JP4459402B2 - Method for recovering active ingredients from polyester waste - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエステル廃棄物から有効成分を回収する方法に関し、さらに詳しくは、ポリ(エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート)(以下、PENと略記することがある)とポリアルキレンテレフタレートとの混合物から実質的になるポリエステル廃棄物から、有効成分としてのビスヒドロキシアルキルテレフタレート、あるいはテレフタル酸成分とアルキレングリコールとを簡便に効率よく回収する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
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、樹脂などに大量に生産、使用されている。これら使用済み後の廃棄されたポリアルキレンテレフタレート(以下、ポリエステル廃棄物と略記することがある。)を有効利用する為に、解重合によりエチレングリコール(以下、EGと略記することがある。)、テレフタル酸ジメチル(以下、DMTと略記することがある。)、テレフタル酸あるいはその誘導体等のモノマーに分解するケミカルリサイクルに関する種々の提案がある。
【0003】
該ケミカルリサイクルには、回収したポリエステル廃棄物とメタノール(以下、MeOHと略記することがある。)とを反応させ、DMTとアルキレングリコールとして回収する方法(特開平9−012713号公報など)、回収したポリエステル廃棄物をアルカリ化合物存在下で加水分解しテレフタル酸とアルキレングリコールとして回収する方法(特公昭32−8068号公報など)が知られている。
【0004】
しかしながら、流通業や家庭から排出されるポリエステル廃棄物としては、ポリアルキレンテレフタレートにPENが混入する場合があり、回収時にPENも解重合されてナフタレンジカルボン酸ジメチル(以下、NDCEと略記することがある。)を生成し、DMTに混入する恐れがあり、特に260℃を越える高温下で解重合を行うと、NDCEの生成が顕著となる。
【0005】
従来、ポリアルキレンテレフタレートとPENとの混合物を解重合して得られた、NDCEとDMTとの混合物の分離については蒸留分離精製が検討されており、特表平3−504379号公報にはPENとポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記することがある。)とからなる混合物を、解重合触媒を用いて高温・高圧条件下でMeOHを用いて解重合し、得られた生成物を冷却沈殿し回収したNDCEとDMTとの混合物を分別蒸留する方法が記載されている。
【0006】
しかしながら、このような解重合生成物の冷却沈殿混合物にはNDCE及びDMT以外に重合触媒や、さらに添加した解重合触媒等の多様の無機化合物を含んでおり、NDCEの一部が分解して副生した2−ナフトエ酸メチル等が、回収物の純度低下を招く恐れがあった。
【0007】
【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を解決し、PENを含むポリエステル廃棄物から有効成分としてのビスヒドロキシアルキルテレフタレート、あるいはテレフタル酸成分とアルキレングリコールとを効率よく回収する方法を確立することにある。
【0008】
【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鋭意検討を行った結果、PENがアルキレングリコールによる解重合反応を受けにくい温度範囲でポリアルキレンテレフタレートを優先的に溶解させた後、未反応のPENを取り除き、DMTに少量混入したNDCEは適正な蒸留条件により分離することによって、有効成分を効率よく回収できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明の目的は、
ポリ(エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート)とポリアルキレンテレフタレートとの混合物からなるポリエステル廃棄物であって、該ポリエステル廃棄物の重量を基準としてポリ(エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート)とポリアルキレンテレフタレートとの合計が80%以上占めているポリエステル廃棄物から有効成分を分離回収する方法であって、該廃棄物を下記(a)〜(d)の各工程に逐次的に通過させることを特徴とする、ポリエステル廃棄物からの有効成分回収方法によって達成することができる。
(a)120〜210℃の温度下、解重合触媒を含むアルキレングリコール中に、ポリエステル廃棄物を投入する工程。
(b)工程(a)通過後、未反応のポリ(エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート)を固形物の状態で固液分離して取り出す工程。
(c)工程(b)で固形物を取り出した後の残留物に、エステル交換触媒とメタノールとを添加・投入してエステル交換を行い、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルを含むテレフタル酸ジメチル及びアルキレングリコールとを得た後、両者を分離回収する工程。
(d)工程(c)を経て得た2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルを含むテレフタル酸ジメチルからテレフタル酸ジメチルを分離回収する工程。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の回収方法においては、PENとポリアルキレンテレフタレートとの混合物から実質的になるポリエステル廃棄物を上述の(a)〜(d)の各工程に逐次的に通過させることが必要である。
ここで、「実質的に」とは、該ポリエステル廃棄物の重量を基準として、PENとポリアルキレンテレフタレートとの合計が80%以上を占めていることをいう。
【0011】
以下、(a)〜(d)の各工程について詳細に説明する。
