JP2004224940A - Method for recovering effective component from polyester waste - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリアルキレンテレフタレートを主として含有するポリエステル廃棄物から有効成分を回収する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリアルキ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。
【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、使用済みポリアルキレンテレフタレート、あるいはポリアルキレンテレフタレート製造段階で発生する品質不適格品の処理は、大きな社会問題となっている。
【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、たとえば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が無く、化合物の循環再使用が可能であり、資源の再利用を実現できる。
【0005】
具体的には、エチレングリコールで解重合反応し、次いでメタノールを用いてエステル交換反応を行い、更に分離精製することでテレフタル酸ジメチル(以下、DMTと略称することがある。)およびエチレングリコール(以下、EGと略称することがある。)として回収され、資源の有効利用、トータルコストの低下につながる。
【0006】
ポリエチレンテレフタレートのケミカルリサイクル法としては、たとえばポリエチレンテレフタレートにEGを過剰に加えて加熱し、解重合反応によりビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレートおよび末端にβ−ヒドロキシエチルエステル基を含む低重合体の混合物を得、該混合物に対し過剰のメタノール(以下、MeOHと略称することがある。)を加え、触媒の存在下、エステル交換反応することによりDMTを回収する方法が知られている(たとえば特許文献1参照。)。
【0007】
また、異物成分としてポリ塩化ビニル(以下、PVCと略すことがある。)を含有するポリエステル廃棄物を、PVCが実質的に溶融および/または熱分解しない条件下で解重合反応を行い、次いでエステル交換反応を行い、DMTとEGとを回収する方法も知られている(たとえば特許文献2参照。)。
【0008】
このようなポリエステル廃棄物は多種多様な異物を含むため、異物が熱分解して有効成分の品質悪化を招かないように、解重合反応温度の上限を低温、たとえば190℃以下とする必要がある。そして、この低い解重合反応温度による解重合反応速度の低下を補うため、解重合反応触媒を過剰に添加しなければならないことになる。
【0009】
しかしながら、過剰に触媒、特に安価なナトリウム化合物を大量に使用すると、蒸留残留物中等のナトリウム化合物濃度が溶解度を超えて上昇し、熱交換器や配管等の閉塞の原因となり、安定に効率よく運転を維持することが困難になるという問題があった。
【0010】
【特許文献1】
特公昭43−2088号公報(請求の範囲)
【0011】
【特許文献2】
国際公開第01/30729号パンフレット(請求の範囲)
【0012】
【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、安定に効率よく有効成分を回収する方法を提供することにある。
【0013】
本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、下記の工程(a),(b)を含み、工程(b)における解重合反応濃縮液のナトリウム濃度を1重量%以下となるように制御する、ポリアルキレンテレフタレートを主として含有するポリエステル廃棄物からの有効成分回収方法が提供される。
【0015】
(a)ポリアルキレンテレフタレートを主として含有するポリエステル廃棄物を、アルキレングリコールと解重合反応触媒との存在下解重合反応し、解重合反応液を得る工程。
【0016】
(b)工程(a)で得られた解重合反応液から少なくとも一部の水および/またはアルキレングリコールを蒸留により分離して解重合反応液を濃縮し、解重合反応濃縮液を得る工程。
【0017】
これにより、ポリアルキレンテレフタレートを主として含有するポリエステル廃棄物から、安定に効率よく有効成分を回収することが可能となる。
【0018】
工程(b)における解重合反応濃縮液中のナトリウム濃度の制御を、解重合反応触媒中のナトリウム化合物の添加量により制御すること、下記の工程(c),(d)を含み、工程(d)における蒸留残留物のナトリウム濃度を1重量%以下となるように制御することが好ましい。
【0019】
(c)工程(b)で得られた解重合反応濃縮液とメタノールとを、エステル交換反応触媒の存在下にエステル交換反応させ、反応物をケークと混合溶液とに分離する、ケーク分離工程。
【0020】
(d)工程(c)で得られた混合溶液に蒸留処理を施して、留出メタノールと蒸留残留物とに分離する、メタノール回収工程。
【0021】
また、下記の工程(e),(f)を含むことが好ましい。
【0022】
(e)工程(d)で得られた蒸留残留物に対して、蒸留処理を施してアルキレングリコールを留出させる、アルキレングリコール回収工程。
【0023】
(f)工程(c)で得られたケークにメタノールによる洗浄処理を施し、さらに蒸留精製を施してDMTを留出させる、DMT回収工程。
【0024】
さらに、工程(d)におけるメタノール蒸留残留物中のナトリウム濃度の制御を、解重合反応触媒中のナトリウム化合物の添加量および/またはエステル交換反応触媒中のナトリウム化合物の添加量により制御すること、アルキレングリコールがエチレングリコールであること、解重合反応触媒として、アルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物、アルコラート、アルカリ土類金属の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物およびアルコラートからなる群から選ばれた少なくとも一種の金属化合物を用いること、エステル交換反応触媒として、アルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物、アルコラート、アルカリ土類金属の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物、アルコラートからなる群から選ばれた少なくとも一種の金属化合物を用いることが好ましい。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を実施例等を使用して説明する。なお、これらの実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。
【0026】
本発明に係る回収方法においては、使用済みポリアルキレンテレフタレートやポリアルキレンテレフタレートの製造段階で発生する品質不適格品等の、ポリアルキレンテレフタレートを主として含有するポリエステル廃棄物(以下、このようにポリアルキレンテレフタレートを主として含有するポリエステル廃棄物を単にポリエステル廃棄物と略称することがある。)を処理の対象とする。「ポリアルキレンテレフタレートを主として含有するポリエステル廃棄物」の範囲は、実際に廃棄物として扱われるか否かに拘わらず、本発明に係る回収方法が適用できるかどうかで具体的に定めることができる。なお、この場合、ポリアルキレンテレフタレートの製造中間体や分解物をポリアルキレンテレフタレートの中に含めることができる。
【0027】
本発明の回収方法においては、ポリエステル廃棄物を上述の(a)〜(f)の各工程のいずれかを通過させる。以下、各工程について説明する。なお、これらの工程は、明確に製造工程として認識される必要はなく、実情に応じて、複合的な工程であったり、循環する工程を含んでいたり、他の工程が間に存在していたりしてもよい。
【0028】
