PL185816B1 - Sposób otrzymywania kwasu tereftalowego o wysokiej czystości z odpadów politereftalanu etylenowego - Google Patents

Abstract

Sposób otrzymywania kwasu tereftalowego o wysokiej czystości z odpadów politereftalanu etylenowego metodą hydrolizy w środowisku obojętnym, znamienny tym, że odpady politereftalanu etylenowego poddaje się hydrolizie w temperaturze 4S8-498 K, korzystnie 483-493 K pod ciśnieniem 1,8-2,2 MPa, korzystnie 1,95-2,05 MPa w czasie 30-120 minut, przy stosunku wagowym politereftalanu etylenowego do wody wynoszącym od 1:1 do 1:10 korzystnie od 1:2 do 1:4, po czym z otrzymanej mieszaniny reakcyjnej oddziela się w temperaturze nie niższej niż 363 K wodny roztwór estrów kwasu tereftalowego, a następnie estry zawarte w roztworze, po ewentualnym wykrystalizowaniu, poddaje się hydrolizie przy stosunku wagowym estrów do wody wynoszącym od 1:1 do 1:10, korzystnie od 1:2 do 1:4 w temperaturze 4S8-498 K, korzystnie 483-493 K, pod ciśnieniem 1,8-2,1 MPa, korzystnie 1,95-2,05 MPa w czasie 180-300 minut, po czym mieszaninę reakcyjną schładza się do temperatury 360-3S0 K i oddziela osad kwasu tereftalowego, który następnie przemywa się i suszy.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kwasu tereftalowego o wysokiej czystości z odpadów politereftalanu etylenowego, zwłaszcza w postaci butelek, tkanin, folii czy opakowań.

Znane są metody otrzymywania kwasu tereftalowego na drodze hydrolizy politereftalanu etylenowego w środowisku kwaśnym, alkalicznym czy obojętnym, przy czym czystość wytwarzanego kwasu tereftalowego w dużej mierze zależy od odczynu środowiska hydrolizy.

W patentach RFN nr 2508819 i USA nr 4355175 opisano sposób wytwarzania kwasu tereftalowego poprzez hydrolizę politereftalanu etylenowego w środowisku kwaśnym. Sposób ten polega na działaniu kwasem siarkowym na politereftalan etylenowy w temperaturze 337-363 K przez 3-5 minut, a następnie obrabianiu otrzymanego produktu wodą i alkaliami.

Znany jest także z patentu RFN nr 1926034 sposób polegający na hydrolizie politereftalanu etylenowego w kwasach tłuszczowych w temperaturze 533 K, a następnie wydzielanie kwasu tereftalowego z mieszaniny kwasu z jego estrami poprzez przemywanie mieszaniny węglowodorami aromatycznymi.

Metody otrzymywania kwasu tereftalowego na drodze hydrolizy politereftalanu etylenowego w środowisku alkalicznym opisane są między innymi w czasopiśmie Chim.Wołokna. nr 6. str. 612, 1959 r., Chim.Wołokna, nr 5, str. 74,1975 r. oraz w patencie NRD nr 96966. Polegają one na działaniu na politereftalan etylenowy w podwyższonej temperaturze wodnym roztworem ługu sodowego lub amoniaku.

Z patentów NRD nr 14854, RFN nr 910593 oraz USA nr nr 2364387 i 3120561 znane są sposoby wytwarzania kwasu tereftalowego metodą hydrolizy politereftalanu etylenowego w środowisku obojętnym. Hydrolizę prowadzi się zwykle w temperaturze powyżej 450 K pod ciśnieniem 4-5 MPa, przy 5-10-krotnym nadmiarze wody w stosunku do politereftalanu etylenowego.

Kwas tereftalowy otrzymany z hydrolizy politereftalanu etylenowego w środowisku obojętnym jest zanieczyszczony przede wszystkim estrami kwasu tereftalowego oraz zawiera wszystkie zanieczyszczenia fizyczne obecne w polimerze. W związku z tym tak wytworzony kwas wymaga zwykle dodatkowego oczyszczania, zwłaszcza jeśli jest otrzymywany z odpadów politereftalanu etylenowego. Obecność zanieczyszczeń uniemożliwia bowiem użycie

185 816 kwasu tereftalowego do syntezy politereftalanu etylenowego i do innych zastosowań, zwłaszcza w przemyśle tworzyw sztucznych. Do oczyszczania kwasu tereftalowego stosowane są różne metody chemiczne, wśród których dominuje krystalizacja z gorących rozpuszczalników organicznych. W polskim patencie nr 140015 opisano sposób oczyszczania kwasu tereftalowego wytworzonego w wyniku hydrolizy odpadów politereftalanu etylenowego polegający na krystalizacji kwasu tereftalowego z jego roztworu w laktamie.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania z odpadów politereftalanu etylenowego, kwasu tereftalowego o wysokiej czystości, nadającego się do ponownego zastosowania w syntezie politereftalanu etylenowego przeznaczonego do wyrobu włókien chemicznych i tworzyw sztucznych.

