CN114437329A - 一种废旧pet材料制备pet切片的方法及制品 - Google Patents

一种废旧pet材料制备pet切片的方法及制品 Download PDF

Info

Publication number
CN114437329A
CN114437329A CN202011200551.4A CN202011200551A CN114437329A CN 114437329 A CN114437329 A CN 114437329A CN 202011200551 A CN202011200551 A CN 202011200551A CN 114437329 A CN114437329 A CN 114437329A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bhet
pet
solution
temperature
melting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202011200551.4A
Other languages
English (en)
Inventor
张品芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Heavy Fiber Technology Co ltd
Original Assignee
Shanghai Heavy Fiber Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Heavy Fiber Technology Co ltd filed Critical Shanghai Heavy Fiber Technology Co ltd
Priority to CN202011200551.4A priority Critical patent/CN114437329A/zh
Publication of CN114437329A publication Critical patent/CN114437329A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78—Preparation processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02—Separating plastics from other materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/30—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
    • C07C67/31—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by introduction of functional groups containing oxygen only in singly bound form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/48—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/18—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the acids or hydroxy compounds containing carbocyclic rings
    • C08G63/181—Acids containing aromatic rings
    • C08G63/183—Terephthalic acids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02—Separating plastics from other materials
    • B29B2017/0213—Specific separating techniques
    • B29B2017/0268—Separation of metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种废旧PET材料制备PET切片的方法，包括金属分离、加热熔融、解聚反应、脱色处理、去除金属离子、冷却结晶、离心分离、精馏处理、聚合工序、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、逐级的去除废旧原料中的金属杂质、细微杂质、颜料、染料等，采用离子交换技术提前分离出物料中的金属盐类，避免对后续工序的影响，并且由于采用了特殊精馏提纯工艺，得到高纯度BHET；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，适合规模化生产。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
