CN101531581A - Pet废旧料再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PET废旧料再生方法，属于聚合物废料的回用方法领域。该方法利用酯交换反应，将聚对苯二甲酸乙二醇酯还原为苯二甲酸的碱金属盐或碱土金属盐和乙二醇的弱酸根盐，然后再利用酸将对苯二甲酸的碱金属盐或碱土金属盐还原为对苯二甲酸，将乙二醇的弱酸酯水解、蒸馏得到乙二醇。与现有技术相比，本发明的PET废旧料再生方法具有经济、环保、易于实现等特点，具有很好的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合物废料的回用方法，具体地说是一种PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)废旧料再生方法。
背景技术
PET废旧料主要包括废弃的聚酯薄膜、聚酯瓶片等。目前，其回收利用主要是粉碎、造粒后直接用于的制造PET相关产品。由于PET废料不适宜直接用于食品包装、医疗卫生用具等产品的制造，所以越来越多的PET废料因无法得到应用被遗弃，严重威胁着自然环境。而另一方面，为了生产出符合卫生安全的PET产品，生产厂家还需要高成本购入对苯二甲酸和乙二醇。
现有技术中虽然有利用PET废料生产对苯二甲酸的方法，但大多是利用酯的水解方法进行的。其生产过程中存在以下不足：1、产生大量含酸、含碱废水，严重污染环境；2、工艺流程复杂、能耗高。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种经济、环保、易于实现的PET废旧料再生方法。
本发明的PET废旧料再生方法利用酯交换反应，将聚对苯二甲酸乙二醇酯还原为苯二甲酸的碱金属盐或碱土金属盐和乙二醇的弱酸酯，然后再利用酸将对苯二甲酸的碱金属盐或碱土金属盐还原为对苯二甲酸，将乙二醇的弱酸酯还原得到乙二醇。所得对苯二甲酸及乙二醇可以直接送至PET生产车间，用于PET生产。
本发明的技术任务是按以下方式实现的：PET废旧料再生方法包括以下步骤：
a、使PET与乙二醇在碱性盐的作用下发生酯交换反应，得到对苯二甲酸的碱金属盐或碱土金属盐和乙二醇的弱酸酯；
b、用酸液还原对苯二甲酸的碱金属盐或碱土金属盐，得对苯二甲酸；
c、回收乙二醇。
本发明PET废旧料再生方法更为详细的描述为：
该方法包括以下步骤：
a、将PET废料粉碎、洗涤、干燥后加入反应釜内，加入1～11倍PET量的乙二醇，加热到150～230℃后，再加入0.7～2倍PET量的碱性盐，继续升温至回流，并保持回流1～3小时，然后冷却至70～130℃，进行压滤；
b、滤饼干燥粉碎后加入酸析釜中，加入1～11倍PET量的沸水将滤饼溶解，然后加入0.3-1.5倍PET量的酸液使对苯二甲酸析出，离心分离、干燥得对苯二甲酸产品；
c、步骤a中压滤后的母液，蒸馏回收，得乙二醇产品。
上述步骤a中所述的碱性盐为碱金属或碱土金属的碳酸盐；碱金属或碱土金属的碳酸氢盐；碱金属或碱土金属的磷酸盐；碱金属或碱土金属的磷酸氢盐；碱金属或碱土金属的硼酸盐。
本发明的PET废旧料再生方法与现有技术相比具有以下突出的有益效果：
(一)解决了PET无法直接进行酯交换反应的技术难题，将酯交换反应引入PET废料的分解回收领域，为PET废料的处理提供了新思路；
(二)处理过程中不会产生含酸、含碱废水，不仅利于环境保护，还可以为厂家节约大量用于废水处理上的经费；
(三)流程简单、易于实现；
(四)可以将大量PET废料回收制得高纯度对苯二甲酸和乙二醇，所得对苯二甲酸和乙二醇可以直接用于生产符合卫生要求的PET产品，既保护了环境，又使厂家节约了大量原料生产或购置成本。
具体实施方式
以下通过实施例来进一步阐述本发明PET废旧料再生方法，但不以任何形式限制本发明。
实施例一：
将100Kg废PET料粉碎、洗涤、干燥后加入反应釜内，加入450Kg乙二醇，升温至180℃后，再加入100Kg碳酸钠，继续升温至回流，保持平稳回流1.5小时，然后向反应釜夹套通冷却水使体系降温至120℃，在此温度下保温进行压滤，直至过滤结束。
滤饼放入真空干燥机内干燥，干燥后的滤饼粉碎后加入酸析釜中，用500Kg沸水将其溶解。然后加入30Kg工业级硫酸(98％)使对苯二甲酸析出，离心分离、干燥得到精制对苯二甲酸(80Kg)。离心分离所得母液蒸发回收硫酸钠(80Kg)。
压滤后的母液送入蒸馏釜回收乙二醇，得乙二醇产品(30Kg)。副产物CO2经放空管排空。
实施例二：
将100Kg废PET料粉碎、洗涤、干燥后加入反应釜内，加入1000Kg乙二醇，升温至160℃后，再加入150Kg碳酸钙，继续升温至回流，保持平稳回流2.5小时，然后冷却至100℃，进行压滤。
滤饼放入真空干燥机内干燥，干燥后的滤饼粉碎后加入酸析釜中，用900Kg沸水将其溶解。然后加入60Kg工业级硫酸(98％)使对苯二甲酸析出，离心分离、干燥得到精制对苯二甲酸(78Kg)。离心分离所得母液蒸发回收硫酸钙(81Kg)。
压滤后的母液送入蒸馏釜回收乙二醇，得乙二醇产品(28Kg)。副产物CO2经放空管排空。
