在连续聚酯聚合工艺中利用废聚酯的方法和系统技术方案

提供了一种用于在连续聚合单元中制造含有废聚酯的聚酯聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：a)从所述连续聚合单元提供中间体预聚物物流，并且将所述中间体预聚物物流的一部分转向到离心混合器，b)将废聚酯添加到所述离心混合器以获得均匀熔体物流，以及c)将所述均匀熔体物流与所述中间体聚合物物流的剩余部分组合以形成出口物流，其中所述方法的特征在于，在步骤b)中的所述废聚酯没有被加热或熔融。融。融。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在连续聚酯聚合工艺中利用废聚酯的方法和系统
专利

[0001]本专利技术涉及在聚酯连续聚合工艺中利用聚酯废料的能量高效的方法和系统。尤其是，使废料在离心混合器中与预聚物的支流混合并且返回单元以完成聚合。
[0002]专利技术背景
[0003]为了满足全球的对于其中将塑料再使用和再循环的循环经济的需要，对于将这些塑料再循环回到与原始原生塑料相同的状态的低成本工艺存在着需要。聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，即PET，对于在用于水、碳酸软饮料的瓶子和其他包装制品中的用途来说是一种特选的塑料。这些瓶子和其他容器容易地通过分选、粒化、洗涤和进一步的分级从消费者再循环的废料回收到无杂质的聚酯粒料或薄片(PCR)的物流中。为了满足涉及聚酯用于食品接触应用的用途的规定，需要进一步对PCR纯化以移除任何吸收的杂质，并且将分子量增加到标准瓶子树脂的分子量，以能够再使用该PCR。碳酸软饮料和瓶装水的主要商标持有者已经将它们所采购的PET树脂中的PCR含量的目标设定为在2030年前到达50％。
[0004]也已经知道将废的消费后聚酯(PCR)化学解聚成为它们的起始原材料(单体)，其可以随后用于制造PET树脂。这些工艺使用甲醇醇解、水解或二醇醇解反应将废的聚酯解聚成基础原材料如对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸、二醇或单体(对苯二甲酸双
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羟甲酯)。为了在原材料或单体可以用作给料或者与原生给料共混用于制造PET之前将它们纯化，这些工艺都需要额外的步骤，这导致了成本上的增加。
[0005]在甲醇醇解聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)工艺中，将废PET与甲醇反应，以制备原材料对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)。必须将这些反应产物纯化，以在用于制备原生聚酯(从它的原材料形成的聚酯)之前满足与原生给料相同的规格。然而，大多数商业PET制备设施使用对苯二甲酸(TA)而不是DMT，并且因此需要额外的工艺将DMT转化成TA。
[0006]PET的水解是将废PET与水反应而解聚成TA和EG。然而，已知在废PET中通常存在的某些种类的污染物非常难于并且需要额外的纯化步骤获得高纯度TA。
[0007]PET的二醇醇解是将废PET与二醇(如EG)反应以制备单体对苯二甲酸双
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羟乙酯(BHET)和其他低聚物。此工艺相对于甲醇醇解或水解具有显著的优点，主要是因为BHET可以在DMT或TA聚酯制备工艺中用作原材料，无需对制备设施进行显著大幅更改。然而，在可以将BHET用于制造具有与原生PET相同的品质标准的PET树脂之前，必须将BHET纯化。
[0008]已经公开了多种其中将PCR在挤出机中熔融并添加到连续聚合单元的酯化反应器的工艺。美国专利申请2003/0134915公开了一种这样的工艺：其中将PCR熔融，伴随添加乙二醇，并且挤出到用于解聚的酯化反应器，伴有低聚的酯化产物；随后将该反应产物在连续聚合单元的后续的反应器中聚合。在最终缩聚反应器(“后缩聚器(finisher)”)中的真空移除了在PCR中吸收的污染物。无定形的粒料可以固相聚合到对于容器应用来说所需的分子量，或者可以在后缩聚器中聚合到最终分子量。当前的用于将PCR薄片添加到现有CP管线的工艺以平均25％再循环内容物运行。最新安装的CP管线具有超过30吨/天的容量，并且为了添加50％PCR而改进这些管线将会需要能够以15吨/小时作业的挤出机，这超出了当前挤出机技术的速率。一台或多台高生产量挤出机的资本成本以及在这些挤出机的马达和齿轮箱
中的能量损失的成本使得该技术没有吸引力。
[0009]此外，在PET连续制造工艺期间回收的二醇再循环返回而与原生二醇一起用于采用对苯二甲酸的初始酯化工艺中。对于添加高量的PCR薄片来说，污染物和分解产物会要求将回收的二醇在用作起始原材料之前进行纯化。
[0010]WO2019/162265公开了一种概念上的工艺，其中将PCR薄片加热，随后在动态混合器中与来自PET连续聚合单元的中间体物流混合，以将PCR解聚，随后返回到连续聚合单元以完成其聚合。该专利申请没有提供任何支持该工艺的实现性的实施例。
[0011]因此，需要更加能量高效且低资本成本的工艺，以不超过75％的比率在连续PET聚合单元中利用PCR薄片。
[0012]专利技术概述
[0013]根据本专利技术的一个实施方案，一种在连续聚合单元中制造含有废聚酯的聚酯聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：
[0014]从所述连续聚合单元提供中间体预聚物物流，并且将所述中间体预聚物物流的一部分转向到离心混合器，以及
[0015]将废聚酯添加到所述离心混合器以获得均匀熔体物流，以及
[0016]将所述均匀熔体物流与所述中间体聚合物物流的剩余部分组合以形成出口物流，
[0017]其中所述方法的特征在于，在步骤b)中的所述废聚酯没有被加热或熔融。
[0018]根据本专利技术的另一个实施方案，所述用于制造聚酯聚合物的方法，其包括作为所述废聚酯的PCR薄片或工业使用后PET废料。
[0019]根据本专利技术的还另一个实施方案，所述用于制造聚酯聚合物的方法，其包括具有不超过75％废聚酯的出口物流。
[0020]根据本专利技术的还另一个实施方案，所述用于制造聚酯聚合物的方法，其中所述均匀熔体物流与所述中间体聚合物物流的所述剩余部分的特性粘度之间的差在按照ASTM D4603
‑
96于25℃测量时在约
±
0.10dl/g的范围内。
[0021]根据本专利技术的还另一个实施方案，所述用于制造聚酯聚合物的方法，其中所述均匀熔体物流与所述中间体聚合物物流的所述剩余部分的特性粘度之间的差在按照ASTM D4603
‑
96于25℃测量时在约
±
0.05dl/g的范围内。
[0022]根据本专利技术的还另一个实施方案，所述用于制造聚酯聚合物的方法，其包括所述废聚酯在所述离心混合器中的停留时间少于约3分钟。
[0023]根据本专利技术的还另一个实施方案，所述用于制造聚酯聚合物的方法，其中在所述离心混合器中使用的能量在约0.69MJ/kg至约1.21MJ/kg之间。
[0024]根据本专利技术的还另一个实施方案，所述用于制造聚酯聚合物的方法，其包括进入所述离心混合器的附加进料物流，所述附加进料物流含有选自由以下各项组成的组中的组分：乙二醇、着色剂、调色剂、染料、脱模剂、再热剂、阻燃剂、增塑剂、稳定剂、扩链剂、冲击改性剂和它们的组合。
[0025]根据本专利技术的还另一个实施方案，所述用于制造聚酯聚合物的方法，其包括在添加到所述离心混合器之前将所述聚酯废料在干燥器设备中干燥。
[0026]根据本专利技术的还另一个实施方案，所述用于制造聚酯聚合物的方法，其包括：在所述出口物流中，所述均匀熔体物流与所述中间体聚合物物流的所述剩余部分的比率在约1:
5至约2:1之间。
[0027]根据本专利技术的还另一个实施方案，所述用于制造聚酯聚合物的方法，其中在保持所述出口物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在连续聚合单元中制造含有废聚酯的聚酯聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：a)从所述连续聚合单元提供中间体预聚物物流，并且将所述中间体预聚物物流的一部分转向到离心混合器，以及b)将废聚酯添加到所述离心混合器以获得均匀熔体物流，以及c)将所述均匀熔体物流与所述中间体聚合物物流的剩余部分组合以形成出口物流，其中所述方法的特征在于，在步骤b)中的所述废聚酯没有被加热或熔融。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述废聚酯是PCR薄片或工业使用后PET废料。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述出口物流含有不超过75％废聚酯。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述均匀熔体物流与所述中间体聚合物物流的所述剩余部分的特性粘度之间的差在按照ASTM D4603
‑
96在25℃测量时在约+0.10dl/g的范围内。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述均匀熔体物流与所述中间体聚合物物流的所述剩余部分的特性粘度之间的差在按照ASTM D4603
‑
96在25℃测量时在约+0.05dl/g的范围内。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述废聚酯在所述离心混合器中的停留时间少于约3分钟。7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述离心混合器中使用的能量在约0.69MJ/kg至约1.21MJ/kg之间。8.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括进入所述离心混合器的附加进料物流，所述附加进料物流含有选自由以下各项组成的组中的组分：乙二醇、着色剂、调色剂、染料、脱模剂、阻燃剂、增塑剂、稳定剂、扩链剂、冲击改性剂和它们的组合。9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在添加到所述离心混合器之前将所述聚酯废料在干燥器设备中干燥。10.根据权利要求1所述的方法，其中在所述出口物流中所述均匀熔体物流与所述中间体聚合物物流的所述剩余部分的比率在约1:5至约2:1之间。11.根据权利要求1所述的方法，其中在保持所述出口物流到所述连续聚合单元的后缩聚器工段的恒定流量的同时，转向到所述离心混合器的所述中间体物流的量可以基于在所述出口物流中的废聚酯的所需量变动。12.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括过滤所述均匀熔体物流。13.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括经过第一过滤装置和第二过滤装置过滤所述均匀熔体物流。14.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述均匀熔体物流引入到用于移除所述均匀熔体中的任何挥发性产物的脱气器装置中。15.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在将所述出口物流转移到所述连续聚合单元的下一工段之前将所述出口物流引入到静态混合器中。16.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在将所述出口物流转移到所述连续聚合单元的后缩聚器工段之前将所述出口物流引入到静态混合器中。17.一种通过权利要求1所述的方法制造的用于在连续聚合单元的后缩聚器中聚合的
聚酯聚合物。18.一种用于制造含有废聚酯的聚酯聚合物的系统，所述系统包括：离心混合器，其至少具有第一入口...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚什万，
申请(专利权)人：奥里格聚合物股份有限公司，
类型：发明
国别省市：