CN102250326A - 一种以pta残渣为原料来制造pbt的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺，其包括以下步骤：首先处理含有PTA的残渣，然后加入甲醇和催化剂进行二次酯化反应，经过分离、减压精馏得到成品DMT，再加入1，4丁二醇和催化剂使之醇解反应、聚合反应，最后在充入氮气下进行造粒、冷却、分筛，完成产品；本发明工艺成本低，附加值高，酯化率高，对于设备要求降低且基本无腐蚀，实现废物再生利用，并使其废物最大资源化，减少精制PTA资源消耗，同时解决企业环保问题，使得企业可持续发展，具有竞争优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种PBT的制造工艺，尤其是涉及一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺。
背景技术
PBT，全名是聚对苯二甲酸1，4丁二醇酯或者是聚丁烯对二甲酸酯，由1，4丁二醇与对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)聚合而成，并经由混炼程序制成的乳白色半透明或不透明的结晶型热塑性聚酯树脂。由于PBT树脂-CH2-链增长，使得分子链易于挠曲，所以玻璃化转移温度比聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)低，固化速度快。PBT是一种结晶性、高分子量的聚合物，具有优良的物性和加工性能的平衡。因为材料的结晶速度快速，使得成型的循环时间短，且成型温度低于很多工程塑料，其密度在1.31-1.55之间，熔点在224-230℃，长期使用温度可达120℃以上，因其具有优良的特性，被广泛应用在电子、电器、通讯光缆、汽车等工业，市场前景广阔。
PBT生产主要集中在欧美、日韩等国，而我国以进口为主，国内生产力量不够，且价格高。现有公司都是以精致的PAT为原料来制造PBT，这样生产成本高，附加值低，且难以承受进口市场的冲击，无法满足现有市场的需求。为此，急切需要技术革新，来降低生产成本，提高生产产量和市场竞争力。
另外，改革开放以来，我国石油化工工业得到空前发展，众多轻纺企业和印染厂以PTA为原料，为此产生许多PTA残渣污染物，同时含有的CDO值增高，影响排放，严重制约行业的发展；若是不处理而直接排放，这对环保造成重大压力，同时给企业以及周边的环境带来严重影响，阻碍企业可持续发展。为此，需要对PTA残渣进行回收利用，尤其是用来生产PBT，可是现有技术存在不足，对于生产设备的耐腐蚀性要求高，但是酯化率不高，使得生产成本提高，副产物增多，工序复杂且回收不易。由此可见，解决上述问题已是迫在眉睫。
有鉴于此，本发明人对此做了深入的研究，凭借着多年从事相关行业的经验与实践，设计出一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺，成本低，附加值高，酯化率高，对于设备要求降低且基本无腐蚀，实现废物再生利用，并使其废物最大资源化，减少精制PTA资源消耗，同时解决企业环保问题，使得企业可持续发展，具有竞争优势，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺，成本低，附加值高，酯化率高，对于设备要求降低且基本无腐蚀，实现废物再生利用，并使其废物最大资源化，减少精制PTA资源消耗，同时解决企业环保问题，使得企业可持续发展，具有竞争优势。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺，其特征在于包括以下步骤：
第一步，处理含有PTA的残渣：先进行闪蒸干燥，接着粉碎处理；
第二步，二次酯化反应：
第一次酯化反应：在粉碎处理后，加入按照摩尔比1∶12-14的甲醇和按照总质量比2‰-4‰的催化剂，此时反应温度为：100℃-150℃，反应时间为4-6h，反应平衡后，进行脱醇脱水处理，得到DMT(A)和回收得到甲醇；
第二次酯化反应：在DMT(A)中加入与步骤三中同量的甲醇，反应终止后搅拌冷却，用密闭式离心机进行固液分离，得到DMT(B)，并将DMT(B)母液进行回收，得到的甲醇；
第三步，将DMT(B)减压精馏得到成品DMT；
