CN114437328A - 一种废旧pet材料制备pet切片的方法及制品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废旧PET材料制备PET切片的方法，其中，所指的废旧PET材料含废旧PET纺织品、PET瓶片、PET废丝、PET浆块、PET膜等；具体包括如下步骤：金属分离、加热熔融、解聚、脱色浓缩处理、BHET的酯交换反应、冷却结晶、催化剂金属离子去除、离心分离、DMT精馏、DMT的酯交换反应及连续缩聚反应、冷却切粒干燥得到PET切片。本发明通过分步、逐级的去除废旧纺织料中的金属杂质、细微杂质、颜料、染料等，保持生产连续性而且能耗低；并且由于采用了特殊精馏提纯系统和工艺，得到高纯度的DMT，使得聚合PET的品质与PTA法工艺路线的产品品质相同，产品应用范围广泛，适于规模化生产。从而相应得到高纯度的制品。

Description

一种废旧PET材料制备PET切片的方法及制品

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种废旧PET材料制备PET切片的方法及制品。

背景技术

我国再生PET回收来源主要划分为以下三大类：废旧聚酯饮料瓶、废旧聚酯包装膜、涤纶废丝及废旧纺织品。其中废旧聚酯饮料瓶的占比仍在60％以上，但是近年废旧聚酯包装膜、涤纶废丝及废旧纺织品的回收率得到了明显的提升；相比之下，废旧纺织品的回收难度最大，并且生成PET切片的品质不佳，同时，废旧纺织品量大且回收低，造成资源的浪费。

目前对废旧聚酯材料的回收利用主要分为化学法和物理法两大类。物理法是国内现阶段采用的主要方法。传统物理法包括直接开松法和造粒纺丝法。直接开松法是将聚酯纺织品开松成短纤维，再进行纺纱，生产拖把或低档毛毯，属于最低值利用；造粒纺丝法是将聚酯纺织品加工成布泡料，再进行熔融纺丝，生产普通棉型短纤，是目前应用最为普遍的方法。但是物理法由于聚酯在回收过程中难以避免的发生热降解而导致粘度下降，且不能有效除去杂质，再生聚酯纤维性能明显低于原生纤维。

化学法是将废聚酯解聚成小分子，如对苯二甲酸(TPA)、对苯二甲酸二甲酯(DMT)、对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)、乙二醇(EG)。这些小分子经纯化后可作为聚酯原料重新聚合，获得与原生聚酯媲美的再生聚酯，但就目前的发展情况说来，现有的化学法存在如下缺陷：1)现在的DMT化学法生产工艺路线还不能保持生产的连续性，会因为原料杂质问题定期停产清理系统里的杂质；2)催化剂在使用过后会附着在后续工艺过程中加热器件的金属管壁上，影响加热器件的传热效果；3)目前化学法只能间歇工艺生产还没有连续生产工艺。从而导致这种方法工艺复杂、对设备要求高、条件苛刻、成本高昂，阻碍了它的工业化推广

因此，本领域技术人员迫切需要开发一种成本降低，工艺流程简单、操作简便、适合规模化连续生产的废旧PET材料制备PET切片的方法，利用该方法获得高纯度的制品。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种成本降低，工艺流程简单、操作简便、适合规模化连续生产的废旧PET材料制备PET切片的方法，利用该方法获得高纯度的制品。

一种废旧PET材料制备PET切片的方法，包括如下步骤：

S1、金属分离：

将废旧PET材料送入金属探测器与金属分离器的组合机，金属探测器检测到金属后自动把金属剔除；

S2、加热熔融：

将经过金属分离的废旧PET材料加热熔融成PET熔体，并进行过滤，以除去熔体里的各种杂质，熔融完成后送入解聚釜；

S3、解聚：

除去杂质后的PET熔体送入解聚釜与乙二醇进行解聚反应；反应完全后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液；

S4、脱色浓缩处理：

反应后得到的BHET溶液送入脱色塔脱色；脱色且过滤后的BHET泵送入真空浓缩塔，得到了浓缩后的BHET溶液；

S5、BHET的酯交换反应

浓缩完成后的BHET送入酯交换反应釜在酯交换催化剂的作用下与甲醇进行酯交换反应，生成了DMT和乙二醇；

S6、冷却结晶

得到的DMT溶液送入结晶塔，使DMT结晶；

S7、催化剂金属离子去除

得到的结晶溶液泵送入阳离子交换树脂塔，通过阳离子树脂把催化剂中的金属离子置换出来，得到不含金属离子的DMT结晶溶液；

S8、离心分离

不含有金属离子的DMT结晶溶液送入离心机进行DMT与甲醇、乙二醇的分离，在离心机里含有甲醇、乙二醇的DMT结晶溶液被分离成含有少量甲醇、乙二醇的DMT滤饼和含有少量DMT的甲醇、乙二醇溶液滤液；

