DE19643479A1 - Verfahren zur Herstellung von Polyethylenterephthalat aus Polyethylenterephthalat-Abfall - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Polyethylenterephthalat aus Polyethylenterephthalat-AbfallInfo
- Publication number
- DE19643479A1 DE19643479A1 DE19643479A DE19643479A DE19643479A1 DE 19643479 A1 DE19643479 A1 DE 19643479A1 DE 19643479 A DE19643479 A DE 19643479A DE 19643479 A DE19643479 A DE 19643479A DE 19643479 A1 DE19643479 A1 DE 19643479A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- bhet
- temperature
- water
- ethylene glycol
- stage
- 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.)
- Granted
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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/03—Preparation of carboxylic acid esters by reacting an ester group with a hydroxy group
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyethylen
terephthalat (PET) aus Polyethylenterephthalat-Abfall durch Spaltung
mit Ethylenglykol Abtrennung von Bis(hydroxyethylen)terephthalat
(BHET) aus dem Spaltgemisch und Veresterung und Polykondensation des
BHET mit Terephthalsäure.
PET wird in großem Ausmaß produziert, um daraus Produkte, wie z. B.
textile Fasern oder Verpackungsmaterialien, herzustellen. Nach dem
Gebrauch dieser Produkte fallen erhebliche Mengen an Abfällen an, die
im wesentlichen aus PET bestehen. Oftmals liegen dabei Vermischungen
mit anderen polymeren Stoffen, wie Polyvinylchlorid, Polyolefinen und
anderen, vor. Aus ökologischen wie auch aus ökonomischen Überlegungen
ist es sinnvoll, zumindest die Hauptkomponente der Abfälle, das PET, in
einer Form dem Produktionsprozeß wieder zuzuführen, die eine
uneingeschränkte Verwendung des neu hergestellten PET zuläßt.
Die Spaltung von PET-Abfällen mit Hilfe von Ethylenglykol, nachfolgende
Filtration und Polykondensation des Spaltgemisches unter Abdestillation
von Ethylenglykol und Reaktionswasser ist bekannt (GB-Patent 610 136,
US-Patent 3 222 299, EP-A 0 174 062). Diese Verfahren eignen sich
jedoch nur für reine, unbenutzte PET-Abfälle ohne Zusätze. Andernfalls
wird verunreinigtes Glykolysat bzw. PET erhalten, das für die Mehrzahl
der Anwendungen ungeeignet ist. Die in Faserabfällen enthaltenen
Mattierungsmittel können durch Behandlung des Spaltgemisches mit
Aktivkohle, Celit, Bentonit oder dergleichen und nachfolgende
Filtration entfernt werden (IT-Patent 702 065). Die Mehrzahl der
Verunreinigungen erfordert jedoch, das bei der Spaltung gebildete BHET
vor der erneuten Polymerisation einer Umkristallisation aus Wasser zu
unterwerfen (GB-Patent 610 136, DD-Patent 13 537, JP-B 70-41215, IN-Patent
143 323, EP-A 0 723 951), oder das BHET zunächst zu
Terephthalsäure und Ethylenglykol zu hydrolysieren und diese dann durch
Kristallisation bzw. Destillation zu reinigen (EP-A 0 641 366).
Problematisch hierbei ist die der Reinigungsstufe vorangehende
Abtrennung des BHET von dem Spaltgemisch. Das BHET fällt als amorphe
bis feinst-kristalline, schwer abtrennbare Masse an. Im Kleinstmaßstab,
ausgehend von 1 bis 2,5 g PET werden durch Erkalten auf 0°C
BHET-Ausbeuten von 55 bis 70% bei Einsatz von Ethylenglykol und von
etwa 82% bei Einsatz von Mutterlauge erreicht (DE-B 1 052 394). Bei
schneller Abkühlung auf 90 bis 100°C und nachfolgender langsamer
Abkühlung auf 20°C werden, ausgehend von 20 g PET, Ausbeuten von etwa
75% (IN-Patent 143 323) erzielt. Diese im Kleinstmaßstab beobachteten
Ergebnisse sind im großtechnischen Maßstab aber nicht realisierbar. Es
wird ein breiartiges Gemisch erhalten, von dem die glykolhaltige
Flüssigkeit nur sehr unvollständig abgetrennt werden kann.
