專利名稱：廢聚酯的解聚方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)解聚廢聚酯，生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)的工藝方法，因PET樹酯物化性能優(yōu)良，因此被廣泛應(yīng)用于食品、飲料、醫(yī)藥、感光膠片、裝飾材料、工程材料及電子工業(yè)的磁帶、服裝業(yè)的滌綸纖維等行業(yè)。PET相關(guān)產(chǎn)品通常在一次性使用后即成為廢物，既消耗了大量的石油資源又成為環(huán)境白色污染源之一。
在回收利用上，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家先行一步。由于回收體系完備，處理方式上主要采取分散收集，大規(guī)模集中處理方式，并以化學(xué)解聚為主要技術(shù)發(fā)展出四種現(xiàn)行的解聚方法，目標(biāo)是解聚廢PET回收TPA、EG或PET預(yù)聚體。這四種化學(xué)解聚方法可以概括為1.高溫高壓水解法回收TPA及EG；2.高溫高壓甲醇醇解法回收DMT和EG；3.乙二醇醇解法回收合成PET預(yù)聚體；4.堿解法回收TPA及EG。
方法1、2解聚速度快，但由于高溫高壓以及反應(yīng)產(chǎn)物需精餾分離，因此投資巨大；方法3為單一乙二醇醇解，可常壓反應(yīng)、由于反應(yīng)介質(zhì)為EG，介質(zhì)環(huán)境單一，反應(yīng)產(chǎn)物之一-EG與介質(zhì)相同，使EG的物相分離方式簡(jiǎn)化為蒸餾，不需進(jìn)行精餾分離。缺點(diǎn)表現(xiàn)為控制工藝復(fù)雜、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、反應(yīng)可逆，因此產(chǎn)物物相成分復(fù)雜，解聚產(chǎn)物為PET的預(yù)聚體，解聚不徹底，僅限于合成PET工廠使用；方法4為單一堿解法，優(yōu)點(diǎn)是解聚速度快，為不可逆反應(yīng)，解聚徹底，但存在副反應(yīng)較多，EG需復(fù)雜的精餾分離，廢水處理困難，二次污染嚴(yán)重，投資較大等一系列缺點(diǎn)。
針對(duì)上述技術(shù)方法的不足，本發(fā)明提供一種醇?jí)A聯(lián)合解聚廢PET的技術(shù)方法。以下結(jié)合


本發(fā)明技術(shù)方案附圖1為解聚PET過程的物料變化圖。
附圖2為解聚PET過程的工藝流程圖。
本發(fā)明的技術(shù)方案是1.將經(jīng)過粉碎、洗凈、干燥的廢PET碎片、EG、NaHCO3放入解聚釜，各組分加入比例為PET碎片∶EG∶NaHCO3＝1∶5∶1.03～1.08。
2.攪拌，同時(shí)升溫至180℃保溫25-40分鐘至PET解聚完畢。解聚產(chǎn)物為TPA-Na(固體)+EG+副反應(yīng)物。其化學(xué)反應(yīng)依據(jù)的基本原理可用方程式[1]表示 (n+1)HOCH2CH2OH+nNaOOC-C6H4-COONa+2nCO2[1]3.過濾和用純凈EG洗濾解聚產(chǎn)物，使TPA-Na(固體)與EG分離，并使所有溶于EG的副反應(yīng)物轉(zhuǎn)移到分離的EG中。但TPA-Na(固體)濾餅中仍含有少量EG。
4.干燥TPA-Na(固體)濾餅，使TPA-Na(固體)與其中的EG完全分離。
5.蒸餾過濾出的EG，除去副反應(yīng)產(chǎn)物和所有溶于EG的雜質(zhì)。所得EG一部分成為EG產(chǎn)品，一部分回到解聚釜或用作洗濾的EG液體。洗濾后的EG可以直接回到解聚釜用作解聚介質(zhì)。
6.將干燥后的TPA-Na(固體)完全溶于水中，并過濾除去所有不溶于水的固體雜質(zhì)，得到TPA-Na水溶液。
7.在TPA-Na水溶液中加入與Na離子等當(dāng)量的鹽酸，得到TPA(即對(duì)苯二甲酸固體)+NaCl水溶液。其化學(xué)反應(yīng)依據(jù)的基本原理可用方程式[2]表示 [2]8.再過濾以分離TPA(固體濾餅)和NaCl水溶液。這一步驟將大部分溶于酸或溶于水中的雜質(zhì)除去。
9.用去離子水洗濾TPA(固體濾餅)，除去存留在TPA(固體濾餅)中的NaCl以及溶于水的其它離子，得到純凈的TPA(固體濾餅)。
