CN219010196U

CN219010196U - 一种聚乙醇酸废料的回收系统

Info

Publication number: CN219010196U
Application number: CN202320140216.2U
Authority: CN
Inventors: 胡云; 刘佳新; 刘飞; 戴成勇; 孟凡华; 刘丽丽; 邵俊; 吕长超; 韩强; 李延生; 陈琢; 刘望军; 王婧; 吕建宁; 吴飞; 王旭; 李静
Original assignee: Inner Mongolia Rongxin Chemical Co ltd; Wison Engineering Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Rongxin Chemical Co ltd; Wison Engineering Ltd
Priority date: 2023-01-14
Filing date: 2023-01-14
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2033-01-14

Abstract

本实用新型公开了一种聚乙醇酸废料的回收系统，其中聚乙醇酸废料的回收系统包括破碎机、洗液罐、洗涤槽、烘干机、醇罐、解聚釜、过滤器、一级蒸发器、二级蒸发器、乙醇酸酯冷凝器及乙醇酸酯储罐。优点在于：本实用新型的聚乙醇酸废料的回收工艺及系统在解聚步骤中采用新型可回收的醇解催化剂，针对反应特点选择内部设有W型筛板的新型固定床反应器作为解聚装置，提高了反应速度，降低了生产成本；通过将二级蒸发得到的废渣循环利用，提高了原料利用率和反应转化率，同时可减少固废的产生；通过设置多级蒸发分离系统提高产品质量，提纯工艺简单。

Description

一种聚乙醇酸废料的回收系统

技术领域：

本实用新型涉及化工产品技术领域，尤其涉及一种聚乙醇酸废料的回收系统。

背景技术：

聚乙醇酸(PGA)是一种生物可降解材料，具有优秀的生物相容性、机械加工性和气体阻隔性，广泛应用于生物医疗、包装材料、生活日用品等领域。目前，我国万吨级生产规模的聚乙醇酸项目已逐步开工建设和投产，聚乙醇酸的产量飞速上升，聚乙醇酸生产废料也急剧增加。聚乙醇酸生产废料主要成分为未充分聚合的乙醇酸低聚物和聚乙醇酸产品废弃物，虽然这部分废料可以在自然界中完全降解，但是其最终的降解产物水、二氧化碳难以回收再利用，造成了巨大的资源浪费。为了提高资源的综合利用率和生产产率，回收利用聚乙醇酸生产废料的技术引起业内的广泛关注。

目前回收聚乙醇酸生产废料的方法主要分为物理回收法和化学回收法。物理回收法是指通过破碎整合、加热熔融和再生提纯等步骤得到含有较多杂质且性能低下的低值附加品，此类产品不可重复回收利用，经济效益低，不利于提高资源的利用率。化学回收法是指通过热裂解、醇解等解聚过程，将废料转化为聚乙醇酸合成过程中所用原料再次参与到聚乙醇酸的合成中，是实现聚乙醇酸生产废料循环利用的有效方式。

醇解法是工业上降解回收聚酯类和聚乳酸废料的常用方法，利用醇解法回收聚乙醇酸生产废料的主要原理是利用醇类与聚乙醇酸生产废料反应生成聚乙醇酸的生产原料乙醇酸酯。通过醇解法处理聚乙醇酸生产废料，一方面得到了生产聚乙醇酸的生产原料，具有较高的经济效益，另一方面减少了固废产生，同时可降低生产成本。例如，专利US6706843B1利用乙二醇再催化剂的作用下醇解废旧聚酯，但该过程采用固态聚酯和液态乙二醇发生固-液非均相反应，反应速率慢，乙二醇用量大，浓缩醇解物过程能耗高；专利US5264617使用大量传统强酸作为催化剂催化废旧聚乳酸的醇解，该方法虽然得到85％收率的乳酸甲酯，但所用催化剂不可回收且工艺复杂。

实用新型内容：

针对现有醇解法普遍存在醇解反应时间长，催化剂活性不稳定且难以回用，醇类利用率低、消耗量大，产物提纯困难、工序繁琐、产率较低等问题，本实用新型的目的在于提供一种聚乙醇酸废料的回收系统。

本实用新型由如下技术方案实施：一种聚乙醇酸废料的回收系统，包括破碎机、洗液罐、洗涤槽、烘干机、醇罐、解聚釜、过滤器、一级蒸发器、二级蒸发器、乙醇酸酯冷凝器及乙醇酸酯储罐；

