CN112625221A - 一种回收聚酯再生为bhet生产pbt的生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种回收聚酯再生成BHET生产PBT的生产设备,包括醇解反应系统、脱醇系统、酯化反应系统、缩聚反应系统;所述醇解反应系统包括螺杆挤压机、过滤器、醇解反应釜、分馏塔、分馏塔冷凝器、分馏塔回流罐;将回收原料放入醇解反应系统,再依次进入脱醇系统、酯化反应系统、缩聚反应系统处理后,制成PBT材料。本发明工艺合理,自动化程度高,生产效率高、产品质量稳定,运行安全稳定。
Description
技术领域
本发明属于高分子行业聚酯回收领域,特别是涉及回收聚酯再生成BHET生产PBT的生产设备。
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;
BHET中文名称为:对苯二甲酸双羟乙酯;
BHBT中文名称为:对苯二甲酸双羟丁酯;
PBT中文名称为:聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),属于工程塑料聚酯。
聚对苯二甲酸乙二酯(聚酯)广泛用于生产纤维、薄膜、饮料瓶等,聚酯工业产品结构分析,涤纶长丝占55%,涤纶短纤占13%,聚酯瓶片占18%,聚酯切片占10%,聚酯薄膜占3%,涤纶工业丝占1%,纤维在聚酯产品中所占比重最大。
中国是全球最大的PET生产国,据统计2019年我国PET有效产能超过6000万吨,实际产量为5025万吨,如此巨大的产量,如不再生回收循环使用,将给我国环境造成巨大的影响,例如:“白色污染”。
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂由于具有优良的结晶和机加工特性,耐热、耐油、耐湿、耐腐蚀性、电绝缘性能好,所以,近年来被广泛应用于汽车零部件、机械元件、电子电气元件、其需求在稳步增长。除此之外,近年来国外又开发出一些性能更为优良的PBT树脂及其合金制品,提高了其使用性能,拓宽了PBT应用领域。如光缆光纤级PBT树脂是对PBT树脂进行增粘处理制得的粘度较高的树脂,可用作光纤套管。
PBT还是一种新型纤维。它既具有涤纶的耐气候性、尺寸较稳定、耐绉性等特点,又具有锦纶的手感柔软和耐磨性能;弹性恢复优于锦纶,染色性能优于涤纶,可常压沸染。尤为突出的是经过改性加工后的PBT纤维弹性十分优越,无论是在低负荷或是湿润条件下都具有较高的弹性恢复率。同时改性后的PBT分子可随外力呈现可逆性的松驰一紧张状态。用PBT纤维制成的织物能随身运动,穿着十分舒适和贴身。可与氨纶织物媲美。PBT纤维已成为化学纤维中最有发展前途的差别化纤维之一。
2020年开始实施的关于《产业结构调整指导目录》 鼓励项目“第二十条纺织”中的第2条:聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)、生物基聚酰胺、生物基呋喃等新型聚酯和纤维的开发、生产与应用。
利用回收聚酯,开发出一种能连续稳定运行,且产品品质稳定的PBT装置,是聚酯回收再生的一条新的发展渠道。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术存在的问题而提供了一种工艺合理,自动化程度高,生产效率高、产品质量稳定,运行安全稳定的回收聚酯再生成BHET生产PBT的生产设备。
本发明采用的技术方案如下:
一种回收聚酯再生成BHET生产PBT的生产设备,其特征在于:包括醇解反应系统、脱醇系统、酯化反应系统、缩聚反应系统;所述醇解反应系统包括螺杆挤压机1、过滤器2、醇解反应釜3、分馏塔4、分馏塔冷凝器5、分馏塔回流罐6;所述脱醇系统包括脱醇反应釜11、脱醇冷凝器12、乙二醇收集罐13、真空缓冲罐14、真空液环泵15;所述酯化反应系统包括:酯化反应釜21、工艺塔22、冷却水冷凝器一23、冷冻水冷凝器二24、塔顶回流罐25、工艺水液封槽26、真空液环泵27、酯化物输送泵28;所述缩聚反应系统包括:预缩聚反应釜31、预聚喷淋系统32、预聚物输送泵33、预聚物过滤器34,终缩聚反应釜35、终聚BDO喷淋系统36、熔体泵37、熔体过滤器38;将回收原料放入醇解反应系统,再依次进入脱醇系统、酯化反应系统、缩聚反应系统处理后,制成PBT材料;
所述螺杆挤压机1出口经过滤器2与醇解反应釜3上部相连,所述分馏塔4顶部依次与分馏塔冷凝器5、分馏塔回流罐6相连,所述分馏塔回流罐6底部与分馏塔4中上部相连;
所述脱醇反应釜11进料口与醇解反应釜3底部出料口相连,其顶部气相管线与脱醇冷凝器12下部相连;所述脱醇冷凝器12一端与乙二醇收集罐13相连,另一端依次与真空缓冲罐14、真空液环泵15相连;
所述酯化反应釜21进料口与脱醇反应釜11底部出料口相连,所述酯化反应釜21设有工艺塔22和酯化物输送泵28;所述工艺塔22顶部依次与冷却水冷凝器一23、冷冻水冷凝器二24、真空液环泵27相连,其底部与酯化反应釜底部21相连,所述冷却水冷凝器一23、冷冻水冷凝器二24底部分别与塔顶回流罐25、工艺水液封槽26相连;所述塔顶回流罐25一端与工艺塔22相连形成回流,另一端与工艺水液封槽26相连;
所述预缩聚反应釜31进料与酯化反应釜21出口相连,顶部气相与预聚喷淋系统32相连,底部依次通过预聚物输送泵33,预聚物过滤器34与终缩聚反应釜35前端相连;所述终缩聚反应釜35顶部后端与终聚BDO喷淋系统36相连,底部依次通过熔体泵37、熔体过滤器38与切粒机相连。
进一步的设计在于:所述螺杆挤压机1入口连接有干燥后的回收PET进料管线;所述醇解反应釜3上部还设置有EG进料管线和与分馏塔4下部相连的气相、回流管线,底部设置有出料管线;所述分馏塔回流罐底部6中部、底部还设置有废水排出管线。
进一步的设计在于:所述酯化反应釜21上部还设置有与工艺塔22下部相连的气相管线,底部、中部设置有与酯化物输送泵28入口相连的出料管线;所述工艺塔22与酯化反应釜底部21相连的管线上还设置有催化剂加入管线,所述工艺塔22设置有BDO加入管线。
进一步的设计在于:回收原料为PET废丝、废布料、浆块、薄膜,PET废切片、泡泡料或摩擦料。
进一步的设计在于:该回收聚酯再生成BHET生产PBT的生产设备的生产方式为间歇式、半连续式和连续式。
本发明工艺合理,自动化程度高,生产效率高、产品质量稳定。
附图说明
图1是本发明的醇解反应结构示意图;
其中,1、螺杆挤压机,2、过滤器,3、醇解反应釜,4、分馏塔,5、分馏塔冷凝器,6、分馏塔回流罐;7、干燥后的回收PET;
图2是本发明的脱醇结构示意图;
其中,11、脱醇反应釜,12、脱醇冷凝器,13、乙二醇收集罐,14、真空缓冲罐,15、真空液环泵;
图3是本发明的酯化反应结构示意图;
其中,21、酯化反应釜,22、工艺塔,23、冷却水冷凝器一,25、塔顶回流罐,26、工艺水液封槽,24、冷冻水冷凝器二,27、真空液环泵,28、酯化物输送泵;
图4是本发明的缩聚反应结构示意图;