废旧PET材料大多以布料、服装、家纺、填充料、包装等形式存在。由于纺织品成分复杂、附件较多，难以进行有效的回收利用。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BHET化学法生产工艺路线还没有得到高品质BHET，只能生产一些低端产品；2)使用原料有局限性，只能用废旧PET瓶子等纯PET的原料；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
本发明的目的是提供一种工艺流程简单、操作简便，且能降低成本同时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。
本发明提供的技术方案如下：
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材料与乙二醇按照一定的比例投入到熔融罐，在升温搅拌器作用下，控制温度升高到一定范围内加热熔融，熔融完成后送入解聚釜；
S3、解聚反应：
向解聚釜内加入复合催化剂；投入催化剂后反应釜温度升高一定温度进行解聚反应，反应后得到对苯二甲酸乙-二酯也即BHET溶液；
S4、脱色处理：
反应后得到的BHET溶液送入脱色塔脱色，得到了脱色后的BHET溶液；
S5、去除金属离子：
将脱色后的BHET溶液送入离子交换塔脱中去除金属离子；
S6、冷却结晶、离心分离：
去除金属离子后的溶液在真空条件下结晶，得到的结晶溶液送入离心机固液分离；
S7、精馏处理：
从离心机分离出来的滤饼先进入再熔融罐进行加热熔融，而后送入薄膜蒸发器，在一定温度和真空度条件下精馏，得到纯度≥99.9wt％的BHET；
S8：聚合工序：
将精馏得到的BHET溶液通过连续缩聚生成PET熔体；
S9：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、逐级的去除废旧原料中的金属杂质、细微杂质、颜料、染料等，采用离子交换技术提前分离出物料中的金属盐类，避免对后续工序的影响，具体的：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，所以本方案在原料中先除去金属，科避免对后道工序的影响；原料中的颜料、染料对最终产品PET切片的色相影响比较大，如果BHET混合溶液不脱色就精馏提纯的话会把部分颜色和染料带入最终PET切片产品中，导致切片b值偏高(在9及以上)产品发黄，而经过本申请脱色的BHET混合液制作出的PET切片色相b值在3左右；采用离子交换技术可以把BHET混合液中的解聚金属催化剂中的金属离子去除，保证在后道聚合工序BHET顺利聚合成PET；并且由于采用了特殊精馏提纯工艺，薄膜精馏提纯工艺利用BHET物料液体沿着加热管壁呈膜状流动进行蒸发，把BHET混合液里的其它沸点低于BHET的杂质全部提纯除去得到纯净的BHET；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纺织品，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、离子交换、薄膜蒸发等工艺技术，完全去除颜料和染料，完全脱色，同时去除了细微杂质，能够生产高质化的纺织品，并且可以实现无限循环。此外，所指的废旧PET材料包括废旧纺织品和废浆料块等。
优选的，步骤S2中，经过金属分离的废旧PET材料与乙二醇的投料质量比为1∶1.2～1∶1.8之间；和/或，
控制温度范围在200℃～280℃；加热熔融时间为20～40min之间。
本技术方案中，通过优选的质量比、温度和反应时间选择，能够保证PET与乙二醇充分交融，有利于醇解反应的深度进行。
优选的，步骤S3中，所述复合催化剂包括：20～40wt％的醋酸锌，60～80wt％的碳酸钠；所述复合催化剂的添加比例为0.2～5wt％；和/或，
解聚釜内控制温度在200℃～260℃发生1.5～4小时的解聚反应。
本技术方案中，通过引入复合催化剂，相较现有技术中的普通单作用Zn催化剂，能够在同等时间范围内，使PET聚酯链在乙二醇的作用下把酯键更容易断裂，采用本发明的复合催化剂，可以缩短解聚时间，能够更有效的促进PET与乙二醇的醇解反应，使PET降解彻底，提高了解聚效果，产物的绝大部分成分是BHET及其低聚物，相应的也提高了后续PET切片的品质。
优选的，步骤S4中，所述脱色塔容积为V m3，分别向脱色塔加入3/5～4/5V m3的BHET溶液2.5V～25V Kg的活性白土，搅拌至完全脱色，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纺织品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。本技术方案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PET废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S5在离子交换塔中，将BHET溶液冷却到75～90℃后送入袋式过滤器，将袋式过滤器中的空气从顶部放空阀排空，顺流经过阳离子交换器和阴离子交换器；
