CZ296379B6 - Zpusob prepracování odpadního polyethylentereftalátu jeho tepelným rozkladem - Google Patents

Zpusob prepracování odpadního polyethylentereftalátu jeho tepelným rozkladem Download PDF

Info

Publication number
CZ296379B6
CZ296379B6 CZ20050173A CZ2005173A CZ296379B6 CZ 296379 B6 CZ296379 B6 CZ 296379B6 CZ 20050173 A CZ20050173 A CZ 20050173A CZ 2005173 A CZ2005173 A CZ 2005173A CZ 296379 B6 CZ296379 B6 CZ 296379B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
waste
polyethylene terephthalate
thermal decomposition
acid
polyethyleneterephthalate
Prior art date
Application number
CZ20050173A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2005173A3 (cs
Inventor
Kusý@Jaroslav
Andel@Lukás
Safárová@Marcela
Vales@Josef
Original Assignee
Výzkumný ústav pro hnedé uhlí, a. s.
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 Výzkumný ústav pro hnedé uhlí, a. s. filed Critical Výzkumný ústav pro hnedé uhlí, a. s.
Priority to CZ20050173A priority Critical patent/CZ296379B6/cs
Publication of CZ2005173A3 publication Critical patent/CZ2005173A3/cs
Publication of CZ296379B6 publication Critical patent/CZ296379B6/cs