其中,31、预缩聚反应釜,32、预聚喷淋系统,33、预聚物输送泵,34、预聚物过滤器,35、终缩聚反应釜,36、终聚BDO喷淋系统,37、熔体泵,38、熔体过滤器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1-图4所示一种回收聚酯再生成BHET生产PBT的生产设备,包括醇解反应系统、脱醇系统、酯化反应系统、缩聚反应系统;将原料放入醇解反应系统,再依次进入脱醇系统、酯化反应系统、缩聚反应系统处理后,制成PBT材料。
所用原料为PET废丝、废布料、浆块、薄膜,PET废切片、泡泡料、摩擦料等,但不限于这些PET回收料;干燥后的回收PET经过醇解反应系统醇解后得到粗BHET,粗BHET经过脱醇系统脱醇得到较为纯净的BHET单体,BHET单体在酯化系统内与BDO反应得到BHBT单体,再经过缩聚反应系统缩聚提高分子量得到PBT熔体。
如图1所示的醇解反应系统,将干燥后的回收PET7经过螺杆挤压机1在270~300℃熔融成PET熔体,通过过滤器2过滤杂质,进入醇解反应釜3,在醇解反应釜3中添加一定量的乙二醇,反应温度控制在200~245℃,反应压力在100~150KPa(A);PET醇解成BHET,通过齿轮泵送入脱醇反应釜11;醇解反应过程中产生的乙二醇和水气相组分,经过分馏塔4,乙二醇回流至醇解反应釜3,水份经过冷凝器5冷凝后进入回流罐6,回流罐中的水份部分回流至分馏塔4,多余的部分作为废水排出系统。
如图2所示的脱醇系统,包括脱醇反应釜11,BHET从醇解反应釜3进入脱醇反应釜11,反应温度控制在225~245℃,反应压力在50~100KPa(A);系统中的乙二醇作为气相通过冷凝器12冷凝后,进入乙二醇收集罐13,作为回收利用。系统真空由真空液环泵15提供,真空液环泵15前设置有真空缓冲罐14。
如图3所示的酯化反应系统,包括从脱醇反应釜11过来的BHET,进入酯化反应釜21进行酯化反应,反应温度控制在180~220℃,反应压力在50 ~110KPa(A),催化剂和回流BDO在反应釜底部加入,酯化后的产物通过酯化物输送泵28送至预缩聚反应釜31;酯化反应生成的水、四氢呋喃、乙二醇以及大量的BDO,通过气相管道到工艺塔22进行分离,在工艺塔22顶部出来的水和四氢呋喃先通过冷却水冷凝器23进行一级冷却,冷凝下来的水和四氢呋喃收集在塔顶回流罐25中,一部分凝液回流到工艺塔22顶冷却,另一部分流至工艺水液封槽26中,未能冷凝的气体再通过冷冻水冷凝器24进行二级冷却,冷凝下来的水和四氢呋喃进入液封槽26中,液封槽中的废水输送到THF回收系统,进行THF回收,酯化釜21和工艺塔22的真空由真空液环泵27提供,塔釜采出的BDO、EG混合液,送至BDO精馏系统。
如图4所示一种回收聚酯再生成BHET生产PBT的生产设备和工艺流程的缩聚反应系统,酯化物进入预缩聚反应釜31后,进行预缩聚反应,预缩聚釜反应温度控制在 230~240℃,反应压力 在1~10KPa(A),反应好的预聚物,通过预聚物输送泵33,经过预聚物过滤器34过滤,进入终缩聚反应釜35;预聚釜生成的气相组分水、四氢呋喃和BDO,进入预聚喷淋系统32。预聚物进入终缩聚反应釜35后,进行终缩聚反应,反应温度控制在 240~245℃,反应压力在80~250Pa(A)。反应好的PBT熔体,通过熔体泵37输送,再经过熔体过滤器38过滤,熔体送至切粒系统。终缩聚反应生成的气相组分通过终聚BDO喷淋系统36回收,终缩聚反应釜35和BDO喷淋系统36的真空由真空系统39提供,所述真空系统可采用缩聚BDO真空喷射泵和液环泵。