其中，控制BHET溶液的进料量为2～3m3/h；袋式过滤器的工作压力在0.2mpa以下，阳离子交换器工作压力在0.15mpa以下，阴离子交换器工作压力在0.1mpa以下。
本实施例中，将在离子交换塔中将BHET溶液冷却到75～90℃左右，送入袋式过滤器，将袋式过滤器中的空气从顶部放空阀排空，使BHET溶液快速的顺流经过阳离子交换器和阴离子交换器(顺流为上部进液，下部出液)，BHET溶液进入过程中如果交换器进入空气，可从顶部放气阀排出。控制BHET的进料量在2～3m3/h，保证工艺的连续可靠性。控制袋式过滤器的工作压力在0.2mpa以下，如果高出可将袋式过滤器中的滤袋取出清洗或更换。控制阳离子交换器工作压力在0.15mpa以下，阴离子交换器工作压力在0.1mpa以下，BHET溶液分别通过阴、阳离子交换树脂时，可以保证溶液中的金属离子被有效交换，从而使BHET溶液中的无机盐去除，充分进行纯化。
优选的，步骤S6中，控制在30℃～50℃下结晶30～90min。
本技术方案中，去金属离子后的BHET溶液进行充分的冷却结晶，便于后续的固液分离，使从离心机出来的滤饼送入精馏工序。
优选的，步骤S7的精馏步骤中，BHET滤饼加热熔融后通过输送泵以流量1100～1300L/h送入薄膜蒸发器，控制薄膜蒸发器温度120～160℃之间，真空2～7Kpa之间。
进一步的，步骤S7中，滤饼中残留的轻组分蒸汽经蒸发器气相出口进入冷凝器冷凝，收集到接收罐，泵入溶剂回收系统，提纯后返回解聚工序循环利用。
本技术方案中，从离心机出来的滤饼在特殊的精馏条件下得到纯净的BHET且精馏所形成的轻组分可以回收利用。更加符合绿色化学的环保要求。而本发明选择薄膜蒸发，以特殊的工艺条件，使精馏分离非常彻底，从而保证获得了高品质的PET切片。
优选的，步骤S8中连续缩聚工序包括：从薄膜蒸发器出来的BHET经过输送泵，泵入第一预缩聚反应釜，在真空10～28KPa、温度261～280℃、停留40～80min，完成第一步预缩聚，再进入第二预缩聚反应釜，在真空8～15KPa、温度261～280℃、停留40～90min，完成第二预缩聚，最后进入终缩聚反应釜，在80～150Pa的真空下，270～285℃温度下，停留60～200min，完成缩聚反应。
本技术方案中通过连续缩聚生产分子量均匀的PET熔体，为得到高品质的PET切片提供保障。
优选的，步骤S9中：PET熔体经过铸带头喷出条状熔体，送入水下切粒机进行冷却切粒，其中冷却水温控制在30～40℃间，切粒后进行切片干燥，通过常温鼓风离心干燥2～5min。
进一步的，铸带头为32孔；所采用的设备为整机标准设备，即聚酯切片水下切粒机。
本技术方案中，通过合理的冷却切粒干燥工艺，保证PET切片的品质。
利用前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0.660～0.685dl/g；
Figure BDA0002753823010000061
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。
本发明提供的高品质PET切片的连续化学法，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、金属离子去除、冷却结晶、离心分离、BHET精馏、连续缩聚、切粒干燥切片步骤，通过分步、逐级的去除废旧原料中的金属杂质、细微杂质、颜料、染料等，通过采用离子交换技术提前分离出物料中的金属盐类，避免对后续工序的影响，并且由于采用了特殊精馏提纯工艺，得到高纯度BHET，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)本发明使用的原料更加广泛，能够以废旧聚酯瓶片、涤纶浆块料废丝、废旧纺织品等不同PET为原料生产高品质纤维级、瓶片级等聚酯切片，降低了原有工艺使用原料地局限性，提高了回收利用率，符合绿色化学的环保要求。
(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。
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。
实施例1
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；废旧PET材料可以包括废旧纺织品和废浆料块等；
S2、加热熔融：
将经过金属分离的废旧PET材料与乙二醇按照1∶1.2的质量比投入到熔融罐，在升温搅拌器作用下，控制温度升高在200℃加热熔融40min，熔融完成后送入解聚釜；
S3、解聚反应：
向解聚釜内加入0.2wt％的复合催化剂，复合催化剂包括：40wt％的醋酸锌，60wt％的碳酸钠；投入催化剂后反应釜温度升高在200℃进行解聚反应，反应1.5小时后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液；
S4、脱色处理：
