Entwicklung einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von PET-Recyclingpolyolen

Diese Arbeit hat die Entwicklung einer Anlage zum Ziel, mit der aus festem Polyethylenterephthalat (PET), wie es als Produktionsabfall bei seiner Herstellung und Verarbeitung entsteht, durch Umesterungen in Gegenwart von Glykolen und/oder oligomeren Estern Aromatische Polyesterpolyole (APP) als Rohstoffe für Polyurethane kontinuierlich hergestellt werden können. Die Arbeit baut auf den bisherigen Entwicklungen zur diskontinuierlichen Herstellung von Recyclingpolyolen aus PET-Abfällen an der Technischen Fachhochschule Wildau auf. Mit Hilfe dieses Verfahrens können Polyesterpolyole verschiedener Eigenschaften für unterschiedliche Einsatzgebiete, z. B. Polyurethan-Hartschaumstoffe, -Beschichtungen, -Vergussmassen etc., hergestellt werden, die nur durch Modifizierungen in der Menge der Ausgangsstoffe und der Verfahrensbedingungen an die Erfordernisse angepasst werden. Dieses Verfahren liefert im diskontinuierlichen Betrieb qualitativ hochwertige Polyesteralkohole in einem breiten Parameterbereich. Auf Grund des hohen Aromatenanteils besitzen sie einen inhärenten Flammschutz. Über Grundlagenuntersuchungen zum Lösevorgang von PET in verschiedenen Lösungsmitteln unter thermischer und mechanischer Beanspruchung und zur Umesterung der PET-Lösung zu oligomeren Produkten unter diskontinuierlichen Laborbedingungen, die auf einer Miniplantanlage ausgeführt wurden, ist bereits berichtet worden. Aufbauend auf diesen Ergebnissen soll eine kontinuierlich arbeitende Anlage konstruiert und gebaut werden, die zur Bestimmung der Verfahrensparameter der kontinuierlichen Glykolyse von PET dient. Die in dieser Arbeit ermittelten verfahrenstechnischen und konstruktiven Grundlagen stellen die Basis zur Maßstabsvergrößerung für die Konstruktion und den Bau größerer Anlagen, einer Technikums- und darauf aufbauend einer Pilotanlage, dar. Für ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Polyesterpolyolen aus PET gibt es weltweit kein Beispiel und auch keine geschützte Lösung, so dass mit dieser Arbeit wissenschaftliches und technisches Neuland betreten wird. Das rohstoffliche Recycling der PET-Abfälle ist bisher nur diskontinuierlich durchgeführt worden. Das diskontinuierliche Verfahren hat jedoch eine Reihe von Nachteilen, die vor allem in der langen Lösephase für das PET im Glykolyse-Gemisch, in längeren Reaktionszeiten, in den schwankenden Parametern der Produkte sowie in der zu geringen Wirtschaftlichkeit begründet liegen. Ein kontinuierliches Verfahren hätte demgegenüber die Vorteile einer konstanten Produktqualität und einer verbesserten Wirtschaftlichkeit. Nach eigenen Kostenabschätzungen gewinnt ein kontinuierliches Verfahren bei einem Durchsatz von mehr als etwa 1000 t/a an Wirtschaftlichkeit gegenüber einer diskontinuierlichen Verfahrensweise, da dann die Vorteile des kontinuierlichen Verfahrens (geringere Personalkosten, gleichbleibende Produktqualität) die Nachteile (höhere Investitionskosten, höherer Energiebedarf) überwiegen