工程(a)においては、ポリエステル廃棄物を、アルキレングリコールと解重合反応触媒との存在下解重合反応し、解重合反応液を得る。たとえば、ポリエステル廃棄物をポリエステル解重合触媒を含むアルキレングリコール中に投入して解重合する。この際の温度は175〜190℃が好ましい。
【0029】
工程(a)での反応温度が175℃未満の時には所要解重合反応時間が長くなり生産効率が低下する傾向が顕著になる場合が多い。また、190℃を超えると、PVCをはじめとする異物成分の熱分解が顕著になり、目的回収成分の品質を低下させる場合が多い。
【0030】
ここで、解重合触媒として用いられる金属化合物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、チタン、マンガン、コバルト、亜鉛、アンチモン、鉛、セリウムの化合物から選ばれることが好ましい。これらの金属の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物、アルコラート等を例示することができる。より具体的には、アルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物、アルコラート、アルカリ土類金属の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物およびアルコラートからなる群から選ばれた少なくとも一種の金属化合物を用いることが好ましい。
【0031】
解重合触媒用金属化合物としては、従来、解重合反応性に優れること、安価であり入手が容易であることからナトリウム化合物、特に炭酸ナトリウムがよく使用されてきた。解重合反応触媒としては、たとえば炭酸カリウム等も併用することができる。なお、解重合触媒の合計の添加量としては、ポリエステル廃棄物に対して、1〜10重量%程度とすればよく、このうちナトリウム化合物としては0.2重量%以下にすることが好ましい。
【0032】
さらに、工程(a)に供給するアルキレングリコール対ポリエステル廃棄物の重量比は、0.5〜20:1程度にすればよく、1〜5:1とすることが好ましい。
【0033】
なお、この時使用するアルキレングリコールは、複数種類であってもよく、他の化合物を含んでいてもよく、解重合反応に影響を及ぼさない量のポリエステルのオリゴマー分や金属化合物、その他の不純物を含んでいてもよい場合がある。
どのようなアルキレングリコールを使用するかは実情に応じて決めることができる。このようなアルキレングリコールを用いることにより、アルキレングリコールの精製コストを低減することができる。
【0034】
工程(a)における解重合反応の時間には、格別の制限はないが、上記の条件下では、通常1〜10時間で行われる。
【0035】
なお、アルキレングリコールによるポリエステル廃棄物の解重合反応およびその際の昇温には、解重合槽内の撹拌、外部ポンプによる槽内液の循環等の操作を併用することによって、解重合反応時間および昇温時間を短縮できるなどの効果を得ることもできるが、過度の撹拌等は動力の無駄になるので槽内の液が流動している程度であれば十分である。反応形式は、連続反応方式あるいはバッチ方式のいずれでもよい。
【0036】
工程(b)においては、工程(a)で得られた解重合反応液から少なくとも一部の水および/またはアルキレングリコールを蒸留により分離して解重合反応液を濃縮し、解重合反応濃縮液を得る。留出したアルキレングリコールは品質上問題なければ、工程内で循環使用できる。
【0037】
工程(b)における蒸留・濃縮手段には制限はなく、従来の蒸留・濃縮装置、たとえば減圧連続式蒸留装置、減圧バッチ式蒸留装置などを用いることができる。工程(b)の濃縮液温度は、140〜180℃で行われることが好ましい。より好ましくは、150〜170℃である。
【0038】
工程(b)における蒸留・濃縮操作は、常圧下、減圧下のいずれで行われてもよいが、代表的なアルキレングリコールであるEGの沸点が198℃であること、共存する可能性のあるPVCの熱分解が195℃以上で顕著になること等を考慮し、1.33〜100kPaであることが好ましい。6.65〜26.6kPaにおいて減圧蒸留操作を行うことがより好ましい。この蒸留・濃縮操作では、解重合反応濃縮液中のアルキレングリコールの濃度が20〜50重量%になるよう濃縮することが好ましい。アルキレングリコール濃度が20重量%未満であると、重合反応が進行し、解重合物の重合度が上がってしまい次のエステル交換反応が進行しない。逆にアルキレングリコール濃度が50重量%を超えると、次のエステル交換反応速度が遅くなり、DMT回収率が低下する。
【0039】
工程(b)では、解重合触媒による閉塞問題について特別考慮する必要がある。特に、ナトリウム化合物を使用する場合にこの配慮が重要である。すなわち、工程(b)における解重合反応濃縮液中のナトリウム濃度が1重量%を超え、溶解度を超えて濃縮されると、ナトリウム化合物の析出により、熱交換器や配管等の閉塞を誘発し、安定に効率よく運転維持することが困難となる。このため、工程(b)における解重合反応濃縮液中のナトリウム濃度が1重量%以下となるようにすることが重要である。解重合反応触媒としては、上記したようにナトリウム以外の解重合反応触媒たとえば、溶解性の高い炭酸カリウム等を併用することができるが、それでもなお、解重合反応濃縮液中のナトリウム濃度を1重量%以下に保つことが重要である。
【0040】
なお、解重合反応濃縮液中のナトリウム濃度を1重量%以下にするという要件は、工程(a)の解重合反応触媒中のナトリウム化合物の添加量を制御したり、解重合反応液の濃縮条件を変更する等、どのような方法によってもよい。工程(a)の解重合反応触媒中のナトリウム化合物の添加量を制御する場合には、他の金属化合物を解重合反応触媒として併用する方法が実際的で好ましい。
【0041】
工程(b)の後には、工程(c)を実行することができる。工程(c)においては、工程(b)で得られた解重合反応濃縮液とメタノールとを、エステル交換反応触媒の存在下にエステル交換反応させ、反応物をケークと混合溶液とに分離し、ケークに蒸留精製を施してDMTを留出させ、DMTを回収する。たとえば、工程(b)で得られた解重合反応濃縮液を、エステル交換反応触媒とメタノールとからなる液中に投入してエステル交換反応を行い、更に遠心分離処理を行いDMTのケークと混合溶液とに分離し、ついで工程(f)として、ケークに、必要であればたとえばメタノールによる洗浄処理を施したのち、蒸留精製を施してDMTを留出させ、これを回収する。エステル交換反応温度は、65〜85℃が好ましい。
【0042】
エステル交換反応触媒として用いられる金属化合物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、チタン、マンガン、コバルト、亜鉛、アンチモン、鉛、セリウムの化合物から選ばれることが好ましい。これらの金属の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物、アルコラート等を例示することができる。より具体的には、アルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物、アルコラート、アルカリ土類金属の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物およびアルコラートからなる群から選ばれた少なくとも一種の金属化合物を用いることが好ましい。
【0043】
エステル交換反応触媒用金属化合物は、従来、解重合反応触媒と同一の触媒とすることからナトリウム化合物、特に炭酸ナトリウムが使用されてきた。エステル交換反応触媒としては、たとえば炭酸カリウム等を併用することができる。なお、エステル交換反応触媒の添加量としては、ポリエステル廃棄物に対して、0.3〜10重量%投入することが好ましい。
【0044】
工程(c)に供給するメタノール量は、ポリエステル廃棄物の1重量部を基準として、1.5〜4重量部とすることが好ましい。また、この時使用するメタノールには、エステル交換反応に有害な影響を及ぼさない限り、アルキレングリコール、ジメチルテレフタレート、オリゴマー分および金属化合物等の他の化合物が共存していてもよい。
【0045】
