PL201218B1 - Sposób i instalacja do odzysku kwasu tereftalowego oraz glikolu etylenowego z odpadów polietylenotereftalanu - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania kwasu tereftalowego i glikolu etylenowego z odpadów polietylenotereftalanu oraz instalacja do realizacji tego sposobu. Sposób polega na poddaniu płatkowanych odpadów działaniu wody amoniakalnej w temperaturze co najmniej 170°C przez 30­ 120 minut. Oczyszczony roztwór poreakcyjny destyluje się pod obniżonym ciśnieniem. Z wywaru otrzymuje się glikol etylenowy oraz kryształy teraftalanu dwuamonu, które traktuje się kwasem siarkowym. Powstają kryształy kwasu teraftalowego. Pozostały roztwór siarczanu amonu poddaje się znanemu procesowi krystalizacji. Instalacja składa się z pięciu szeregowo połączonych węzłów technologicznych: węzła przygotowania (1) odpadów, węzła roztwarzania (2) odpadów, węzła destylacji glikolu (3), węzła wytrącania kwasu tereftalowego (4), węzła krystalizacji siarczanu amonu (5). W skład poszczególnych węzłów wchodzą znane urządzenia.

Description

(21) Numer zgłoszenia: 351787

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 21.01.2002 (51) Int.Cl.

C07C 27/02 (2006.01) C07C 29/09 (2006.01) C07C 51/09 (2006.01) B09B 3/00 (2006.01)

Sposób i instalacja do odzysku kwasu tereftalowego oraz glikolu etylenowego z odpadów polietylenotereftalanu

	(73) Uprawniony z patentu:
	Sierżant Roman,Racibórz,PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
28.07.2003 BUP 15/03	(72) Twórca(y) wynalazku:
	Roman Sierżant,Racibórz,PL Marek Synowiec,Mysłowice,PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.03.2009 WUP 03/09	(74) Pełnomocnik:
	Krystyna Kunicka

(57) Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania kwasu tereftalowego i glikolu etylenowego z odpadów polietylenotereftalanu oraz instalacja do realizacji tego sposobu. Sposób polega na poddaniu płatkowanych odpadów działaniu wody amoniakalnej w temperaturze co najmniej 170°C przez 30120 minut. Oczyszczony roztwór poreakcyjny destyluje się pod obniżonym ciśnieniem. Z wywaru otrzymuje się glikol etylenowy oraz kryształy teraftalanu dwuamonu, które traktuje się kwasem siarkowym. Powstają kryształy kwasu teraftalowego. Pozostały roztwór siarczanu amonu poddaje się znanemu procesowi krystalizacji. Instalacja składa się z pięciu szeregowo połączonych węzłów technologicznych: węzła przygotowania (1) odpadów, węzła roztwarzania (2) odpadów, węzła destylacji glikolu (3), węzła wytrącania kwasu tereftalowego (4), węzła krystalizacji siarczanu amonu (5). W skład poszczególnych węzłów wchodzą znane urządzenia.

PL 201 218 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania kwasu tereftalowego i glikolu etylenowego z odpadów polietylenotereftalanu instalacja do odzysku kwasu tereftalowego oraz glikolu etylenowego z odpadów polietylenotereftalanu.

Znane są sposoby odzyskiwania kwasu tereftalowego i glikolu etylowego z odpadów polietylenotereftalanu, szeroko stosowanego jako popularny materiał do produkcji głównie butelek i pojemników, który samoistnie nie ulega biodegradacji i uciążliwie zanieczyszcza środowisko.

Z polskiego opisu patentowego 175 634 znany jest sposób, w którym odpady poddaje się działaniu roztworu mocnej zasady, korzystnie 10-20% roztworu wodorotlenku metalu alkalicznego w temperaturze 200°C nie przekraczającej temperatury wrzenia glikolu etylenowego. W wyniku przeprowadzonej hydrolizy otrzymuje się roztwór soli sodowej kwasu tereftalowego obok uwolnionego w reakcji glikolu etylenowego. Z tego roztworu wytrąca się kwas tereftalowy poprzez działanie kwasu siarkowego. Glikol etylenowy wydziela się metodą ekstrakcji, np. z węglanem dwuetylenowym.