所述破碎机的出料口与所述洗涤槽的进料口连通，所述洗液罐的出口与所述洗涤槽的进液口连通，所述洗涤槽的废液出口与废液池的进口连通，所述洗涤槽的出料口与所述烘干机的进料口连通，所述烘干机的出料口与所述解聚釜的进料口连通，所述醇罐的出口与所述解聚釜的进料口连通，所述解聚釜的出料口与所述过滤器的进料口连通，所述过滤器的滤液出口与所述一级蒸发器的进口连通，所述一级蒸发器的出液口与所述二级蒸发器的进口连通，所述二级蒸发器的废渣出口分别与所述解聚釜的进料口及所述废液池的进口连通，所述二级蒸发器的气相出口与所述乙醇酸酯冷凝器的热介质进口连通，所述乙醇酸酯冷凝器的热介质出口与所述乙醇酸酯储罐的进口连通。通过设置多级蒸发器，有利于得到高纯度的乙醇酸酯产物；通过将二级蒸发器的废渣出口与解聚釜的进料口连通，实现了对二级蒸发器产生的废渣的循环利用，保证了废渣中未完全解聚的组分的充分利用，有利于提高原料的利用率和乙醇酸酯的产率。

优选的，所述解聚釜为固定床反应器，所述固定床反应器包括夹套式圆筒形釜体，所述釜体的顶部设有进料口，所述釜体的底部设有出料口，在所述釜体内的上部和下部分别设有分流板，在所述分流板之间的所述釜体内部平行设有多层W型筛板，在所述W型筛板上设有催化剂层，在所述W型筛板下方设有至少一层固定筛板。在固定床反应器内设置W型筛板和固定筛板，可增大换热面积，延长反应物的停留时间，有利于反应的正向进行，提高反应产率；通过在釜体内设置分流板，可以防止反应物的流速过快，使反应物有序进入和流出釜体。

优选的，所述催化剂层的厚度不超过所述釜体高度的1/5。

优选的，所述催化剂层为负载型催化剂，所述负载型催化剂的活性组分为氧化镁、氧化钴、氧化铁、氧化铜、氧化锡或氧化镍中的任意一种及其组合，所述负载型催化剂的载体为SBA-15、SBA-16、MCM-41或MCM-48中的任意一种，所述负载型催化剂为蜂窝式或中空圆柱体，所述负载型催化剂的活性组分占所述载体质量的0.5％-8％。

优选的，还包括催化剂回收罐，所述过滤器的滤渣出口与所述催化剂回收罐的进口连通。通过对催化剂的回收再利用，减少了固废产生的同时大大降低了生产成本。

优选的，还包括醇冷凝器、醇回收罐，所述一级蒸发器的气相出口与所述醇冷凝器的热介质进口连通，所述醇冷凝器的热介质出口与所述醇回收罐的进口连通，所述醇回收罐的出口与所述醇罐的进口连通。通过对未反应的醇进行冷凝回收利用，降低了醇的消耗。

本实用新型的优点：本实用新型的聚乙醇酸废料的回收系统及工艺的生产效率高、能耗低、适合工业化，具有较好的社会效益和经济效益：(1)在解聚步骤中采用新型可回收的醇解催化剂，针对反应特点选择内部设有W型筛板的新型固定床反应器作为解聚装置，提高了反应速度，降低了生产成本；(2)通过将二级蒸发得到的废渣循环利用，提高了原料利用率和反应转化率，同时可减少固废的产生；(3)通过设置多级蒸发分离系统提高产品质量，提纯工艺简单。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1的系统连接示意图；

图2为实施例1中固定床反应器的结构示意图；

图中：1、破碎机，2、洗液罐，3、洗涤槽，4、烘干机，5、醇罐，6、固定床反应器，61、釜体，62、进料口，63、出料口，64、分流板，65、W型筛板，66、催化剂层，67、固定筛板，7、过滤器，8、一级蒸发器，9、二级蒸发器，10、乙醇酸酯冷凝器，11、乙醇酸酯储罐，12、催化剂回收罐，13、醇冷凝器，14、醇回收罐，15、废液池。

具体实施方式：

以下对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1：

如图1-2所示，一种聚乙醇酸废料的回收系统，包括破碎机1、洗液罐 2、洗涤槽 3、烘干机 4、醇罐 5、固定床反应器 6、过滤器7、一级蒸发器 8、二级蒸发器 9、乙醇酸酯冷凝器 10、乙醇酸酯储罐11、催化剂回收罐12、醇冷凝器13及醇回收罐14。

固定床反应器6包括夹套式圆筒形釜体61，釜体61的顶部设有进料口 62，釜体61的底部设有出料口 63，在釜体61内的上部和下部分别设有分流板64，在分流板64之间的釜体61内部平行设有三层W型筛板 65，在W型筛板65上设有催化剂层 66，催化剂层66的厚度为釜体61高度的1/5，在W型筛板65下方设有一层固定筛板67。

