CN105461551A - 一种废旧pet材料化学法制取bhet系统 - Google Patents

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李腊梅
黄伟杰
李丰
马紫艳
刘乔乔
郭鑫
贾颖
毛凤志
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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供一种废旧PET材料化学法制取BHET系统，其中PET定量喂料系统和离子液体催化剂定量喂料系统通过管路连接至降解和过滤系统入口，降解和过滤系统出口通过管路连接降解液降温结晶系统入口，降解液降温结晶系统出口通过管路连接乙二醇与BHET分离循环系统入口；所述的降解和过滤系统包括上下两部分结构，上部的降解部分为反应釜结构，下部的过滤部分采用网式结构；所述的降解液降温结晶系统为结晶塔结构；所述的乙二醇与BHET分离循环系统为板框压滤机结构。采用本发明系统其在整个生产过程中均为常压工作，不涉及压力容器。技术指标：PET降解率大于99％。

Description

一种废旧PET材料化学法制取BHET系统
技术领域
本发明涉及废旧PET材料回收再利用技术领域内的化学法回收系统，具体涉及一种废旧PET材料化学法制取BHET系统。
背景技术
目前世界上采用化学法回收废旧PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)瓶再利用技术主要是指在较高温度或较高压力或化学试剂的作用下高分子发生降解反应，形成了低分子量的产物。即将PET解聚成单体，再聚合成PET。但由于化学法加工成本较高、PET降解时间长，二次污染等问题，未能实现商业化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种较低使用成本、较短生产时间且整个过程为常压和较低温度的废旧PET材料化学法制取BHET系统。
实现本发明目的的技术方案：一种废旧PET材料化学法制取BHET系统，该系统包括PET定量喂料系统、乙二醇及离子液体催化剂定量喂料系统、降解和过滤系统、降解液降温结晶系统、乙二醇与BHET分离循环系统；其中，PET定量喂料系统和离子液体催化剂定量喂料系统通过管路连接至降解和过滤系统入口，降解和过滤系统出口通过管路连接降解液降温结晶系统入口，降解液降温结晶系统出口通过管路连接乙二醇与BHET分离循环系统入口；所述的降解和过滤系统包括上下两部分结构，上部的降解部分为反应釜结构，下部的过滤部分采用网式结构；所述的降解液降温结晶系统为结晶塔结构；所述的乙二醇与BHET分离循环系统为板框压滤机结构。
如上所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET系统，其所述的降解和过滤系统外设置能量回收系统用于减少降解时能量的消耗。
如上所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET系统，其所述的能量回收系统包括乙二醇冷罐和乙二醇热罐，在降解和过滤系统的降解部分的反应釜上设置夹层结构，通过管路将乙二醇冷罐和乙二醇热罐与反应釜上夹层结构连接，用于吸收降温时的热量，并在加热时释放热量，以达到能量回收的作用。
采用上述系统的废旧PET材料化学法制取BHET方法，其包括如步骤：
(a)废旧PET材料通过PET定量喂料系统、乙二醇及离子液体催化剂通过离子液体催化剂定量喂料系统进入降解和过滤系统，在降解和过滤系统的降解部分的反应釜内加温至140～190℃进行PET材料的降解；其中，PET材料、乙二醇、离子液体催化剂的加入质量比为1:(2～5):(0.003～0.008)；然后所得降解液降温至80～100℃，进入过滤部分过滤去除杂质；
(b)步骤(a)所得去杂质的降解液进入降解液降温结晶系统进行降温结晶，当温度降至10～30℃后进入乙二醇与BHET分离循环系统；在乙二醇与BHET分离循环系统内，分离出的乙二醇送至乙二醇料罐以备再次降解使用，得到的BHET单体。
如上所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET方法，其所述的离子液体催化剂采用的是过度金属类离子液体，包括季铵盐、咪唑盐、季膦盐、或吡啶盐。