Sposób ten ulegał dalszej modyfikacji opisanej w polskim zgłoszeniu patentowym P331177. Przedstawione rozwiązanie obejmuje również instalację do realizacji sposobu. Odpowiednio rozdrobnione odpady polietylenotereftalanu poddaje się w tym sposobie działaniu wodnego roztworu węglanu metalu alkalicznego lub amonu podnosząc stopniowo temperaturę reakcji do 200°C i odprowadzając jednocześnie powstający w reakcji dwutlenek węgla, przy zachowaniu stałego ciśnienia. Otrzymaną mieszaninę reakcyjną poddaje się oczyszczeniu ze stałych zanieczyszczeń i ochłodzeniu oraz kolejno poddaje się utlenieniu, zobojętnieniu roztworem kwasu mineralnego, wydzieleniu fazy stałej - kryształów kwasu tereftalowego, i w wyniku dalszych zabiegów, wydzieleniu glikolu etylenowego na drodze destylacji. Przedstawiona tam instalacja, charakteryzująca się użyciem dwu reaktorów, przystosowana jest do specyfiki tego sposobu.

Rozwiązanie znane z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej 4 542 239 zakłada prowadzenie reakcji hydrolizy odpadowego, zmielonego surowca polietylenotereftalanowego w obecności wodnego roztworu wodorotlenku amonowego. Ten łagodny reagent nie wchodzi w reakcje z metalem z nakrętek, papierem z nalepek i innymi tego typu elementami a więc przeróbka odpadów, bez ich wstępnej selekcji i mycia, jest uzasadniona ekonomicznie. Reakcja zmydlania zachodzi w podwyższonej temperaturze i przy podwyższonym ciśnieniu. Głównym produktem odzysku jest kwas tereftalowy. W przedstawionym procesie glikol pozostający w roztworze po wytrąceniu kwasu tereftalowego jest nośnikiem zanieczyszczeń. Dodatkowym atutem procesu jest wytwarzanie i zawrót wodorotlenku amonowego do procesu hydrolizy a rzeczywiście zużywaną zasadą jest wapno palone lub gaszone, co czyni stosowanie wodorotlenku amonowego opłacalnym ekonomicznie. Przedstawione rozwiązanie przewiduje także możliwość utleniania na mokro materiałów organicznych. Proces utleniania realizuje się w warunkach ujawnionych w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej 3 852 192, 3 870 631 lub 3 953 502. Stopień utleniania należy wówczas utrzymywać w zakresie wymaganym dla spalenia obcego materiału organicznego wprowadzonego do środowiska reakcji z brudnymi pojemnikami po napojach. Nadmierne utlenienie może powodować utratę pewnej części kwasu tereftalowego.

Sposób odzyskiwania kwasu tereftalowego i glikolu etylenowego przedstawiony w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej 6 239 310 oraz w polskim patencie 191 565 zakłada ogrzewanie rozdrobnionych odpadów polietylenotereftalanu w słaboalkalicznym roztworze wodnym z dodatkiem związków chemicznych z grupy obejmującej kwaśne węglany metali alkalicznych i amonu, karbaminian anionowy oraz mocznik. Są one używane w ilościach nie mniejszych niż stechiometryczne, reakcja zachodzi w temperaturze 180°C - 280°C. Przedstawiony korzystny zakres temperatur roztwarzania to 180°C - 200°C.

Powstały w wyniku reakcji roztwór wodny soli kwasu tereftalowego poddaje się obróbce wskazanej w niemieckim zgłoszeniu patentowym 19629042 analogu zgłoszenia P331177. Wydzielający się w czasie procesu roztwarzania dwutlenek węgla jest częściowo absorbowany w roztworze alkalicznym i zawracany do procesu.

Mieszaninę reakcyjną oczyszcza się od zanieczyszczeń, chłodzi i poddaje działaniu 3% wody utlenionej. Następnie mieszaninę poddaje się działaniu kwasu mineralnego w celu wytracenia kwasu tereftalowego. Zawiesinę kryształów kwasu tereftalowego w roztworze glikolowym, zawierającym sól użytego kwasu, uwalnia się od substancji stałej, którą poddaje się oczyszczeniu w procesie rekrystalizacji. Tak otrzymuje się wysuszony kwas tereftalowy. Wydzielenie glikolu w przedstawionym sposobie

PL 201 218 B1 zachodzi na drodze ekstrakcji rozpuszczalnikami organicznymi lub destylacji, po odparowaniu wody i oddzieleniu soli kwasu użytego, z roztworu pozostałego po wytrąceniu kryształów kwasu tereftalowego.

