專利名稱：由聚酯廢料再循環(huán)原料的方法以及利用所述方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由聚酯廢料再循環(huán)原料的方法以及利用所述方法的裝置，更具體地 說，本發(fā)明涉及由主要包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(以下稱為PET)的聚酯廢料(瓶子、磁 膜、啤酒瓶、低聚物渣等)再循環(huán)對苯二甲酸二甲酯(以下稱為DMT)和乙二醇(以下稱為 EG)或聚酯用原料的方法以及利用所述方法的裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，由于塑料工業(yè)的發(fā)展而使得塑料制品泛濫，因此廢料的處理成為嚴(yán)重的環(huán) 境問題。廢塑料的處理主要采用填埋、焚燒和再循環(huán)，優(yōu)選的是對廢塑料進行再循環(huán)，這是 因為填埋和焚燒造成例如環(huán)境污染等問題。通常，再循環(huán)可分為材料再循環(huán)和化學(xué)再循環(huán)。 在材料再循環(huán)中，首先對生成的廢塑料進行收集和分類，然后進行物理再循環(huán)。然而，盡管 材料再循環(huán)的再循環(huán)成本較為經(jīng)濟，但其問題在于再循環(huán)的塑料品質(zhì)低劣?；瘜W(xué)再循環(huán)時，將廢塑料解聚，得到了塑料的單體或聚合原料。在一個實例中，對 廢塑料的PET廢料進行了再循環(huán)，傳統(tǒng)工藝包括下列過程解聚過程將聚酯廢料裝入在乙二醇醇解反應(yīng)器內(nèi)的含有解聚催化劑的乙二醇中 以將聚酯廢料解聚為對苯二甲酸雙羥基酯(BHET)和低聚物，然后將部分乙二醇醇解的產(chǎn) 物裝入酯交換反應(yīng)器中，在酯交換催化劑的存在下通過部分乙二醇醇解產(chǎn)物在甲醇(MeOH) 中的酯交換而制得粗DMT和EG，并通過利用蒸餾和結(jié)晶過程來純化粗DMT和EG由此獲得最 終產(chǎn)物DMT和EG，同時將甲醇再循環(huán)至酯交換反應(yīng)器中。關(guān)于前述過程中的酯交換反應(yīng)器，美國專利第5，051，528號公開了使過熱的甲醇 氣體在低壓下通過乙二醇與對苯二甲酸的低聚物或?qū)Ρ蕉姿岫柞?，氣態(tài)的DMT、EG和 甲醇由塔頂回收，由此能夠處理更多的受污染的PET。也就是說，通過部分乙二醇醇解獲得 BHET和低聚物，通過BHET和低聚物的甲醇醇解作用獲得DMT和EG。不過，通過部分乙二醇 醇解解聚為BHET要花費很長的反應(yīng)時間，原因在于這是可逆反應(yīng)。此外，得到的BHET和低聚物由氣態(tài)甲醇再次解聚而形成以氣相形式排出的DMT和 EG。因此，不能使用高壓甲醇，反應(yīng)速度因而緩慢。專利文獻中披露了用于PET甲醇醇解的各種方法。操作在間歇條件和連續(xù)條件下 進行，連續(xù)過程的主要問題在于很難將固體聚酯廢料供應(yīng)至在高壓下操作的甲醇醇解反應(yīng) 器中。由于前述原因所致，盡管間歇過程存在各種不利之處，甲醇醇解往往還是以間歇過程 進行。高壓間歇過程眾所周知的是由于低聚物溶液中甲醇的濃度保持較高的水平因而聚 酯的解聚快速進行，但是由于生成的DMT和EG的濃度增大反應(yīng)速度因反應(yīng)平衡的限制而隨 時間降低，因此聚酯不能完全解聚為DMT和EG，仍有大約15%保留為低聚物的形式。相反，因為DMT和EG通過反應(yīng)器的頂部除去，所以低壓連續(xù)解聚過程不受反應(yīng)平 衡的限制，但其不利之處在于反應(yīng)速度較慢，這是因為反應(yīng)溶液中甲醇的濃度保持在較低 水平所致。
韓國專利第0837781號是本申請人的在先申請，其公開了下述方法乙二醇醇解 反應(yīng)和甲醇醇解反應(yīng)在單一反應(yīng)器中同時進行，唯一的高壓反應(yīng)器因而用作聚酯溶解槽、 乙二醇醇解反應(yīng)器和甲醇醇解反應(yīng)器。前述方法可顯著增大反應(yīng)速度，并因反應(yīng)效率的增 大而獲得減少原料甲醇的用量的效果。不過，在于其中進行后續(xù)過程的甲醇醇解反應(yīng)器和甲醇回收過程中，不可避免地 要進行需要復(fù)雜裝置且消耗大量能量的、液化來自甲醇醇解反應(yīng)器的甲醇蒸汽、通過高壓 泵注射甲醇或來自甲醇貯存器的原料以及通過蒸發(fā)器使甲醇蒸發(fā)的過程。