CN1260205C - 一种解聚聚对苯二甲酸丙二醇酯废料的方法 - Google Patents
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Abstract
一种解聚聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法是以甲醇为解聚剂,将聚对苯二甲酸丙二醇酯与甲醇的重量比为1∶1-20,解聚反应温度介于150-300℃之间,压力为甲醇自生成压力,解聚时间为0.1-10.0小时。聚对苯二甲酸丙二醇酯的废料解聚为对苯二甲酸二甲酯(DMT)和1,3-丙二醇(PDO)。本发明具有工艺流程简单、易于操作、定向生成单体产物DMT和PDO的优点。
Description
技术领域
本发明属于一种解聚处理废旧聚酯的方法,具体说涉及一种解聚处理聚对苯二甲酸丙二醇酯废料的方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是一种性能优异的聚酯纤维,兼有了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的刚性,又有了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的柔性,而且其回弹性相当于尼龙,尺寸稳定性和染色性均优于PET和PBT,因此可广泛用于纺织、工程塑料等领域。随着PTT工艺的不断完善、生产成本的下降、应用市场的开拓,其生产和消费将会有广阔的前景;大量的生产和使用,必然带来了大量的废料的堆积处理。如何处理生产中的边角料、废品,以及使用后的废弃品等废料,有效地循环利用、节省资源、减少环境污染已经成为迫切需要解决的问题。
目前有关新型聚酯材料PTT的回收方法有碱性水解法、超临界甲醇法进行处理。碱性水解法是使用二醇类,如乙二醇、二甘醇等为溶剂,在强碱性介质(如NaOH、KOH)中实现的,反应产物为对苯二甲酸二钠盐和1,3-丙二醇;然后对苯二甲酸二钠盐再用盐酸等中和生成对苯二甲酸。碱性水解法直接使用强碱性介质参与反应,对设备的要求非常高,而且反应后处理需要使用酸性介质中和,后处理比较麻烦。超临界甲醇解聚法,反应温度要求必须在260℃以上,反应压力要求大于8MPa,反应产物为对苯二甲酸二甲酯和丙二醇;但该工艺的缺点是超临界反应操作条件比较苛刻、工艺设备要求高。
发明内容
本发明目的在于提供一种解聚PTT废料的方法,该工艺过程简单、条件温和、定向生成对苯二甲酸二甲酯和丙二醇。
本发明是这样实现的:以废旧的PTT为原料,甲醇作为反应溶剂,在热甲醇的状态下解聚PTT,得到产物为对苯二甲酸二甲酯(DMT)和1,3-丙二醇(PDO)。
本发明的具体步骤如下:
(1)将经过洗涤、干燥除去杂质的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)废料粉碎成5.0-50毫米的颗粒,待用;
(2)将步骤(1)得到的颗粒和甲醇按重量比1∶(1-20),加入到带有搅拌装置的高压反应釜中;
(3)通入惰性气体置换出反应体系内的氧气;
(4)然后将反应体系升温至150-300℃之间,操作压力为甲醇自生成压力,反应时间为0.1-10小时;
(5)待反应完成后,将反应体系降温、结晶、过滤、甲醇洗涤,干燥即得固体产物对苯二甲酸二甲酯;滤液经精馏分离可得1,3-丙二醇(PDO)和甲醇,其中甲醇还可重复使用。
为了提高反应产物中DMT的含量在第(2)步骤中还可以加入0.1-10wt%的催化剂。
如上所述的PTT废料和甲醇重量比最好是1∶(2-10)。
如上所述的操作温度最好是180-300℃。
如上所述的操作时间最好是0.2-2.0小时。
如上所述的催化剂可以是醋酸锌(ZnAc2),醋酸锰(MnAc2),醋酸钴(CoAc2)或醋酸铅(PbAc2)。
如上所述的惰性气体为氮气或氩气。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1.本发明是在热甲醇的介质中实现的,操作条件温和,解聚工艺和后处理工艺简单。
2.该工艺过程,可定向生成单体产物为DMT和PDO。
3.通过本技术所得的PDO经进一步提纯净化可用于与DMT重新反应,合成新的聚酯;甲醇可重复使用,直接用作解聚反应的溶剂。
4.本技术可以使用催化剂,而且催化剂可以不需要回收,而直接在甲醇中重复使用,继续参与解聚PTT的反应。
具体实施方式
实施例1
在安装有搅拌、控温等装置的高压反应釜中加入将经过洗涤、干燥除去杂质,取将其粉碎成5.0-20毫米的PTT颗粒9.02克和90.42克甲醇,氮气置换反应体系中残存的氧气,在240℃、3.8MPa的条件下反应2小时后,降温、结晶、过滤、甲醇洗涤,所得固体产物干燥后称重为8.50克。固体产物中单体DMT的含量为93.2%,对苯二甲酸二丙二醇酯(BHPT)及低聚物含6.4%,所含不溶物为0.4%;滤液中PDO的含量为2.89克,PTT聚酯的解聚度可达98.5%。