Cel ten został osiągnięty sposobem według wynalazku. Odpady politeraftalanu etylenowego, jak butelki, opakowania, tkaniny czy folie, poddaje się hydrolizie w temperaturze 478-498 K, korzystnie 483-493 K pod ciśnieniem 1,8-2,1 MPa, korzystnie 1,95-2,05 MPa w czasie 30-120 minut, przy stosunku wagowym politereftalanu etylenowego do wody wynoszącym od 1:1 do 1:10 korzystnie od 1:2 do 1:4. Następnie z otrzymanej mieszaniny reakcyjnej oddziela się, na przykład poprzez filtrowanie, w temperaturze nie niższej niż 363 K wodny roztwór estrów kwasu tereftalowego. Estry zawarte w roztworze, po ewentualnym wykrystalizowaniu, poddaje się hydrolizie przy stosunku wagowym estrów do wody wynoszącym od 1:1 do 1:10, korzystnie od 1:2 do 1:4. Hydrolizę tą prowadzi się w temperaturze 478-498 K, korzystnie 483-493 K, pod ciśnieniem 1,8-2,1 MPa, korzystnie 1,95-2,05 MPa w czasie 180-300 minut, po czym mieszaninę reakcyjną schładza się do temperatury 360-370 K i oddziela się osad kwasu tereftalowego, który następnie przemywa się i suszy. Otrzymany kwas tereftalowy charakteryzuje się czystością powyżej 99 %.

Zaletą sposobu według wynalazkujest możliwość wytwarzania z odpadów politereftalanu etylenowego kwasu tereftalowego o wysokiej czystości bez potrzeby dodatkowego oczyszczania kwasu otrzymanego z hydrolizy politereftalanu etylenowego.

Sposób według wynalazku pozwala na wykorzystanie odpadów politereftalanu etylenowego, a tym samym na rozszerzenie bazy surowcowej przemysłu włókien chemicznych i tworzyw sztucznych, przy jednoczesnym zmniejszeniu zanieczyszczenia środowiska naturalnego odpadami tego polimeru.

Przedmiot wynalazku ilustrują niżej przedstawione przykłady wykonania.

Przykład I. Do reaktora o pojemności 400 1 wprowadzono 50 kg odpadów politereftalanu etylenowego w postaci butelek oraz 200 kg wody destylowanej. Mieszaninę reakcyjną przy ciągłym mieszaniu podgrzewano do temperatury 488 K podnosząc ciśnienie do 2 MPa. Hydrolizę prowadzono w tych warunkach przez 60 minut. Następnie zawartość reaktora schłodzono do 360-370 K i poddano filtracji oddzielając roztwór estrów od stałej pozostałości, którą ponownie kierowano do hydrolizy odpadów. Uzyskany roztwór estrów schłodzono do temperatury 283-293 K, po czym odfiltrowano ok. 15-20 kg wykrystalizowanych estrów. Estry bez suszenia wprowadzono do reaktora uzupełniając ich ilość do 50 kg (z kilku szarż hydrolizy odpadów) i dodano 200 kg wody destylowanej. Mieszaninę tą, przy ciągłym mieszaniu, ogrzewano do temperatury 488 K podnosząc ciśnienie do 2 MPa. Hydrolizę w tych warunkach prowadzono przez 300 minut, po czym mieszaninę schłodzono do temperatury 360-370 K i odfiltrowano osad kwasu tereftalowego. Osad przemywano wodą o temperaturze 360-370 K i następnie suszono w temperaturze 373-393 K.

Otrzymano 30 kg kwasu tereftalowego o liczbie kwasowej 672 i czystości 99,6 %.

Przykład II. Do reaktora jak w przykładzie I wprowadzono 50 kg odpadowej folii poliestrowej i 200 kg wody destylowanej. Mieszaninę reakcyjną podgrzewano, przy ciągłym mieszaniu, do temperatury 488 K podnosząc ciśnienie do 2 MPa. W tych warunkach hydrolizę prowadzono przez 60 minut. Zawartość reaktora schłodzono do 360-370 K i przez sito wmontowane w zaworze spustowym reaktora odfiltrowano ciecz poreakcyjną zawierającą ok. 15-20 kg estrów kwasu tereftalowego i skierowano ją do drugiego takiego samego reaktora ogrzanego do 370 K, do którego wprowadzono także 30 kg estrów kwasu tereftalowego (z in4

185 816 nych szarż hydrolizy odpadów). Następnie estry zawarte w mieszaninie reakcyjnej hydrolizowano w temperaturze 488 K i pod ciśnieniem 2 MPa przez 240 minut, po czym mieszaninę schłodzono do 360-370 K i odfiltrowano osad kwasu tereftalowego, który przemywano dwukrotnie wodą o temperaturze 360-370 K, po czym suszono w temperaturze 373-393 K.

Otrzymano 29,8 kg kwasu tereftalowego o liczbie kwasowej 673 i czystości 99,7 %.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. ·

Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób otrzymywania kwasu tereftalowego o wysokiej czystości z odpadów politereftalanu etylenowego metodą hydrolizy w środowisku obojętnym, znamienny tym, że odpady politereftalanu etylenowego poddaje się hydrolizie w temperaturze 478-498 K, korzystnie 483-493 K pod ciśnieniem 1,8-2,2 MPa, korzystnie 1,95-2,05 MPa w czasie 30-120 minut, przy stosunku wagowym politereftalanu etylenowego do wody wynoszącym od 1:1 do 1:10 korzystnie od 1:2 do 1:4, po czym z otrzymanej mieszaniny reakcyjnej oddziela się w temperaturze nie niższej niż 363 K wodny roztwór estrów kwasu tereftalowego, a następnie estry zawarte w roztworze, po ewentualnym wykrystalizowaniu, poddaje się hydrolizie przy stosunku wagowym estrów do wody wynoszącym od 1:1 do 1:10, korzystnie od 1:2 do 1:4 w temperaturze 478-498 K, korzystnie 483-493 K, pod ciśnieniem 1,8-2,1 MPa, korzystnie 1,95-2,05 MPa w czasie 180-300 minut, po czym mieszaninę reakcyjną schładza się do temperatury 360-370 K i oddziela osad kwasu tereftalowego, który następnie przemywa się i suszy.

   * * *