JP2002060543A - Method for recycling polyester waste - Google Patents
Method for recycling polyester wasteInfo
- Publication number
- JP2002060543A JP2002060543A JP2000250883A JP2000250883A JP2002060543A JP 2002060543 A JP2002060543 A JP 2002060543A JP 2000250883 A JP2000250883 A JP 2000250883A JP 2000250883 A JP2000250883 A JP 2000250883A JP 2002060543 A JP2002060543 A JP 2002060543A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terephthalate
- polyester waste
- polyester
- catalyst
- recovering
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
- C08J11/18—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material
- C08J11/22—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds
- C08J11/24—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds containing hydroxyl groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- 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
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエステル廃棄
物をリサイクルする方法に関し、さらに詳しくは、ポリ
アルキレンテレフタレートを主たる成分とするポリエス
テル廃棄物から、ケミカルリサイクルによって有効成分
を回収・再利用する方法に関する。The present invention relates to a method for recycling polyester waste, and more particularly, to a method for recovering and reusing an effective component from a polyester waste containing polyalkylene terephthalate as a main component by chemical recycling. .
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートは、その化
学的安定性が優れていることから、繊維、フイルム、樹
脂などの生活関連資材、飲料水、炭酸飲料用ボトル等の
食品分野などでの使用が急速に増大している。2. Description of the Related Art Polyethylene terephthalate is rapidly used in daily life-related materials such as fibers, films and resins, and in the food field such as drinking water and carbonated beverage bottles because of its excellent chemical stability. Is growing.
【0003】しかしながら、上記のような使用量の増大
に伴って大量に発生する、使用済みポリエチレンテレフ
タレート、あるいはポリエチレンテレフタレート製造段
階で発生する品質不適格品(以下、ポリエステル廃棄物
と称することもある。)の処理は、大きな社会問題とな
っている。However, used polyethylene terephthalate, which is generated in large quantities with the increase in the amount of use as described above, or an unqualified product generated in the stage of producing polyethylene terephthalate (hereinafter sometimes referred to as polyester waste). The treatment of ()) is a major social problem.
【0004】上記の問題に対して、ポリエステル廃棄物
をモノマーに変換・回収し、このモノマーを原料にして
再度重合反応によってポリエチレンテレフタレートを製
造し再利用する、いわゆるケミカルリサイクルが検討さ
れている。この方法は基本的にロスの無い、化合物の循
環再使用が可能であり、資源の再利用が可能となる。In order to solve the above-mentioned problem, so-called chemical recycling, in which polyester waste is converted into a monomer and recovered, and the monomer is used as a raw material to produce and reuse polyethylene terephthalate by a polymerization reaction has been studied. This method basically enables loss-free recycling of compounds and resource recycling.
【0005】このケミカルリサイクル方法としては、
(1)回収したポリエステル廃棄物をエチレングリコー
ル(以下、EGと略称することがある。)で解重合反応
し、ビス−β−ヒドロキシエチルテレフタレート(以
下、BHETと略称することがある。)及び末端にヒド
ロキシエチルエステル基を含む低重合体の混合物(以
下、低級オリゴマーと略称することがある。)を得て、
これを精製し、ポリエステル製品製造の中間原料として
回収する方法(特開2000−53802号公報な
ど。)、及び(2)回収したポリエステル廃棄物をEG
で解重合反応し、次いでメタノールを用いて置換エステ
ル化反応を行い、さらに分離精製することでポリエステ
ル製品製造の原料である、高純度テレフタル酸ジメチル
(以下、DMTと略称することがある。)及びEGとし
て精製・回収する方法などが知られている。しかし、上
記(1)のEGを用いた一段解重合法でBHETを得る
方法は、ポリエステル廃棄物に含まれる添加剤や少量の
第3成分、解重合反応で副生するジエチレングリコール
等の物質や逆反応により生成した物質で、品質影響を受
け易く、精製が困難であった。As a chemical recycling method,
(1) The recovered polyester waste is subjected to a depolymerization reaction with ethylene glycol (hereinafter sometimes abbreviated as EG), and bis-β-hydroxyethyl terephthalate (hereinafter sometimes abbreviated as BHET) and a terminal. To obtain a mixture of low polymers containing a hydroxyethyl ester group (hereinafter sometimes abbreviated as lower oligomer).
A method of purifying this and recovering it as an intermediate material for the production of polyester products (JP-A-2000-53802, etc.), and (2) collecting the collected polyester waste in EG
, Followed by a substitution esterification reaction using methanol, followed by separation and purification to obtain high-purity dimethyl terephthalate (hereinafter sometimes abbreviated as DMT) and a raw material for producing polyester products. A method of purifying and recovering EG is known. However, the method of obtaining BHET by the one-stage depolymerization method using EG in the above (1) is based on the additive and small amount of the third component contained in the polyester waste, substances such as diethylene glycol by-produced in the depolymerization reaction, and the reverse. The substance produced by the reaction was easily affected by quality and was difficult to purify.
【0006】一方、前記(2)のDMT及びEGとして
精製・回収する方法は、DMTとして精製することで、
ポリエステル廃棄物に含まれる添加剤や少量の第3成分
との分離精製が比較的容易となる利点がある。On the other hand, the method (2) for purifying and recovering DMT and EG is as follows:
There is an advantage that separation and purification from additives and a small amount of the third component contained in the polyester waste are relatively easy.