因此，前述過程的不利之處在于需要復(fù)雜的裝置并且消耗相對大量的能量，原因 是隨著甲醇回收塔中收集的甲醇經(jīng)液化以存貯在甲醇貯存器中然后通過蒸發(fā)器而再次蒸 發(fā)以輸送到甲醇醇解反應(yīng)器中，液化和蒸發(fā)重復(fù)進行。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的實施方式旨在提供由諸如瓶子、磁膜、低聚物渣等聚酯廢料再循環(huán)原料 的方法，所述方法可簡化裝置、節(jié)省能量并獲得高純度的單體DMT。更具體而言，首先，本發(fā)明的實施方式旨在提供一種方法，其中在精餾塔(300)中 由在甲醇醇解反應(yīng)器即第二反應(yīng)器O00)中制得的產(chǎn)物分離甲醇，并使其再循環(huán)至第二反 應(yīng)器O00)，而無需冷凝或再次蒸發(fā)，由此顯著節(jié)省了因重復(fù)蒸發(fā)并液化再循環(huán)的甲醇而消 耗的大量能量并且簡化了裝置。其次，本發(fā)明的另一個實施方式旨在提供一種方法，其通過使經(jīng)第二反應(yīng)器(200) 的頂部排出的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物與精餾塔(300)底部的液體池(例如通過浸入)直接接觸，以 及與從甲醇貯存器(30)流下的精餾塔的塔板或柱部分(column section)中的液體直接接 觸，從而直接液化DMT和EG而僅僅蒸發(fā)溶液中的甲醇，由此能夠使得高純度的甲醇再循環(huán) 至第二反應(yīng)器O00)并在甲醇醇解反應(yīng)中使用該甲醇。第三，本發(fā)明的又一個實施方式旨在提供一種方法，其可以在混合由第二反應(yīng)器 (200)的頂部排出的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物所分離出的甲醇與由甲醇貯存器(30)所供應(yīng)的原料甲 醇時以及將該混合物再循環(huán)至第二反應(yīng)器O00)時調(diào)節(jié)甲醇的送料量。第四，本發(fā)明的又一個實施方式旨在提供一種方法，其中送至第二反應(yīng)器(200) 的甲醇由精餾塔(300)分離的甲醇供給，由此無需存留甲醇蒸發(fā)器、加熱器和高壓泵，精餾 塔發(fā)揮了它們的作用。第五，本發(fā)明的再一個實施方式旨在提供一種方法，其通過控制精餾塔(300)下 部的溫度而僅僅蒸發(fā)甲醇，由此有利于后續(xù)的結(jié)晶。第六，本發(fā)明的再一個實施方式旨在提 供一種方法，其可自由地調(diào)節(jié)反應(yīng)條件和精餾條件，從而在經(jīng)精餾塔(300)的頂部排出的 甲醇的量過多時使用背壓式調(diào)節(jié)器(31)使一部分甲醇存貯在甲醇貯存器中，由此改善生產(chǎn)率。技術(shù)方案本發(fā)明的優(yōu)點、特征和各方案將由在下文中闡明的參考附圖的下列實施方式的描 述而變得顯而易見。除非另作限定，此處使用的所有科學(xué)技術(shù)術(shù)語具有的含義與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的相同。在其他的情況中，對眾所周知的功能和結(jié)構(gòu)不做詳細(xì)描述 以避免使本發(fā)明不必要地模糊難解。圖1是顯示由聚酯廢料再循環(huán)原料DMT和EG的裝置的整個過程的示意圖，本發(fā)明 的裝置包括原料進料器(10)；第一反應(yīng)器(100)，所述第一反應(yīng)器(100)使用由所述原料進 料器(10)供應(yīng)的所述原料在單一反應(yīng)器中進行乙二醇醇解反應(yīng)和甲醇醇解反應(yīng)；第二反 應(yīng)器000)，所述第二反應(yīng)器(200)用于對所述第一反應(yīng)器(100)的產(chǎn)物進行甲醇醇解反 應(yīng)；精餾塔(300)，所述精餾塔(300)用于從經(jīng)所述第二反應(yīng)器(200)的頂部排出的氣體分 離甲醇并使分離的氣態(tài)甲醇再循環(huán)至所述第二反應(yīng)器O00)；和甲醇貯存器(30)，所述甲 醇貯存器(30)用于將甲醇提供至所述精餾塔(300)。將對各部件進行詳細(xì)描述。本發(fā)明的原料進料器(10)是原料供應(yīng)器，可以采用擠出機、螺桿進料機或氣閘 閥，不過并不限于此。