本發(fā)明涉及一種由對(duì)苯二甲酸和乙二醇制備聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)苯二甲酸，又稱p-苯二甲酸，是產(chǎn)量最大的二元羧酸，主要由對(duì)二甲苯制得，是生產(chǎn)聚酯的主要原料。常溫下為固體。加熱不熔化，300℃以上升華。若在密閉容器中加熱，可于425℃熔化。常溫下難溶于水。主要用于制造合成聚酯樹脂、合成纖維和增塑劑等。
目前，絕大多數(shù)染廠能夠?qū)A減量廢水酸析制得對(duì)苯二甲酸的殘?jiān)?jīng)過處理，能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但無法將得到的對(duì)苯二甲酸進(jìn)行重新縮聚利用，造成了很大的浪費(fèi)。部分染廠也在進(jìn)行二次利用的試驗(yàn)開發(fā)，將重新提取得到的對(duì)苯二甲酸進(jìn)行常壓酯化處理得到對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯(BHET)，雖然經(jīng)過過濾處理，但由于再次提取的對(duì)苯二甲酸堆積密度只有0.3～0.4g/cm3，是正常PTA的1/3左右，常規(guī)試驗(yàn)方法無法通過縮聚反應(yīng)合成聚酯，不能實(shí)現(xiàn)其二次利用的價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種由對(duì)苯二甲酸和乙二醇制備聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的方法，從已使用的海島纖維材料中提取出剩余對(duì)苯二甲酸，通過試驗(yàn)方法的改進(jìn)，探索反應(yīng)條件，完善實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)回收的PTA完成縮聚，制備聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，提高產(chǎn)品的利用率。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種由對(duì)苯二甲酸和乙二醇制備聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的方法，其特征在于，所用對(duì)苯二甲酸為海島纖維殘?jiān)崛〉膶?duì)苯二甲酸，堆積密度為0.3～0.4g/cm3，其制備方法包括以下步驟：
(1)投料：
按投料摩爾比為對(duì)苯二甲酸:乙二醇＝1：(1.2～1.5)，先將乙二醇加入到反應(yīng)釜內(nèi)開始緩慢升溫，待溫度升至100℃以上時(shí)加入對(duì)苯二甲酸，同時(shí)打開攪拌器進(jìn)行攪拌，并將反應(yīng)釜逐漸升溫至250～260℃，使對(duì)苯二甲酸和乙二醇充分進(jìn)行酯化反應(yīng)，生成中間體對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯，投料分多次進(jìn)行，每次投料采用同樣的摩爾比；
(2)除水：
在反應(yīng)釜頂部添加分餾柱，通過蒸餾從反應(yīng)體系中移走生成的水；
(3)縮聚反應(yīng)：
中間體對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，縮聚反應(yīng)的溫度為250～285℃，反應(yīng)壓力小于50Pa，反應(yīng)時(shí)間為30～40min。
進(jìn)一步的，所述步驟(1)中反應(yīng)原料投料摩爾比為對(duì)苯二甲酸:乙二醇＝1：1.3。
進(jìn)一步的，所述步驟(1)中投料分3～4次加入。
進(jìn)一步的，所述步驟(1)中每次投料，需將反應(yīng)釜溫度降至200℃以下。
進(jìn)一步的，所述步驟(2)中分餾柱頂部溫度控制在100℃以下。
進(jìn)一步的，所述步驟(3)中縮聚反應(yīng)的溫度為250～260℃，反應(yīng)壓力小于30Pa，反應(yīng)時(shí)間為30～40min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
探索了新的試驗(yàn)條件，在不影響縮聚反應(yīng)的時(shí)間和反應(yīng)速度的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)低堆積密度對(duì)苯二甲酸與乙二醇的酯化反應(yīng)，提高了染織行業(yè)對(duì)對(duì)苯二甲酸的二次利用，避免的原料的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。
具體實(shí)施方式：
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
實(shí)施例1：
海島纖維殘?jiān)崛〉膶?duì)苯二甲酸，堆積密度為0.3g/cm3，按投料摩爾比為對(duì)苯二甲酸:乙二醇＝1：1.2，先將乙二醇加入到反應(yīng)釜內(nèi)開始緩慢升溫，待溫度升至100℃以上時(shí)加入對(duì)苯二甲酸，同時(shí)打開攪拌器進(jìn)行攪拌，并將反應(yīng)釜逐漸升溫至250℃進(jìn)行酯化反應(yīng)，投料分3次進(jìn)行，每次投料采用同樣的摩爾比。
在反應(yīng)釜頂部添加分餾柱，分餾柱頂部溫度控制在100℃以下，通過蒸餾方式從反應(yīng)體系中移走生成的水；
