以分解催化劑的堿浸出法從廢滌綸纖維回收制造對苯二甲酸和乙二醇純化的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種以分解催化劑的堿浸出法從廢滌綸纖維回收制造對苯二甲酸和乙二醇純化的方法，包括以下步驟：1）對苯二甲酸和乙二醇堿性溶液的制備：氫氧化鈉重量為廢滌綸重量的40～50%，廢滌綸與水的重量比為1:4.5～6；開始的1～2小時(shí)PH值控制在9～11，后4～5小時(shí)PH值控制在12～14；同時(shí)加入氫氧化鈉重量的1～1.5%次氯酸鈉，加熱，溶液溫度保持為90～100℃；2）冷卻溶液，過濾去除固雜質(zhì)，收集清液；冷卻溫度25～35℃，1200～1400rpm離心分離過濾；在濾清液中緩慢加入重量百分濃度30～35％的稀酸溶液酸析、中和、沉淀而得到對苯二甲酸結(jié)晶。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：在常溫常壓下從廢滌綸纖維回收制造對苯二甲酸和乙二醇，可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，對于保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源具有重要的意義。
【專利說明】以分解催化劑的堿浸出法從廢滌綸纖維回收制造對苯二甲酸和乙二醇純化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)材料的制備，具體說是從廢滌綸纖維回收制造對苯二甲酸和乙二醇的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大多數(shù)廢舊滌綸是在滌綸紡紗和紡織及服裝的加工和利用過程中所造成的。世界上對廢滌綸水解制備對苯二甲酸和乙二醇的研究進(jìn)行了很多研究，代表性的回收制造技術(shù)是在幾百攝氏度的高溫并同時(shí)在數(shù)十氣壓的高壓力的特殊條件下可以回收，該方法僅僅在試驗(yàn)室里試驗(yàn)成功，距離工業(yè)化生產(chǎn)還有很長的距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供利用堿浸出法從滌綸纖維獲取對苯二甲酸(PTA，分子式C6H4 (C00H)2)和乙二醇(EG，分子式(H0CH2) 2)的方法，并充分去除可溶性雜質(zhì)來提高對苯二甲酸和乙二醇的純度。最終獲得高純度的對苯二甲酸和乙二醇原料。具體技術(shù)方案如下:
[0004]一種以分解催化劑的堿浸出法從廢滌綸纖維回收制造對苯二甲酸和乙二醇純化的方法，包括以下步驟:
[0005]I)對苯二甲酸和乙二醇堿性溶液的制備:溶解反應(yīng)的條件是以廢滌綸、催化劑、氫氧化鈉、水的混合物組成,氫氧化鈉重量為廢滌綸重量的40~50%，廢滌綸與水的重量比為1:4.5 ~6 ;
[0006]開始的I~2小時(shí)PH值控制在9~11，后4~5小時(shí)PH值控制在12~14;同時(shí)加入氫氧化鈉重量的I~1.5%次氯酸鈉，加熱，溶液溫度保持為90~100°C;首先加入廢滌綸重量10~15%氫氧化鈉，溫度在901:~100°C，以PH9~11進(jìn)行反應(yīng)，通過弱堿性溶液的浸泡過程，滌綸纖維狀的聚醚(PTA，EG)大分子環(huán)狀的醚基分離成多量體，然后產(chǎn)生可分離成單量體的游離性反應(yīng)條件，再放入剩余部分的氫氧化鈉和次氯酸鈉后，在溫度90°C~IOO0C,PH12~14的條件下使其反應(yīng)，分離成多量體的PTA，EG的聚醚的醚基就完全分解成為傳導(dǎo)成分的單體。
[0007]2)冷卻溶液，過濾去除固雜質(zhì)，收集清液；冷卻溫度25~35°C，1200~1400rpm離心分離過濾；在濾清液中緩慢加入重量百分濃度30~35%的稀酸溶液酸析、中和、沉淀而得到對苯二甲酸結(jié)晶。