本發(fā)明的第一反應(yīng)器(100)是其中同時發(fā)生乙二醇醇解反應(yīng)和甲醇醇解反應(yīng)的 乙二醇醇解/甲醇醇解反應(yīng)器，其無需單獨的溶解槽，因為DMT和低聚物就在其中生成，并 且可以顯著增大解聚速度。第二反應(yīng)器(200)使得從第一反應(yīng)器(100)傳輸?shù)姆磻?yīng)物與由第二反應(yīng)器下部的 氣泡發(fā)生器(90)供應(yīng)的甲醇進行甲醇醇解反應(yīng)，并在完成解聚的同時排出氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物， 由此能夠處理包含許多雜質(zhì)的低級聚酯廢料。此外，精餾塔(300)使第二反應(yīng)器O00)的產(chǎn)物直接接觸精餾塔(300)底部的液 體池以及從甲醇貯存器(30)流下的精餾塔的塔板或柱部分中的液體，從而將甲醇單獨蒸 發(fā)并分離，并且使分離的甲醇與由甲醇貯存器(30)供應(yīng)的原料甲醇的混合物再循環(huán)至精 餾塔(300)的上部并蒸發(fā)至第二反應(yīng)器(200)。此外，用于向精餾塔(300)供應(yīng)甲醇的甲醇貯存器(30)在操作開始之際也向第一 反應(yīng)器(100)供應(yīng)甲醇。本發(fā)明的由聚酯廢料再循環(huán)原料的裝置還可以包括背壓式調(diào)節(jié)器(31)，其用于控 制精餾器和甲醇醇解反應(yīng)器O00)的壓力，來自背壓式調(diào)節(jié)器的蒸汽甲醇冷凝并存貯在甲 醇貯存器(30)中；結(jié)晶槽000)，其用于使DMT從精餾塔(300)的液體中結(jié)晶；固液分離器 (500)，其用于分離結(jié)晶的DMT ；蒸餾塔(600)，其用于在其上部從富含EG的液態(tài)甲醇中分離 出甲醇以將所分離的甲醇存貯于甲醇貯存器(30)中并在其下部從富含EG的液態(tài)甲醇中分 離出低聚物以將所分離的低聚物再循環(huán)至第一反應(yīng)器(100)中。此外，本發(fā)明的裝置還可在原料進料器(10)與第一反應(yīng)器(100)之間包括廢料中 貯器，其用于稱重由原料進料器供應(yīng)的原料并將稱重的原料供應(yīng)至反應(yīng)器。此外，用于傳輸至第二反應(yīng)器Q00)的傳輸管(70a)還配置有用于檢測第二反應(yīng) 器O00)內(nèi)的液面的傳感器，和利用所述傳感器檢測液面并調(diào)節(jié)液面的液面控制器以在液 面降低時自動開啟閥(80a)。可使用背壓式調(diào)節(jié)器(31)或其他壓力調(diào)節(jié)閥通過操控精餾塔頂部流出的部分甲 醇來調(diào)節(jié)第二反應(yīng)(200)和精餾塔(300)中的壓力。此外，優(yōu)選的是在甲醇貯存器(30)的上部還配置有用于冷凝甲醇的冷凝器，從而 在經(jīng)由精餾塔(30)的頂部排出的甲醇的量過多時將部分甲醇收集至甲醇貯存器(30)。
然后，本發(fā)明提供一種方法，其通過部分乙二醇醇解反應(yīng)和甲醇醇解反應(yīng)以及純 化而從PET再循環(huán)DMT和EG等聚酯的原料。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的由聚酯廢料再循環(huán)DMT和EG等聚酯原料的方法包括將 原料和來自蒸餾塔(600)的預(yù)定量的EG或低聚物與解聚催化劑的混合物裝入第一反應(yīng)器 (100)中，并通過連續(xù)供應(yīng)甲醇增大反應(yīng)器中的壓力從而使所述原料解聚；解聚完成時開 啟與第二反應(yīng)器(200)連接的傳輸管(70a)的傳輸閥(80a)以傳輸來自第一反應(yīng)器(100) 的反應(yīng)物；將第二反應(yīng)器(200)中生成的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物傳輸至精餾塔(300)，在所述塔的上 部分離純甲醇并在所述塔的下部液化其余的甲醇、DMT和EG ；將在精餾塔(300)的上部分離 的甲醇再循環(huán)至第二反應(yīng)器(200)并將所述甲醇的一部分存貯在甲醇貯存器(30)中；將從 精餾塔(300)的下部流出的液體傳輸至結(jié)晶槽G00)以使DMT結(jié)晶；將來自結(jié)晶槽(400) 的產(chǎn)物傳輸至固液分離器(500)以分離DMT晶體和富含EG的液態(tài)甲醇；將富含EG的液態(tài) 甲醇傳輸至蒸餾塔(600)以分離EG、低聚物和甲醇，并將所述甲醇存貯在甲醇貯存器(30) 中，將低聚物再循環(huán)至所述第一反應(yīng)器(100)。