S9、DMT精馏

从离心机分离出来的DMT滤饼，送入再融罐进行加热使甲醇蒸发，除去甲醇的DMT溶液被送人DMT精馏提纯系统进一步提纯；得到纯度≥99.98％的DMT液体；

S10、DMT的酯交换反应及缩聚反应

精馏得到的DMT送入储罐作为聚合反应的原料，把储罐里的DMT送入酯交换釜与乙二醇进行酯交换反应，在催化剂作用下的酯交换反应得到BHET液体；

BHET液体再送入缩聚釜发生缩聚反应，得到PET熔体；

S11、制备PET切片：

最后进行冷却切粒干燥得到PET切片。

本技术方案的各工序通过分步、逐级的去除废旧PET材料中的金属杂质、细微杂质、颜料、染料等，原料中的金属杂质容易导致设备磨损尤其是对泵类影响最大，经常堵塞和卡住泵的叶轮及泵的出口，所以本方案在废旧PET材料中先除去金属，可避免对后道工序的影响；废旧PET材料中的颜料、染料对最终产品PET切片的色相影响比较大，通过对解聚后的BHET混合溶液脱色使颜色和染料不带入最终的PET切片产品中，导致切片b值适宜在4.2左右，产品不会发黄；脱色浓缩后的BHET反应生成DMT混合溶液，首先真空冷却DMT产生结晶体；并且由于采用了特殊精馏提纯系统及工艺，对DMT进行精馏，容易得到纯净的DMT，使的聚合PET的品质很高，有力的实现了对废旧PET材料的资源回收利用。这些工序彼此之间相互联系，环环相扣，联合实现了连续化学法的高纯PET切片生产，使得聚合PET的品质与PTA法工艺路线的产品品质相同，产品应用范围广泛。由于物理法没有脱色和提纯工艺，因此不能生产出高质化的PET切片，也无法形成纺织品循环再生的闭环理念，而本方案的连续化学法因为采用了脱色、冷却结晶、离子交换、精馏提纯系统等工艺技术，完全去除颜料和染料，完全脱色，完全净化DMT，去除了细微杂质，更优异的可以有效除去废旧PET材料尤其是废旧纺织品含有氨纶、丙纶、棉麻等难于去除的杂质组分，从而能够生产高质化的纺织品，并且可以实现无限循环。

优选的，步骤S2中：控制加热温度范围在265℃～290℃。保证废旧PET材料充分形成PET熔体。

优选的，步骤S2中：采用过滤精度为100um的熔体过滤器进行过滤，初步除去熔体里大量的各种杂质。

优选的，步骤S3中：除去杂质后的PET熔体与乙二醇的重量比在1∶(1～1.5)之间；控制解聚釜内反应温度在190℃～260℃，反应时间约1～8小时，压力控制在0.02～0.6Mpa。

本实施例中使废旧PET材料充分加热熔融后直接送入解聚釜进行充分反应，过程中不需要加入催化剂，工序简单，提高连续性。

优选的，步骤S4中：脱色塔里采用白土脱色，脱色塔温度控制在80℃～120℃，白土占BHET溶液的质量比在2％～10％，在搅拌器作用下脱色时间约2小时左右，脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色后的BHET溶液。

目前废旧PET材料脱色采用的是活性炭脱色，导致成本高而且活性炭再生后排出的渣子会带来环保问题。本实施例中创新性的引入活性白土作为脱色剂，白土成本低廉并且经试验，吸附废旧PET材料中的染料效果优异并且操作简单，经过数小时后溶液中的颜色被白土吸附，溶液脱色达到要求后可以从脱色塔中排出，并经过滤器过滤出白土，过滤出的白土作为制砖原料复合环保要求。

优选的，步骤S4中：真空浓缩塔中BHET溶液的浓度控制在40wt％～wt90％，温度控制在120℃～190℃，真空压力控制在绝压10kpa(A)～50kpa(A)范围内。

本实施例中，脱色且过滤后的BHET真空浓缩可以进一步去除BHET的低聚物，得到浓缩的纯度较高的BHET溶液，送入下一步进行酯交换反应，提高连续反应效率。

优选的，步骤S5中，酯交换反应的过程中控制浓缩完成后的BHET与甲醇的投料重量比为1∶(1～1.5)，控制反应温度在60℃～100℃，反应时间在2h～5h之间。更优的，步骤S5中，酯交换催化剂采用无机碱，进一步优选采用NaOH。更优的，控制无机碱的加入量是BHET量的0.1wt％～0.5wt％；使BHET与甲醇充分酯交换，提高DMT的产率。

优选的，步骤S6中，控制结晶温度在20℃～60℃，真空压力在绝压8kpa(A)～25kpa(A)。从而，通过真空冷却DMT产生结晶体，便于后续DMT的进一步净化，比如后续的金属离子的去除、离心分离和精馏工序。

优选的，步骤S7中，结晶好的DMT溶液以流量5～20m³/h从底部进入阳离子交换树脂塔，由下而上流出，使结晶溶液与树脂离子充分接触提高离子交换效率，金属离子则留在阳离子交换树脂塔内。

其中，阳离子交换树脂塔为柱形容器，压力控制在0.4Mpa～0.8Mpa之间，物料温度控制在50℃以内，根据运行状况对容器中的树脂进行再生处理，同时启动台备用的阳离子交换树脂塔运行。