エステル交換反応は、通常0.5〜5時間で完了し、固形状のDMTが、メタノールとアルキレングリコール等の混合液中に分散しているスラリーが得られる。このスラリーからDMTを回収するにあたっては、公知の固液分離装置が適用できるが、その他の方法を採用してもよい。
【0046】
なお、メタノールとアルキレングリコールとの混合溶液にはDMTがある程度溶解するので、前記スラリーを30〜60℃に冷却した後、固液分離装置に供給することが好ましい。この固液分離操作によって得られたDMTのケークは、母液としてのMeOHおよびアルキレングリコールを含んでいるので、このケークを新しいMeOH中に投入し、撹拌して再度スラリー化し、DMTを洗浄することが有用である。得られたスラリーは再度固液分離装置に供給し、DMTケークとメタノールを主成分とする濾液とに分離する。
【0047】
この洗浄操作の繰り返し回数は、回収するDMTの要求品質によって決めることができるが、通常2〜4回の操作を行えばよい。また、各洗浄段階での濾液MeOHは循環使用することもできる。さらに、該洗浄操作は、連続式で行っても、回分式で行ってもよい。
【0048】
工程(c)で得られた混合溶液は、溶解したDMT、オリゴマー、各種金属化合物を含有しており、アルキレングリコール、MeOH等を再利用するために、各々に分離精製される。この精製操作は、蒸留により行うことが好ましいが、蒸留操作に限定する必要はない。
【0049】
なお、蒸留により行う場合には、工程(d)において、工程(c)で得られた混合溶液に蒸留処理を施して、留出メタノールと蒸留残留物とに分離し、メタノールを回収する。ついで、工程(e)で、工程(d)で得られた蒸留残留物に対して、蒸留処理を施してアルキレングリコールを留出させ回収する。すなわち、工程(d)において沸点の低いMeOHを最初に留去し、蒸留塔底に残る液を、工程(e)に供し、アルキレングリコールを留去する。この時、塔底ではアルキレングリコールに溶解したDMTと触媒と繰り返し単位数1〜3程度のポリエステルオリゴマーとが存在している。このため、触媒の使用量削減と有効成分の回収率向上を目的として、メタノール留去後および/またはアルキレングリコール留去後の塔底液の一部を解重合槽(工程(a))に戻してもよい。
【0050】
上記において、エステル交換反応触媒としてナトリウム化合物を使用する場合は、工程(d)における蒸留残留物中のナトリウム濃度が1重量%を超え、溶解度を超えて濃縮されると、熱交換器や配管等の閉塞の誘発し、安定に効率よく運転維持することが困難となる場合が多い。このため、工程(d)における蒸留残留物のナトリウム濃度が1重量%以下となるようにすることが重要である。
【0051】
なお、蒸留残留物中のナトリウム濃度を1重量%以下にするという要件は、工程(c)におけるエステル交換反応触媒中のナトリウム化合物の添加量を制御したり、その後の工程における濃縮条件を変更する等、どのような方法によってもよい。工程(c)におけるエステル交換反応触媒中のナトリウム化合物の添加量を制御する場合には、他の金属化合物をエステル交換反応触媒として併用する方法が実際的で好ましい。たとえば溶解性の高い炭酸カリウム等を併用することができる。なお、工程(c)以前に加えられたナトリウム化合物もエステル交換反応触媒として機能し得る一方、熱交換器や配管等の閉塞にも寄与し得るので、蒸留残留物中のナトリウム濃度を1重量%以下にするという要件を満たすのには、これらの要素も加味して制御することが好ましい。すなわち、工程(d)におけるメタノール蒸留残留物中のナトリウム濃度の制御を、解重合反応触媒中のナトリウム化合物の添加量および/またはエステル交換反応触媒中のナトリウム化合物の添加量により制御することが好ましい。
【0052】
なお、工程(c)において、回収されたDMTには、ポリエステル廃棄物中に含まれていた埃、砂、金属塩などの微量固形物、酸成分、未反応のオリゴマー等が含まれる可能性もあるので、DMTの要求品質の程度によるが、必要であればこれを減圧蒸留精製してもよく、精製操作における塔底液の一部を工程(a)の解重合槽に戻してもよい。
【0053】
上記本発明の分離方法において回収されたDMTは、テレフタル酸の製造用原料としても用いることができる。また、上記本発明の分離方法において回収されたDMTは、ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレートの製造用原料として用いることもできる。更に、上記本発明の分離方法において回収されたDMTは、ポリエステルの製造用原料としても用いることができる。なお、上記アルキレングリコールがEGである場合に本発明の効果は特に大きい。
【0054】
【実施例】
以下実施例により本発明の内容を更に具体的に説明する。実施例中、「部」は特に断らない限り重量部を意味する。なお、実施例中の各値は以下の方法に従って求めた。
【0055】
(1)Na、K金属濃度(重量%)
得られた解重合反応濃縮液および蒸留残留物に0.1N塩酸溶液を加えて前処理を行い、溶液とした上で、原子吸光光度計(装置:日立製作所社製Z−8100)によって分析し、Na、Kそれぞれの濃度を求めた。
【0056】
[実施例1]
本発明に係るポリエステル廃棄物のモデルとしてのポリエチレンテレフタレート50部、本発明に係るアルキレングリコールとしてのEG200部、および解重合触媒としての炭酸カリウム1.5部を解重合槽に投入し、撹拌下185℃で4時間保持したところ、ポリエチレンテレフタレートが溶解し解重合反応が完結した。得られた解重合反応液から、20kPaの減圧蒸留によって、EG150部を留出分として回収し、解重合反応液を濃縮した。
【0057】
この減圧蒸留操作時、解重合反応濃縮液には未溶解分はなく、ヒーターの閉塞等の問題もなく安定に濃縮操作ができた。この濃縮後の解重合反応濃縮液を分析したところ、Kが0.85重量%検出され、Naは検出されなかった。
【0058】
[実施例2]
ポリエチレンテレフタレート50部、EG200部、および解重合触媒としての炭酸ナトリウム1.5部を解重合槽に投入し、撹拌下185℃で4時間保持したところ、ポリエチレンテレフタレートが溶解し、解重合反応が完結した。得られた解重合反応液から、20kPaの減圧蒸留によって、EG150部を留出分として回収し、解重合反応液を濃縮した。
【0059】
この減圧蒸留の濃縮操作時、解重合反応濃縮液には未溶解分はなく、ヒーターの閉塞等の問題もなく安定に濃縮操作ができた。この濃縮後の解重合反応濃縮液を分析したところ、Naが0.65重量%検出され、Kは検出されなかった。
【0060】
[実施例3]
ポリエチレンテレフタレート50部、EG200部、および解重合触媒としての炭酸カリウム1.2部と炭酸ナトリウム0.3部とを解重合槽に投入し、撹拌下185℃で4時間保持したところ、ポリエチレンテレフタレートが溶解し解重合反応が完結した。
【0061】
得られた解重合反応液から、20kPaの減圧蒸留によって、EG150部を留出分として回収し、解重合反応液を濃縮した。
【0062】
この減圧蒸留の濃縮操作時、解重合反応濃縮液には未溶解分はなく、ヒーターの閉塞等の問題もなく安定に濃縮操作ができた。この濃縮後の解重合反応濃縮液を分析したところ、Naが0.13重量%、Kが0.68重量%検出された。
【0063】
[比較例1]
ポリエチレンテレフタレート50部、EG200部、および解重合触媒としての炭酸ナトリウム5部を解重合槽に投入し、撹拌下185℃で4時間保持したところ、ポリエチレンテレフタレートが溶解し解重合反応が完結した。
【0064】
得られた解重合反応液から、20kPaの減圧蒸留によって、EG150部を留出分として回収し、解重合反応液を濃縮した。
【0065】
この減圧蒸留の濃縮操作時、解重合反応濃縮液には炭酸ナトリウム由来と考えられる未溶解分が発生し、ヒーター伝熱部分に固形分が付着した。濃縮後の解重合反応濃縮液を分析したところ、Naが2.17重量%検出され、Kは検出されなかった。
【0066】
[実施例4]
実施例1で得られた解重合反応濃縮液100部、炭酸カリウム0.35部、およびMeOH85部をエステル交換槽に投入し、常圧で液温70〜75℃の条件の下、液循環を1時間行い、エステル交換反応を実施した。
【0067】