第一反應(yīng)器(100)和第二反應(yīng)器(200)通過傳輸管(70a)連接，因而所述反應(yīng)物 通過壓差傳輸。更具體而言，當(dāng)?shù)诙磻?yīng)器O00)內(nèi)的液面降低時，傳輸管(70a)的傳輸閥 (80a)自動開啟，反應(yīng)物通過壓差由第一反應(yīng)器(100)傳輸至第二反應(yīng)器000)。此外，第一反應(yīng)器(100)于200°C 300°C的溫度和大氣壓至50bar的反應(yīng)壓力運 行，第二反應(yīng)器(200)于200°C 300°C的溫度和大氣壓至IObar的反應(yīng)壓力運行，由此反 應(yīng)物能夠自動傳輸。此外，可將蒸餾塔(600)中分離的EG用作可以裝入第一反應(yīng)器(100)中的原料。更具體而言，本發(fā)明的方法中所用的原料是聚酯廢料，并通過諸如擠出機、螺桿進 料機和氣閘閥等原料進料器(10)送入第一反應(yīng)器(100)。聚酯廢料可以以具有適宜尺寸的 粉末至薄片等固體形式給料，或者以熔融形式給料。第一反應(yīng)器(100)可以以連續(xù)、半連續(xù) 或間歇類型運行，通過使用反應(yīng)器具有大分子量的聚酯經(jīng)乙二醇醇解反應(yīng)可以解聚為分子 量明顯減小的BHET、MHET或低聚物。此外，由于甲醇醇解反應(yīng)與乙二醇醇解反應(yīng)并行進行，因此第一反應(yīng)器(100)中 生成相當(dāng)大量的DMT。在該過程中，由于通過甲醇醇解生成的EG可再次用于乙二醇醇解，因 此兩個反應(yīng)顯示出相互協(xié)同。此外，生成的EG本身可用來溶解新供應(yīng)的PET原料，因此乙 二醇醇解所需的EG的送料量可明顯減少，或無需送入EG。當(dāng)將包含催化劑和低聚物的EG送入第一反應(yīng)器(100)中時，乙二醇醇解反應(yīng)和甲 醇醇解反應(yīng)同時發(fā)生從而明顯地消耗聚酯廢料，因而在第二反應(yīng)器O00)中轉(zhuǎn)化成為DMT 和EG這一隨后的過程易于快速發(fā)生。通過調(diào)節(jié)由甲醇貯存器(30)經(jīng)傳輸管(120b)送入 第一反應(yīng)器(100)中的甲醇的量可以調(diào)節(jié)第一反應(yīng)器(100)的壓力。第一反應(yīng)器(100)和第二反應(yīng)器(200)通過傳輸管(70a)連接，因而反應(yīng)物通過 壓差傳輸。更具體而言，當(dāng)?shù)诙磻?yīng)器(200)內(nèi)的液面降低時，傳輸管(70a)的傳輸閥(80a) 自動開啟，反應(yīng)物通過壓差由第一反應(yīng)器(100)傳輸至第二反應(yīng)器000)。對于本發(fā)明的第二反應(yīng)器(200)，甲醇通過氣泡發(fā)生器(90)送至反應(yīng)器的下部。 在送至所述下部的甲醇與由第一反應(yīng)器(100)傳輸?shù)姆磻?yīng)物彼此直接接觸的同時發(fā)生甲 醇醇解反應(yīng)，由此經(jīng)第二反應(yīng)器(200)的頂部排出氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物。在該過程中，甲醇的功能不僅是反應(yīng)材料，而且還用作載體以使反應(yīng)產(chǎn)物同甲醇蒸氣自身一起排出。在傳輸管(70b)的傳輸閥(80b)開啟的同時第二反應(yīng)器(200)中制得的反應(yīng)產(chǎn)物 傳輸至精餾塔(300)，并與液體，即DMT、EG和甲醇的溶液在精餾塔(300)的底部接觸。因 此，僅使甲醇在塔的頂部被分離，而甲醇、DMT和EG在塔的下部液化，這使隨后的結(jié)晶過程 比較有利。隨著在提供原料甲醇進行回流的同時向下流動的液體與向上流動的氣態(tài)甲醇在 塔板或填料中相互接觸，甲醇的分離得以完成。采用上述過程可以改善甲醇與其他產(chǎn)物的 分離效率。甲醇蒸氣在精餾塔(300)的頂部回收，大部分回收的甲醇蒸氣經(jīng)壓縮機(61)或鼓 風(fēng)機再循環(huán)至低壓連續(xù)甲醇醇解反應(yīng)器，即第二反應(yīng)器O00)中。