Przedstawione zgłoszenie niemieckie ujawnia instalację do otrzymywania kwasu tereftalowego i glikolu etylenowego przystosowaną do realizacji tego sposobu. W skład instalacji wchodzą dwa autoklawy, z których każdy jest wyposażony w otwór do napełniania połączony z hermetycznym urządzeniem do zasypywania surowca, w rurę odpowietrzającą z ciśnieniowym zaworem zwrotnym, w rurę saturacyjną połączoną z bełkotką znajdującą się w każdym z autoklawów. Autoklawy są połączone przy pomocy czterodrożnego zaworu ciśnieniowego w taki sposób, aby w czasie procesu hydrolizy rura odpowietrzająca autoklawu pierwszego była połączona z rurą saturacyjną w autoklawie drugim i odwrotnie wówczas gdy proces hydrolizy prowadzony jest w autoklawie drugim. Autoklawy pracują zamiennie - w ten sposób w jednym prowadzi się proces rozkładu poliestru z wydzieleniem dwutlenku węgla, który odprowadzony do drugiego autoklawu absorbuje się w roztworze wodorotlenku amonu dając węglan anionu zużywany w następnej szarży do hydrolizy rozdrobnionego polietylenotereftalanu.

Przedstawione rozwiązania główny nacisk kładą na odzyskiwanie kwasu tereftalowego z roztworu pohydrolitycznego. Glikol etylenowy odzyskiwany jest w następnej kolejności, zwykle w ostatnim etapie procesu, po wykrystalizowaniu soli stosowanych kwasów, z roztworów wodno - glikolowych. Otrzymywane sole to siarczany sodu, potasu, wapnia, amonu. Są to produkty uboczne procesu odzysku.

Celem niniejszego wynalazku jest zapewnienie prostego i skutecznego sposobu pozyskiwania zarówno kwasu tereftalowego jak i glikolu etylenowego, otrzymanie obu odzyskiwanych produktów wysokiej jakości, a dodatkowo, otrzymywanie siarczanu amonu.

Istotą wynalazku jest odzyskiwanie zarówno glikolu etylenowego jak i kwasu tereftalowego wprost z roztworu pohydrolitycznego.

Sposób odzyskiwania kwasu tereftalowego i glikolu etylenowego z odpadów polietylenotereftalanu według wynalazku polega na tym, że spłatkowane do kawałków wielkości maksymalnie 20 cm odpady opakowań, oczyszczone w wodzie, poddaje się działaniu wody amoniakalnej jako reagenta użytego w ilości większej od stechiometrycznej. Reakcję prowadzi się w temperaturze co najmniej 170°C przez 30-120 minut w obecności wody zdemineralizowanej używanej w takiej ilości aby zapewnić otrzymanie w reaktorze nasyconego roztworu teraftalanu dwuamonu. Roztwór teraftalanu dwuamonu poddaje się filtracji z udziałem węgla aktywnego a następnie procesowi destylacji pod obniżonym ciśnieniem. Uzyskany wywar, stanowiący zawiesinę kryształów teraftalanu dwuamonu w glikolu etylenowym, poddaje się procesowi filtracji otrzymując tym samym glikol etylenowy jako ciekły produkt końcowy oraz kryształy teraftalanu dwuamonu, które, po przemyciu wodą zdemineralizowaną i odfiltrowaniu, poddaje się reakcji z kwasem siarkowym o stężeniu 50 - 96% wagowych. Kwas wprowadza się w takiej ilości aby zapewnić mieszaninie poreakcyjnej współczynnik kwasowości w granicach 5; wprowadza się też dodatek wody zdemineralizowanej, otrzymując w wyniku reakcji zawiesinę kryształów kwasu teraftalowego w roztworze siarczanu amonu. Ilość dodanej w tym kroku wody winna zapewniać nasycenie roztworu siarczanu amonu. Następnie z zawiesiny poreakcyjnej wydziela się kryształy kwasu teraftalowego, które, po przemyciu wodą zdemineralizowaną, odfiltrowaniu i wysuszeniu, stanowią produkt stały tego etapu, Natomiast roztwór siarczanu amonu poddaje się znanemu procesowi krystalizacji a uzyskane kryształy siarczanu amonu, po odfiltrowaniu i wysuszeniu, stanowią drugi produkt stały.

