專利名稱：滌綸廢料生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解方法及裝置系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增塑劑的生產(chǎn)方法及裝置系統(tǒng)，尤其涉及一種新的高效生產(chǎn)工藝流程及裝置系統(tǒng)，用于以各種滌綸廢料、辛醇為原料生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸二辛酯(D0TP)。
背景技術(shù)：
隨著聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET聚酯)用量的迅速增加，排入自然界的廢PET 聚酯越來(lái)越多，因其具有極強(qiáng)的化學(xué)惰性，很難被空氣或微生物所降解，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的影響，因此，廢PET聚酯的循環(huán)利用日益受到世界的重視。由廢PET聚酯與異辛醇 (2-EH)作用制得對(duì)苯二甲酸二異辛酯(dioctyl terephthalate , D0TP)是其循環(huán)利用中最重要的方面之一，這可以提高廢舊滌綸的利用率，變廢為寶，以增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
DOTP以其高絕緣性低、揮發(fā)性、耐熱性、耐寒性、抗抽出性、柔軟性好、與PVC樹(shù)脂有良好的相容性等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越引起橡塑行業(yè)的重視，它的某些性能如絕緣性、熱穩(wěn)定性等已優(yōu)于號(hào)稱全能增塑劑的DOP (鄰苯二甲酸二辛酯)，DOTP如果作為電纜料的主增塑劑，可改變DOP作為主增塑劑只能在65 1以下使用的狀態(tài)，而使長(zhǎng)期使用溫度提高到70 °C的國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)。DOTP除了大量用于電纜料、PVC的增塑劑外，還可用作合成橡膠的增塑劑、涂料添加劑、精密儀器潤(rùn)滑劑，也可作為紙張的軟化劑。
現(xiàn)有技術(shù)中，CN1034534A公開(kāi)了采用滌綸紡織廠的滌綸下腳料生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸二辛脂的方法，在酯交換反應(yīng)后還需經(jīng)過(guò)蒸餾、中和、多次水洗和過(guò)濾等許多流程。 CN1073164A公開(kāi)了一種由PET廢料一步法制備DOTP的方法及其專用設(shè)備。廢PET料與2-EH 在催化劑存在下，加熱至170-230°C進(jìn)行反應(yīng)。蒸出的乙二醇和2-H1混合蒸汽，通過(guò)一特制分離器，除去乙二醇，收取2-H1返回使用。其特制分離器的使用方式如下乙二醇與2-EH 的混合蒸汽，經(jīng)混合蒸汽導(dǎo)管進(jìn)入冷凝器，冷凝成液體后經(jīng)回流管，2-EH通過(guò)篩板進(jìn)入外部套管，由上部溢流管返回反應(yīng)釜，乙二醇留于分離器，定時(shí)由乙二醇出口排出進(jìn)行回收。
綜上，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)滌綸廢料生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解工藝流程及裝置介紹甚少。目前進(jìn)行的工業(yè)化生產(chǎn)裝置，其醇解工藝流程為將計(jì)量好的辛醇、廢PET加入到醇解反應(yīng)釜中，在加熱和攪拌狀態(tài)下進(jìn)行醇解反應(yīng)，反應(yīng)生成的乙二醇隨辛醇一起被蒸出反應(yīng)釜進(jìn)入蒸餾塔的底部，自下而上流出蒸餾塔進(jìn)入冷凝冷卻器，經(jīng)冷凝冷卻后流入裝有水的乙二醇吸收罐，在乙二醇吸收罐中，乙二醇被水吸收而溶于水中，辛醇因不溶于水而從吸收罐的上部溢流口流出返回到醇解反應(yīng)器中繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。