Es ist des weiteren bekannt, aus den Monomeren synthetisiertes BHET mit
Terephthalsäure in Gegenwart eines Katalysators zu PET umzusetzen
(GB-Patent 775 030, US-Patent 3 070 575). Die Verwendung von aus
PET-Abfall gewonnenem BHET wird nicht erwähnt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Wirtschaftlichkeit der
Gewinnung von PET hoher Qualität aus PET-Abfall durch Spaltung mit
Ethylenglykol und nachfolgende Polykondensation im technischen Maßstab
gegenüber den bekannten Verfahren zu verbessern. Insbesondere ist es
Aufgabe der Erfindung, die Kristallisation des BHET im Spaltgemisch
derart zu gestalten, daß ausschließlich große, nahezu quantitativ von
der Flüssigphase abtrennbare Kristalle entstehen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren
gemäß den Angaben der Patentansprüche. Dieses Verfahren ist dadurch
gekennzeichnet, daß
- a) Polyethylenterephthalat-Abfall in Gegenwart eines Glykolyse-Katalysators mit der 7 bis 15fachen, vorzugsweise 9 bis 12fachen, molaren Menge Ethylenglykol (bezogen auf Ethylenterephthalat-Einheit) während 3 bis 8 h auf Siedetemperatur erhitzt wird und das erhaltene Spaltgemisch bei 70 bis 100°C und einer Filterfeinheit von 1 bis 50 µ, vorzugsweise 10 bis 30 µ, filtriert wird,
- b) das heiße Filtrat durch Zusatz der 0,5 bis 2fachen, vorzugsweise 1 bis 1,5fachen, Gewichtsmenge Ethylenglykol mit einer Temperatur von 10 bis 25°C und erforderlichenfalls Wärmeaustausch in weniger als 10 min, vorzugsweise weniger als 3 min, auf eine Temperatur T1 gleich 30 bis 40°C abgekühlt und 2 bis 15 min, vorzugsweise 2 bis 10 min, bei T1 gehalten wird,
- c) das Filtrat-Gemisch der Temperatur T1 mit einer Aufheizgeschwindigkeit von mindestens 2 bis 10°C/min auf eine mindestens um 5°C höhere Temperatur T2 gleich 35 bis 45°C erhitzt und 30 bis 120 min, vorzugsweise 40 bis 80 min, bei T2 gehalten wird,
- d) das Filtrat-Gemisch der Temperatur T2 mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 0,02 bis 2°C/min auf eine Temperatur T3 gleich 15 bis 25°C abgekühlt und das daraus auskristallisierende BHET durch Zentrifugieren mit mindestens 1000 G, vorzugsweise 2500 G bis 5000 G, von der glykolhaltigen Flüssigkeit abgetrennt wird,
- e) das abgetrennte BHET in der 2 bis 15fachen, vorzugsweise 5 bis 10fachen Gewichtsmenge Wasser bei 50 bis 100°C gelöst wird, die Lösung bei dieser Temperatur 5 bis 120 min, vorzugsweise 20 bis 40 min, mit 0,1 bis 10 Gew.-% (bezogen auf BHET) eines Adsorbens, vorzugsweise 1 bis 8 Gew.-% Aktivkohle und/oder Kieselgur, behandelt wird, und das Adsorbens bei 40 bis 100°C durch Filtrieren oder Zentrifugieren von der BHET-Lösung abgetrennt wird,
- f) das BHET bei 0 bis 25°C aus der BHET-Lösung auskristallisiert wird, und die BHET-Kristalle durch Filtrieren oder Zentrifugieren von der wasserhaltigen Flüssigkeit abgetrennt, mit der 0,2 bis 15fachen, vorzugsweise 1 bis 2fachen, Gewichtsmenge Waschwasser von 0 bis 25°C gewaschen und wahlweise bis zu einer Restfeuchte von 0,001 bis 1,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 Gew.-%, getrocknet werden,
- g) die BHET-Kristalle mit der 0,2 bis 1fachen, vorzugsweise 0,5 bis 0,9fachen, molaren Menge Terephthalsäure versetzt und in Gegenwart üblicher Katalysatoren, unter Abtrennung von Ethylenglykol und Reaktionswasser, bei 250 bis 290°C und 0,5 bis 2,0 bar (abs.) umgesetzt und anschließend bei 250 bis 300°C unter stufenweiser Absenkung des Druckes bis auf etwa 1 mbar zu Polyethylenterephthalat polykondensiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet zur Aufarbeitung sämtlicher
gängiger, farbloser oder gefärbter Abfälle aus PET und dessen
modifizierte Copolymere (bis etwa 20 Gew.-% Comonomer), wie Faser- und
Folienabfälle und insbesondere zerkleinerte PET-Flaschen.
Als Glykolyse-Katalysator eignen sich polyesterlösliche Zink-, Mangan-,
Titan-, Cobalt-, Germanium- und/oder Antimon-Verbindungen in einer
Menge von 0,05 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf PET-Abfall. Vorzugsweise
werden die Acetate, und besonders bevorzugt Zinkacetat in einer Menge
von 0,1 bis 0,8 Gew.-% eingesetzt.
Das in Stufe a) und Stufe b) zuzusetzende Ethylenglykol besteht aus
frischem Ethylenglykol und/oder aus prozeßintern aus Stufe d) und/oder
Stufe g) rückgeführtem Ethylenglykol. Je nach Anteil der
Verunreinigungen, z. B. Comonomere und Oligomere, kann das
Ethylenglykol vor der Rückführung ganz oder teilweise einer
destillativen Reinigung unterworfen werden.
Die Spaltung des PET erfolgt bei Siedetemperatur und vorzugsweise
Atmosphärendruck, also bei etwa 200°C. Die Anwendung von leichtem
Unterdruck bis etwa 0,8 bar (abs.) oder von Überdruck bis zu etwa
10 bar bei entsprechender Siedetemperatur ist möglich.
Durch eine geeignete Temperaturführung während der Kristallisation des
BHET im Spaltgemisch läßt sich die Größe und damit die Abtrennbarkeit
der BHET-Kristalle steuern. Dabei ist eine kurzzeitige, starke
Übersättigung der Lösung zur Keimbildung und eine anschließende,
längere Kristallwachstumsphase bei niedriger Übersättigung vorzusehen.