反应后得到的BHET溶液送入脱色塔脱色，所述脱色塔容积为20m3，具体的，分别向脱色塔加入12m3的BHET溶液、50Kg的活性白土，搅拌两个小时后，白土充分吸附了BHET溶液中的染料和颜料，达到了脱色的效果，完全脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色后的BHET溶液；
此步骤中，过滤出的白土作为制砖原料复合环保要求；
S5、去除金属离子：
将脱色后的BHET送入离子交换塔脱中去除金属离子；在离子交换塔中，将BHET溶液冷却到75℃后送入袋式过滤器，将袋式过滤器中的空气从顶部放空阀排空，顺流经过阳离子交换器和阴离子交换器(顺流为上部进液，下部出液)；BHET溶液进入过程中如果交换器进入空气，可从顶部放气阀排出；
其中，控制BHET溶液的进料量为2m3/h，保证工艺的连续可靠性；袋式过滤器的工作压力在0.2mpa以下，如果高出可将袋式过滤器中的滤袋取出清洗或更换；阳离子交换器工作压力在0.15mpa以下，阴离子交换器工作压力在0.1mpa以下，BHET溶液分别通过阴、阳离子交换树脂时，溶液中的金属离子被交换，从而使BHET溶液中的无机盐去除，达到纯化的效果；
S6、冷却结晶、离心分离：
去除金属离子后的溶液在真空条件下控制在30℃下结晶30min，得到的结晶溶液送入离心机固液分离；
S7、精馏处理：
从离心机分离出来的滤饼进入再熔融罐加热熔融后通过输送泵以流量1100L/h送入薄膜蒸发器，控制薄膜蒸发器温度120℃，真空2Kpa精馏，得到纯度≥99.9％的BHET；滤饼中残留的轻组分(包含乙二醇等)蒸汽经蒸发器气相出口进入冷凝器冷凝，收集到接收罐，泵入溶剂回收系统，提纯后返回解聚工序循环利用；
S8、聚合工序：
将精馏得到的BHET溶液通过连续缩聚生成PET熔体；具体的，连续缩聚工序包括：从薄膜蒸发器出来的BHET经过输送泵，泵入第一预缩聚反应釜，在真空10KPa、温度261℃、停留40min，完成第一步预缩聚，再进入第二预缩聚反应釜，在真空8KPa、温度261℃、停留40min，完成第二预缩聚，最后进入终缩聚反应釜，在80Pa的真空下，270℃温度下，停留60min，完成缩聚反应；
S9、制备PET切片：
PET熔体经过铸带头喷出条状熔体，送入水下切粒机进行冷却切粒，其中冷却水温控制在30℃，切粒后进行切片干燥，通过常温鼓风离心干燥2min。其中铸带头优选为32孔；所采用的设备为整机标准设备，即聚酯切片水下切粒机。
利用本实施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0.681dl/g、熔点为260℃、端羧基含量为29mol/t、L值为64、b值为3、灰分为0.06％。
对比例1
本对比例为一种废旧PET材料制备PET切片的方法，与实施例1的步骤基本相同，不同之处在于：
S3、解聚反应：
向解聚釜内加入0.2wt％的单作用Zn催化剂；投入催化剂后反应釜温度升高在200℃进行解聚反应，反应2.5小时后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液。
利用本对比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0.65dl/g、熔点为255℃、端羧基含量为32mol/t、L值为60、b值为6、灰分为0.08％。表明，采用单作用Zn催化剂相较于实施例1采用的复合催化剂而言，采用复合催化剂的解聚反应时间比Zn催化剂解聚时间缩短了1个小时，提高了解聚效果，相应的也降低了后续PET切片的品质。
实施例2
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；废旧PET材料可以包括废旧纺织品和废浆料块等；
S2、加热熔融：
将经过金属分离的废旧PET材料与乙二醇按照1∶1.8质量比投入到熔融罐，在升温搅拌器作用下，控制温度升高在280℃加热熔融20min，熔融完成后送入解聚釜；
S3、解聚反应：
向解聚釜内加入5wt％复合催化剂，复合催化剂包括：20wt％的醋酸锌，80wt％的碳酸钠；投入催化剂后反应釜温度升高在260℃进行解聚反应，反应4小时后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液；
S4、脱色处理：
反应后得到的BHET溶液送入脱色塔脱色，所述脱色塔容积为20m3，具体的，分别向脱色塔加入16m3的BHET溶液、500Kg的活性白土，搅拌两个小时后，白土充分吸附了BHET溶液中的染料和颜料，达到了脱色的效果，完全脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色后的BHET溶液；
此步骤中，过滤出的白土作为制砖原料复合环保要求；
S5、去除金属离子：
将脱色后的BHET送入离子交换塔脱中去除金属离子；在离子交换塔中，将BHET溶液冷却到90℃后送入袋式过滤器，将袋式过滤器中的空气从顶部放空阀排空，顺流经过阳离子交换器和阴离子交换器(顺流为上部进液，下部出液)；BHET溶液进入过程中如果交换器进入空气，可从顶部放气阀排出；