在实际应用中，为了使生产能连续运行，在阳离子交换树脂塔出口管路取样分析溶液中是否有金属离子存在，设置两个阳离子交换树脂塔，一用一备状态，当取样分析阳离子交换树脂塔出口溶液有催化剂金属离子后迅速启用另外一台阳离子交换树脂塔，同时对切换下来的阳离子交换树脂塔的树脂进行清洗再生，先放纯水清洗，然后再用浓度1wt％～6wt％的碱液进行再生，都是从阳离子交换树脂塔的底部进、上部出达到再生效果。根据大量的运行试验，一般在运行6～9天后需要对树脂进行再生处理，此时启动另外一台备用阳离子交换树脂塔运行。此外，阳离子交换树脂塔为316L焊接而成。

从而，达到去除DMT溶液中的催化剂金属离子目的，使之不会进入后道工序。

优选的，步骤S9中：

所述DMT精馏提纯系统包括蒸馏釜、精馏塔、冷凝器、真空泵，所述蒸馏釜通过蒸馏釜气相管与精馏塔连通，所述精馏塔通过精馏塔气相管与冷凝器连通，所述冷凝器上连接有带真空泵的真空管路；其中，所述冷凝器的散热端还连接有蒸汽汽包；所述冷凝器和真空泵之间的真空管路上还设置升华物扑集器和喷淋扑集；其中，所述蒸馏釜、精馏塔内的精馏温度控制在160℃～260℃，通过真空泵保持真空压力在绝压4kpa～25kpa范围内；冷凝器温度在140℃～160℃；

除去甲醇的DMT溶液泵送入蒸馏釜，物料加热后，DMT、轻组分甲醇及乙二醇经过蒸馏釜气相管、精馏塔、精馏塔气相管进入冷凝器冷凝至形成DMT液体，经过冷凝器的轻组分甲醇和乙二醇的状态仍为气体，被吸入真空泵中；冷凝散发的热量通过蒸汽汽包产生蒸汽；并且，DMT冷凝后升华形成的气体由升华物扑集器和喷淋扑集器收集，防止升华后的DMT进入真空泵，持续稳定的得到纯度达到99.98％以上的DMT。

本实施例中通过采用特殊精馏系统及工艺，使一定流量的除去甲醇的粗DMT溶液泵送入蒸馏釜1，物料加热后，DMT、轻组分甲醇及乙二醇经过蒸馏釜气相管、精馏塔、精馏塔气相管进入冷凝器冷凝至形成DMT液体，经过冷凝器的轻组分甲醇和乙二醇的状态仍为气体，被吸入真空泵中；冷凝散发的热量通过蒸汽汽包产生一定压力(约为0.3Mpa)的蒸汽，这些蒸汽用于添加剂配置系统的加热，起到节约能源的作用。并且，由于DMT冷凝后容易升华而随着真空管道进入真空泵，影响设备运行，在冷凝器5和真空泵之间设置升华物扑集器和喷淋扑集器，有效防止升华后的DMT进入真空泵，提高DMT精馏提纯系统运行的稳定可靠性，持续稳定的得到纯度达到99.98％以上的精DMT，重组分对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、不纯物颜色物质则留在蒸馏釜里，使得后续利用DMT化学法生产聚合PET的品质与原生PTA法工艺路线制备得到的PET品质相同，产品应用范围广泛。

优选的，所述蒸馏釜、精馏塔内的精馏温度控制在160℃～260℃；通过真空泵保持真空压力在绝压4kpa(A)～25kpa(A)范围内；使DMT能够充分加热形成蒸汽再冷凝形成纯度较高的DMT液体，并且轻组分充分蒸发成为气态易于被真空泵吸走。

优选的，再融罐内的温度控制在120℃-180℃，从而可进一步去除甲醇。

优选的，步骤S10中，精馏得到的纯DMT与乙二醇进行酯交换反应的过程中控制反应温度在160℃～250℃，反应时间在2h～6h，在催化剂作用下的酯交换反应得到BHET。更优的，步骤S10中的催化剂为碳酸钾。

本实施例中因为DMT纯度高，相应也提高了制备得到BHET的生成率。

优选的，步骤S10中：BHET液体首先送入预缩聚釜发生缩聚反应，得到预聚物送入第二缩聚釜发生聚合反应，得到第二聚物送入终缩聚釜发生聚合反应；其中：

BHET液体在预缩聚釜进行预缩聚反应的温度控制在240℃～260℃，真空压力控制在绝压40kpa(A)～90kpa(A)，反应时间控制在1～3小时，得到预聚物；

预聚物送入第二缩聚釜发生聚合反应，控制反应温度在270℃～280℃，真空压力在绝压1kpa(A)～15kpa(A)，反应时间控制在1～3小时，得到第二缩聚物；

第二缩聚物送入终缩聚釜发生聚合反应，控制反应温度在280℃～290℃，真空压力在绝压50pa(A)～150pa(A)，反应时间控制在1～3小时，得到PET熔体。

本实施例中通过对BHET进行连续缩聚，得到纯度较高的PET熔体。

本发明还提供一种利用上述的方法制备得到的PET切片，该切片的：特性粘度为0.650～0.685dl/g；

表明，本发明通过连续化学法得到的聚合PET的品质与PTA法工艺路线的产品品质一致，产品性能具有可靠的保障。

本发明提供的技术方案如下：

本发明能够带来以下有益效果：

1)本发明经过金属分离、加热熔融、解聚、脱色浓缩处理、BHET的酯交换反应、冷却结晶、催化剂金属离子去除、离心分离、DMT精馏、DMT的酯交换反应及缩聚反应、冷却切粒干燥切片步骤，通过分步、逐级的去除废旧纺织料中的金属杂质、细微杂质、颜料、染料等，保持生产连续性而且能耗低；并且由于采用了特殊精馏提纯系统和工艺，得到高纯度的DMT，使得聚合PET的品质与PTA法工艺路线的产品品质相同，产品应用范围广泛，适于规模化生产。

