[发明专利]一种废聚酯瓶回用制备瓶级切片的方法

说明书

本发明公开了一种废聚酯瓶回用制备瓶级切片的方法，有色瓶通过醇解、脱色、结晶、溶解等方式获得高纯度BHET，再进入反应系统，无色瓶通过熔融挤出将熔体注入缩聚反应系统，参与原生熔体的酯交换反应，并在反应过程中进一步脱除有害气体，提高熔体的洁净度。通过优化原料IPA添加量降低结晶速率，醇解物、回收熔体与原生新鲜熔体在经过反应器后可灵活调节熔体特性粘度，且圆盘真空成膜可有效脱除回收瓶醇解、熔融过程中降解产生的易挥发物质。本发明方法具有回用废聚酯瓶量可调节、废聚酯瓶颜色要求低、产品特性粘度稳定、乙醛含量低、结晶速率与原生料一致的优点，与现有瓶到瓶技术相比，可用于食品级瓶片如水瓶、碳酸瓶、油瓶等领域。

技术领域

本发明属于化工生产领域，涉及一种废聚酯瓶回用制备瓶级切片的方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET，简称聚酯)是一种广泛应用的合成高分子材料。2017年聚酯全球产能约在6700万吨，其中，国内瓶级切片产能约在870万吨。聚酯作为一种石油基合成高分子材料，在相当长的时间内不能被外界微生物降解，容易造成“白色污染”和“空间污染”，加之瓶用聚酯制品的社会储量非常巨大，特别是作为饮料瓶、油壶瓶使用时以一次性使用居多，因此，回收聚酯瓶再利用具有一定的经济性和环保效应。

聚酯瓶的回收技术分为物理回收技术和化学回收技术。物理回收是将废弃聚酯加热熔融，提纯后通过螺杆挤出机挤出造粒，一般过程是：分类-破碎-清洗-脱水-干燥-造粒。化学回收法是通过化学反应将废弃聚酯解聚成低分子化合物，如对苯二甲酸(PTA)、对苯二甲酸二甲酯(DMT)、对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)等，醇解产物经过纯化后可重新作为原料参与聚合反应。化学回收法还包括化学改进，通常采用增链改性、交联改性、氯化改性等改变聚酯的链长、结构，从而提高某些性能。

中国专利ZL 200610157145.8提出了一种利用聚酯回收瓶制造食品级聚酯瓶片的生产工艺，该发明针对回收PET瓶的特性，首先对回收聚酯瓶进行清洗、粉碎成片、杂质分离，有效去除瓶体及卷标、杂质及异物等；然后，针对回收PET瓶的残留物质，增设了相应的微量杂质去除工艺，进一步除去微量的PVC、PP、PE和其它的机械杂质；最后进行固相聚缩，生产出食品级PET切片。该专利将回收PET瓶通过螺杆挤出机挤出造粒，在挤出过程中利用真空脱除挥发物质，无法深度脱除易挥发物质且熔体粘度无法稳定控制。

中国专利ZL 201120502846.7公开了一种废聚酯瓶回收再利用的系统，包括回收再利用的聚合系统、副产物收集和溶剂循环利用的净化系统，聚合系统包括废聚酯瓶熔融醇解系统、缩聚系统和色母粒注入系统，废聚酯瓶熔融醇解系统包括螺杆熔融单元和醇解釜，缩聚系统包括预缩聚单元和终缩聚单元。US 5095145(A)公开了一种从废聚对苯二甲酸乙二醇酯制备纯化的对苯二甲酸，将废旧的聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、纤维、瓶子以及其他废旧物制备对苯二甲酸，将废聚对苯二甲酸乙二醇酯在含水混合物中解聚以获得粗对苯二甲酸，金属含量小于100ppm且总有机杂质小于1000ppm。上述专利中通过化学醇解法将PET醇解后再聚合，但针对无色废瓶通过化学法会产生较大的能耗和低经济性，本发明采用物理化学法，针对有色瓶及废丝可采用化学法醇解，无色瓶采用熔融挤入反应器进行酯交换反应。

目前，物理回收法是聚酯再生产业化技术的主导，但传统物理法再生出的制品较原生的品质下降明显，特性粘度降及波动受工艺条件影响较大，同时由于过程中熔体粘度大使得不熔性杂质的过滤和挥发性杂质脱除都较为困难，过量杂质在高温加工过程中不及时去除会引发多种不可逆的裂化降解导致乙醛含量上升。通过物理法回收废聚酯瓶制备的聚酯粒子还需经过固相增粘提高特性粘度，再与新鲜聚酯切片以一定比例混合使用，此过程能耗高，法律法规禁止废料与新鲜料混合制备食品级瓶片。化学法由于聚酯被解聚为单体，能够有效对废弃聚酯进行回收，且再生制品品质可媲美原生，但工艺流程长，效率低，成本高，目前仅有美国和日本少数企业进行小规模产业化尝试。

发明内容