[0008]所述步驟2)加入稀酸溶液酸析、中和、沉淀過程中，在40~50°C下保溫I~2小時(shí)，一般PH值保持在6~6.5至沉淀完全。最佳PH值為6.3。
[0009]所述的稀酸溶液為硫酸溶液，鹽酸溶液中的一種或多種混合體。
[0010]還包括以下步驟:壓力過濾以獲得濾餅，壓力要保持在0.6~0.SMpa0
[0011]進(jìn)行真空干燥或者一般干燥獲得高純度的原料；干燥溫度為真空干燥時(shí)為70~120°C，一般干燥的時(shí)候?yàn)?0~60°C，對苯二甲酸含水量為0.3~0.5%。
[0012]壓力過濾之后，收集的對苯二甲酸二鈉鹽結(jié)晶再加入水中均勻溶解，制成對苯二甲酸二鈉鹽溶液，溶液的溫度保持在50~60°C，加入稀酸溶解液，使之中和沉淀，在40~50°C中2~4小時(shí)進(jìn)行成熟，以0.6~0.8Mpa壓力過濾后，進(jìn)行2~3次洗滌，獲得高純度對苯二甲酸產(chǎn)品；分離的母液再次效蒸發(fā)，在80~100°C中2~4小時(shí)活性炭碳過濾之后，獲取高純度的乙二醇溶液。
[0013]利用硫酸鈉和氯化鈉回收在水解反應(yīng)中使用過的試劑,使排出的工業(yè)廢水中不含有害物質(zhì)。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:在常溫常壓下從廢滌綸纖維回收制造對苯二甲酸和乙二醇，可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，因此，對于保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源具有重要的意義。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
[0016]一般低純度粗對苯二甲酸及乙二醇純化工藝方法:
[0017]對苯二甲酸和乙二醇堿性溶液的制備:溶解反應(yīng)的條件是以廢滌綸為原料，次氯酸鈉為催化劑，氫氧化鈉為試劑及水的混合物組成，氫氧化鈉重量為廢滌綸重量的40%，廢滌綸與水的重量比為1:4.5 ;次氯酸鈉加入量為氫氧化鈉重量的1%，
[0018]滌綸纖維在堿過量的條件下溶解分為對苯二甲酸和乙二醇。首先加入原料重量10%的試劑反應(yīng)I小時(shí)，這時(shí)Ph控制在9 ;然后放入剩下的試劑和催化劑反應(yīng)4小時(shí)，這時(shí)Ph控制在12 ;催化劑的總量為試劑總量的0.6%，溫度保持在90°C;溶解時(shí)間為5小時(shí)，溶解反應(yīng)結(jié)束后，冷卻到25°C，以1200rpm進(jìn)行圓心分離過濾，去除雜質(zhì)后可獲得清液。
[0019]加入稀硫酸溶液中和，使溶液中的對苯二甲酸從液相中緩慢析出，PH值控制在6.3左右，使對苯二甲酸充分沉淀，溫度45°C，要進(jìn)行3小時(shí)左右的成熟過程，以獲得較大顆粒的對苯二甲酸酸析出物。為有利于對苯二甲酸的過濾分離，通過壓力過濾，可分為濾餅和母液，壓力要保持在0.7Mpa ;最后將獲得的濾餅在真空干燥系統(tǒng)中烘干，溫度保持為500C，4小時(shí)后可得到較純的干料，其對苯二甲酸的含水量為0.5%，這樣非常有利于對苯二甲酸的過濾，接著通過壓力過濾將結(jié)晶塊和母液分離出來。濾過母液蒸發(fā)，可獲得乙二醇和硫酸鈉結(jié)晶，其乙二醇的含水量小于0.5%。獲得的硫酸鈉在70°C加熱干燥，制成干料。經(jīng)過以上方法處理得到的對苯二甲酸和乙二醇，經(jīng)液相色譜儀測定，其對苯二甲酸的純度為98%以上，乙二醇的純度為99%。
[0020]實(shí)施例2
[0021]一般低純度粗對苯二甲酸及乙二醇純化工藝方法:
[0022]對苯二甲酸和乙二醇堿性溶液的制備:溶解反應(yīng)的條件是以廢滌綸為原料，次氯酸鈉為催化劑，氫氧化鈉為試劑及水的混合物組成，氫氧化鈉重量為廢滌綸重量的50%，廢滌綸與水的重量比為1:6 ;次氯酸鈉加入量為氫氧化鈉重量的1.5%，