2)本发明能够对现有技术中难以处理的废旧PET材料(含废旧纺织品)进行连续化学法处理工艺，提高了资源的回收利用率，更加节能环保。

3)本发明生产出的PET切片不仅品质优异且成本更低，进一步降低了化学法生产工艺的制造成本。

附图说明

图1为本发明采用的精馏提纯系统的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种实施例，为一种废旧PET材料制备PET切片的方法，包括如下步骤：

S1、金属分离：

将废旧PET材料(含废旧PET纺织品、PET瓶片、PET废丝、PET浆块、PET膜等)送入金属探测器与金属分离器的组合机，金属探测器检测到金属后自动把金属剔除；

S2、加热熔融：

将经过金属分离的废旧PET材料在265～290℃下加热熔融成PET熔体，并进行过滤，以除去熔体里的各种杂质，熔融完成后送入解聚釜；

S3、解聚：

除去杂质后的PET熔体送入解聚釜与乙二醇在190℃～260℃进行解聚反应，反应时间约1～8小时，压力控制在0.02～0.6Mpa，PET熔体与乙二醇的投料质量比为1∶(1～1.5)；反应完全后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液；

S4、脱色浓缩处理：

反应后得到的BHET溶液送入脱色塔，脱色塔里采用白土脱色，脱色塔温度控制在80℃～120℃，白土占BHET溶液的质量比在2％～10％，在搅拌器作用下脱色时间2小时，脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色且过滤后的BHET溶液；

脱色且过滤后的BHET泵送入真空浓缩塔，真空浓缩塔中BHET溶液的浓度控制在40wt％～90wt％，温度控制在120℃～190℃，真空压力控制在绝压10kpa(A)～50kpa(A)范围内，得到了浓缩后的BHET；

S5、BHET的酯交换反应

浓缩完成后的BHET送入酯交换反应釜在酯交换催化剂的作用与甲醇进行酯交换反应，其中，控制浓缩完成后的BHET与甲醇的投料重量比为1∶(1～1.5)，酯交换催化剂为无机碱催化剂，控制无机碱催化剂的加入量是BHET量的0.1wt％～0.5wt％，反应温度控制在60℃～100℃，反应时间在2h～5h之间，酯交换反应生成了DMT和乙二醇；

S6、冷却结晶

得到的DMT溶液送入结晶塔，控制结晶温度在20℃～60℃，真空压力在绝压8kpa(A)～25kpa(A)，使DMT结晶；

S7、催化剂金属离子去除

得到的结晶溶液泵送入阳离子交换树脂塔，通过阳离子树脂把催化剂中的金属离子置换出来，得到不含金属离子的DMT结晶溶液，达到去除DMT结晶溶液中的催化剂金属离子目的，使之不会进入后道工序；

S8、离心分离

不含有金属离子的DMT结晶溶液送入离心机进行DMT与甲醇、乙二醇的分离，在离心机里含有甲醇、乙二醇的DMT结晶溶液被分离成含有少量甲醇、乙二醇的DMT滤饼和含有少量DMT的甲醇、乙二醇溶液滤液；

S9、DMT精馏

为了进一步除去DMT滤饼中的甲醇，从离心机分离出来的DMT滤饼，送入再融罐进行加热使甲醇蒸发，温度控制在120℃～180℃，除去甲醇的DMT粗溶液被送入DMT精馏提纯系统进一步提纯；得到纯度≥99.98％的DMT液体；

S10、DMT的酯交换反应及缩聚反应

精馏得到的DMT送入储罐作为聚合反应的原料，把储罐里的DMT送入酯交换釜与乙二醇进行酯交换反应，反应温度控制在160℃～250℃，反应时间控制在2h～6h，在催化剂作用下发生酯交换反应得到BHET液体；

BHET再送入缩聚釜发生缩聚反应，具体的，BHET首先送入预缩聚釜发生缩聚反应，温度控制在240℃～260℃，真空压力控制在绝压40kpa(A)～90kpa(A)，反应时间控制在1～3小时，得到预聚物送入第二缩聚釜发生聚合反应，控制反应温度在270℃～280℃，真空压力在绝压1kpa(A)～15kpa(A)，反应时间控制在1～3小时，得到第二聚物送入终缩聚釜发生聚合反应，控制反应温度在280℃～290℃，真空压力在绝压50pa(A)～150pa(A)，反应时间控制在1～3小时，得到PET熔体；