【0007】特公昭43−2088号公報には、ポリエ
チレンテレフタレートにエチレングリコールを過剰に加
えて加熱し、解重合反応によりBHET及び低級オリゴ
マーを得、該混合物に対し過剰のメタノール(以下、M
eOHと略称することがある。)を加え触媒の存在下、
置換エステル化反応することによりテレフタル酸ジメチ
ルを回収する方法が提案されている。[0007] JP-B-43-2088 discloses that an excess amount of ethylene glycol is added to polyethylene terephthalate and heated to obtain a BHET and a lower oligomer by a depolymerization reaction, and excess methanol (hereinafter referred to as M
Sometimes abbreviated as OH. ) And in the presence of a catalyst,
A method of recovering dimethyl terephthalate by performing a substitution esterification reaction has been proposed.
【0008】しかしながら、現在世界で生産されている
ポリエステルの主流原料はテレフタル酸であり、多くの
既存ポリエステル樹脂製造プロセスでは、得られた回収
DMTをポリマー原料として使用できない可能性があ
る。However, terephthalic acid is the mainstream raw material of polyester currently produced worldwide, and in many existing polyester resin manufacturing processes, the obtained recovered DMT may not be used as a polymer raw material.
【0009】また、DMTを原料としてポリエステル樹
脂を製造する場合、エステル交換反応において触媒を必
要とするため、一部の用途では、この触媒がポリエステ
ル樹脂の品質向上を阻害する恐れも考えられる。When a polyester resin is produced using DMT as a raw material, a catalyst is required for the transesterification reaction. Therefore, in some applications, the catalyst may hinder the improvement of the quality of the polyester resin.
【0010】したがって、ポリエステル廃棄物のケミカ
ルリサイクルを行うに際し、添加剤が含有せず、かつ不
純物の少ない高品質のポリエステル製造中間原料が回収
できる方法を提供されることが望まれていた。[0010] Therefore, it has been desired to provide a method capable of recovering a high-quality polyester production intermediate material containing no additives and containing few impurities when performing chemical recycling of polyester waste.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術が有していた問題点を解消し、ポリエチレンテ
レフタレートを主成分とするポリエステル廃棄物から、
添加物を一切含まず、かつポリエステル製品製造の中間
原料である、高品質のビス−β−ヒドロキシエチルテレ
フタレートを主成分とする低級オリゴマーを回収する、
ポリエステル廃棄物のリサイクル方法を提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to reduce a polyester waste containing polyethylene terephthalate as a main component.
It contains no additives and is an intermediate raw material for the production of polyester products, and recovers high-quality lower oligomers mainly composed of bis-β-hydroxyethyl terephthalate.
An object of the present invention is to provide a method for recycling polyester waste.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
技術に鑑みポリエチレンテレフタレートを主成分とする
ポリエステル廃棄物から、高品質のビス−β−ヒドロキ
シエチルテレフタレートを主成分とする低級オリゴマー
として回収する方法について鋭意研究を重ねた。DISCLOSURE OF THE INVENTION In view of the above-mentioned prior art, the present inventors converted high quality bis-β-hydroxyethyl terephthalate lower oligomers from polyester waste mainly composed of polyethylene terephthalate. We conducted intensive research on the method of recovery.
【0013】その結果、ポリエステル廃棄物を一旦、比
較的精製の容易なDMTとして高純度化し、次いで得ら
れた高純度DMTの一部/又は全部を、大過剰のEGを
用い、常圧・無触媒下で反応させることで、エステル交
換反応触媒等の添加物を一切含まない、ポリエステル製
品製造の中間原料である、高品質のBHETを主成分と
する低級オリゴマーとして回収可能であることを見出
し、本発明を完成するに至った。As a result, the polyester waste is once highly purified as DMT which is relatively easy to purify, and then a part / or all of the resulting high-purity DMT is subjected to a large excess of EG at normal pressure and no pressure. By reacting under a catalyst, it is found that it can be recovered as a high-quality lower oligomer containing BHET as a main component, which is an intermediate material for the production of polyester products without any additives such as a transesterification catalyst, The present invention has been completed.