工程(a)においては、ポリエステル廃棄物を120〜210℃の温度下、解重合触媒を含むアルキレングリコール中に投入する必要がある。ここで、該アルキレングリコールの温度が120℃未満であると、解重合時間が非常に長くなり効率的ではなくなる。一方、210℃を越えるとPENの解重合が顕著になり、副生物のNDCEの生成量が増加する。該温度は好ましくは、140〜190℃であり、これらの条件下で、1〜10時間加熱保持すればよい。
【0012】
さらに、該工程(a)に供給するアルキレングリコールとポリアルキレンテレフタレートとの重量比は0.5〜20程度に設定することが好ましく、比率がこの範囲にある時には、ポリエステル廃棄物の形状によらずに解重合時間が大幅に変わることもなく、最終的に再使用するアルキレングリコールの精製コストを抑えることも可能である。該重量比は1〜5とすることが好ましい。
【0013】
ここで、工程(a)で用いる解重合触媒としては、アルカリ金属の炭酸塩、酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩、酸化物、酢酸マンガン、酢酸亜鉛からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を用い、且つその添加量をポリエステル廃棄物の重量を基準として0.1〜10%とすることが好ましい。該添加量がこの範囲内にあるときには、経済的であり且つ効率的に反応が進行する。
【0014】
本発明の回収方法において、ポリアルキレンテレフタレートとしては、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、ポリテトラメチレンテレフタレート等を挙げることができるが、通常はポリエチレンタレフタレートである。
【0015】
さらに、本発明の回収方法において用いるアルキレングリコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール等を挙げることができるが、なかでも、リサイクルした原料から、再度重合する際に副産物として生成するエチレングリコールを用いることが好ましい。
【0016】
PENは該反応条件で一部が解重合し、ビスヒドロキシアルキルナフタレートを生成してアルキレングリコール中に溶解するが、解重合を受けず未反応のまま固体として残留するものもある。工程(b)においては、工程(a)を通過させたポリエステル廃棄物を固液分離装置に通液させる。工程(a)通過後のポリエステル廃棄物は、固形物の状態にあるPENとスラリー状態を形成しているので、通常の固液分離操作を行えばよい。ここで、固液分離操作には各種の固液分離装置が使用可能であり、PENの混入が少ない場合には異物除去を目的とするフィルターを用いてもよい。
【0017】
なお、工程(b)の操作により得られるPENは、有価物として、又は廃棄物として分離・回収すればよいが、固液分離により得られたPENの表面には、ポリアルキレンテレフタレート成分を含むアルキレングリコールが付着しているので、これを有価物として回収する場合には、工程(a)へ供給する前のアルキレングリコールでPEN表面を洗浄することが好ましい。該洗浄の方法は、工程(a)へ供給するEGを保管しておく槽内に、固液分離したPENを仕込み、撹拌洗浄して、再度固液分離操作を行って分離すればよい。
【0018】
工程(b)の操作により得られるポリエステル廃棄物は、アルキレングリコールによって解重合され、繰り返し単位1〜4のオリゴマーに変換されている。このオリゴマーを含んだ溶液を直接後述する工程(c)に投入し、65〜85℃でエステル交換反応を実施してもDMTを得る事は可能であるが、アルキレングリコールが多量に存在する場合、DMTの回収率が低く抑えられるので、工程(b)で固形物を取り出した後の残留物を蒸留・濃縮する事が好ましい。即ち、アルキレングリコールとポリエステル廃棄物との重量比率が原料仕込み比基準で0.5〜2.0になるまでこのオリゴマーを含んだ液を濃縮することが好ましい。
【0019】
該濃縮は蒸留操作によって簡便に行うことができ、常圧下でも減圧下でも実施可能であるが、PENの解重合反応の進行が210℃以上で顕著になること、固液分離操作で微小粒子となったPENが洩れ込んでくる事等を考慮し1.33〜100kPaで、好ましくは6.67〜26.6kPaでの減圧蒸留操作を行うことが好ましい。
【0020】
次に工程(c)においては、工程(b)の分離液に、好ましくは上述した比率までオリゴマーを濃縮した溶液に、エステル交換反応触媒とMeOHとを添加・投入してエステル交換反応を行い、NDCEを含むDMTとアルキレングリコールとを得た後、両者を分離回収する。
【0021】
該エステル交換反応はポリエステル廃棄物を基準として、MeOHを200〜400重量%投入し、同時にエステル交換反応触媒を、ポリエステル廃棄物を基準として1〜10重量%投入する。エステル交換反応槽内の圧力は大気圧下近傍で、エステル交換反応温度は65〜85℃で反応を進行させればよい。
【0022】
該エステル交換反応は0.5〜5時間で完了し、固形状態のNDCE及びDMT、MeOH、アルキレングリコールのスラリーとなる。該スラリーからDMTを回収するにあたっては、常套手段として固液分離装置が適用出来るが、いずれの方法を採用してもよい。
【0023】
なお、MeOH、アルキレングリコール中にはDMTが少量溶解するので、該スラリーは、30〜60℃に冷却した後、固液分離装置に供給する。該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とアルキレングリコールとを含んでいるので、該ケークは新しいMeOHの中に投入・撹拌してから再度スラリー化して、DMTを洗浄する。得られたスラリーは再度固液分離装置に供給し、DMTのケークと母液のMeOHとに分離する。
【0024】
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一義的に定まるが通常2〜4回の操作を行えばよい。また、常套手段として各洗浄段階での母液MeOHは、循環させることもできる。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。
【0025】
