，并用温度计14来测定液体的温度和用温度计15来测定热分解蒸气的出口温度。
烧瓶中产生的热分解蒸气通过一个与烧瓶9的出口相连的冷却管12而被冷凝和液化，且将所得到的液体收集到接收器13中。
收集在接收器13中的液体量为72.91g(回收率为91.14％)，并且通过气相色谱分析收集在收集器13中回收液体的组成，结果显示苯乙烯单体的含量高达90.0156％，并且甲苯和乙苯(它们是低分子量的组分)的含量分别低达2.5394％和0.8776％。在此，图3是表示气相色谱分析结果图，图4表示气相色谱分析结果的数据。
在此，液体被蒸馏时的液体温度为240-260℃，且热分解蒸气的温度为145-147℃。
然后，对回收的液体进行真空蒸馏以得到纯度为99.92％的苯乙烯单体，其能满足JIS标准要求的99.5％的纯度。
实施例2使如图5所示的实验装置通过下述方法对聚苯乙烯树脂进行热分解。
在烧瓶9中加入50g聚苯乙烯树脂和9.65g经500℃煅烧的硫酸镁(MgSO4)，并且在烧瓶9内的上部放置网板16，在该网板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物质17。
进行加热工艺过程，即通过用罩式加热器11在搅拌浆10混合和搅拌的同时对烧瓶9内部的物质进行加热。用温度计14来测定液体温度且用温度计15来测定热分解蒸气的出口温度。在此使用螺条加热器(未示出)环绕烧瓶9的出口以对其进行加热。使用螺条加热器的加热工艺可将从烧瓶出口到冷却管的路径预热到不小于145℃的温度，因此，使得防止从烧瓶出口被液化带出的开始的蒸馏部分的蒸气在到达冷却管以前从重新滴回到烧瓶内成为可能。
烧瓶中产生的热分解蒸气通过与烧瓶9的出口相连的冷却管12而被冷凝和液化，且将所得到的液体收集到接收器13中。
通过气相色谱对回收在接收器13中的回收液体组分进行分析，结果表明苯乙烯单体的含量高达96.1607％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的组分)的含量分别低达1.9955％和0.2363％。图6表示气相色谱分析结果图，图7表示气相色谱分析结果的数据。
在此，液体被蒸馏时的液体温度为257-334℃，且热分解蒸气的温度为159.0-199.6℃。
实施例3使用如图5所示的实验装置通过下述方法对聚苯乙烯树脂进行热分解。
在烧瓶9中加入100g聚苯乙烯树脂和20g经800℃煅烧的硫酸镁(MgSO4)，并且在该烧瓶9内的上部放置网板16，在该网板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物质层17。
进行加热工艺过程，即通过用罩式加热器11在搅拌浆10混合和搅拌的同时对烧瓶9内部的物质进行加热。用温度计14来测定液体温度且用温度计15来测定热分解蒸气的出口温度。在此使用螺条加热器(未示出)环绕烧瓶9的出口以与实施例2相同的方式对其进行加热。
烧瓶中产生的热分解蒸气通过一个与烧瓶9的出口相连的冷却管12而被冷凝和液化，且将所得到的液体收集到接收器13中。
通过气相色谱对回收在接收器13中的液体组分进行分析，结果表明苯乙烯单体的含量高达94.5081％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的组分)的含量分别低达2.4536％和0.3544％。图8表示气相色谱分析结果图，图9表示气相色谱分析结果的数据。
在此，液体被蒸馏时的液体温度为306.5-324.9℃，且热分解蒸气的温度为154.8-203.3℃。
实施例4使用如图5所示的实验装置通过下述方法对聚苯乙烯树脂进行热分解。
在烧瓶9中加入60g聚苯乙烯树脂和15g硫酸钠(Na2SO4)，并且在该烧瓶9内的上部放置网板16，在该网板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成一个填充物质层17。
进行加热工艺过程，即通过用罩式加热器11在搅拌浆10混合和搅拌的同时对烧瓶9内部的物质进行加热。用温度计14来测定液体温度且用温度计15来测定热分解蒸气的出口温度。在此使用螺条加热器(未示出)环绕烧瓶9的出口以与实施例2相同的方式对其进行加热。
烧瓶中产生的热分解蒸气通过与烧瓶9的出口相连的冷却管12而被冷凝和液化，且将所得到的液体收集到接收器13中。
通过气相色谱对回收在接收器13中的液体组分进行分析，结果表明苯乙烯单体的含量高达89.4618％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的组分)的含量分别低达2.2737％和5.4044％。图10表示气相色谱分析结果图，图11表示气相色谱分析结果的数据。
在此，液体被蒸馏时的液体温度为286-328℃，且热分解蒸气的温度为210-234.6℃。
实施例5使用如图5所示的实验装置通过下述方法对聚苯乙烯树脂进行热分解。
在烧瓶9中加入80g聚苯乙烯树脂和20g硫酸铁(FeSO4)，并且在烧瓶9内的上部放置网板16，在该网板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物质层17。
