一種對苯二甲酸二辛酯的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種對苯二甲酸二辛酯的制備方法，即涉及一種催化廢聚酯PET異辛醇醇解反應制備對苯二甲酸二辛酯的方法。
【背景技術】
[0002]同鄰苯二甲酸二辛酯相比，對苯二甲酸二辛酯具有更佳的耐熱、耐寒、難揮發、抗抽出、柔軟性和電絕緣性等優點，屬性能優良的塑料主增塑劑。此外，對苯二甲酸二辛酯也可用于人造革膜的生產、涂料添加劑、精密儀器潤滑劑、潤滑劑添加劑和紙張的軟化劑等。目前，制備對苯二甲酸二辛酯的方法主要有3種:(1)對苯二甲酸(TPA)直接酯化法，(2)對苯二甲酸二甲酯(DMT)酯交換法(3)聚酯PET降解法。前兩者因TPA和DMT價格昂貴而限制了其工業化生產。因此，由于我國每年約有近30萬噸的廢聚酯PET產出，采用廢聚酯PET醇解法制備對苯二甲酸二辛酯受到廣泛關注。傳統工藝多以鈦酸四丁酯、醋酸鋅、稀土復合催化劑或SnO等為催化劑催化聚酯PET辛醇醇解制備對苯二甲酸二辛酯，但上述催化劑不能回收、重復利用，存在嚴重的環境問題。由此，本申請采用一種可循環使用的新型催化劑催化廢聚酯PET的異辛醇醇解反應制備對苯二甲酸二辛酯。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是取代傳統的催化劑，提供一種催化性能優良的環境友好的催化劑催化廢聚酯PET的異辛醇醇解反應制備對苯二甲酸二辛酯，并回收乙二醇。
[0004]本發明涉及一種催化廢聚酯PET異辛醇醇解反應制備對苯二甲酸二辛酯的方法，其特征在于采用七氯二鐵酸1-(3-磺酸丙基)-3_甲基咪唑為催化劑催化PET的異辛醇醇解反應，在PET結構單元和異辛醇的物質的量比1:5?1:8、PET和催化劑的質量比1000:1?100:3、反應溫度180?245°C、反應時間2?8h的條件下，制備對苯二甲酸二辛酯，并回收乙二醇。
[0005]本發明所述的反應條件以廢PET結構單元和異辛醇的物質的量比1:6?1:7、廢PET和催化劑的質量比1000:3?100:1、反應溫度190?215°C、反應時間4?6h為佳。
[0006]本發明通過以下技術方案解決這一技術問題:
[0007]1.以七氯二鐵酸1- (3-磺酸丙基)-3-甲基咪唑為催化劑PET醇解，按廢PET結構單元和異辛醇物質的量比1:5?1:8、PET和催化劑的質量比按1000:1?100:3投入配有攪拌器、溫度計、油水分離器三口燒瓶中，加熱攪拌反應，反應溫度是180?245°C，反應時間2?8h。反應后靜止沉降并冷卻到室溫，反應混合液分為兩相，下層相為催化劑，上層相為異辛醇和對苯二甲酸二辛酯，分相后，減壓蒸餾上層相蒸出過量異辛醇，得到產物對苯二甲酸二辛酯，并計算其收率。從油水分離器中得到乙二醇的水溶液，減壓脫水并精制，得到乙二醇。
[0008]2.本發明的方法所使用的催化劑用量少、可重復使用，分離所得的催化劑無需任何處理即可用于下次醇解反應，重復使用16次，醇解產物對苯二甲酸二辛酯和乙二醇的收率未見明顯下降。
[0009]本發明與傳統催化劑相比，其特點是:
[0010]1.催化劑催化性能和重復使用性能佳。
[0011]2.產物后處理簡單，所得產品色淺、質好，且與催化劑不相混溶而自行分層，使產物的分離及后處理更為容易。
[0012]3.催化劑用量少，反應用過后不經任何處理即可用于下次反應，且催化性能未見降低，循環使用性能好，屬環境友好工藝路線。
[0013]具體實施方法
[0014]下面結合實施例對本發明的方法做進一步說明，并不是對本發明的限定。