なお、DMTから固液分離したEGとMeOHとの混合液は、溶解したDMT、解重合触媒及びエステル交換反応触媒を含有しており、EG、MeOHは再度プロセスで使用するため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。なお、蒸留により行う場合には、沸点の低いMeOHを最初に留去してから、塔底に残る液を次の蒸留塔に供給し、EGを留去する。このとき、塔底にはアルキレングリコールに溶解したDMT、触媒及び繰り返し単位数1〜3のオリゴマーが存在しているので、触媒使用量の削減と有効成分の回収率向上を目的として、塔底液の一部を解重合槽に戻してもよい。
【0026】
なお、上述の固液分離操作で回収したDMTには、PENが解重合して生成したNDCEやポリエステル廃棄物中に含まれた埃、砂など微量の固形物が混入する可能性があるので、工程(d)において減圧蒸留で精製を行う。蒸留温度が260℃を越えると、NDCEが分解して生成した2−ナフトエ酸メチルがDMTに混入する恐れがあるので塔底温度を260℃以下で操作することが望ましい。また、理論段は5乃至10段でNDCEを含まないDMTを蒸留回収でき、むしろ理論段が10段より大きすぎると蒸留塔の種類によっては塔底温度が260℃を越えて不必要に高くなり、NDCEの分解により生成した2−ナフトエ酸メチルが回収DMTに混入することになる。
【0027】
引き続き回収した有効成分を再利用するためには、得られたDMTとアルキレングリコールを既知の条件で重合反応すればよい。
【0028】
【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ら限定を受けるものではない。なお、実施例中の各数値は以下の方法により求めた。また、実施例中において特に断らない限り「部」は「重量部」を示す。
【0029】
[実施例1]
PEN100部、PET100部、EG800部及び無水炭酸ナトリウム6部を1000mlのセパラブルフラスコに仕込み、185℃の還流条件下4.0時間反応させた。反応終了後、熱時濾過を行い、未溶解のPEN47.0部を分離した。引き続き、濾液から600部のEGを留去した後、400部のMeOH及び無水炭酸ナトリウム6部を仕込み77℃の還流条件下1.0時間反応させた。
【0030】
その反応生成物を室温まで冷却して固液分離した。得られた濾液は、理論段数10段の蒸留塔で蒸留し、回収EGを150部得た。
【0031】
一方、得られたケークは400部のMeOHで2回洗浄した後乾燥させて蒸留したが、蒸留前の組成はDMT56.7重量%、NDCE38.5重量%、無機物を含むその他4.8重量%であり、2−ナフトエ酸メチルは含まれていなかった。このDMTとNDCEとの混合物を、理論段数10段の規則充填物を内装した蒸留塔で真空度6.7kPa、還流なし、塔頂温度180〜183℃、塔底温度180〜220℃で蒸留した結果、純度99.4%以上のDMTを81部得た。収率は投入したポリエステルを基準にすると81%であった。
【0032】
[比較例1]
PENとPETとが重量比率で50対50のポリマーアロイ80部、EG160部及び無水炭酸ナトリウムナトリウム0.8部を1000mlの撹拌機・冷却機付きのステンレス反応機に仕込み、212℃の還流条件下3.3時間反応させたところ、PENも完全に解重合した。その反応生成物を室温まで冷却して固液分離して得られたケークをMeOH洗浄した。その後、MeOHを蒸発させて蒸留させたが、蒸留前の組成は、DMT47.2重量%、NDCE47.0重量%、EG1.2重量%、無機物を含むその他4.6重量%であったが、2−ナフトエ酸メチルは含まれていなかった。PENも全て解重合したため、実施例1よりもNDCEが富んだ組成となっていた。
【0033】
このDMTとNDCEとの混合物を、理論段数25段の棚段式蒸留塔で、真空度6.7kPa、還流比0.2、塔頂温度185℃、塔底温度255乃至265℃で蒸留した結果、NDCEは含まないが、2−ナフトエ酸メチルの10ppm含むDMTが得られた。
【0034】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、PENを含むポリエステル廃棄物から、有効成分としてのビスヒドロキシアルキルテレフタレート、あるいはDMTとアルキレングリコールとを簡便に回収することができ、その工業的意義は大である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for recovering an active ingredient from polyester waste, and more specifically, poly (ethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate) (hereinafter sometimes abbreviated as PEN) and polyalkylene terephthalate. The present invention relates to a method for easily and efficiently recovering bishydroxyalkyl terephthalate as an active ingredient, or a terephthalic acid component and an alkylene glycol from a polyester waste consisting essentially of a mixture.
[0002]
[Prior art]
Polyalkylene terephthalate is produced and used in large quantities in fibers, films, resins and the like because of its excellent chemical stability. In order to effectively use these used polyalkylene terephthalates (hereinafter sometimes abbreviated as polyester waste) after being used, ethylene glycol (hereinafter sometimes abbreviated as EG) by depolymerization, There are various proposals regarding chemical recycling that decomposes into monomers such as dimethyl terephthalate (hereinafter sometimes abbreviated as DMT), terephthalic acid or its derivatives.
