由聚酯废料再循环原料的方法以及利用所述方法的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及由聚酯废料再循环原料的方法以及利用所述方法的装置，更具体地说，本发明专利技术涉及由聚对苯二甲酸乙二醇酯（ＰＥＴ）再循环对苯二甲酸二甲酯和乙二醇或聚酯用原料的方法以及利用所述方法的装置。更具体地说，本发明专利技术涉及新型连续再循环方法，所述方法通过生成的甲醇蒸汽的再循环和对苯二甲酸二甲酯的结晶改善了工艺效率和节能效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由聚酯废料再循环原料的方法以及利用所述方法的装置，更具体地 说，本专利技术涉及由主要包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下称为PET)的聚酯废料(瓶子、磁 膜、啤酒瓶、低聚物渣等)再循环对苯二甲酸二甲酯(以下称为DMT)和乙二醇(以下称为 EG)或聚酯用原料的方法以及利用所述方法的装置。
技术介绍
当今，由于塑料工业的发展而使得塑料制品泛滥，因此废料的处理成为严重的环 境问题。废塑料的处理主要采用填埋、焚烧和再循环，优选的是对废塑料进行再循环，这是 因为填埋和焚烧造成例如环境污染等问题。通常，再循环可分为材料再循环和化学再循环。 在材料再循环中，首先对生成的废塑料进行收集和分类，然后进行物理再循环。然而，尽管 材料再循环的再循环成本较为经济，但其问题在于再循环的塑料品质低劣。化学再循环时，将废塑料解聚，得到了塑料的单体或聚合原料。在一个实例中，对 废塑料的PET废料进行了再循环，传统工艺包括下列过程解聚过程将聚酯废料装入在乙二醇醇解反应器内的含有解聚催化剂的乙二醇中 以将聚酯废料解聚为对苯二甲酸双羟基酯(BHET)和低聚物，然后将部分乙二醇醇解的产 物装入酯交换反应器中，在酯交换催化剂的存在下通过部分乙二醇醇解产物在甲醇(MeOH) 中的酯交换而制得粗DMT和EG，并通过利用蒸馏和结晶过程来纯化粗DMT和EG由此获得最 终产物DMT和EG，同时将甲醇再循环至酯交换反应器中。关于前述过程中的酯交换反应器，美国专利第5，051，528号公开了使过热的甲醇 气体在低压下通过乙二醇与对苯二甲酸的低聚物或对苯二甲酸二甲酯，气态的DMT、EG和 甲醇由塔顶回收，由此能够处理更多的受污染的PET。也就是说，通过部分乙二醇醇解获得 BHET和低聚物，通过BHET和低聚物的甲醇醇解作用获得DMT和EG。不过，通过部分乙二醇 醇解解聚为BHET要花费很长的反应时间，原因在于这是可逆反应。此外，得到的BHET和低聚物由气态甲醇再次解聚而形成以气相形式排出的DMT和 EG。因此，不能使用高压甲醇，反应速度因而缓慢。专利文献中披露了用于PET甲醇醇解的各种方法。操作在间歇条件和连续条件下 进行，连续过程的主要问题在于很难将固体聚酯废料供应至在高压下操作的甲醇醇解反应 器中。由于前述原因所致，尽管间歇过程存在各种不利之处，甲醇醇解往往还是以间歇过程 进行。高压间歇过程众所周知的是由于低聚物溶液中甲醇的浓度保持较高的水平因而聚 酯的解聚快速进行，但是由于生成的DMT和EG的浓度增大反应速度因反应平衡的限制而随 时间降低，因此聚酯不能完全解聚为DMT和EG，仍有大约15%保留为低聚物的形式。相反，因为DMT和EG通过反应器的顶部除去，所以低压连续解聚过程不受反应平 衡的限制，但其不利之处在于反应速度较慢，这是因为反应溶液中甲醇的浓度保持在较低 水平所致。韩国专利第0837781号是本申请人的在先申请，其公开了下述方法乙二醇醇解 反应和甲醇醇解反应在单一反应器中同时进行，唯一的高压反应器因而用作聚酯溶解槽、 乙二醇醇解反应器和甲醇醇解反应器。前述方法可显著增大反应速度，并因反应效率的增 大而获得减少原料甲醇的用量的效果。不过，在于其中进行后续过程的甲醇醇解反应器和甲醇回收过程中，不可避免地 要进行需要复杂装置且消耗大量能量的、液化来自甲醇醇解反应器的甲醇蒸汽、通过高压 泵注射甲醇或来自甲醇贮存器的原料以及通过蒸发器使甲醇蒸发的过程。因此，前述过程的不利之处在于需要复杂的装置并且消耗相对大量的能量，原因 是随着甲醇回收塔中收集的甲醇经液化以存贮在甲醇贮存器中然后通过蒸发器而再次蒸 发以输送到甲醇醇解反应器中，液化和蒸发重复进行。
技术实现思路
