专利名称：低密度塑料组分的分离方法
技术领域：
本发明涉及用工艺液体(process liquid)分离低密度塑料组分(特别是密度小于1克/厘米3的组分)的方法。所述工艺液体的密度可通过混合具有不同密度的组分进行调节。
本发明也涉及工艺液体的再利用方法。
在目前使用的密度大于1.0克/厘米3塑料组分的分离方法中，是把某些物质与水混合，从而调节不同的浮起和沉降条件。
目前通过混合不同份数的醇类液体和水来分离密度低于1克/厘米3的塑料(参见DE2900666C2)。这些混合物可使工艺液体的密度为0,9-1.0克/厘米3之间。
这些混合物中醇的比例很高。其闪点远低于100℃，一般低于50℃。这相当于危险等级Ⅰ和Ⅱ。由于爆炸的危险很大，为了保证现行规范中所需的安全性，必须采取很费钱的措施。
20℃时，这种工艺液体的蒸汽压约为1巴。这种混合物是高度挥发的，且释放出大量的有毒气体。因此，为了防止有毒气体，必须采取完善的安全防范措施。
它的密度不够稳定。必须定期检测，必须根据需要加入组分。因此，技术投入非常高。
另外，醇混合物对水的污染很严重。由于所有这些问题，使用这些工艺液体的分离方法至今没有应用在工业上。
EP0599167A1提出把密度小于1.0克/厘米3的水与丁基乙二醇的混合物用作分离液体。这样虽然由于有利的闪点而稍微降低了一些爆炸危险，但对于操作人员和环境的其它危险因素依然存在。
低密度的天然油特别适用于分离。然而，这些天然油具有高的运动粘度，使用这些油会使分离过程延迟到没有经济意义的程度。
正是由于上述原因，至今还未实际分离塑料，特别是聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)。目前这些塑料主要以原材料形式进行利用。
由于上述分离过程中的问题，把聚丙烯和聚乙烯作为纯塑料加以利用目前还很不实用。本发明的目的就是克服上述缺点。
本发明的目的是用所用的工艺液体改进塑料的分离方法，以用尽可能少的设备使该方法实用，并避免爆炸危险和/或空气或水的污染。
该方法中，所用的工艺液体应能最大限度地循环使用。
所述的工艺液体应能用现有的设备进行后处理。这些设备是一个完整循环的一部分。
这个问题可按权利要求1中所述的工艺液体发明加以解决。
可以提供密度为0.86-0.96克/厘米3、由一种或多种组分组成的合成酯混合物，它的密度对分离开始时提到的聚丙烯和聚乙烯特别重要。
40℃时小于8毫米2/秒的运动粘度适于按足够高的速度进行分离。
该工艺液体的闪点在150℃以上，即明显高于100℃。因此，没有爆炸的危险。
20℃时蒸汽压低于1毫巴。用于稳定该工艺液体密度的控制措施可以减少到最低程度。
因为所用的分离液体无毒，所以不会发生污染。
所述的酯组分不会相互发生化学反应。
本发明的工艺液体是能生物降解的，还可用简单的工艺方法把它返回到工艺流程中。
用权利要求2所述的特定合成酯可获得极好的结果。通过把酯a)与酯d)混合，可以达到足够精度的密度调节。为了精确地把密度调节到中等密度范围内，较好使用酯b)和c)。
用权利要求3中所述的酯组分，可获得低密度要求的最佳结果。
权利要求4中所述的方法是非常简单的工艺液体的后处理方法。
设计用来实施上述方法的装置很简单。它用权利要求5进行限定。
现在参照实施方式更详细地说明本发明。附图
描述了用于分离塑料组分的装置的示意图。
分离塑料组分时，在本实施例中我们用沉-浮分离法分离轻组分LF和重组分SF。在本实施方式中所用的分离装置1有一个混合料斗11，该料斗与工艺液体供料管74相连，从料斗上部的加料口加入待分离的塑料碎片。
加料喷射器12向上述混合料斗11的下出口中加入额外的工艺液体，使混合物能可靠地从上述混合料斗11排出，以及连续地把该混合物输送到分离器13中。