[0003]
In the chemical recycling, a recovered polyester waste and methanol (hereinafter sometimes abbreviated as MeOH) are reacted to recover DMT and alkylene glycol (JP-A-9-012713, etc.), recovery A method (such as Japanese Patent Publication No. 32-8068) in which the polyester waste is hydrolyzed in the presence of an alkali compound and recovered as terephthalic acid and alkylene glycol is known.
[0004]
However, as polyester waste discharged from distribution businesses and households, PEN may be mixed into polyalkylene terephthalate, and PEN may also be depolymerized at the time of recovery, and may be abbreviated as dimethyl naphthalenedicarboxylate (hereinafter, NDCE) )) And may be mixed into DMT, and particularly when depolymerization is performed at a high temperature exceeding 260 ° C., NDCE formation becomes remarkable.
[0005]
Conventionally, distillation separation and purification have been studied for separation of a mixture of NDCE and DMT obtained by depolymerizing a mixture of polyalkylene terephthalate and PEN, and Japanese Patent Publication No. 3-504379 discloses PEN and A mixture consisting of polyethylene terephthalate (hereinafter sometimes abbreviated as PET) is depolymerized using MeOH under high temperature and high pressure conditions using a depolymerization catalyst, and the resulting product is cooled, precipitated and recovered. Describes a method for fractional distillation of a mixture of NDCE and DMT.
[0006]
However, such a cooled precipitation mixture of the depolymerization product contains various inorganic compounds such as a polymerization catalyst and an added depolymerization catalyst in addition to NDCE and DMT, and a part of NDCE is decomposed to become a side product. The produced methyl 2-naphthoate and the like may cause a decrease in purity of the recovered product.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to efficiently recover bishydroxyalkyl terephthalate or terephthalic acid component and alkylene glycol as active ingredients from polyester waste containing PEN. Is to establish.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies in view of the above prior art, the present inventors have preferentially dissolved polyalkylene terephthalate in a temperature range in which PEN is not susceptible to depolymerization reaction with alkylene glycol, and then removed unreacted PEN. As a result, it was found that NDCE mixed in a small amount in DMT can be recovered efficiently by separating it under appropriate distillation conditions, and the present invention has been completed.