使用背壓式調(diào)節(jié)器(31)或其他壓力調(diào)節(jié)閥通過調(diào)節(jié)于精餾塔(300)頂部回收的 部分甲醇蒸氣的外流可以調(diào)節(jié)第二反應(yīng)器(200)和精餾塔(300)中的壓力。此外，當(dāng)由精 餾塔(300)的頂部排出的甲醇的量過多時，部分甲醇蒸氣可通過背壓式調(diào)節(jié)器(31)流出， 并冷凝存貯在甲醇貯存器(30)中。因此，本發(fā)明相比于現(xiàn)有的方法節(jié)省了大量的能量，現(xiàn)有方法蒸發(fā)由甲醇貯存器 (30)供應(yīng)的原料甲醇并將蒸發(fā)的甲醇送至解聚反應(yīng)器中。此外，隨著甲醇于精餾塔(300) 頂部的回收，DMT和EG在精餾塔(300)的下部濃縮，這有助于隨后的結(jié)晶過程。由精餾塔(300)流出的DMT和EG傳輸至結(jié)晶槽(400)進行結(jié)晶過程。DMT通過 濃縮或冷卻結(jié)晶，然后移至固液分離器(500)。在固液分離器中，使用離心機或過濾器分離 DMT晶體和富含EG的液態(tài)甲醇。通過上述過程得到的DMT的優(yōu)點在于DMT的回收效率相當(dāng) 高，并且可以獲得很高的純度。富含EG的液態(tài)甲醇是含有過量EG和甲醇的液體，其還包含少量的低聚物。隨后，富含EG的液態(tài)甲醇傳輸至蒸餾塔(600)進行后續(xù)的分離過程以分離成為 EG、低聚物和甲醇。此時，蒸餾塔(600)可以以連續(xù)式或間歇式運行。蒸餾塔(600)中分離 的甲醇存貯在甲醇貯存器(30)中，低聚物可經(jīng)由傳輸管(130)再循環(huán)至第一反應(yīng)器(100)， EG存貯在EG貯存器中。有利效果根據(jù)本發(fā)明，通過使來自甲醇醇解反應(yīng)器Q00)的甲醇醇解產(chǎn)物與塔底部的液體 池直接接觸以液化DMT和EG，并蒸發(fā)來自甲醇貯存器的作為精餾塔(300)中回流物的原料 甲醇，從而可以在精餾塔(300)中分離氣態(tài)甲醇。此外，由于精餾塔中分離的氣態(tài)甲醇經(jīng)由 循環(huán)壓縮機(61)或鼓風(fēng)機再循環(huán)至第二反應(yīng)器位00)，并通過第二反應(yīng)器(200)下部的氣泡 發(fā)生器(90)在反應(yīng)器的內(nèi)部與聚酯溶液直接接觸以發(fā)生甲醇醇解反應(yīng)，可以顯著地節(jié)省現(xiàn) 有的甲醇再循環(huán)過程中因重復(fù)進行蒸發(fā)和液化所產(chǎn)生的能源成本。此外，因為不必使用現(xiàn)有 甲醇再循環(huán)過程所用的甲醇蒸發(fā)器、加熱器和高壓泵，可以簡化裝置并顯著節(jié)省裝置成本。此外，通過操控由精餾塔(300)的上部流出的氣體來調(diào)節(jié)第二反應(yīng)器(200)和精 餾塔(300)中的壓力，可自由地調(diào)節(jié)反應(yīng)條件和精餾條件，而且通過引入結(jié)晶槽(400)和固 液分離器(500)還可以獲得單體的高回收效率和高純度的單體DMT。


圖1是顯示由聚酯廢料再循環(huán)原料的裝置的示意圖。
主要部件的詳細(xì)說明10 原料進料器30:甲醇貯存器31 背壓式調(diào)節(jié)器61 循環(huán)壓縮機90:氣泡發(fā)生器100 第一反應(yīng)器200 第二反應(yīng)器300 精餾塔400 結(jié)晶槽500:固液分離器600 蒸餾塔70a、70b、110a、120a、120b、130 :傳輸管80a,80b :傳輸閥
具體實施例方式下面將詳細(xì)描述由聚酯廢料再循環(huán)原料的裝置和方法。首先，將聚酯廢料等原料放入原料進料器(10)中，然后送入第一反應(yīng)器(100)。原 料進料器(10)是原料供應(yīng)器，可以采用擠出機、螺桿進料機或氣閘閥，不過并不限于此。聚 酯廢料可以以具有適宜尺寸的粉末至薄片等固體形式給料，或者以熔融形式給料。第一反 應(yīng)器(100)可以以連續(xù)、半連續(xù)或間歇等類型運行。將預(yù)定量的EG和甲醇注入第一反應(yīng)器 (100)中以發(fā)生解聚反應(yīng)，并在必要時可將蒸餾塔(600)中分離的低聚物放入第一反應(yīng)器 (100)中以參與反應(yīng)。