[0023]滌綸纖維在堿過量的條件下溶解分為對苯二甲酸和乙二醇。首先加入原料重量15%的試劑反應(yīng)2小時(shí)，這時(shí)Ph控制在11 ;然后放入剩下的試劑和催化劑反應(yīng)5小時(shí)，這時(shí)Ph控制在14 ;催化劑的總量為試劑總量的1%，溫度保持在100°C ;溶解時(shí)間為7小時(shí)，溶解反應(yīng)結(jié)束后，冷卻到35°C，以1200rpm進(jìn)行圓心分離過濾，去除雜質(zhì)后可獲得清液。[0024]加入稀硫酸溶液中和，使溶液中的對苯二甲酸從液相中緩慢析出，PH值控制在
6.5，使對苯二甲酸充分沉淀，溫度45°C，要進(jìn)行3小時(shí)左右的成熟過程，以獲得較大顆粒的對苯二甲酸酸析出物。為有利于對苯二甲酸的過濾分離，通過壓力過濾，可分為濾餅和母液，壓力要保持在0.7Mpa ;最后將獲得的濾餅在真空干燥系統(tǒng)中烘干，溫度保持為60°C，5小時(shí)后可得到較純的干料，其對苯二甲酸的含水量為0.8%，這樣非常有利于對苯二甲酸的過濾，接著通過壓力過濾將結(jié)晶塊和母液分離出來。濾過母液蒸發(fā)，可獲得乙二醇和硫酸鈉結(jié)晶，其乙二醇的含水量小于0.5%。獲得的硫酸鈉在80°C加熱干燥，制成干料。經(jīng)過以上方法處理得到的對苯二甲酸和乙二醇，經(jīng)液相色譜儀測定，其對苯二甲酸的純度為98%以上，乙二醇的純度為99%。
[0025]實(shí)施例3
[0026]高純度PTA的精制工藝
[0027]將1200rpm旋轉(zhuǎn)速度經(jīng)離心過濾去除雜質(zhì)的溶液，多效蒸發(fā)之后，達(dá)到一定飽和濃度，以0.SMpa壓力進(jìn)行壓濾，可獲取對苯二甲酸二鈉鹽溶液，濾過的母液，可反復(fù)使用于
獲取乙二醇。
[0028]將收集的對苯二甲酸二鈉鹽結(jié)晶，再次放入水中均勻溶解后，可以獲得對苯二甲酸二鈉鹽溶液，這時(shí)溫度保持在50°C，然后以1200rpm旋轉(zhuǎn)速度經(jīng)離心過濾，進(jìn)一步濾去稍大分子的低聚物可溶性雜質(zhì)，得到清澈的純度較高的對苯二甲酸二鈉鹽溶液。
[0029]將稀硫酸加入、中和，使溶液 中的對苯二甲酸二鈉鹽從液相中緩慢析出來。PH值控制在6.3左右，使對苯二甲酸充分沉淀，在溫度45°C進(jìn)行4小時(shí)的成熟過程后，以0.7Mpa的壓力經(jīng)過壓濾，可分為對苯二甲酸濾餅和母液。蒸發(fā)過濾后的母液回收硫酸鈉結(jié)晶，在溫度70°C加熱干燥后包裝。最后將獲得的濾餅在真空干燥系統(tǒng)烘干，溫度保持在70°C內(nèi)，2小時(shí)之后可得到高純度對苯二甲酸干料，其含水量為0.3%。經(jīng)過以上方法處理得到的對苯二甲酸干料，經(jīng)液相色譜儀測定，其對苯二甲酸的純度為99%以上。
[0030]實(shí)施例4
[0031 ] 高純度PTA的精制工藝
[0032]將1200rpm旋轉(zhuǎn)速度經(jīng)離心過濾去除雜質(zhì)的溶液，多效蒸發(fā)之后，達(dá)到一定飽和濃度，以0.SMpa壓力進(jìn)行壓濾，可獲取對苯二甲酸二鈉鹽溶液，濾過的母液，可反復(fù)使用于
獲取乙二醇。
[0033]將收集的對苯二甲酸二鈉鹽結(jié)晶，再次放入水中均勻溶解后，可以獲得對苯二甲酸二鈉鹽溶液，這時(shí)溫度保持在60°C，然后以1200rpm旋轉(zhuǎn)速度經(jīng)離心過濾，進(jìn)一步濾去稍大分子的低聚物可溶性雜質(zhì)，得到清澈的純度較高的對苯二甲酸二鈉鹽溶液。
