PET와 옥탄올로부터 DOTP의 합성

생성 날짜 12.19
PET와 옥탄올로부터 DOTP 합성
디옥틸 테레프탈레이트(DOTP)를 합성하는 핵심은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 탈중합과 옥탄올과의 트랜스에스터화 과정을 통해 결합하는 것입니다. 다음은 산업 실무 및 과학 연구 결과를 기반으로 한 구체적인 방법입니다:
  1. 반응 원리
PET 분자 사슬의 에스터 결합이 옥탄올과 촉매의 작용 하에 파괴되고, 에틸렌 글리콜이 옥탄올로 대체되어 DOTP와 부산물인 에틸렌 글리콜이 생성됩니다:
이 과정은 알코올 분해를 통해 PET의 고분자 구조를 분해한 다음, 트랜스에스터화 과정을 통해 기능성 그룹을 치환하는 것을 포함합니다.
II. 주요 단계
  1. 원료 전처리
PET 가공: 폐 PET에서 불순물을 제거하고 2-4mm 입자로 분쇄합니다.
옥탄올 선택: 순도 ≥99%의 산업용 이소옥탄올(2-에틸헥산올)을 사용하고, 반응을 전방향으로 진행시키기 위해 과량을 추가합니다.
2. 지속적인 생산 과정
장비 구성: 연속 공급 알콜리시스 반응기가 사용되며, 증류탑, 다단계 에틸렌 글리콜 흡수 탱크, 그리고 옥탄올 정제 장치가 장착되어 있습니다.
프로세스 디자인:
알코올 분해 단계: PET, 옥탄올 및 촉매가 반응 조리에서 고온으로 교반되며, 생성된 에틸렌 글리콜과 옥탄올 증기가 증류탑으로 들어갑니다.
분리 단계: 응축 후, 증기는 2차 흡수 탱크로 들어가며, 여기서 에틸렌 글리콜이 물에 흡수됩니다. 옥탄올은 건조 타워를 통해 물이 제거되고, 이후 재사용을 위해 재활용됩니다.
정화 단계: 반응 혼합물은 남아 있는 옥타놀을 분리하기 위해 진공 증류를 거치고, 그 후 활성탄 흡착 및 물 세척을 통해 불순물이 제거되어 최종적으로 DOTP가 생성됩니다.
III. 분리 및 정제
원료 제품 가공: 반응 혼합물을 냉각한 후, 흡입으로 필터링하여 반응하지 않은 PET 잔여물을 제거합니다.
증류 회수:
진공 증류: 반응하지 않은 옥탄올(회수율 > 90%)과 DOTP를 분리합니다.
진공 증류: 에틸렌 글리콜을 정제하여 우수 품질 기준(순도 > 99.5%)을 충족합니다.
심층 정제: 활성탄을 사용하여 흡착 및 탈색(제품 질량의 5% 투여량)하고, 80°C에서 1시간 동안 교반한 후 필터링하여 무색 투명한 DOTP를 얻습니다.
IV. 안전과 경제
위험 관리: 고온 반응은 옥탄올의 산화를 피하기 위해 불활성 분위기(예: 질소)에서 수행해야 하며; 촉매(예: 테트라부틸 타이타네이트)는 가수분해를 방지하기 위해 밀폐된 상태에서 보관해야 합니다.
비용 이점:
폐 PET를 활용하면 원자재 비용을 40%-60% 절감할 수 있으며, 폐기물 처리 비용도 줄일 수 있습니다.
연속 공정을 위한 장비에 대한 투자는 원자재 절약과 생산 능력 증가를 통해 2-3년 이내에 회수될 수 있습니다.
위에서 언급한 방법을 통해 PET의 효율적인 자원 활용이 가능하며, 동시에 우수한 성능을 가진 친환경 플라스틱 가소제 DOTP를 얻을 수 있어 경제적 및 환경적 이점을 모두 누릴 수 있습니다.
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