得られたDMT、EGおよびMeOHを主成分とする混合物(反応物)を40℃まで冷却し、固液分離操作を行い、固形分(ケーク)のDMTとMeOH、EGを主成分とする液体成分(混合溶液)とに分離した。
【0068】
得られた液体成分から、常圧蒸留操作によりMeOHを留出して分離した。この常圧蒸留の時、MeOH蒸留残渣液(蒸留残留物)には未溶解分はなく、ヒーターの閉塞等の問題もなく安定に濃縮操作ができた。この濃縮後の蒸留残渣液を分析したところ、Kが1.4重量%検出され、Naは検出されなかった。
【0069】
[実施例5]
実施例3で得られた解重合反応濃縮液100部、炭酸ナトリウム0.35部、およびMeOH85部をエステル交換槽に投入した。常圧で液温70〜75℃した、液循環を1時間実施し、エステル交換反応を実施した。
【0070】
得られたDMT、EGおよびMeOHを主成分とする混合物を40℃まで冷却し、固液分離操作を行い、固形分のDMTとMeOH、EGを主成分とする液体成分に分離した。
【0071】
得られた液体成分から、常圧蒸留操作によりMeOHを留出して分離した。この常圧蒸留の時、MeOH蒸留残渣液には未溶解分はなく、ヒーターの閉塞等の問題もなく安定に濃縮操作ができた。この濃縮後の蒸留残渣液を分析したところ、Kが0.8、Naが0.33重量%検出された。
【0072】
[比較例2]
実施例2で得られた解重合反応濃縮液100部、炭酸ナトリウム0.7部、およびMeOH85部をエステル交換槽に投入した。常圧で液温70〜75℃下、液循環を1時間実施し、エステル交換反応を実施した。
【0073】
得られたDMT、EGおよびMeOHを主成分とする混合物を40℃まで冷却し、固液分離操作を行い、固形分のDMTとMeOH、EGを主成分とする液体成分に分離した。
【0074】
得られた液体成分から、常圧蒸留操作によりMeOHを留出して分離した。この常圧蒸留の時、炭酸ナトリウム由来と考えられる未溶解分が発生し、ヒーター伝熱部分に固形分が付着した。濃縮後の蒸留残渣液を分析したところ、Naが1.1重量%検出され、Kは検出されなかった。
【0075】
[実施例6]
実施例4で得られた固形分(ケーク)を、2重量倍メタノールを用いて3回洗浄を行い、圧力6.65kPa、還流比1の条件で蒸留し、DMTを留出させた。得られたDMTの純度は99.99%であった。
【0076】
[実施例7]
実施例4で得られたMeOH蒸留残渣液(蒸留残留物)を、常圧の条件で蒸留し、EGを留出させた。この際も、配管等の閉塞は起こらなかった。
【0077】
[比較例3]
比較例2で得られたMeOH蒸留残渣液(蒸留残留物)を、常圧の条件で常圧の条件で蒸留し、EGを留出させたところ、メタノール蒸留塔のリボイラー部分に閉塞が生じた。
【0078】
【発明の効果】
本発明のポリエステル廃棄物からの有効成分回収方法によれば、安定に効率よく有効成分を回収することが可能となる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for recovering an active ingredient from a polyester waste mainly containing polyalkylene terephthalate.
[0002]
[Prior art]
Polyalkylene terephthalate typified by polyethylene terephthalate has excellent chemical stability, so it can be 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. It is growing rapidly.
[0003]
However, the treatment of used polyalkylene 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 production stage of polyalkylene terephthalate, is a major social problem.
[0004]
In order to solve the above-mentioned problem, so-called chemical recycling in which polyester waste is converted and collected into a monomer, and this monomer is used as a raw material to produce and reuse polyethylene terephthalate by a polymerization reaction again is being studied. This method is basically free of loss, enables cyclic recycling of compounds, and can realize resource recycling.
[0005]
Specifically, a depolymerization reaction is performed with ethylene glycol, followed by a transesterification reaction using methanol, followed by separation and purification to obtain dimethyl terephthalate (hereinafter, sometimes abbreviated as DMT) and ethylene glycol (hereinafter, referred to as DMT). , EG.), Which leads to effective use of resources and a reduction in total cost.
[0006]
As a chemical recycling method of polyethylene terephthalate, for example, an excess of EG is added to polyethylene terephthalate, heated, and a mixture of bis (β-hydroxyethyl) terephthalate and a low polymer containing a β-hydroxyethyl ester group at a terminal is obtained by a depolymerization reaction. A method of recovering DMT by adding an excess of methanol (hereinafter sometimes abbreviated as MeOH) to the mixture and subjecting the mixture to a transesterification reaction in the presence of a catalyst is known (for example, Patent Document 1). 1).
[0007]
Further, a polyester waste containing polyvinyl chloride (hereinafter sometimes abbreviated as PVC) as a foreign substance component is subjected to a depolymerization reaction under conditions in which PVC does not substantially melt and / or thermally decompose, followed by esterification. A method of performing an exchange reaction to recover DMT and EG is also known (for example, see Patent Document 2).