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/143Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Zpusob spocívá v tepelném zpracování odpadního polyethylentereftalátu v pyrolýzní peci za neprístupu vzduchu, jehoz produktem je smes kyseliny tereftalové a kyseliny benzoové a dále vysoce cistý uhlík. Ze smesi je kyselina tereftalová oddelena vhodnými separacními postupy a muze být recyklována provýrobu nového polyethylentereftalátu, prípadne vyuzita pro syntézu jiných produktu organické chemie. Kyselina benzoová muze být po separaci a precistení pouzita pro organické syntézy. Vysoce cistý uhlík (90 az 95 %) je mozné pouzít v ruzných prumyslových odvetvích jako redukcní nebo nauhlicovací cinidlo.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká způsobu tepelného zpracování odpadního polyethylentereftalátu za nepřístupu vzduchu, jehož produktem je směs kyseliny tereftalové a kyseliny benzoové a dále čistý uhlík. Ze směsi je kyselina tereftalová oddělena vhodnými separačními postupy a může být recyklována pro výrobu nového polyethylentereftalátu případně využita pro syntézu jiných produktů organické chemie. Kyselina benzoová může být po separaci a přečištění použita pro organické syntézy. Čistý uhlík je možné použít v různých průmyslových odvětvích jako redukční nebo nauhličovaní činidlo.
Dosavadní stav techniky
V současné době se polethylentereftalát řadí k běžně používaným plastům, získává se reakcí kyseliny tereftalové (TPA) a ethylenglykolu (EG). Touto reakcí vzniká bis-hydroxyethylereftalát (BHTP), který polymeruje na polyethylentereftalátu (PET). Reakce probíhají podle následujícího schématu:
TPA + 2 EG —► BHTP + 2H2O n BHTP -> PET + n-1 EG
Vlastnosti polyethylentereftalátu předurčují tento plast mimo jiné k výrobě obalů pro nápoje. Oplakované použití těchto obalů však nelze uskutečnit, neboť dosud nebyl technologicky vyřešen problém jejích sterilizace před dalším použitím. Obaly z tohoto materiálu jsou tedy nevratné a končí po jediném použití většinou na skládkách nebo ve spalovnách.
Recyklování tohoto materiálu je možno podle dosavadního stavu techniky realizovat fyzikálně nebo chemicky. Fyzikální recyklace spočívá zpravidla v rozdrcení polyethylentereftalátového odpadu s případným odstraněním nevhodných příměsí, tavení získané drtě za vzniku granulátu a následné zpracování jako v původní panenské hmoty. Nevhodné příměsi, pocházejí např. z víček a etiket lahví, je možno odstranit gravitační separátní nebo praním vodou s využitém flotace. Tímto způsobem získaný recyklovaný granulát je možno zpravidla využít pro výrobky s nižšími požadavky na čistotu, například pro výrobu geotextilií.
Chemická recyklace využívá zpravidla reverzibility výše uvedených reakcí, kterými z výchozích surovin, tedy z kyseliny tereftalové a ethylenglykolu, polethylentereftalát vzniká. Hydrolýzou esterových vazeb při určité teplotě a tlaku a/nebo působením vhodných chemických látek se tedy získají původní výchozí suroviny, ze kterých je možno po přečištění zhotovit hygienicky nezávadné výrobky, například PET lahve. Hydrolýzu odpadních plastů na bázi polyesterů, polyamidů a polykarbonátů pomocí přehřáté páry uvádí např. americký patent US 4 605 762. Hydrolýza těchto odpadních materiálů je vedena kontinuálně v autoklávu při teplotě 200 až 300 °C a tlaku alespoň 1,5 MPa. Tepelná energie vstupující páry vyhřívá autokláv a vyrovnává enthalpickou bilanci hydrolytické reakce, avšak zpracovávaná polymemí surovina musí do autoklávu vstupovat již ve formě taveniny. Jiný způsob regenerace čisté kyseliny tereftalové z odpadního polyethylentereftalátu uvádí mezinárodní přihláška vynálezu WO 97/24310. Řešení podle tohoto zveřejněného dokumentu využívá alkalické hydrolýzy vodným roztokem hydroxidu alkalického kovu nebo hydroxidu kovu alkalických zemin v přítomnosti smáčedla, jehož funkci je urychlení procesu. Produktem reakce je alkalický hydrolyzát, z něhož se okyselením získá samotná kyselina tereftalová. Je také známo, že rozklad odpadního polyethylentereftalátu lze také uskutečnit alkoholýzou, nejčastěji glykolýzou nebo methanolýzou.
-1 CZ 296379 B6
Český patent 288 622 uvádí způsob recyklace odpadního polyethylentereftalátu, který spočívá v kombinaci fyzikálních a chemických kroků. V prvním kroku je netříděná drť použitých polyethylentereftalátových výrobků převedena do křehké formy krystalizací, ke zkrystalování polyethylentereftalátu dojde temperováním vstupní drtě na teplotu 140 až 190 °C po dobu až 5 60 minut. Takto zpracovaná drť je podrobena mletí, načež jsou nežádoucí nerozemleté příměsi odděleny proséváním. V druhém kroku je předčištěná drť vystavena dvojstupňové hydrolýze, v prvním stupni nástřikem vodní páry do taveniny polymeru a v druhém stupni reakcí produktů z prvního stupně s hydroxidem amonným, přičemž nerozpustné podíly jsou odstraněny filtrací. Z vodného roztoku produktů hydrolýzy druhého stupně je kyselina tereftalová vysrážena přídavío kem kyseliny sírové a následně oddělena filtrací a filtrátu je oddělen rektifikací ethandiol. Patentová přihláška DE 197 47 688 popisuje způsob zpracování materiálů, obsahujících lignin nebo kyselinu lignisulfonovou zahříváním na teplotu do cca 350 °C, při kterém se získávají fenoly, aldehydy, estery, případně ketony, a to v závislosti na podmínkách zpracování. V redukčním až neutrálním prostředí dochází k tvorbě fenolů, v neutrálním až mírně oxidačním k tvorbě alde15 hydů, ve středně oxidačním k tvorbě esterů a v silně oxidačním prostředí k tvorbě ketonů.