实施例2
解聚设备条件按实施例1,高压反应釜内加入粉碎成10-30毫米的15.03克PTT颗粒和90.60克甲醇。解聚反应于300℃、4.8MPa下进行1小时后,降温、结晶、过滤、甲醇洗涤,所得固体产物干燥后称重为13.21克。固体产物中单体DMT的含量为95.8%,BHPT及低聚物含4.2%;滤液中PDO的含量为5.19克,PTT的解聚度可达99.5%。
实施例3
解聚设备条件按实施例1,高压反应釜内加入粉碎成5.0-10毫米的22.02克PTT颗粒和88.40克甲醇。解聚反应于260℃、3.8MPa,使用5%ZnAc2为催化剂,反应进行3小时后,降温、结晶、过滤、甲醇洗涤,所得固体产物干燥后称重为18.25克。固体产物中单体DMT的含量为85.9%,BHPT及低聚物为12.8%,所含不溶物为1.3%;滤液中PDO的含量为7.07克,PTT的解聚度可达96.5%。
实施例4
解聚设备条件按实施例1,高压反应釜内加入粉碎成10-15毫米的9.02克的PTT颗粒和90.8克甲醇。解聚反应于180℃、1.5MPa,使用8%CoAc2为催化剂,进行5小时后,降温、结晶、过滤、甲醇洗涤,所得固体产物干燥后称重为8.35克。固体产物中单体DMT的选择性为74.5%,BHPT及低聚物等杂质的含量为21.3%,所含不溶物为4.2%;滤液中PDO的含量为2.45克,PTT的解聚度可达95.7%。
实施例5
解聚设备条件按实施例1,高压反应釜内加入粉碎成5.0-15毫米的15.02克的PTT颗粒和90.04克甲醇。解聚反应于280℃、4.4MPa,使用0.1%MnAc2为催化剂下进行1小时后,降温、结晶、过滤、甲醇洗涤,所得固体产物干燥后称重为13.5克。固体产物中DMT的含量为97.3%,BHPT及低聚物为1.5%,所含不溶物为1.2%;滤液中PDO的含量为5.15克,PTT的解聚度可达98.3%。
实施例6
解聚设备条件按实施例1,高压反应釜内加入粉碎成5.0-40毫米的15.01克的PTT颗粒和90.20克甲醇。解聚反应于220℃、2.8MPa,使用2%PbAc2为催化剂下进行2小时后,降温、结晶、过滤、甲醇洗涤,所得固体产物干燥后称重为13.2克。固体产物中DMT的含量为85.5%,BHPT及低聚物为10.2%,所含不溶物为4.3%;滤液中PDO的含量为4.65克,PTT的解聚度可达96.5%。
实施例7
解聚设备条件按实施例1,高压反应釜内加入粉碎成20-50毫米的11.02克经过洗涤、干燥除去杂质等预处理的PTT颗粒和90.39克甲醇。升温、搅拌、升压,按实施例1的步骤进行,解聚反应于260℃、4.2MPa下进行20分钟后,降温、结晶、过滤、甲醇洗涤,所得固体产物干燥后称重为9.2克。固体产物中DMT的含量为72.4%,BHPT及低聚物为16.3%,所含不溶物为11.3%,滤液中PDO的含量为5.65克,PTT的解聚度可达90.3%。
Claims (6)
1、一种解聚聚对苯二甲酸丙二醇酯废料的方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)将经过洗涤、干燥除去杂质的聚对苯二甲酸丙二醇酯废料粉碎成5.0-50毫米的颗粒,待用;
(2)将步骤(1)得到的颗粒和甲醇按重量比1∶1-20,加入到带有搅拌装置的高压反应釜中,同时加入重量百分比为0.1-10%的催化剂;
(3)通入惰性气体置换出反应体系内的氧气;
(4)然后将反应体系升温至150-300℃之间,操作压力为甲醇自生成压力,反应时间为0.1-10小时;
(5)待反应完成后,将反应体系降温、结晶、过滤、甲醇洗涤,干燥即得固体产物对苯二甲酸二甲酯;滤液经精馏分离可得1,3-丙二醇和甲醇,其中甲醇还可重复使用。
2、如权利要求1所述的一种解聚聚对苯二甲酸丙二醇酯废料的方法,其特征在于所述的聚对苯二甲酸丙二醇酯废料和甲醇重量比是1∶2-10。
3、如权利要求1所述的一种解聚聚对苯二甲酸丙二醇酯废料的方法,其特征在于所述的解聚反应温度是180-300℃。
4、如权利要求1所述的一种解聚聚对苯二甲酸丙二醇酯废料的方法,其特征在于所述的解聚反应时间是0.2-2.0小时。
5、如权利要求1所述的一种解聚聚对苯二甲酸丙二醇酯废料的方法,其特征在于所述的催化剂是醋酸锌、醋酸锰、醋酸钴或醋酸铅。
6、如权利要求1所述的一种解聚聚对苯二甲酸丙二醇酯废料的方法,其特征在于所述的惰性气体为氮气或氩气。
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