[發(fā)明專利]通過氫化進(jìn)行的用于廢聚酰胺的價(jià)值鏈回歸方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202180069955.0
• 申請(qǐng)日: 2021-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN116419949A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·肖布;P·紐曼;M·阿爾巴塔;A·S·K·哈什米;周偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號(hào): C08L77/02
• 分類號(hào): C08L77/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 彭立兵;林柏楠

通過在氫氣氣氛中在至少一種均相過渡金屬催化劑絡(luò)合物存在下將廢聚酰胺氫化以獲得多胺和多元醇而使廢聚酰胺回歸到價(jià)值鏈中，其中所述過渡金屬選自根據(jù)IUPAC的元素周期表的第7、8、9和10族的金屬。所述氫化在具有在1·10?30至10·10?30C·m的范圍內(nèi)的偶極矩的不可還原溶劑中在至少160℃的反應(yīng)溫度下進(jìn)行。

本發(fā)明涉及一種用于廢聚酰胺的價(jià)值鏈回歸方法，其包含它們的氫化以獲得多胺和多元醇。該方法在所選溶劑中在均相過渡金屬催化劑絡(luò)合物存在下進(jìn)行。

在過去三十年，全球塑料需求大幅增長(zhǎng)。例如，在過去10年，全世界生產(chǎn)的塑料量增加了幾乎50％。在30年內(nèi)，其甚至幾乎翻了兩番，在2018年達(dá)到3.59億公噸的量。由這些事實(shí)可以清楚地看出，在生產(chǎn)了如此大量的塑料后，需要處置或再循環(huán)廢塑料。應(yīng)該優(yōu)選再循環(huán)，因?yàn)橛纱丝梢詫⒂袃r(jià)值的材料，例如可充當(dāng)單體的化合物，添加回價(jià)值鏈中，例如通過在塑料生產(chǎn)中直接再利用。

因此，需要開發(fā)從用過的塑料中回收材料的加工技術(shù)。廢塑料的再循環(huán)工藝應(yīng)該減少材料的浪費(fèi)和碳足跡。此外，其應(yīng)該是提供包含高技術(shù)特征的有價(jià)值材料的經(jīng)濟(jì)節(jié)能的方法。相反，例如通過燃燒進(jìn)行的處置對(duì)環(huán)境以及對(duì)碳足跡具有負(fù)面影響。

在上述塑料中，例如聚酰胺(PA)是重要的代表。聚酰胺例如用于諸如服裝、織物、繩索、纜線、細(xì)繩、降落傘、氣球、帆、銷釘、絕緣體、齒輪、油盤等應(yīng)用。

已知在廢塑料的處理中使用解聚工藝。對(duì)塑料廢物的此類處理的實(shí)質(zhì)目標(biāo)是化學(xué)再循環(huán)。在這樣的再循環(huán)工藝中，將廢塑料轉(zhuǎn)化成適用于重新形成原始塑料的組成單體。在這樣的再循環(huán)工藝中，希望改進(jìn)廢聚合物解聚成其相應(yīng)單體的效率。在商業(yè)上重要的聚酰胺尼龍66的情況下，解聚導(dǎo)致單體己二胺和己二酸的再生。

基本為脂族組成的聚酰胺(下文稱為尼龍)已知通過酸水解發(fā)生解聚。這樣的解聚方法使用過量的硫酸，其也有效地充當(dāng)該方法的溶劑。為了回收單體材料，需要從在其中發(fā)生反應(yīng)的硫酸溶劑中分離或中和的步驟。酸水解的產(chǎn)物是胺鹽和羧酸。這些方法的缺點(diǎn)是它們導(dǎo)致生成大量帶來(lái)困難的流出物料流，它們還與目標(biāo)單體的分離和離析中的困難有關(guān)。

在不產(chǎn)生鹽的情況下將聚酰胺，例如聚酰胺66(尼龍)再循環(huán)成有價(jià)值的單體化合物仍然具有挑戰(zhàn)性(參見：Plastics?recycling,in?Ullmann’s?Encyclopedia?ofIndustrial?Chemistry,2020,DOI:10.1002/14356007.a21_057.pub2)。

WO?95/19950公開了一種使用路易斯酸催化劑在高壓NH₃氣氛中在300℃下解聚聚酰胺66的方法。在這種情況下，高反應(yīng)溫度和僅獲得含氮單體化合物的限制都是該解聚的缺點(diǎn)。

Matsumoto等人,J.Mater.Cycles?Waste?Manag.,2017,19,326–331公開了聚酰胺66在超臨界甲醇中在270至300℃下使用乙醇酸的非催化還原解聚。該方法產(chǎn)生由聚合物二胺單元獲得的1,6-己二醇(最多52％)和由聚合物二羧酸單元獲得的己二酸二甲酯。除了高反應(yīng)溫度外，這種方法的缺點(diǎn)是沒有獲得1,6-二氨基己烷。

通過氫化將聚酰胺66解聚以獲得單體1,6-二氨基己烷以及有價(jià)值的多元醇1,6-己二醇具有很高的經(jīng)濟(jì)利益。1,6-己二醇可用作各種工業(yè)過程中的原料，或可以轉(zhuǎn)化成己二酸并重新整合到得出聚酰胺66的價(jià)值鏈中。

DE?1?695?282公開了一種使用多相含Ru或Ni的氫化催化劑在高壓NH₃和H₂氣氛中在290℃下解聚聚酰胺66的方法。這種方法的缺點(diǎn)是反應(yīng)條件(NH₃氣氛和高反應(yīng)溫度)以及僅獲得含氮單體。