NO149746B - Solenergisamler for bolighus - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til avbygning

av polyetylentereftalat til dimetyltereftalat.

Oppfinnelsen vedrører avbygning av polyetylentereftalat til dimetyltereftalat under unngåelse av trykkbetingelser.

Det er kjent å avbygge polyetylentereftalat ved høye temperaturer og under anvendelse av metanol som står under høyt trykk til dimetyltereftalat. Disse reak-sjoner forløper riktignok med forholdsvis godt resultat. Reaksjonsf øringen under høyt trykk er imidlertid vanskelig og appa-rativ meget omstendelig. Allerede en liten utetthet gjør et avbrudd i avbygningsreaksjonen nødvendig. Den derpå nødven-dige begynnelses- og viderekj øring av om-setningsapparaturen er alltid forbundet med materielle tap av polyester og metanol og fører til betraktelig produksjons-nedsettelse og kvalitetsnedsettelse.

Man har også allerede forsøkt å avbygge polyetylentereftalat i form av en smelte uten trykkanvendelse ved hjelp av gjennomførte eller overførte metanoldamper til dimetyltereftalat. Ved de hittil kjente reaksjonsmåter er imidlertid reak-sjonshastigheten og utbyttet av dimetyltereftalat ikke tilfredsstillende og spalt-ningsreaksjonene tar overhånd.

Oppfinnelsen vedrører altså en fremgangsmåte til avbygning av polyetylentereftalat til dimetyltereftalat ved behandling av polyetylentereftalat med vanndamp ved en temperatur på ca. 400 °C med på-følgende pulverisering av polyetylentereftalatet og opphetning av det findelte pulver med metanoldamp, fraskilling av faste og tåkeformede bestanddeler og fraksjonering under avkjøling, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at reaksjonen utføres ved atmosfærisk trykk og at polyetylentereftalatet findeles til en partikkelstørrelse på 0,001 mm, hvorav det fremstilles en aerosol ved hjelp av metanoldamp og/eller inerte gasser, hvilken aerosol i turbulent strømmende form bringes til å reagere med overskudd av metanoldamp.

Ved innvirkningen av overopphetet vanndamp av en temperatur på ca. 400°C, som hensiktsmessig føres i motstrøm til polyetylentereftalatet, sprøgjøres dette hurtig og kan med de kjente midler fin-knuses mekanisk. Ifølge oppfinnelsen dri-ver man knusingen av polyetylentereftalatet så vidt til det oppstår et pulver av en midlere partikkelstørrelse på 0,001 mm. Erfaringsmessig har et slikt knust poly-etylentereftalatpulvers største partikkel en diameter på 0,005 mm.

Det således knuste polyetylentereftalat lar seg ved hjelp av strømmende inertgasser eller strømmende metanoldamper, eller aven blanding som inneholder begge,bringe i aerosolform ved hjelp av mekanisk hvirv-ling. Det har vist seg at en føring av gassene eller dampene gjennom pulveret på-skynder aerosoldannelsen. Etter en foretrukket utførelsesform blir den til aero-soldannelse benyttede inertgass eller metanoldamp eller blandingen av begge allerede før den kommer i berøring med polyetylentereftalatpulveret påskyndet til turbulent strømning, hvilket man lett likeledes kan oppnå med mekaniske midler, f. eks. ved ventilatorer.

En annen mulighet for å fremstille en polyetylentereftalatholdig aerosol fremkommer når man først suspenderer polyetylentereftalatpulveret i metanol. Den dannede, meget stabile suspensjon lar seg lett forstøve til en aerosol ved hjelp av kjente midler, f. eks. regulerbare nubilosa-dyser, i strømmende inertgasser eller i strømmende metanoldamper eller i en blanding av begge. Etter en foretrukket ut-førelsesform av denne fremgangsmåte, strømmer gassene eller dampene allerede turbulerende. De kan også allerede være foroppvarmet til den for omsetningsreak-sjonen nødvendige temperatur på 250 til 300° C.

Den egentlige omsetningsreaksjon mellom dimetyltereftalat og metanol foregår deretter ved aerosolfremstillmgen. Tilsva-rende de kjente reaksjonslover arbeider man med et overskudd av metylalkohol, som fortrinnsvis skal utgjøre minst 2,5 ganger den anvendte polyetylentereftalat-mengde. Man fører polyetylentereftalat-aerosolen og den dampformede metanol til et reaksjonsrom, hvor de uten anvendelse av trykk bringes til en temperatur fra 250 til 300°C. Det viste seg at omset-ningen av den aerosolformet fordelte polyetylentereftalat til dimetyltereftalat foregår med meget stor reaksjonshastighet, og bireaksjonen opptrer ikke i nevneverdig grad. Riktignok er det nødvendig mest mu-lig å utelukke tilgang av oksydasjon til reaksjonssonen.

Ifølge en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilfø-res aerosolen enten sammen med den overskytende metanoldamp eller adskilt fra hverandre tangensialt til et reaksjonsrom. Denne forholdsregel bevirker at det på-tvinges den turbulerende strømmende aerosol en sirkelbevegelse. Sirkelbevegelsen kan dessuten forsterkes ved mekaniske midler som hurtig omløpende rørere og anslags-plater i reaksjonsrommet. Man lar hensiktsmessig aerosolen og den overskytende metanoldamp tre inn i den nedre del av et loddrettstående reaksjonsrom for at den nyinntredende aerosol og den nyinntredende metanoldamp tvinger de allerede i reaksjonsrommet sirkulerende stoffer til en ekstra oppadgående bevegelse. Reaksjonsproduktet som trer ut øverst ved reaksjonsrommet føres til utskillere som f. eks. kan ha form av en kolonne. Likeledes er det fordelaktig å la reaksjonsblandingen passere sentrifugalutskillere for å utskille fra reaksjonsproduktene faste eller tåkeformede bestanddeler. Avkjøler man under utskilleprosessen eller i tilknytning til disse reaksjonsproduktene til temperaturer mellom 165 og 175°C, så kan man ved siden av ikke omsatt polyetylentereftalat og ka-talysatorrester ved disse steder også ytter-liggående adskille allerede de i reaksjonsproduktene inneholdte oligomere av dimetyltereftalat.

Deretter avkjøles videre de gjenblivende reaksjonsprodukter. Også denne avkjø-ling kan foregå fraksjonert. De ved av-kjølingen til slutt flytendegjorte reaksjonsprodukter underkastes en fraksjonert krystallisasjon, hvor det utkrystalliserer meget rent dimetyltereftalat i høye utbyt-ter som kan isoleres. Det etter adskillelse fra moderluten fremstilte dimetyltereftalat vaskes hensiktsmessig med kold metanol før tørkingen.

De i utskillerne oppfangede ikke om-satte deler av polyetylentereftalat kan igjen pulveriseres etter avkjølingen, over-føres i en aerosol og underkastes avbygningsreaksjonen. Likeledes kan metanolen som blir tilbake i moderluten etter den fraksjonerte krystallisasjon gjenvinnes destillativt og igjen anvendes ved avbygningsreaksjonen. Derved arbeider fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen meget øko-nomisk og muliggjør en omtrent fullsten-dig omsetning av polyetylentereftalatet, spesielt når man utfører avbygningsreaksjonen i kontinuerlig arbeidsgang. Selv-sagt kan også de eventuelt anvendte inertgasser igjen anvendes, riktignok må man da sørge for at de ikke blander seg med luftoksygen under reaksjonsproduktenes fraksjonerte avkjøling.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lar seg utføre uten katalysatortilsetning. I mange tilfelle lønner det seg imidlertid spesielt å tildosere gassformede katalysa-torer, som f. eks. hydrogenkloridgass, i reaksjonsrommet. Anvender man som gods som skal nedbygges, tekstil-polyetylentereftalatavfall som inneholder preparater, i hvis komponenter det forekommer for-bindelser av trebasiske syrer, spesielt av fosforsyre, lønner det seg å gjennomføre avbygningsreaksjonen i nærvær av sinkforbindelser med uorganiske eller organiske syrer eller av sinkoksyd. Hensiktsmessig setter man disse sinkforbindelser allerede til polyetylentereftalatet som finfordelt pulver. Tilsetter man dem etter polyetylen-tereftalatets pulverisering, så må sinkfor-bindelsenes partikkelstørrelse ligge i samme størrelsesorden som for polyetylentereftalatet.

Følgende eksempler skal forklare fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen nærmere:

Eksempel 1.

1000 g polyetylentereftalat behandles i et loddrett rør med motstrømmende overopphetet vanndamp av en temperatur på ca. 400°C. Vanndampen avgir en del av varmekapasiteten til polyetylentereftalatet og forlater røret med en temperatur på ca. 200°C. De på polyetylentereftalatav-fallet vedhengende oljeaktige tekstilhjelpe-midler avdestillerer med vanndampen. Polyetylentereftalatet oppvarmes ved hjelp av vanndampen over dets smeltepunkt og samler seg som smelte under røret. Den ca. 280°C varme smelte helles kontinuerlig på et endeløst stålbånd og størkner ved avkjø-ling. Ved vanndampbehandlingen er polyetylentereftalatet nu blitt så sprøtt at det lar seg male ved hjelp av vanlige møller til pulver av en midlere partikkelstørrelse på 0,001 mm. Dette pulver utrøres med 4 1 metanol til en suspensjon. Denne suspensjon forstøves i turbulent strømmende nitrogen ved hjelp av en kjent regulerbar nubilosadyse under samtidig innføring av 0,1 vektsprosent tørr klorhydrogengass be-regnet på anvendt polyetylentereftalat. Nitrogenet strømmer med en hastighet på 15 cm/sek. Reynolds tall ble fastslått til 2630. Den nu turbulent strømmende aerosol av polyetylentereftalat i blandingen av metanoldamp og nitrogen innføres tangensielt ved den nedre ende i et reaksjonsrom med 3 m lengde og 50 cm diameter. Reaksjonsrommet oppvarmes ved hjelp av en manteloppvarmning og oppvarmer det turbulerende reaksjonsgods til en temperatur på 270°C. De i reaksjonsrommet sirkulerende reaksjonsdeltagere trer likeledes tangensielt ut av rørets øvre del og kommer inn i en beholder som er oppvarmet til 250°C. En på beholderen påsatt kolonne med deflegmator bevirker en ytterligere avkjøling av reaksjonsproduktet «og styres således at det bare går over reaksjonsprodukter som forblir dampformet ved en temperatur fra 165 til 175°C. De adskilte pro-dukter avkjøles, pulveriseres igjen og anvendes på nytt. De dampformede tilbake-blivende reaksjonsprodukter avkjøles ved hjelp av et annet kjøleaggregat til 65°C. Det fremkommer en flytende glykol- og metanolblanding og etter relativ langsom

utkrystallisering meget rent dimetyltereftalat som sentrifugeres fra og vaskes med metanol. Man får 920 g dimetyltereftalat som etter vanlig fremgangsmåte kan kon-denseres til polyetylentereftalat og derved gir en høypolymer som etter smeltespinne-fremgangsmåten lar seg spinne til tråder av høy kvalitet.

Eksempel 2.

1000 g polyetylentereftalatavfall behandles som beskrevet i eksempel 1 med overopphetet vanndamp og males mekanisk ved hjelp av en mikrovindsiktmølle til partikkel av en midlere størrelse på 0,001 mm. Gjennom dette pulver hvirvles en nit-rogenstrøm som strømmer turbulerende. Nitrogenet trer ut av tre dyseåpninger og strømmer med en hastighet på 17 cm/sek. Aerosolen som danner seg av dimetylteref-talatpulver i nitrogen føres til et rundt, loddrettstående reaksjonsrør av en lengde på 3 m og en diameter på 50 cm ved dets nedre ende. 4000 ems metanol fordampes og bringes til en temperatur på 300°C. Metanoldampen innføres i reaksjonsrommet under tilførsel av polyetylentereftalat-aerosol. Begge strømmers tilførsler foregår tangensielt og som følge av dette utfører reaksjonsdeltagerne en sirkulerende bevegelse i reaksjonsrommet og stiger oppad fortrengt av de ny tilførte reaksjonsdelta-germengder. De uttredende reaksjonsprodukter tilføres til en til 250°C temperert utskiller, på hvis anslagsflater det utskiller seg faste og tåkeformede stoffer som ikke omsatt dimetyltereftalat og katalysator-og matteringsmiddelrester. I tilknytning hertil tilføres gjenblivende reaksjonsprodukter til en ytterligere beholder hvori det avkjøles til 170°C. Nu adskiller det seg også oligomere dimetyltereftalater. I en tredje beholder, som reaksjonsproduktene deretter når, foregår avkjølingen til 65°C og en fraksjonert krystallisasjon hvor dimetyltereftalat av høy renhet adskiller seg krys-tallinsk og kan isoleres som beskrevet i eksempel 1. Også utbyttene ligger innen rammen av det som er angitt i eksempel 1.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til avbygning av polyetylentereftalat til dimetyltereftalat ved behandling av polyetylentereftalat med vanndamp ved en temperatur på ca. 400°C med påfølgende pulverisering av polyetylentereftalatet og opphetning av det fin-

delte pulver med metanoldamp, fraskilling av faste og tåkeformede bestanddeler og fraksjonering under avkjøling, karakterisert ved at reaksjonen utføres ved atmosfærisk trykk og at polyetylentereftalatet findeles til en partikkelstørrelse på 0,001 mm, hvorav det fremstilles en aerosol ved hjelp av metanoldamp og/eller inerte gasser, hvilken aerosol i turbulent strøm-mende form bringes til å reagere med et overskudd av metanoldamp.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at man først suspenderer polyetylentereftalatpulveret i metanol og forstøver suspensjonen til en aerosol i en turbulent strøm av inerte gasser eller metanoldamper eller en blanding av begge.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 2, karakterisert ved at de inerte gasser eller den dampformede metanol eller blanding av begge allerede før fremstilling av aerosolen oppvarmes til en temperatur fra 250 til 300°C.

4. Fremgangsmåte ifølge påstandene 1—3, karakterisert ved at den ved reaksjonen med et overskudd av metanoldamp turbulent strømmende aerosol på-tvinges en sirkelbevegelse ved at aerosolen og den overskytende metanoldamp enten adskilt fra hverandre eller sammen inn-føres tangensielt i reaksjonsrommet.

5. Fremgangsmåte ifølge påstandene 1—4, karakterisert ved at de adskilte faste eller tåkeformede bestanddeler som ennu inneholder polyetylentereftalat etter knusing til et pulver av en midlere partikkelstørrelse på 0,001 mm anvendes ved fremstilling av aerosolen og på nytt tilføres til reaksjonen.

6. Fremgangsmåte ifølge påstandene 1—5, karakterisert ved at man sen-ker reaksjonsproduktets temperatur under fraskillelsen av faste eller tåkeformede bestanddeler til 165 til 175°C.