Z výše uvedeného stručného popisu je zřejmé, že zpracování odpadního polyethylentereftalátu za účelem jeho plnohodnotné recyklace je složitý proces náročný na spotřebu energie, citlivý na změny ve složení vstupní suroviny, použití zařízení, kvalitu obsluhy a další faktory.
Podstata vynálezu
Obtíže a nedostatky dosavadního stavu techniky do značné míry zjednodušuje způsob tepelného 25 zpracování odpadního polyethylentereftalátu bez přístupu vzduchu podle vynálezu, který spočívá v tom, že se polyethylentereftalová vsádka vloží do pyrolýzní pece (retorty) a podrobí se tepelnému rozkladu za vzniku směsi kyseliny tereftalové a kyseliny benzoové, ze které se kyselina tereftalová a benzoová oddělí separačními prostupy. Tuhým zbytkem tohoto tepelného rozkladu je uhlík s vlastnostmi vhodnými pro využití v různých průmyslových odvětvích. Čistota uhlíku je 30 od 90 do 95 % hmotnostních.
Výhoda tohoto vynálezu spočívá v tom, že se mohou zpracovávat s odpadním polyethylentereftalátem také přítomné příměsi (polyethylenová a polypropylenová víčka, papírové etikety s podíly lepidla).
Polyethylentereftalová vsádka se výhodně před tepelným rozkladem podrobí drcení.
Pyrolýzní pec se vsádkou odpadního polyethylentereftalátu je zahřívána postupně na teplotu 350 až 430 °C až do rozkladu polyethylentereftalátu. Současně je do pyrolýzní pece dávkována 40 kontinuálně vodní pára nebo vnášen vhodný plyn, přednostně dusík. Zvolené médium je přidáváno až do ukončení tepelného rozkladu a případně následného ochlazení pece.
Produkty tepelného rozkladu jsou jímány jako směs kyseliny tereftalové a benzoové do vhodného kondenzačního zařízení, např. vodní pračky. Suspenze směsi kyseliny je oddělena od kapalné 45 fáze dekantací, filtrací nebo odstředěním a podrobí se sušení při teplotě s výhodou do 60 °C.
Kyselina benzoová a kyselina tereftalová se ze společné směsi vzájemně odseparují na základě jejich podílné rozpustnosti ve vhodných organických rozpouštědlech a ve vodě. Přednostně je možno použít jako organická rozpouštědla methanol, ethanol, případně další nižší alifatické alko50 holý, dále chloroform, benzen a diethylether.
Kyselina tereftalová, resp. benzoová se ze suspenze oddělí dekantací nebo filtrací, načež se mohou podrobit sušení při teplotě s výhodou do 50 °C.
Pevným produktem tepelného rozkladu polyethylentereftalátu je uhlík čistoty 90 až 95 %, který se po ochlazení a vyjmutí z pyrolýzní pece upraví mletím na vhodnou zrnitost pro další použití.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Vsádka odpadního polyethylentereftalátu znečištěného polyethylenem a papírem s podílem lepidla se podrobí drcení a připravená drť se vloží do pyrolýzní pece (retorty). Pyrolýzní pec se vyhřívá s nárůstem teploty 2,70 °C/min. na teplotu 310 °C, po dosažení této teploty se začne kontinuálně dávkovat do pece vodní pára v množství 4,5 až 5,0 cm3/min. Teplota pyrolýzy se nyní postupně zvyšuje s teplotním gradientem 1,00 °C/min. až na teplotu 420 °C, při níž je udržována po dobu 60 min.
Směs organických kyselin (tereftalová a benzoová) je jímána do vodní předlohy ochlazené na teplotu pod 15 °C a suspenze je oddělena od kapalné fáze dekantací a filtrací s následným sušením při teplotě 50 °C.
Vysušená směs kyselin se rozdělí na čistou kyselinu benzoovou a čistou kyselinu tereftalovou na základě rozdílné rozpustnosti těchto kyselin v methanolu, v němž se kyselina benzoová rozpouští. V methanolu nerozpuštěný podíl je kyselina tereftalová, která se oddělí odstředěním, promyje vodou, filtruje a vysuší při teplotě 50 až 60 °C.
Roztok kyseliny benzooví v methanolu se odpaří (zahustí) při teplotě 60 až 70 °C na nejméně Ά původního objemu a poté se přidá voda v takovém množství, aby se kyselina benzoová vyloučila. Suspenze kyseliny ve vodně-alkoholickém roztoku se zfíltruje a odfiltrovaná kyselina se suší při teplotě 60 °C.
Příklad 2
Vsádka odpadního polyethylentereftalátu znečištěného polyethylenem a papírem s podílem lepidla se podrobí drcení a připravená drť se vloží do pyrolýzní pece (retorty). Pyrolýzní pec se s nárůstem teploty 2,70 °C/min. na teplotu 340 °C, po dosažení této teploty se začne kontinuálně dávkovat dusík s průtokem 5,0 cm3/min. Teplota pyrolýzy je postupně zvyšována s teplotním gradientem 0,5 °C/min. až na teplotu 420 °C, při níž je udržována po dobu 60 min.
Směs organických kyselin (převážně tereftalová a benzoová) je jímána do vodní pračky a následně do vodní předlohy ochlazené na teplotu pod 15 °C, kyseliny jsou z vodní suspenze je odděleny dekantací a filtrací s následným sušením při teplotě 50 °C.
Z vysušené směsi kyselin je provedena separace kyseliny benzoové a tereftalové na základě jejich rozdílné rozpustnosti v ethanolu, v němž se kyselina benzoová snadno rozpouští. V ethanolu nerozpuštěný podíl je kyselina tereftalová, která se oddělí odstředěním, promyje vodou, filtruje a vysuší při teplotě 50 až 60 °C.
Roztok ethanolu s rozpuštěnou kyselinou benzoovou se odpaří (zahustí) při teplotě 60 až 70 °C na nejméně /2 původního objemu a poté se přidá voda v takovém množství, aby se vyloučila kyselina benzoová. Vytvořená suspenze kyseliny ze zfíltruje a kyselina benzoová se suší při teplotě 60 °C.