其中，控制BHET溶液的进料量为3m3/h，保证工艺的连续可靠性；袋式过滤器的工作压力在0.2mpa以下，如果高出可将袋式过滤器中的滤袋取出清洗或更换；阳离子交换器工作压力在0.15mpa以下，阴离子交换器工作压力在0.1mpa以下，BHET溶液分别通过阴、阳离子交换树脂时，溶液中的金属离子被交换，从而使BHET溶液中的无机盐去除，达到纯化的效果；
S6、冷却结晶、离心分离：
去除金属离子后的溶液在真空条件下控制在50℃下结晶90min，得到的结晶溶液送入离心机固液分离；
S7、精馏处理：
从离心机分离出来的滤饼进入再熔融罐加热熔融后通过输送泵以流量1300L/h送入薄膜蒸发器，控制薄膜蒸发器温度160℃，真空7Kpa精馏，得到纯度≥99.9％的BHET；滤饼中残留的轻组分(包含乙二醇等)蒸汽经蒸发器气相出口进入冷凝器冷凝，收集到接收罐，泵入溶剂回收系统，提纯后返回解聚工序循环利用；
S8、聚合工序：
将精馏得到的BHET溶液通过连续缩聚生成PET熔体；具体的，连续缩聚工序包括：从薄膜蒸发器出来的BHET经过输送泵，泵入第一预缩聚反应釜，在真空28KPa、温度280℃、停留80min，完成第一步预缩聚，再进入第二预缩聚反应釜，在真空15KPa、温度280℃、停留90min，完成第二预缩聚，最后进入终缩聚反应釜，在150Pa的真空下，285℃温度下，停留200min，完成缩聚反应。
S9、制备PET切片：
PET熔体经过铸带头喷出条状熔体，送入水下切粒机进行冷却切粒，其中冷却水温控制在40℃，切粒后进行切片干燥，通过常温鼓风离心干燥5min。其中铸带头优选为32孔；所采用的设备为整机标准设备，即聚酯切片水下切粒机。
利用本实施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0.675dl/g、熔点为258℃、端羧基含量为27mol/t、L值为68、b值为2.9、灰分为0.05％。
对比例2-1
本对比例为一种废旧PET材料制备PET切片的方法，与实施例2的步骤基本相同，不同之处在于：
S4、脱色处理：
反应后得到的BHET溶液送入脱色塔脱色，所述脱色塔容积为20m3，具体的，分别向脱色塔加入16m3的BHET溶液、500Kg的活性炭，搅拌两个小时后，活性炭充分吸附了BHET溶液中的染料和颜料，达到了脱色的效果，脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色后的BHET溶液。
利用本对比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258℃、端羧基含量为28mol/t、L值为66、b值为3、灰分为0.06％。但是本对比例相较实施例2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。
对比例2-2
本对比例为一种废旧PET材料制备PET切片的方法，与实施例2的步骤基本相同，不同之处在于：
S7、精馏处理：
从离心机分离出来的滤饼进入再熔融罐加热熔融后通过输送泵以流量1300L/h送入精馏塔，控制精馏塔温度160℃、真空7Kpa之间精馏，得到纯度为86wt％的BHET溶液。
利用本对比例所述的方法制备的PET切片，该切片的品质指标达到：0.60dl/g、熔点为250℃、端羧基含量为40mol/t、L值为58、b值为10、灰分为1.5％。本对比例相较实施例2而言，精馏后的BHET溶液纯净度不够高，滤饼中残留的组分较多，制备的PET切片品质较差，最终只能生产得到一些低端的BHET产品。
实施例3
本实施例的步骤与实施例1基本相同，不同之处在于：
S2、加热熔融：将经过金属分离的废旧PET材料与乙二醇按照1∶1.5质量比投入到熔融罐，在升温搅拌器作用下，控制温度升高在240℃之间加热熔融30min，熔融完成后送入解聚釜；
S3、解聚反应：向解聚釜内加入2.5wt％复合催化剂，复合催化剂包括：30wt％的醋酸锌，70wt％的碳酸钠；投入催化剂后反应釜温度升高在230℃进行解聚反应，反应2.5小时后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液；
S4、脱色处理：脱色塔容积为20m3，分别向脱色塔加入15m3的BHET溶液、200Kg的活性白土，搅拌两个小时后，白土充分吸附了BHET溶液中的染料和颜料，达到了脱色的效果，完全脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色后的BHET溶液；
S5、去除金属离子：将脱色后的BHET送入离子交换塔脱中去除金属离子；在离子交换塔中，将BHET溶液冷却到80℃后送入袋式过滤器，将袋式过滤器中的空气从顶部放空阀排空，顺流经过阳离子交换器和阴离子交换器(顺流为上部进液，下部出液)；BHET溶液进入过程中如果交换器进入空气，可从顶部放气阀排出；
其中，控制BHET溶液的进料量为2.5m3/h；袋式过滤器的工作压力在0.2mpa以下；阳离子交换器工作压力在0.15mpa以下，阴离子交换器工作压力在0.1mpa以下，BHET溶液分别通过阴、阳离子交换树脂时，溶液中的金属离子被交换，从而使BHET溶液中的无机盐去除，达到纯化的效果；
S6、冷却结晶、离心分离：去除金属离子后的溶液在真空条件下控制在40℃下结晶60min，得到的结晶溶液送入离心机固液分离；