技术问题本专利技术的实施方式旨在提供由诸如瓶子、磁膜、低聚物渣等聚酯废料再循环原料 的方法，所述方法可简化装置、节省能量并获得高纯度的单体DMT。更具体而言，首先，本专利技术的实施方式旨在提供一种方法，其中在精馏塔(300)中 由在甲醇醇解反应器即第二反应器O00)中制得的产物分离甲醇，并使其再循环至第二反 应器O00)，而无需冷凝或再次蒸发，由此显著节省了因重复蒸发并液化再循环的甲醇而消 耗的大量能量并且简化了装置。其次，本专利技术的另一个实施方式旨在提供一种方法，其通过使经第二反应器(200) 的顶部排出的气态反应产物与精馏塔(300)底部的液体池(例如通过浸入)直接接触，以 及与从甲醇贮存器(30)流下的精馏塔的塔板或柱部分(column section)中的液体直接接 触，从而直接液化DMT和EG而仅仅蒸发溶液中的甲醇，由此能够使得高纯度的甲醇再循环 至第二反应器O00)并在甲醇醇解反应中使用该甲醇。第三，本专利技术的又一个实施方式旨在提供一种方法，其可以在混合由第二反应器 (200)的顶部排出的气态反应产物所分离出的甲醇与由甲醇贮存器(30)所供应的原料甲 醇时以及将该混合物再循环至第二反应器O00)时调节甲醇的送料量。第四，本专利技术的又一个实施方式旨在提供一种方法，其中送至第二反应器(200) 的甲醇由精馏塔(300)分离的甲醇供给，由此无需存留甲醇蒸发器、加热器和高压泵，精馏 塔发挥了它们的作用。第五，本专利技术的再一个实施方式旨在提供一种方法，其通过控制精馏塔(300)下 部的温度而仅仅蒸发甲醇，由此有利于后续的结晶。第六，本专利技术的再一个实施方式旨在提 供一种方法，其可自由地调节反应条件和精馏条件，从而在经精馏塔(300)的顶部排出的 甲醇的量过多时使用背压式调节器(31)使一部分甲醇存贮在甲醇贮存器中，由此改善生产率。技术方案本专利技术的优点、特征和各方案将由在下文中阐明的参考附图的下列实施方式的描 述而变得显而易见。除非另作限定，此处使用的所有科学技术术语具有的含义与本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解的相同。在其他的情况中，对众所周知的功能和结构不做详细描述 以避免使本专利技术不必要地模糊难解。图1是显示由聚酯废料再循环原料DMT和EG的装置的整个过程的示意图，本专利技术 的装置包括原料进料器(10)；第一反应器(100)，所述第一反应器(100)使用由所述原料进 料器(10)供应的所述原料在单一反应器中进行乙二醇醇解反应和甲醇醇解反应；第二反 应器000)，所述第二反应器(200)用于对所述第一反应器(100)的产物进行甲醇醇解反 应；精馏塔(300)，所述精馏塔(300)用于从经所述第二反应器(200)的顶部排出的气体分 离甲醇并使分离的气态甲醇再循环至所述第二反应器O00)；和甲醇贮存器(30)，所述甲 醇贮存器(30)用于将甲醇提供至所述精馏塔(300)。将对各部件进行详细描述。本专利技术的原料进料器(10)是原料供应器，可以采用挤出机、螺杆进料机或气闸 阀，不过并不限于此。本专利技术的第一反应器(100)是其中同时发生乙二醇醇解反应和甲醇醇解反应的 乙二醇醇解/甲醇醇解反应器，其无需单独的溶解槽，因为DMT和低聚物就在其中生成，并 且可以显著增大解聚速度。第二反应器(200)使得从第一反应器(100)传输的反应物与由第二反应器下部的 气泡发生器(90)供应的甲醇进行甲醇醇解反应，并在完成解聚的同时排出气态反应产物， 由此能够处理包含许多杂质的低级聚酯废料。此外，精馏塔(300)使第二反应器O00本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由聚酯废料再循环原料的装置，所述装置由聚酯废料制得聚酯用原料对苯二甲酸二甲酯和乙二醇，所述装置包括：原料进料器（１０）；第一反应器（１００），所述第一反应器（１００）使用由所述原料进料器（１０）供应的所述原料在单一反应器中进行乙二醇醇解反应和甲醇醇解反应；第二反应器（２００），所述第二反应器（２００）用于使所述第一反应器（１００）的产物进行甲醇醇解反应；精馏塔（３００），所述精馏塔（３００）用于从通过所述第二反应器（２００）的顶部排出的气体中分离甲醇并使所分离的气态甲醇再循环至所述第二反应器（２００）；和甲醇贮存器（３０），所述甲醇贮存器（３０）用于将甲醇提供至所述精馏塔（３００）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩明完，
申请(专利权)人：忠南大学校产学协力财团，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]