CN104774153A - 一种催化降解废旧pet回收的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种催化降解废旧PET回收的方法,其特征在于工艺步骤:降解反应、冷却结晶、过滤、溶解、脱色、结晶、烘干等步骤。本发明由降解与分离回收两个循环组成,使醇解剂不与溶解水接触,省去了水与醇解液蒸馏分离产生的大量能耗及高额生产费用,减小溶剂的用量及循环降解周期,大幅降低生产成本,绿色清洁、快速高效。实现醇解回收废旧PET的规模化生产,带来可观的社会效益和经济效益。
Description
技术领域:
本发明涉及一种催化降解废旧PET回收的方法。属于绿色、清洁催化技术、化工生产及塑料领域。
背景技术:
1953年,DuPont公司首先实现线型热塑性聚合物PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)工业化生产。因其具备出色的物理化学性能被广泛用作合成纤维、塑料包装瓶、工程塑料及薄膜等领域,尤其是食品领域中的产品包装瓶,并且其应用领域仍然在不断扩大。但是由于PET在自然条件下具有极强的化学惰性,难以被生物降解,大量的废弃PET不仅给环境造成严重的污染。而且,据统计,在PET生产与加工过程中约有3-5%将成为废料,并且大量使用的PET产品多为一次性消费品,所以废旧PET的产生量巨大,这对人类的物质资源是一种巨大浪费。
同时,PET的生产是以消耗不可再生的资源石油为代价。因此,废旧PET的回收再利用意义重大,在减少环境污染的同时增加资源的利用周期,节约生产原料,在这一增一减中将会产生巨大的社会和经济效益。因此,随着其生产量及废弃量的逐步增加,PET行业如何实现生产、加工、回收利用的资源良性循环,即由“白色污染”向“白色资源”转变的重要途径,已成为重要的技术发展方向。
目前,废弃PET的回收利用方法分为物理法和化学法,物理法是将废弃PET加热熔融,提纯后通过螺杆挤压机挤出成型,一般处理过程为分类、破碎、清洗、脱水、干燥、造粒等步骤,作为次档产品可用于纺丝、拉膜和工程塑料等的再利用。其特点是工艺简单、成本低、投资少且对环境影响小。但物理回收加工过程中易发生副反应而被降解,特性粘度和分子量下降,会残留一定量的杂质和催化剂,材料的力学性能降低,故无法使再生PET产品多次回收。所制备的再生纤维品质较差,无法满足高档产品的性能要求,一般只能降级使用,不宜再用于食品包装领域,从而极大地限制了回收产品的应用范围。
化学法回收提供了一种更为高效的PET循环利用模式。化学回收可以产生具有附加值的,可以重新使用来制造PET产品的新PET原材料。因此,从可持续发展的角度讲,化学回收是一个更好的选择。常用化学回收PET塑料的方法有:水解法、醇解法等。
水解法是较早报道的解聚PET的方法,Esterman公司在高温高压条件下,将PET水解为对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)。但高温高压的水解条件十分苛刻,并且常用酸碱作为催化剂,会带来腐蚀和污染问题,对设备要求高,不易实现大规模生产。
醇解法常用的醇解剂为甲醇和乙二醇。二十世纪八十年代美国Easterman公司用甲醇作为醇解剂建立了回收PET的工业化回收装置。甲醇解聚法是在200℃左右的温度以及适当的高压下将废旧PET进行醇解,反应生成DMT和EG,DMT则需要结晶和蒸馏进行纯化,从而实现废料的循环利用。但DMT不能直接用在基于TPA的PET制造流程中,必须进一步转化成TPA才可使用。且产物中会含有较多的衍生物,这些物质的分类和纯化需要的分离系列设备费用较高,成本高。
乙二醇醇解法与甲醇法相比具有明显优势。反应物质较少、反应条件较温和、溶剂沸点高、不易挥发、常压下可连续生产且主产物对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)可直接用于生产基于以BHET为单元的PET、DMT或对TPA的PET产品、不饱和聚酯树脂等。Dupont公司率先推出乙二醇醇解废旧PET技术。其技术是在常压下,将PET废料、过量乙二醇与催化剂(如钛酸四丁酯)加热到170~190℃,反应2.5~3h后,用90℃的热水溶解BHET,再过滤除去不溶物和低聚物,滤液用活性炭脱色精制,冷却结晶析出白色针状产品,即BHET。
二十世纪50年代,日本帝人集团开始生产PET,并且该公司在2000年时运用乙二醇醇解法回收废弃PET。其过程是废弃PET瓶首先经物理压碎、清洗后溶于乙二醇中,在乙二醇的沸点温度和0.1Mpa的压力下解聚PET瓶,生成BHET单酯。再经过滤,除去滤渣及添加剂。在甲醇的沸点温度和0.1Mpa的压力下,经过酯交换反应使BHET与甲醇生成DMT和EG。再经过蒸馏把DMT和EG进行分离,之后通过重结晶过程,把DMT精制;通过蒸馏纯化EG,甲醇可循环使用。循环装置可以生成10%左右的该公司生产树脂用的原料。
Noiman等于1999年申请了循环处理PET聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的专利。用物料比为9/1-12/1,在乙二醇的沸点及常压下发生解聚,并加入质量分数为0.05-1.0%的催化剂,反应时间3h–8h。反应后所得混合物在70–100℃下经过滤,加入定量的冷的乙二醇,使滤液冷却到0–25℃得到粗的晶体,再用50-100℃的蒸馏水溶解晶体,并加入质量分数为1%-10%的活性炭,过滤后干燥得到纯的对苯二甲酸乙二醇酯或萘二甲酸二乙醇酯,可直接作为原料生产纯的PET、PEN。该专利能循环各种废旧PET,包括纤维、包装材料以及混有聚氯乙烯(PVC)等杂质的PET,产品的回收率超过80%,纯度与化学品相当。
发明内容:
鉴于目前废旧PET醇解产物回收过程中能耗大、工业成本高的问题,在保证产率及品质的前提下,应大幅减少因水与醇解液混合后分离产生的大量能耗及高额生产费用,减小溶剂的用量及循环降解周期,实现醇解回收废旧PET的规模化生产,带来可观的社会效益和经济效益。
本发明的内容,提供一种催化降解废旧PET的回收的方法,该方法由PET降解和产物提纯(结晶)两个主要单元组成。对于PET降解单元,其原理是该工艺方法利用催化剂在PET、乙二醇、催化剂之间存在氢键相互作用,这些氢键的产生及协同作用最终导致PET长链的断裂,并加速PET降解为单体。对产物提纯单元,其原理是利用PET解聚产物与溶剂之间溶解度的不同进行逐级分离。与传统工艺相比,该工艺在PET降解单元,降解后即可回收乙二醇及催化剂,在产物提纯单元对低聚物回收,分离单体。由降解与分离回收两个循环组成,使醇解剂不与溶解水接触,省去了水与醇解液蒸馏分离产生的大量能耗及高额生产费用,低能耗,低成本,绿色清洁、快速高效,实现可循环的催化醇解PET制备对苯二甲酸乙二醇酯单体的过程。
本发明的反应通式为(以乙二醇作溶剂为例):
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种化学醇解PET工艺方法,其特征有以下步骤:
