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CN118812354A - 一种回收聚酯醇解制备bhet连续化新工艺 - Google Patents

一种回收聚酯醇解制备bhet连续化新工艺 Download PDF

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CN118812354A
CN118812354A CN202411016825.2A CN202411016825A CN118812354A CN 118812354 A CN118812354 A CN 118812354A CN 202411016825 A CN202411016825 A CN 202411016825A CN 118812354 A CN118812354 A CN 118812354A
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CN
China
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alcoholysis
bhet
preparing
continuous process
polyester
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CN202411016825.2A
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李天军
罗京
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Fuwei Zhuhai Composite Materials Co ltd
Original Assignee
Fuwei Zhuhai Composite Materials Co ltd
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/03Preparation of carboxylic acid esters by reacting an ester group with a hydroxy group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/48Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
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    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺,属于废旧聚酯再利用技术领域,解决了现有技术中能耗高、循环性能差、二元醇处理不便的问题,包括先将废旧聚酯料、催化剂和二元醇醇解,过滤后得到二元醇醇解液,再将二元醇醇解液进入蒸发室,薄膜蒸发,使二元醇醇解液产生的蒸汽作为醇解原料低分子再次参与醇解反应,升华提纯BHET。本发明采用薄膜蒸发醇解液,避免了热水溶解结晶提纯时需增加热源和循环冷却水所带来的高能耗问题,使二元醇醇解液中低分子脱出后作为醇解原料再次循环反应,解决了常规聚酯醇解反应中二元醇处理困难的问题,实现了蒸汽的循环利用。

Description

一种回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺
技术领域
本发明属于废旧聚酯再利用技术领域,具体地说,尤其涉及一种回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺。
背景技术
利用废旧纺织品(涤纶为主的服装、边角料等)、低值低质的旧聚酯瓶料通过醇解、再聚的工艺手段合成聚酯熔体纺制再生聚酯纤维,是一种对废旧聚酯材料进行高值循环利用的新方法。该方法区别于再生聚酯挑选分拣、粉碎、清洗、脱水干燥的纯物理方法。该方法是将废旧的聚酯原料投入醇解釜,加入原料质量2~8倍的过量二元醇和少量引发剂,在170~245℃温度下醇解1~5h,冷却过滤出不溶物,除去过量的乙二醇再缩聚成特性粘度0.63~0.65的聚酯熔体送去箱体纺制再生聚酯纤维。由上述制备再生聚酯纤维的工艺可知,乙二醇的用量大且是必须的,而聚酯纤维纺制之后关于醇解液的处理有如下方式:1)将醇解液中乙二醇收集直接再去用于解聚;2)将醇解液中乙二醇精制后再去用于解聚;3)用反渗透膜来回收水结晶后水里面含的部分乙二醇,即将大部分的水结晶后的水乙二醇混合液通过反渗透膜除去大部分水,将反渗透膜里面的浓液去脱水塔除水,再将乙二醇精制;上述处理方式要么没有具体的实施方案,要么带来其他问题。
再生聚酯纤维纺制过程中PET解聚时,乙二醇的用量没有特别的限定,其用量从10%到800%都可以实现废气PET解聚、再聚合成有价值的聚酯,但是会影响聚酯的品质、收率和成本。10%乙二醇解聚废弃PET的优点:生产操作费用非常低,因为需要蒸发精制的乙二醇非常少能耗低;缺点:醇解温度在240℃以上,醇解会产生二甘醇,醇解物粘度高、过滤困难、浪费大,主要浪费在卸渣时会有95%的醇解物凝固附着在滤网上,只能高温煅烧才能再生滤网,而滤网煅烧10~15次就会报废,也间接增加了成本,煅烧还会增加环保压力。因此,为了降低醇解液的解聚成本,需要对醇解液进行处理,且实现醇解原料的循环使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足,提供了一种能耗低、循环性能良好、二元醇处理便捷的回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺。
为了实现上述技术目的,本发明回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺采用的技术方案为:
一种回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺,包括以下步骤:
S1 按质量比将适量废旧聚酯料、催化剂与二元醇经螺杆挤出机投入醇解釜中,升温至合适温度,搅拌醇解一段时间后,将反应后的溶液冷却至80~160℃趁热过滤;
S2 分离未解聚的PET,并用去离子水冲洗滤出固体,干燥后称重,得到未解聚PET质量;
S3 将二元醇醇解液进入蒸发室,薄膜蒸发二元醇醇解液,蒸发脱出低分子,升华提纯BHET,醇解液产生的低分子蒸汽作为醇解原料循环使用;
S4 将步骤S3中BHET产物再经过精制处理得到精制级BHET。
优选的,所述步骤S1中各组分质量比以废旧聚酯质量为基准,乙二醇用量为废旧聚酯用量的0.5~10.0%(wt%),催化剂用量为废旧聚酯用量的0.1~10.0%(wt%)。
优选的,所述步骤S1中废旧聚酯为对苯二甲酸二乙二醇酯(PET),包括瓶片料、泡料和纺织品。
优选的,所述步骤S1中乙二醇为工业级乙二醇,其含水量和二乙二醇的含量均小于100ppm。
优选的,所述步骤S1中醇解反应催化剂为醋酸锌或水合乙酸锌。
优选的,所述步骤S1中醇解釜反应温度升温至190~220℃,保温并控制压力为0.01~1.0MPa,搅拌反应2~3h。
优选的,所述步骤S3中蒸发室蒸发温度为150~260℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明首先将废旧聚酯料、催化剂和二元醇醇解,过滤后得到二元醇醇解液,再将二元醇醇解液进入蒸发室,薄膜蒸发,使二元醇醇解液产生的蒸汽作为醇解原料低分子再次参与醇解反应,升华提纯BHET,避免了热水溶解结晶提纯时需增加热源和循环冷却水所带来的高能耗问题;利用薄膜蒸发醇解液,使二元醇醇解液中低分子脱出后作为醇解原料再次循环反应,解决了常规聚酯醇解反应中二元醇处理困难的问题,实现了蒸汽的循环利用;整个工艺简单,有效实现母液的回收利用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,对发明进一步说明:
一种回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺,包括以下步骤:
S1 按质量比将适量废旧聚酯料、催化剂与二元醇经螺杆挤出机投入醇解釜中,醇解釜反应温度升温至190~220℃,保温并控制压力为0.01~1.0MPa,搅拌醇解反应2~3h,将反应后的溶液冷却至80~160℃趁热过滤;
S2 分离未解聚的PET,并用去离子水冲洗滤出固体,干燥后称重,得到未解聚PET质量;
S3 将二元醇醇解液进入蒸发室,薄膜蒸发二元醇醇解液,蒸发脱出低分子,升华提纯BHET,醇解液产生的低分子蒸汽作为醇解原料循环使用;
S4 将步骤S3中BHET产物再经过精制处理得到精制级BHET。
本发明中,所述步骤S1中各组分质量比以废旧聚酯质量为基准,乙二醇用量为废旧聚酯用量的0.5~10.0%(wt%),催化剂用量为废旧聚酯用量的0.1~10.0%(wt%)。
本发明中,所述步骤S1中废旧聚酯为对苯二甲酸二乙二醇酯(PET),包括瓶片料、泡料和纺织品,乙二醇为工业级乙二醇,其含水量和二乙二醇的含量均小于100ppm,醇解反应催化剂为醋酸锌或水合乙酸锌。
本发明中,所述步骤S3中蒸发室蒸发温度为150~260℃。
本发明不仅工艺简单,而且提供了一种醇解液中过量二元醇的去除方法,该方法将薄膜蒸发脱出的低分子乙二醇再次投入醇解液中进行醇解,实现了乙二醇的回收利用,升华提纯BHET,进一步提高BHET的品质。
实施例
在1000mL搅拌反应釜中,顺序加入计量的乙二醇300克、催化剂6克,升温至100℃搅拌溶解30分钟,然后加入计量的废旧聚酯60克,保持搅拌、控制温度在200℃±2℃之间,此时反应压力为0.05MPa±0.01MPa,反应2小时后,溶液冷却至160℃过滤,经动态连续过滤机除去15微米以上的不溶物,在保温状态下滤液转移至蒸发室,薄膜高温200℃下蒸发乙二醇醇解液,使低分子乙二醇蒸发脱出,排出蒸发室后加入醇解液中再次进行醇解,同时升华提纯BHET产物。此时,PET的转化率为100%,BHET产率为86%。