10.干燥TPA(固體濾餅)即可得到白色的固態(tài)TPA產(chǎn)品。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有以下技術(shù)效果1.結(jié)合了乙二醇解聚和堿解聚兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服其缺點(diǎn)。使本發(fā)明技術(shù)可以使用普通設(shè)備，在常壓、敞開體系中，相對(duì)較低溫度條件下快速解聚PET。簡(jiǎn)化了操作、節(jié)約能源、大幅度減少設(shè)備投資。采用同當(dāng)量的NaHCO3與PET間的解聚反應(yīng)為不可逆反應(yīng)，直至完全轉(zhuǎn)變?yōu)閴A解產(chǎn)物。因此解聚徹底，回收率高。PET解聚率可達(dá)99.9％，TPA回收率可達(dá)98％，EG回收率可達(dá)96％。
2.采用乙二醇(EG)作反應(yīng)介質(zhì)，與反應(yīng)產(chǎn)物之一相同，因此可以用簡(jiǎn)單的蒸餾方法蒸餾過濾出的EG，從而獲得滿足相關(guān)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的純EG產(chǎn)品。同時(shí)根據(jù)EG的初餾點(diǎn)與溶于EG的雜質(zhì)和副反應(yīng)產(chǎn)物不同除去了雜質(zhì)和副反應(yīng)產(chǎn)物。
3.其余雜質(zhì)因在本工藝過程經(jīng)歷堿和酸的兩次化學(xué)變化，其產(chǎn)物或溶于水，或不溶于水，因此均被工藝過程中的過濾或洗濾除去，最后干燥經(jīng)去離子水洗濾的TPA濾餅即可獲得滿足相應(yīng)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的TPA單體。
4.本發(fā)明僅采用常規(guī)化工設(shè)備即可實(shí)施，投資小，適合于中、小規(guī)模的區(qū)域化集中處理廢PET。
權(quán)利要求
1.一種廢聚酯的解聚方法，其特征在于，該方法包括下列步驟a.將經(jīng)過粉碎、洗凈、干燥的廢PET碎片、EG、NaHCO3放入解聚釜，各組分加入比例為PET碎片∶EG∶NaHCO3＝1∶5∶1.03～1.08；b.攪拌，同時(shí)升溫至180℃保溫25-40分鐘至PET解聚完畢。解聚產(chǎn)物為TPA-Na(固體)+EG+副反應(yīng)物；c.過濾和用純凈EG洗濾解聚產(chǎn)物，使TPA-Na(固體)與EG分離，并使所有溶于EG的副反應(yīng)物轉(zhuǎn)移到分離的EG中；d.干燥TPA-Na(固體)濾餅，使TPA-Na(固體)與其中的EG完全分離；e.蒸餾過濾出的EG，除去副反應(yīng)產(chǎn)物和所有溶于EG的雜質(zhì)。所得EG一部分成為EG產(chǎn)品，一部分回到解聚釜或用作洗濾的EG液體；f.將干燥后的TPA-Na(固體)完全溶于水中，并過濾除去所有不溶于水的固體雜質(zhì)，得到TPA-Na水溶液；g.在TPA-Na水溶液中加入與Na離子等當(dāng)量的鹽酸，得到TPA(即對(duì)苯二甲酸固體)+NaCl水溶液；h.再過濾以分離TPA(固體濾餅)和NaCl水溶液。將大部分溶于酸或溶于水中的雜質(zhì)除去；i.用去離子水洗濾TPA(固體濾餅)，除去存留在TPA(固體濾餅)中的NaCl以及溶于水的其它離子，得到純凈的TPA(固體濾餅)；j.干燥TPA(固體濾餅)即可得到白色的固態(tài)TPA產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種醇?jí)A聯(lián)合解聚廢聚酯的技術(shù)方法。該方法以乙二醇為反應(yīng)介質(zhì)，以堿解方式、常壓下進(jìn)行解聚，以簡(jiǎn)單蒸餾技術(shù)獲得EG，以HCl將對(duì)苯二甲酸鈉(TPA－Na)還原獲得對(duì)苯二甲酸(TPA)單體。本發(fā)明結(jié)合了乙二醇解聚和堿解聚兩種方法的優(yōu)點(diǎn)?？梢允褂闷胀ㄔO(shè)備，在常壓、敞開體系中，相對(duì)較低溫度條件下快速解聚PET。簡(jiǎn)化了操作、節(jié)約能源、大幅度減少設(shè)備投資。PET解聚率可達(dá)99.9％，TPA回收率可達(dá)98％，EG回收率可達(dá)96％。
文檔編號(hào)C07C51/295GK1390826SQ0213351
公開日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2002年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月24日
發(fā)明者江濤, 武麗梅, 敖依昌 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)