Способ разложения полиэтилентерефталата Советский патент 1982 года по МПК C07C63/26 C07C63/06 

(Б) СПОСОБ РАЗЛОЖЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА

1

Изобретение относится к органической химии, а конкретно к улучшенному способу разложения полиэтилентерефталата в виде отходоб производства в метилбензоате с получением терефталевой и бензойной кислот, .которые могут найти применение, в частности терефталевая кислота - для синтеза полиэтилентерефталата, а бензойная кислота - при синтезе капролактама, фенола и консервантов в пицевой промышленности и сельском хозяйстве.

В производстве волокон на основе полиэтилентерефталата (ПЭТФ) получают отходы при поликонденсации, .гранулировании полимера, формовании .и вытяжке волокна, составлякицие при нормальных условиях работы приблизительно 10%.

Известен способ разложения ПЭТФ , до диметилтерефталата (ДМТ), который

осуществляется при 190-210®С и давлении атм в среде метанола СП.

Однако этот способ разложения неудобен ввиду применения высокого давления, к тому же все операции с метиловым спиртом при повышенных температуре и давлении требуют принятия специальных мер по технике безопасности.

to

Наиболее близким по .технической сущности и получаемым результатам к предлагаемому является способ разложения отходов полиэтилентерефталата путем его щелочного гидролиза

5 в водной среде при 215-220®С, обычно в течение 5 ч под давлением 15 атм или, обычно в течение 1 ч под давлением 20-30 атм 2j,

Однако данный способ разложения ПЭТФ является несовершенным ввиду использования высокого давления.

Целью изобретения является упрощение процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разложения полиэтилентерефталата путем его щелочного гидролиза в водной среде .процесс ведут при 90-100®С, обычно в течение 30 мин, с предварительным растворением полиэтилентерефталата в метилбензоате при их соотношении 1:2-1:,6 соответственно при 190200 0. Содержание метилбензоата (МБД) в отходах 85-92%. Остальное метило вый эфир п-толуиловой кислоты (1-5% и вода (до 100%), Отходы ПЭТФ взяты в виде нестандартной крошки или отходов волокна. Пример 1, Использован технический метилбензоат, который содержит, %: МБА 92; метиловый эфир п-толуиловой кислоты 1; вода до 100 Соотношение ПЭТФ:МБА 1:2, 50 г ПЭТФ и 100 мл МБА (100 г чи того МБЛ) нагревают при перемешиван Ча силиконовой бане при в течение 30 мин до полного растворения Полученный продукт вводят в 2%-ный раствор едкого натрия (1000 мл) и затем гидролизуют при 100°С и атмос ферном давлении в течение 30 мин с получением смеси натриевых солей ка боновых кислот, терефталевой и бензойной. После обработки полученной смеси 2 %-ным раствором серной кислоты при рН 6 выпадает смесь карбоновых кислот - терефталевой (ТФК) и бензойной (БК), В фильтрате после отделения терефталевой кислоты и охлаждения раствора выпадает бензой ная кислота. Выход терефталевой кислоты tl г (95%). Выход бензойной кислоты 80 г (89%).Очистка кислот проводится перекристаллизацией. Т, пл, БК 122С, ТФК возг, , Элементный анализ БК C HgCOOH, Найдено,%: С 68,7; Н ,8. Вычислено,%: С 68,8; Н k,S. Элементный анализ ТФК НО(( Найдено,%: С 57,7; Н 3,7. Вычислено,%: С 57,8; Н 3,8, Кислотное число, мг КОН/г продукта: CfiHjCOOH 310,96 (найд.); 673,39 (найд,). Согласно ТУ 6-02-896-7 кислотное число HOg.CC H4COQ,H б75±2; С(,Н5СООН 3t1t2. Пример 2, Использован технический МБА, который содержит,%: МБА 90; Метиловый эфир п-толуиловой кислоты 2; воды до 100, Соотношение ПЭТФ:МБА 1:2,. г ПЭТФ и 100 мл МБА (98 г чистого МБА) нагревают при перемешивании на силиконовой бане при в течение 30 мин до полного растворения. Полученный продукт вводят в 2%-ный раствор едкого натрия (900 мл) и затем гидролизуют при и атмосферном давлении в течение 25 мин с получением смеси натриевых солей карбоновых кислот, ТФК и БК. Далее опыт проводят аналогично примеру 1, Выход ТФК 32 г (93%), Выход БК 76 г (87%), Т. пл, БК 122°С, ТФК возг, , Элементный анализ С Нд-СООН. Найдено,%: С 68,67; Н «,75. Вычислено,%: С 68,8; Н 4,9. Элементный анализ НО„С(Н-СС),Н, Найдено: ;: С 57,7; Н 3,75Вычислено,%: С 57,8; Н 3,8. Кислотное число 310,7 мг КОН/г продукта. Кислотное число 672,87 мг КОН/Г продукта. Пример 3. Использован тех ический МБА, который содержит,%: МБА 88; метиловый эфир п-толуиловой кислоты 3; воды до 1-00. Соотношение ПЭТФ:МБА 1:3,2, 30 г ПЭТФ и 100 мл МБА (9б г чистого МБА) нагревают при перемешивании на силиконовой бане при в течение 30 мин дополного растворения . Полученный продукт вводят в 2%-ный раствор едкого натрия (800 мл) и затем гидролизуют при 95°С и атмосферном давлении в течение 20 мин с получением смеси натриевых солей карбоновых кислот, ТФКиБК, Далее опыт проводят аналогично примеру 1, Выход ТФК 2k г (93%), Выход БК 73 г (85%), Т, пл. БК 122®С, ТФК возг, . Элементный анализ C HtCOOH, Найдено,%: С 66,7; Н %,В, Вычислено,%: С 68,8; Н Ц,Э. Элементный анализ , Найдено,%: С 57,7; Н 3,7, Вычислено,%: С 57,8; Н 3,, Кислотное число CgHcCOOH 310,29; HOliCC Hi CO H 673,79 мг КОН/Г продукта. Пример k. Использован МБА, который содержит,%: МБА 85; метиловый эфир п-толуиловой кислоты 5,воды до 100.