(1)将废旧PET、溶剂混合升温;
(2)加入催化剂参与降解反应;
(3)将反应液降温冷却结晶,并过滤,滤液循环参与(1)中降解反应;
(4)滤渣加水升温溶解,并过滤,滤渣循环参与(1)中降解反应;
(5)(4)所得滤液加活性炭脱色,并过滤;
(6)(5)所得滤液冷却结晶;
(7)(6)所得结晶液过滤,滤液循环参与(4)中溶解步骤;
(8)过滤固体干燥。
本发明所产生的优势效果为:本发明能在传统的降解工艺方法下,完全将降解反应和溶解萃取步骤独立循环,避免反应溶剂与溶解水的混合,进而去除了蒸发分离溶剂与水混合物回收溶剂所产生的大量能耗,大幅降低生产成本、并且操作工艺简单、生产周期缩短。本发明起到节能、环保、提高生产效率的作用。
本发明催化剂降解聚对苯二甲酸乙二醇酯所用二元醇溶剂为有机醇类。
所述二元醇为乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇和庚二醇中的一种或几种的混合物。
催化剂降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的反应温度为60℃~200℃。
催化剂降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的反应时间为0.5h-24h。
催化剂降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶解水用量与PET质量为1/1-25/1。
催化剂降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶时间为0.5h-24h。
所述降解聚对苯二甲酸乙二醇酯所用的催化剂为离子液体类。
所述离子液体的阳离子可以是[(CH3)3NH]+、[n-BPy]+、[emim]+、[bmim]+、[amim]+、[deim]+等离子。
所述离子液体的阴离子可以是[C6H5COO]—、[PF6]—、Cl—、[PF6]—、HSO4 —、H2PO4 —等有机或无机酸根离子,或[MXClY]n-、[MX(OAc)Y]n-(M为A1、Mn、Fe、Ni、Zn、Cu、Co、Sn、Ti)等金属盐离子液体中的一种或几种的混合物,或是以上离子液体与其他离子液体的混合物。
反应结束后,PET的降解率和产物的选择性分别按公式(1)(2)计算:
(1)
(2)
其中,W0表示加入的PET的初始质量,W1表示未降解的PET质量。
说明书附图
图1为本发明工艺方法示意图。
具体实施方式
本发明用以下实施例进行说明本发明的主要技术特征以及本发明的工艺优势,但本发明并不仅限于下述实施例,在不脱离前后所属宗旨的范围下,本发明还会有各种变化和改进,变化实施都包含在本发明的技术范围内。本发明要求需要保护的范围由所附的权利要求书和其等效物界定。
实施例1
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为69%,产物中单体的质量百分含量约为91%。
实施例2
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到170℃时,加入[bmim]Br并计时反应0.5h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为63%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为37%,产物中单体的质量百分含量约为49%。
实施例3
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到160℃时,加入[bmim]Br并计时反应0.5h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为32%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为19%,产物中单体的质量百分含量约为26%。
实施例4
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应1.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为86%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为53%,产物中单体的质量百分含量约为71%。
实施例5
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应1.5h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为61%,产物中单体的质量百分含量约为81%。
实施例6
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.5h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为73%,产物中单体的质量百分含量约为96%。
实施例7
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应3.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为74%,产物中单体的质量百分含量约为98%。
实施例8
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比8/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为70%,产物中单体的质量百分含量约为92%。
实施例9
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比6/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机抽滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机抽滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机抽滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为71%,产物中单体的质量百分含量约为94%。
实施例10
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比5/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为71%,产物中单体的质量百分含量约为93%。
实施例11
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比4/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为68%,产物中单体的质量百分含量约为90%。