將反應(yīng)器的溫度升至所需溫度之后，原料甲醇由甲醇貯存器(30)經(jīng) 傳輸管(120b)供應(yīng)至第一反應(yīng)器(100)，以使反應(yīng)器內(nèi)的壓力達到所需的反應(yīng)壓力。此時， 甲醇連續(xù)送入以使反應(yīng)器內(nèi)的壓力維持恒壓。由于該第一反應(yīng)器(100)中乙二醇醇解反 應(yīng)和甲醇醇解反應(yīng)在高壓下同時發(fā)生，聚酯廢料的分子量顯著減少，因而聚酯廢料變?yōu)镈MT 和低聚物的溶液態(tài)。在處于低壓的連續(xù)第二反應(yīng)器Q00)中，由第一反應(yīng)器(100)經(jīng)由傳輸管(70a) 和傳輸閥(80a)傳輸?shù)姆磻?yīng)物與來自精餾塔(300)的經(jīng)氣泡發(fā)生器(90)供應(yīng)的甲醇在第 二反應(yīng)器O00)的下部反應(yīng)，以發(fā)生甲醇醇解反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物通過與反應(yīng)器頂部連接的傳 輸管(70b)和傳輸閥(80b)以氣相形式排出。因此，當(dāng)?shù)诙磻?yīng)器O00)內(nèi)的液面降低時 預(yù)定量的反應(yīng)物由第一反應(yīng)器(100)傳輸。此時，傳輸通過壓差自動進行。優(yōu)選的是將閥 設(shè)置在傳輸管(70a)的下部以控制第二反應(yīng)器O00)內(nèi)部的反應(yīng)液的液面，可以將控制器 與傳輸管的閥(80a)連接以使閥通過控制器而自動運行。當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)器(100)以間歇方式運行時，向傳輸反應(yīng)物至第二反應(yīng)器O00)的第 一反應(yīng)器(100)中，裝入固體聚酯廢料，并送入低聚物和EG溶液以及甲醇，這樣通過重復(fù)上 述過程可啟動新的間歇式反應(yīng)。也就是說，聚酯廢料通過高壓反應(yīng)在第一反應(yīng)器(100)中轉(zhuǎn)化為DMT和低聚物，通 過甲醇醇解由第二反應(yīng)器(200)連續(xù)排出氣態(tài)DMT、EG、低聚物和甲醇。此時，當(dāng)?shù)诙磻?yīng)器O00)中的液面下降時，第一反應(yīng)器(100)中的反應(yīng)物再次傳輸至第二反應(yīng)器O00)以 滿足所需液面，并在第一反應(yīng)器(100)中開始新的間歇過程。同時，由第二反應(yīng)器(200)排出的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物通過傳輸管(70b)傳送至精餾塔 (300)，與精餾塔(300)下部的液體池直接接觸以液化DMT和EG并蒸發(fā)甲醇。由于甲醇和 其他產(chǎn)物通過該直接接觸分離，因此可以節(jié)省大量能量。此外，將原料甲醇注入精餾塔(300)的上部以使其回流，該液體流和反應(yīng)產(chǎn)物的 氣體流在塔板或填料段彼此接觸，以僅使甲醇通過塔的頂部分離。使用與精餾塔(300)連 接的循環(huán)壓縮機(61)或鼓風(fēng)機將分離的甲醇蒸氣注入第二反應(yīng)器000)。之后，甲醇通過 氣泡發(fā)生器(90)與第二反應(yīng)器Q00)內(nèi)部的聚酯溶液接觸以發(fā)生甲醇醇解反應(yīng)。此外，在經(jīng)由精餾塔(300)的頂部排出的甲醇的量過多時，利用背壓式調(diào)節(jié)器 (31)或其他壓力調(diào)節(jié)閥使部分甲醇?xì)怏w流出以調(diào)節(jié)第二反應(yīng)器(200)和精餾塔(300)中的 壓力，并在冷凝后存貯在甲醇貯存器(30)中。相反，當(dāng)送入第二反應(yīng)器O00)的甲醇的量應(yīng)當(dāng)增加時，甲醇貯存器(30)中的甲 醇被更多地送入精餾塔(300)的上部并蒸發(fā)以送入第二反應(yīng)器000)。通過調(diào)節(jié)精餾塔下 部的溫度可以調(diào)節(jié)精餾塔(300)底部的DMT的濃度。通過調(diào)節(jié)由甲醇貯存器(30)經(jīng)過傳 輸管(120a)送入精餾塔(300)上部的原料甲醇的注入量(回流量)可以控制溫度，并在考 慮到甲醇?xì)怏w的再循環(huán)流速或循環(huán)流速時可確定精餾塔(300)下部的加熱量。將在精餾塔(300)下部液化的DMT和富含EG的甲醇溶液傳輸至結(jié)晶槽(400)。DMT 通過蒸發(fā)冷卻而結(jié)晶，DMT和富含EG的液態(tài)甲醇在與結(jié)晶槽(400)相鄰布置的固液分離器 (500)中分離。隨后，將富含EG的液態(tài)甲醇傳輸至蒸餾塔(600)，并分離成為EG、甲醇和一 些低聚物。將分離的甲醇存貯在甲醇貯存器(30)中，并收集EG。此外，將蒸餾塔(600)底 部獲得的低聚物送入第一反應(yīng)器(100)，再次進行解聚。盡管本發(fā)明是對于具體實施方式