第四步，醇解反应：在成品DMT中加入按照质量比10％-40％的1，4丁二醇和按照总质量比2‰-4‰的钛酸酯，得到对苯二甲酸1，4丁二醇酯单体；
第五步，聚合反应：先过滤后，接着进入聚合釜内，在真空条件、温度为230℃-280℃下进行反应，缩聚成PBT，并回收过量的1，4丁二醇；
第六步，完成产品：先充入氮气，经造粒机进行造粒，接着冷却、分筛，包装，完成产品。
进一步，所述第二步中的催化剂为硫酸盐：
进一步，所述硫酸盐为聚合硫酸铁或者是硫酸钛；
本发明中工艺中所用的催化剂，不但催化效率高，而且基本没有三废产生，有利于环境的保护；同时，甲醇的消耗也降低了，节约生产成本。在生产过程中，大大地减少对生产设备的腐蚀，延长设备的使用寿命，获得一定的经济效果，有利于市场竞争优势。
本发明的有益效果：由于本发明是以PTA残渣为原料来制造PBT，故此本发明工艺成本低，附加值高，酯化率高，对于设备要求降低且基本无腐蚀，实现废物再生利用，并使其废物最大资源化，减少精制PTA资源消耗，同时解决企业环保问题，使得企业可持续发展，具有竞争优势。
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
具体实施方式
本发明涉及一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺，其包括以下步骤：
第一步，处理含有PTA的残渣：先进行闪蒸干燥，接着粉碎处理；在该步骤中，经闪蒸干燥后的残渣所含的水分在1％-8％，经粉碎处理后的残渣小于20目，这样有利于进行酯化反应，且反应更加充分和快速，使得酯化率更高；
第二步，二次酯化反应：
第一次酯化反应：在粉碎处理后，加入按照摩尔比1∶12-14的甲醇和按照总质量比2‰-4‰的催化剂，此时反应温度为：100℃-150℃，反应时间为4-6h，反应平衡后，进行脱醇脱水处理，得到DMT(A)和回收得到甲醇；
该第一次酯化反应中，加入甲醇的量，是按照经粉碎处理后的含PTA残渣与甲醇的摩尔比，即1∶12-14来加入，因为经过闪蒸干燥后所含水分大大减少，变为固体粉状，不易流动，所以需要加入这些量的甲醇；另一面，是为了反应更充分完全。在第一次酯化反应中，PTA的酯化率达到70％；反应后，需要进行脱醇脱水并回收甲醇，降低生产成本，实现资源反复利用；
该步骤中的催化剂选用硫酸盐，一般选用聚合硫酸铁或者硫酸钛，加入催化剂的量，是经粉碎处理后的含PTA残渣与甲醇总质量的2‰-4‰；该催化剂效率高，而且所产生的三废大大减少，有利于环境的保护；同时，甲醇的消耗也降低了，节约生产成本。在生产过程中，大大地减少对生产设备的腐蚀，延长设备的使用寿命，获得一定的经济效果，有利于市场竞争优势。
第二次酯化反应：在DMT(A)中加入与步骤三中同量的甲醇，反应终止后搅拌冷却，用密闭式离心机进行固液分离，得到DMT(B)，并将DMT(B)母液进行回收，得到的甲醇；
在第二次酯化反应中，加入与第一次酯化反应中同量的甲醇，在经过脱醇脱水后，催化剂仍然留在里面，故不需要在第二次酯化反应中加入催化剂。在第二次酯化反应中，PTA的酯化率达到98％以上；
冷却过程，需要降低温度到30度以下，有利于离心分离，该密闭式离心机有利于阻止甲醇和的挥发。
第三步，在冷却后，将DMT(B)减压精馏得到成品DMT；
该步骤冷中的减压精馏为现有技术；
第四步，醇解反应：在成品DMT中，加入按照质量比10％-40％的1，4丁二醇和按照总质量比2‰-4‰的钛酸酯，得到对苯二甲酸1，4丁二醇酯单体；
在第四步醇解反应中，1，4丁二醇加入的量为成品DMT质量的10％-40％，钛酸酯作为催化剂来加入，它的量为1，4丁二醇与成品DMT总质量的2‰-4‰，在这样的比例中，反应得到的对苯二甲酸1，4丁二醇酯单体最好。
第五步，聚合反应：先过滤后，接着进入聚合釜内，在真空条件、温度为230℃-280℃下进行反应，缩聚成PBT，并回收过量的1，4丁二醇；
第六步，完成产品：先充入氮气，经造粒机进行造粒，接着冷却、分筛，包装，完成产品。
实施例一
一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺，包括以下步骤：
第一步，处理含有PTA的残渣：先进行闪蒸干燥，接着粉碎处理；
第二步，二次酯化反应：
第一次酯化反应：在粉碎处理后，加入按照摩尔比1∶12的甲醇和按照总质量比2‰的催化剂，此时反应温度为：150℃，反应时间为4h，反应平衡后，进行脱醇脱水处理，得到DMT(A)和回收得到甲醇；