Instalacja do odzyskiwania kwasu tereftalowego oraz glikolu etylenowego z odpadów polietylenotereftalanu według wynalazku składa się z połączonych szeregowo kolejno węzłów technologicznych:

- węzła 1 przygotowania odpadów polietylenotereftalanu,

- węzła 2 roztwarzania tych odpadów,

- węzła 3 destylacji glikolu,

- węzła 4 wytrącania kwasu tereftalowego,

- węzła 5 krystalizacji siarczanu amonu oraz

- zbiornika 6 na wodę amoniakalną, połączonego z węzłem roztwarzania odpadów 2,

- zbiornika 7 na kwasy siarkowy, połączonego z węzłem 4 wytrącania kwasu tereftalowego,

- odbiornika 8 glikolu etylenowego, połączonego z węzłem 3 destylacji glikolu,

- odbiornika 9 kwasu tereftalowego, połączonego z węzłem 4 wytrącania kwasu tereftalowego i

- odbiornika 10 siarczanu amonu, połączonego z węzłem 5 krystalizacjj siarczanu amonu, przy czym w skład poszczególnych węzłów wchodzą znane urządzenia.

W ciągu węzła (1) przygotowania odpadów polietylenotereftalanu, składającego się ze znanych urządzeń mechanicznych do rozdrabniania i segregacji materiałów takich jak rozdrabniacz 11,

PL 201 218 B1 przesiewacz 12, przenośnik 13, młyn 14, separator 15 i 16, myjka wodna 17, wirówka 18, buforowy zbiornik 19 szeregowo połączonych, znajduje się młyn 14 płatkujący odpady do wymiarów max 20 cm oraz separator flotacyjny 16 do oddzielania tworzyw typu PP i PE.

Węzeł roztwarzania 2 tworzy szereg równolegle podłączonych ciśnieniowych i podgrzewanych reaktorów 20, pracujących w cyklach czasowo przesuniętych, zaopatrzonych w układy rozprężania, podłączonych na wejściu do buforowego zbiornika 19 i zbiornika na wodę amoniakalną 6 a na wyjściu do filtra 21 z węglem aktywnym.

Węzeł 3 destylacji glikolu tworzy szereg równolegle połączonych termicznych i podciśnieniowych destylatorów 22 podłączonych na wyjściu do chłodnicy 23, która z kolei połączona jest z równolegle połączonymi wirówką i filtrem 24, 25. Wirówka i filtr usytuowane są równolegle z odbiornikiem 8 glikolu etylenowego, przy czym węzeł ten połączony jest szeregowo z węzłem 4 za pośrednictwem wirówek i filtrów 24, 25.

Węzeł wytrącania kwasu tereftalowego 4 tworzy co najmniej jeden reaktor 26, połączony z szeregowo usytuowanymi filtrami/wirówkami 27, 28 oraz suszarką 29. Łączy się ona z odbiornikiem 9 kwasu tereftalowego. Węzeł 4 połączony jest z podgrzewaczem 30 znajdującym się w węźle 5 za pośrednictwem filtrów/wirówek 27, 28.

Węzeł 5 krystalizacji siarczanu amonu tworzą szeregowo usytuowane: przepływowy podgrzewacz 30, krystalizator 31, wirówka 32 i suszarka 33, która połączona jest z odbiornikiem 10 siarczanu amonu. Węzeł ten połączony jest z reaktorem 26 węzła 4 za pośrednictwem wirówki 32.

Cel wynalazku - odzyskiwanie zarówno glikolu etylenowego jak i kwasu tereftalowego wprost z roztworu pohydrolitycznego osiąga się dzięki zabiegowi usunięcia wody z mieszaniny reakcyjnej przez odpędzenie. Ten prosty krok powoduje wytrącenie tereftalanu dwuamonu z glikolu. Następuje rozdzielenie obu produktów reakcji zmydlania. Przez odfiltrowanie tereftalanu dwuamonu otrzymuje się dostatecznie odwodniony glikol etylenowy. Natomiast odfiltrowany tereftalan dwuamonu, po przemyciu wodą i usunięciu resztek glikolu, poddawany jest działaniu kwasu siarkowego. W wyniku reakcji zakwaszenia z nasyconego roztworu siarczanu amonu wypadają kryształy kwasu tereftalowego. Wytrącone kryształy kwasu oddziela się przez filtrację i odmywa od roztworu siarczanu amonu.