进行加热工艺过程，即通过用罩式加热器11在搅拌浆10混合和搅拌的同时对烧瓶9内部的物质进行加热。用温度计14来测定液体温度且用温度计15来测定热分解蒸气的出口温度。在此使用螺条加热器(未示出)环绕烧瓶9的出口以与实施例2相同的方式对其进行加热。
烧瓶中产生的热分解蒸气通过与烧瓶9的出口相连的冷却管12而被冷凝和液化，且将所得到的液体收集到接收器13中。
通过气相色谱对回收在接收器13中的液体组分进行分析，结果表明苯乙烯单体的含量高达92.9584％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的组分)的含量分别低达2.5875％和0.7139％。图12表示气相色谱分析结果图，图13表示气相色谱分析结果的数据。
在此，液体被蒸馏时的液体温度为192.0-306.5℃，且热分解蒸气的温度为157.7-261.4℃。
实施例6使用如图5所示的实验装置通过下述方法对聚苯乙烯树脂进行热分解。
在烧瓶9中加入100g聚苯乙烯树脂和20g硫酸锰(MnSO4)，并且在烧瓶9内的上部放置网板16，在该网板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物质层17。
进行加热工艺过程，即通过用罩式加热器11在搅拌浆10混合和搅拌的同时对烧瓶9内部的物质进行加热。用温度计14来测定液体温度且用温度计15来测定热分解蒸气的出口温度。在此使用螺条加热器(未示出)环绕烧瓶9的出口以与实施例2相同的方式对其进行加热。
烧瓶中产生的热分解蒸气通过与烧瓶9的出口相连的冷却管12而被冷凝和液化，且将所得到的液体收集到接收器13中。
通过气相色谱对回收在接收器13中的液体组分进行分析，结果表明苯乙烯单体的含量高达96.6863％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的组分)的含量分别低达1.8501％和0.3731％。图14表示气相色谱分析结果图，图15表示气相色谱分析结果的数据。
在此，液体被蒸馏时的液体温度为200.8-340.2℃，且热分解蒸气的温度为145.4-180.4℃。
实施例7使用如图5所示的实验装置通过下述方法对聚苯乙烯树脂进行热分解。
在烧瓶9中加入100g聚苯乙烯树脂和20g硫酸锌(ZnSO4)，并且在烧瓶9内的上部放置网板16，在该网板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物质层17。
进行加热工艺过程，即通过用罩式加热器11在搅拌浆10混合和搅拌的同时对烧瓶9内部的物质进行加热。用温度计14来测定液体温度且用温度计15来测定热分解蒸气的出口温度。在此使用螺条加热器(未示出)环绕烧瓶9的出口以与实施例2相同的方式对其进行加热。
烧瓶中产生的热分解蒸气通过与烧瓶9的出口相连的冷却管12而被冷凝和液化，且将所得到的液体收集到接收器13中。
通过气相色谱对回收在接收器13中的液体组分进行分析，结果表明苯乙烯单体的含量高达92.1085％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的组分)的含量分别低达3.3474％和0.8941％。图16表示气相色谱分析结果图，图17表示气相色谱分析结果的数据。
在此，液体被蒸馏时的液体温度为196.0-351.2℃，且热分解蒸气的温度为146.3-241.3℃。
实施例8使用如图5所示的实验装置通过下述方法对聚苯乙烯树脂进行热分解。
在烧瓶9中加入100g聚苯乙烯树脂和20g硫酸铝(Al2(SO4)3)，并且在烧瓶9内的上部放置网板16，在该网板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物质层17。
进行加热工艺过程，即通过用罩式加热器11在搅拌浆10混合和搅拌的同时对烧瓶9内部的物质进行加热。用温度计14来测定液体温度且用温度计15来测定热分解蒸气的出口温度。在此使用螺条加热器(未示出)环绕烧瓶9的出口以与实施例2相同的方式对其进行加热。
烧瓶中产生的热分解蒸气通过与烧瓶9的出口相连的冷却管12而被冷凝和液化，且将所得到的液体收集到接收器13中。
通过气相色谱对回收在接收器13中的液体组分进行分析，结果表明苯乙烯单体的含量高达95.0094％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的组分)的含量分别低达2.0112％和0.9381％。图18表示气相色谱分析结果图，图19表示气相色谱分析结果的数据。
在此，液体被蒸馏时的液体温度为202.3-304.3℃，且热分解蒸气的温度为145.7-172.4℃。
实施例9使用如图5所示的实验装置通过下述方法对聚苯乙烯树脂进行热分解。
在烧瓶9中加入100g聚苯乙烯树脂和20g硫酸钙(CaSO4)，并且在烧瓶9内的上部放置网板16，在该网板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物质层17。
进行加热工艺过程，即通过用罩式加热器11在搅拌浆10混合和搅拌的同时对烧瓶9内部的物质进行加热。用温度计14来测定液体温度且用温度计15来测定热分解蒸气的出口温度。在此使用螺条加热器(未示出)环绕烧瓶9的出口以与实施例2相同的方式对其进行加热。
