[發明專利]一種多組分催化劑高效催化醇解聚對苯二甲酸乙二醇酯的方法

有效

• 申請號: 201110302813.2
• 申請日: 2011-10-09
• 公開（公告）號: CN103030564A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 呂興梅;王倩;張香平;張鎖江;李增喜;李春山;周雪源
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C07C69/82
• 分類號: C07C69/82;C07C67/03;B01J31/26;B01J31/30;B01J31/04;B01J31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及高效、清潔催化技術領域，具體指以尿素為基本組成的多組分催化劑催化醇解聚對苯二甲酸乙二醇酯的新方法。?

背景技術：

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有無嗅、無味、無毒、質量輕、強度大、氣密性好、透明度高等特點而廣泛用于礦泉水瓶、碳酸飲料瓶、合成纖維及絕緣材料等領域。目前，世界聚酯年產量已突破5000萬噸，我國也已突破2000萬噸。由于大部分PET聚酯產品用過即被廢棄，具有體積大、自然降解困難的特點，如果把廢舊聚酯直接排放到環境中，不僅對環境造成持久污染，而且造成資源的巨大浪費。因此，回收利用PET聚酯，對保護環境和緩解世界資源能源危機具有重大意義。?

當前，回收廢舊PET的方法主要是物理回收和化學回收。因物理回收處理后的塑料性劣化，不允許用于食品行業，而傳統化學回收方法又常需高溫高壓且存在反應速率慢和催化劑與產物不易分離等問題，故本發明以開發反應條件溫和、催化劑廉價易得、催化活性高、反應速率快、轉化率高和選擇性好的催化劑為目的。?

發明內容：

本發明研究以尿素為基本組成的多組分催化劑為催化劑、以二元醇為溶劑，在溫和的條件下，實現綠色節能、高速率、高轉化率和高選擇性的催化醇解PET聚酯制備對苯二甲酸乙二醇酯單體(BHET)的過程。?

本發明的反應通式為(以乙二醇作溶劑為例)：?

以尿素為基本組成的多組分催化劑催化醇解聚對苯二甲酸乙二醇酯的方法，其特征在于以二元醇為溶劑，以尿素為基本組成的多組分催化劑為催化劑降解聚對苯二甲酸乙二醇酯。?

所述二元醇溶劑為乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、戊二醇、己二醇和1，7-庚二醇，三甘醇中的一種或幾種的混合物。?

所降解聚對苯二甲酸乙二醇酯的分子量為1.8～7.5×10⁴g/mol。?

所述以尿素為基本組成的多組分催化劑為尿素與金屬鹽，固體超強酸或離子液體中的一種?或幾種的混合物。尿素與金屬鹽，固體超強酸或離子液體的摩爾比為1∶1～10∶1。?

催化劑用量為溶劑質量的0.01‰～10％。?

以尿素為基本組成的多組分催化劑催化降解聚對苯二甲酸乙二醇酯的反應溫度為60℃～250℃。?

以尿素為基本組成的多組分催化劑催化降解聚對苯二甲酸乙二醇酯的反應時間為20s～6h。?

反應結束后，PET聚酯的降解率和產物的選擇性分別按公式(1)(2)計算：?

其中，A表示加入的PET的初始質量，B表示未降解的PET質量。?

具體實施方式

本發明用以下實施例進行說明，但本發明并不僅限于下述實施例，在不脫離前后所屬宗旨的范圍下，變化實施都包含在本發明的技術范圍內。?

實施例1?

實施方法：在50ml三口燒瓶中依次加入5.0g?30目PET、20.0g乙二醇和0.25g尿素-氯化鋅混合物，混合摩爾比為6∶1。控制反應溫度為170℃，常壓，冷凝回流反應35min后冷至室溫。在此條件下，PET聚酯的降解率為100％，單體對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)的選擇性為80.4％，產物中單體的質量百分含量為90.3％。?

實施例2?

其它條件同實施例1，加入的催化劑為0.25g尿素-氯化鈷混合物，混合摩爾比為6∶1。在此條件下，PET聚酯的降解率為100％，BHET的選擇性為80.0％，產物中單體的質量百分含量為90.7％。?

實施例3?

其它條件同實施例1，加入的催化劑為0.25g尿素-醋酸錳混合物，混合摩爾比為6∶1。在此條件下，PET聚酯的降解率為100％，BHET的選擇性為79.1％，產物中單體的質量百分含量為89.0％。?

實施例4?

其它條件同實施例1，加入的催化劑為0.25g尿素-[bmim]Co3Cl7混合物，混合摩爾比為6∶1，反應1h，在此條件下，PET聚酯的降解率為80.3％，BHET的選擇性為71.0％，產物中單體的質量百分含量為90.6％。?

實施例5?

其它條件同實施例1，加入的催化劑為0.25g尿素-氯化膽堿混合物，混合摩爾比為6∶1反應2h。在此條件下，PET聚酯的降解率為100％，BHET的選擇性為70.4％，產物中單體的質量百分含量為80.7％。?

實施例6?