在分离器13中，轻组分LF随一部分工艺液体向上流动，而重组分SF随一部分工艺液体向下流动。
用分离器13底部的输送喷射器14取出向下流动的重组分SF，并经一根上升管送入工艺液体液面处的排料装置15。
轻组分LF用排料装置16直接从分离器13的顶端取出。
在本实施例中，每个组分LF、SF都用工艺液体富集，然后经排料装置15、16从分离装置1中排出。分离后的工艺，对组分LF和SF基本上相同。
以下参照重组分SF描述提供清洁干燥组分所需的工艺步骤。
通过分离装置1上的排料装置15提供重组分和工艺液体的混合物。用进料螺杆把该混合物从分离装置1经向下倾斜的管子送入第一离心机4。
那里，工艺液体被高速运转的中央叶轮离心掉，然后过滤，经管42排入收集罐7中。
由于特别的离心设计，仍被工艺液体润湿的重组分SF在立轴附近向上送，然后切向排出离心机，并与输送空气流分离。在重组分通往第二离心机5的路上就在重组分SF中加入大量的水。
当水和重组分SF通过管道送向上述离心机时，它们相互混合。水溶解仍粘附在重组分SF上的工艺液体液滴。
在第二离心机5中分离含有残余工艺液体的水。第二离心机的设计一般与第一离心机相同。清洁干燥的重组分SF向上排出，与输送空气流分离，并用合适的输送装置送到收集罐中储存，以备进一步处理。
在离心机2和3中平行进行轻组分的相同工艺。在附图中，离心机中各个部件的差别仅在于离心机之前的数字不同。
直接收集从第一离心机2、4排出的工艺液体，并经点71处的收集罐将其返回分离流程。
在点33和53处第二离心机3、5中分离出来的水与溶解的残余工艺液体的混合物经管道33送到一个共同的油分离器6中。在油分离器6中，在第一位置62处把工艺液体与水分离，并输送到工艺液体储存罐7中。
用泵611经管道61吸掉干净的水，并用管道23、43处的某种喷射器将其返回到第二离心机3、5的工艺流程中。
把第一离心机2、4中释放出的工艺液体直接送入工艺液体储存罐7中。
该设备的用户可在适当的部位安装过滤器装置。
按照简化的附图，用受控的泵和管道74、75、76把工艺液体送入分离装置1中的各个工艺位置11、12、14。该工艺液体然后可重新用于分离流程。
用于本方法的工艺液体是合成酯或合成酯的混合物，它们的密度可调节在0.86-0.96克/厘米3的范围内。
如下各组的酯已证明为特别适用的a)棕榈酸酯(平均密度为0.86克/厘米3)，b)脂肪酸酯混合物(平均密度为0.88克/厘米3)，c)脂肪酸甲酯(平均密度为0.93克/厘米3)，d)二元羧酸酯(平均密度为0.96克/厘米3)。
这几组的酯可任意组合和混合。
本文给定的平均密度值是各组的平均值。所用的特定酯可与这种平均值相差约±0.04克/厘米3。如果要求密度在其中一组中特定酯的密度值范围内，则一般仅使用这种具有这种密度值的酯就完全可以了。
对于密度值多少有点偏差的情况，可用明显高于或低于该基本密度值的另一种酯修正该差值。
这些酯的混合可让用户来完成。它们不会相互发生化学反应，而且可毫无困难地相互混合。该混合物是均匀的，足以为混合物中所有的塑料颗粒提供相同的沉浮条件。
密度并不是选择酯的唯一标准，粘度是另一个重要特征。粘度越低，分离速度越高。
选择特定酯的另一个关键标准可能是制造成本。
试验表明，如下特定酯是特别有用的。前面的字母表示它们属于上述各组a)密度为0.86克/厘米3的棕榈酸异丙酯，b)密度为0.88克/厘米3的油酸甲酯，c)密度为0.93克/厘米3的己二酸乙基己酯，d)密度为0.96克/厘米3的己二酸二丁酯。
由密度为0.86克/厘米3的棕榈酸异丙酯和密度为0.96克/厘米3的己二酸二丁酯组成的混合物可方便和精确地制成工艺液体。
通过选择各自的量可以调节上述范围内的任何密度。两种组分都有低的粘度。分离流程可按较快的速度进行。