中間體對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯在催化劑體系的存在下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，縮聚反應(yīng)的溫度為250℃，反應(yīng)壓力為50Pa，反應(yīng)時(shí)間為30min。
對(duì)得到的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯進(jìn)行測(cè)試，其粘度為0.66dl/g，熔點(diǎn)220℃。
實(shí)施例2：
海島纖維殘?jiān)崛〉膶?duì)苯二甲酸，堆積密度為0.4g/cm3，按投料摩爾比為對(duì)苯二甲酸:乙二醇＝1：1.5，先將乙二醇加入到反應(yīng)釜內(nèi)開始緩慢升溫，待溫度升至100℃以上時(shí)加入對(duì)苯二甲酸，同時(shí)打開攪拌器進(jìn)行攪拌，并將反應(yīng)釜逐漸升溫至260℃進(jìn)行酯化反應(yīng)，投料分4次進(jìn)行，每次投料采用同樣的摩爾比。
在反應(yīng)釜頂部添加分餾柱，分餾柱頂部溫度控制在100℃以下，通過蒸餾方式從反應(yīng)體系中移走生成的水；
中間體對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯在催化劑體系的存在下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，縮聚反應(yīng)的溫度為285℃，反應(yīng)壓力為40Pa，反應(yīng)時(shí)間為40min。
對(duì)得到的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯進(jìn)行測(cè)試，其粘度為0.63dl/g，熔點(diǎn)224℃。
實(shí)施例3：
海島纖維殘?jiān)崛〉膶?duì)苯二甲酸，堆積密度為0.34g/cm3，按投料摩爾比為對(duì)苯二甲酸:乙二醇＝1：1.3，先將乙二醇加入到反應(yīng)釜內(nèi)開始緩慢升溫，待溫度升至100℃以上時(shí)加入對(duì)苯二甲酸，同時(shí)打開攪拌器進(jìn)行攪拌，并將反應(yīng)釜逐漸升溫至260℃進(jìn)行酯化反應(yīng)，投料分4次進(jìn)行，每次投料采用同樣的摩爾比。
在反應(yīng)釜頂部添加分餾柱，分餾柱頂部溫度控制在100℃以下，通過蒸餾方式從反應(yīng)體系中移走生成的水；
中間體對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯在催化劑體系的存在下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，縮聚反應(yīng)的溫度為250℃，反應(yīng)壓力為30Pa，反應(yīng)時(shí)間為35min。
對(duì)得到的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯進(jìn)行測(cè)試，其粘度為0.72dl/g，熔點(diǎn)230℃。
實(shí)施例4：
海島纖維殘?jiān)崛〉膶?duì)苯二甲酸，堆積密度為0.4g/cm3，按投料摩爾比為對(duì)苯二甲酸:乙二醇＝1：1.4，先將乙二醇加入到反應(yīng)釜內(nèi)開始緩慢升溫，待溫度升至100℃以上時(shí)加入對(duì)苯二甲酸，同時(shí)打開攪拌器進(jìn)行攪拌，并將反應(yīng)釜逐漸升溫至255℃進(jìn)行酯化反應(yīng)，投料分3次進(jìn)行，每次投料采用同樣的摩爾比。
在反應(yīng)釜頂部添加分餾柱，分餾柱頂部溫度控制在100℃以下，通過蒸餾方式從反應(yīng)體系中移走生成的水；
中間體對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯在催化劑體系的存在下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，縮聚反應(yīng)的溫度為255℃，反應(yīng)壓力為25Pa，反應(yīng)時(shí)間為40min。
對(duì)得到的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯進(jìn)行測(cè)試，其粘度為0.70dl/g，熔點(diǎn)228℃。
實(shí)施例5：
海島纖維殘?jiān)崛〉膶?duì)苯二甲酸，堆積密度為0.36g/cm3，按投料摩爾比為對(duì)苯二甲酸:乙二醇＝1：1.3，先將乙二醇加入到反應(yīng)釜內(nèi)開始緩慢升溫，待溫度升至100℃以上時(shí)加入對(duì)苯二甲酸，同時(shí)打開攪拌器進(jìn)行攪拌，并將反應(yīng)釜逐漸升溫至255℃進(jìn)行酯化反應(yīng)，投料分3次進(jìn)行，每次投料采用同樣的摩爾比。
在反應(yīng)釜頂部添加分餾柱，分餾柱頂部溫度控制在100℃以下，通過蒸餾方式從反應(yīng)體系中移走生成的水；
中間體對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯在催化劑體系的存在下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，縮聚反應(yīng)的溫度為275℃，反應(yīng)壓力為20Pa，反應(yīng)時(shí)間為30min。
對(duì)得到的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯進(jìn)行測(cè)試，其粘度為0.67dl/g，熔點(diǎn)226℃。
上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。