[0008]
Since such polyester waste contains various kinds of foreign substances, it is necessary to set the upper limit of the depolymerization reaction temperature to a low temperature, for example, 190 ° C. or lower, so that the foreign substances do not thermally decompose and deteriorate the quality of the active ingredient. . Then, in order to compensate for the decrease in the rate of the depolymerization reaction due to the low depolymerization reaction temperature, an excessive amount of the depolymerization reaction catalyst must be added.
[0009]
However, if a large amount of catalyst, especially inexpensive sodium compound, is used in excess, the concentration of sodium compound in the distillation residue or the like will increase beyond the solubility, causing clogging of heat exchangers and pipes, and stable and efficient operation. Has been difficult to maintain.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-B-43-2088 (Claims)
[0011]
[Patent Document 2]
WO 01/30729 pamphlet (claims)
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a method for stably and efficiently recovering an active ingredient.
[0013]
Still other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to one embodiment of the present invention, a polyalkylene terephthalate comprising the following steps (a) and (b), wherein the sodium concentration of the depolymerization reaction concentrated solution in step (b) is controlled to be 1% by weight or less. For recovering active ingredients from polyester waste mainly containing
[0015]
(A) a step of subjecting a polyester waste mainly containing polyalkylene terephthalate to a depolymerization reaction in the presence of an alkylene glycol and a depolymerization reaction catalyst to obtain a depolymerization reaction solution;
[0016]
(B) a step of separating at least a portion of water and / or alkylene glycol from the depolymerization reaction solution obtained in step (a) by distillation to concentrate the depolymerization reaction solution to obtain a depolymerization reaction concentrated solution;
[0017]
Thereby, it is possible to stably and efficiently recover the active ingredient from the polyester waste mainly containing polyalkylene terephthalate.
[0018]
Controlling the concentration of sodium in the depolymerization reaction concentrate in step (b) by the amount of sodium compound added in the depolymerization reaction catalyst, comprising the following steps (c) and (d); It is preferable to control the concentration of sodium in the distillation residue in (1) to be 1% by weight or less.
[0019]
(C) a cake separation step of subjecting the concentrated depolymerization reaction obtained in step (b) to a transesterification reaction with methanol in the presence of a transesterification catalyst to separate the reaction product into a cake and a mixed solution;
[0020]
(D) A methanol recovery step of subjecting the mixed solution obtained in the step (c) to a distillation treatment to separate it into distilled methanol and a distillation residue.
[0021]
Further, it is preferable to include the following steps (e) and (f).
[0022]
(E) an alkylene glycol recovery step of subjecting the distillation residue obtained in step (d) to distillation to distill alkylene glycol.
[0023]
(F) A DMT recovery step in which the cake obtained in step (c) is subjected to a washing treatment with methanol, and further subjected to distillation and purification to distill out DMT.
[0024]
Further, the control of the sodium concentration in the methanol distillation residue in the step (d) is controlled by the addition amount of the sodium compound in the depolymerization reaction catalyst and / or the addition amount of the sodium compound in the transesterification reaction catalyst. Wherein the glycol is ethylene glycol, and as a depolymerization reaction catalyst, a group consisting of alkali metal carbonates, hydrogen carbonates, hydroxides, alcoholates, alkaline earth metal carbonates, hydrogen carbonates, hydroxides and alcoholates Use of at least one metal compound selected from the group consisting of: a transesterification catalyst, an alkali metal carbonate, a hydrogen carbonate, a hydroxide, an alcoholate, an alkaline earth metal carbonate, a hydrogen carbonate, or a hydroxide It is preferable to use at least one metal compound selected from the group consisting of alcoholates. Arbitrariness.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using examples and the like. It should be noted that these examples and the like and the description illustrate the present invention, and do not limit the scope of the present invention. It goes without saying that other embodiments can also belong to the category of the present invention as long as they conform to the gist of the present invention.
[0026]
In the recovery method according to the present invention, polyester waste mainly containing polyalkylene terephthalate, such as used polyalkylene terephthalate or an unqualified product generated in the production stage of polyalkylene terephthalate (hereinafter referred to as polyalkylene terephthalate as described above) Is mainly referred to simply as polyester waste.). The range of “polyester waste mainly containing polyalkylene terephthalate” can be specifically determined depending on whether the recovery method according to the present invention can be applied regardless of whether or not the waste is actually treated as waste. In this case, a polyalkylene terephthalate production intermediate or a decomposition product can be included in the polyalkylene terephthalate.
[0027]
In the recovery method of the present invention, the polyester waste is passed through any of the above-described steps (a) to (f). Hereinafter, each step will be described. Note that these steps do not need to be clearly recognized as manufacturing steps. Depending on the actual situation, these steps may be complex steps, include circulating steps, or have other steps between them. May be.
[0028]
In step (a), the polyester waste is subjected to a depolymerization reaction in the presence of an alkylene glycol and a depolymerization catalyst to obtain a depolymerization reaction solution. For example, the polyester waste is put into an alkylene glycol containing a polyester depolymerization catalyst to be depolymerized. The temperature at this time is preferably 175 to 190 ° C.
[0029]
When the reaction temperature in the step (a) is lower than 175 ° C., the required depolymerization reaction time is prolonged, and the tendency for production efficiency to decrease often becomes remarkable. On the other hand, when the temperature exceeds 190 ° C., thermal decomposition of foreign components such as PVC becomes remarkable, and the quality of the target recovery component is often deteriorated.
[0030]
Here, the metal compound used as the depolymerization catalyst is preferably selected from alkali metal, alkaline earth metal, titanium, manganese, cobalt, zinc, antimony, lead and cerium compounds. Examples thereof include carbonates, bicarbonates, hydroxides, and alcoholates of these metals. More specifically, at least one metal selected from the group consisting of alkali metal carbonates, bicarbonates, hydroxides, alcoholates, alkaline earth metal carbonates, bicarbonates, hydroxides and alcoholates Preferably, a compound is used.
[0031]
As a metal compound for a depolymerization catalyst, a sodium compound, particularly sodium carbonate, has been often used in the past because of its excellent depolymerization reactivity, low cost and easy availability. As the depolymerization reaction catalyst, for example, potassium carbonate or the like can be used in combination. In addition, the total amount of the depolymerization catalyst added may be about 1 to 10% by weight based on the amount of the polyester waste, and the sodium compound is preferably 0.2% by weight or less.
[0032]
Further, the weight ratio of the alkylene glycol to the polyester waste to be supplied to the step (a) may be about 0.5 to 20: 1, preferably 1 to 5: 1.
[0033]
The alkylene glycol used at this time may be a plurality of types, and may contain other compounds.The amount of the oligomer component of the polyester, the metal compound, and other impurities that do not affect the depolymerization reaction is reduced. May be included.
