[发明专利]聚酯废料常压醇解回收利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废料的回收利用方法，特别是一种聚酯废料在常压下通过醇解工艺进行回收利用方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，简称聚酯）是重要的工业原材料，它的主要制品包括饮料瓶、纤维、薄膜、片基、电器绝缘材料及工程塑料等，聚对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸乙二醇酯均聚，或通过对苯二甲酸、乙二醇聚合反应制得的。随着聚酯制品年产量的急剧上升, 由聚酯制品带来的聚酯废料也飞速增长，另外，在聚酯制品的形成过程中，往往也会产生各种报废品和边角余料。由于聚对苯二甲酸乙二醇酯具有很强的化学惰性，自然存放很难降解或被微生物分解，不仅造成巨大的资源浪费，而且产生严重的环境污染。因此，通过生产、加工、回收利用以实现资源良性循环，改善环境质量，成为当前聚酯工业的重要课题，这不但具有重要的经济效益，也具有重大的社会效益。

目前对聚酯废料（包括废PET聚酯及其废制品）循环利用主要有物理利用和化学利用两大类。物理利用即废PET聚酯及其制品经过直接掺混、共混、造粒等简单的物理处理后制成再生切片，作为次档产品可用于纺墼、拉膜和工程塑料等，实现二次利用。经物理处理过的PET由于卫生原因，目前尚未直接用于食品包装材料，只有解聚后再缩聚的PET聚酯才能符合食品业对材料的卫生要求。此外，废旧PET直接回收加工产生的二次废料，因特性粘度值过低等原因已不宜再直接使用，只能通过化学解聚来实现其循环利用。

PET化学循环利用方法主要有水解法（包括酸性水解法、碱性水解法和中性水解法）、甲醇解聚法、乙二醇解聚法和超临界乙二醇解聚法，这些方法虽然能够得到用于聚合PET的全新的化学原料，实现各种层次聚酯制品的加工，但它们也存在各种缺陷。酸性水解法的不足之处是：反应消耗的大量的浓酸和强碱，难以循环使用，易造成环境污染，且生成的乙二醇亦较难回收。碱性水解法同样有废碱排出，污染环境，需进行适当的环保处理。中性水解法需要在高温、高压下进行，或者需要碱作催化剂，而且解聚产物中含有大量杂质，不能直接利用，后续处理比较麻烦。甲醇解聚法工艺比较简单，但产品提纯复杂，最终产品品质低。由于普通条件下的甲醇降解反应时间较长，分解不彻底，已经实现的甲醇解聚PET为DMT的降解率不超过90％，不利于工业化的连续生产。乙二醇解聚法工艺比较复杂。超临界乙二醇解聚法反应条件苛刻，需要高温、高压，工艺实现较困难且成本高。

目前，国外已有聚酯生产企业将废PET降解后制备单体及聚合原料，并实现了商业生产。但是，如上述化学方法一样，这种方法将废PET降解成单体，仍然存在过程复杂，成本高的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种过程简单、成本低、易实现的聚酯废料常压醇解回收利用方法。

本发明解决技术问题的技术手段是这样实现的：

聚酯废料常压醇解回收利用方法，其步骤为：

1）备料-将洁净处理的聚酯废料、乙二醇和醋酸锌按质量比1：5～12：0.01～0.5进行备料；

2）将备好的聚酯废料、乙二醇和醋酸锌加入反应容器中，通入惰性气体（如CO₂或N₂）保护，搅拌下加热至反应温度180～197.5℃，在该温度下保温3h～9h以进行降解反应；

3）保温结束后使溶液自然冷却到90～105℃，趁热抽滤除去未降解聚酯废料；

4）将滤液置于冷藏容器中于5℃以下冷藏5～10h，使降解产物结晶析出，真空抽滤；

5）结晶产物65℃以下真空下干燥即得回收利用产物。

本方法通过乙二醇对废PET制品进行醇解，PET醇解产物为BHET与低聚物的混合物，低聚物可以直接作为PET的生产原料。这样不仅缩短了流程，而且降低了生产成本，既做到了保护环境，又做到了化学循环利用，变废为宝，节省资源。本方法反应条件简单，易实现，在常压下即可进行，故对设备要求低，回收成本低。

本方法PET醇解率可达98.9%，降解产物回收率可达98.4%。

附图说明

图1-EG用量对降解产物特性粘度的影响曲线（PET用量10g，190℃，3h）。

图2-催化剂醋酸锌用量对醇解率的影响曲线。

图3-反应时间对醇解率的影响曲线。

图4-反应时间对回收率的影响曲线。

图5-反应温度对降解产物特性粘度的影响曲线。

图6-PET废料的TG-DSC热分析曲线。

图7-PET降解产物的TG-DSC热分析曲线。

图8-PET废料的红外光谱图。