[發(fā)明專利]廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料降解生產(chǎn)對苯二甲酸和乙二酸的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810061834.8
• 申請日: 2008-05-16
• 公開（公告）號: CN101284777A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: ?？》?/a>;毛建衛(wèi);李武;曾翎;黃娟;彭勇;俞躍洪
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院
• 主分類號: C07C63/26
• 分類號: C07C63/26;C07C55/06;C07C51/00;C07C51/21
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料降解生產(chǎn)對苯二甲酸和乙二酸的方法。

背景技術(shù)

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料材料具有許多優(yōu)異的性能，故廣泛應(yīng)用于各類產(chǎn)品的制造和包裝領(lǐng)域，如飲料瓶、纖維、薄膜、片基和電器絕緣材料等領(lǐng)域。聚酯工業(yè)的迅猛發(fā)展，伴隨而來的是聚酯廢料的劇增，例如在短短幾年內(nèi)我國已形成巨大的飲料市場，年消費(fèi)PET瓶約近百億只，如不加以合理的循環(huán)利用，不僅造成巨大的資源浪費(fèi)，而且產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染。這些PET廢舊品或一次性用品成為垃圾后，因其具有高度的化學(xué)惰性不易被微生物分解，從而形成對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅的“白色污染”。迄今為止，處理廢棄PET的主要方法已有很多，主要有微波解聚方法和循環(huán)再生法等方法。

采用液相催化空氣氧化技術(shù)降解廢舊PET是一個(gè)全新的過程。實(shí)際上，PET等高分子材料在紫外線的照射下，均能和空氣緩慢進(jìn)行自動氧化反應(yīng)而自然降解成低分子化合物，其自然降解機(jī)理與有機(jī)物的液相催化氧化反應(yīng)機(jī)理極為相似。作為成熟的液相催化空氣氧化技術(shù)(US2245528)，目前已廣泛應(yīng)用于有機(jī)酸、醛、酮、醇和酚等化工原料的合成與制備，該技術(shù)具有三廢少、條件溫和、產(chǎn)能大、高選擇性和高反應(yīng)速率等優(yōu)點(diǎn)，代表著含氧有機(jī)物合成工藝的發(fā)展趨勢，故可采用液相催化空氣氧化法模擬自然降解過程，將廢舊PET氧化降解為低分子量的有機(jī)化合物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高降解速率、降解條件溫和、選擇性高的廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料降解生產(chǎn)對苯二甲酸和乙二酸的方法。

廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料降解生產(chǎn)對苯二甲酸和乙二酸的方法包括如下步驟：

1)將廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯分碎成粒徑為1～10mm的顆粒；

2)將催化劑、助氧化劑對二甲苯、廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料與惰性溶劑加到反應(yīng)釜中，混合進(jìn)行氧化降解反應(yīng)，惰性溶劑與廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料的質(zhì)量比為1～50∶1，助氧化劑對二甲苯與廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料的質(zhì)量比為1∶1～100，催化劑為可溶性鈷鹽、錳鹽、鋯鹽、鈰鹽和溴化物有機(jī)堿多元復(fù)合物，催化劑總濃度為50～10000ppm，其中，鈷離子與錳離子的摩爾比為0.1～100，鈷離子與鋯離子的摩爾比為0.1～100，鈷離子與鈰離子的摩爾比為0.1～100，溴離子與鈷離子的摩爾比為0.01～20；

3)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以10～30℃/min的升溫速率使反應(yīng)溫度達(dá)到100～350℃，反應(yīng)壓力達(dá)到0.4～4.0Mpa后，通入壓縮含氧氣體，氧化降解反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至常溫，得液固混合物；

4)將降解后的液固混合物進(jìn)行過濾，固體純化干燥得對苯二甲酸，再將過濾得到的液體分離純化處理，得到乙二酸。

所述的惰性溶劑為醋酸。

助氧化劑對二甲苯與廢舊PET塑料的質(zhì)量比為1∶1～80。

催化劑中的可溶性鈷鹽為：鈷的醋酸鹽、鈷的甲酸鹽、鈷的環(huán)烷酸鹽、鈷的溴化物、鈷的氯化物、鈷的碳酸鹽、鈷的硝酸鹽或鈷的硫酸鹽；可溶性錳鹽為：錳的醋酸鹽、錳的甲酸鹽、錳的環(huán)烷酸鹽、錳的溴化物、錳的氯化物、錳的碳酸鹽、錳的硝酸鹽或錳的硫酸鹽；可溶性鋯鹽為：鋯的醋酸鹽、鋯的甲酸鹽、鋯的環(huán)烷酸鹽、鋯的溴化物、鋯的氯化物、鋯的碳酸鹽、鋯的硝酸鹽或鋯的硫酸鹽；可溶性溴化物為：四溴甲烷、三溴甲烷、二溴甲烷、四溴乙烷、三溴乙烷、二溴乙烷、溴代苯、溴化氫、溴化按、溴化納或溴化鉀。

催化劑中鈷離子與錳離子的摩爾比為0.1～100，溴與鈷離子、錳離子之和的摩爾比為0.5～2。催化劑的總濃度優(yōu)選為100～5000ppm。反應(yīng)的溫度優(yōu)選為185～200℃。反應(yīng)的壓力優(yōu)選為1.5～2.5MPa。

本發(fā)明不但可以解決廢舊PET塑料的污染問題，而且還可變廢為寶用來生產(chǎn)對苯二甲酸和乙二酸。本發(fā)明以可溶性鈷鹽、錳鹽、鋯鹽、鈰鹽和溴化物、有機(jī)堿為催化劑，以對二甲苯為助氧化劑，將其與PET廢舊塑料和惰性溶劑混合，在100～350℃的溫度和0.4～4.0MPa的壓力條件下，采用含有氧分子的氣體對廢舊PET進(jìn)行氧化降解生產(chǎn)對苯二甲酸和乙二酸。

本發(fā)明通過改變降解溫度和溶劑體系的組成，可改善PET氧化降解過程，調(diào)整降解速率和對苯二甲酸和乙二酸的收率。