[0009]
That is, the object of the present invention is to
Polyester waste comprising a mixture of poly (ethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate) and polyalkylene terephthalate, poly (ethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate based on the weight of the polyester waste ) And polyalkylene terephthalate is a method for separating and recovering active ingredients from polyester waste, which accounts for 80% or more , and sequentially passes the waste through the following steps (a) to (d) It can be achieved by a method for recovering active ingredients from polyester waste.
(A) A step of introducing polyester waste into alkylene glycol containing a depolymerization catalyst at a temperature of 120 to 210 ° C.
(B) A step of removing unreacted poly (ethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate) by solid-liquid separation in a solid state after passing through step (a).
(C) A transesterification catalyst and methanol are added and charged to the residue after the solid is taken out in step (b) to perform transesterification, and dimethyl terephthalate containing dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate and A process of separating and recovering both after obtaining alkylene glycol.
(D) A step of separating and recovering dimethyl terephthalate from dimethyl terephthalate containing dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate obtained through step (c).
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the recovery method of the present invention, it is necessary to sequentially pass the polyester waste substantially consisting of the mixture of PEN and polyalkylene terephthalate to each of the above-mentioned steps (a) to (d).
Here, “substantially” means that the total of PEN and polyalkylene terephthalate accounts for 80% or more based on the weight of the polyester waste.
[0011]
Hereinafter, each process of (a)-(d) is demonstrated in detail.
In the step (a), it is necessary to put the polyester waste into the alkylene glycol containing the depolymerization catalyst at a temperature of 120 to 210 ° C. Here, when the temperature of the alkylene glycol is less than 120 ° C., the depolymerization time becomes very long and it is not efficient. On the other hand, when the temperature exceeds 210 ° C., depolymerization of PEN becomes remarkable, and the amount of by-product NDCE increases. The temperature is preferably 140 to 190 ° C., and may be heated and held under these conditions for 1 to 10 hours.
[0012]
Furthermore, the weight ratio of the alkylene glycol and polyalkylene terephthalate supplied to the step (a) is preferably set to about 0.5 to 20, and when the ratio is within this range, it does not depend on the shape of the polyester waste. In addition, the depolymerization time is not significantly changed, and the purification cost of the alkylene glycol to be finally reused can be suppressed. The weight ratio is preferably 1-5.
[0013]
Here, the depolymerization catalyst used in step (a) is at least one selected from the group consisting of alkali metal carbonates, oxides, alkaline earth metal carbonates, oxides, manganese acetate, and zinc acetate. It is preferable to use this compound and to add 0.1 to 10% based on the weight of the polyester waste. When the addition amount is within this range, the reaction proceeds economically and efficiently.
[0014]
In the recovery method of the present invention, examples of the polyalkylene terephthalate include polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polytetramethylene terephthalate, and the like, but usually polyethylene terephthalate.
[0015]
Furthermore, examples of the alkylene glycol used in the recovery method of the present invention include ethylene glycol and diethylene glycol. Among them, ethylene glycol produced as a by-product when polymerized again from recycled raw materials is used. Is preferred.
[0016]
PEN partially depolymerizes under the reaction conditions to produce bishydroxyalkyl naphthalate and dissolves in alkylene glycol. However, some PEN remains unreacted as a solid without being depolymerized. In the step (b), the polyester waste that has passed the step (a) is passed through a solid-liquid separator. Since the polyester waste after passing through the step (a) forms a slurry state with PEN in a solid state, a normal solid-liquid separation operation may be performed. Here, various solid-liquid separation devices can be used for the solid-liquid separation operation, and when there is little mixing of PEN, a filter intended to remove foreign substances may be used.
[0017]
The PEN obtained by the operation in the step (b) may be separated and recovered as a valuable material or as a waste, but the surface of the PEN obtained by solid-liquid separation contains an alkylene containing a polyalkylene terephthalate component. Since glycol adheres, when recovering this as a valuable material, it is preferable to wash the PEN surface with alkylene glycol before being supplied to step (a). The washing method may be performed by charging the PEN that has been subjected to solid-liquid separation into a tank in which the EG to be supplied to the step (a) is stored, stirring and washing, and performing solid-liquid separation operation again for separation.