实施例12
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比3/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为60%,产物中单体的质量百分含量约为78%。
实施例13
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比2/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为47%,产物中单体的质量百分含量约为62%。
实施例14
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比1/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为18%,产物中单体的质量百分含量约为24%。
实施例15
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶3.0h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为69%,产物中单体的质量百分含量约为92%。
实施例16
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶1.0h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为68%,产物中单体的质量百分含量约为90%。
实施例17
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶2.0h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为69%,产物中单体的质量百分含量约为91%。
实施例18
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶6.0h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为69%,产物中单体的质量百分含量约为92%。
实施例19
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶5min。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为9%,产物中单体的质量百分含量约为12%。
实施例20
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂EG加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶10min。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率为100%,对苯二甲酸乙二醇酯单体(BHET)的选择性约为49%,产物中单体的质量百分含量约为65%
实施例21
在搭建好的配有温度计、循环冷凝装置、搅拌机的反应釜中,分别将一定量的PET瓶片、醇解溶剂丙二醇加入反应釜中,开启加热、搅拌以及循环冷凝水。待温度达到180℃时,加入[bmim]Br并计时反应2.0h。反应结束后,将料液倒入器皿,搅拌冷却降温至室温。将冷却的反应液进行离心机过滤分离。滤出固体倒入反应釜中,与PET质量比10/1加水溶解并搅拌。溶解后用离心机过滤分离。溶解后分离所得滤液倒入反应釜中,开启搅拌并加入一定量活性炭进行脱色。将脱色料液用离心机过滤分离,滤渣为活性炭可再脱色。将滤液结晶12h。结晶完毕后用离心机过滤分离,滤出固体进行干燥,研碎,称重。在此条件下,PET的降解率约为67%,单体的选择性约为32%,产物中单体的质量百分含量约为31%。
Claims (10)
1.一种化学醇解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法,其特征在于,有以下步骤:
(1)将废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯、溶剂混合升温;
(2)加入催化剂参与降解反应;
(3)将反应液降温冷却结晶,并过滤,滤液循环参与(1)中降解反应;
(4)滤渣加水升温溶解,并过滤,滤渣循环参与(1)中降解反应;
(5)(4)所得滤液加活性炭脱色,并过滤;
(6)(5)所得滤液冷却结晶;
(7)(6)所得结晶液过滤,滤液循环参与(4)中溶解步骤;
(8)过滤固体干燥。
2.根据权利要求1所述的方法,催化剂降解聚对苯二甲酸乙二醇酯所用二元醇溶剂为有机醇类。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于所述二元醇为乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇和庚二醇中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的方法,催化剂降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的反应温度为60℃~200℃。
5.根据权利要求1所述的方法,催化剂降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的反应时间为0.5h-24h。
6.根据权利要求1所述的方法,催化剂降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶解水用量与PET质量比为1/1-25/1。
7.根据权利要求1所述的方法,催化剂降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶时间为0.1h-24h。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所用催化剂为离子液体类。
9.根据权利要求1或8所述的方法,离子液体的阳离子可以是[(CH3)3NH]+、[n-BPy]+、[emim]+、[bmim]+、[amim]+、[deim]+等离子。
10.根据权利要求1、8或9所述的方法,其特征在于所用离子液体的阴离子可以是[C6H5COO]—、[PF6]—、Cl—、[PF6]—、HSO4 —、H2PO4 —等有机或无机酸根离子,或[MXClY]n-、[MX(OAc)Y]n-(M为A1、Mn、Fe、Ni、Zn、Cu、Co、Sn、Ti)等金属盐离子液体中的一种或几种的混合物,或是以上离子液体与其他离子液体的混合物。
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