[發(fā)明專利]一種酸催化水解廢棄PET塑料的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110017561.2
• 申請(qǐng)日: 2021-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN113444284A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡超權(quán);楊偉勝;劉睿;李琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科院過程工程研究所南京綠色制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究院;南京中科格特康科技有限公司
• 主分類號(hào): C08J11/26
• 分類號(hào): C08J11/26;C07C29/76;C07C31/20;C07C51/43;C07C63/26;C08L67/02
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32360
• 代理人: 姜露露

本發(fā)明公開了一種酸催化水解廢棄PET塑料的方法，屬于廢棄物處理的技術(shù)領(lǐng)域。包括以下步驟：步驟一、將廢棄PET塑料、對(duì)苯二甲酸和水加入到高溫高壓反應(yīng)釜中，在加熱攪拌的條件下進(jìn)行酸催化水解，待反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，得到混合液；步驟二、將所述混合液過濾，得到濾液；將沉淀物洗滌數(shù)次、抽干、干燥，回收對(duì)苯二甲酸；步驟三、將步驟二獲得的濾液通過精餾分離得到乙二醇和去離子水；步驟四、將回收的對(duì)苯二甲酸再次作為酸催化劑、步驟三得到的去離子水重復(fù)步驟一至步驟三，催化水解廢棄PET塑料，直至達(dá)到預(yù)定循環(huán)使用次數(shù)。本發(fā)明以構(gòu)建PET塑料的基本單元（對(duì)苯二甲酸）為催化劑，催化廢棄PET塑料的水解，實(shí)現(xiàn)了廢棄塑料的有效降解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢棄物處理的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種酸催化水解廢棄PET塑料的方法。

背景技術(shù)

PET作為重要的工程塑料，因具有高透光性和優(yōu)異化學(xué)穩(wěn)定性、阻隔性、力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于滌綸纖維、食品包裝、薄膜片材、電子器件、機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域。近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)水平不斷地發(fā)展，我國PET消費(fèi)量逐年攀升，預(yù)計(jì)到2023年我國PET塑料需求量將達(dá)到7000-7100萬噸。PET塑料系列產(chǎn)品具有較短生命周期，巨大需求量背后，必將造成大量PET塑料廢棄。如果這些廢棄的PET塑料無法得到有效地處理，這將會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重地破壞，同時(shí)也是資源的浪費(fèi)。實(shí)現(xiàn)廢棄PET塑料的回收利用，有助于延長PET塑料的生命周期，減少不可再生資源的消耗，杜絕塑料污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

目前廢棄PET塑料的回收利用以物理回收為主，通過粉碎、加熱熔融等工序進(jìn)行循環(huán)利用，然而此過程受限于機(jī)械處理過程中因塑料的降解而造成的品質(zhì)下降等問題。相較于物理法存在PET回收質(zhì)量降級(jí)的問題，化學(xué)回收法可實(shí)現(xiàn)廢棄PET的永久循環(huán)，更加符合當(dāng)前對(duì)可持續(xù)發(fā)展的需求，更加具有優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景。通過水解法能夠直接獲得高純度的對(duì)苯二甲酸和乙二醇單體，這些單體為聚合PET的基礎(chǔ)原料。目前一般以強(qiáng)酸（硫酸、鹽酸、硝酸），強(qiáng)堿（氫氧化鈉、三甲基溴化銨）為催化劑，催化水解PET塑料。但是在生產(chǎn)過程中的大量酸堿廢液對(duì)環(huán)境造成了巨大的壓力，其影響程度不小于PET 聚酯瓶堆積造成的環(huán)境壓力，且對(duì)設(shè)備存在明顯的腐蝕效應(yīng)。同時(shí)，水解反應(yīng)所使用的酸堿難以回收利用，這將造成資源的浪費(fèi)，增加生產(chǎn)成本。因此亟需開發(fā)一種簡單、高效、綠色、可持續(xù)的廢棄PET塑料水解新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出直接以構(gòu)建PET的基本單元（對(duì)苯二甲酸）為酸催化劑，催化水解廢棄PET塑料，其中對(duì)苯二甲酸可回收、重復(fù)使用，整個(gè)過程無廢水的產(chǎn)生，綠色、環(huán)保。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種酸催化水解廢棄PET塑料的方法，包括以下步驟：

步驟一、將廢棄PET塑料、對(duì)苯二甲酸和水加入到高溫高壓反應(yīng)釜中，在加熱攪拌的條件下進(jìn)行酸催化水解，待反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，得到混合液；

步驟二、將所述混合液過濾，得到濾液；將沉淀物洗滌數(shù)次、抽干、干燥，

回收對(duì)苯二甲酸；

步驟三、將步驟二獲得的濾液通過精餾分離得到乙二醇和去離子水；

步驟四、將回收的對(duì)苯二甲酸再次作為酸催化劑、步驟三得到的去離子水重復(fù)步驟一至步驟三，催化水解廢棄PET塑料，直至達(dá)到預(yù)定循環(huán)使用次數(shù)。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述廢棄PET塑料為PET塑料再生料，所述PET塑料再生料采用廢棄的無色塑料瓶粉碎制備而成，其中，灰分含量為0.64%。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述步驟一中的對(duì)苯二甲酸與水的質(zhì)量比為1：（8~12）。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，廢棄PET塑料與水的質(zhì)量比為1：（6~10）。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述高溫高壓反應(yīng)釜中的溫度的170~220℃，反應(yīng)時(shí)間為1~3小時(shí)。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述步驟一中的攪拌速度為480~520rpm。