【0014】即ち、本発明の目的は、主としてポリアル
キレンテレフタレートからなるポリエステル廃棄物から
有効成分を回収するリサイクル方法であって、該ポリエ
ステル廃棄物を下記(a)〜(e)の各工程を逐次的に
通過させて、ビス−β−ヒドロキシアルキレンテレフタ
レートを主成分とし、かつ末端にヒドロキシアルキレン
エステル基を含む低重合体混合物として回収することを
特徴とする、ポリエステル廃棄物のリサイクル方法によ
って達成することができる。 (a)ポリエステル廃棄物を、粉砕・前処理する工程。 (b)工程(a)で処理したポリエステル廃棄物を、触
媒の存在下、アルキレングリコールで解重合させる工
程。 (c)工程(b)で得られた解重合物を、触媒の存在下
にメタノールで置換エステル化反応させて粗テレフタル
酸ジメチルを得る工程。 (d)工程(c)で得られた粗テレフタル酸ジメチルを
再結晶化処理し、メタノール洗浄及び/又は蒸留により
精製を行って高純度テレフタル酸ジメチルとして回収す
る工程。 (e)工程(d)で得られた精製テレフタル酸ジメチル
を、その2モル倍以上の大過剰のアルキレングリコール
と常圧下、無触媒で反応させて、ビス−β−ヒドロキシ
アルキレンテレフタレートを主成分とし、かつ末端にヒ
ドロキシアルキレンエステル基を含む低重合体混合物と
して回収する工程。That is, an object of the present invention is a recycling method for recovering an active ingredient from a polyester waste mainly composed of polyalkylene terephthalate, wherein the polyester waste is sequentially subjected to the following steps (a) to (e). By recycling as a low-polymer mixture containing bis-β-hydroxyalkylene terephthalate as a main component and having a hydroxyalkylene ester group at its terminal. Can be. (A) A step of pulverizing and pretreating polyester waste. (B) a step of depolymerizing the polyester waste treated in step (a) with an alkylene glycol in the presence of a catalyst. (C) a step of subjecting the depolymerized product obtained in step (b) to a substitution esterification reaction with methanol in the presence of a catalyst to obtain crude dimethyl terephthalate. (D) a step of recrystallizing the crude dimethyl terephthalate obtained in the step (c), purifying the crude dimethyl terephthalate by washing with methanol and / or distillation, and recovering it as high-purity dimethyl terephthalate; (E) reacting the purified dimethyl terephthalate obtained in the step (d) with a large excess of 2 times or more moles of the alkylene glycol under normal pressure without a catalyst to obtain bis-β-hydroxyalkylene terephthalate as a main component; And recovering the mixture as a low polymer mixture containing a hydroxyalkylene ester group at a terminal.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の回収方法においては、ま
ず、ポリエステル廃棄物を粉砕・前処理することが必要
である。該処理は、粉砕機から排出されるポリエステル
廃棄物の粉砕物から、異物としての金属、石、ガラス、
砂等を分離し、必要であれば脱水処理を行ってもよい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the recovery method of the present invention, it is necessary to first crush and pretreat polyester waste. The treatment is carried out from crushed polyester waste discharged from the crusher, metal, stone, glass, as foreign matter,
Sand and the like may be separated, and a dehydration treatment may be performed if necessary.
【0016】ここで、ポリエステル廃棄物としては主と
してポリアルキレンテレフタレートからなるポリエステ
ル廃棄物であって、ポリアルキレンテレフタレート以外
の成分として、共重合ポリエステル、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリエチレンナフタレート、ナイロン、植物性天然繊
維、染色及び着色剤からなる群から選ばれた少なくとも
1種の成分を、該ポリエステル廃棄物の重量を基準とし
て50%以下の範囲で含んでいてもよい。Here, the polyester waste is a polyester waste mainly composed of polyalkylene terephthalate, and other components than the polyalkylene terephthalate include copolymerized polyester, polyvinyl chloride, and the like.
Polyvinylidene chloride, polyethylene, polypropylene,
At least one component selected from the group consisting of polyethylene naphthalate, nylon, vegetable natural fibers, dyes and coloring agents may be contained in a range of 50% or less based on the weight of the polyester waste.
【0017】また、ポリアルキレンテレフタレートとし
て具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリ
メチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
を挙げることができる。Further, specific examples of polyalkylene terephthalate include polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate.
【0018】上記の工程によって得られたポリエステル
廃棄物の粉砕物は、既知の解重合触媒存在下、まずアル
キレングリコール、好ましくはエチレングリコール中で
解重合反応させる必要がある。次いで、解重合反応で得
られた混合物は必要であれば、解重合反応で用いた過剰
なエチレングリコールを抜出し、その後メタノールとと
もに反応器内へ導入し、粗テレフタル酸ジメチルと置換
エステル化させる。The pulverized product of the polyester waste obtained by the above-described process must be first subjected to a depolymerization reaction in an alkylene glycol, preferably ethylene glycol, in the presence of a known depolymerization catalyst. Next, if necessary, the mixture obtained by the depolymerization reaction is extracted with excess ethylene glycol used in the depolymerization reaction, and then introduced into a reactor together with methanol to be substituted and esterified with crude dimethyl terephthalate.
【0019】得られた粗テレフタル酸ジメチルは再結晶
化、メタノール洗浄及び/あるいは蒸留精製し、高純度
テレフタル酸ジメチルとして回収する。The obtained crude dimethyl terephthalate is recrystallized, washed with methanol and / or purified by distillation, and recovered as high-purity dimethyl terephthalate.
【0020】さらに、高純度テレフタル酸ジメチルの一
部/又は全部をその2モル倍以上の大過剰のエチレング
リコールと常圧下、無触媒で反応させて、副生するメタ
ノールを系外に留去しつつ、ポリエステル製品製造の中
間原料である、高品質のビス−β−ヒドロキシエチルテ
レフタレートを主成分とし、かつ末端にヒドロキシエチ
ルエステル基を含む低重合体混合物として回収する。Further, a part / or all of the high-purity dimethyl terephthalate is reacted with a large excess of ethylene glycol at least 2 times the molar amount thereof under normal pressure without a catalyst to remove by-produced methanol out of the system. Meanwhile, it is recovered as a low-polymer mixture mainly composed of high-quality bis-β-hydroxyethyl terephthalate, which is an intermediate raw material for the production of polyester products, and having a hydroxyethyl ester group at a terminal.
