[發明專利]一種廢聚酯瓶回用制備瓶級切片的方法

有效

• 申請號: 201811303485.6
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN111138641B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 何勝君;朱興松;王金堂;王余偉;張金峰;殷孝謙
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化儀征化纖有限責任公司
• 主分類號: C08G63/183
• 分類號: C08G63/183;C08G63/181;C08G63/78;C08J11/24;C08L67/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 邢賢冬;夏平

本發明公開了一種廢聚酯瓶回用制備瓶級切片的方法，有色瓶通過醇解、脫色、結晶、溶解等方式獲得高純度BHET，再進入反應系統，無色瓶通過熔融擠出將熔體注入縮聚反應系統，參與原生熔體的酯交換反應，并在反應過程中進一步脫除有害氣體，提高熔體的潔凈度。通過優化原料IPA添加量降低結晶速率，醇解物、回收熔體與原生新鮮熔體在經過反應器后可靈活調節熔體特性粘度，且圓盤真空成膜可有效脫除回收瓶醇解、熔融過程中降解產生的易揮發物質。本發明方法具有回用廢聚酯瓶量可調節、廢聚酯瓶顏色要求低、產品特性粘度穩定、乙醛含量低、結晶速率與原生料一致的優點，與現有瓶到瓶技術相比，可用于食品級瓶片如水瓶、碳酸瓶、油瓶等領域。

技術領域

本發明屬于化工生產領域，涉及一種廢聚酯瓶回用制備瓶級切片的方法。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET，簡稱聚酯)是一種廣泛應用的合成高分子材料。2017年聚酯全球產能約在6700萬噸，其中，國內瓶級切片產能約在870萬噸。聚酯作為一種石油基合成高分子材料，在相當長的時間內不能被外界微生物降解，容易造成“白色污染”和“空間污染”，加之瓶用聚酯制品的社會儲量非常巨大，特別是作為飲料瓶、油壺瓶使用時以一次性使用居多，因此，回收聚酯瓶再利用具有一定的經濟性和環保效應。

聚酯瓶的回收技術分為物理回收技術和化學回收技術。物理回收是將廢棄聚酯加熱熔融，提純后通過螺桿擠出機擠出造粒，一般過程是：分類-破碎-清洗-脫水-干燥-造粒。化學回收法是通過化學反應將廢棄聚酯解聚成低分子化合物，如對苯二甲酸(PTA)、對苯二甲酸二甲酯(DMT)、對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)等，醇解產物經過純化后可重新作為原料參與聚合反應。化學回收法還包括化學改進，通常采用增鏈改性、交聯改性、氯化改性等改變聚酯的鏈長、結構，從而提高某些性能。

中國專利ZL 200610157145.8提出了一種利用聚酯回收瓶制造食品級聚酯瓶片的生產工藝，該發明針對回收PET瓶的特性，首先對回收聚酯瓶進行清洗、粉碎成片、雜質分離，有效去除瓶體及卷標、雜質及異物等；然后，針對回收PET瓶的殘留物質，增設了相應的微量雜質去除工藝，進一步除去微量的PVC、PP、PE和其它的機械雜質；最后進行固相聚縮，生產出食品級PET切片。該專利將回收PET瓶通過螺桿擠出機擠出造粒，在擠出過程中利用真空脫除揮發物質，無法深度脫除易揮發物質且熔體粘度無法穩定控制。

中國專利ZL 201120502846.7公開了一種廢聚酯瓶回收再利用的系統，包括回收再利用的聚合系統、副產物收集和溶劑循環利用的凈化系統，聚合系統包括廢聚酯瓶熔融醇解系統、縮聚系統和色母粒注入系統，廢聚酯瓶熔融醇解系統包括螺桿熔融單元和醇解釜，縮聚系統包括預縮聚單元和終縮聚單元。US 5095145(A)公開了一種從廢聚對苯二甲酸乙二醇酯制備純化的對苯二甲酸，將廢舊的聚酯(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、纖維、瓶子以及其他廢舊物制備對苯二甲酸，將廢聚對苯二甲酸乙二醇酯在含水混合物中解聚以獲得粗對苯二甲酸，金屬含量小于100ppm且總有機雜質小于1000ppm。上述專利中通過化學醇解法將PET醇解后再聚合，但針對無色廢瓶通過化學法會產生較大的能耗和低經濟性，本發明采用物理化學法，針對有色瓶及廢絲可采用化學法醇解，無色瓶采用熔融擠入反應器進行酯交換反應。

目前，物理回收法是聚酯再生產業化技術的主導，但傳統物理法再生出的制品較原生的品質下降明顯，特性粘度降及波動受工藝條件影響較大，同時由于過程中熔體粘度大使得不熔性雜質的過濾和揮發性雜質脫除都較為困難，過量雜質在高溫加工過程中不及時去除會引發多種不可逆的裂化降解導致乙醛含量上升。通過物理法回收廢聚酯瓶制備的聚酯粒子還需經過固相增粘提高特性粘度，再與新鮮聚酯切片以一定比例混合使用，此過程能耗高，法律法規禁止廢料與新鮮料混合制備食品級瓶片。化學法由于聚酯被解聚為單體，能夠有效對廢棄聚酯進行回收，且再生制品品質可媲美原生，但工藝流程長，效率低，成本高，目前僅有美國和日本少數企業進行小規模產業化嘗試。

發明內容