Соотношение ПЭТФ:МБА 1:|,6.

20 г ПЭТФ и 100 мл МБА (92 г чистого МБА) нагревают при перемешивании на силиконовой бане при 190®С в течение 20 мин до полного растворения. Полученный- продукт вводят в раствор едкого натрия (700 мл и затем гидролизуют при и атмосферном давлении в течение 20 мин с получением смеси натриевых солей карбоновых кислот. Далее опыт проводят аналогично примеру 1. Выход БК 69 г (8П), ТФК 15 г (871). Т.пл. ТОК возг. , БК 122°С.

Элементный анализ ТФК.

Найдено, .I.C 57,7; Н 3,7ВычисленоД: С 57,8; Н 3,Bi|.

Элементный анализ БК.

Найдено,%: С 68,7; Н «,8.

Вычислено,%: С 68,8; Н Ц,Э.

Кислотное число ТФК 672, БК 310,11.

Максимальное количество ПЭТФ растворимо в МБА при соотношении 1:2 (пример 1). Количество получаемых кислот, ТФК и БК, можно регулировать путем изменения соотношения исходных компонентов (ПЭТФ и МБА).

Предлагаемый способ разложения ПЭТФ до карбоновых кислот предусматривает утилизацию одновременно двух многотоннажных отходов. В этом процессе одновременно получаются две кислоты - терефталевая и бензойная.

которые можно использовать в промышленности и сельском хозяйстве. Предлагаемый способ разложения не требует использования специальной аппаратуры, так как проводится при атмосферном давлении и невысокой тем- . пературе. Предварительное растворение ПЭТФ в МБА позволяет сократить время щелочного гидролиза до 30 мин и провести его при атмосферном давлении, что значительно упрощает процесс разложения полиэтилентерефталата.

IS

Формула изобретения

Способ разложения полиэтилентерефталата путем его щелочного гидролиза в водной среде, отличающийс я тем, что, с целью упрощения процесса, полиэтилентерефталат предварительно растворяют в метилбензоате при 190-200 С при их соотношении 1:2-1:4,6 соответственно и гидролиз ведут при 90-100 С. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Роговин З.А. Основы химии и технологии химических волокон.М., Химия, т. 2, с. 153, (прототип) .