S7、精馏处理：从离心机分离出来的滤饼进入再熔融罐加热熔融后通过输送泵以流量1200L/h送入薄膜蒸发器，控制薄膜蒸发器温度140℃之间，真空4Kpa之间精馏，得到纯度≥99.9％的BHET；滤饼中残留的轻组分蒸汽经蒸发器气相出口进入冷凝器冷凝，收集到接收罐，泵入溶剂回收系统，提纯后返回解聚工序循环利用；
S8、聚合工序：从薄膜蒸发器出来的BHET经过输送泵，泵入第一预缩聚反应釜，在真空19KPa、温度270℃、停留60min，完成第一步预缩聚，再进入第二预缩聚反应釜，在真空11KPa、温度270℃、停留65min，完成第二预缩聚，最后进入终缩聚反应釜，在115Pa的真空下，278℃温度下，停留130min，完成缩聚反应。
利用本实施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0.66dl/g、熔点为261℃、端羧基含量为22mol/t、L值为72、b值为2.2、灰分为0.03％。
实施例4
本实施例的步骤与实施例1基本相同，不同之处在于：
S2、加热熔融：将经过金属分离的废旧PET材料与乙二醇按照1∶1.6质量比投入到熔融罐，在升温搅拌器作用下，控制温度升高在260℃之间加热熔融30min，熔融完成后送入解聚釜；
S3、解聚反应：向解聚釜内加入3.8wt％复合催化剂，复合催化剂包括：35wt％的醋酸锌，65wt％的碳酸钠；投入催化剂后反应釜温度升高在210℃进行解聚反应，反应3小时后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液；
S4、脱色处理：脱色塔容积为30m3，分别向脱色塔加入22.5m3的BHET溶液、300Kg的活性白土，搅拌3个小时后，白土充分吸附了BHET溶液中的染料和颜料，达到了脱色的效果，完全脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色后的BHET溶液；
S5、去除金属离子：将脱色后的BHET送入离子交换塔脱中去除金属离子；在离子交换塔中，将BHET溶液冷却到82℃后送入袋式过滤器，将袋式过滤器中的空气从顶部放空阀排空，顺流经过阳离子交换器和阴离子交换器(顺流为上部进液，下部出液)；BHET溶液进入过程中如果交换器进入空气，可从顶部放气阀排出；
其中，控制BHET溶液的进料量为2.8m3/h；袋式过滤器的工作压力在0.2mpa以下；阳离子交换器工作压力在0.15mpa以下，阴离子交换器工作压力在0.1mpa以下，BHET溶液分别通过阴、阳离子交换树脂时，溶液中的金属离子被交换，从而使BHET溶液中的无机盐去除，达到纯化的效果；
S6、冷却结晶、离心分离：去除金属离子后的溶液在真空条件下控制在45℃下结晶75min，得到的结晶溶液送入离心机固液分离；
S7、精馏处理：从离心机分离出来的滤饼进入再熔融罐加热熔融后通过输送泵以流量1250L/h送入薄膜蒸发器，控制薄膜蒸发器温度150℃之间，真空5Kpa之间精馏，得到纯度≥99.9％的BHET；滤饼中残留的轻组分蒸汽经蒸发器气相出口进入冷凝器冷凝，收集到接收罐，泵入溶剂回收系统，提纯后返回解聚工序循环利用；
S8、聚合工序：从薄膜蒸发器出来的BHET经过输送泵，泵入第一预缩聚反应釜，在真空26KPa、温度275℃、停留70min，完成第一步预缩聚，再进入第二预缩聚反应釜，在真空13KPa、温度275℃、停留78min，完成第二预缩聚，最后进入终缩聚反应釜，在130Pa的真空下，280℃温度下，停留165min，完成缩聚反应。
利用本实施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0.67dl/g、熔点为260℃、端羧基含量为25mol/t、L值为70、b值为2.4、灰分为0.04％。
实施例5
本实施例的步骤与实施例1基本相同，不同之处在于：
S2、加热熔融：将经过金属分离的废旧PET材料与乙二醇按照1∶1.4质量比投入到熔融罐，在升温搅拌器作用下，控制温度升高在220℃之间加热熔融25min，熔融完成后送入解聚釜；
S3、解聚反应：向解聚釜内加入1.4wt％复合催化剂，复合催化剂包括：25wt％的醋酸锌，75wt％的碳酸钠；投入催化剂后反应釜温度升高在240℃进行解聚反应，反应2小时后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液；
S4、脱色处理：脱色塔容积为30m3，分别向脱色塔加入24m3的BHET溶液、500Kg的活性白土，搅拌3个小时后，白土充分吸附了BHET溶液中的染料和颜料，达到了脱色的效果，完全脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色后的BHET溶液；
S5、去除金属离子：将脱色后的BHET送入离子交换塔脱中去除金属离子；在离子交换塔中，将BHET溶液冷却到78℃后送入袋式过滤器，将袋式过滤器中的空气从顶部放空阀排空，顺流经过阳离子交换器和阴离子交换器(顺流为上部进液，下部出液)；BHET溶液进入过程中如果交换器进入空气，可从顶部放气阀排出；