【0021】本発明の回収方法において、ポリエステル
廃棄物を解重合反応させる際の方式は、回分式と連続式
でも、どちらでも問題なく採用することができ、ポリエ
ステル廃棄物の解重合反応は温度110〜230℃、圧
力0.0〜0.2MPa(ゲージ圧)程度であればよ
く、この範囲である際には、EG解重合反応が十分行わ
れる。ここで、解重合反応温度が110℃未満である
と、解重合時間が非常に長くなり効率的でなくなる。一
方、230℃を越えると高圧対応の反応器が必要とな
り、運転面や安全面から考えると好ましくない。In the recovery method of the present invention, the system for depolymerizing the polyester waste may be any of a batch system and a continuous system without any problem. The temperature may be about 230 ° C. and the pressure is about 0.0 to 0.2 MPa (gauge pressure). In this range, the EG depolymerization reaction is sufficiently performed. Here, if the depolymerization reaction temperature is lower than 110 ° C., the depolymerization time becomes extremely long and the efficiency becomes inefficient. On the other hand, if the temperature exceeds 230 ° C., a reactor corresponding to a high pressure is required, which is not preferable in terms of operation and safety.
【0022】また、置換エステル化反応を行う際の反応
温度としては、50〜150℃の範囲、反応圧力として
は、0.0〜0.59MPa(ゲージ圧)の範囲とする
ことが好ましく、この範囲にある際には、置換エステル
化反応が十分に行われる。なお、置換エステル化反応時
間は30分〜4時間とすることが好ましい。The reaction temperature for performing the substitution esterification reaction is preferably in the range of 50 to 150 ° C., and the reaction pressure is preferably in the range of 0.0 to 0.59 MPa (gauge pressure). When it is within the range, the substitution esterification reaction is sufficiently performed. In addition, the substitution esterification reaction time is preferably set to 30 minutes to 4 hours.
【0023】ここで、解重合触媒及び置換エステル化触
媒として既知の解重合触媒及び置換エステル化触媒のい
ずれも用いることができるが、アルカリ金属及びアルカ
リ土類金属の、炭酸塩、炭酸水素塩、及びカルボン酸塩
からなる群から選ばれた少なくとも1種以上の化合物を
用いることが触媒能の高さの面から好ましい。さらに
は、いずれも炭酸ナトリウムを用いることが特に好まし
い。Here, any of known depolymerization catalysts and substituted esterification catalysts as depolymerization catalysts and substituted esterification catalysts can be used, but carbonates, hydrogencarbonates, alkali metal and alkaline earth metals, and the like. It is preferable to use at least one compound selected from the group consisting of carboxylate and carboxylate from the viewpoint of high catalytic ability. Furthermore, it is particularly preferable to use sodium carbonate in all cases.
【0024】この置換エステル化反応で得られた混合物
中には、DMT、MeOH、EG、共重合ポリエステル
由来のモノマー及びEG解重合反応と置換エステル化反
応での副生成物である水、ジオキサン、ジメチルエーテ
ルなどが含まれる。The mixture obtained by the substitution esterification reaction contains DMT, MeOH, EG, a monomer derived from the copolymerized polyester and water, dioxane, which are by-products of the EG depolymerization reaction and the substitution esterification reaction. Dimethyl ether and the like.
【0025】この混合物をそのまま用い再結晶操作、あ
るいはDMTの結晶が完全に溶解しない場合は、加熱し
て共重合組成物を混合溶液による溶解操作を行う。この
際、置換エステル化反応温度をそのまま、若しくは混合
物の組成により温度を60〜150℃の範囲で一度加熱
を行った後、除去を目的とする共重合ポリエステル由来
のモノマーを溶液側に溶解させ、その後、10〜50℃
の範囲に冷却する。必要であれば溶媒の潜熱を利用し、
混合物を冷却することが好ましい。If the mixture is used as it is, a recrystallization operation is performed, or if the DMT crystals do not completely dissolve, heating is performed to dissolve the copolymer composition in a mixed solution. At this time, the substitution esterification reaction temperature as it is or after heating once in the range of 60 to 150 ° C. depending on the composition of the mixture, the monomer derived from the copolymerized polyester for the purpose of removal is dissolved in the solution side, Then, 10-50 ° C
Cool to the range. If necessary, use the latent heat of the solvent,
Preferably, the mixture is cooled.
【0026】混合溶液中でのDMT濃度は、10〜40
wt%の範囲とすることが好ましい。DMTの濃度が1
0wt%未満であると、溶媒の使用量が増大し経済的に
好ましくなく、40wt%を越えると共重合ポリエステ
ル由来のモノマーの除去が不十分となり好ましくない。The DMT concentration in the mixed solution is 10 to 40.
It is preferable to be in the range of wt%. DMT concentration of 1
If the amount is less than 0 wt%, the amount of the solvent used increases, which is not economically preferable. If the amount exceeds 40 wt%, the removal of the monomer derived from the copolymerized polyester is insufficient, which is not preferable.
【0027】再結晶処理された混合物は、遠心分離操作
などで固液分離し、次いで得られたケークにMeOHを
加え洗浄を行う。The recrystallized mixture is subjected to solid-liquid separation by a centrifugal separation operation or the like, and then the obtained cake is washed with MeOH.
