CN1390826A - 废聚酯的解聚方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种醇碱联合解聚废聚酯的技术方法。该方法以乙二醇为反应介质，以碱解方式、常压下进行解聚，以简单蒸馏技术获得EG，以HCl将对苯二甲酸钠(TPA－Na)还原获得对苯二甲酸(TPA)单体。本发明结合了乙二醇解聚和碱解聚两种方法的优点。可以使用普通设备，在常压、敞开体系中，相对较低温度条件下快速解聚PET。简化了操作、节约能源、大幅度减少设备投资。PET解聚率可达99.9％，TPA回收率可达98％，EG回收率可达96％。

Description

废聚酯的解聚方法

本发明涉及一种化学解聚废聚酯，生产对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)的工艺方法，

因PET树酯物化性能优良，因此被广泛应用于食品、饮料、医药、感光胶片、装饰材料、工程材料及电子工业的磁带、服装业的涤纶纤维等行业。PET相关产品通常在一次性使用后即成为废物，既消耗了大量的石油资源又成为环境白色污染源之一。

在回收利用上，国外发达国家先行一步。由于回收体系完备，处理方式上主要采取分散收集，大规模集中处理方式，并以化学解聚为主要技术发展出四种现行的解聚方法，目标是解聚废PET回收TPA、EG或PET预聚体。这四种化学解聚方法可以概括为：1.高温高压水解法回收TPA及EG；2.高温高压甲醇醇解法回收DMT和EG；3.乙二醇醇解法回收合成PET预聚体；4.碱解法回收TPA及EG。

方法1、2解聚速度快，但由于高温高压以及反应产物需精馏分离，因此投资巨大；方法3为单一乙二醇醇解，可常压反应、由于反应介质为EG，介质环境单一，反应产物之一-EG与介质相同，使EG的物相分离方式简化为蒸馏，不需进行精馏分离。缺点表现为控制工艺复杂、反应时间长、反应可逆，因此产物物相成分复杂，解聚产物为PET的预聚体，解聚不彻底，仅限于合成PET工厂使用；方法4为单一碱解法，优点是解聚速度快，为不可逆反应，解聚彻底，但存在副反应较多，EG需复杂的精馏分离，废水处理困难，二次污染严重，投资较大等一系列缺点。

针对上述技术方法的不足，本发明提供一种醇碱联合解聚废PET的技术方法。以下结合附图说明本发明技术方案：

附图1为解聚PET过程的物料变化图。

附图2为解聚PET过程的工艺流程图。

本发明的技术方案是：

1.将经过粉碎、洗净、干燥的废PET碎片、EG、NaHCO₃放入解聚釜，各组分加入比例为：PET碎片∶EG∶NaHCO₃＝1∶5∶1.03～1.08。

2.搅拌，同时升温至180℃保温25-40分钟至PET解聚完毕。解聚产物为TPA-Na(固体)+EG+副反应物。其化学反应依据的基本原理可用方程式[1]表示：

            (n+1)HOCH2CH2OH+nNaOOC-C6H4-COONa+2nCO2

            [1]

3.过滤和用纯净EG洗滤解聚产物，使TPA-Na(固体)与EG分离，并使所有溶于EG的副反应物转移到分离的EG中。但TPA-Na(固体)滤饼中仍含有少量EG。

4.干燥TPA-Na(固体)滤饼，使TPA-Na(固体)与其中的EG完全分离。

5.蒸馏过滤出的EG，除去副反应产物和所有溶于EG的杂质。所得EG一部分成为EG产品，一部分回到解聚釜或用作洗滤的EG液体。洗滤后的EG可以直接回到解聚釜用作解聚介质。

6.将干燥后的TPA-Na(固体)完全溶于水中，并过滤除去所有不溶于水的固体杂质，得到TPA-Na水溶液。

7.在TPA-Na水溶液中加入与Na离子等当量的盐酸，得到TPA(即对苯二甲酸固体)+NaCl水溶液。其化学反应依据的基本原理可用方程式[2]表示：

[2]

8.再过滤以分离TPA(固体滤饼)和NaCl水溶液。这一步骤将大部分溶于酸或溶于水中的杂质除去。

9.用去离子水洗滤TPA(固体滤饼)，除去存留在TPA(固体滤饼)中的NaCl以及溶于水的其它离子，得到纯净的TPA(固体滤饼)。

10.干燥TPA(固体滤饼)即可得到白色的固态TPA产品。

本发明与现有技术相比，有以下技术效果：

1.结合了乙二醇解聚和碱解聚两种方法的优点，同时克服其缺点。使本发明技术可以使用普通设备，在常压、敞开体系中，相对较低温度条件下快速解聚PET。简化了操作、节约能源、大幅度减少设备投资。采用同当量的NaHCO₃与PET间的解聚反应为不可逆反应，直至完全转变为碱解产物。因此解聚彻底，回收率高。PET解聚率可达99.9％，TPA回收率可达98％，EG回收率可达96％。