实施例
在1000mL搅拌反应釜中,顺序加入计量的乙二醇300克、催化剂6克,升温至100℃搅拌溶解30分钟,然后加入计量的废旧聚酯60克,保持搅拌、控制温度在200℃±2℃之间,此时反应压力为0.05MPa±0.01MPa,反应2小时后,溶液冷却至160℃过滤,经动态连续过滤机除去15微米以上的不溶物,在保温状态下滤液转移至蒸发室,薄膜高温180℃下蒸发乙二醇醇解液,使低分子乙二醇蒸发脱出,排出蒸发室后加入醇解液中再次进行醇解,同时升华提纯BHET产物。此时,PET的转化率为88%,BHET产率为75%。
实施例
在1000mL搅拌反应釜中,顺序加入计量的乙二醇300克、催化剂6克,升温至100℃搅拌溶解30分钟,然后加入计量的废旧聚酯60克,保持搅拌、控制温度在200℃±2℃之间,此时反应压力为0.05MPa±0.01MPa,反应2小时后,溶液冷却至160℃过滤,经动态连续过滤机除去15微米以上的不溶物,在保温状态下滤液转移至蒸发室,薄膜高温170℃下蒸发乙二醇醇解液,使低分子乙二醇蒸发脱出,排出蒸发室后加入醇解液中再次进行醇解,同时升华提纯BHET产物。此时,PET的转化率为68%,BHET产率为69%。
实施例
在1000mL搅拌反应釜中,顺序加入计量的乙二醇300克、催化剂6克,升温至100℃搅拌溶解30分钟,然后加入计量的废旧聚酯60克,保持搅拌、控制温度在200℃±2℃之间,此时反应压力为0.05MPa±0.01MPa,反应2小时后,溶液冷却至150℃过滤,经动态连续过滤机除去15微米以上的不溶物,在保温状态下滤液转移至蒸发室,薄膜高温200℃下蒸发乙二醇醇解液,使低分子乙二醇蒸发脱出,排出蒸发室后加入醇解液中再次进行醇解,同时升华提纯BHET产物。此时,PET的转化率为93%,BHET产率为78%。
实施例
在1000mL搅拌反应釜中,顺序加入计量的乙二醇300克、催化剂6克,升温至100℃搅拌溶解30分钟,然后加入计量的废旧聚酯60克,保持搅拌、控制温度在200℃±2℃之间,此时反应压力为0.05MPa±0.01MPa,反应2小时后,溶液冷却至140℃过滤,经动态连续过滤机除去15微米以上的不溶物,在保温状态下滤液转移至蒸发室,薄膜高温200℃下蒸发乙二醇醇解液,使低分子乙二醇蒸发脱出,排出蒸发室后加入醇解液中再次进行醇解,同时升华提纯BHET产物。此时,PET的转化率为90%,BHET产率为75%。
综上,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用来限定本发明实施的范围,凡依本发明权利要求范围的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰,均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺,其特征在于:包括以下步骤:
S1 按质量比将适量废旧聚酯料、催化剂与二元醇经螺杆挤出机投入醇解釜中,升温至合适温度,搅拌醇解一段时间后,将反应后的溶液冷却至80~160℃趁热过滤;
S2 分离未解聚的PET,并用去离子水冲洗滤出固体,干燥后称重,得到未解聚PET质量;
S3 将二元醇醇解液进入蒸发室,薄膜蒸发二元醇醇解液,蒸发脱出低分子,升华提纯BHET,醇解液产生的低分子蒸汽作为醇解原料循环使用;
S4 将步骤S3中BHET产物再经过精制处理得到精制级BHET。
2.根据权利要求1所述回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺,其特征在于:所述步骤S1中各组分质量比以废旧聚酯质量为基准,乙二醇用量为废旧聚酯用量的0.5~10.0%(wt%),催化剂用量为废旧聚酯用量的0.1~10.0%(wt%)。
3.根据权利要求1所述回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺,其特征在于:所述步骤S1中废旧聚酯为对苯二甲酸二乙二醇酯(PET),包括瓶片料、泡料和纺织品。
4.根据权利要求1所述回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺,其特征在于:所述步骤S1中乙二醇为工业级乙二醇,其含水量和二乙二醇的含量均小于100ppm。
5.根据权利要求1所述回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺,其特征在于:所述步骤S1中醇解反应催化剂为醋酸锌或水合乙酸锌。
6.根据权利要求1所述回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺,其特征在于:所述步骤S1中醇解釜反应温度升温至190~220℃,保温并控制压力为0.01~1.0MPa,搅拌反应2~3h。
7.根据权利要求1所述回收聚酯醇解制备BHET连续化新工艺,其特征在于:所述步骤S3中蒸发室蒸发温度为150~260℃。
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