第二次酯化反应：在DMT(A)中加入与步骤三中同量的甲醇，反应终止后搅拌冷却至温度低于30度，用密闭式离心机进行固液分离，得到DMT(B)，并将DMT(B)母液进行回收，得到的甲醇；
第三步，将DMT(B)减压精馏得到成品DMT；
第四步，醇解反应：在成品DMT中加入按照质量比40％的1，4丁二醇和按照总质量比2‰的钛酸酯，得到对苯二甲酸1，4丁二醇酯单体；
第五步，聚合反应：先过滤后，接着进入聚合釜内，在真空条件、温度为280℃下进行反应，缩聚成PBT，并回收过量的1，4丁二醇；
第六步，完成产品：先充入氮气，经造粒机进行造粒，接着冷却、分筛，包装，完成产品。
实施例二
一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺，包括以下步骤：
第一步，处理含有PTA的残渣：先进行闪蒸干燥，接着粉碎处理；
第二步，二次酯化反应：
第一次酯化反应：在粉碎处理后，加入按照摩尔比1∶13的甲醇和按照总质量比2.5‰的催化剂，此时反应温度为：120℃，反应时间为4h，反应平衡后，进行脱醇脱水处理，得到DMT(A)和回收得到甲醇；
第二次酯化反应：在DMT(A)中加入与步骤三中同量的甲醇，反应终止后搅拌冷却至温度低于30度，用密闭式离心机进行固液分离，得到DMT(B)，并将DMT(B)母液进行回收，得到的甲醇；
第三步，将DMT(B)减压精馏得到成品DMT；
第四步，醇解反应：在成品DMT中加入按照质量比30％的1，4丁二醇和按照总质量比2.5‰的钛酸酯，得到对苯二甲酸1，4丁二醇酯单体；
第五步，聚合反应：先过滤后，接着进入聚合釜内，在真空条件、温度为230℃下进行反应，缩聚成PBT，并回收过量的1，4丁二醇；
第六步，完成产品：先充入氮气，经造粒机进行造粒，接着冷却、分筛，包装，完成产品。
实施例三
一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺，包括以下步骤：
第一步，处理含有PTA的残渣：先进行闪蒸干燥，接着粉碎处理；
第二步，二次酯化反应：
第一次酯化反应：在粉碎处理后，加入按照摩尔比1∶13.5的甲醇和按照总质量比3‰的催化剂，此时反应温度为：100℃，反应时间为6h，反应平衡后，进行脱醇脱水处理，得到DMT(A)和回收得到甲醇；
第二次酯化反应：在DMT(A)中加入与步骤三中同量的甲醇，反应终止后搅拌冷却至温度低于30度，用密闭式离心机进行固液分离，得到DMT(B)，并将DMT(B)母液进行回收，得到的甲醇；
第三步，将DMT(B)减压精馏得到成品DMT；
第四步，醇解反应：在成品DMT中加入按照质量比10％的1，4丁二醇和按照总质量比4‰的钛酸酯，得到对苯二甲酸1，4丁二醇酯单体；
第五步，聚合反应：先过滤后，接着进入聚合釜内，在真空条件、温度为250℃下进行反应，缩聚成PBT，并回收过量的1，4丁二醇；
第六步，完成产品：先充入氮气，经造粒机进行造粒，接着冷却、分筛，包装，完成产品。
实施例四
一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺，包括以下步骤：
第一步，处理含有PTA的残渣：先进行闪蒸干燥，接着粉碎处理；
第二步，二次酯化反应：
第一次酯化反应：在粉碎处理后，加入按照摩尔比1∶14的甲醇和按照总质量比4‰的催化剂，此时反应温度为：135℃，反应时间为5h，反应平衡后，进行脱醇脱水处理，得到DMT(A)和回收得到甲醇；
第二次酯化反应：在DMT(A)中加入与步骤三中同量的甲醇，反应终止后搅拌冷却至温度低于30度，用密闭式离心机进行固液分离，得到DMT(B)，并将DMT(B)母液进行回收，得到的甲醇；
第三步，将DMT(B)减压精馏得到成品DMT；
第四步，醇解反应：在成品DMT中加入按照质量比20％的1，4丁二醇和按照总质量比3‰的钛酸酯，得到对苯二甲酸1，4丁二醇酯单体；
第五步，聚合反应：先过滤后，接着进入聚合釜内，在真空条件、温度为270℃下进行反应，缩聚成PBT，并回收过量的1，4丁二醇；
第六步，完成产品：先充入氮气，经造粒机进行造粒，接着冷却、分筛，包装，完成产品。