【0028】ここで加えるMeOH量は、DMTに対し
て1〜5倍量の範囲であることが好ましく、この範囲内
にあるときには、共重合ポリエステル由来のモノマーの
除去が十分で、経済的にも好ましい。The amount of MeOH added here is preferably in the range of 1 to 5 times the amount of DMT, and when it is within this range, the removal of the monomer derived from the copolymerized polyester is sufficient, and economically. preferable.
【0029】MeOH洗浄回数は1〜3回程度が好まし
い。ただし、共重合ポリエステル由来のモノマー量に依
存し、不純物の除去が不十分であれば洗浄回数をさらに
増やしてもよい。MeOH洗浄したDMTは既知の条件
で蒸留精製を行い、高純度DMTとして回収する。The number of times of MeOH washing is preferably about 1 to 3 times. However, depending on the amount of the monomer derived from the copolymerized polyester, if the removal of impurities is insufficient, the number of times of washing may be further increased. The MeOH-washed DMT is purified by distillation under known conditions and recovered as high-purity DMT.
【0030】さらに得られた高純度DMTは、その2モ
ル倍以上の大過剰のEGを用い、180〜250℃に加
熱し、常圧下、無触媒でエステル交換反応を行う。DM
TとEGとは、加熱保持することで無触媒でも平衡状態
を形成するが、大過剰のEGを用いると、更に平衡をB
HET側へ大きく移行することができる。反応に用いる
EGの量は、DMTに対して2〜30モル倍程度が好ま
しく、4〜10モル倍とすることが特に好ましい。ま
た、エステル交換反応により副生するMeOHは、効果
的に系外へ留去する必要があるが、MeOHの留出に伴
いEG、DMTも同伴されるため、最低2つ以上の分留
塔を設けることが望ましく、それぞれの分留塔の温度管
理も重要である。これらを実施することで、精製DMT
は、BHETを主成分とする、分子量254〜1300
の線状低級オリゴマーとなり、高品質のポリエステル製
品の中間原料として回収可能となる。このエステル交換
反応は常圧下、無触媒で行うため、完全に反応が終了す
るには4〜10時間程度を要するが、無触媒下でゆっく
りと反応が進行するので、ジエチレングリコール等の副
生物の生成も少ない。Further, the obtained high-purity DMT is heated to 180 to 250 ° C. using a large excess of EG in a molar excess of 2 times or more, and transesterification is carried out under normal pressure without a catalyst. DM
T and EG form an equilibrium state even without a catalyst by heating and holding. However, when a large excess of EG is used, the equilibrium state is further improved by B.
A significant shift to the HET side can be achieved. The amount of EG used in the reaction is preferably about 2 to 30 mol times, and particularly preferably 4 to 10 mol times, relative to DMT. Further, MeOH by-produced by the transesterification reaction needs to be effectively distilled out of the system. However, since EG and DMT are entrained along with the distillation of MeOH, at least two or more fractionation towers are required. It is desirable to provide them, and it is also important to control the temperature of each fractionation tower. By performing these, purified DMT
Is based on BHET and has a molecular weight of 254-1300.
And can be recovered as intermediate raw materials for high quality polyester products. Since this transesterification reaction is carried out under normal pressure and without a catalyst, it takes about 4 to 10 hours to complete the reaction. However, since the reaction proceeds slowly without a catalyst, by-products such as diethylene glycol are produced. Also less.
【0031】[0031]
【実施例】以下実施例により本発明の内容をさらに具体
的に説明するが本発明はこれにより何等限定を受けるも
のではない。なお、得られたDMT、BHET、低級オ
リゴマー成分は、ガスクロマトグラフィー(装置:ヒュ
ーレット・パッカード社製HP5890、キャピラリー
カラム:ジーエルサイエンス社製TC−1701)及
び、GPC(装置:日立製作所社製L−4000液クロ
マトグラフィー、テトラヒドロフラン溶媒)を用い、成
分組成、分子量分布を求めた。EXAMPLES The contents of the present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited by these examples. The obtained DMT, BHET and lower oligomer components were analyzed by gas chromatography (apparatus: HP5890 manufactured by Hewlett-Packard Company, capillary column: TC-1701 manufactured by GL Sciences) and GPC (apparatus: L-4000 manufactured by Hitachi, Ltd.) Using liquid chromatography and tetrahydrofuran solvent), the component composition and the molecular weight distribution were determined.
【0032】[実施例1]エチレングリコール200部
を500mlセパラブルフラスコに投入し、さらにポリ
エチレンテレフタレート50部を投入し、撹拌速度10
0rpmで昇温し185℃とした。この状態を4時間保
持したところ、PETは溶解し解重合反応が完結した。
得られた解重合物を6.65kPaの減圧蒸留で濃縮
し、留分としてEG150部回収した。Example 1 200 parts of ethylene glycol were charged into a 500 ml separable flask, and 50 parts of polyethylene terephthalate were further charged.
The temperature was raised to 185 ° C. at 0 rpm. When this state was maintained for 4 hours, the PET was dissolved and the depolymerization reaction was completed.
The obtained depolymerized product was concentrated by distillation under reduced pressure of 6.65 kPa, and 150 parts of EG was recovered as a fraction.