其中，控制BHET溶液的进料量为2.2m3/h；袋式过滤器的工作压力在0.2mpa以下；阳离子交换器工作压力在0.15mpa以下，阴离子交换器工作压力在0.1mpa以下，BHET溶液分别通过阴、阳离子交换树脂时，溶液中的金属离子被交换，从而使BHET溶液中的无机盐去除，达到纯化的效果；
S6、冷却结晶、离心分离：去除金属离子后的溶液在真空条件下控制在35℃下结晶45min，得到的结晶溶液送入离心机固液分离；
S7、精馏处理：从离心机分离出来的滤饼进入再熔融罐加热熔融后通过输送泵以流量1150L/h送入薄膜蒸发器，控制薄膜蒸发器温度130℃之间，真空5Kpa之间精馏，得到纯度≥99.9wt％的BHET；滤饼中残留的轻组分蒸汽经蒸发器气相出口进入冷凝器冷凝，收集到接收罐，泵入溶剂回收系统，提纯后返回解聚工序循环利用；
S8、聚合工序：从薄膜蒸发器出来的BHET经过输送泵，泵入第一预缩聚反应釜，在真空15KPa、温度265℃、停留50min，完成第一步预缩聚，再进入第二预缩聚反应釜，在真空10KPa、温度265℃、停留55min，完成第二预缩聚，最后进入终缩聚反应釜，在95Pa的真空下，274℃温度下，停留95min，完成缩聚反应。
利用本实施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0.665dl/g、熔点为261℃、端羧基含量为26mol/t、L值为69、b值为2.8、灰分为0.05％。
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材料与乙二醇按照一定的比例投入到熔融罐，在升温搅拌器作用下，控制温度升高到一定范围内加热熔融，熔融完成后送入解聚釜；
S3、解聚反应：
向解聚釜内加入复合催化剂；投入催化剂后解聚釜温度升高到一定温度进行解聚反应，反应完全后得到对苯二甲酸乙二酯也即BHET溶液；
S4、脱色处理：
反应后得到的BHET溶液送入脱色塔脱色；得到了脱色后的BHET；
S5、去除金属离子：
将脱色后的BHET送入离子交换塔脱中去除金属离子；
S6、冷却结晶、离心分离：
去除金属离子后的溶液在真空条件下结晶，得到的结晶溶液送入离心机固液分离；
S7、精馏处理：
从离心机分离出来的滤饼先进入再熔融罐进行加热熔融，而后送入薄膜蒸发器，在一定温度和真空度条件下精馏得到纯度≥99.9wt％的BHET；
S8、聚合反应：
将精馏得到的BHET溶液通过连续缩聚生成PET熔体；
S9、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，经过金属分离的废旧PET材料与乙二醇的投料质量比为1∶1.2～1∶1.8之间；和/或，
控制温度范围在200℃～280℃；加热熔融时间为20～40min之间。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤S3中，所述复合催化剂包括：20～40wt％的醋酸锌，60～80wt％的碳酸钠；所述复合催化剂的添加比例为0.2～5wt％；和/或，
反应釜内控制温度在200℃～260℃发生1.5～4小时的解聚反应。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤S4中，所述脱色塔容积为V m3，分别向脱色塔加入3/5～4/5V m3的BHET溶液2.5V～25V Kg的活性白土，搅拌至完全脱色，脱色后的混合液经过滤器过滤后，得到脱色后的BHET溶液。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤S5在离子交换塔中，将BHET溶液冷却到75～90℃后送入袋式过滤器，将袋式过滤器中的空气从顶部放空阀排空，顺流经过阳离子交换器和阴离子交换器；
其中，控制BHET溶液的进料量为2～3m3/h；袋式过滤器的工作压力在0.2mpa以下，阳离子交换器工作压力在0.15mpa以下，阴离子交换器工作压力在0.1mpa以下。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤S6中，控制在30℃～50℃下结晶30～90min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤S7的精馏步骤中，通过输送泵以流量1100～1300L/h送入薄膜蒸发器，控制薄膜蒸发器温度120～160℃之间，真空2～7Kpa之间。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
步骤S7中，滤饼中残留的轻组分蒸汽经蒸发器气相出口进入冷凝器冷凝，收集到接收罐，泵入溶剂回收系统，提纯后返回解聚工序循环利用。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤S9中：PET熔体经过铸带头喷出条状熔体，送入水下切粒机进行冷却切粒，其中冷却水温控制在30～40℃间，切粒后进行切片干燥，通过常温鼓风离心干燥2～5min。
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：