混合物中组分的数目不是重要的，关键的是真正获得所需的密度，这种密度可通过加入其它组分进行调节，而且该混合物的粘度允许迅速地工作。
现已证明，选择工艺液体的密度比向上浮起或向下沉降的塑料密度至少低或高0.015克/厘米3是有用的。
在这种密度下沉浮速度有利于分离方法的经济地运作。
如上所述，运动粘度是影响该设备合理操作的另一个重要因素。非常低的密度是适宜的。40℃时，粘度应低于8毫米2/秒，较好低于4.5毫米2/秒。后一个值可用棕榈酸异丙酯和己二酸二丁酯的混合物得到。
对设备和该设备的稳定操作关键的是所用酯的闪点远高于100℃。上述酯的闪点都在150℃以上。因此，没有爆炸的危险。
当与本方法中存在的其它物质混合时，所选的合成酯不会形成有爆炸危险的其它化合物。根据现在的规定，不需要额外的安全措施。
20℃时这些合成酯的蒸汽压小于1毫巴。实际上排除了蒸发。工艺液体的密度可长期保持稳定。
由于这些酯完全无毒，所以完全避免了对环境的污染。不需要额外的安全措施。
另一个重要的优点是酯或酯的混合物不溶解于水，且与水只有有限的混溶性。
这种性质使酯和水的分离更容易，特别是在第二次离心处理后。
如果这些酯用于上述的方法中，不会与任何一种有关的物质发生有害的反应，而且不会产生危险的分解产物。当使用上述的酯时，没有观察到初级刺激作用(primary irritation effect)。这些合成酯是能被生物降解的，而且一般认为对水无害的。按照现行法规，这些酯或酯的混合物是非危险品。
当这些合成酯用作工艺液体时，无需对工作场所进行临界值的监控。
该工艺液体不会与通常分离的塑料发生反应，因此，这些塑料仍保留其原有性质，可以得到再利用，这是清洁分离的前提条件。
该设备所用的大多数装置都是市售的。本实施方案中所用的分离装置1详细描述于德国专利申请19632494.7中。用于排出分离装置中轻组分和重组分的是螺杆输送器。该装置可把第一部分工艺液体返回该流程中。
然而，大部分工艺液体由螺杆输送器通过第一台离心机的入口进行输送，且依靠重力由此送入离心机2或4。所用的离心机称为“Wenz型离心机”，且例如由S&L Co.,Nettethal供应。
这些离心机的特征是可从大量液体中分离固体颗粒。在这些离心机中配有蜗杆型转动叶片用于向上排出从工艺液体中分离出的固体。
向外离心出工艺液体，被离心机的外层的筛选器和固定壳收集，并向下排出。
由于特别的叶片设计，固体由向上的中心空气流中带走。
空气-固体混合物按切线方向送入安装在顶部的旋风分离器，其中把固体与向上的空气流分离。
在旋风分离器中心，向上排出空气，向下排出固体。在第一台离心机2、4的第一旋风分离器的下游方向，在上述旋风分离器的下排出口处增加一台固体喷射器。该喷射器所用的介质是流程中所用的水。这种水把组分送入第二离心机3、5。为了可靠地输送这种混合物，较好把第二离心机安装在比第一离心机稍低一点的位置。
离心机和旋风分离器构成一个完整的装置，且可在市场上买到。
所用的油分离器也是市售的，无需进行改造。
分离装置和第一离心机之间以及第一和第二离心机之间管道中的固体用较强或较弱的液体流进行输送。这些液体流较好用斜度支持。
引用符号1 分离装置11 混合料斗12 供料喷射器13 分离器14 输送喷射器15 重组分+工艺液体的排出装置16 轻组分+工艺液体的排出装置2 第一离心机21 轻组分+工艺液体的供料管22 工艺液体的返回管23 轻组分(+残余工艺液体)的排出管3 第二离心机31 轻组分+残余工艺液体+水的供料管32 供水管33 水和残余工艺液体的返回管34 轻组分排出口4 第一重组分离心机41 重组分+工艺液体的供料管42 工艺液体的返回管43 重组分(+残余工艺液体)的排出口5 第二离心机51 重组分+残余工艺液体+水的供料管52 供水管53 水和残余工艺液体的返回管54 重组分排出口6 油分离器60 水+残余工艺液体的入口61 排出口611 泵62 工艺液体的排出口7 工艺液体的收集罐71,72,73供料管74 混合器的供料管75 供料喷射器的供料管76 输送喷射器的供料管LF 轻组分SF 重组分线条- 组分……水-.-.- 工艺液体