【0033】この濃縮液にエステル交換反応触媒として
炭酸ソーダ0.5部とMeOH100部を投入し、常圧
で液温を75℃、撹拌速度100rpmの状態を1時間
保持し、エステル交換反応を実施した。To this concentrated solution, 0.5 part of sodium carbonate and 100 parts of MeOH were added as a transesterification catalyst, and the liquid temperature was kept at 75 ° C. and the stirring speed was 100 rpm at normal pressure for 1 hour to carry out the transesterification reaction. did.
【0034】得られたDMT、EGとMeOHの混合物
を40℃まで冷却し、ガラス製3G−4のフィルターで
濾過した。フィルター上に回収できたDMTを45部の
MeOH中に投入し、40℃に加温・撹拌洗浄し、再度
ガラス製のフィルターで濾過した。この洗浄は2回繰り
返した。The resulting mixture of DMT, EG and MeOH was cooled to 40 ° C. and filtered through a glass 3G-4 filter. The DMT collected on the filter was put into 45 parts of MeOH, heated to 40 ° C., washed with stirring, and filtered again with a glass filter. This washing was repeated twice.
【0035】フィルター上に捕捉できたDMTを蒸留装
置に仕込み、圧力6.65kPaの減圧蒸留を実施し、
留分としてDMTを得た。留分は40部回収できた。釜
残を測定しDMT量を測定すると2部であり、投入した
ポリエステルを基準にするとDMTの反応率は93重量
%であった。The DMT captured on the filter was charged into a distillation apparatus, and vacuum distillation at a pressure of 6.65 kPa was performed.
DMT was obtained as a fraction. Forty fractions could be collected. When the amount of DMT was measured by measuring the residue, the amount was 2 parts. Based on the charged polyester, the conversion of DMT was 93% by weight.
【0036】蒸留により精製されたDMT40部とEG
75部とをセパラブルフラスコに投入し、100rpm
撹拌下で昇温していくと、200℃付近でMeOHが発
生し、反応開始が確認された。留出したMeOHは2基
の分離塔で系外に留去し、同伴したEG、DMT留分は
フラスコ内に戻す操作を実施した。40 parts of DMT purified by distillation and EG
75 parts into a separable flask and 100 rpm
As the temperature was increased under stirring, MeOH was generated at around 200 ° C., and the start of the reaction was confirmed. The distilled MeOH was distilled out of the system with two separation towers, and the accompanying EG and DMT fractions were returned to the flask.
【0037】上記操作を繰り返しながら、フラスコ内温
が220〜250℃となった時点を反応終点とし、所要
時間は8時間程度を要した。While repeating the above operation, the time when the internal temperature of the flask reached 220 to 250 ° C. was regarded as the reaction end point, and the required time was about 8 hours.
【0038】得られた混合物の組成をガスクロマトグラ
フィーにて分析したところ、DMTは反応により完全に
消費されており、副生物は検出されなかった。該分析と
GPCにより、BHETは45重量%が確認された。そ
の他成分はそれぞれシャープな分子量分布を示してお
り、全て線状の2〜5量体、低級オリゴマーであること
が確認できた。When the composition of the resulting mixture was analyzed by gas chromatography, DMT was completely consumed by the reaction, and no by-product was detected. The analysis and GPC confirmed that BHET was 45% by weight. The other components each showed a sharp molecular weight distribution, and it was confirmed that all of the components were linear dimers to pentamers and lower oligomers.
【0039】[実施例2]実施例1により得られた、B
HETを主成分とする低級オリゴマーと、純度95重量
%の市販品BHETとを用いて、重合反応性を確認し
た。それぞれをフラスコに投入し、二酸化ゲルマニウム
重合触媒を用いて、285℃、0.10kPaの高真空
下で1.7時間、同一条件下で縮合重合反応を行い評価
した。その結果、[η]=0.63、融点253℃のポ
リエチレンテレフタレートが、両者ともに差が無く得ら
れ、反応性に問題の無いことを確認した。Example 2 B obtained in Example 1
Polymerization reactivity was confirmed using a lower oligomer having HET as a main component and a commercially available product BHET having a purity of 95% by weight. Each was charged into a flask, and a condensation polymerization reaction was performed using a germanium dioxide polymerization catalyst at 285 ° C. under a high vacuum of 0.10 kPa for 1.7 hours under the same conditions to evaluate. As a result, polyethylene terephthalate having [η] = 0.63 and a melting point of 253 ° C. was obtained without any difference, and it was confirmed that there was no problem in reactivity.
【0040】[比較例1]実施例1において、EGを用
いた一段解重合によって得られた反応混合物から、余剰
のEGを完全に追い出し、粗BHETを得た。これをポ
リエステル製品製造の中間原料として活用できるか検討
したところ、BHETや2〜5量体の低級オリゴマー以
外に、ポリエステル製品品質上好ましくない不純物が1
〜5重量%検出された。Comparative Example 1 In Example 1, excess EG was completely removed from the reaction mixture obtained by one-step depolymerization using EG to obtain crude BHET. Investigations were made to see if this could be used as an intermediate raw material for the production of polyester products.
55% by weight was detected.