由上可知，本发明是以PTA残渣为原料来制造PBT，故此本发明工艺成本低，附加值高，实现废物再生利用，并使其废物最大资源化，减少精制PTA资源消耗，同时解决企业环保问题，使得企业可持续发展，具有竞争优势。由于催化剂选为硫酸钛和聚合硫酸铁，不仅催化效率高、这样就降低了对设备耐腐蚀性的要求，延长设备的使用寿命以及生产设备成本，有利于竞争优势。
以上所述仅为本发明的实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
Claims (3)
1.一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺，其特征在于包括以下步骤：
第一步，处理含有PTA的残渣：先进行闪蒸干燥，接着粉碎处理；
第二步，二次酯化反应：
第一次酯化反应：在粉碎处理后，加入按照摩尔比1∶12-14的甲醇和按照总质量比2‰-4‰的催化剂，此时反应温度为：100℃-150℃，反应时间为4-6h，反应平衡后，进行脱醇脱水处理，得到DMT(A)和回收得到甲醇；
第二次酯化反应：在DMT(A)中加入与步骤三中同量的甲醇，反应终止后搅拌冷却，用密闭式离心机进行固液分离，得到DMT(B)，并将DMT(B)母液进行回收，得到的甲醇；
第三步，将DMT(B)减压精馏得到成品DMT；
第四步，醇解反应：在成品DMT中加入按照质量比10％-40％的1，4丁二醇和按照总质量比2‰-4‰的钛酸酯，得到对苯二甲酸1，4丁二醇酯单体；
第五步，聚合反应：先过滤后，接着进入聚合釜内，在真空条件、温度为230℃-280℃下进行反应，缩聚成PBT，并回收过量的1，4丁二醇；
第六步，完成产品：先充入氮气，经造粒机进行造粒，接着冷却、分筛，包装，完成产品。
2.根据权利要求1所述一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺，其特征在于：所述第二步中的催化剂为硫酸盐。
3.根据权利要求2所述一种以PTA残渣为原料来制造PBT的工艺，其特征在于：所述硫酸盐为聚合硫酸铁或者是硫酸钛。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105017022A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-11-04 | 浙江大学 | 一种甲酯化回收利用pta氧化残渣的方法 |
| CN109651139A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-19 | 南京科技职业学院 | 二次白泥合成dotp的方法及装置系统 |
| CN113549200A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-26 | 江苏志成新材料科技有限公司 | 一种利用pbt聚酯化学再生为可降解聚酯的工艺方法 |
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2011
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|---|---|---|---|---|
| CN105017022A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-11-04 | 浙江大学 | 一种甲酯化回收利用pta氧化残渣的方法 |
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| CN113549200A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-26 | 江苏志成新材料科技有限公司 | 一种利用pbt聚酯化学再生为可降解聚酯的工艺方法 |
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Addressee: Bai Ying Document name: Notification of Passing Preliminary Examination of the Application for Invention |
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