[0018]
The polyester waste obtained by the operation of the step (b) is depolymerized with alkylene glycol and converted into oligomers of repeating units 1 to 4. It is possible to obtain DMT even if a transesterification reaction is carried out at 65 to 85 ° C. by directly adding the solution containing the oligomer to the step (c) described later, but when a large amount of alkylene glycol is present, Since the recovery rate of DMT can be kept low, it is preferable to distill and concentrate the residue after taking out the solid in step (b). That is, it is preferable to concentrate the liquid containing the oligomer until the weight ratio of the alkylene glycol to the polyester waste is 0.5 to 2.0 based on the raw material charge ratio.
[0019]
The concentration can be easily carried out by distillation operation, and can be carried out at normal pressure or under reduced pressure. However, the progress of PEN depolymerization becomes remarkable at 210 ° C. Taking into account the leaked PEN and the like, it is preferable to carry out a vacuum distillation operation at 1.33 to 100 kPa, preferably 6.67 to 26.6 kPa.
[0020]
Next, in step (c), the ester exchange reaction catalyst and MeOH are added and charged into the separated solution of step (b), preferably a solution in which the oligomer is concentrated to the above-mentioned ratio, to perform the ester exchange reaction, After obtaining DMT containing NDCE and alkylene glycol, both are separated and recovered.
[0021]
In the transesterification reaction, 200 to 400% by weight of MeOH is charged based on the polyester waste, and at the same time, 1 to 10% by weight of the transesterification reaction catalyst is charged based on the polyester waste. The reaction may proceed at a transesterification reaction tank pressure near atmospheric pressure and a transesterification reaction temperature of 65 to 85 ° C.
[0022]
The transesterification reaction is completed in 0.5 to 5 hours, and becomes a slurry of NDCE, DMT, MeOH, and alkylene glycol in a solid state. In recovering DMT from the slurry, a solid-liquid separator can be applied as a conventional means, but any method may be adopted.
[0023]
Since a small amount of DMT is dissolved in MeOH and alkylene glycol, the slurry is cooled to 30 to 60 ° C. and then supplied to a solid-liquid separator. The cake of DMT obtained by the solid-liquid separation operation contains MeOH and alkylene glycol as mother liquors, so the cake is put into new MeOH and stirred, and then slurried again to wash DMT. To do. The obtained slurry is supplied again to the solid-liquid separator, and separated into a DMT cake and a mother liquor MeOH.
[0024]
The number of repetitions of this washing operation is uniquely determined by the required quality of the DMT to be recovered, but usually it may be performed 2 to 4 times. Further, as a conventional means, the mother liquor MeOH in each washing step can be circulated. Further, the washing operation may be performed continuously or batchwise.
[0025]
The mixed solution of EG and MeOH solid-liquid separated from DMT contains dissolved DMT, depolymerization catalyst and transesterification catalyst. EG and MeOH are separated and purified separately for use in the process again. The This purification operation is preferably carried out by distillation, but need not be limited to the distillation operation. In the case of performing distillation, MeOH having a low boiling point is first distilled off, and then the liquid remaining at the bottom of the column is supplied to the next distillation column, and EG is distilled off. At this time, since DMT dissolved in alkylene glycol, catalyst, and oligomer having 1 to 3 repeating units are present at the bottom of the tower, the bottom liquid is used for the purpose of reducing the amount of catalyst used and improving the recovery rate of active ingredients. A part of may be returned to the depolymerization tank.
[0026]
In addition, since there is a possibility that a small amount of solids such as dust and sand contained in NDCE and polyester waste produced by depolymerization of PEN may be mixed in the DMT recovered by the above-described solid-liquid separation operation. In the step (d), purification is performed by distillation under reduced pressure. When the distillation temperature exceeds 260 ° C., methyl 2-naphthoate produced by decomposition of NDCE may be mixed into DMT. Therefore, it is desirable to operate the column bottom temperature at 260 ° C. or lower. Also, DMT containing 5 to 10 theoretical plates and not containing NDCE can be recovered by distillation. Rather, if the theoretical plate is larger than 10 plates, the bottom temperature exceeds 260 ° C and becomes unnecessarily high depending on the type of distillation column. Then, methyl 2-naphthoate produced by the decomposition of NDCE is mixed into the recovered DMT.