Zusammen mit einer erheblichen Konzentrationserniedrigung, verbunden
mit einer Abkühlung der Lösung durch Zugabe von kaltem Ethylenglykol
wird eine Suspension erhalten, aus der das Kristallisat auch im
technischen Maßstab quantitativ abgetrennt werden kann. Durch geeignete
Wahl des Trennverfahrens kann dabei der verbleibende Gehalt an
Ethylenglykol im Kristallisat stark herabgesetzt werden. Durch die
temperaturgeführte Kristallisation ist es weiterhin möglich,
Begleitstoffe wie molekulare Modifikatoren des PET gezielt aus der
Suspension zu entfernen. Verbunden mit einer Filtration des noch nicht
kristallisierten Glykolysats ist eine weitgehende Abtrennung von
Verunreinigungen des PET durch andere polymere Stoffe wie auch von
Verschmutzungen anderer chemischer Natur möglich.
Die abgetrennten BHET-Kristalle werden in heißem Wasser erneut
aufgelöst, und diese Lösung, vorzugsweise bei Atmosphärendruck, mit
Adsorbentien, wie Aktivkohle, Kieselgur, Zeolithe oder Aluminiumoxide,
behandelt, wodurch vorwiegend farbige Verunreinigungen einschließlich
Farbstoffe entfernt werden. Die nachfolgende Abtrennung des Adsorbens
erfolgt durch Filtration bei einer Filterfeinheit von 1 bis 50 µ,
insbesondere 10 bis 30 µ oder vorzugsweise durch Zentrifugieren mit
mindestens 100 G, insbesondere 1000 G bis 4000 G. Gleichzeitig werden
die bei der Spaltung als Nebenprodukt anfallenden, in heißem Wasser
unlöslichen kurzkettigen Oligomere abgeschieden.
Die abgetrennte wäßrige Lösung wird danach möglichst schnell durch
externe Kühlung auf 0 bis 25°C abgekühlt und das BHET
auskristallisiert. Im Gegensatz zu der Kristallisation aus dem
ethylenglykol-haltigen Spaltgemisch bereitet diese Kristallisation aus
wäßriger Phase keine besonderen Probleme. Die BHET-Kristalle lassen
sich ohne weiteres durch Filtrieren bei einer Filterfeinheit von 1 bis
200 µ, vorzugsweise 30 bis 100 p, oder durch Zentrifugieren mit
mindestens 500 G, vorzugsweise 1000 G bis 3000 G, von der wäßrigen
Phase abtrennen. Gegebenenfalls kann die abgetrennte wäßrige Phase
einer weiteren Kristallisation zur Rückgewinnung von
Bis(hydroxyethylen)carboxylaten mit einer besseren Wasserlöslichkeit
als BHET, wie Bis(hydroxyethylen)isophthalat, unterworfen werden. Nach
dem abschließenden Waschen mit Wasser oder mit einer überwiegend Wasser
enthaltenden Lösung liegt die Restfeuchte der BHET-Kristalle bei 10 bis
30 Gew.-%. Die feuchten BHET-Kristalle können direkt in die
nachfolgende Veresterungsstufe eingespeist werden, wobei die Feuchte
dann zusammen mit den Reaktionsbrüden abgetrieben wird. Um ein
Zusammenkleben der Kristalle während einer möglicherweise
erforderlichen Zwischenlagerung zu verhindern, ist eine weitergehende
thermische Trocknung unter Atmosphärendruck oder unter Vakuum jedoch
zweckmäßig.
Die abgetrennte wäßrige Phase wird vorzugsweise erneut zum Auflösen
der BHET-Kristalle in Stufe e) eingesetzt. Bei größerer Konzentration
an Verunreinigungen wird zweckmäßigerweise ein Teil aus dem Prozeß
ausgeschleust. Das Waschwasser wird vorzugsweise in den Waschprozeß
rückgeführt.
Die Ausbeute an BHET beträgt bei chargenweiser Verfahrensweise 65 bis
95%, insbesondere etwa 80%, bezogen auf theoretisch aus PET-Abfall
erhältlichem BHET. Eventuell im PET-Abfall enthaltene Comonomere mit
Hydroxylgruppen verbleiben weitgehendst in der glykolhaltigen Phase der
Stufe d) und können gegebenenfalls hieraus zurückgewonnen werden.
Dieses BHET mit folgenden Eigenschaften:
Schmelzpunkt. etwa 110°C
Säurezahl etwa 0,15 meq/kg
Verseifungszahl: 441 bis 443 mg KOH/g
Gelbgrad etwa 0,7
Säurezahl etwa 0,15 meq/kg
Verseifungszahl: 441 bis 443 mg KOH/g
Gelbgrad etwa 0,7
kann ohne weitere Zusätze zu PET polykondensiert werden. Dabei fallen
jedoch erhebliche Mengen an Ethylenglykol an, die ohne eine thermische
Aufarbeitung nicht weiter verwendbar sind. Die Polykondensation von
BHET unter Zugabe der entsprechenden molaren Menge an Terephthalsäure
ermöglicht es, dieses Ethylenglykol zur Herstellung von PET zu nutzen.