权利要求
1．一种用工艺液体分离低密度塑料组分，特别是密度小于克/厘米3组分的方法，所述工艺液体的密度可以通过混合不同密度的组分加以调节，其特征在于，所述的工艺液体由不同密度的组分混合而成，所述的组分至少属于如下一组合成酯a)棕榈酸酯(平均密度为0.86克/厘米3)，b)脂肪酸酯混合物(平均密度为0.88克/厘米3)，c)脂肪酸甲酯(平均密度为0.93克/厘米3)，d)二元羧酸酯(平均密度为0.96克/厘米3)。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的工艺液体是选自如下一组的合成酯的混合物a)密度为0.86克/厘米3的棕榈酸异丙酯，b)密度为0.88克/厘米3的油酸甲酯，c)密度为0.93克/厘米3的己二酸乙基己酯，d)密度为0.96克/厘米3的己二酸二丁酯。
3．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的工艺液体是如下组分的混合物密度为0.86克/厘米3的棕榈酸异丙酯，和密度为0.96克/厘米3的己二酸二丁酯。
4．如权利要求1-3中任一项所述的方法，-在塑料碎片分离成组分(SF,LF)的过程后，与工艺液体的再循环处理过程相结合，-将把所述工艺液体的返回过程与上述分离过程相结合，其特征在于，把含相当量工艺液体的分离组分(SF,LF)分别送入第一离心机(2,4)，在各个第一离心机(2,4)中把所述的组分(SF,LF)与所述的工艺液体分离，把所述的工艺液体从所述的第一离心机(2,4)直接送到工艺液体的收集罐(7)，再分别把所述的组分(SF,LF)放在水流中送到第二离心机(3,5)中，在所述的第二离心机(3,5)中从水与残余工艺液体的混合物中分离出所述的组分(SF,LF)，并在清洁干燥的条件下输送到储存容器中，以便进一步处理，以及把所述水与残余工艺液体的混合物输送到油分离器(6)中，由此-把所述的工艺液体送到它的收集罐(7)和-把所述的水经输送管道(23,43)返回第二离心机(3,5)。
5．一种实施权利要求4所述方法的设备，其特征在于把分离装置上组分(SF,LF)的每个排料装置与如下装置相连接-第一离心机(2,4)·装有连接到分离装置(1)上组分(SF,LF)的排料装置(14,15)的供料管(21,41)，·装有把工艺液体输送到工艺液体的收集罐(7)中的排出管(22,42)，·装有组分的排出装置(23,43)；-第二离心机(3,5)，·装有与供水管(32,52)相连的连接到第一离心机(2,3)上组分(SF,LF)的排料装置(2,3)的供料管，·装有清洁干燥组分的排出装置(34,54)；·装有含残余工艺液体的水的排出管，和-油分离器(6)·它的入口(60)与第二离心机(3,5)的排出管(33,53)相连接，·它的出口(62,61)一方面与工艺液体的收集罐(7)相连接，另一方面与第一和第二离心机(4,5,2,3)之间的组分(SF,LF)的输送管(23,43)相连接。
全文摘要
本发明涉及一种用工艺液体分离低密度塑料组分,特别是密度小于1克/厘米
文档编号B29B17/02GK1228719SQ97197571
公开日1999年9月15日 申请日期1997年8月1日 优先权日1996年8月29日
发明者托马斯·菲德尔舒斯特, 哈拉尔德·皮尔茨 申请人:F&P分类技术有限公司