[0015]實施例1:將192.2g PET、781.2g異辛醇和1.9g七氯二鐵酸1-(3-磺酸丙基)-3-甲基咪唑加熱到190°C攪拌反應4h，靜止并冷卻到室溫分相。下層相為催化劑，可以直接用于下次反應。上層為過量異辛醇和產物對苯二甲酸二異辛酯，真空蒸餾蒸出未反應的異辛醇，并得到產物對苯二甲酸二異辛酯，收率為98.8%。從油水分離器中得到乙二醇的水溶液，減壓脫水并精制，得到乙二醇，收率為97.9%。
[0016]對比實施例1:將192.2g PET,781.2g異辛醇和1.9g鈦酸四丁酯加熱到190。。攪拌反應4h，靜止并冷卻到室溫。在反應體系中真空蒸餾蒸出未反應的異辛醇，再減壓蒸餾得到產物對苯二甲酸二異辛酯，收率為72.5%。從油水分離器中得到乙二醇的水溶液，減壓脫水并精制，得到乙二醇，收率為68.4%。
[0017]對比實施例2:將192.2g PET,781.2g異辛醇和1.9g醋酸鋅加熱到190°C攪拌反應4h，靜止并冷卻到室溫。在反應體系中真空蒸餾蒸出未反應的異辛醇，再減壓蒸餾得到產物對苯二甲酸二異辛酯，收率為68.5%。從油水分離器中得到乙二醇的水溶液，減壓脫水并精制，得到乙二醇，收率為59.1 %。
[0018]對比實施例3:將192.2g PET,781.2g異辛醇和1.9g 4-磺酸丁基三乙基銨溴鋅酸鹽(其中氯化4-磺酸丁基三乙基銨鹽與溴化鋅的摩爾比1:3.0)加熱到190°C攪拌反應4h，靜止并冷卻到室溫分相。下層相為催化劑，可以直接用于下次反應。上層為過量異辛醇和產物對苯二甲酸二異辛酯，真空蒸餾蒸出未反應的異辛醇，并得到產物對苯二甲酸二異辛酯，收率為85.8%。從油水分離器中得到乙二醇的水溶液，減壓脫水并精制，得到乙二醇，收率為82.0%。
[0019]對比實施例4:將192.2g PET,781.2g異辛醇和1.9g 3-磺酸丙基三丙基銨氯鐵酸鹽(其中氯化3-磺酸丙基三丙基銨鹽與氯化鐵的摩爾比1:4.0)加熱到190°C攪拌反應4h，靜止并冷卻到室溫分相。下層相為催化劑，可以直接用于下次反應。上層為過量異辛醇和產物對苯二甲酸二異辛酯，真空蒸餾蒸出未反應的異辛醇，并得到產物對苯二甲酸二異辛酯，收率為87.3%。從油水分離器中得到乙二醇的水溶液，減壓脫水并精制，得到乙二醇，收率為 85.6%。
[0020]對比實施例5:將10g PET、14.3g異辛醇和L 9g七氯二鐵酸1- (3-磺酸丙基)-3-甲基咪唑加熱到220°C攪拌反應5h，靜止并冷卻到室溫分相。下層相為離子液體催化劑，可以直接用于下次反應。上層為過量異辛醇和產物對苯二甲酸二辛酯，真空蒸餾蒸出未反應的異辛醇，并得到產物對苯二甲酸二辛酯，收率為94.2%。從油水分離器中得到乙二醇的水溶液，減壓脫水并精制，得到乙二醇，收率為92.6%。
[0021]由上面案例對比可知:使用七氯二鐵酸1-(3-磺酸丙基)-3_甲基咪唑為催化劑的所得產物對苯二甲酸二辛酯和乙二醇的收率更高。
[0022]實施例2:將192.2g PET,651.0g異辛醇和5.4g七氯二鐵酸1-(3-磺酸丙基)-3-甲基咪唑加熱到180°C攪拌反應4h，靜止并冷卻到室溫分相。下層相為催化劑，可以直接用于下次反應。上層為過量異辛醇和產物對苯二甲酸二異辛酯，真空蒸餾蒸出未反應的異辛醇，并得到產物對苯二甲酸二異辛酯，收率為95.3%。從油水分離器中得到乙二醇的水溶液，減壓脫水并精制，得到乙二醇，收率為93.0%。
