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【 论文】探讨废旧PET瓶的回收利用方法(论文范文题目)

星级: ★★★★★ 期刊: 《上海包装》作者:姚海滨、姚利、刘亚云浏览量:6965 论文级别:优质本章主题:甲醇和方法原创论文: 5156论文网时间:2013年5月6日审核稿件编辑:Ivan本文版权归属:www.5156chinese.cn 分享次数:3852 评论次数: 434

导读:如何写好一篇甲醇和方法方面的论文。希望本篇废旧PET瓶的回收利用方法的论文范文会对你的写作构思有所启发以助大学生们轻松完成写作任务。

■文/天津长芦海晶集团有限公司 姚海滨,姚利,刘亚云

(本文阐述了废旧PET瓶的几种回收利用方法的应用情况,并分析提出了各种方法的优劣势.)

PET瓶由于比重小、手持和运输方便,强度大、不容易破损,透明度高、表面光洁和外观漂亮,卫生安全性能优良,燃烧时不产生有害气体,以及易于回收利用等特点,在饮料、调味品、日化用品和医药品的包装中,得到越来越广泛的应用,在短短的20年左右的时间便发展成为全球最主要的饮料包装容器.目前,国内PET瓶的产量在急剧攀升,不仅广泛用于碳酸饮料、瓶装水、调味品、化妆品、白酒等产品的包装,而且经过特殊处理的热灌装瓶还可用于果汁和茶饮料的包装,用最先进工艺处理的PET啤酒瓶、无菌灌装PET瓶也正在进入市场.因此,对废旧PET瓶进行有效进行回收,不对环境造成污染是十分必要的.本文阐述了废旧PET瓶的几种回收利用方法,供从事废旧PET瓶回收事业的企业参考.

1物理利用方法

物理利用即废PET聚酯及其制品经过直接掺混、共混、造粒等简单的物理处理后制成再生切片,作为次档产品可用于纺墼、拉膜和工程塑料等,实现二次利用经物理处理过的PET由于卫生原因,目前尚未直接用于食品包装材料,只有解聚后再缩聚的PET聚酯才能符合食品业对材料的卫生要求.此外,废旧PET直接回收加工产生的二次废料,因特性粘度值过低等原因已不宜

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再直接使用,只能通过化学解聚来实现其循环利用.

2 PET化学循环利用方法

按采用的解聚剂划分,目前废PET聚酯化学循环方法主要有以下几种:

2。1水解法

该方法是指在不同的酸碱介质中将废PET水解为对苯二甲酸(TPA)和乙二醇单体.而TPA和乙二醇直接合成PET聚酯的工艺是聚酯生产的重要方法之一,使得PET水解法日益受到重视,目前已有澳大利亚Smorgon公司、美国Oxid公司等实现了中小规模商业化生产.按酸碱度不同可划分为酸性水解法、碱性水解法、

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中性水解法.

2。1。1酸性水解法

酸性水解一般用硫酸作催化剂.Pusztasz-eri于1982年发表了用酸催化水解进行PET循环利用的专利,采用浓硫酸(> 14。5mol/L)作催化剂,在85℃~90℃、常压下水解5min后,用冷水稀释产物,然后加NaOH溶液至pH=11.此时体系由乙二醇、TPA的钠盐和Na、S02水溶液及不溶性杂质组成.过滤,将滤液酸化至pH为1~3;析出固态TPA.再过滤、洗涤得纯度>99%的TPA.该法的不足之处是:反应消耗的大量的浓酸和强碱难以循环使用,易造成环境污染,且生成的乙二醇亦较难回收.

2。1。2碱性水解法

碱水解一般在浓度为4%~20%NaOH水溶液中进行,但该法反应较慢,产品TPA纯度不高.Datye等于1 984年用碱NaOH在200℃下水解PET,解聚产物为TPA铵盐溶液,过滤,滤液经酸化、精制后获得纯度高达99%的TPA产品.此外,Benzaria等开发了干法解聚PET工艺,即在一个挤压装置中加入废PET和固体NaOH的混合物于1。0℃~200℃下进行皂化反应,反应后经减压蒸馏得到乙二醇,所剩下固体粉末为TPA的钠盐,经酸化处理得到TPA,该工艺PET的解聚率可达97%.且可省去乙二醇和水的分离工序,提高乙二醇的收率.但是碱水解法同样有废碱排出,污染环境,需进行适当的环保处理.

