Митрофанов Р.Ю. и др.

ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИГОННОГО ПЭТФ. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЭТИЛОВОГО ЭФИРА ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ

Митрофанов Р. Ю., Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук, Бийск, Россия
Бочкарев П. Н., Бийский технологический институт Алтайского государственного
технического университета им. И. И. Ползунова, Бийск, Россия
Будаева В. В., Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского
отделения Российской академии наук, Бийск, Россия

В последние десятилетия резко увеличился рост производства полиэтилентерефталата (ПЭТФ), который широко используется для изготовления волокон, преформ, пленок, композиционных материалов. Значительная доля выпускаемого полимера расходуется на изготовление различной упаковки для жидкостей, порошков, паст и др. В большинстве случаев ПЭТ-тара используется однократно. Поэтому переработка отходов этого вида тары имеет огромное значение.
Анализ литературных данных показал, что существующие способы переработки отходов ПЭТФ можно разделить на две основные группы: механические и физико-химические.
Основным механическим способом переработки отходов ПЭТФ является измельчение. Механические способы не решают проблему утилизации отходов ПЭТФ, так как полученные в результате гранулят или крошка являются лишь потенциальным сырьем и для получения конечного продукта должны быть подвергнуты физико-химической обработке, при которой свойства вторичного материала ухудшаются.
Физико-химические методы переработки отходов ПЭТФ могут быть классифицированы следующим образом:
— деструкция отходов с целью получения мономеров или олигомеров;
— повторное плавление отходов для получения гранулята и агломерата;
— переосаждение из растворов с получением порошков для нанесения покрытий;
— химическая модификация для производства материалов с новыми свойствами.
Технологические отходы ПЭТФ являются ценным продуктом, из которого могут быть регенерированы исходные мономеры. Отходы можно расщеплять этиленгликолем или его парами при температуре кипения этиленгликоля. Расщепление отходов водой до терефталевой кислоты может быть проведено в присутствии серной, азотной или фосфорной кислоты в качестве катализатора или щелочным раствором с концентрацией 5—7%.
Наиболее часто для регенерации диметилтерефталата используют метод метанолиза, при котором его выход достигает 80% при таких условиях: температура 180°С, давление 2,5—2,8 МПа, время реакции 2—3 ч.
Разработан новый способ переработки отходов ПЭТФ с использованием суперкритической воды. Гидролиз ПЭТФ протекает в течение 30 минут при температуре 350—400°С и давлении 25—30 МПа. Преимущество разработанного способа перед известными — метанолизом и гликолизом — заключается в простоте и небольшой продолжительности процесса.
В результате описанных процессов расщепления отходов получают мономеры, часто требующие дополнительной очистки.
Рассмотренные технологии весьма разнообразны. Однако они предназначены в основном для переработки незагрязненных технологических отходов и непригодны для утилизации пищевой тары, которая, как правило, сильно загрязнена. Установки сложны в эксплуатации и ориентированы на переработку большого объема отходов.
Предлагаемая периодическая схема переработки ПЭТ-тары позволяет утилизировать полигонный ПЭТФ без предварительной тщательной мойки материала.
Описание эксперимента по получению диэтилового эфира терефталевой кислоты (ДЭЭТФК). Процесс деструкции проводили в качающемся автоклаве, который представлял собой стальной цилиндр длиной ПО см и внутренним диаметром 6,5 см. Полная емкость автоклава — 4 л. Он способен поддерживать температуру до 400°С и давление до 250 ат, прост и недорог в изготовлении.
В качестве деструктирующего агента использовали концентрат головной фракции (КГФ) — отход спиртового производства с содержанием спирта 86%. Тару без предварительной сортировки по цветам грубо измельчали и ополаскивали горячей водой. В автоклав загружали 240 г ПЭТФ и 2200 мл КГФ и герметизировали. Включали перемешивание и нагревали массу до 230—240°С, выдерживали при этой температуре 12 ч и охлаждали до 30—35°С. После этого автоклав вскрывали, этерификат фильтровали от механических примесей, упаривали до 1:4 первоначального объема. Остаток при перемешивании выливали в 1л дистиллированной воды. Массу размешивали в течение 30—40 минут, декантировали водную фазу, а остаток последовательно промывали 3x300 мл 5%-ным раствором Na₂CO₃, затем дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод. Эфир отфильтровывали и высушивали при 20—30°С в течение 72 ч.
В результате было получено 230,33 г (83%) ДЭЭТФК в виде кристаллов кремового цвета с Т_пл, равной 36—41°С.
После перекристаллизации из водного этанола с добавлением активированного угля БАУ получили бесцветные кристаллы с Т_пл, равной 43—44°С.

THE RECYCLING OF POLYETHYLENE TEREPHTHALATE MATERIALS STORED AT THE LANDFILL SITES TO PRODUCE THE TEREPHTALIC ACID DIETHYL ETHER

Mitrofanov R. Yu., Institute for Problems of Chemical Energy Technologies, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Biysk, Russia
Bockarev P. N., Biysk Institute of Technologies, I. I. Polzunov Altay State Technical University, Biysk, Russia
Budayeva V. V., Institute for Problems of Chemical Energy Technologies, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Biysk, Russia

The paper describes the method for processing the spent polyethylene terephtalate containers to produce the terephthalic acid diethyl ether. The method features the use of rocking autoclave. The autoclave is simple and inexpensive for manufacture. The concentrate of heads that is waste of spirit manufacture is used as destructing agent.

Главная страница

Сведения об авторах

Митрофанов Роман Юрьевич, н. с, группа «Биоконверсия», Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН, ул. Социалистическая, 1, Бийск, 659322, Россия. Тел./факс (3854) 30-47-25. E-mail: ipcetdogmail.ru

Бочкарев Павел Николаевич, студент, группа «Биотехнология», Бийский технологический институт Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова, ул. Трофимова, 27, Бийск, 659305, Россия. Тел. (3854) 25-29-09, факс (3854) 25-24-86. E-mail: infodogbti.secna.ru

Будаева Вера Владимировна, руководитель группы «Биоконверсия», Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН, ул. Социалистическая, 1, Бийск, 659322, Россия. Тел. (3854) 30-47-25, факс (3854) 30-47-25. E-mail: ipcetdogmail.ru

Последние изменения внесены 24.04.07