Das BHET wird mit der stöchiometrischen oder vorzugsweise leicht
unterstöchiometrischen Menge Terephthalsäure von Polyester-Qualität in
Gegenwart eines üblichen Katalysators bei 250 bis 290°C und 0,5 bis
2,0 bar (abs.), vorzugsweise 1,0 bar, unter Abtrennung von
Reaktionswasser und überschüssigem Ethylenglykol zunächst umgesetzt und
anschließend in an sich bekannter Weise bei 250 bis 300°C unter
stufenweiser Absenkung des Druckes bis zum Erreichen der gewünschten
Instrinsic-Viskosität polykondensiert. Gegebenenfalls kann eine
Polykondensation in fester Phase angeschlossen werden. Als
Katalysatoren kommen Verbindungen des Antimons, Titans, Germaniums,
Siliciums und/oder Aluminiums, insbesondere Antimontriacetat in einer
Menge von 50 bis 350 ppm Antimon in Betracht. Das abgetrennte Ethylen
glykol kann nach destillativer Trennung von dem Reaktionswasser in
Stufe a) und/oder Stufe b) rückgeführt werden.
Sofern Copolyester erwünscht sind, kann die Terephthalsäure teilweise
durch andere Dicarbonsäuren, vorzugsweise Isophthalsäure oder
2,6-Naphthalindicarbonsäure, ersetzt sein. Auch der Zusatz anderer
Diole, wie Diethylenglykol oder 1,4-Cyclohexandimethanol ist möglich.
Die Summe der Comonomeren sollte etwa 20 Gew.-%, bezogen auf BHET,
nicht überschreiten. Des weiteren können übliche Polyester-Additive,
wie Stabilisatoren, Antioxydantien, Kettenverzweigungsmittel,
Mattierungsmittel und/oder Farbstoffe zugegeben werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann diskontinuierlich oder
kontinuierlich ausgeführt werden. Es ist auch möglich, die Stufen a)
bis f) diskontinuierlich und Stufe g) kontinuierlich durchzuführen. In
diesem Fall wird das in Stufe f) gewonnene BHET bis auf eine
Restfeuchte von maximal 1,0 Gew.-% getrocknet und solange
zwischengelagert, bis eine für die kontinuierliche Weiterverarbeitung
ausreichende Menge vorliegt.
Die hier angegebenen Produkt-Eigenschaften wurden, wie folgt,
ermittelt:
Die Schmelzpunktbestimmung erfolgte durch DSC (Differential Scanning
Calorimetry) mit einem Gerät der Firma Mettler bei einer Aufheizrate
von 10°C/min.
Die Säurezahl wurde durch potentiometrische Titration mit 0,1 n
ethanolischer Kalilauge einer Lösung von BHET in N,N-Dimethylformamid
bestimmt.
Die Verseifungszahl wurde durch Verseifung mit 0,5 n Kalilauge in
1-Propanol/Ethylenglykol (4 : 1 Vol. Tle.) und Rücktitration ermittelt.
Der Gelbgrad (Yellowness Index) wurde ermittelt, indem in einem
Dreibereichsfarbmeßgerät der Farbton der BHET-Probe mit drei
Fotozellen,. denen je ein Rot-, Grün- bzw. Blau-Filter vorgeschaltet
ist, gemessen wurde (X-, Y- und Z-Werte), wobei
Gelbgrad = 100 [(1,277 . X - 1,06 . Z)/Y]
Die Intrinsic-Viskosität (I.V.) wurde bei 25°C an einer Lösung von
500 mg Polyester in 100 ml eines Gemisches aus Phenol und
1,2-Dichlorbenzol (3 : 2 Gew.-Teile) gemessen.
Diethylenglykol (DEG) wurde gaschromatographisch im bei 200°C im
Bombenrohr erhaltenen Umesterungsgemisch von 1 g Polyester mit 30 ml
Methanol und 50 mg/l Zinkacetat ermittelt.
Die COOH-Endgruppenkonzentration wurde durch photometrische Titration
mit 0,05 n ethanolischer Kalilauge gegen Bromthymolblau einer Lösung
des Polyesters in einem Gemisch aus o-Kresol und Chloroform
(70 : 30 Gew.-Teile) bestimmt.
Die Bestimmung des Trübungsgrades in "nephelometrischen Trübungsein
heiten" (NTU) erfolgte an einer 10 Gew.-%igen Lösung von Polyester in
Phenol/1,2-Dichlorbenzol (3 : 2 Gew.-Teile) mit einem Nephelometer der
Firma Hach (Typ XR, nach US-Patent 4 198 161) in einer Küvette mit
22,2 mm Durchmesser. Gemessen wurde die Intensität des Streulichtes im
Vergleich zu einer Formazin-Standardlösung und abzüglich des Wertes des
reinen Lösungsmittels (etwa 0,3 NTU).