2。1。3中性水解法

中性水解指在无酸碱作催化剂、中性条件下用水或水蒸气直接解聚PET.中性水解一般在200℃~300℃、1.OMPa~4。OMPa下进行,反应进料水与PET重量比一般在2~12之间,因中性水解法可将PET直接解聚为合成聚酯的单体,且不产生酸碱废液,是一种环境友好的过程,近年来已受到越来越多的研究者的关注.PET中性水解既可以间歇法也可以连续法进行.Royall等人采用间歇法水解PET,其产物为TPA、乙二醇及低聚物,经蒸发而导出反应器,再冷却、结晶、分离后,用酸性有机溶剂洗涤,得TPA产品,TPA回收率大于70%.同时,Yamamoto对PET在高温高压下水解反应速率较大作了解释,认为当水温超过200℃时,水的离子积不再是常数,而会随着压力的增加而增大,因此,在高温高压下PET解聚反应可能因水中的H+和OH-催化而加速衰减.而高温水解中TPA却很难达到同样的生成率.但在超临界水解中,乙二醇受到TPA的催化作用引起二次反应,降低了乙二醇的收率,仅能达到约5%,而高温水解却可达15%.此外,日本科学家後蘸元信等人研究了超临界水解聚PET聚酯的反应(水的临界点TL=374。15℃、PL=22。OMPa),并对超临界水解和普通高温水解的反应结果作了比较.虽然PET超临界水解反应速率较普通高温水解快得多,但反应须在更高压力下进行,对设备材质要求较高,实现连续化操作较困难,须进一步改进和完善技术.当酯或聚酯与醇或水共热(加入催化剂或不加催化剂),因为体系有过多的羟基存在,就会发生羧基的重新分配现象,即发生醇解或水解反应.利用水解反应使PET进行解聚,虽然原料成本低,但需要在高温、高压下进行,或者需要碱作催化剂,而且解聚产物中含有大量杂质,不能直接利用,后处理比较麻烦.

2。2甲醇解聚法

甲醇醇解原理是废旧聚酯瓶料在甲醇溶液中醇解得到对苯二甲酸甲醇酯(DMT)和乙二醇(EG).可用于PET的再聚合.PET在甲醇中的降解参数基本上为:温度180℃~280℃、压力24MPa,催化剂为典型的酯交换剂,如醋酸锌.

美国DuPont公司早在1 967年就开发了气相低压甲醇解聚工艺,在常压、250℃~300℃下发生解聚反应.醇解的工艺比较简单,但产品提纯复杂,最终产品品质低.由于普通条件下的甲醇降解反应时间较长,分解不彻底,已经实现的甲醇解聚PET为DMT的降解率不超过90%,不利于工业化的连续生产,人们开始研究超临界醇降解PET.

王汉夫等以超临界甲醇为介质,对PET的降解规律进行了探索,并通过红外、色谱等分析手段,研究降解后单体回收率与温度、压力及反应时间的关系.确定甲醇对PET降解的最佳条件为330℃,14MPa,反应30min.该工艺在高温高压下才能进行,成本高,不安全,要实现工业生产较难.

2。3乙二醇解聚法

乙二醇解聚是另外一种重要的PET化学循环利用方法.目前已有Goodyear、DuPont、Hoeehst等公司实现了商业装置运转.该方法一般1 80℃~250℃,O。1MPa—0。6MPa下进行,同时需加少量(约为PET质量的0。5倍)的催化剂.一般以Zn(OAc)2解聚的主要产物为对苯二甲酸乙二醇酯(BHET),作为TPA与乙二醇聚合生产PET的冲间体,亦可直接用作合成PET的原料.这样不仅缩短了工艺流程,而且提高了过程的经济性.