Which alkylene glycol is used can be determined according to the actual situation. By using such an alkylene glycol, the purification cost of the alkylene glycol can be reduced.
[0034]
The time of the depolymerization reaction in step (a) is not particularly limited, but is usually 1 to 10 hours under the above conditions.
[0035]
In addition, the depolymerization reaction of the polyester waste with the alkylene glycol and the temperature rise at that time, by using together operations such as stirring in the depolymerization tank, circulation of the liquid in the tank by an external pump, and the like, the depolymerization reaction time and Although the effect of shortening the heating time can be obtained, excessive stirring or the like wastes power, so it is sufficient that the liquid in the tank is flowing. The reaction system may be either a continuous reaction system or a batch system.
[0036]
In the step (b), at least a part of water and / or alkylene glycol is separated from the depolymerization reaction solution obtained in the step (a) by distillation, and the depolymerization reaction solution is concentrated. obtain. Distilled alkylene glycol can be recycled in the process if there is no problem in quality.
[0037]
The distillation / concentration means in the step (b) is not limited, and a conventional distillation / concentration apparatus, for example, a vacuum continuous distillation apparatus, a vacuum batch distillation apparatus, or the like can be used. The concentration of the concentrated solution in step (b) is preferably performed at 140 to 180 ° C. More preferably, it is 150 to 170 ° C.
[0038]
The distillation / concentration operation in the step (b) may be performed under normal pressure or under reduced pressure. However, a typical alkylene glycol, EG, has a boiling point of 198 ° C. In consideration of the fact that the thermal decomposition of the compound becomes remarkable at 195 ° C. or higher, the pressure is preferably 1.33 to 100 kPa. It is more preferable to perform the vacuum distillation operation at 6.65 to 26.6 kPa. In this distillation / concentration operation, it is preferable that the concentration is adjusted so that the concentration of the alkylene glycol in the depolymerization reaction concentrated liquid is 20 to 50% by weight. If the alkylene glycol concentration is less than 20% by weight, the polymerization reaction proceeds, the degree of polymerization of the depolymerized product increases, and the next transesterification reaction does not proceed. Conversely, if the alkylene glycol concentration exceeds 50% by weight, the rate of the next transesterification reaction decreases, and the DMT recovery rate decreases.
[0039]
In the step (b), it is necessary to specially consider the blocking problem caused by the depolymerization catalyst. This consideration is particularly important when a sodium compound is used. That is, when the concentration of sodium in the depolymerization reaction concentrated solution in step (b) exceeds 1% by weight and is concentrated beyond the solubility, precipitation of a sodium compound causes blockage of a heat exchanger, piping, and the like, It is difficult to maintain stable and efficient operation. For this reason, it is important that the sodium concentration in the depolymerization reaction concentrate in the step (b) be 1% by weight or less. As described above, a depolymerization reaction catalyst other than sodium, such as potassium carbonate having high solubility, can be used in combination as the depolymerization reaction catalyst, but the sodium concentration in the depolymerization reaction concentrated solution is still 1 wt. It is important to keep it below%.
[0040]
The requirement that the concentration of sodium in the depolymerization reaction concentrated solution be 1% by weight or less is controlled by controlling the addition amount of the sodium compound in the depolymerization reaction catalyst in step (a), or by controlling the concentration condition of the depolymerization reaction solution. May be changed by any method. When controlling the amount of the sodium compound in the depolymerization reaction catalyst in step (a), a method in which another metal compound is used in combination as the depolymerization reaction catalyst is practical and preferable.
[0041]
After step (b), step (c) can be performed. In the step (c), the depolymerization reaction concentrate obtained in the step (b) is subjected to a transesterification reaction with methanol in the presence of a transesterification catalyst, and the reaction product is separated into a cake and a mixed solution; The cake is subjected to distillation and purification to distill DMT, and DMT is recovered. For example, the concentrated solution of the depolymerization reaction obtained in the step (b) is put into a liquid comprising a transesterification catalyst and methanol to carry out a transesterification reaction, and further subjected to a centrifugal separation treatment to give a DMT cake and a mixed solution. Then, as a step (f), the cake is subjected to washing treatment with, for example, methanol if necessary, followed by distillation and purification to distill out DMT, which is recovered. The transesterification reaction temperature is preferably from 65 to 85 ° C.
[0042]
The metal compound used as the transesterification catalyst is preferably selected from alkali metal, alkaline earth metal, titanium, manganese, cobalt, zinc, antimony, lead and cerium compounds. Examples thereof include carbonates, bicarbonates, hydroxides, and alcoholates of these metals. More specifically, at least one metal selected from the group consisting of alkali metal carbonates, bicarbonates, hydroxides, alcoholates, alkaline earth metal carbonates, bicarbonates, hydroxides and alcoholates Preferably, a compound is used.
[0043]
As the metal compound for the transesterification reaction catalyst, a sodium compound, particularly sodium carbonate, has conventionally been used because the same catalyst as the depolymerization reaction catalyst is used. As the transesterification catalyst, for example, potassium carbonate or the like can be used in combination. The amount of the transesterification catalyst added is preferably 0.3 to 10% by weight based on the amount of polyester waste.
[0044]
The amount of methanol supplied to the step (c) is preferably 1.5 to 4 parts by weight based on 1 part by weight of the polyester waste. In addition, other compounds such as an alkylene glycol, dimethyl terephthalate, an oligomer component, and a metal compound may coexist in the methanol used at this time as long as the ester exchange reaction is not adversely affected.
[0045]
The transesterification reaction is usually completed in 0.5 to 5 hours, and a slurry in which solid DMT is dispersed in a mixed solution of methanol and alkylene glycol is obtained. In recovering DMT from this slurry, a known solid-liquid separator can be applied, but other methods may be employed.
[0046]
Since DMT is dissolved to some extent in a mixed solution of methanol and alkylene glycol, it is preferable to cool the slurry to 30 to 60 ° C. and then supply the slurry to a solid-liquid separator. Since the cake of DMT obtained by this solid-liquid separation operation contains MeOH and alkylene glycol as a mother liquor, the cake is poured into fresh MeOH, stirred to re-slurry, and DMT is washed. Useful. The obtained slurry is again supplied to a solid-liquid separation device, where it is separated into a DMT cake and a filtrate containing methanol as a main component.
[0047]
The number of repetitions of this washing operation can be determined depending on the required quality of the DMT to be recovered, but usually, the operation may be performed 2 to 4 times. In addition, the filtrate MeOH in each washing step can be recycled. Further, the washing operation may be performed in a continuous manner or in a batch manner.
[0048]
The mixed solution obtained in the step (c) contains dissolved DMT, oligomers, and various metal compounds, and is separated and purified to reuse alkylene glycol, MeOH, and the like. This purification operation is preferably performed by distillation, but need not be limited to the distillation operation.