如上所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET方法，其所述的PET定量喂料系统采用动态累计量或静态批次计量将一定量废旧PET材料投入生产线中降解和过滤系统；所述的乙二醇及离子液体催化剂定量喂料系统采用动态累计量或静态批次计量，将一定量乙二醇和催化剂按比例投入降解和过滤系统。
如上所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET方法，其所述的降解和过滤系统的降解部分采用反应釜结构，其具有加温、保温、降温、搅拌功能，用于对PET材料的降解；过滤部分采用网式结构，可对未降解材料或杂质的过滤去除；所述的降解液降温结晶系统为结晶塔结构，用于对降解液降温，使溶解在乙二醇中的BHET及其多聚体结晶；所述的乙二醇与BHET分离循环系统为板框压滤机结构，用于降解液的固液分离，即将BHET从乙二醇溶液中分离出来，并将乙二醇与催化剂混合液送回降解和过滤系统循环利用。
本发明的效果在于：采用本发明所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET系统，其采用乙二醇加催化剂对PET瓶片进行降解制取BHET。本发明系统通过对能量的回收再利用可有效降低生产过程中的能量消耗。本发明所述的主要设备均为常压设备；其在整个生产过程中均为常压工作，不涉及压力容器。技术指标：PET降解率大于99％；降解时间2～4小时。
附图说明
图1为本发明所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET系统示意图。
图中：1.PET定量喂料系统；2.乙二醇及离子液体催化剂定量喂料系统；3.能量回收系统；4.降解和过滤系统；5.降解液降温结晶系统；6.乙二醇与BHET分离循环系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的废旧PET材料化学法制取BHET系统作进一步描述。
如图1所示，本发明所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET系统，其包括PET定量喂料系统1、乙二醇及离子液体催化剂定量喂料系统2、降解和过滤系统4、降解液降温结晶系统5、乙二醇与BHET分离循环系统6；其中，PET定量喂料系统1和离子液体催化剂定量喂料系统2通过管路连接至降解和过滤系统4入口，降解和过滤系统3出口通过管路连接降解液降温结晶系统5入口，降解液降温结晶系统5出口通过管路连接乙二醇与BHET分离循环系统6入口；
所述的降解和过滤系统4包括上下两部分结构，上部的降解部分为反应釜结构，下部的过滤部分采用网式结构；
所述的降解液降温结晶系统5为结晶塔结构；所述的乙二醇与BHET分离循环系统6为板框压滤机结构。
所述的降解和过滤系统4外设置能量回收系统3用于减少降解时能量的消耗。该能量回收系统3包括乙二醇冷罐和乙二醇热罐，在降解和过滤系统4的降解部分的反应釜上设置夹层结构，通过管路将乙二醇冷罐和乙二醇热罐与反应釜上夹层结构连接，用于吸收降温时的热量，并在加热时释放热量，以达到能量回收的作用。
采用上述系统的废旧PET材料化学法制取BHET方法，其包括如步骤：
(a)废旧PET材料通过PET定量喂料系统1、乙二醇及离子液体催化剂通过离子液体催化剂定量喂料系统2进入降解和过滤系统4，在降解和过滤系统4的降解部分的反应釜内加温至140～190℃进行PET材料的降解(例如温度加至160℃、140℃或190℃)；其中，PET材料、乙二醇、离子液体催化剂的加入质量比为1:(2～5):(0.003～0.008)(例如加入质量比为1:3:0.006、或1:2:0.003、或1:5:0.008)；然后所得降解液降温至80～100℃例如温度为80℃、90℃或100℃)，进入过滤部分过滤去除杂质；
(b)步骤(a)所得去杂质的降解液进入降解液降温结晶系统5进行降温结晶，当温度降至10～30℃后进入乙二醇与BHET分离循环系统6(例如温度降至20℃、10℃或30℃)；在乙二醇与BHET分离循环系统6内，分离出的乙二醇送至乙二醇料罐以备再次降解使用，得到的BHET单体。
所述的离子液体催化剂采用的是过度金属类离子液体，包括季铵盐、咪唑盐、季膦盐、或吡啶盐。
所述的PET定量喂料系统1，其采用动态累计量或静态批次计量将一定量废旧PET材料投入生产线中降解和过滤系统；所述的乙二醇及离子液体催化剂定量喂料系统2，其采用动态累计量或静态批次计量，将一定量乙二醇和催化剂按比例投入降解和过滤系统。
所述的降解和过滤系统4的降解部分采用反应釜结构，其具有加温、保温、降温、搅拌功能，用于对PET材料的降解；过滤部分采用网式结构，可对未降解材料或杂质的过滤去除；所述的降解液降温结晶系统5为结晶塔结构，用于对降解液降温，使溶解在乙二醇中的BHET及其多聚体结晶；所述的乙二醇与BHET分离循环系统6为板框压滤机结构，用于降解液的固液分离，即将BHET从乙二醇溶液中分离出来，并将乙二醇与催化剂混合液送回降解和过滤系统循环利用。
上面结合附图对本发明的作了详细说明，但是本发明并不限于上面所述，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种废旧PET材料化学法制取BHET系统，其特征在于：该系统包括PET定量喂料系统(1)、乙二醇及离子液体催化剂定量喂料系统(2)、降解和过滤系统(4)、降解液降温结晶系统(5)、乙二醇与BHET分离循环系统(6)；其中，PET定量喂料系统(1)和离子液体催化剂定量喂料系统(2)通过管路连接至降解和过滤系统(4)入口，降解和过滤系统(3)出口通过管路连接降解液降温结晶系统(5)入口，降解液降温结晶系统(5)出口通过管路连接乙二醇与BHET分离循环系统(6)入口；
所述的降解和过滤系统(4)包括上下两部分结构，上部的降解部分为反应釜结构，下部的过滤部分采用网式结构；
所述的降解液降温结晶系统(5)为结晶塔结构；所述的乙二醇与BHET分离循环系统(6)为板框压滤机结构。
2.根据权利要求1所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET系统，其特征在于：所述的降解和过滤系统(4)外设置能量回收系统(3)用于减少降解时能量的消耗。
3.根据权利要求2所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET系统，其特征在于：所述的能量回收系统(3)包括乙二醇冷罐和乙二醇热罐，在降解和过滤系统(4)的降解部分的反应釜上设置夹层结构，通过管路将乙二醇冷罐和乙二醇热罐与反应釜上夹层结构连接，用于吸收降温时的热量，并在加热时释放热量，以达到能量回收的作用。
4.采用权利要求1或2或3所述系统的废旧PET材料化学法制取BHET方法，其特征在于，该方法包括如步骤：
(a)废旧PET材料通过PET定量喂料系统(1)、乙二醇及离子液体催化剂通过离子液体催化剂定量喂料系统(2)进入降解和过滤系统(4)，在降解和过滤系统(4)的降解部分的反应釜内加温至140～190℃进行PET材料的降解；其中，PET材料、乙二醇、离子液体催化剂的加入质量比为1:(2～5):(0.003～0.008)；然后所得降解液降温至80～100℃，进入过滤部分过滤去除杂质；
(b)步骤(a)所得去杂质的降解液进入降解液降温结晶系统(5)进行降温结晶，当温度降至10～30℃后进入乙二醇与BHET分离循环系统(6)；在乙二醇与BHET分离循环系统(6)内，分离出的乙二醇送至乙二醇料罐以备再次降解使用，得到的BHET单体。
5.根据权利要求4所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET方法，其特征在于：所述的离子液体催化剂采用的是过度金属类离子液体，包括季铵盐、咪唑盐、季膦盐、或吡啶盐。
6.根据权利要求4所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET方法，其特征在于：所述的PET定量喂料系统(1)，其采用动态累计量或静态批次计量将一定量废旧PET材料投入生产线中降解和过滤系统；所述的乙二醇及离子液体催化剂定量喂料系统(2)，其采用动态累计量或静态批次计量，将一定量乙二醇和催化剂按比例投入降解和过滤系统。
7.根据权利要求4所述的一种废旧PET材料化学法制取BHET方法，其特征在于：所述的降解和过滤系统(4)的降解部分采用反应釜结构，其具有加温、保温、降温、搅拌功能，用于对PET材料的降解；过滤部分采用网式结构，可对未降解材料或杂质的过滤去除；所述的降解液降温结晶系统(5)为结晶塔结构，用于对降解液降温，使溶解在乙二醇中的BHET及其多聚体结晶；所述的乙二醇与BHET分离循环系统(6)为板框压滤机结构，用于降解液的固液分离，即将BHET从乙二醇溶液中分离出来，并将乙二醇与催化剂混合液送回降解和过滤系统循环利用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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