烧瓶中产生的热分解蒸气通过与烧瓶9的出口相连的冷却管12而被冷凝和液化，且将所得到的液体收集到接收器13中。
通过气相色谱对回收在接收器13中的液体组分进行分析，结果表明苯乙烯单体的含量高达94.3744％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的组分)的含量分别低达2.7867％和0.4139％。图20表示气相色谱分析结果图，图21表示气相色谱分析结果的数据。
在此，液体被蒸馏时的液体温度为211.6℃至303.8℃，且热分解蒸气的温度为146.3℃至197.5℃。
实施例10使用如图5所示的实验装置通过以下述方法对聚苯乙烯树脂进行热分解。
在烧瓶9中加入100g聚苯乙烯树脂和20g硫酸钾(K2SO4)，并且在烧瓶9内的上部放置网板16，在该网板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物质层17。
进行加热工艺过程，即通过用罩式加热器11在搅拌浆10混合和搅拌的同时对烧瓶9内部的物质进行加热。用温度计14来测定液体温度且用温度计15来测定热分解蒸气的出口温度。在此使用螺条加热器(未示出)环绕烧瓶9的出口以与实施例2相同的方式对其进行加热。
烧瓶中产生的热分解蒸气通过与烧瓶9的出口相连的冷却管12而被冷凝和液化，且将所得到的液体收集到接收器13中。
通过气相色谱对回收在接收器13中的液体组分进行分析，结果表明苯乙烯单体的含量高达90.4612％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的组分)的含量分别低达2.5724％和1.3448％。图22表示气相色谱分析结果图，图23表示气相色谱分析结果的数据。
在此，液体被蒸馏时的液体温度为301.3-350.6℃，且热分解蒸气的温度为148.6-178.7℃。
实施例11使用如图5所示的实验装置通过下述方法对聚苯乙烯树脂进行热分解。
在烧瓶9中加入50g聚苯乙烯树脂和10g硫酸锑(Sb2(SO4)3)，并且在烧瓶9内的上部放置网板16，在该网板16上放置由陶瓷制成的Φ5mm的填充圈以形成填充物质层17。
进行加热工艺过程，即通过用罩式加热器11在搅拌浆10混合和搅拌的同时对烧瓶9内部的物质进行加热。用温度计14来测定液体温度且用温度计15来测定热分解蒸气的出口温度。在此使用螺条加热器(未示出)环绕烧瓶9的出口以与实施例2相同的方式对其进行加热。
烧瓶中产生的热分解蒸气通过与烧瓶9的出口相连的冷却管12而被冷凝和液化，且将所得至的液体收集到接收器13中。
通过气相色谱对回收在接收器13中的液体组分进行分析，结果表明苯乙烯单体的含量高达90.8510％，且甲苯和乙苯(其是低分子量的组分)的含量分别低达2.1073％和0.2313％。图24表示气相色谱分析结果的数据。
在此，液体被蒸馏时的液体温度为250.6-301.3℃，且热分解蒸气的温度为149.1-185.8℃。
如上所述是本发明的通过使用催化剂来从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法，其使得从聚苯乙烯树脂的热分解得到的蒸气中回收含有较低比例的低分子量组分和含有高含量的苯乙烯单体的油成为可能。
此外，本发明使得以相对低的温度在短时间内对聚苯乙烯树脂进行热分解成为可能，并且降低了催化剂的成本。因此，其能以高生产效率提供苯乙烯单体。
权利要求
1.一种通过使用催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法，其是通过加热分解聚苯乙烯树脂来获得苯乙烯单体，其中使用的催化剂为硫酸盐。
2.根据权利要求1的通过使用催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法，其中所述的硫酸盐为硫酸金属盐。
3.根据权利要求1的通过使用催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法，其中所述的硫酸盐是至少一种选自以下的物质硫酸镁、硫酸钠、硫酸铁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铝、硫酸钙、硫酸钾和硫酸锑。
4.根据权利要求1的通过使用催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法，其中所述的聚苯乙烯树脂的加热温度不大于350℃。
全文摘要
本发明涉及一种通过使用硫酸盐作为催化剂从聚苯乙烯树脂中回收苯乙烯单体的方法,本发明使得在相对较低的温度下热分解聚苯乙烯树脂且降低设备的成本等成为可能,并且其使得从聚苯乙烯树脂的热分解得到的蒸气中回收含有较低比例的低分子量组分和高含量的苯乙烯单体的油成为可能。
文档编号C07C4/22GK1311180SQ0010807
公开日2001年9月5日 申请日期2000年6月12日 优先权日2000年3月1日
发明者佐藤卓巳, 增成光夫 申请人:太阳开发股份有限公司