[0027]
In order to reuse the recovered active ingredient subsequently, the obtained DMT and alkylene glycol may be subjected to a polymerization reaction under known conditions.
[0028]
【Example】
Hereinafter, the content of the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, each numerical value in an Example was calculated | required with the following method. In the examples, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.
[0029]
[Example 1]
100 parts of PEN, 100 parts of PET, 800 parts of EG and 6 parts of anhydrous sodium carbonate were charged into a 1000 ml separable flask and reacted under reflux conditions at 185 ° C. for 4.0 hours. After completion of the reaction, hot filtration was performed to separate 47.0 parts of undissolved PEN. Subsequently, after 600 parts of EG were distilled off from the filtrate, 400 parts of MeOH and 6 parts of anhydrous sodium carbonate were added and reacted under reflux conditions at 77 ° C. for 1.0 hour.
[0030]
The reaction product was cooled to room temperature and solid-liquid separated. The obtained filtrate was distilled in a distillation column having a theoretical plate number of 10 to obtain 150 parts of recovered EG.
[0031]
On the other hand, the obtained cake was washed twice with 400 parts of MeOH, dried and distilled, but the composition before distillation was 56.7% by weight of DMT, 38.5% by weight of NDCE, and 4.8% by weight of the other containing inorganic substances. And methyl 2-naphthoate was not included. The mixture of DMT and NDCE was distilled in a distillation column equipped with a regular packing having a theoretical plate number of 10 at a vacuum degree of 6.7 kPa, no reflux, a column top temperature of 180 to 183 ° C, and a column bottom temperature of 180 to 220 ° C. As a result, 81 parts of DMT having a purity of 99.4% or more was obtained. Yield was 81% based on the charged polyester.
[0032]
[Comparative Example 1]
80 parts by weight of 50 to 50 polymer alloy of PEN and PET, 160 parts of EG and 0.8 part of anhydrous sodium carbonate were charged into a 1000 ml stainless steel reactor equipped with a stirrer / cooler and refluxed at 212 ° C. When reacted for 3.3 hours, PEN was also completely depolymerized. The reaction product was cooled to room temperature and the solid-liquid separation was washed with MeOH. Thereafter, MeOH was evaporated and distilled, but the composition before distillation was DMT 47.2% by weight, NDCE 47.0% by weight, EG 1.2% by weight, and other 4.6% by weight including inorganic substances. Methyl 2-naphthoate was not included. Since all PEN was also depolymerized, the composition was richer in NDCE than in Example 1.
[0033]
The mixture of DMT and NDCE was distilled in a plate-type distillation column having a theoretical plate number of 25 at a vacuum degree of 6.7 kPa, a reflux ratio of 0.2, a column top temperature of 185 ° C., and a column bottom temperature of 255 to 265 ° C. , DMT containing 10 ppm of methyl 2-naphthoate was obtained although NDCE was not contained.
[0034]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention, bishydroxyalkyl terephthalate as an active ingredient, or DMT and alkylene glycol can be easily recovered from polyester waste containing PEN, and its industrial significance is great.

Claims (11)

ポリ(エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート)とポリアルキレンテレフタレートとの混合物からなるポリエステル廃棄物であって、該ポリエステル廃棄物の重量を基準としてポリ(エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート)とポリアルキレンテレフタレートとの合計が80%以上占めているポリエステル廃棄物から有効成分を分離回収する方法であって、該廃棄物を下記(a)〜(d)の各工程に逐次的に通過させることを特徴とする、ポリエステル廃棄物からの有効成分回収方法。
(a)120〜210℃の温度下、解重合触媒を含むアルキレングリコール中に、ポリエステル廃棄物を投入する工程。
(b)工程(a)通過後、未反応のポリ(エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート)を固形物の状態で固液分離して取り出す工程。
(c)工程(b)で固形物を取り出した後の残留物に、エステル交換触媒とメタノールとを添加・投入してエステル交換を行い、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルを含むテレフタル酸ジメチル及びアルキレングリコールとを得た後、両者を分離回収する工程。
(d)工程(c)を経て得た2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルを含むテレフタル酸ジメチルからテレフタル酸ジメチルのみを分離回収する工程。
Polyester waste comprising a mixture of poly (ethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate) and polyalkylene terephthalate, poly (ethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate based on the weight of the polyester waste ) And polyalkylene terephthalate is a method for separating and recovering active ingredients from polyester waste, which accounts for 80% or more , and sequentially passes the waste through the following steps (a) to (d) A method for recovering active ingredients from polyester waste, characterized in that:
(A) A step of introducing polyester waste into alkylene glycol containing a depolymerization catalyst at a temperature of 120 to 210 ° C.