Parametry procesu są tak dobrane aby poszczególne procesy krystalizacji następowały w roztworach nasyconych. Powstające w tych warunkach kryształy charakteryzują się odpowiednią wielkością i nie okludują zanieczyszczeń na swojej powierzchni. W procesach prowadzonych w skali przemysłowej uzyskane kryształy łatwo jest filtrować i odmywać z zanieczyszczeń wprost na wirówkach.

Jednocześnie wszystkie roztwory płuczące i destylaty są zawracane do procesu i ponownie wykorzystywane, co czyni proces opłacalnym ekonomicznie. Obok czystych, glikolu etylenowego i kwasu tereftalowego, w procesie otrzymuje się również wysokiej czystości siarczan amonowy.

Przygotowanie surowca polega na wstępnym rozszarpaniu sprasowanych pojemników lub opakowań z polietylenotereftalanu na nieokreślone kawałki, które następnie poddaje się procesom mającym na celu odseparowanie towarzyszących zanieczyszczeń (gruz, puszki po napojach i inne elementy metalowe, etykiety papierowe i inne tworzywa sztuczne). Spłatkowane i wymyte w strumieniu wody tworzywo poddaje się procesowi hydrolizy w obecności wody amoniakalnej używając jej w ilości nieco większej od stechiometrycznej. Po zakończeniu procesu reaktor rozpręża się do osiągnięcia ciśnienia atmosferycznego. Ochłodzoną w wyniku rozprężania i odparowania mieszaninę poreakcyjną poddaje się filtracji z udziałem węgla aktywnego celem jej odbarwienia. Następnie mieszaninę poreakcyjną poddaje się procesowi destylacji pod obniżonym ciśnieniem a uzyskany wywar poddaje procesowi filtracji. Otrzymuje się glikol etylenowy jako produkt końcowy i kryształy tereftalanu dwuamonu. Kryształy przemyte wodą odfiltrowuje się a następnie wprowadza się do bezciśnieniowego reaktora. Do tego reaktora wprowadza się także kwas siarkowy o stężeniu 50 - 96% wagowych i popłuczki z przemywania tereftalanu dwuamonu lub wodę zdemineralizowaną oraz ługi pokrystaliczne. Ilość kwasu jest tak dobrana aby współczynnik pH mieszaniny poreakcyjnej wynosił około 5, natomiast ilość wprowadzonej wody jest taka aby siarczan amonu wytworzył roztwór nasycony. Mieszaninę poreakcyjną poddaje się filtracji, a odseparowane kryształy kwasu tereftalowego przemywa się wodą zdemineralizowaną, filtruje i suszy uzyskując krystaliczny produkt końcowy. Filtrat w postaci roztworu siarczanu amonu poddaje się krystalizacji pod obniżonym ciśnieniem, a ługi pokrystaliczne zawraca do procesu wytrącania kwasu tereftalowego. Otrzymane kryształy siarczanu amonu suszy się i konfekcjonuje.

Instalacja do realizacji sposobu przedstawiona jest na załączonych rysunkach gdzie fig. 1 przedstawia blokowy schemat instalacji, fig. 2 schemat węzła przygotowania odpadów, fig. 3 schemat

PL 201 218 B1 węzła roztwarzania, fig. 4 schemat węzła destylacji glikolu etylowego, fig. 5 schemat węzła wytrącania kwasu tereftalowego, a fig. 6 schemat węzła krystalizacji siarczanu amonu.