破碎机1的出料口63与洗涤槽3的进料口62连通，洗液罐2的出口与洗涤槽3的进液口连通，洗涤槽3的废液出口与废液池15的进口连通，洗涤槽3的出料口63与烘干机4的进料口62连通，烘干机4的出料口63与解聚釜的进料口62连通，醇罐5的出口与解聚釜的进料口62连通，解聚釜的出料口63与过滤器7的进料口62连通，过滤器7的滤渣出口与催化剂回收罐12的进口连通，过滤器7的滤液出口与一级蒸发器8的进口连通，一级蒸发器8的气相出口与醇冷凝器13的热介质进口连通，醇冷凝器13的热介质出口与醇回收罐14的进口连通，醇回收罐14的出口与醇罐5的进口连通，一级蒸发器8的出液口与二级蒸发器9的进口连通，二级蒸发器9的废渣出口分别与解聚釜的进料口62及废液池15的进口连通，二级蒸发器9的气相出口与乙醇酸酯冷凝器10的热介质进口连通，乙醇酸酯冷凝器10的热介质出口与乙醇酸酯储罐11的进口连通。

工作说明：

将聚乙醇酸废料送入破碎机1破碎得到直径为1mm的废料颗粒，将废料颗粒和洗液罐2中的乙酸乙酯送入洗涤槽3中，搅拌洗涤20min除去废料颗粒表面的油污及杂质后，送入烘干机4，在80℃下烘干得到处理好的废料颗粒，洗涤槽3内的废液排入废液池15。将处理好的废料颗粒与甲醇送入固定床反应器6，在催化剂Fe₂O₃@MCM-48(Fe₂O₃负载量为4％)、210℃、1.5KPa条件下解聚4h，得到固液混合物，将固液混合物送入过滤器进行过滤，滤渣排入催化剂回收罐12，滤液送入一级蒸发器8，在80℃、100KPa下进行蒸发提纯，得到的气相为未反应的甲醇，将气相的甲醇送入醇冷凝器13冷凝后送入醇回收罐14并作为反应物送入固定床反应器6，将一级蒸发器8中的余液送入二级蒸发器9，在70KPa、150℃下进行二次蒸发，得到的气相产物为乙醇酸酯，经乙醇酸酯冷凝器10冷凝后送入乙醇酸酯储罐11，二级蒸发器9中剩余废渣的总质量的20％排放至废液池15，其余废渣输送回固定床反应器6进行解聚反应。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种聚乙醇酸废料的回收系统，其特征在于，包括破碎机、洗液罐、洗涤槽、烘干机、醇罐、解聚釜、过滤器、一级蒸发器、二级蒸发器、乙醇酸酯冷凝器及乙醇酸酯储罐；

所述破碎机的出料口与所述洗涤槽的进料口连通，所述洗液罐的出口与所述洗涤槽的进液口连通，所述洗涤槽的废液出口与废液池的进口连通，所述洗涤槽的出料口与所述烘干机的进料口连通，所述烘干机的出料口与所述解聚釜的进料口连通，所述醇罐的出口与所述解聚釜的进料口连通，所述解聚釜的出料口与所述过滤器的进料口连通，所述过滤器的滤液出口与所述一级蒸发器的进口连通，所述一级蒸发器的出液口与所述二级蒸发器的进口连通，所述二级蒸发器的废渣出口分别与所述解聚釜的进料口及所述废液池的进口连通，所述二级蒸发器的气相出口与所述乙醇酸酯冷凝器的热介质进口连通，所述乙醇酸酯冷凝器的热介质出口与所述乙醇酸酯储罐的进口连通。

2.根据权利要求1所述的一种聚乙醇酸废料的回收系统，其特征在于，所述解聚釜为固定床反应器，所述固定床反应器包括夹套式圆筒形釜体，所述釜体的顶部设有进料口，所述釜体的底部设有出料口，在所述釜体内的上部和下部分别设有分流板，在所述分流板之间的所述釜体内部平行设有多层W型筛板，在所述W型筛板上设有催化剂层，在所述W型筛板下方设有至少一层固定筛板。

3.根据权利要求2所述的一种聚乙醇酸废料的回收系统，其特征在于，所述催化剂层的厚度不超过所述釜体高度的1/5。

4.根据权利要求2所述的一种聚乙醇酸废料的回收系统，其特征在于，所述催化剂层为负载型催化剂，所述负载型催化剂的活性组分为氧化镁、氧化钴、氧化铁、氧化铜、氧化锡或氧化镍中的任意一种，所述负载型催化剂的载体为SBA-15、SBA-16、MCM-41或MCM-48中的任意一种，所述负载型催化剂为蜂窝式或中空圆柱体，所述负载型催化剂的活性组分占所述载体质量的0.5％-8％。

5.根据权利要求1所述的一种聚乙醇酸废料的回收系统，其特征在于，还包括催化剂回收罐，所述过滤器的滤渣出口与所述催化剂回收罐的进口连通。

6.根据权利要求1所述的一种聚乙醇酸废料的回收系统，其特征在于，还包括醇冷凝器、醇回收罐，所述一级蒸发器的气相出口与所述醇冷凝器的热介质进口连通，所述醇冷凝器的热介质出口与所述醇回收罐的进口连通，所述醇回收罐的出口与所述醇罐的进口连通。