[发明专利]一种由废旧PET降解制备对苯二甲酸的方法

说明书

本发明涉及化工再生资源利用技术领域，具体涉及一种由废旧PET降解制备对苯二甲酸的方法，以废旧PET材料及水为原料，通过催化水热反应进行降解来制备对苯二甲酸及乙二醇，在适当的降解条件下，PET聚酯的降解率达100.0％，对苯二甲酸产率达99.75％；处理后所得的对苯二甲酸的纯度接近100％；本发明所提供的由废旧PET降解制备对苯二甲酸的方法在一定程度上有效弥补了现有技术存在的对苯二甲酸产率低，副产物多的缺陷。

技术领域

本发明涉及化工再生资源利用技术领域，具体涉及一种由废旧PET降解制备对苯二甲酸的方法。

背景技术

随着聚酯制品在日常生活中的使用日益普及，聚酯产量也迅速大增，如何处理随之产生的废旧聚酯也逐渐引起了人们的关注。废旧聚酯的来源主要集中在两个方面：一是聚酯生产与加工的过程中约有3％～5％的边角废料产生；另一个是使用过的聚酯产品，例如饮料瓶、包装袋等，这些包装材料多为一次性使用，不能重复使用，所以废弃量极大。废旧聚酯虽然不会对环境造成直接的污染，但由于其较高的化学稳定性，废旧聚酯不能在短时间内自然分解，也对周围环境造成了很大的压力。另外，聚酯的生产需要消耗石油资源，随意处置废旧聚酯产品将造成严重的资源浪费。为了实现聚酯工业的可持续发展，循环利用废旧聚酯成了各国科研工作者的研究重点。

目前，废旧聚酯的回收方法主要有物理回收法和化学回收法两大类。物理回收法主要通过熔融或其他方法再造粒，生产纺布、过滤材料等，也可作为纺丝原料用于生产粗纤维，进一步加工成地毯等。物理法的实质就是再造粒，是目前最广泛采用的工业处理方法，物理回收法主要包括冷相造粒法、摩擦造粒法和熔融造粒法。化学回收法是在热和化学溶剂的作用下，将聚酯解聚生成低分子量的产物，如对苯二甲酸、乙二醇、对苯二甲酸二甲酯等，然后经过分离、纯化后重新作为聚合原料或加工成热熔胶、粉末涂料、不饱和聚酯树脂等，从而实现资源的循环利用。根据解聚途径的不同，化学回收法又可分为水解法、醇解法、氨解法和其他方法。

对于废旧PET的降解，国内外研究如下：

Toshiaki等人考察了硝酸浓度、反应时间、反应温度、PET颗粒尺寸等因素对PET降解的影响，发现采用13mol/L浓度的硝酸作为酸性介质，在100℃、常压下反应24h，PET降解率可达91.3％。但是酸性水解法会对生产设备造成严重腐蚀，且会产生大量废水，较难处理。

Karayannidis等人分别采用NaOH和KOH水溶液作为碱性介质，用于PET的水解。研究结果表明，在120～200℃的条件下，反应后过滤除去未反应的PET，滤液用稀硫酸调节pH使TPA沉淀，得到产品经核磁共振氢谱分析，TPA的纯度为98％。

Goto等人采用超临界甲醇法，在温度300℃、压力20MPa的条件下进行PET的降解，在反应2h时DMT的摩尔收率为80％。

在中国公开的专利申请CN104003840A中针对获得一种以废旧PET降解单体对苯二甲酸二乙二醇酯为原料制备1,4-环己烷二甲醇的方法。涉及高分子化合物降解产物的高值化利用和加氢还原领域。以废旧PET降解所得单体对苯二甲酸二乙二醇酯为原料，采用两步加氢法制备1,4-环己烷二甲醇。第一步是在Pd/C催化作用下，将苯环加氢得到中间产物1,4-环己烷二甲酸二乙二醇酯，第二步是以第一步加氢产物为原料在铜铬催化剂的催化作用下，将侧链上的酯基还原为醇基，得到1,4-环己烷二甲醇。本发明将废旧PET降解单体转化为高附加值产品1,4-环己烷二甲醇，不仅降低了原料成本，也为废旧PET资源的回收再利用提供了一个新方向，对于资源的可持续发展具有重要意义。

目前现有技术所提供的现有由废旧PET降解制备对苯二甲酸的方法虽然具有降低原料成本，有利于可持续发展等优点，但还存在对苯二甲酸产率低，副产物多的缺陷。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种由废旧PET降解制备对苯二甲酸的方法。本发明提供的技术方案能够在一定程度上弥补现有技术所存在的对苯二甲酸产率低，副产物多的缺陷。