Способ разложения полиэтилентерефталата

Способ разложения полиэтилентерефталата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Н. С. Козлов, П. H. Зернов, Г. П. Коротышова, H.Ä. Гавриленко и Е.М. Веренич ( 1:," .

Институт физико-органической химии АН елорусской CCP и Производственное объединение "Химво кно":. им. В.И. Ленина (72) Авторы нзобретени я (7!) Заявители (54) СПОС06 РАЗЛОЖЕНИЯ ПОУИЭТИЛЕНТЕРЕфТАЛАТА

Изобретение относится к органической химии, а конкретно к улучшенному способу разложения полиэтилентерефталата в виде отходов производства в метилбенэоате 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 пи. щевой промышленности и сельском хозяйстве.

В производстве волокон на основе полиэтилентерефталата (ПЭТф) получают отходы при поликонденсации, гранулировании полимера, формовании .и вытяжке волокна, составляющие при нормальных условиях работы приблизительно 104.

Известен способ разложения ПЭТФ до диметилтерефталата (ДМТ)» который

2 осуществляется при 190-210 С и давлении 30-40 атм в среде метанола Г1).

Однако этот способ разложения неудобен ввиду применения высокого давления, к тому же все операции с метиловым cllHpToH при повышенных температуре и давлении требуют принятия специальных мер по технике безопасности. ю Наиболее близким по .технической сущности и получаемым результатам к предлагаемому является способ разложения отходов полиэтилентерефталата путем его щелочного гидролиза в водной среде при 2!5-220©С, обычно в течение 5 ч под давлением

15 атм или, обычно в течение 1 ч под давлением 20-30 атм f2).

Однако данный способ разложения

ПЭТф является несовершенным ввиду использования высокого давления.

Целью изобретения является упрощение процесса.

941349

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

1:2-1:4,6 соответственно при 190200вС.

Содержание метилбензоата (МБА) в отходах 85-924. Остальное метиловый эфир и-толуиловой кислоты (1-5ь) и вода (до 1004), Отходы ПЭТФ взяты в виде нестандартной крошки или отходов волокна.

Пример l. Использован тех-. нический метилбензоат, который содержит, 3- МБА 92; метиловый эфир и-толуиловой кислоты 1; вода до 100.

Соотношение ПЭТФ: МБА 1:2.

50 r ПЭТФ и 100 мл МБА (100 г чистого МБА) нагревают при перемешивании йа силиконовой бане при 200 С в течение 30 мин до полного растворения.

Полученный продукт вводят в 24-ный раствор едкого натрия (1000 мл) и затеи гидролизуют при 100 С и атмосв ферном давлении в течение 30 мин с получением смеси натриевых солей карбоновых кислот, терефталевой и бензойной. После обработки полученной смеси 244-ным раствором серной кислоты при рН 6 выпадает смесь карбоновых кислот - терефталевой (ТФК) и бензойной (БК). В фильтрате после

35 отделения терефталевой кислоты и охлаждения раствора выпадает бензойная кислота. Выход терефталевой кислоты 4 1 г (954). Выход бензойной кислоты 80 г (Sgi).Очистка кислот проводится перекристаллизацией.

Т. пл. БК 122оС, ТФК возг. 300вС.

Элементный анализ БК С6Н СООН.

Найдено,1: C 68,7„ Н 4,8, Вычислено,Ф: С 68,8; Н 4,9.

Элементный анализ ТФК НЩ:,Н СО Н.

Найдено,З: С 57,7; H 3,7

Вычислено,i: С 57,8; Н 3 84 °

Кислотное число, мг КОН/г продукта: С Н СООН 310,96 (найд.);

НО СС Н СО1Н 673,39 (найд.).

Согласно ТУ 6-02-896-74 кислотное число НО СС Н СО Н 675g2;

СБН СООН 311+2.

Пример 2. Использован технический МБА, который содержит,4;

МБА 90; метиловый эфир и-толуиловой кислоты 2; воды до 100.