Figure FDA0002753823000000031
CN202011200551.4A 2020-10-30 2020-10-30 一种废旧pet材料制备pet切片的方法及制品 Withdrawn CN114437329A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011200551.4A CN114437329A (zh) 2020-10-30 2020-10-30 一种废旧pet材料制备pet切片的方法及制品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011200551.4A CN114437329A (zh) 2020-10-30 2020-10-30 一种废旧pet材料制备pet切片的方法及制品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114437329A true CN114437329A (zh) 2022-05-06

Family

ID=81357404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011200551.4A Withdrawn CN114437329A (zh) 2020-10-30 2020-10-30 一种废旧pet材料制备pet切片的方法及制品

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114437329A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116284710A (zh) * 2023-05-22 2023-06-23 广东绿王新材料有限公司 一种废旧聚酯涤纶纤维化学循环利用制备聚酯切片的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116284710A (zh) * 2023-05-22 2023-06-23 广东绿王新材料有限公司 一种废旧聚酯涤纶纤维化学循环利用制备聚酯切片的方法
CN116284710B (zh) * 2023-05-22 2023-11-24 广东绿王新材料有限公司 一种废旧聚酯涤纶纤维化学循环利用制备聚酯切片的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110964188B (zh) 一种循环再生阳离子切片的生产方法
CN114437328A (zh) 一种废旧pet材料制备pet切片的方法及制品
CN104710601B (zh) 废旧pet材料脱色回收制备高纯pet切片的方法及制品
CN112646135B (zh) 有色废旧聚酯纺织品连续制备可纺级无色再生聚酯的方法
KR20210007946A (ko) 폐기 폴리에스테르 재료의 연속 알코올 분해 연속 에스테르 교환 회수 방법
CN111424328B (zh) 一种包含气相抽提、液相萃取的尼龙熔体直纺方法
CN114437322A (zh) 一种废旧pet材料制备pet切片的方法及制品
CN107337618B (zh) 一种同时提高盐酸二甲双胍纯度及收率的生产方法
CN110423192A (zh) 一种氨纶dmac/醋酸有机废液的回收方法
CN114437329A (zh) 一种废旧pet材料制备pet切片的方法及制品
CN112646134A (zh) 有色废旧聚酯纺织品连续制备可纺级无色再生聚酯的方法
CN115073415A (zh) 一种制备高纯度乙交酯的方法
CN113387920A (zh) 从乳酸低聚物到高光学纯度聚合级丙交酯的连续生产方法及装置
JP2004217871A (ja) 染着ポリエステル繊維からの有用成分回収方法
CN113087885B (zh) 一种循环再生聚酯切片的生产方法
CN210560194U (zh) 一种尼龙-6聚合工艺中低聚物分离系统
JP2005330444A (ja) 繊維状ポリエステルからエステルモノマーを回収する方法
CN109970612B (zh) 一种己内酰胺浓缩液分离的工艺
JP2022013942A (ja) 高純度ビス－（２－ヒドロキシエチル）テレフタレートの製造方法、再生ポリエチレンテレフタレート、脱色溶媒およびビス－（２－ヒドロキシエチル）テレフタレートの精製方法
CN113680128A (zh) 一种聚芳硫醚树脂的连续洗涤净化系统及净化方法
CN106831390A (zh) 一种利用废旧pet薄膜制备单体pta的方法
CN110436692B (zh) 一种用于半光常规纺尼龙6切片生产的回收浓缩液处理工艺
CN108409536B (zh) 一种从抗氧剂1010母液的醇解液滤渣中回收季戊四醇的方法
CN220715552U (zh) 季铵盐化合物的纯化系统
JP4005301B2 (ja) ポリエステル廃棄物からの有効成分回収方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20220506