2.采用乙二醇(EG)作反应介质，与反应产物之一相同，因此可以用简单的蒸馏方法蒸馏过滤出的EG，从而获得满足相关中国国家标准的纯EG产品。同时根据EG的初馏点与溶于EG的杂质和副反应产物不同除去了杂质和副反应产物。

3.其余杂质因在本工艺过程经历碱和酸的两次化学变化，其产物或溶于水，或不溶于水，因此均被工艺过程中的过滤或洗滤除去，最后干燥经去离子水洗滤的TPA滤饼即可获得满足相应中国国家标准的TPA单体。

4.本发明仅采用常规化工设备即可实施，投资小，适合于中、小规模的区域化集中处理废PET。

实施例1：

将经过粉碎、洗净、干燥的废PET碎片、EG、NaHCO₃放入解聚釜，各组分加入比例为：PET碎片∶EG∶NaHCO₃＝1∶5∶1.03；搅拌釜内物料，同时升温至180℃保温25分钟至PET解聚完毕，解聚产物为TPA-Na(固体)+EG+副反应物；过滤和用纯净EG洗滤解聚产物，使TPA-Na(固体)与EG分离，并使所有溶于EG的副反应物转移到分离的EG中；干燥TPA-Na(固体)滤饼，使TPA-Na(固体)与其中的EG完全分离，获得干燥的固态TPA-Na白色粉末；蒸馏过滤出的EG，除去副反应产物和所有溶于EG的杂质，所得EG一部分成为EG产品，一部分回到解聚釜或用作洗滤的EG液体。洗滤所用的EG可以直接回到解聚釜用作解聚介质；将干燥后的TPA-Na(固体粉末)完全溶于水中，并过滤除去所有不溶于水的固体杂质，得到TPA-Na水溶液；在TPA-Na水溶液中加入与Na离子等当量的盐酸，得到TPA(即对苯二甲酸固体)+NaCl水溶液；再过滤得到TPA(固体滤饼)和NaCl水溶液；用去离子水洗滤TPA(固体滤饼)，得到纯净的TPA(固体滤饼)；干燥TPA(固体滤饼)即可得到白色的固态TPA产品。

实施例2：

在按实施例1方法制备的解聚组分比例为：PET碎片∶EG∶NaHCO₃＝1∶5∶1.08，再按实施例1的后序方法，获得EG和TPA产品。

实施例3：

在按实施例1方法进行解聚反应时，搅拌釜内物料，同时升温至180℃保温40分钟至PET解聚完毕。再按实施例1的后序方法，获得EG和TPA产品。

实施例4：

在按实施例2方法进行解聚反应时，搅拌釜内物料，同时升温至180℃保温40分钟至PET解聚完毕。再按实施例1的后序方法，获得EG和TPA产品。

Claims (1)

1.一种废聚酯的解聚方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

a.将经过粉碎、洗净、干燥的废PET碎片、EG、NaHCO₃放入解聚釜，各组分加入比例为：PET碎片∶EG∶NaHCO₃＝1∶5∶1.03～1.08；

b.搅拌，同时升温至180℃保温25-40分钟至PET解聚完毕。解聚产物为TPA-Na(固体)+EG+副反应物；

c.过滤和用纯净EG洗滤解聚产物，使TPA-Na(固体)与EG分离，并使所有溶于EG的副反应物转移到分离的EG中；

d.干燥TPA-Na(固体)滤饼，使TPA-Na(固体)与其中的EG完全分离；

e.蒸馏过滤出的EG，除去副反应产物和所有溶于EG的杂质。所得EG一部分成为EG产品，一部分回到解聚釜或用作洗滤的EG液体；

f.将干燥后的TPA-Na(固体)完全溶于水中，并过滤除去所有不溶于水的固体杂质，得到TPA-Na水溶液；

g.在TPA-Na水溶液中加入与Na离子等当量的盐酸，得到TPA(即对苯二甲酸固体)+NaCl水溶液；

h.再过滤以分离TPA(固体滤饼)和NaCl水溶液。将大部分溶于酸或溶于水中的杂质除去；

i.用去离子水洗滤TPA(固体滤饼)，除去存留在TPA(固体滤饼)中的NaCl以及溶于水的其它离子，得到纯净的TPA(固体滤饼)；

j.干燥TPA(固体滤饼)即可得到白色的固态TPA产品。