Die Messung des Hunter-Farbwertes b erfolgte an im Trockenschrank bei
135 + 5° während 1 h kristallisiertem und anschließend gemahlenen
(< 400 µm) Polyestergranulat. Der Farbwert wurde ermittelt, indem in
einem Dreibereichsfarbmeßgerät der Farbton der Polyesterprobe mit drei
Fotozellen; denen je ein Rot-, Grün- bzw. Blau-Filter vorgeschaltet
ist, gemessen wurde (X-, Y- und Z-Werte), wobei
In einen Rührkessel mit Rückflußkühler wurden 100 kg zerkleinerter
PET-Flaschen, 323 kg Ethylenglykol und 0,5 kg Zinkacetatdihydrat
vorgelegt und 6 h unter Sieden gehalten. Nach Abkühlung auf etwa 80°C
wurde das Spaltgemisch durch ein 20 µ-Filter in ein Mantelgefäß mit
423 kg Ethylenglykol von etwa 20°C filtriert. Durch den Gefäßmantel
wurde gleichzeitig Kühlwasser mit einer Temperatur von etwa 12°C
geleitet. Nach etwa 3 min war die Temperatur des Filtrat-Ethylenglykol-Gemisches
auf 35°C abgesunken. Das Kühlwasser wurde abgeschaltet und
nach 5 min durch ein zirkulierendes Heizmedium mit einer Temperatur von
etwa 60°C ersetzt. Nach etwa 1 min war die Temperatur des Filtrat-Gemisches
auf 40°C angestiegen. Die Zirkulation des Heizmediums wurde
nun soweit gedrosselt, daß diese Temperatur von 40°C 60 min lang
gehalten werden konnte. Anschließend wurde wiederum auf Kühlwasser von
etwa 12°C umgeschaltet. Nach Erreichen einer Temperatur von etwa 20°C
wurde das Filtrat-Gemisch in eine Zentrifuge überführt und das
Kristallisat mit 3500 G von der glykolhaltigen Flüssigkeit
abzentrifugiert.
Erhalten wurden 235 kg Kristallisat mit einem Rest-Ethylenglykolgehalt
von 30 Gew.-%, die in 2350 kg (1 : 10) etwa 98°C heißem Wasser unter
Rühren gelöst wurden. Die Lösung wurde mit 9,4 kg (4 Gew.-%) Kieselgur,
Typ FW-14 der Firma United Minerals sowie 4,7 kg Aktivkohle, Typ
SA-X 300, der Firma Norit versetzt und 30 min bei etwa 98°C
weitergerührt. Nach Abkühlung der Lösung auf etwa 80°C wurden
Kieselgur und Aktivkohle über einen 20 µ-Filter abfiltriert und das
Filtrat auf Raumtemperatur (etwa 20°C) abkühlen gelassen. Nach einer
Verweilzeit von etwa 10 min (ab Filtration) wurde das
auskristallisierte BHET durch Zentrifugieren mit 2000 G abgetrennt und
die Kristallmasse mit etwa der gleichen Menge Wasser von Raumtemperatur
gewaschen und anschließend in einer Vakuumtrockenkammer bei 80°C bis
auf eine Restfeuchte von 0,5 Gew.-% getrocknet.
Erhalten wurden 103,2 kg (bezogen auf Trockenmasse) BHET-Kristalle mit
folgenden Eigenschaften:
Schmelzpunkt 110,6°C
Säurezahl: 0,16 meq/kg
Verseifungszahl: 442,0 mg KOH/g
Gelbgrad: 0,7
Säurezahl: 0,16 meq/kg
Verseifungszahl: 442,0 mg KOH/g
Gelbgrad: 0,7
Die 103,2 kg BHET wurden zusammen mit 45 kg Terephthalsäure und 55 g
Antimontriacetat in einem Rührreaktor mit Destillationskolonne 60 min
bei bis auf 270°C ansteigender Temperatur und Atmosphärendruck
verestert und anschließend 30 min unter allmählichem Absenken des
Druckes auf 50 mbar und gleichzeitigem Erhöhen der Temperatur auf
275°C vorkondensiert. Das Vorkondensat wurde in einen
Polykondensationsreaktor überführt, der Druck innerhalb von 45 min auf
weniger als 2 mbar (abs.) gesenkt, und danach das Vorkondensat bei bis
auf etwa 280°C ansteigender Temperatur während 130 min
polykondensiert. Danach wurde der Polyester aus dem Reaktor ausgetragen
und granuliert. Das PET-Granulat hatte folgende Eigenschaften:
Intrinsic-Viskosität: 0,686 dl/g
DEG-Gehalt: 0,76 Gew.-%
COOH-Endgruppen: 19 meq/kg
b-Farbwert: + 2,1
Trübung: 3 NTU
DEG-Gehalt: 0,76 Gew.-%
COOH-Endgruppen: 19 meq/kg
b-Farbwert: + 2,1
Trübung: 3 NTU
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von Polyethylenterephthalat aus
Polyethylenterephthalat-Abfall durch Spaltung mit Ethylenglykol,
Abtrennung von Bis(hydroxyethylen)terephthalat (BHET) aus dem
Spaltgemisch und Veresterung und Polykondensation des BHET mit
Terephthalsäure, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) Polyethylenterephthalat-Abfall in Gegenwart eines Glykolyse-Katalysators mit der 7 bis 15fachen molaren Menge Ethylenglykol während 3 bis 8 h auf Siedetemperatur erhitzt wird und das erhaltene Spaltgemisch bei 70 bis 100°C und einer Filterfeinheit von 1 bis 50 p filtriert wird,
- b) das heiße Filtrat durch Zusatz der 0,5 bis 2fachen Gewichtsmenge Ethylenglykol mit einer Temperatur von 10 bis 25°C und erforderlichenfalls Wärmeaustausch in weniger als 10 min auf eine Temperatur T1 gleich 30 bis 40°C abgekühlt und 2 bis 15 min bei T1 gehalten wird,
- c) das Filtrat-Gemisch mit der Temperatur T1 mit einer Aufheizgeschwindigkeit von mindestens 2 bis 10°C/min auf eine mindestens um 5°C höhere Temperatur T2 gleich 35 bis 45°C erhitzt und 30 bis 120 min bei T2 gehalten wird,