來描述的，不過對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見 的是可以進行各種變化和改進而不會背離權(quán)利要求書中所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種由聚酯廢料再循環(huán)原料的裝置，所述裝置由聚酯廢料制得聚酯用原料對苯二甲 酸二甲酯和乙二醇，所述裝置包括原料進料器(10)；第一反應(yīng)器(100)，所述第一反應(yīng)器(100)使用由所述原料進料器(10)供應(yīng)的所述原 料在單一反應(yīng)器中進行乙二醇醇解反應(yīng)和甲醇醇解反應(yīng)；第二反應(yīng)器O00)，所述第二反應(yīng)器(200)用于使所述第一反應(yīng)器(100)的產(chǎn)物進行甲醇醇解反應(yīng)；精餾塔(300)，所述精餾塔(300)用于從通過所述第二反應(yīng)器(200)的頂部排出的氣體 中分離甲醇并使所分離的氣態(tài)甲醇再循環(huán)至所述第二反應(yīng)器O00)；和甲醇貯存器(30)，所述甲醇貯存器(30)用于將甲醇提供至所述精餾塔(300)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述精餾塔(300)使所述第二反應(yīng)器O00)的產(chǎn)物 與所述精餾塔(300)底部的液體池直接接觸從而單獨蒸發(fā)并分離甲醇。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述精餾塔(300)將由所述第二反應(yīng)器(200)的產(chǎn) 物中分離的甲醇與由所述甲醇貯存器(30)提供至所述精餾塔(300)的上部需回流和蒸發(fā) 的甲醇的混合物再循環(huán)至所述第二反應(yīng)器000)。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，所述裝置還包括背壓式調(diào)節(jié)器(31)以控制所述甲醇醇解 反應(yīng)器(200)和所述精餾塔(300)的壓力。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的裝置，所述裝置還包括結(jié)晶槽G00)，所述結(jié)晶槽 (400)用于使對苯二甲酸二甲酯從所述精餾塔(300)的液體中結(jié)晶。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，所述裝置還包括固液分離器(500)，所述固液分離器 (500)用于分離所結(jié)晶的對苯二甲酸二甲酯。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，所述裝置還包括與所述固液分離器(500)連接的蒸餾塔 (600)，所述蒸餾塔用于在其上部從富含乙二醇的液態(tài)甲醇中分離出甲醇以將所分離的甲 醇存貯于所述甲醇貯存器(30)中并在其下部從富含乙二醇的液態(tài)甲醇中分離出低聚物以 將所分離的低聚物再循環(huán)至所述第一反應(yīng)器(100)中。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還在所述原料進料器(10)與所述第一反應(yīng)器 (100)之間包括廢料中貯器，所述廢料中貯器用于稱重由所述原料進料器提供的原料并將 經(jīng)稱重的原料供應(yīng)至所述反應(yīng)器。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括傳感器，所述傳感器用于在用以傳輸至 所述第二反應(yīng)器O00)的傳輸管(70a)中檢測所述第二反應(yīng)器O00)內(nèi)的液面。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，所述裝置還包括在所述第二反應(yīng)器(200)內(nèi)與所述傳感 器連接的閥(80a)，所述閥在由所述傳感器檢測的液面降低時自動開啟。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第二反應(yīng)器(200)包括氣泡發(fā)生器(90)，所述 氣泡發(fā)生器(90)用于供應(yīng)來自所述精餾塔(300)的經(jīng)蒸發(fā)的甲醇。