S11、制备PET切片：

最后进行冷却切粒干燥得到PET切片。

作为优选的实施例，如图1所示，所述DMT精馏提纯系统包括蒸馏釜1、精馏塔3、冷凝器5、真空泵9，所述蒸馏釜1通过蒸馏釜气相管2与精馏塔3连通，所述精馏塔3通过精馏塔气相管4与冷凝器5连通，所述冷凝器5上连接有带真空泵9的真空管路；其中，所述冷凝器5的散热端还连接有蒸汽汽包6；所述冷凝器5和真空泵9之间的真空管路上还设置升华物扑集器7和喷淋扑集器8；其中，所述蒸馏釜、精馏塔内的精馏温度控制在180℃～260℃，通过真空泵保持真空压力在绝压4kpa～25kpa范围内；冷凝器温度在140℃～160℃；

通过该设置采用特殊精馏系统及工艺，使一定流量的除去甲醇的粗DMT溶液泵送入蒸馏釜1，物料加热后，DMT、轻组分甲醇及乙二醇经过蒸馏釜气相管2、精馏塔3、精馏塔气相管4进入冷凝器5冷凝至DMT液体，经过冷凝器的轻组分甲醇和乙二醇的状态仍为气体，被吸入真空泵中；冷凝散发的热量通过蒸汽汽包6产生压力为0.3Mpa的蒸汽，这些蒸汽用于添加剂配置系统的加热，起到节约能源的作用。并且，由于DMT冷凝后容易升华而随着真空管道进入真空泵9，影响设备运行，在冷凝器5和真空泵9之间设置升华物扑集器7和喷淋扑集器8，有效防止升华后的DMT进入真空泵9，提高DMT精馏提纯系统运行的稳定可靠性，持续稳定的得到纯度达到99.98％以上的精DMT，重组分对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、不纯物颜色物质则留在蒸馏釜里，使得后续利用DMT化学法生产聚合PET的品质与原生PTA法工艺路线制备得到的PET品质相同，产品应用范围广泛。

此外，蒸馏釜1内剩余的高沸物定时从底部排放至专门的储罐，这些高沸物因为含有一定量的DMT、BHET、PET，可以采用2种方式有效利用，一种方式：可作为燃料(5000大卡/小时)用于以热媒为载体的焚烧炉加热导热油，第二种方式：作为生产低端PET切片的原料，生产出的切片用于纺短纤。

利用上述实施例的方法制备得到的PET切片，其品质指标达到：

特性粘度为0.650～0.685dl/g；

实施例1

本实施例为一种废旧PET材料制备PET切片的方法，包括如下步骤：

S1、金属分离：

将废旧PET材料送入金属探测器与金属分离器的组合机，金属探测器检测到金属后自动把金属剔除；

S2、加热熔融：

将经过金属分离的废旧PET材料在275℃加热熔融成PET熔体，并进行过滤，以除去熔体里的各种杂质，熔融完成后送入解聚釜；

S3、解聚：

除去杂质后的PET熔体送入解聚釜与乙二醇在225℃进行解聚反应，反应时间约4小时，压力控制在0.2Mpa，PET熔体与乙二醇的投料质量比为1∶1.3；反应完全后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液；

S4、脱色浓缩处理：

反应后得到的BHET溶液送入脱色塔，脱色塔里采用白土脱色，脱色塔温度控制在100℃，白土占BHET溶液的质量比在6％，在搅拌器作用下脱色时间2小时，脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色且过滤后的BHET溶液；

脱色且过滤后的BHET泵送入真空浓缩塔，真空浓缩塔中BHET溶液的浓度控制在65％，温度控制在155℃，真空压力控制在绝压30kpa(A)范围内，得到了浓缩后的BHET；

S5、BHET的酯交换反应

浓缩完成后的BHET送入酯交换反应釜在酯交换催化剂的作用下与甲醇进行酯交换反应，其中，控制浓缩完成后的BHET与甲醇的投料重量比为1∶1.3，无机碱催化剂采用NaOH，控制NaOH的加入量是BHET量的0.3wt％，反应温度控制在80℃，反应时间在3.5h之间，酯交换反应生成了DMT和乙二醇；

S6、冷却结晶

得到的DMT溶液送入结晶塔，控制结晶温度在40℃，真空压力在绝压16kpa(A)，使DMT结晶；

S7、催化剂金属离子去除

得到的结晶溶液泵送入阳离子交换树脂塔，通过阳离子树脂把催化剂中的金属离子置换出来，得到不含金属离子的DMT结晶溶液，达到去除DMT结晶溶液中的催化剂金属离子目的，使之不会进入后道工序；

S8、离心分离

不含有金属离子的DMT结晶溶液送入离心机进行DMT与甲醇、乙二醇的分离，在离心机里含有甲醇、乙二醇的DMT结晶溶液被分离成含有少量甲醇、乙二醇的DMT滤饼和含有少量DMT的甲醇、乙二醇溶液滤液；

S9、DMT精馏

为了进一步除去DMT滤饼中的甲醇，从离心机分离出来的DMT滤饼，送入再融罐进行加热使甲醇蒸发，温度控制在120℃～180℃，除去甲醇的DMT溶液被送入DMT精馏提纯系统进一步提纯；得到纯度≥99.98％的DMT液体；