Claims (4)

1. Způsob přepracování odpadního polyethylentereftalátu jeho tepelným rozkladem za nepřístupu vzduchu na směs kyseliny tereftalové, kyseliny benzoové a uhlík, vyznačující se tím, že vsádka odpadního polyethylentereftalátu jev pyrolýzní peci zahřívána rychlostí maximálně 3,0 °C/min. na teplotu 350 až 430 °C, přičemž alespoň po část doby zahřívání vsádky je do pyrolýzní pece dávkováno nosné médium pro transport produktů rozkladu ke kondenzaci, a kondenzací vytvořená suspenze kyselin se případně podrobí separaci.
2. Způsob přepracování odpadního polyethylentereftalátu jeho tepelným rozkladem podle nároku 1, vyznačující se tím, že vsádka odpadního polyethylentereftalátu je zahřívána ve dvou stupních, v prvním stupni rychlostí 2,5 až 3 °C/min, na teplotu 300 až 350 °C a ve druhém stupni rychlosti 0,5 až 1,0 °C/min. na teplotu 400 až 430 °C.
3. Způsob přepracování odpadního polyethylentereftalátu jeho tepelným rozkladem podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že nosné médium pro transport produktů rozkladu je do pyrolýzní pece dávkováno od teploty 300 až 350 °C.
4. Způsob přepracování odpadního polyethylentereftalátu jeho tepelným rozkladem podle nároků laž3,vyznačující se tím, že nosným médiem je vodní pára, dusík nebo jejich směsi.
CZ20050173A 2005-03-16 2005-03-16 Zpusob prepracování odpadního polyethylentereftalátu jeho tepelným rozkladem CZ296379B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20050173A CZ296379B6 (cs) 2005-03-16 2005-03-16 Zpusob prepracování odpadního polyethylentereftalátu jeho tepelným rozkladem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20050173A CZ296379B6 (cs) 2005-03-16 2005-03-16 Zpusob prepracování odpadního polyethylentereftalátu jeho tepelným rozkladem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2005173A3 CZ2005173A3 (cs) 2006-03-15
CZ296379B6 true CZ296379B6 (cs) 2006-03-15

Family

ID=36969045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20050173A CZ296379B6 (cs) 2005-03-16 2005-03-16 Zpusob prepracování odpadního polyethylentereftalátu jeho tepelným rozkladem

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ296379B6 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2433115C1 (ru) * 2010-04-26 2011-11-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" Способ каталитического пиролиза отходов полиэтилентерефталата с получением бензойной кислоты

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2433115C1 (ru) * 2010-04-26 2011-11-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" Способ каталитического пиролиза отходов полиэтилентерефталата с получением бензойной кислоты

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2005173A3 (cs) 2006-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5770162B2 (ja) 加水分解によるplaのケミカルリサイクル
WO2003033581A1 (fr) Procede de recyclage de bouteille pet
Park et al. Poly (ethylene terephthalate) recycling for high value added textiles
TWI389941B (zh) Self-dyed polyester fiber for recycling useful ingredients
RU2263658C2 (ru) Способ химической реутилизации отработанного полиэтилентерефталата
KR100983349B1 (ko) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (pet) 폐기물의 화학적재활용 방법
JP3715812B2 (ja) ポリエチレンテレフタレート廃棄物のケミカルリサイクル方法
CZ307751B6 (cs) Způsob získání kyseliny tereftalové z odpadního polyethylentereftalátu
WO2002042253A1 (fr) Composition de dimethyl terephthalate et son procede de production
JP4080720B2 (ja) Petボトルのリサイクル方法
JP2024502864A (ja) ポリエステルの解重合方法
JP2024502493A (ja) ポリエステルの脱色方法およびこれを含むポリエステルの解重合方法
JP2003128626A (ja) ポリエステル繊維廃棄物からのテレフタル酸回収方法
JP2009173554A (ja) ペットボトル廃棄物より色相を改善したテレフタル酸ジメチルを回収する方法
JP2004323411A (ja) ポリエステル廃棄物のリサイクル方法
JP4065658B2 (ja) ポリエチレンテレフタレート繊維廃棄物からの有効成分回収方法
CZ296379B6 (cs) Zpusob prepracování odpadního polyethylentereftalátu jeho tepelným rozkladem
JP2002167469A (ja) ポリエステル廃棄物のリサイクルシステムとその方法
JP4937521B2 (ja) ポリエステルより高純度モノマーを回収する方法及び高純度モノマー、ポリエステル
JP2001192492A (ja) 精製熱可塑性ポリエステル樹脂の製造方法
TW591049B (en) Method for recycling PET bottle
CZ20041056A3 (cs) Zpusob fyzikálne-chemické recyklace odpadního polyethylentereftalátu
KR20240071303A (ko) 폴리에스테르의 기계화학적 해중합 방법
JP2003128600A (ja) 樹脂ボトル廃棄物からのテレフタル酸の製造方法
JP2004323664A (ja) ポリアルキレンテレフタレートのリサイクル方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20200316