(B) A step of removing unreacted poly (ethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate) by solid-liquid separation in a solid state after passing through step (a).
(C) A transesterification catalyst and methanol are added and charged to the residue after the solid is taken out in step (b) to perform transesterification, and dimethyl terephthalate containing dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate and A process of separating and recovering both after obtaining alkylene glycol.
(D) A step of separating and recovering only dimethyl terephthalate from dimethyl terephthalate containing dimethyl 2,6-naphthalenedicarboxylate obtained through step (c).
工程(a)で用いる解重合触媒として、アルカリ金属の炭酸塩、酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩、酸化物、酢酸マンガン、酢酸亜鉛からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を用い、且つその添加量をポリエステル廃棄物の重量を基準として0.1〜10%とする、請求項1記載の有効成分回収方法。  As the depolymerization catalyst used in step (a), at least one compound selected from the group consisting of alkali metal carbonates, oxides, alkaline earth metal carbonates, oxides, manganese acetate, and zinc acetate is used. The active ingredient recovery method according to claim 1, wherein the addition amount is 0.1 to 10% based on the weight of the polyester waste. 工程(a)で用いるアルキレングリコール量を、ポリアルキレンテレフタレートを基準として0.5〜20重量倍とする、請求項1記載の有効成分回収方法。  2. The active ingredient recovery method according to claim 1, wherein the amount of alkylene glycol used in step (a) is 0.5 to 20 times by weight based on polyalkylene terephthalate. 工程(b)で固形物を取り出した後の残留物を蒸留・濃縮し、留出したアルキレングリコールは工程(a)で再使用し、留残物は次工程へ送液する、請求項1記載の有効成分回収方法。  The residue after taking out the solid matter in the step (b) is distilled and concentrated, the distilled alkylene glycol is reused in the step (a), and the residue is sent to the next step. Active ingredient recovery method. 蒸留・濃縮操作を、アルキレングリコールの重量と解重合槽に仕込んだポリエステル廃棄物中から工程(b)で分離したポリ(エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート)を差し引いた重量との重量比が0.5〜2の範囲となるまで行う、請求項4記載の有効成分回収方法。In the distillation / concentration operation, the weight ratio between the weight of the alkylene glycol and the weight obtained by subtracting the poly (ethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate) separated in the step (b) from the polyester waste charged in the depolymerization tank. The active ingredient collection | recovery method of Claim 4 performed until becomes in the range of 0.5-2. 蒸留・濃縮を1.33〜100kPaの圧力下で行う、請求項4記載の有効成分回収方法。  The active ingredient recovery method according to claim 4, wherein the distillation and concentration are performed under a pressure of 1.33 to 100 kPa. 工程(c)における分離回収を蒸留又は固液分離操作によって行う、請求項1記載の有効成分回収方法。  The active ingredient recovery method according to claim 1, wherein the separation and recovery in the step (c) is performed by distillation or solid-liquid separation operation. 工程(d)における分離回収を蒸留操作によって行う、請求項1記載の有効成分回収方法。  The active ingredient recovery method according to claim 1, wherein the separation and recovery in the step (d) is performed by distillation. 蒸留操作の理論段数が5乃至10段で、蒸留塔底温度が160℃〜260℃である、請求項8記載の有効成分回収方法。  The method for recovering an active ingredient according to claim 8, wherein the number of theoretical stages of the distillation operation is 5 to 10 and the bottom temperature of the distillation column is 160 ° C to 260 ° C. ポリアルキレンテレフタレートがポリエチレンテレフタレートである、請求項1記載の有効成分回収方法。  The active ingredient recovery method according to claim 1, wherein the polyalkylene terephthalate is polyethylene terephthalate. アルキレングリコールがエチレングリコールである請求項1記載の有効成分回収方法。  2. The active ingredient recovery method according to claim 1, wherein the alkylene glycol is ethylene glycol.
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