[0034]將稀硫酸加入、中和，使溶液中的對苯二甲酸二鈉鹽從液相中緩慢析出來。PH值控制在6.3左右，使對苯二甲酸充分沉淀，在溫度45°C進(jìn)行4小時(shí)的成熟過程后，以0.7Mpa的壓力經(jīng)過壓濾，可分為對苯二甲酸濾餅和母液。蒸發(fā)過濾后的母液回收硫酸鈉結(jié)晶，在溫度80°C加熱干燥后包裝。最后將獲得的濾餅在真空干燥系統(tǒng)烘干，溫度保持在120°C內(nèi)，3小時(shí)之后可得到高純度對苯二甲酸干料，其含水量為0.5%。經(jīng)過以上方法處理得到的對苯二甲酸干料，經(jīng)液相色譜儀測定，其對苯二甲酸的純度為99%以上。
[0035]本發(fā)明的水解工藝的原理如下:
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種以分解催化劑的堿浸出法從廢滌綸纖維回收制造對苯二甲酸和乙二醇純化的方法，其特征在于包括以下步驟: 1)對苯二甲酸和乙二醇堿性溶液的制備:溶解反應(yīng)的條件是以廢滌綸、催化劑、氫氧化鈉、水的混合物組成,氫氧化鈉重量為廢滌綸重量的40~50%，廢滌綸與水的重量比為1:4.5 ~6 ; 開始的I~2小時(shí)PH值控制在9~11，后4~5小時(shí)PH值控制在12~14 ;同時(shí)加入氫氧化鈉重量的I~1.5%次氯酸鈉，加熱，溶液溫度保持為90~100°C ； 2)冷卻溶液，過濾去除固雜質(zhì)，收集清液；冷卻溫度25~35°C，1200~1400rpm離心分離過濾；在濾清液中緩慢加入重量百分濃度30~35%的稀酸溶液酸析、中和、沉淀而得到對苯二甲酸結(jié)晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟2)加入稀酸溶液酸析、中和、沉淀過程中，在40~50°C下保溫I~2小時(shí)，一般PH值保持在6~6.5至沉淀完全。
3.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:PH值為6.3。
4.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述的稀酸溶液為硫酸溶液，鹽酸溶液中的一種或多種混合體。
5.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:還包括以下步驟: 壓力過濾以獲得濾餅，壓力要保持在0.6~0.8Mpa。
6.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:還包括以下步驟: 進(jìn)行真空干燥或者一般干燥獲得高純度的原料；干燥溫度為真空干燥時(shí)為70~120°C，一般干燥的時(shí)候?yàn)?0~60°C，對苯二甲酸含水量為0.3~0.5%。
7.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:還包括以下步驟: 壓力過濾之后，收集的對苯二甲酸二鈉鹽結(jié)晶再加入水中均勻溶解，制成對苯二甲酸二鈉鹽溶液，溶液的溫度保持在50~60°C，加入稀酸溶解液，使之中和沉淀，在40~50°C中2~4小時(shí)進(jìn)行成熟，以0.6~0.8Mpa壓力過濾后，進(jìn)行2~3次洗漆，獲得高純度對苯二甲酸產(chǎn)品；分離的母液再次效蒸發(fā)，在80~100°C中2~4小時(shí)活性炭碳過濾之后，獲取高純度的乙二醇溶液。
8.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:還包括以下步驟: 利用硫酸鈉和氯化鈉回收在水解反應(yīng)中使用過的試劑，使排出的工業(yè)廢水中不含有害物質(zhì)。
【文檔編號】C07C51/42GK103524335SQ201310521433
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】王帆, 金學(xué)哲, 王亭戈, 金文日, 樸秀英 申請人:王帆, 金學(xué)哲, 王亭戈, 金文日