Instalacja składa się z pięciu szeregowo połączonych węzłów technologicznych. Węzeł 1 przygotowania odpadów PET, dostarczanych w postaci sprasowanych bel, stanowią połączone szeregowo urządzenia mechaniczne do rozdrabniania i segregacji, takie jak: rozdrabniacz 11 do mechanicznego rozszarpywania beli na kawałki, przesiewacz 12 do oddzielania zanieczyszczeń mechanicznych, przenośnik 13, na którym oddzielane są mechanicznie zanieczyszczenia stalowe oraz żeliwne, i ręcznie, zanieczyszczenia z innych metali, przykładowo puszek po piwie, następnie młyn 14 płatkujący odpady do wielkości około 20 cm, wentylatorowy separator 15, gdzie w strumieniu sprężonego powietrza oddzielane są fragmenty etykiet, flotacyjny separator 16 użyty dla oddzielenia tworzyw typu PP i PE (nakrętki pojemników) oraz wodna myjka 17 dla usunięcia kleju i resztek etykiet oraz końcowa wirówka 18 skąd, poprzez buforowy zbiornik 19 dowolnego typu, przygotowane odpady kierowane są do węzła 2 roztwarzania odpadów.

Węzeł 2 roztwarzania, tworzy szereg ciśnieniowych i ogrzewanych reaktorów 20, które napełnia się płatkowanymi odpadami z węzła 1 oraz wodą amoniakalną ze zbiornika 6, wodą zdemineralizowaną lub destylatem ze skraplaczy pary oparów poreakcyjnych, przy czym poszczególne reaktory 20 pracują w przesuniętych czasowo cyklach roztwarzania.

Poszczególne reaktory 20 zaopatrzone są w układy rozprężania, w czasie którego następuje wychładzanie roztworu poreakcyjnego stanowiącego mieszaninę tereftalanu dwuamonu, wody i glikolu. Mieszanina poprzez filtr 21 z węglem aktywnym kierowana jest do węzła 3 destylacji glikolu.

Węzeł 3 destylacji glikolu tworzy szereg podgrzewanych destylatorów 22 o temperaturze utrzymywanej na stałym poziomie i pracujących pod obniżonym ciśnieniem, napełnianych roztworem wodno-glikolowym tereftalanu dwuamonu z węzła roztwarzania 2. Po usunięciu wody z roztworu wywar podestylacyjny jest schładzany w chłodnicy 23, a następnie kierowany do szeregowych wirówek/filtrów 24 i 25, gdzie następuje oddzielenie wytworzonych kryształów tereftalanu dwuamonu od glikolu. Glikol etylenowy kierowany jest do odbiornika 8 jako produkt końcowy, a kryształy tereftalanu dwuamonu przechodzą do węzła 4 wytrącania kwasu tereftalowego.

Węzeł 4 wytrącania kwasu tereftalowego tworzy co najmniej jeden reaktor 26 połączony szeregowo z wirówką i filtrem 27, 28 oraz suszarką 29, które z kolei łączą się z odbiornikiem 9 kryształów kwasu tereftalowego. Węzeł ten połączony jest z węzłem 5 krystalizacji siarczanu amonu za pośrednictwem filtrów/wirówek 27, 28 z jednej strony i podgrzewacza 30 z drugiej.

Do reaktora 26 podawany jest tereftalan dwuamonu i kwas siarkowy ze zbiornika 7 oraz popłuczyny z przemywania kwasu tereftalowego z węzła 3 a także ług pokrystaliczny z krystalizatora siarczanu amonu z węzła 5. W wyniku reakcji zakwaszania następuje wytworzenie kwasu tereftalowego, a dalej, wypadanie kwasu w postaci kryształów z roztworu siarczanu amonu. Wytrącony kwas tereftalowy kierowany jest do filtra/wirówki 27, gdzie następuje separacja roztworu siarczanu amonu od kryształów kwasu tereftalowego, po czym roztwór siarczanu amonu kierowany jest do węzła 5 krystalizacji siarczanu amonu, zaś kryształy kwasu tereftalowego myje się wodą w filtrze/wirówce 28 oraz suszy w suszarce 29 i kieruje jako produkt końcowy do odbiornika 9.

Węzeł 5 krystalizacji siarczanu amonu stanowi przepływowy podgrzewacz roztworu siarczanu amonu 30 połączony szeregowo z krystalizatorem 31, skąd zawiesina krystaliczna siarczanu amonu kierowana jest do wirówki 32, w której następuje oddzielenie kryształów siarczanu amonu od ługów pokrystalicznych. Ługi kierowane są do reaktora 26 węzła 4 wytrącania kwasu tereftalowego. W ciągu znajduje się suszarka 33 kryształów siarczanu amonu. Wysuszony siarczan amonu jako produktu końcowy kierowany jest do zbiornika 10 i konfekcjonowany.