[0049]
In the case of performing the distillation, in the step (d), the mixed solution obtained in the step (c) is subjected to a distillation treatment, separated into distilled methanol and a distillation residue, and methanol is recovered. Next, in step (e), the distillation residue obtained in step (d) is subjected to a distillation treatment to distill and collect the alkylene glycol. That is, in step (d), MeOH having a low boiling point is first distilled off, and the liquid remaining at the bottom of the distillation column is subjected to step (e) to distill off the alkylene glycol. At this time, DMT dissolved in alkylene glycol, a catalyst, and a polyester oligomer having about 1 to 3 repeating units are present at the bottom of the tower. Therefore, for the purpose of reducing the amount of catalyst used and improving the recovery rate of the active ingredient, a part of the bottom liquid after methanol and / or alkylene glycol distillation is returned to the depolymerization tank (step (a)). You may.
[0050]
In the above, when a sodium compound is used as the transesterification catalyst, when the concentration of sodium in the distillation residue in step (d) exceeds 1% by weight and exceeds the solubility, it is concentrated in a heat exchanger or a pipe. In many cases, it becomes difficult to stably and efficiently operate and maintain the air conditioner. For this reason, it is important that the sodium concentration of the distillation residue in step (d) be 1% by weight or less.
[0051]
The requirement that the sodium concentration in the distillation residue be 1% by weight or less controls the amount of the sodium compound in the transesterification catalyst in step (c) or changes the concentration conditions in the subsequent steps. For example, any method may be used. When controlling the amount of the sodium compound in the transesterification reaction catalyst in the step (c), a method in which another metal compound is used in combination as the transesterification reaction catalyst is practical and preferable. For example, potassium carbonate or the like having high solubility can be used in combination. In addition, the sodium compound added before the step (c) can also function as a transesterification catalyst, but can also contribute to clogging of heat exchangers and pipes. Therefore, the sodium concentration in the distillation residue is reduced to 1% by weight. In order to satisfy the requirement of the following, it is preferable to control in consideration of these factors. That is, it is preferable that the control of the sodium concentration in the methanol distillation residue in the step (d) is controlled by the addition amount of the sodium compound in the depolymerization reaction catalyst and / or the addition amount of the sodium compound in the transesterification reaction catalyst. .
[0052]
In step (c), the recovered DMT may contain trace solids such as dust, sand, and metal salts, acid components, unreacted oligomers, and the like contained in the polyester waste. Depending on the required quality of the DMT, if necessary, the DMT may be purified by distillation under reduced pressure, or a part of the bottom liquid in the purification operation may be returned to the depolymerization tank in step (a).
[0053]
The DMT recovered in the separation method of the present invention can be used as a raw material for producing terephthalic acid. DMT recovered in the separation method of the present invention can also be used as a raw material for producing bis (β-hydroxyethyl) terephthalate. Further, the DMT recovered in the separation method of the present invention can be used as a raw material for producing a polyester. The effect of the present invention is particularly large when the above-mentioned alkylene glycol is EG.
[0054]
【Example】
Hereinafter, the contents of the present invention will be described more specifically with reference to examples. In the examples, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified. In addition, each value in an Example was calculated | required according to the following method.
[0055]
(1) Na, K metal concentration (% by weight)
A 0.1N hydrochloric acid solution was added to the obtained depolymerization reaction concentrated solution and the distillation residue to perform a pretreatment, and the solution was analyzed by an atomic absorption spectrophotometer (apparatus: Z-8100 manufactured by Hitachi, Ltd.). , Na, and K were determined.
[0056]
[Example 1]
50 parts of polyethylene terephthalate as a model of the polyester waste according to the present invention, 200 parts of EG as an alkylene glycol according to the present invention, and 1.5 parts of potassium carbonate as a depolymerization catalyst were charged into a depolymerization tank, and stirred for 185 minutes. When the temperature was maintained at 4 ° C. for 4 hours, the polyethylene terephthalate was dissolved and the depolymerization reaction was completed. From the obtained depolymerization reaction solution, 150 parts of EG was collected as a distillate by distillation under reduced pressure of 20 kPa, and the depolymerization reaction solution was concentrated.
[0057]
At the time of this vacuum distillation operation, there was no undissolved component in the depolymerization reaction concentrated solution, and the concentration operation could be performed stably without problems such as clogging of the heater. When the concentrated solution of the depolymerization reaction after the concentration was analyzed, K was detected at 0.85% by weight and Na was not detected.
[0058]
[Example 2]
50 parts of polyethylene terephthalate, 200 parts of EG, and 1.5 parts of sodium carbonate as a depolymerization catalyst were charged into a depolymerization tank and kept at 185 ° C. for 4 hours with stirring. As a result, the polyethylene terephthalate was dissolved and the depolymerization reaction was completed. did. From the obtained depolymerization reaction solution, 150 parts of EG was collected as a distillate by distillation under reduced pressure of 20 kPa, and the depolymerization reaction solution was concentrated.
[0059]
During the concentration operation in this vacuum distillation, there was no undissolved component in the depolymerization reaction concentrated solution, and the concentration operation could be performed stably without problems such as clogging of the heater. Analysis of the concentrated solution of the depolymerization reaction after concentration revealed that Na was detected at 0.65% by weight and K was not detected.
[0060]
[Example 3]
50 parts of polyethylene terephthalate, 200 parts of EG, and 1.2 parts of potassium carbonate and 0.3 parts of sodium carbonate as depolymerization catalysts were charged into a depolymerization tank, and the mixture was kept at 185 ° C. for 4 hours with stirring. Upon dissolution, the depolymerization reaction was completed.
[0061]
From the obtained depolymerization reaction solution, 150 parts of EG was collected as a distillate by distillation under reduced pressure of 20 kPa, and the depolymerization reaction solution was concentrated.
[0062]
During the concentration operation in this vacuum distillation, there was no undissolved component in the depolymerization reaction concentrated solution, and the concentration operation could be performed stably without problems such as clogging of the heater. When the concentrated solution of the depolymerization reaction after this concentration was analyzed, 0.13% by weight of Na and 0.68% by weight of K were detected.
[0063]
[Comparative Example 1]
When 50 parts of polyethylene terephthalate, 200 parts of EG, and 5 parts of sodium carbonate as a depolymerization catalyst were charged into the depolymerization tank and kept at 185 ° C. for 4 hours with stirring, the polyethylene terephthalate was dissolved and the depolymerization reaction was completed.
[0064]
From the obtained depolymerization reaction solution, 150 parts of EG was collected as a distillate by distillation under reduced pressure of 20 kPa, and the depolymerization reaction solution was concentrated.
[0065]
During the concentration operation of this vacuum distillation, undissolved components considered to be derived from sodium carbonate were generated in the concentrated solution of the depolymerization reaction, and solids adhered to the heat transfer portion of the heater. Analysis of the concentrated depolymerization reaction solution after concentration revealed that Na was detected at 2.17% by weight and K was not detected.