[0023]實施例3:將192.2g PET、1041.6g異辛醇和0.2g七氯二鐵酸1-(3-磺酸丙基)-3-甲基咪唑加熱到245°C攪拌反應3h，靜止并冷卻到室溫分相。下層相為催化劑，可以直接用于下次反應。上層為過量異辛醇和產物對苯二甲酸二異辛酯，真空蒸餾蒸出未反應的異辛醇，并得到產物對苯二甲酸二異辛酯，收率為98.1%。從油水分離器中得到乙二醇的水溶液，減壓脫水并精制，得到乙二醇，收率為96.6%。
[0024]實施例4:將192.2g ΡΕΤ、911.4g異辛醇和2.5g七氯二鐵酸1_(3_磺酸丙基)-3-甲基咪唑加熱到210°C攪拌反應3h，靜止并冷卻到室溫分相。下層相為催化劑，可以直接用于下次反應。上層為過量異辛醇和產物對苯二甲酸二異辛酯，真空蒸餾蒸出未反應的異辛醇，并得到產物對苯二甲酸二異辛酯，收率為98.1%。從油水分離器中得到乙二醇的水溶液，減壓脫水并精制，得到乙二醇，收率為97.0%。
[0025]實施例5:將192.2g PET, 781.2g異辛醇和3.8g七氯二鐵酸1-(3-磺酸丙基)-3-甲基咪唑加熱到190°C攪拌反應4h，靜止并冷卻到室溫分相。下層相為催化劑，可以直接用于下次反應。上層為過量異辛醇和產物對苯二甲酸二異辛酯，真空蒸餾蒸出未反應的異辛醇，并得到產物對苯二甲酸二異辛酯，收率為98.8%。從油水分離器中得到乙二醇的水溶液，減壓脫水并精制，得到乙二醇，收率為97.9%。
[0026]實施例6:將192.2g PET,781.2g異辛醇和實施例5重復17次后回收所得的催化劑七氯二鐵酸1-(3-磺酸丙基)-3-甲基咪唑加熱到190°C攪拌反應4h，靜止并冷卻到室溫分相。下層相為催化劑，可以直接用于下次反應。上層為過量異辛醇和產物對苯二甲酸二異辛酯，真空蒸餾蒸出未反應的異辛醇，并得到產物對苯二甲酸二異辛酯，收率為98.2%。從油水分離器中得到乙二醇的水溶液，減壓脫水并精制，得到乙二醇，收率為97.5%。
【主權項】
1.一種催化廢聚酯PET異辛醇醇解反應制備對苯二甲酸二辛酯的方法，其特征在于采用七氯二鐵酸1-(3-磺酸丙基)-3-甲基咪唑為催化劑催化PET的異辛醇醇解反應，在PET結構單元與異辛醇的物質的量比1:5?1:8、PET和催化劑的質量比1000:1?100:3、反應溫度180?245°C、反應時間2?8h的條件下，制備對苯二甲酸二辛酯，并回收乙二醇。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于反應條件以廢PET結構單元和異辛醇的物質的量比1:6?1:7、廢PET和離子液體的質量比1000:3?100:1、反應溫度190?215。。、反應時間4?6h為佳。
【專利摘要】一種催化廢聚酯PET異辛醇醇解反應制備對苯二甲酸二辛酯的方法，其特征在于采用七氯二鐵酸1-(3-磺酸丙基)-3-甲基咪唑為催化劑催化PET的異辛醇醇解反應，在PET結構單元和異辛醇的物質的量比1:5～1:8、PET和催化劑的質量比1000:1～100:3、反應溫度180～245℃、反應時間2～8h的條件下，制備對苯二甲酸二辛酯，并回收乙二醇。與現有技術相比：1.原料更為經濟。2.產物對苯二甲酸二辛酯與催化劑不相混溶而自行分層，使分離過程更為容易。3.催化劑用量少，且可循環使用。4.反應時間短。
【IPC分類】C07C29/128, C07C31/20, C07C67/03, C07C69/82
【公開號】CN105254503
【申請號】CN201510727186
【發明人】劉仕偉, 于世濤, 李露, 解從霞, 劉福勝, 劉悅, 宋修艷
【申請人】青島科技大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月30日