意大利M&G集团在美国西佛吉尼亚州兴建了工业规模的PET回收装置,这套装置采用一种称为Renew的工艺,这种工艺是从澳大利亚Petrecycle Pty公司购买的专利技术.该装置每年可处理1。0×105t的废PET瓶.这种工艺的优点是可处理含带

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颜料添加剂及涂层的废PET瓶.PET废料在磨碎前,先经乙二醇蒸汽蒸1 h,使之脆化.然后将其粉碎至约1 mm大小,除去夹杂物(基本上为其它聚合物)后,PET醇解为低聚体,但并未完全成为对苯二甲酸单体,一个专门的过滤工序除去添加剂的涂层之类的杂物.最后产品在现有生产装置中与新鲜的单体混合,酯化为无色的PET.而国内PET回收技术远远不如外国,因此,加强国内PET回收技术的研究势在必急.

刘丽华等人将96 g聚酯瓶片和1 24g乙二醇装入四颈烧瓶中,然后加入0.05 g醋酸锌,在乙二醇沸点下加热,研究得到在乙二醇过量的情况下,产物全部为BHET.此方法虽然不需要在高温高压下,但是必须乙二醇过量,成本太高,而且造成乙二醇浪费.另一重要用途是制不饱和聚酯树脂.日本帝人公司创造性地开发出乙二醇解聚/甲醇酯交换联合的PET循环利用新工艺,并实现了商业化生产.该工艺由乙二醇解聚和甲醇酯交换两步反应组成.先进行PET的乙二醇解聚反应,生成BHET和乙二醇,然后用甲醇对BHET进行酯交换反应,生成粗DMT产品,所含杂质用甲醇洗涤、过滤而得到精制,进

废旧PET瓶的回收利用方法
甲醇和方法毕业论文详细提纲

一步蒸发除去甲醇后再通过熔融、减压蒸馏可得到DMT产品.在精制工序中采用甲醇多级洗涤以确保产品质量.这种工艺虽然比较复杂,但该方法具有DMT单体回收率高、纯度高、质量稳定等优点,而且不需要耐高温耐压设备,醇解所得到的产物可以不经过后处理就直接利用.

2。4超临界乙二醇解聚法

近几年,超临界乙二醇解聚法引起了许多学者们的兴趣.王泉源以乙二醇对PET降解的投料比为10:1,350℃,12MPa,反应60min,得到结果为:超临界乙二醇醇解废弃PET的解聚产物主要为对苯二甲酸二乙醇酯,其次为少量的苯甲酸乙酯、1,1-=乙氧基乙烷以及乙二醇等.超临界流体解聚虽反应时间短,但反应条件苛刻,需要高温、高压,工艺实现较困难且成本高.

2。5其它方法

除上述方法外,还有许多其他解聚方法.比如氨解,生物降解等.近年来人们还进一步开发了废PET经化学解聚反应制造其它化工产品的新用途.如Polaezek在间歇反应釜中,将废PET与煤焦沥青的混合物在130℃—330℃、在惰性气氛下,加热15min~60min,制得的产品具有良好的化学稳定性,可用作建筑油灰和密封材料等.废PET与2.乙基己醇进行酯交换反应制取用作PVC增塑荆的对苯二甲酸二辛酯;废PET进行深度氨基化反应可制得对苯二酰胺(PPD).

结束语

据预测,未来几年我国饮料业年均增速将超过15%.饮料业持续快速发展,必然带动饮料包装需求猛增,继而产生大量包括PET瓶、PET软包装在内的PET废料,使PET废料回收企业有充足的“原料”保证.因此,未来几年,掌握了环保、高效回收方法的回收企业将迎来更大的发展机遇.

[ 参考文献 ]

本篇文章阅读概述:这篇甲醇和方法论文归纳了怎么写毕业论文的开题报告范文和论文标准格式模版规范以及 甲醇论文轻松撰写技巧有助于学生们阅读参考提高写作水平。

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