S10、DMT的酯交换反应及缩聚反应

精馏得到的DMT送入储罐作为聚合反应的原料，把储罐里的DMT送入酯交换釜与乙二醇进行酯交换反应，反应温度控制在205℃，反应时间控制在4h，在催化剂作用下发生酯交换反应得到BHET液体；

BHET液体再送入缩聚釜发生缩聚反应，具体的，BHET首先送入预缩聚釜发生缩聚反应，温度控制在250℃，真空压力控制在绝压65kpa(A)，反应时间控制在2小时，得到预聚物送入第二缩聚釜发生聚合反应，控制反应温度在275℃，真空压力在绝压8kpa(A)，反应时间控制在2小时，得到第二聚物送入终缩聚釜发生聚合反应，控制反应温度在285℃，真空压力在绝压100pa(A)，反应时间控制在1.5小时，得到PET熔体；

S11、制备PET切片：

最后进行冷却切粒干燥得到PET切片。

得到的PET切片性能参数为：

特性粘度为0.675dl/g；熔点为258℃；端羧基含量为23mol/t；L值为78；b值为4；灰分为0.05％。

实施例2

本实施例为一种废旧PET材料制备PET切片的方法，包括如下步骤：

S1、金属分离：

将废旧PET材料送入金属探测器与金属分离器的组合机，金属探测器检测到金属后自动把金属剔除；

S2、加热熔融：

将经过金属分离的废旧PET材料在265℃加热熔融成PET熔体，并进行过滤，以除去熔体里的各种杂质，熔融完成后送入解聚釜；

S3、解聚：

除去杂质后的PET熔体送入解聚釜与乙二醇在260℃进行解聚反应，反应时间约1小时，压力控制在0.6Mpa，PET熔体与乙二醇的投料质量比为1∶1；反应完全后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液；

S4、脱色浓缩处理：

反应后得到的BHET溶液送入脱色塔，脱色塔里采用白土脱色，脱色塔温度控制在80℃，白土占BHET溶液的质量比在2％，在搅拌器作用下脱色时间约2小时，脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色且过滤后的BHET溶液；

脱色且过滤后的BHET泵送入真空浓缩塔，真空浓缩塔中BHET溶液的浓度控制在40％，温度控制在120℃，真空压力控制在绝压10kpa(A)范围内，得到了浓缩后的BHET；

S5、BHET的酯交换反应

浓缩完成后的BHET送入酯交换反应釜与甲醇进行酯交换反应，其中，控制浓缩完成后的BHET与甲醇的投料重量比为1∶1无机碱催化剂采用NaOH，控制NaOH的加入量是BHET量的0.5wt％，反应温度控制在60℃，反应时间在5h，酯交换反应生成了DMT和乙二醇；

S6、冷却结晶

得到的DMT溶液送入结晶塔，控制结晶温度在20℃，真空压力在绝压8kpa(A)，使DMT结晶；

S7、催化剂金属离子去除

得到的结晶溶液泵送入阳离子交换树脂塔，通过阳离子树脂把催化剂中的金属离子置换出来，得到不含金属离子的DMT结晶溶液，达到去除DMT结晶溶液中的催化剂金属离子目的，使之不会进入后道工序；

S8、离心分离

不含有金属离子的DMT结晶溶液送入离心机进行DMT与甲醇、乙二醇的分离，在离心机里含有甲醇、乙二醇的DMT结晶溶液被分离成含有少量甲醇、乙二醇的DMT滤饼和含有少量DMT的甲醇、乙二醇溶液滤液；

S9、DMT精馏

为了进一步除去DMT滤饼中的甲醇，从离心机分离出来的DMT滤饼，送入再融罐进行加热使甲醇蒸发，温度控制在120℃，除去甲醇的DMT粗溶液被送入DMT精馏提纯系统进一步提纯；得到纯度≥99.98％的DMT液体；

S10、DMT的酯交换反应及缩聚反应

精馏得到的DMT送入储罐作为聚合反应的原料，把储罐里的DMT送入酯交换釜与乙二醇进行酯交换反应，反应温度控制在160℃，反应时间控制在6h，在催化剂作用下发生酯交换反应得到BHET液体；

BHET液体再送入缩聚釜发生缩聚反应，具体的，BHET首先送入预缩聚釜发生缩聚反应，温度控制在240℃，真空压力控制在绝压40kpa(A)，反应时间控制在2小时，得到预聚物送入第二缩聚釜发生聚合反应，控制反应温度在270℃℃，真空压力在绝压1kpa(A)，反应时间控制在2小时，得到第二聚物送入终缩聚釜发生聚合反应，控制反应温度在280℃，真空压力在绝压50pa(A)，反应时间控制在1.5小时，得到PET熔体；

S11、制备PET切片：

最后进行冷却切粒干燥得到PET切片。

得到的PET切片性能参数为：

特性粘度为0.66dl/g；熔点为255℃；端羧基含量为25mol/t；L值为85；b值为4.2；灰分为0.02％。

实施例3

本实施例为一种废旧PET材料制备PET切片的方法，包括如下步骤：

S1、金属分离：

将废旧PET材料送入金属探测器与金属分离器的组合机，金属探测器检测到金属后自动把金属剔除；

S2、加热熔融：

将经过金属分离的废旧PET材料在290℃加热熔融成PET熔体，并进行过滤，以除去熔体里的各种杂质，熔融完成后送人解聚釜；

S3、解聚：

除去杂质后的PET熔体送入解聚釜与乙二醇在190℃进行解聚反应，反应时间约8小时，压力控制在0.02Mpa，PET熔体与乙二醇的投料质量比为(1∶1.5；反应完全后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液；