本技术自动化程度高,生产效率高、产品质量稳定,运行安全稳定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种回收聚酯再生成BHET生产PBT的生产设备,其特征在于:包括醇解反应系统、脱醇系统、酯化反应系统、缩聚反应系统;所述醇解反应系统包括螺杆挤压机(1)、过滤器(2)、醇解反应釜(3)、分馏塔(4)、分馏塔冷凝器(5)、分馏塔回流罐(6);所述脱醇系统包括脱醇反应釜(11)、脱醇冷凝器(12)、乙二醇收集罐(13)、真空缓冲罐(14)、真空液环泵(15);所述酯化反应系统包括:酯化反应釜(21)、工艺塔(22)、冷却水冷凝器一(23)、冷冻水冷凝器二(24)、塔顶回流罐(25)、工艺水液封槽(26)、真空液环泵(27)、酯化物输送泵(28);所述缩聚反应系统包括:预缩聚反应釜(31)、预聚喷淋系统(32)、预聚物输送泵(33)、预聚物过滤器(34),终缩聚反应釜(35)、终聚BDO喷淋系统(36)、熔体泵(37)、熔体过滤器(38);
所述螺杆挤压机(1)出口经过滤器(2)与醇解反应釜(3)上部相连,所述分馏塔(4)顶部依次与分馏塔冷凝器(5)、分馏塔回流罐(6)相连,所述分馏塔回流罐(6)底部与分馏塔(4)中上部相连;
所述脱醇反应釜(11)进料口与醇解反应釜(3)底部出料口相连,其顶部气相管线与脱醇冷凝器(12)下部相连;所述脱醇冷凝器(12)一端与乙二醇收集罐(13)相连,另一端依次与真空缓冲罐(14)、真空液环泵(15)相连;
所述酯化反应釜(21)进料口与脱醇反应釜(11)底部出料口相连,所述酯化反应釜(21)设有工艺塔(22)和酯化物输送泵(28);所述工艺塔(22)顶部依次与冷却水冷凝器一(23)、冷冻水冷凝器二(24)、真空液环泵(27)相连,其底部与酯化反应釜底部(21)相连,所述冷却水冷凝器一(23)、冷冻水冷凝器二(24)底部分别与塔顶回流罐(25)、工艺水液封槽(26)相连;所述塔顶回流罐(25)一端与工艺塔(22)相连形成回流,另一端与工艺水液封槽(26)相连;
所述预缩聚反应釜(31)进料与酯化反应釜(21)出口相连,顶部气相与预聚喷淋系统(32)相连,底部依次通过预聚物输送泵(33),预聚物过滤器(34)与终缩聚反应釜(35)前端相连;所述终缩聚反应釜(35)顶部后端与终聚BDO喷淋系统(36)相连,底部依次通过熔体泵(37)、熔体过滤器(38)与切粒机相连。
2.根据权利要求1所述的回收聚酯再生成BHET生产PBT的生产设备,其特征在于:所述螺杆挤压机(1)入口连接有干燥后的回收PET进料管线;所述醇解反应釜(3)上部还设置有EG进料管线和与分馏塔(4)下部相连的气相、回流管线,底部设置有出料管线;所述分馏塔回流罐底部(6)中部、底部还设置有废水排出管线。
3.根据权利要求1所述的回收聚酯再生成BHET生产PBT的生产设备,其特征在于:所述酯化反应釜(21)上部还设置有与工艺塔(22)下部相连的气相管线,其底部、中部设置有与酯化物输送泵(28)入口相连的出料管线;所述工艺塔(22)与酯化反应釜底部(21)相连的管线上还设置有催化剂加入管线,所述工艺塔(22)设置有BDO加入管线。
4.根据权利要求1所述的回收聚酯再生成BHET生产PBT的生产设备,其特征在于:回收原料为PET废丝、废布料、浆块、薄膜,PET废切片、泡泡料或摩擦料。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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