P r z y k ł a d 1

Do ogrzewanego mieszalnikowego ciśnieniowego reaktora wprowadzono 1200 g odpadów PET w postaci oczyszczonych płatków wielkości 5 cm, 1,8 dcm³ wody amoniakalnej o stężeniu 20% oraz 16 dcm3 wody zdemineralizowanej. Temperaturę mieszalnika utrzymywano przez 90 min na poziomie 210°C. Następnie wyłączono ogrzewanie i rozprężano reaktor. Do ochłodzonej w wyniku rozprężania mieszaniny wprowadzono węgiel aktywny i mieszaninę poddano filtracji na filtrze próżniowym i kolejno destylacji pod obniżonym ciśnieniem. Uzyskany wywar będący zawiesiną tereftalanu dwuamonu w glikolu etylenowym rozdzielono na filtrze otrzymując glikol etylenowy i kryształy tereftalanu dwuamonu, które poddano myciu wodą i przefiltrowano. Kryształy tereftalanu dwuamonu wprowadzono do mieszalnika dodając 3 dcmr³ wody amoniakalnej i 7000 g 92% kwasu siarkowego. Otrzymaną zawiesinę kwasu tereftalowego w roztworze siarczanu amonu poddano filtracji a wydzielone kryształy kwasu

PL 201 218 B1 tereftalowego przemyto wodą zdemineralizowaną i wysuszono. Roztwór siarczanu amonu poddano krystalizacji w krystalizatorze periodycznym, a otrzymane kryształy przefiltrowano i wysuszono.

W wyniku otrzymano 343 g glikolu etylenowego, 1034 g kryształów kwasu tereftalowego i 829 g kryształów siarczanu amonu.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób odzyskiwania kwasu tereftalowego oraz gllkolu etylenowego z odpadów polletylenotereftalanu w postaci zużytych opakowań poddanych procesom rozdrobnienia i mycia a następnie procesowi roztwarzania, polegającego na rozkładzie tworzywa polietylenotereftalanowego w środowisku alkalicznym pod wpływem wody amoniakalnej, używanej w ilości co najmniej stechiometrycznej, w warunkach podwyższonego ciśnienia i temperatury, roztwarzania prowadzonego przez okres wystarczający do rozszczepienia połączenia poliestrowego i utworzenia rozpuszczalnej w wodzie soli dwuamonowej kwasu tereftalowego, pozostającej w roztworze w mieszaninie poreakcyjnej, przy czym kwas tereftalowy i siarczan amonu w postaci krystalicznej otrzymuje się znanymi sposobami, znamienny tym, że spłatkowane do kawałków wielkości maksymalnie 20 cm odpady opakowań, oczyszczone w wodzie, poddaje się działaniu wody amoniakalnej jako reagenta, użytego w ilości większej od stechiometrycznej, reakcję prowadzi się w temperaturze co najmniej 170°C przez 30-120 minut i w obecności wody zdemineralizowanej używanej w takiej ilości aby zapewnić otrzymanie w reaktorze nasyconego roztworu teraftalanu dwuamonu, który to roztwór poddaje się filtracji z udziałem węgla aktywnego a następnie procesowi destylacji pod obniżonym ciśnieniem, po czym uzyskany wywar, stanowiący zawiesinę kryształów teraftalanu dwuamonu w glikolu etylenowym, poddaje się procesowi filtracji otrzymując tym samym glikol etylenowy jako ciekły produkt końcowy oraz kryształy teraftalanu dwuamonu, które, po ich przemyciu wodą zdemineralizowaną i odfiltrowaniu, poddaje się reakcji z kwasem siarkowym o stężeniu 50 - 96% wagowych, wprowadzonym w takiej ilości aby zapewnić mieszaninie poreakcyjnej współczynnik kwasowości w granicach 5, i z dodatkiem wody zdemineralizowanej, otrzymując w wyniku reakcji zawiesinę kryształów kwasu teraftalowego w roztworze siarczanu amonu, z tym, że ilość dodanej w tym kroku wody winna zapewniać nasycenie roztworu siarczanu amonu, następnie z zawiesiny poreakcyjnej wydziela się kryształy kwasu teraftalowego, które, po przemyciu wodą zdemineralizowaną, odfiltrowaniu i wysuszeniu, stanowią produkt stały tego etapu, natomiast roztwór siarczanu amonu poddaje się znanemu procesowi krystalizacji a uzyskane kryształy siarczanu amonu, po odfiltrowaniu i wysuszeniu, stanowią drugi produkt stały.
2. 2. Instalacjado odzyskiwania kwasu tefeftalowegoooaz gllikolLJ etylenowego z odpadów polletylenotereftalanu zawierająca urządzenia mechaniczne do rozdrabniania i segregacji materiałów poddawanych roztworzeniu, ogrzewane reaktory, filtry, wyparki, krystalizatory, zbiorniki, odbiorniki odpowiednio połączone tworzące poszczególne węzły technologiczne, znamienna tym, że składa się z połączonych szeregowo kolejno węzłów technologicznych:

   - węzła (1) przygotowania odpadów polietylenotereftalanu,

   - węzła (2) roztwarzania tych odpadów,

   - węzła (3) destylacji glikolu,

   - węzła (4) wytrącania kwasu tereftalowego,

   - węzła (5) krystalizacji siarczanu amonu oraz

   - zbiornika (6) na wodę amoniakalną, połączonego z węzłem roztwarzania odpadów (2),

   - zbiornika (7) na kwasy siarkowy, połączonego z węzłem (4) wytrącania kwasutereftalowego,

   - odbiornika (8) glikolu etylenowego, połączonego z węzłem (3) destylagi glikolu,

   - odbiornika (9) kwasu tereftalowego, połączonego z węzłem (4) wytrącania kwasu tereftalowego i

   - odbiornika (10) siarczanu amonu, połączonego z węzłem (5) krystalizacji siarczanu amonu.
3. 3. Instalaga według zassinz. 2, tym, że w ciągu węzła (11 przygotowania odpadów polietylenotereftalanu, składającego się ze znanych urządzeń mechanicznych do rozdrabniania i segregacji materiałów takich jak rozdrabniacz (11), przesiewacz (12), przenośnik (13), młyn (14), separator (15) i (16), myjka wodna (17), wirówka(18), buforowy zbiornik (19) szeregowo połączonych, ma młyn (14) płatkujący odpady do wymiarów max 20 cm oraz separator (16) flotacyjny.
4. 4. Inasa^aca według zas^z. 2, znamiennn tym, że węzee tozłwarzaniat2) twoczyszetegtównolegle podłączonych ciśnieniowych i podgrzewanych reaktorów (20), pracujących w cyklach czasowo

   PL 201 218 B1 przesuniętych, zaopatrzonych w układy rozprężania, podłączonych na wejściu do buforowego zbiornika (19) i zbiornika na wodę amoniakalną (6) a na wyjściu do filtra (21) z węglem aktywnym.
5. 5. Instalacja według zastrz. 2, znamienna tym, że węzeł (3) destylacji glikolu tworzy szereg równolegle połączonych termicznych i podciśnieniowych destylatorów (22) podłączonych na wyjściu do chłodnicy (23), która z kolei połączona jest z równolegle połączonymi wirówką i filtrem (24), (25), które jednocześnie połączone są równolegle z odbiornikiem (8) glikolu etylenowego, przy czym węzeł ten połączony jest szeregowo z węzłem (4) za pośrednictwem wirówek/filtrów (24), (25).
6. 6. Instalacja według zastrz. 2, znamienna tym, że węzeł (4) wytrącania kwasu tereftalowego tworzy co najmniej jeden reaktor (26), połączony z szeregowo usytuowanymi filtrami/wirówkami (27), (28) oraz suszarką (29), która z kolei łączy się z odbiornikiem (9) kwasu tereftalowego, przy czym ten węzeł połączony jest z podgrzewaczem (30) znajdującym się w węźle (5) za pośrednictwem filtrów/ wirówek (27), (28).
7. 7. Instalacja według zastrz. 2, znamienna t^r^, że węzeł (5) krystallzacji siarczanu amonu tworzą szeregowo usytuowane: przepływowy podgrzewacz (30), krystalizator (31), wirówka (32) i suszarka (33), która połączona jest z odbiornikiem (10) siarczanu amonu, przy czym węzeł ten połączony jest z reaktorem (26) węzła (4) za pośrednictwem wirówki (32).