【0041】[比較例2]実施例1において、蒸留精製
前の粗DMTを用いてBHET合成を試みたが、エステ
ル交換で用いた触媒(炭酸ソーダ)が、0.6重量%、
粗DMT中に残留しているため、本発明が目的とする、
添加剤の含まないポリエステル製品製造の中間原料を得
ることはできなかった。[Comparative Example 2] In Example 1, BHET synthesis was attempted using crude DMT before purification by distillation, and the catalyst (sodium carbonate) used in the transesterification was 0.6% by weight.
The purpose of the present invention is to remain in the crude DMT,
It was not possible to obtain intermediate raw materials for the production of polyester products without additives.
【0042】[0042]
【発明の効果】本発明の回収方法によれば、ポリエチレ
ンテレフタレートを主成分とするポリエステル廃棄物か
ら、添加物を一切含まず、かつ副生不純物の少ない、ポ
リエステル製品製造の中間原料である、高品質のビス−
β−ヒドロキシエチルテレフタレートを主成分とする低
級オリゴマーとして回収することができ、テレフタル酸
やDMTを原料とする、多くの既存ポリエステル製造プ
ロセスにおいて、ポリエステル製品の再生製造が可能と
なる。According to the recovery method of the present invention, a polyester waste containing polyethylene terephthalate as a main component, containing no additives and containing few by-product impurities, is an intermediate raw material for the production of polyester products. Quality screw
It can be recovered as a lower oligomer containing β-hydroxyethyl terephthalate as a main component, and in many existing polyester production processes using terephthalic acid or DMT as a raw material, it becomes possible to regenerate and produce polyester products.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和広 愛媛県松山市北吉田町77番地 帝人株式会 社松山事業所内 Fターム(参考) 4F301 AA25 AB03 CA09 CA23 CA24 CA53 CA72 CA73 4H006 AA02 AC48 AC91 BA02 BA32 BJ50 BS30 BT32 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kazuhiro Sato 77 Kitayoshida-cho, Matsuyama-shi, Ehime Teijin Limited Matsuyama Office F-term (reference) 4F301 AA25 AB03 CA09 CA23 CA24 CA53 CA72 CA73 4H006 AA02 AC48 AC91 BA02 BA32 BJ50 BS30 BT32
Claims (6)
からなるポリエステル廃棄物から有効成分を回収するリ
サイクル方法であって、該ポリエステル廃棄物を下記
(a)〜(e)の各工程を逐次的に通過させて、ビス−
β−ヒドロキシアルキレンテレフタレートを主成分と
し、かつ末端にヒドロキシアルキレンエステル基を含む
低重合体混合物として回収することを特徴とする、ポリ
エステル廃棄物のリサイクル方法。 (a)ポリエステル廃棄物を、粉砕・前処理する工程。 (b)工程(a)で処理したポリエステル廃棄物を、触
媒の存在下、アルキレングリコールで解重合させる工
程。 (c)工程(b)で得られた解重合物を、触媒の存在下
にメタノールで置換エステル化反応させて粗テレフタル
酸ジメチルを得る工程。 (d)工程(c)で得られた粗テレフタル酸ジメチルを
再結晶化処理し、メタノール洗浄及び/又は蒸留により
精製を行って高純度テレフタル酸ジメチルとして回収す
る工程。 (e)工程(d)で得られた精製テレフタル酸ジメチル
を、その2モル倍以上の大過剰のアルキレングリコール
と常圧下、無触媒で反応させて、ビス−β−ヒドロキシ
アルキレンテレフタレートを主成分とし、かつ末端にヒ
ドロキシアルキレンエステル基を含む低重合体混合物と
して回収する工程。1. A recycling method for recovering an active ingredient from a polyester waste mainly composed of polyalkylene terephthalate, wherein the polyester waste is sequentially passed through the following steps (a) to (e): Screw-
A method for recycling polyester waste, comprising recovering a low-polymer mixture containing β-hydroxyalkylene terephthalate as a main component and having a hydroxyalkylene ester group at a terminal. (A) A step of pulverizing and pretreating polyester waste. (B) a step of depolymerizing the polyester waste treated in step (a) with an alkylene glycol in the presence of a catalyst. (C) a step of subjecting the depolymerized product obtained in step (b) to a substitution esterification reaction with methanol in the presence of a catalyst to obtain crude dimethyl terephthalate. (D) a step of recrystallizing the crude dimethyl terephthalate obtained in the step (c), purifying the crude dimethyl terephthalate by washing with methanol and / or distillation, and recovering it as high-purity dimethyl terephthalate; (E) reacting the purified dimethyl terephthalate obtained in the step (d) with a large excess of 2 times or more moles of the alkylene glycol under normal pressure without a catalyst to obtain bis-β-hydroxyalkylene terephthalate as a main component; And recovering the mixture as a low polymer mixture containing a hydroxyalkylene ester group at a terminal.
エチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレートからなる群から選ば
れた、少なくとも1種のポリアルキレンテレフタレート
である、請求項1記載のリサイクル方法。2. The recycling method according to claim 1, wherein the polyalkylene terephthalate is at least one polyalkylene terephthalate selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate.
ールである、請求項1記載のリサイクル方法。3. The recycling method according to claim 1, wherein the alkylene glycol is ethylene glycol.
土類金属の、炭酸塩、炭酸水素塩、及びカルボン酸塩か
らなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物である、
請求項1記載のリサイクル方法。4. The depolymerization catalyst is at least one compound selected from the group consisting of carbonates, bicarbonates, and carboxylate salts of alkali metals and alkaline earth metals.