S4、脱色浓缩处理：

反应后得到的BHET溶液送入脱色塔，脱色塔里采用白土脱色，脱色塔温度控制在120℃，白土占BHET溶液的质量比在10％，在搅拌器作用下脱色时间1.5小时左右，脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色且过滤后的BHET溶液；

脱色且过滤后的BHET泵送入真空浓缩塔，真空浓缩塔中BHET溶液的浓度控制在490％，温度控制在190℃，真空压力控制在绝压50kpa(A)范围内，得到了浓缩后的BHET；

S5、BHET的酯交换反应

浓缩完成后的BHET送入酯交换反应釜与甲醇进行酯交换反应，其中，控制浓缩完成后的BHET与甲醇的投料重量比为1∶1.5无机碱催化剂采用NaOH，控制NaOH的加入量是BHET量的0.5wt％，反应温度控制在100℃，反应时间在2h之间，酯交换反应生成了DMT和乙二醇；

S6、冷却结晶

得到的DMT溶液送入结晶塔，控制结晶温度在60℃，真空压力在绝压8kpa(A)，使DMT结晶；

S7、催化剂金属离子去除

得到的结晶溶液泵送入阳离子交换树脂塔，通过阳离子树脂把催化剂中的金属离子置换出来，得到不含金属离子的DMT结晶溶液，达到去除DMT结晶溶液中的催化剂金属离子目的，使之不会进入后道工序；

S8、离心分离

不含有金属离子的DMT结晶溶液送入离心机进行DMT与甲醇、乙二醇的分离，在离心机里含有甲醇、乙二醇的DMT结晶溶液被分离成含有少量甲醇、乙二醇的DMT滤饼和含有少量DMT的甲醇、乙二醇溶液滤液；

S9、DMT精馏

为了进一步除去DMT滤饼中的甲醇，从离心机分离出来的DMT滤饼，送入再融罐进行加热使甲醇蒸发，温度控制在120℃～180℃，除去甲醇的DMT被送入DMT精馏提纯系统进一步提纯；得到纯度≥99.98％的DMT；

S10、DMT的酯交换反应及缩聚反应

精馏得到的DMT送入储罐作为聚合反应的原料，把储罐里的DMT送入酯交换釜与乙二醇进行酯交换反应，反应温度控制在250℃，反应时间控制在2h，在催化剂作用下发生酯交换反应得到BHET；

BHET再送入缩聚釜发生缩聚反应，具体的，BHET首先送入预缩聚釜发生缩聚反应，温度控制在260℃，真空压力控制在绝压90kpa(A)，反应时间控制在2小时，得到预聚物送入第二缩聚釜发生聚合反应，控制反应温度在280℃，真空压力在绝压15kpa(A)，反应时间控制在2小时，得到第二聚物送入终缩聚釜发生聚合反应，控制反应温度在290℃，真空压力在绝压150pa(A)，反应时间控制在1.5小时，得到PET熔体；

S11、制备PET切片：

最后进行冷却切粒干燥得到PET切片。

得到的PET切片性能参数为：

特性粘度为0.685dl/g；熔点为256℃；端羧基含量为29mol/t；L值为86；b值为4；灰分为0.03％。

对比例1

本实施例一种废旧PET材料制备PET切片的方法，与实施例1的步骤基本相同，不同之处仅在于：

S4、脱色浓缩处理：

反应后得到的BHET溶液送入脱色塔脱色，脱色塔里采用活性炭脱色，脱色塔温度控制在100℃，白土占BHET溶液的质量比在6％，在搅拌器作用下脱色时间2小时，脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色后的BHET溶液。

利用本例所述的方法制备得到的PET切片，该切片的品质指标达到：特性粘度为0.672dl/g、熔点为255℃、端羧基含量为28mol/t、L值为80、b值为4.5、灰分为0.05％。但是本对比例相较实施例1而言，活性炭再生后排出的渣子会带来环保问题，且成本昂贵。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种废旧PET材料制备PET切片的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、金属分离：

将废旧PET材料送入金属探测器与金属分离器的组合机，金属探测器检测到金属后自动把金属剔除；

S2、加热熔融：

将经过金属分离的废旧PET材料加热熔融成PET熔体，并进行过滤，以除去熔体里的各种杂质，熔融完成后送入解聚釜；

S3、解聚：

除去杂质后的PET熔体送入解聚釜与乙二醇进行解聚反应；反应完全后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液；

