DE3909368A1 - Verwertung von gemischen aus kunststoffen unterschiedlicher chemischer zusammensetzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung von Gemischen aus Kunststof­ fen unterschiedlicher chemischer Zusammen­ setzung, insbesondere halogenierte Koh­ lenwasserstoffe.

Die zu beseitigenden Mengen an Abfällen enthalten in zunehmenden Anteilen Kunst­ stoffe, die jedoch in aller Regel als Ge­ misch von einzelnen Komponenten unter­ schiedlicher chemischer Zusammensetzung vorliegen, bei denen es sich häufig um halogenierte Kohlenwasserstoffverbindun­ gen handelt. Bekannt ist die Beseitigung derartiger Gemische überwiegend aus ha­ logenierten Kohlenwasserstoffen beste­ hender Kunststoffe durch Verbrennen, wo­ bei jedoch in nachteiliger Weise umwelt­ belastende Halogensäuren gebildet und abgegeben werden. Zudem werden beim Ver­ brennen wertvolle Rohstoffe und Energien vergeutet. Zwar sind Kunststoffabfälle einer Wiederverwendung zuführende Re­ cyclingverfahren bekannt, die bei Vor­ liegen eines Gemisches aus Kunststoffen unterschiedlicher chemischer Zusammen­ setzung unabdingbar eine Trennung und Isolierung der einzelnen Komponenten voraussetzen. Zusätzlich ergeben sich bei einem Großteil der erhaltenen Kompo­ nenten in Abhängigkeit von deren jewei­ liger chemischer Zusammensetzung Schwie­ rigkeiten nach Beendigung des Recycling­ verfahrens ein Material von etwa der ur­ sprünglichen Qualität zu erhalten. Viel­ mehr stellt es den Regelfall dar, daß bei wiederholtem Recycling eine häufig durch Beimischung von Weichmachern o. ä. herrührende Qualitätsverschlechterung unvermeidbar ist.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaffung eines Verwertungsverfahrens zur Aufgabe gemacht, mit der sich auf einfache Weise Gemische aus Kunststoffen unterschiedlicher chemischer Zusammen­ setzung beseitigen lassen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsge­ mäß dadurch, daß das Gemisch in Gegenwart von Kohlenwasserstoff-Radikalen unter ei­ nem Druck von mehr als 40 bar auf eine Temperatur von über 200 Grad Celsius er­ hitzt wird.

Kerngedanke der Erfindung ist, die aus Kohlenwasserstoffverbindungen höherer Ordnung bestehenden Kunststoffe mit mög­ lichst geringem Aufwand zu cracken, d. h. in demgegenüber niedrigermolekulare Koh­ lenwasserstoffverbindungen aufzutrennen.

Die Folge ist, daß aus dem Kunst­ stoff von ursprünglich festem Aggregat­ zustand teerförmige, flüssige oder gar gasförmige Produkte entstehen. Zur Erreichung dieses Zieles schlägt die Erfindung die Anwendung eines Druckes von mehr als 40 bar, die Erhitzung auf eine Temperatur von über 200 Grad Cel­ sius sowie zusätzlich die Gegenwart von Kohlenwasserstoff-Radikalen vor, bei denen es sich insbesondere um Methyl- und/oder Äthylradikale handeln kann.

Die Reaktionsmechanismen sind wie folgt:
Die Kohlenwasserstoff-Radikale bewirken unterstützt durch Druck und Temperatur ein Herausbrechen der in den Kunststof­ fen befindlichen Halogenen, wodurch die Kohlenwasserstoffketten aufgebrochen werden. Es bilden sich Halogenkohlenwasser­ stoffverbindungen und als Bruchstücke Kohlenwasserstoffverbindungen mit dem­ gegenüber wesentlich niedrigerem Moleku­ largewicht. Es entstehen demnach Gase, Flüssigkeiten und Teere. Die entscheidenden Vorteile bestehen darin, daß aufgrund der erhaltenen End­ produkte die Weiterverarbeitung wesent­ lich vereinfacht wird sowie teilweise ei­ ne Wiederverwendung und ein Recycling des Materials überhaupt erst möglich wird.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird vorgeschlagen, vor der eigentlichen oben geschilderten Behandlung das Kunststoff­ gemisch zunächst zu zerkleinern. Insbe­ sondere bei großflächigen Ausgangspro­ dukten wie größeren massiven Stücken, Fo­ lien usw. erweist es sich als eine durch Vergrößern der Oberfläche die Reaktions­ geschwindigkeit in entscheidendem Umfang erhöhende Maßnahme.

Für die Durchführung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens ist einzig die Gegenwart von Kohlenwasserstoff-Radikalen erforder­ lich, wobei die Herstellung und auch che­ mische Zusammensetzung in gewissen Gren­ zen variabel ist. In der Regel werden die be­ nötigten Kohlenwasserstoff-Radikale wäh­ rend des Reaktionsprozesses selbst durch Beigabe geeigneter Zusatzstoffe erzeugt. Eine als besonders bevorzugt angesehene Möglichkeit der Herstellung der benötig­ ten Kohlenwasserstoff-Radikalen besteht darin, daß im Beisein eines Katalysators wie z. B. Nickel- und/oder Platinschwamm und/oder Metalloxide, Alkohole und/oder Methan und/oder Metall-Methyle beigegeben werden. Im Sinne der üblichen chemischen Terminologie ist "Alkohol" als Oberbegriff zu verstehen, der eine Vielzahl die gleiche chemisch-funktionelle Gruppe enthaltende Verbindungen umfaßt. Hierzu zählen Methanol, Äthanol usw. Metall-Methyle sind Verbin­ dungen eines Metallatomes mit dem aus ei­ nem Kohlenstoff und drei Wasserstoffatomen gebildeten Methylrest.

Eine andere Möglichkeit der Herstellung von Kohlenwasserstoff-Radikalen besteht in der Beigabe von Metall-Alkylen als Kata­ lysator. Unter den angegebenen Druck- und Temperaturverhältnissen bilden sich hier­ aus die notwendigen und zur Reaktion benö­ tigten Kohlenwasserstoff-Radikale. Unter Metall-Alkylen werden Verbindungen von Metall und einfachen Kohlenwasser­ stoffverbindungen wie Methan, Äthan usw. verstanden.

Im Ergebnis schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Aufbereitung und Verwer­ tung von Gemischen aus Kunststoffen un­ terschiedlicher chemischer Zusammen­ setzung vor, bei dem sich eine Trennung in die einzelnen Komponenten erübrigt und bei dem man entweder unmittelbar wie­ derverwendbare Produkte oder Bestandteile erhält, die sich überhaupt erst zur Wei­ terverarbeitung eignen.

Claims (5)

1. Verwertung von Gemischen aus Kunst­ stoffen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, insbesondere haloge­ nierte Kohlenwasserstoffe, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gemisch in Gegenwart von Koh­ lenwasserstoff-Radikalen unter einem Druck von mehr als 40 bar auf eine Temperatur von über 200 Grad Celsius erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch Methyl- und/oder Äthyl-Radikale.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gemisch vor der Be­ handlung mechanisch zerkleinert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Gemisch in Gegenwart eines Katalysators, wie z. B. Nickel- und/oder Platin-Schwamm und/oder Metalloxide, Alkohol und/oder Methan und/oder Metallmethyl beigegeben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Gemisch anstelle des Katalysators Metall-Alkyle und/oder Metallalkoholate beigegeben werden.