The recycling method according to claim 1.
アルカリ土類金属の、炭酸塩、炭酸水素塩、及びカルボ
ン酸塩からなる群から選ばれた少なくとも1種以上の化
合物である、請求項1記載のリサイクル方法。5. The method according to claim 1, wherein the substituted esterification catalyst is at least one compound selected from the group consisting of carbonates, bicarbonates, and carboxylate salts of alkali metals and alkaline earth metals. Recycling method.
テレフタレート以外の成分として、共重合ポリエステ
ル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート、ナイ
ロン、植物性天然繊維、染料及び着色剤からなる群から
選ばれた少なくとも1種の成分を、ポリエステル廃棄物
の重量を基準として50%以下の範囲で含む、請求項1
記載のリサイクル方法。6. Polyester waste is produced from copolymer polyester, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene, polypropylene, polyethylene naphthalate, nylon, vegetable natural fiber, dye and colorant as components other than polyalkylene terephthalate. 2. The composition according to claim 1, comprising at least one component selected from the group consisting of not more than 50% by weight of the polyester waste.
The recycling method described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000250883A JP2002060543A (en) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | Method for recycling polyester waste |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000250883A JP2002060543A (en) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | Method for recycling polyester waste |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002060543A true JP2002060543A (en) | 2002-02-26 |
JP2002060543A5 JP2002060543A5 (en) | 2007-01-25 |
Family
ID=18740380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000250883A Pending JP2002060543A (en) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | Method for recycling polyester waste |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002060543A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009173554A (en) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Teijin Fibers Ltd | Method for recovering dimethyl terephthalate having improved hue from pet bottle waste |
EP1914270A4 (en) * | 2005-08-05 | 2011-09-07 | Teijin Fibers Ltd | Method for recovery of valuable ingredient from dyed polyester fiber |
DE102005011449B4 (en) | 2004-03-22 | 2019-01-31 | Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. | Process for the production of polyester resins |
CN114853991A (en) * | 2022-04-26 | 2022-08-05 | 福建赛隆科技有限公司 | PETG and method for preparing PETG from waste PET polyester thereof |
-
2000
- 2000-08-22 JP JP2000250883A patent/JP2002060543A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005011449B4 (en) | 2004-03-22 | 2019-01-31 | Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. | Process for the production of polyester resins |
EP1914270A4 (en) * | 2005-08-05 | 2011-09-07 | Teijin Fibers Ltd | Method for recovery of valuable ingredient from dyed polyester fiber |
JP2009173554A (en) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Teijin Fibers Ltd | Method for recovering dimethyl terephthalate having improved hue from pet bottle waste |
CN114853991A (en) * | 2022-04-26 | 2022-08-05 | 福建赛隆科技有限公司 | PETG and method for preparing PETG from waste PET polyester thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6706843B1 (en) | Method for separating and recovering dimethyl terephthalate and ethylene glycol from polyester waste | |
JP5189266B2 (en) | Method for producing bis- (2-hydroxyethyl) terephthalate and method for producing polyethylene terephthalate | |
JP4908415B2 (en) | Method for producing useful components from dyed polyester fiber | |
EP0724559A1 (en) | Process for separating cyclohexane dimethanol from dimethyl terephthalate | |
CN103360260A (en) | Preparation technology of ethylene glycol terephthalate and preparation method of polyester | |
JP2004189898A (en) | Method of manufacturing polyethylene terephthalate | |
JP2002060543A (en) | Method for recycling polyester waste | |
EP0442887A1 (en) | Recovery of dialkyl naphthalene-2,6-dicarboxylates from naphthalene-2,6-dicarboxylic acid-containing polyesters | |
JP2002060369A (en) | Method for recycling polyester waste | |
JP5529498B2 (en) | Process for producing dimethyl terephthalate from polyester | |
JP4486237B2 (en) | Method for recovering active ingredients from polyester waste | |
JP4005301B2 (en) | Method for recovering active ingredients from polyester waste | |
JP4444443B2 (en) | Method for recovering valuable components from polyester waste | |
JP2002060536A (en) | Method for recovering valuable component from polyester waste | |
JP4183548B2 (en) | Depolymerization method | |
JP3866876B2 (en) | Method for recovering dimethyl terephthalate | |
JP4163842B2 (en) | Method for recovering dimethyl terephthalate from polyethylene terephthalate | |
JP4647271B2 (en) | Method for producing dimethyl terephthalate from terephthalic acid waste | |
EP0857714A1 (en) | Recovery of monomers from polyethylene naphthalate | |
JP2009143829A (en) | Method for recycling polyester waste product | |
JP2001294553A (en) | Method for recovering valuable component from polyester waste | |
JP4459402B2 (en) | Method for recovering active ingredients from polyester waste | |
Kurbonali o’gli et al. | INVESTIGATION OF THE CONDITIONS FOR THE FORMATION OF PRIMARY FIBER-FORMING POLYETHYLENE TEREPHTHALATE FROM ITS WASTE | |
JP3866872B2 (en) | Method for recovering dimethyl terephthalate | |
CN114276363A (en) | Method for purifying isosorbide by adopting recrystallization of dihydric alcohol |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061107 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061115 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061115 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080724 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080805 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081209 |