該流程基本滿足生產(chǎn)要求，但同時(shí)也存在以下問(wèn)題一是所用原料必須為固體顆粒狀，對(duì)于大量的PET絲狀、布狀廢料由于反應(yīng)在辛醇沸點(diǎn)以上才能進(jìn)行，無(wú)法組織進(jìn)行有效的連續(xù)生產(chǎn)；二是乙二醇吸收罐采用簡(jiǎn)單吸收罐且只有一級(jí)吸收，乙二醇吸收效果差，未能吸收的乙二醇隨辛醇一起又回到醇解反應(yīng)器中，從而影響了化學(xué)反應(yīng)平衡移動(dòng)，降低了原料的轉(zhuǎn)化率，增加了原料的消耗；三是從乙二醇吸收罐溢流出的辛醇未經(jīng)任何處理就回到醇解反應(yīng)器中，辛醇中所夾帶的水也一起回到反應(yīng)`器中，水的存在一方面會(huì)水解催化劑，使部分催化劑失活，另一方面，也會(huì)使產(chǎn)物DOTP反生水解反應(yīng)，嚴(yán)重影響了反應(yīng)的正常進(jìn)行。
因此需要一種新的生產(chǎn)工藝流程和裝置系統(tǒng)，既保證大量的PET絲狀、布狀廢料連續(xù)加料、連續(xù)生產(chǎn)，又能有效地分離、吸收乙二醇，同時(shí)避免辛醇夾帶水返回反應(yīng)器所導(dǎo)致的部分催化劑失活。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的生產(chǎn)工藝流程，既保證大量的PET絲狀、布狀廢料連續(xù)加料、連續(xù)生產(chǎn)，又能有效地分離、吸收乙二醇，同時(shí)避免辛醇夾帶水返回反應(yīng)器所導(dǎo)致的部分催化劑失活。
本發(fā)明的另一目的在于提供實(shí)現(xiàn)上述生產(chǎn)工藝流程的裝置系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解方法，包括在連續(xù)加料醇解反應(yīng)釜中連續(xù)加入經(jīng)計(jì)量好的辛醇、不同形態(tài)的聚酯廢料及催化劑，醇解反應(yīng)后生成的乙二醇和辛醇進(jìn)入蒸餾塔，并出塔頂被塔頂冷凝器冷卻進(jìn)入二級(jí)特定的吸收分離罐用水充分吸收乙二醇， 不溶于水的辛醇采用精餾裝置精制除水后回到反應(yīng)釜中繼續(xù)參加反應(yīng)。
其中，所述辛醇精制步驟為含水的辛醇經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入干燥塔精餾，含少量辛醇的水蒸氣出塔頂經(jīng)冷凝冷卻器冷卻后進(jìn)醇水分離罐，分離的辛醇回流到干燥塔塔頂， 塔底的無(wú)水辛醇回到醇解反應(yīng)釜繼續(xù)參加反應(yīng)。
其中，所述不同形態(tài)的聚酯廢料為回體顆粒狀、塊狀、絲狀或布狀中任一形態(tài)或混合，但不限于此。
一種滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解裝置系統(tǒng)，包括醇解反應(yīng)釜1、蒸餾塔 2、一級(jí)冷凝冷卻器3、二級(jí)冷凝冷卻器4、一級(jí)乙二醇吸收罐5、二級(jí)乙二醇吸收罐6、辛醇精制裝置，醇解反應(yīng)釜I與蒸餾塔2相連，蒸餾塔2塔頂出口管線依次連接一級(jí)冷凝冷卻器3 和二級(jí)冷凝冷卻器4，二級(jí)冷凝冷卻器4依次連接一級(jí)乙二醇吸收罐5和二級(jí)乙二醇吸收罐 6，二級(jí)乙二醇吸收罐6連接辛醇精餾裝置。
其中，所述醇解反應(yīng)釜I為適用于于在反應(yīng)物沸點(diǎn)以上的連續(xù)加料反應(yīng)釜。
其中，所述一、二級(jí)乙二醇吸收罐為特制的從乙二醇辛醇混合物中吸收和分離乙二醇的分離罐。
其中，辛醇精餾裝置 包括辛醇預(yù)熱器9、干燥塔10、冷凝冷卻器11、醇水分離罐12， 辛醇預(yù)熱器9與干燥塔10中上部相連，干燥塔10塔頂采出管線連接冷凝冷卻器11，冷凝冷卻器11與醇水分離罐12相連，醇水分離罐12的溢流管線回流到干燥塔10頂部，干燥塔 10底部辛醇采出管線連接到醇解反應(yīng)釜I。進(jìn)一步地，所述辛醇預(yù)熱器9之前還依次連有辛醇計(jì)量泵8和辛醇回收罐7，辛醇回收罐7與第二級(jí)乙醇吸收罐6和第二級(jí)冷凝冷卻器4 相連。