实施例三：
将100Kg废PET料粉碎、洗涤、干燥后加入反应釜内，加入600Kg乙二醇，升温至200℃后，再加入100Kg磷酸钠，继续升温至回流，保持平稳回流2.5小时，然后冷却至80℃，进行压滤。
滤饼放入真空干燥机内干燥，干燥后的滤饼粉碎后加入酸析釜中，用700Kg沸水将其溶解。然后加入120Kg工业级硫酸(98％)使对苯二甲酸析出，离心分离、干燥得到精制对苯二甲酸(80Kg)。离心分离所得母液蒸发回收硫酸钠(80Kg)。
乙二醇的磷酸酯水解得到含有磷酸的乙二醇，经过蒸馏得到乙二醇纯品，得乙二醇产品(30Kg)。
实施例四：
将100Kg废PET料粉碎、洗涤、干燥后加入反应釜内，加入600Kg乙二醇，升温至200℃后，再加入100Kg磷酸一氢钠，继续升温至回流，保持平稳回流2.5小时，然后冷却至80℃，进行压滤。
滤饼放入真空干燥机内干燥，干燥后的滤饼粉碎后加入酸析釜中，用700Kg沸水将其溶解。然后加入120Kg工业级硫酸(98％)使对苯二甲酸析出，离心分离、干燥得到精制对苯二甲酸(80Kg)。离心分离所得母液蒸发回收硫酸钠(80Kg)。
乙二醇的磷酸酯水解得到含有磷酸的乙二醇，经过蒸馏得到乙二醇纯品，得乙二醇产品(30Kg)。
四次得到的精制对苯二甲酸基本一致，符合国家的SH/T1612·1-2005相关质量标准。其性能指标对照表如表一所示。
用上述工艺所获得的对苯二甲酸和乙二醇于260℃在高真空条件下进行聚合实验所制备的PET质量指标完全符合瓶级聚酯质量要求。相应指标如下：
特性黏度(I.V.)，dl/g： 0.740——0.890
色值b： 0.5—1.5
乙醛含量，mg/Kg： 0.5—1.0
粉尘含量，mg/Kg： 30—60
熔点，℃： 最高248
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
表一：
| 项目 | SH/T1612·1-2005优等品指标 | 试验方法 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 |
| 外观 | 白色粉末 | 目测 | 白色粉末 | 白色粉末 | 白色粉末 | 白色粉末 |
| 酸值，mgKOH/g | 675±2 | SH/T1612.2 | 676.5 | 676.3 | 676.6 | 676.0 |
| 对羧基苯甲醛mg/kg | ≤25 | SH/T1612.7(仲裁法) | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 灰分，mg/kg | ≤8 | GB/T7531 | 2.5 | 2.4 | 2.5 | 2.6 |
| 总重金属(钼铬镍钴锰钛铁)，mg/kg | ≤5 | SH/T1612.3SH/T1612.5 | 2 | 2 | 3 | 3 |
| 铁，mg/kg | ≤1 | SH/T1612.3 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.1 |
| 水分，％(质量分数) | ≤0.2 | SH/T1612.4 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 5g/100mLDMF色度，铂钴色号 | ≤10 | GB/T3143 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 对甲基苯甲酸，mg/kg | ≤150 | SH/T1612.7(仲裁法) | 20 | 15 | 20 | 20 |
Claims (3)
1、PET废旧料再生方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、使PET废料与乙二醇在碱性盐的作用下发生酯交换反应，得到对苯二甲酸的碱金属盐或碱土金属盐和乙二醇的弱酸根盐；
b、用酸液还原对苯二甲酸的碱金属盐或碱土金属盐，得对苯二甲酸；
c、回收乙二醇。
2、根据权利要求1所述的PET废旧料再生方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将PET废料粉碎、洗涤、干燥后加入反应釜内，加入1～11倍PET量的乙二醇，加热到150～230℃后，再加入0.7～2倍PET量的碱性盐，继续升温至回流，并保持回流1～3小时，然后冷却至70～130℃，进行压滤；
b、滤饼干燥粉碎后加入酸析釜中，加入1～11倍PET量的沸水将滤饼溶解，然后加入0.3-1.5倍PET量的酸液使对苯二甲酸析出，离心分离、干燥得对苯二甲酸产品；
c、步骤a中压滤后的母液，蒸馏回收，得乙二醇产品。
3、根据权利要求1或2所述的PET废旧料再生方法，其特征在于步骤a中所述的碱性盐为碱金属或碱土金属的碳酸盐；碱金属或碱土金属的碳酸氢盐；碱金属或碱土金属的磷酸盐；碱金属或碱土金属的磷酸氢盐；碱金属或碱土金属的硼酸盐。
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