[发明专利]用于纯化对苯二甲酸二(2-羟基乙)酯的方法

说明书

本发明公开了一种用于纯化由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)废物的解聚获得的对苯二甲酸二(2‑羟基乙)酯(BHET)的方法，该方法包括：用至少一种氧化剂在30℃‑100℃、优选50℃‑90℃范围内的温度下处理所述溶液，以获得氧化的溶液；用至少一种吸附剂处理所述氧化的溶液以获得纯化的氧化的溶液；从所述纯化的氧化的溶液分离所述至少一种吸附剂以获得纯化的BHET溶液。该方法对于消除有机染料和其它低分子量有机污染物是特别有效的，从而实现回收的BHET的高纯度。

本发明涉及用于纯化对苯二甲酸二(2-羟基乙)酯(BHET)、特别是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)废物的解聚获得的BHET的方法。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种广泛使用的、具有高强度和高透明度的半结晶性热塑性聚酯，由于其物理和化学特性而具有多种应用，特别是在包装和纤维生产中。PET不会造成任何安全隐患，但是PET日益增加的消耗和在废物流中的积累以及其不可生物降解性会产生环境和经济问题。因此，人们对PET回收技术越来越感兴趣。

PET被认为是一种易于回收利用的聚合物材料，并且在聚合物材料中PET的回收利用是最普遍的。技术可以分为两大类：机械回收和化学回收。

机械回收主要包括通过废物分类、去除污染物、粉碎和研磨来获得碎片，这些碎片被直接送去挤出以生产新制品。该技术的主要问题是由于固体废物的异质性和最终产品的低质量，因为每次回收PET其性能都会降低。

化学回收涉及通过使用能够解聚PET链的反应物来分解聚酯以获得起始单体；PET的化学解聚通常通过溶剂解，特别是通过水解或甲醇解或乙二醇解来获得。

水解通过与水反应使PET解聚成对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)(也称为单乙二醇-MEG)。甲醇解通过与甲醇反应使PET降解成对苯二甲酸二甲酯(DMT)和EG。乙二醇解通过与EG反应导致解聚，产生对苯二甲酸二(2-羟基乙)酯(BHET)，一种在PET生产的第一阶段由起始单体形成的中间体。

迄今为止，机械回收仍然是PET废物处理最常用的技术，而化学回收的工业应用很少。然而，人们对化学回收技术的兴趣日益浓厚，因为它们符合可持续发展原则，可以返回原始的PET原材料，与机械回收的PET相比这些原材料的质量当然要高得多。

为了更好地理解化学回收的基础，下面报告了PET生产和乙二醇解的基本原理。

工业上PET是从两个独立的反应阶段获得的。在第一阶段，起始产物反应以生成BHET和低聚物，然后在单独的反应步骤中发生链增长。

两种不同的原料可用于生产PET：(a)通过酸，TPA和EG反应以生成BHET和水；或(b)通过酯，对苯二甲酸二甲酯(DMT)和EG反应以生成BHET和甲醇。随后，通过所述酯化或酯交换阶段生产的BHET通过缩聚反应进行反应以生产PET；在此步骤中，EG会产生并可以从反应混合物中分离出来：

缩聚是平衡反应，并且EG作为副产物与PET一起产生。因此必须通过蒸发产生的EG而使平衡向PET移动。

逆反应可用于从PET开始生产BHET：PET与EG的反应通过攻击酯键导致断链。由于PET是通过可逆缩聚反应形成的，因此可以通过添加EG使反应向相反方向移动来将聚合物转化回其单体或低聚物。

在这种被称为乙二醇解的逆反应过程中，聚合物链通过溶剂解链断裂反应进行转化，导致理论上完全解聚回单体(BHET)或部分解聚成单体和低聚物：

该反应轻微吸热且可逆；因此，可以通过使用相对于起始PET过量的EG将其推向单体/低聚物的生产。

整个乙二醇解反应可分为两个步骤：(i)EG分裂PET链中的酯键，并且低聚物形成并溶解在EG本身中；(ii)低聚物与BHET处于平衡状态，因此通过添加过量的EG使反应朝着BHET形成的方向移动。