根據(jù)本發(fā)明的滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解方法，采用連續(xù)加料醇解反應(yīng)器，可以適應(yīng)不同形態(tài)的滌綸廢料進(jìn)行生產(chǎn)，并能實(shí)現(xiàn)聚酯廢料連續(xù)進(jìn)料，適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解方法，采用特定的乙二醇吸收分離罐，并采用二級(jí)吸收，可以更為徹底地將辛醇、乙二醇混合物中的乙二醇吸收掉，以利于反應(yīng)向右進(jìn)行，提高了滌綸廢料的轉(zhuǎn)化率，縮短了反應(yīng)時(shí)間，增加了裝置的生產(chǎn)能力。
根據(jù)本發(fā)明的滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解方法，通過(guò)帶水辛醇精制工序可以將回收醇中的水分完全干燥掉，有效阻止了催化劑以及DOTP水解反應(yīng)的發(fā)生，加快了主反應(yīng)進(jìn)行的速度。


圖1為本發(fā)明的醇解方法工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步展開(kāi)說(shuō)明，但需要指出的是，本發(fā)明的滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解方法及裝置系統(tǒng)，并不限于這種特定的工藝流程或裝置。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以理解的是，以下的說(shuō)明內(nèi)容即使不做任何調(diào)整或修正，也可以直接適用于在此未指明的其他類型或結(jié)構(gòu)的工藝流程或裝置。
圖1為本發(fā)明的醇解方法工藝流程示意圖，包括其中，I為醇解反應(yīng)釜、2蒸餾塔、 3—級(jí)冷凝冷卻器、4 二級(jí)冷凝冷卻器、5乙二醇一級(jí)吸收罐、6乙二醇二級(jí)吸收罐、7辛醇回收罐、8辛醇計(jì)量泵、9辛醇預(yù)熱器、10干燥塔、11冷凝冷卻器、12醇水分離罐。
如圖1所示，本發(fā)明的滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解裝置系統(tǒng)為連續(xù)加料醇解反應(yīng)釜I與蒸餾塔2相連，蒸餾塔2塔頂出口管線依次連接一級(jí)冷凝冷卻器3和二級(jí)冷凝冷卻器4，二級(jí)冷凝冷卻器4依次連接一級(jí)乙二醇吸收罐5和二級(jí)乙二醇吸收罐6， 二級(jí)乙二醇吸收罐6連接辛醇回收罐7，二級(jí)冷凝冷卻器4也有管線連接至辛醇回收罐7， 辛醇回收罐7連有辛醇計(jì)量泵8、辛醇預(yù)熱器9，將一定計(jì)量的辛醇預(yù)熱，辛醇預(yù)熱器9與干燥塔10中上部相連，干燥塔10塔頂采出管線連接冷凝冷卻器11，冷凝冷卻器11與醇水分離罐12相連，醇水分離罐12的溢流管線回流到干燥塔10頂部。值得 說(shuō)明的是，所述的醇解反應(yīng)釜、蒸餾塔、冷凝器、干燥塔等設(shè)備均設(shè)有其他采出管線或換熱等輔助管線，或者各管線上是否設(shè)有閥門(mén)、泵等，可根據(jù)具體情況而定，在此不一一贅述。
如圖1所示，本發(fā)明的滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解工藝流程為經(jīng)計(jì)量好的辛醇、聚酯廢料及催化劑分別加入到醇解反應(yīng)釜I中，反應(yīng)釜的加熱盤(pán)管中通入高壓蒸汽進(jìn)行加熱，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的乙二醇與蒸發(fā)的辛醇一起進(jìn)入到蒸餾塔2中，出塔頂后由塔頂冷凝冷卻器3、4冷凝冷卻后進(jìn)入兩級(jí)乙二醇吸收罐5、6中用水吸收混合物中的乙二醇，吸收了乙二醇的水溶液送乙二醇回收工序處理，而不溶于水的辛醇則溢流進(jìn)入辛醇罐回收罐7中，再經(jīng)辛醇計(jì)量泵8送至辛醇預(yù)熱器9中用蒸汽預(yù)熱后進(jìn)入干燥塔10的中上部，與來(lái)自塔底再沸器的蒸發(fā)的辛醇蒸汽在塔中逆流接觸，含水辛醇蒸汽繼續(xù)向塔上方移動(dòng)與來(lái)自塔頂回流液再次進(jìn)行逆向接觸，進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)過(guò)程，所有的水和部分辛醇蒸汽流出塔頂，經(jīng)塔頂冷凝冷卻器11冷凝冷卻后流入醇水分離罐12中進(jìn)行醇水分離，水相送中和水洗工序，溢流出的辛醇作為干燥塔10的塔頂回流液回到塔中，塔釜液為脫去水分后的純凈的辛醇回到反應(yīng)爸中繼續(xù)參加反應(yīng)。
本發(fā)明所說(shuō)的聚酯廢料、滌綸廢料、聚PET酯均指聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，其廢料形態(tài)可為固體顆粒、塊狀、絲狀、布狀等任一形態(tài)或幾種形態(tài)的混合，但不限于此。本發(fā)明重點(diǎn)在于醇解工藝，DOTP制備的其他工序和方法參見(jiàn)CN1034534A、CN1073164A等所揭示的現(xiàn)有技術(shù)，在此不加贅述。
本發(fā)明所說(shuō)的連續(xù)加料醇解反應(yīng)釜，只要能實(shí)現(xiàn)不同形態(tài)的聚PET酯在反應(yīng)體系處于沸騰狀態(tài)下連續(xù)不斷地加入原料即可，例如醇解反應(yīng)釜選用實(shí)用新型專利 ZL200920045727. 6 “用于在反應(yīng)物沸點(diǎn)以上加料的反應(yīng)器”，利用該種形式的反應(yīng)器，解決了普通反應(yīng)器在以絲狀、布狀物為原料時(shí)，不能在反應(yīng)體系處于沸騰狀態(tài)下連續(xù)不斷地加入原料的問(wèn)題，充分利用反應(yīng)器容積，提高了裝置的產(chǎn)能，擴(kuò)大了裝置對(duì)各種原料適應(yīng)性。 但值得說(shuō)明的是，本發(fā)明的連續(xù)加料反應(yīng)器不限于此種形式，只要是本領(lǐng)域常規(guī)手段或常規(guī)連續(xù)加料方式均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明所說(shuō)的乙二醇特定的吸收分離罐為可高效分離乙二醇辛醇混合物并吸收乙二醇的吸收分離罐，例如發(fā)明專利ZL200910027025. X “從乙二醇辛醇混合物中吸收和分離乙二醇的分離罐”，利用該種形式的吸收分離罐能充分有效地吸收辛醇、乙二醇醇混合物中的乙二醇，有利于反應(yīng)向右進(jìn)行。但值得說(shuō)明的是，本發(fā)明的乙二醇特定的吸收分離罐不限于此種形式，只要是本領(lǐng)域常規(guī)手段或常規(guī)吸收分離裝置，又能高效實(shí)現(xiàn)乙二醇辛醇分離的，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
實(shí)施例以8m3醇解反應(yīng)釜為例，按60:60:2重量比分別將滌綸廢料、辛醇和鈦酸四丁酯催化劑加入醇解反應(yīng)釜，在220°C常壓反應(yīng)條件下，按本發(fā)明的醇解工藝流程，乙二醇經(jīng)特定的吸收罐二級(jí)吸收、分離，帶水辛醇經(jīng)精制裝置脫水后返回醇解反應(yīng)釜繼續(xù)參加反應(yīng)，8小時(shí)后， 滌綸廢料的處理量為1. 5噸，滌綸廢料的轉(zhuǎn)化率為95%。
對(duì)比例同上述實(shí)施例，在8m3醇解反應(yīng)釜中，按60:60:2重量比分別將滌綸廢料、辛醇和鈦酸四丁酯催化劑一次性加入醇解反應(yīng)釜，在220°C常壓反應(yīng)條件下，按現(xiàn)有技術(shù)的醇解工藝流程，乙二醇經(jīng)常規(guī)的吸收罐一級(jí)吸收、分離，帶水辛醇直接返回醇解反應(yīng)釜繼續(xù)參加反應(yīng)，8 小時(shí)后，滌綸廢料的處理量為1. 5噸，滌綸廢料的轉(zhuǎn)化率為70%。
盡管上文對(duì)本 發(fā)明的具體實(shí)施方式
給予了詳細(xì)描述和說(shuō)明，但是應(yīng)該指明的是， 我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說(shuō)明書(shū)所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解方法，包括在連續(xù)加料醇解反應(yīng)釜中連續(xù)加入經(jīng)計(jì)量好的辛醇、不同形態(tài)的聚酯廢料及催化劑，醇解反應(yīng)后生成的乙二醇和辛醇進(jìn)入蒸餾塔，并出塔頂被塔頂冷凝器冷卻進(jìn)入二級(jí)特定的吸收分離罐用水充分吸收乙二醇，不溶于水的辛醇采用精餾裝置精制除水后回到反應(yīng)釜中繼續(xù)參加反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解方法，其特征在于辛醇精制步驟為含水的辛醇經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入干燥塔精餾，含少量辛醇的水蒸氣出塔頂經(jīng)冷凝冷卻器冷卻后進(jìn)醇水分離罐，分離的辛醇回流到干燥塔塔頂，塔底的無(wú)水辛醇回到醇解反應(yīng)爸繼續(xù)參加反應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解方法，其特征在于所述不同形態(tài)的聚酯廢料為回體顆粒狀、塊狀、絲狀或布狀中任一形態(tài)或混合。
4.一種滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解裝置系統(tǒng)，包括醇解反應(yīng)釜(I)、蒸餾塔(2)、一級(jí)冷凝冷卻器(3)、二級(jí)冷凝冷卻器(4)、一級(jí)乙二醇吸收罐(5)、二級(jí)乙二醇吸收罐(6)、辛醇精制裝置，醇解反應(yīng)釜⑴與蒸餾塔(2)相連，蒸餾塔(2)塔頂出口管線依次連接一級(jí)冷凝冷卻器(3)和二級(jí)冷凝冷卻器(4)，二級(jí)冷凝冷卻器(4)依次連接一級(jí)乙二醇吸收罐(5)和二級(jí)乙二醇吸收罐(6)，二級(jí)乙二醇吸收罐(6)連接辛醇精餾裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解裝置系統(tǒng)，其特征在于所述醇解反應(yīng)釜(I)為適用于在反應(yīng)物沸點(diǎn)以上的連續(xù)加料反應(yīng)釜。
6.如權(quán)利要求4所述的滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解裝置系統(tǒng)，其特征在于所述一、二級(jí)乙二醇吸收罐為特制的從乙二醇辛醇混合物中吸收和分離乙二醇的分離罐。
7.如權(quán)利要求4所述的滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解裝置系統(tǒng)，其特征在于所述辛醇精餾裝置包括辛醇預(yù)熱器(9)、干燥塔(10)、冷凝冷卻器(11)、醇水分離罐(12)，辛醇預(yù)熱器(9)與干燥塔(10)中上部相連，干燥塔(10)塔頂采出管線連接冷凝冷卻器(11)，冷凝冷卻器(11)與醇水分離罐(12)相連，醇水分離罐(12)的溢流管線回流到干燥塔(10)頂部，干燥塔(10)底部辛醇采出管線連接到醇解反應(yīng)釜(I)。
8.如權(quán)利要求7所述的滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解裝置系統(tǒng)，其特征在于所述辛醇預(yù)熱器(9)之前還依次連有辛醇計(jì)量泵(8)和辛醇回收罐(7)，辛醇回收罐(7)與第二級(jí)乙醇吸收罐(6)和第二級(jí)冷凝冷卻器(4)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種滌綸廢料制備對(duì)苯二甲酸二辛酯的醇解方法及裝置系統(tǒng)，它包括在連續(xù)加料醇解反應(yīng)釜中連續(xù)加入經(jīng)計(jì)量好的辛醇、不同形態(tài)的聚酯廢料及催化劑，醇解反應(yīng)后生成的乙二醇和辛醇進(jìn)入蒸餾塔，并出塔頂被塔頂冷凝器冷卻進(jìn)入二級(jí)特定的吸收分離罐用水充分吸收乙二醇，不溶于水的辛醇采用精餾裝置精制除水后回到反應(yīng)釜中繼續(xù)參加反應(yīng)。本發(fā)明可適應(yīng)不同形態(tài)的滌綸廢料進(jìn)行生產(chǎn)，充分吸收乙二醇，精制回收辛醇脫除水分，提高了滌綸廢料的轉(zhuǎn)化率，縮短了反應(yīng)時(shí)間，增加了裝置的生產(chǎn)能力。
文檔編號(hào)C07C67/03GK103044257SQ20121058911
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者鄭根武 申請(qǐng)人:南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院