12.—種由聚酯廢料再循環(huán)原料的方法，所述方法由聚酯廢料制得聚酯用原料對苯二 甲酸二甲酯和乙二醇，所述方法包括將原料和預(yù)定量的乙二醇與解聚催化劑的混合物裝入第一反應(yīng)器(100)中，并通過連 續(xù)供應(yīng)甲醇增大所述反應(yīng)器中的壓力從而使所述原料解聚；解聚完成時開啟與第二反應(yīng)器連接的傳輸管(70a)的傳輸閥(80a)以傳輸來自所述第一反應(yīng)器(100)的反應(yīng)物；將所述第二反應(yīng)器O00)中生成的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物傳輸至精餾塔(300)，在所述塔的上 部分離純甲醇并在所述塔的下部液化其余的甲醇、對苯二甲酸二甲酯和乙二醇；將在所述精餾塔(300)的上部分離的甲醇再循環(huán)至所述第二反應(yīng)器(200)并將所述甲 醇的一部分存貯在甲醇貯存器(30)中；將從所述精餾塔(300)的底部流出的液體傳輸至結(jié)晶槽(400)以使對苯二甲酸二甲酯 結(jié)晶；將來自所述結(jié)晶槽(400)的產(chǎn)物傳輸至固液分離器(500)以分離對苯二甲酸二甲酯晶 體和富含乙二醇的液態(tài)甲醇；和將所述富含乙二醇的液態(tài)甲醇傳輸至蒸餾塔(600)以分離乙二醇、低聚物和甲醇， 并將所述甲醇存貯在所述甲醇貯存器(30)中，將所述低聚物再循環(huán)至所述第一反應(yīng)器 (100)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一反應(yīng)器(100)和所述第二反應(yīng)器(200) 經(jīng)傳輸管(70a)連接從而使所述反應(yīng)物通過壓差傳輸。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一反應(yīng)器(100)于200°C 300°C的溫度和 大氣壓至50bar的反應(yīng)壓力運行，所述第二反應(yīng)器(200)于200°C 300°C的溫度和大氣壓 至IObar的反應(yīng)壓力運行。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)所述第二反應(yīng)器(200)中的液面降低時，所述傳 輸管(70a)的傳輸閥(80a)自動開啟，所述反應(yīng)物通過壓差從所述第一反應(yīng)器(100)傳輸 至所述第二反應(yīng)器(200)。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中在所述蒸餾塔(600)中分離的乙二醇能夠用作裝 入所述第一反應(yīng)器(100)中的原料。
全文摘要
本發(fā)明涉及由聚酯廢料再循環(huán)原料的方法以及利用所述方法的裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)再循環(huán)對苯二甲酸二甲酯和乙二醇或聚酯用原料的方法以及利用所述方法的裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及新型連續(xù)再循環(huán)方法，所述方法通過生成的甲醇蒸汽的再循環(huán)和對苯二甲酸二甲酯的結(jié)晶改善了工藝效率和節(jié)能效果。
文檔編號C07C67/03GK102040468SQ201010003328
公開日2011年5月4日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者韓明完 申請人:忠南大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力財團