- d) das Filtrat-Gemisch mit der Temperatur T2 mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 0,02 bis 2°C/min auf eine Temperatur T3 gleich 15 bis 25°C abgekühlt und das daraus auskristallisierende BHET durch Zentrifugieren mit mindestens 1000 G von der glykolhaltigen Flüssigkeit abgetrennt wird,
- e) das abgetrennte BHET in der 2 bis 15fachen Gewichtsmenge Wasser bei 50 bis 100°C gelöst wird, die Lösung bei dieser Temperatur 5 bis 120 min mit 0,1 bis 10 Gew.-% (bezogen auf BHET) eines Adsorbens, wie Aktivkohle oder Kieselgur, behandelt wird, und das Adsorbens bei 40 bis 100°C durch Filtrieren oder Zentrifugieren von der BHET-Lösung abgetrennt wird,
- f) das BHET bei 0 bis 25°C aus der BHET-Lösung auskristallisiert wird, und die BHET-Kristalle durch Filtrieren oder Zentrifugieren von der wasserhaltigen Flüssigkeit abgetrennt, mit der 0,2 bis 15fachen Gewichtsmenge Waschwasser von 0 bis 25°C gewaschen und wahlweise bis zu einer Restfeuchte von 0,001 bis 1,0 Gew.-% getrocknet werden,
- g) die BHET-Kristalle mit der 0,2 bis 1fachen molaren Menge Terephthalsäure versetzt und in Gegenwart üblicher Katalysatoren, unter Abtrennung von Ethylenglykol und Reaktionswasser, bei 250 bis 290°C und 0,5 bis 2,0 bar (abs.) umgesetzt und anschließend bei 250 bis 300°C unter stufenweiser Absenkung des Druckes bis auf etwa 1 mbar zu Polyethylenterephthalat Polykondensiert werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ethylenglykol in Stufe a) und/oder Stufe b) zumindest teilweise
aus der in Stufe d) abgetrennten, glykolhaltigen Flüssigkeit
besteht.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
glykolhaltige Flüssigkeit vor Wiedereinsatz destillativ gereinigt
wird.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Wasser in Stufe e) zumindest teilweise aus
der in Stufe f) abgetrennten wasserhaltigen Flüssigkeit besteht.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Waschwasser innerhalb der Stufe f)
rückgeführt wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das in Stufe g) abgetrennte Ethylenglykol nach
destillativer Trennung von dem Reaktionswasser in Stufe a)
und/oder Stufe b) rückgeführt wird.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die in Stufe g) zugesetzte Terephthalsäure
teilweise durch eine andere Dicarbonsäure, wie Isophthalsäure oder
2,6-Naphthalindicarbonsäure, ersetzt ist, und zwar in einer Menge
von 0 bis 20 Gew.-%, bezogen auf BHET.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Glykolyse-Katalysator in Stufe a) eine
polyesterlösliche Zink-, Mangan-, Titan-, Cobalt-, Germanium- und/oder
Antimon-Verbindung in einer Menge von 0,05 bis
1,0 Gew.-%, bezogen auf Polyethylenterephthalat-Abfall, ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19643479A DE19643479B4 (de) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Verfahren zur Herstellung von Polyethylenterephthalat aus Polyethylenterephthalat-Abfall |
US08/920,681 US5869543A (en) | 1996-10-22 | 1997-08-29 | Process for the synthesis of polyethylene carboxylate from polyethylene carboxylate waste |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19643479A DE19643479B4 (de) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Verfahren zur Herstellung von Polyethylenterephthalat aus Polyethylenterephthalat-Abfall |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19643479A1 true DE19643479A1 (de) | 1998-04-23 |
DE19643479B4 DE19643479B4 (de) | 2006-04-20 |
Family
ID=7809392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19643479A Expired - Fee Related DE19643479B4 (de) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Verfahren zur Herstellung von Polyethylenterephthalat aus Polyethylenterephthalat-Abfall |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5869543A (de) |
DE (1) | DE19643479B4 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1120394A1 (de) * | 1999-08-04 | 2001-08-01 | Aies Co., Ltd. | VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG ODER REINIGUNG VON BIS--g(b)-HYDROXYETHYLTEREPHTHALAT |
CN113396003A (zh) * | 2019-02-01 | 2021-09-14 | Ifp 新能源公司 | 整合了解聚过程的生产聚对苯二甲酸酯的方法 |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1230415C (zh) * | 2000-07-31 | 2005-12-07 | 株式会社爱伊斯 | 二-β-羟乙基对苯二甲酸酯 |
US20050010017A1 (en) * | 2003-07-11 | 2005-01-13 | Blakely Dale Milton | Addition of UV inhibitors to pet process for maximum yield |
DE602004031762D1 (de) * | 2003-12-12 | 2011-04-21 | Kaneka Corp | Polyesterharzzusammensetzung und formkörper |
US20050267283A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-01 | Weaver Max A | Process for adding nitrogen containing methine light absorbers to poly(ethylene terephthalate) |