S4、脱色浓缩处理：

反应后得到的BHET溶液送入脱色塔脱色；脱色且过滤后的BHET泵送入真空浓缩塔，得到了浓缩后的BHET溶液；

S5、BHET的酯交换反应

浓缩完成后的BHET送入酯交换反应釜在酯交换催化剂的作用下与甲醇进行酯交换反应，生成了DMT和乙二醇的粗溶液；

S6、冷却结晶

得到的DMT溶液送入结晶塔，使DMT结晶；

S7、催化剂金属离子去除

得到的结晶溶液泵送入阳离子交换树脂塔，通过阳离子树脂把催化剂中的金属离子置换出来，得到不含金属离子的DMT结晶溶液；

S8、离心分离

不含有金属离子的DMT结晶溶液送入离心机进行DMT与甲醇、乙二醇的分离，在离心机里含有甲醇、乙二醇的DMT结晶溶液被分离成含有少量甲醇、乙二醇的DMT滤饼和含有少量DMT的甲醇、乙二醇溶液滤液；

S9、DMT精馏

从离心机分离出来的DMT滤饼送入再融罐进行加热使甲醇蒸发，除去甲醇的DMT溶液被送入DMT精馏提纯系统进一步提纯；得到纯度≥99.98％的DMT液体；

S10、DMT的酯交换反应及缩聚反应

精馏得到的DMT送入储罐作为聚合反应的原料，把储罐里的DMT送入酯交换釜与乙二醇进行酯交换反应，在催化剂作用下的酯交换反应得到BHET液体；

BHET液体再送入缩聚釜发生缩聚反应，得到PET熔体；

S11、制备PET切片：

最后进行冷却切粒干燥得到PET切片。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中：

控制加热温度范围在265℃～290℃；

和/或；

采用过滤精度为20～100um的熔体过滤器进行过滤。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中：

控制解聚釜内反应温度在190℃～260℃，反应时间约1～8小时，压力控制在0.02～0.6Mpa；

和/或；

除去杂质后的PET熔体与乙二醇的重量比在1∶(1～1.5)之间。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中：

脱色塔里采用白土脱色，脱色塔温度控制在80℃～120℃，白土占BHET溶液的质量比在2％～10％，在搅拌器作用下脱色时间约2小时左右，脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色后的BHET溶液；

和/或；

真空浓缩塔中BHET溶液的浓度控制在40％～90％，温度控制在120℃～190℃，真空压力控制在绝压10kpa～50kpa范围内。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

步骤S5中，酯交换反应的过程中控制浓缩完成后的BHET与甲醇的投料重量比为1∶(1～1.5)；控制反应温度在60℃～100℃，反应时间在2h～5h之间；

和/或；

步骤S5中，金属催化剂加入量是BHET量的0.1wt％～0.5wt％；

和/或；

步骤S6中，控制结晶温度在20℃～60℃，真空压力在绝压8kpa～25kpa。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

步骤S7中，结晶好的DMT溶液以流量5～20m³/h从底部进入阳离子交换树脂塔，由下而上流出，使金属离子留在阳离子交换树脂塔内。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S9中：

所述DMT精馏提纯系统包括蒸馏釜、精馏塔、冷凝器、真空泵，所述蒸馏釜通过蒸馏釜气相管与精馏塔连通，所述精馏塔通过精馏塔气相管与冷凝器连通，所述冷凝器上连接有带真空泵的真空管路；其中，所述冷凝器的散热端还连接有蒸汽汽包；所述冷凝器和真空泵之间的真空管路上还设置升华物扑集器和喷淋扑集器；其中，所述蒸馏釜、精馏塔内的精馏温度控制在160℃～260℃，通过真空泵保持真空压力在绝压4kpa～25kpa范围内；冷凝器温度在140℃～158℃；

除去甲醇的DMT溶液泵送入蒸馏釜，物料加热后，DMT、轻组分甲醇及乙二醇经过蒸馏釜气相管、精馏塔、精馏塔气相管进入冷凝器冷凝至形成DMT液体，经过冷凝器的轻组分甲醇和乙二醇的状态仍为气体，被吸入真空泵中；冷凝散发的热量通过蒸汽汽包产生蒸汽；并且，DMT冷凝后升华形成的气体由升华物扑集器和喷淋扑集器收集，防止升华后的DMT进入真空泵，持续稳定的得到纯度达到99.98％以上的DMT；

和/或；

再融罐内的温度控制在120℃～180℃。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

步骤S10中，DMT与乙二醇进行酯交换反应的过程中控制反应温度在160℃～250℃，反应时间在2h～6h，在催化剂作用下的酯交换反应得到BHET。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

步骤S10中：BHET首先送入预缩聚釜发生缩聚反应，得到预聚物送入第二缩聚釜发生聚合反应，得到第二聚物送入终缩聚釜发生聚合反应；

其中：

BHET液体在预缩聚釜进行预缩聚反应的温度控制在240℃～260℃，真空压力控制在绝压40kpa～90kpa，反应时间控制在1～3小时，得到预聚物；

预聚物送入第二缩聚釜发生聚合反应，控制反应温度在270℃～280℃，真空压力在绝压1kpa～15kpa，反应时间控制在1～3小时，得到第二缩聚物；

第二缩聚物送入终缩聚釜发生聚合反应，控制反应温度在280℃～290℃，真空压力在绝压50pa～150pa，反应时间控制在1～3小时，得到PET熔体。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的方法制备得到的PET切片，其特征在于，该切片的：

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