[0066]
[Example 4]
100 parts of the depolymerization reaction concentrated liquid obtained in Example 1, 0.35 part of potassium carbonate, and 85 parts of MeOH were charged into a transesterification tank, and the liquid was circulated under a condition of a liquid temperature of 70 to 75 ° C. at normal pressure. The reaction was performed for 1 hour, and a transesterification reaction was performed.
[0067]
The resulting mixture (reactant) containing DMT, EG and MeOH as main components is cooled to 40 ° C., and a solid-liquid separation operation is performed to obtain a solid component (cake) of DMT and a liquid component containing MeOH and EG as main components. (Mixed solution).
[0068]
MeOH was distilled and separated from the resulting liquid component by atmospheric distillation. At the time of the atmospheric distillation, the MeOH distillation residue (distillation residue) did not contain any undissolved components, and the concentration operation could be performed stably without problems such as blockage of the heater. When the distillation residue after the concentration was analyzed, K was detected at 1.4% by weight and Na was not detected.
[0069]
[Example 5]
100 parts of the concentrated depolymerization reaction solution obtained in Example 3, 0.35 part of sodium carbonate, and 85 parts of MeOH were charged into a transesterification tank. The liquid was circulated at a liquid temperature of 70 to 75 ° C. under normal pressure for 1 hour, and a transesterification reaction was performed.
[0070]
The resulting mixture containing DMT, EG and MeOH as main components was cooled to 40 ° C., and a solid-liquid separation operation was performed to separate solid components into DMT and a liquid component containing MeOH and EG as main components.
[0071]
MeOH was distilled and separated from the resulting liquid component by atmospheric distillation. At the time of the atmospheric distillation, the MeOH distillation residue had no undissolved components, and the concentration operation could be performed stably without problems such as clogging of the heater. Analysis of the distillation residue after concentration showed that K was 0.8 and Na was 0.33% by weight.
[0072]
[Comparative Example 2]
100 parts of the depolymerization reaction concentrate obtained in Example 2, 0.7 part of sodium carbonate, and 85 parts of MeOH were charged into a transesterification tank. The liquid circulation was carried out at normal pressure and at a liquid temperature of 70 to 75 ° C. for 1 hour to carry out a transesterification reaction.
[0073]
The resulting mixture containing DMT, EG and MeOH as main components was cooled to 40 ° C., and a solid-liquid separation operation was performed to separate solid components into DMT and a liquid component containing MeOH and EG as main components.
[0074]
MeOH was distilled and separated from the resulting liquid component by atmospheric distillation. During the atmospheric distillation, undissolved components considered to be derived from sodium carbonate were generated, and solids adhered to the heater heat transfer portion. When the distillation residue after concentration was analyzed, 1.1% by weight of Na was detected and K was not detected.
[0075]
[Example 6]
The solid content (cake) obtained in Example 4 was washed three times with 2 parts by weight of methanol, and distilled under the conditions of a pressure of 6.65 kPa and a reflux ratio of 1 to distill DMT. The purity of the obtained DMT was 99.99%.
[0076]
[Example 7]
The MeOH distillation residue (distillation residue) obtained in Example 4 was distilled under normal pressure conditions to distill EG. At this time, no clogging of the piping or the like occurred.
[0077]
[Comparative Example 3]
The MeOH distillation residue (distillation residue) obtained in Comparative Example 2 was distilled under normal pressure under normal pressure conditions to distill EG, and clogging occurred in the reboiler portion of the methanol distillation column. .
[0078]
【The invention's effect】
According to the method for recovering active ingredients from polyester waste of the present invention, it is possible to stably and efficiently recover active ingredients.
Claims (8)
工程(b)における解重合反応濃縮液のナトリウム濃度を1重量%以下となるように制御する、
ポリアルキレンテレフタレートを主として含有するポリエステル廃棄物からの有効成分回収方法。
(a)ポリアルキレンテレフタレートを主として含有するポリエステル廃棄物を、アルキレングリコールと解重合反応触媒との存在下解重合反応し、解重合反応液を得る工程。
(b)工程(a)で得られた解重合反応液から少なくとも一部の水および/またはアルキレングリコールを蒸留により分離して解重合反応液を濃縮し、解重合反応濃縮液を得る工程。Including the following steps (a) and (b),
Controlling the sodium concentration of the depolymerization reaction concentrate in step (b) to be 1% by weight or less;
A method for recovering active ingredients from polyester waste mainly containing polyalkylene terephthalate.
(A) a step of subjecting a polyester waste mainly containing polyalkylene terephthalate to a depolymerization reaction in the presence of an alkylene glycol and a depolymerization reaction catalyst to obtain a depolymerization reaction solution;
(B) a step of separating at least a portion of water and / or alkylene glycol from the depolymerization reaction solution obtained in step (a) by distillation to concentrate the depolymerization reaction solution to obtain a depolymerization reaction concentrated solution;
工程(d)における蒸留残留物のナトリウム濃度を1重量%以下となるように制御する、請求項1または2に記載の有効成分回収方法。
(c)工程(b)で得られた解重合反応濃縮液とメタノールとを、エステル交換反応触媒の存在下にエステル交換反応させ、反応物をケークと混合溶液とに分離する、ケーク分離工程。
(d)工程(c)で得られた混合溶液に蒸留処理を施して、留出メタノールと蒸留残留物とに分離する、メタノール回収工程。Including the following steps (c) and (d),
The method for recovering an active ingredient according to claim 1 or 2, wherein the sodium concentration of the distillation residue in the step (d) is controlled to be 1% by weight or less.
(C) a cake separation step of subjecting the concentrated depolymerization reaction obtained in step (b) to a transesterification reaction with methanol in the presence of a transesterification catalyst to separate the reaction product into a cake and a mixed solution;
(D) A methanol recovery step of subjecting the mixed solution obtained in the step (c) to a distillation treatment to separate it into distilled methanol and a distillation residue.
(e)工程(d)で得られた蒸留残留物に対して、蒸留処理を施してアルキレングリコールを留出させる、アルキレングリコール回収工程。
(f)工程(c)で得られたケークにメタノールによる洗浄処理を施し、さらに蒸留精製を施してテレフタル酸ジメチルを留出させる、テレフタル酸ジメチル回収工程。4. The method for recovering an active ingredient according to claim 3, comprising the following steps (e) and (f).
(E) an alkylene glycol recovery step of subjecting the distillation residue obtained in step (d) to distillation to distill alkylene glycol.
(F) A dimethyl terephthalate recovery step in which the cake obtained in step (c) is subjected to a washing treatment with methanol, and further subjected to distillation and purification to distill dimethyl terephthalate.
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