US7541407B2 (en) | 2004-05-27 | 2009-06-02 | Eastman Chemical Company | Process for adding methine UV light absorbers to PET prepared by direct esterification |
US7192988B2 (en) * | 2004-09-30 | 2007-03-20 | Invista North America S.Ar.L. | Process for recycling polyester materials |
US8877862B2 (en) | 2011-07-15 | 2014-11-04 | Saudi Basic Industries Corporation | Method for color stabilization of poly(butylene-co-adipate terephthalate |
US9334360B2 (en) | 2011-07-15 | 2016-05-10 | Sabic Global Technologies B.V. | Color-stabilized biodegradable aliphatic-aromatic copolyesters, methods of manufacture, and articles thereof |
US8933162B2 (en) | 2011-07-15 | 2015-01-13 | Saudi Basic Industries Corporation | Color-stabilized biodegradable aliphatic-aromatic copolyesters, methods of manufacture, and articles thereof |
US8946345B2 (en) | 2011-08-30 | 2015-02-03 | Saudi Basic Industries Corporation | Method for the preparation of (polybutylene-co-adipate terephthalate) through the in situ phosphorus containing titanium based catalyst |
US8901273B2 (en) | 2012-02-15 | 2014-12-02 | Saudi Basic Industries Corporation | Amorphous, high glass transition temperature copolyester compositions, methods of manufacture, and articles thereof |
US8969506B2 (en) | 2012-02-15 | 2015-03-03 | Saudi Basic Industries Corporation | Amorphous, high glass transition temperature copolyester compositions, methods of manufacture, and articles thereof |
US8889820B2 (en) | 2012-02-15 | 2014-11-18 | Saudi Basic Industries Corporation | Amorphous, high glass transition temperature copolyester compositions, methods of manufacture, and articles thereof |
US9828461B2 (en) | 2012-03-01 | 2017-11-28 | Sabic Global Technologies B.V. | Poly(alkylene co-adipate terephthalate) prepared from recycled polyethylene terephthalate having low impurity levels |
US9034983B2 (en) | 2012-03-01 | 2015-05-19 | Saudi Basic Industries Corporation | Poly(butylene-co-adipate terephthalate), method of manufacture and uses thereof |
US8895660B2 (en) | 2012-03-01 | 2014-11-25 | Saudi Basic Industries Corporation | Poly(butylene-co-adipate terephthalate), method of manufacture, and uses thereof |
US8901243B2 (en) | 2012-03-30 | 2014-12-02 | Saudi Basic Industries Corporation | Biodegradable aliphatic-aromatic copolyesters, methods of manufacture, and articles thereof |
DK2719529T3 (en) | 2012-10-10 | 2017-04-03 | Armacell Entpr Gmbh & Co Kg | Prevention of depolymerization of polyalkylene terephthalate in laminated structures |
US9255194B2 (en) | 2013-10-15 | 2016-02-09 | International Business Machines Corporation | Methods and materials for depolymerizing polyesters |
FR3030541B1 (fr) * | 2014-12-19 | 2017-02-03 | Ifp Energies Now | Procede de glycolyse du poly(terephtalate d'ethylene) en deux etapes reactionnelles |
CN105367415B (zh) * | 2015-11-13 | 2018-02-13 | 航天资源循环科技有限公司 | 一种废旧pet材料化学法回收循环再利用系统 |
CN105367425A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-03-02 | 航天资源循环科技有限公司 | 一种废旧pet材料化学法制取bhet单体提纯系统 |
CN107603435B (zh) * | 2017-09-14 | 2020-03-24 | 陕西理工大学 | 一种废旧pet制备树脂基复合材料弹性涂料的工艺方法 |
BR102018068454B1 (pt) * | 2018-09-12 | 2022-04-19 | Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Catalisadores e processo para obtenção de poliéster reciclado |
CN109456470B (zh) * | 2018-11-30 | 2021-03-09 | 江阴赛胜新材料有限公司 | 光学膜用聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备系统和方法 |
FR3092323B1 (fr) * | 2019-02-01 | 2021-06-04 | Ifp Energies Now | Procédé de production d’un polyester téréphtalate à partir d’un mélange monomérique comprenant un diester |
WO2021080777A1 (en) * | 2019-10-25 | 2021-04-29 | Eastman Chemical Company | Copolyesters produced from recycled copolyesters |
CN115698123A (zh) * | 2020-06-05 | 2023-02-03 | 科氏技术英国有限公司 | 用于制造低聚聚对苯二甲酸乙二酯(pet)底物的方法 |
WO2021245578A1 (en) * | 2020-06-05 | 2021-12-09 | Koch Technology Solutions, Llc | A method for manufacturing an oligomeric polyethylene terephthalate (pet) substrate |
DE102021212695A1 (de) | 2021-11-11 | 2023-05-11 | Thyssenkrupp Ag | Vorrichtung und verfahren zur herstellung eines polyester-depolymerisats sowie vorrichtung und verfahren zur herstellung eines polyesters |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD13537A (de) * | ||||
GB610136A (en) * | 1946-03-28 | 1948-10-12 | Royden Lewis Heath | Degradation of aromatic linear polyesters |
NL97591C (de) * | 1954-08-18 | |||
DE1052394B (de) * | 1956-05-26 | 1959-03-12 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung von Terephthalsaeure-bis-aethylenglykolester durch Abbau vo |
US3070575A (en) * | 1958-01-27 | 1962-12-25 | Du Pont | Process for the preparation of polyesters from dicarboxylic acids and bis (hydroxy-alkyl) esters |