Соотношение ПЭТФ:МБА 1:2,45.

40 г ПЭТФ и 100 мл МБА (98 г чистого МБА) нагревают при перемешивании на силиконовой бане при

195 С в течение 30 мин до полного растворения. Полученный продукт вводят в 2 -ный раствор едкого натрия (900 мл) и затем гидролизуют при 95 С 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 r (933). Выход БК

76 r (87 ). Т. пл. БК 122 С, Тк возг. 300ОС.

Элементный анализ С Н СООН.

Найдено,3: С 68,67; Н 4,75.

Вычислено,З: С 68,8; Н 4,9.

Элементный анализ НО С Н СО Н.

Найдено,: С 57 7 H 3 75.

Вычислено,З: С 57,8; Н 3,84.

Кислотное число С Н СООН

310,74 мг КОН/г продукта.

Кислотное число НО С БНцСО Н

672,87 мг КОН/r продукта °

Пример 3. Использован технический МБА, который содержит,i:

МБА 88; метиловый эфир и-толуиловой кислоты 3; воды до 100.

Соотношение ПЭТФ:МБА 1:3,2.

30 r ПЭТФ и 100 мл МБД (96 того МБА) нагревают при перемешивании на силиконовой бане при 195вС в течение 30 мин дополного растворения. Полученный продукт вводят в

24-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, ТФК и БК. Далее опыт проводят аналогично примеру 1.

Выход ТФК 24 г (933). Выход БК 73 г (85 ь). Т. пл. БК 122 С, ТФК воэг.

300 С.

Элементный. анализ С@НдСООН.

Найдено,4: С 68,7; Н 4,8.

Вычислено,4: С 68,8; Н 4,9.

Элементный анализ НО СС Н СОдН °

Найдено,й: С 57,71 " 3,7.

Вычислено,Ф: С 57,8; Н 3,84.

Кислотное число С НуСООН 310,29>

НО СС Н4СО Н 673,79 мг КОН/г продукта.

П р и и е р 4. Использован МБА, который содержит,Ф: МБА 85; метиловый эфир я-толуиловой кислоты 5; воды до 100.

1349

15 формула изобретения

Составитель М. Кулиш

Редактор И. Митровка Техред M. Надь Корректор Г. Огар

Заказ 4756/6 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Соотношение ПЭТФ:МБА 1:4,6.

20 r 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

24-ный раствор едкого натрия (700 мл) и затем гидролизуют при 90 С и атмосферном давлении в течение 20 мин с получением смеси натриевых солей карбоновых кислот. Далее опыт проводят аналогично примеру 1. Выход

БК 69 г (844), ТФК 15 r (873). T.ïë.

ТФК воэг. 300 С, БК 122ОС.

Элементный анализ ТФК.

Найдено,.3 С 57,7; H 3,7.

Вычислено,Ф: С 57,8; Н 3,84.

Элементный анализ БК.

Найдено,4: С 68,7; Н 4,8.

Вычислено,4: С 68,8; Н 4,9.

Кислотное число ТФК 672,94;

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 испольэовать в промышленности и сельском хозяйстве. Предлагаемый способ разложения не требует использования специальной аппаратуры, так квк проводится при атмосферном давлении и невысокой температуре. Предварительное растворение ПЭТФ в МБА позволяет сократить время щелочного гидролиэа до 30 мин и провести его при атмосферном давлении, что значительно упрощает процесс разложения полиэтилентерефталата.

Способ разложения полизтилентерефталата путем его щелочного гидролиэа в водной среде, о т л и ч à ю щ и й— с я тем, что, с целью упрощения процесса, полиэтилентерефталат предварительно растворяют в метилбензоате при 190-200ВС при их соотношении

1:2-1:4,6 соответственно и гидролиз ведут при 90-100 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3403115, 50 кл. 260-2.3, опублик. 1968.

2. Роговин 3.А. Основы химии и технологии химических волокон.М., "Химия", т. 2, с. 153, 1974 (прототип).