CN112354202A - 一种从精馏釜残中得到dmt的方法及设备 - Google Patents

一种从精馏釜残中得到dmt的方法及设备 Download PDF

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李天源
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卢旭坤
余国清
杨伟
钱桂梅
杨兴宏
赫瑞强
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Abstract

本发明提供了一种从精馏釜残中得到DMT的方法及设备，包括以下步骤：负压蒸发：将精馏釜残采用薄膜蒸发器进行负压蒸发，将气相冷凝分离出DMT；所述回收液为将所述废旧聚酯原料、醇解剂和醇解催化剂以熔融态进行连续醇解、酯交换合成酯交换产物；对酯交换产物进行DMT结晶，将DMT结晶用甲醇洗涤，得到DMT滤饼；将DMT滤饼在6.65Kpa真空、温度200℃经过短流程精馏系统提纯得到纯净DMT以及精馏釜残。本发明采用负压下的薄膜蒸发的方式将釜残中的对苯二甲酸双羟基酯、对苯二甲酸双羟基酯低聚物和DMT分离，使得釜残中80％以上的DMT得到有效回收。该设备可以进行连续作业，持续的提取釜残中的DMT，得到DMT纯度为99.5％，效率高。

Description

一种从精馏釜残中得到DMT的方法及设备
技术领域
本发明涉及PET回收领域，特别涉及一种从废旧聚酯的连续醇解回收方法得到精馏釜残中得到DMT的方法及设备。
背景技术
PET中文名称为：聚对苯二甲酸乙二醇酯，属于涤纶类聚酯。PET大量用作纤维，而工程塑料树脂可分为非工程塑料级和工程塑料级两大类，非工程塑料级主要用于瓶、薄膜、片材、耐烘烤食品容器等。PET切片又分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片。纤维级聚酯用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝，是供给涤纶纤维企业加工纤维及相关产品的原料，涤纶是化纤中产量最大的品种。
目前对废旧聚酯的回收方法主要有物理法回收和化学法回收。物理回收方法较为简单、经济，但再生产品的性能差。化学回收的一个重要方向是将废旧聚酯用乙二醇(EG)醇解成对苯二甲酸双羟基酯(BHET)或低聚物，然后在甲醇中进行酯交换反应,生成对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇,通过提纯得到纯净DMT，用于聚酯生产的原料，而甲醇和乙二醇通过提纯、再循环用于反应系统中，从而实现废旧聚酯的循环利用。
申请号201810314169.2的中国专利申请公开了DMT的提纯经过两步，粗提：将所述酯交换产物降温析出DMT结晶，过滤得到DMT滤饼；精提：所述DMT滤饼经过精馏提纯得到纯净DMT。其醇解剂为EG和丙二醇混合液，通过优化醇解过程中EG和丙二醇的比例，提高DMT收率。
而申请号021128170的中国专利申请公开了采用两次蒸馏法：首先对粗DMT进行逐级减压至50mmHg绝压并收集180-200℃之间的馏分，再对此馏分进行二次分馏处理，得到精制的DMT。该方法中醇解釜和酯交换釜后仅设置了一个普通蒸馏装置来确保EG和甲醇的回收，回收率偏低。
申请号201910617806.8的中国专利申请公开了一种废旧聚酯的连续醇解回收方法，该回收方法采用连续进料、连续醇解的工艺，使物料在熔融状态下进行均相醇解，所需醇解时间短，采用两个以上的醇解釜串联进行连续醇解，醇解物的产品质量稳定。同时，由于优化了醇解过程中的EG用量，醇解步骤完成后不需要蒸馏浓缩，醇解物直接进入酯交换釜进行酯交换反应，节省浓缩设备。该回收方法中由于物料在熔融状态下进行均相醇解，醇解物直接进入酯交换，因此酯交换产物组分复杂，包括原料、醇解、酯交换各步骤的组份、反应物及溶剂,而DMT滤饼在进行短程精馏后的釜残中含有对苯二甲酸双羟基酯、对苯二甲酸双羟基酯低聚物和DMT。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供了一种从精馏釜残中得到DMT的方法及设备，可起到有效从从精馏釜残中得到DMT、降低运行成本，减轻环境污染的作用。
本发明提供了一种从精馏釜残中得到DMT的方法，包括以下步骤：
负压蒸发：将精馏釜残采用薄膜蒸发器进行负压蒸发，将气相冷凝分离出DMT；
所述回收液为将所述废旧聚酯原料、醇解剂和醇解催化剂以熔融态进行连续醇解、酯交换合成酯交换产物；对酯交换产物进行DMT结晶，将DMT结晶用甲醇洗涤，得到DMT滤饼；将DMT滤饼在6.65Kpa真空、温度200℃经过短流程精馏系统提纯得到纯净DMT以及精馏釜残。
由于采用原材料熔融态连续醇解、酯交换方式进行，同时由于优化了醇解过程中的EG用量，醇解步骤完成后不需要蒸馏浓缩，醇解物直接进入酯交换釜进行酯交换反应。该回收方法中由于物料在熔融状态下进行均相醇解，醇解物直接进入酯交换，因此酯交换产物组分复杂，包括投料、醇解、酯交换各步骤的组份、反应物及溶剂，导致DMT滤饼在精馏后，得到的精馏釜残中含有包括：中间产物(对苯二甲酸双羟基酯、对苯二甲酸双羟基酯低聚物)。
进一步地，所述负压蒸发的温度为180-240℃，压力为-10KPa。
10KPa-15KPa(A)负压下，DMT由于密度较低，可在240℃形成蒸汽(气体中带液相小颗粒)，有效和釜残中的对苯二甲酸双羟基酯、对苯二甲酸双羟基酯低聚物分离，从蒸发器气相输出。而在该温度、负压条件下，对苯二甲酸双羟基酯和/或其低聚物依旧为液相，由于其密度较高，不易形成蒸汽。所述精馏釜残的获取包括以下步骤：
物料预处理，将废旧聚酯经干燥、除氧得到废旧聚酯原料；
醇解，将所述废旧聚酯原料、醇解剂和醇解催化剂以熔融态一同连续送入第一醇解釜进行第一次醇解，得到熔体A，将所述熔体A连续送入所述第二醇解釜进行第二次醇解，得到醇解物；
酯交换，将所述醇解物、酯交换剂、酯交换催化剂以熔融态送入酯交换釜进行酯交换反应，得到酯交换产物；
结晶，酯交换产物进入DMT结晶器，并降温使物料降温到40℃以下，DMT结晶析出，过滤得到粗DMT滤饼和第一滤液；
洗涤，将粗DMT滤饼用甲醇进行洗涤，得到DMT滤饼；
精馏：将DMT滤饼在6.65Kpa(A)真空、温度200℃进行短流程精馏,得到精馏釜残。
进一步地，所述精馏釜残中含有对苯二甲酸双羟基酯、对苯二甲酸双羟基酯低聚物和DMT(对苯二甲酸二甲酯)。
进一步地，所述气相采用串联的2个冷凝器进行冷凝。
本发明还提供了一种从精馏釜残中得到DMT的设备，所述设备包括精馏釜残储罐、薄膜蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器；所述精馏釜残储罐的出液端与所述薄膜蒸发器的进液端连接，所述薄膜蒸发器的出气口与第一冷凝器的进气口连接，所述第一冷凝器的出液口与DMT凝液储罐相连，所述第一冷凝器的出气口与第二冷凝器的进气口相连，所述第二冷凝器的出液口与DMT凝液储罐相连，所述第二冷凝器的出气口与设置真空泵的排气口相连。
区别于现有技术，上述技术方案至少包括以下有益效果：本发明采用负压下的薄膜蒸发的方式将釜残中的对苯二甲酸双羟基酯、对苯二甲酸双羟基酯低聚物和DMT分离，使得釜残中80％以上的DMT得到有效回收。该设备可以进行连续作业，持续的提取釜残中的DMT，得到DMT纯度为99.5％，效率高。
附图说明
图1为一种从精馏釜残中得到DMT的方法及设备。
附图标记说明：
1、精馏釜釜残储罐
2、薄膜蒸发器
3、第一冷凝器
4、第二冷凝器
5、DMT凝液储罐
6、真空泵。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
本实施方式采用，申请号201910617806.8的中国专利申请公开的一种废旧聚酯的连续醇解回收方法，将所述废旧聚酯原料、醇解剂和醇解催化剂以熔融态进行连续醇解、酯交换合成酯交换产物；对酯交换产物进行DMT结晶、甲醇洗涤，并在DMT结晶、甲醇洗涤过程中得到回收液。具体包括以下步骤：
物料预处理，将废旧聚酯经干燥、除氧得到废旧聚酯原料；
醇解，将所述废旧聚酯原料、醇解剂和醇解催化剂以熔融态一同连续送入第一醇解釜进行第一次醇解，得到熔体A，将所述熔体A连续送入所述第二醇解釜进行第二次醇解，得到醇解物；
酯交换，将所述醇解物、酯交换剂、酯交换催化剂以熔融态送入酯交换釜进行酯交换反应，得到酯交换产物；
结晶，酯交换产物进入DMT结晶器，并降温使物料降温到40℃以下，DMT结晶析出，过滤得到粗DMT滤饼和第一滤液；
洗涤，将粗DMT滤饼用甲醇进行洗涤，得到DMT滤饼；
精馏：将DMT滤饼在6.65Kpa(A)真空、温度200℃进行短流程精馏,得到精馏釜残。
由于采用原材料熔融态连续醇解、酯交换方式进行，同时由于优化了醇解过程中的乙二醇用量，醇解步骤完成后不需要蒸馏浓缩，醇解物直接进入酯交换釜进行酯交换反应。该回收方法中由于物料在熔融状态下进行均相醇解，醇解物直接进入酯交换，因此酯交换产物组分复杂，包括投料、醇解、酯交换各步骤的组份、反应物及溶剂，导致DMT精馏后釜残中含有较难分离的中间产物(对苯二甲酸双羟基酯、对苯二甲酸双羟基酯低聚物)和DMT。釜残中的DMT的含量为40％-60％。
实施例1一种釜残中得到DMT的设备
如图1所示，所述设备包括包括精馏釜残储罐1、薄膜蒸发器2、第一冷凝器3、第二冷凝器4；所述精馏釜残储罐1的出液端与所述薄膜蒸发器2的进液端连接，所述薄膜蒸发器2的出气口与第一冷凝器3的进气口连接，所述第一冷凝器3的出液口与DMT凝液储罐5相连，所述第一冷凝器3的出气口与第二冷凝器4的进气口相连，所述第二冷凝器4的出液口与DMT凝液储罐5相连，所述第二冷凝器4的出气口与设置真空泵6的排气口相连。DMT精馏后釜残进入薄膜蒸发器，其中釜残中DMT在-10KPA,240℃气化，通过薄膜蒸发器的气相分离。在使用时，薄膜蒸发器2、第一冷凝器3、第二冷凝器4都在真空泵6的带动下处于负压的状态。
精馏釜残储罐1中含有50％DMT的精馏釜残，进入薄膜蒸发器2在240℃，压力为10KPa(A)的负压环境下进行蒸发，得到的气相物质经过第一冷凝器3和第二冷凝器4的冷凝分离，进入DMT凝液储罐5，得到纯度为99.5％的DMT液体；其中，在蒸发前，薄膜蒸发器2预热到180℃。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种从精馏釜残中得到DMT的方法，其特征在于，包括以下步骤：
负压蒸发：将精馏釜残采用薄膜蒸发器进行负压蒸发，将气相冷凝分离出DMT；
所述回收液为将所述废旧聚酯原料、醇解剂和醇解催化剂以熔融态进行连续醇解、酯交换合成酯交换产物；对酯交换产物进行DMT结晶，将DMT结晶用甲醇洗涤，得到DMT滤饼；将DMT滤饼在6.65Kpa真空、温度200℃经过短流程精馏系统提纯得到纯净DMT以及精馏釜残。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负压蒸发的温度为240℃，压力为10KPa(A)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述精馏釜残的获取包括以下步骤：
物料预处理，将废旧聚酯经干燥、除氧得到废旧聚酯原料；
醇解，将所述废旧聚酯原料、醇解剂和醇解催化剂以熔融态一同连续送入第一醇解釜进行第一次醇解，得到熔体A，将所述熔体A连续送入所述第二醇解釜进行第二次醇解，得到醇解物；
酯交换，将所述醇解物、酯交换剂、酯交换催化剂以熔融态送入酯交换釜进行酯交换反应，得到酯交换产物；
结晶，酯交换产物进入DMT结晶器，并降温使物料降温到40℃以下，DMT结晶析出，过滤得到粗DMT滤饼和第一滤液；
洗涤，将粗DMT滤饼用甲醇进行洗涤，得到DMT滤饼；
精馏：将DMT滤饼在6.65Kpa(A)真空、温度200℃进行短流程精馏,得到精馏釜残。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述精馏釜残中含有对苯二甲酸双羟基酯、对苯二甲酸双羟基酯低聚物和DMT。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气相采用串联的2个冷凝器进行冷凝。
6.一种从精馏釜残中得到DMT的设备，其特征在于，所述设备包括精馏釜残储罐、薄膜蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器；所述精馏釜残储罐的出液端与所述薄膜蒸发器的进液端连接，所述薄膜蒸发器的出气口与第一冷凝器的进气口连接，所述第一冷凝器的出液口与DMT凝液储罐相连，所述第一冷凝器的出气口与第二冷凝器的进气口相连，所述第二冷凝器的出液口与DMT凝液储罐相连，所述第二冷凝器的出气口与设置真空泵的排气口相连。
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