US3222299A (en) * | 1961-10-16 | 1965-12-07 | Du Pont | Process of reclaiming linear terephthalate polyester |
JPS60248646A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-09 | Toray Ind Inc | ポリエステル屑の解重合方法 |
US4876378A (en) * | 1988-05-23 | 1989-10-24 | Eastman Kodak Company | Recovery of dialkyl naphthalene-2,6-dicarboxylates from naphthalene-2,6-dicarboxylic acid-containing polyesters |
BR9306379A (pt) * | 1992-05-18 | 1998-09-01 | Simon Michael West | Processos para remover contaminantes de components de tereftalato de polietileno (pet) para reciclar tereftalato de polietileno (pet) de fontes de pet usado e para reciclar tefeftalato de polietileno contendo dióis que não o etanodiol |
JP2825733B2 (ja) * | 1993-06-16 | 1998-11-18 | 帝人株式会社 | ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステルとテレフタル酸ジメチルエステルとの分別回収方法 |
IT1278166B1 (it) * | 1995-01-24 | 1997-11-17 | Ars Ing Srl | Processo per la preparazione di bis (2-idrossietil) teraftalato |
-
1996
- 1996-10-22 DE DE19643479A patent/DE19643479B4/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-08-29 US US08/920,681 patent/US5869543A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1120394A1 (de) * | 1999-08-04 | 2001-08-01 | Aies Co., Ltd. | VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG ODER REINIGUNG VON BIS--g(b)-HYDROXYETHYLTEREPHTHALAT |
EP1120394A4 (de) * | 1999-08-04 | 2002-07-24 | Aies Co Ltd | VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG ODER REINIGUNG VON BIS--g(b)-HYDROXYETHYLTEREPHTHALAT |
US6630601B1 (en) | 1999-08-04 | 2003-10-07 | Aies Company Limited | Methods for the preparation or purification of bis-β-hydroxyethyl terephthalate |
CN113396003A (zh) * | 2019-02-01 | 2021-09-14 | Ifp 新能源公司 | 整合了解聚过程的生产聚对苯二甲酸酯的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19643479B4 (de) | 2006-04-20 |
US5869543A (en) | 1999-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19643479A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyethylenterephthalat aus Polyethylenterephthalat-Abfall | |
EP0742251B1 (de) | Verfahren zur Wiederverwerkung von Polyethylenterephthalat enthaltenden Polymermischungen | |
DE19537930B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von klarsichtigem Polyester | |
DE69920025T2 (de) | Verfahren zur herstellung oder reinigung von bis-(beta)-hydroxyethylterephthalat | |
DE1520942C2 (de) | ||
DE69914773T2 (de) | Verfahren zur reinigung von 1,3-propandiol | |
DE2158560C2 (de) | Verfahren zum Depolymerisieren von Terephthalsäure-Äthylenglykol-Polyestern | |
DE19631068B4 (de) | Verfahren zur Beschleunigung der Polykondensation von Polyester | |
DE112014004266T5 (de) | Verfahren und Materialien zur Depolymersiationvon Polyestern | |
JP2006232701A (ja) | ポリエステル繊維屑からエステルモノマーを回収する方法 | |
KR20200061948A (ko) | 비스-2-하이드록시 에틸 테레프탈레이트 정제 방법 및 이를 이용한 폴리에스터 제조 방법 | |
DE102020203563A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines (Co-)Polyesters, (Co-)Polyester und Verwendungen hiervon | |
EP0815158B1 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von thermoplastischen polyestern | |
DE19638549A1 (de) | Zeolith-Katalysator zur Polykondensation von Polyester | |
EP2491012B1 (de) | Verwendung einer essigsäure-/wasser-lösungsmittelmischung zur herstellung von sulfoisophthalsäure mit geringem sulfatanteil und einem monolithiumsalz aus 5-sulfoisophthalsäure | |
TW202204500A (zh) | 高純度雙-(2-羥乙基)對苯二甲酸酯的製造方法、再生聚對苯二甲酸乙二酯、脫色溶劑及雙-(2-羥乙基)對苯二甲酸酯的精製方法 | |
DE69922533T2 (de) | Verfahren zur Reinigung und Dekontaminierung von Polyester | |
Datye et al. | Poly (ethylene terephthalate) waste and its utilisation: A review | |
AU680954B2 (en) | Process for recovering dicarboxylic acid with reduced impurities from polyester polymer | |
AU779311B2 (en) | Process for production of high-purity bis-beta-hydroxyethyl terephthalate | |
JP2004217871A (ja) | 染着ポリエステル繊維からの有用成分回収方法 | |
CN115843291A (zh) | 高纯度双-(2-羟乙基)对苯二甲酸酯的制造方法、再生聚对苯二甲酸乙二酯、脱色溶剂及双-(2-羟乙基)对苯二甲酸酯的精制方法 | |
DE2453450C2 (de) | Neue, flammwidrige, thermoplastische Polyester | |
DE60028530T2 (de) | Ein verfahren zur entfernung von titanoxid und roteisen von den depolymerisationsprodukten, die man durch glycolyse von polyestern, die titanoxid oder roteisen enthalten, mit ethylenglykol erhält | |
JP2002121173A (ja) | 粗ビス−β−ヒドロキシエチルテレフタレート精製方法および精製ビス−β−ヒドロキシエチルテレフタレート |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8125 | Change of the main classification |
Ipc: C08G 63/78 |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LURGI ZIMMER AG, 60388 FRANKFURT, DE |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ZIMMER AG, 60388 FRANKFURT, DE |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LURGI ZIMMER GMBH, 60388 FRANKFURT, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |