การสังเคราะห์ DOTP จาก PET และออกทานอล
การสังเคราะห์ไดอ็อกทิลเทเรฟทาเลต (DOTP) โดยใช้โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) และออกทานอลนั้นมีแกนหลักในการทำให้ PET สลายตัวและรวมกับออกทานอลผ่านกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน วิธีการต่อไปนี้เป็นวิธีเฉพาะที่อิงจากการปฏิบัติในอุตสาหกรรมและผลการวิจัยทางวิทยาศาสตร์:
พันธะเอสเตอร์ในสายโมเลกุลของ PET ถูกทำลายภายใต้การกระทำของออกทานอลและตัวเร่งปฏิกิริยา และอีทิลีนไกลคอลถูกแทนที่ด้วยออกทานอล สร้าง DOTP และผลิตภัณฑ์พลอยได้คืออีทิลีนไกลคอล:
กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการทำลายโครงสร้างพอลิเมอร์ของ PET ผ่านการทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ ตามด้วยการแทนที่กลุ่มฟังก์ชันผ่านการถ่ายเอสเทอร์
II. ขั้นตอนสำคัญ
- การเตรียมการก่อนการผลิตวัสดุ
การแปรรูป PET: กำจัดสิ่งสกปรกจาก PET เสียและบดให้เป็นอนุภาคขนาด 2-4 มม.
การเลือกออกทานอล: ใช้ออกทานอลเกรดอุตสาหกรรม (2-เอทิลเฮกซานอล) ที่มีความบริสุทธิ์ ≥99% และเพิ่มในปริมาณที่มากเกินไปเพื่อขับเคลื่อนปฏิกิริยาไปในทิศทางข้างหน้า。
2. กระบวนการผลิตต่อเนื่อง
การกำหนดค่าของอุปกรณ์: ใช้เครื่องปฏิกรณ์การแอลกอฮอล์แบบต่อเนื่องที่มีการป้อนเข้า พร้อมด้วยหอการกลั่น ถังดูดซับเอทิลีนไกลคอลหลายขั้นตอน และอุปกรณ์การกลั่นออกทานอล
การออกแบบกระบวนการ:
ขั้นตอนการแอลกอฮอลิซิส: PET, ออกทานอล และตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกคนที่อุณหภูมิสูงในหม้อปฏิกิริยา และเอทิลีนไกลคอลและไอออกทานอลที่เกิดขึ้นจะเข้าสู่คอลัมน์การกลั่น。
ขั้นตอนการแยก: หลังจากการควบแน่น ไอน้ำจะเข้าสู่ถังดูดซับรอง ซึ่งเอทิลีนไกลคอลจะถูกดูดซับโดยน้ำ ออกทานอลจะถูกกำจัดน้ำออกผ่านหอแห้งและจากนั้นนำกลับมาใช้ใหม่
ขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์: สารผสมที่เกิดปฏิกิริยาจะถูกนำไปผ่านการกลั่นด้วยสุญญากาศเพื่อแยกออกจากอ็อกทานอลที่เหลืออยู่ จากนั้นสิ่งเจือปนจะถูกกำจัดออกผ่านการดูดซับด้วยถ่านกัมมันต์และการล้างด้วยน้ำ สุดท้ายจะได้ DOTP.
III. การแยกและการทำให้บริสุทธิ์
การประมวลผลผลิตภัณฑ์ดิบ: หลังจากทำให้สารผสมในการทำปฏิกิริยาหมดความร้อนแล้ว ให้กรองด้วยการดูดเพื่อกำจัดสารตกค้าง PET ที่ไม่ทำปฏิกิริยา
การกู้คืนการกลั่น:
การกลั่นสูญญากาศ: แยกออกจากกันอ็อกทานอลที่ไม่ทำปฏิกิริยา (อัตราการกู้คืน > 90%) และ DOTP.
การกลั่นสูญญากาศ: ทำให้เอทิลีนไกลคอลบริสุทธิ์เพื่อให้ได้มาตรฐานคุณภาพสูง (ความบริสุทธิ์ > 99.5%)
การกลั่นลึก: ใช้ถ่านกัมมันต์สำหรับการดูดซับและการฟอกสี (โดยใช้ปริมาณ 5% ของมวลผลิต) คนที่อุณหภูมิ 80°C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง และกรองเพื่อให้ได้ DOTP ที่ไม่มีสีและโปร่งใส.
IV. ความปลอดภัยและเศรษฐกิจ
การควบคุมความเสี่ยง: การทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูงควรทำในบรรยากาศที่ไม่ทำปฏิกิริยา (เช่น ไนโตรเจน) เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชันของออกทานอล; ตัวเร่งปฏิกิริยา (เช่น เตตระบิวทิลไททาเนต) ควรเก็บในสภาพที่ปิดสนิทเพื่อป้องกันการเกิดไฮโดรไลซิส.
ข้อได้เปรียบด้านต้นทุน:
การใช้ PET ที่ใช้แล้วสามารถลดต้นทุนวัตถุดิบได้ 40%-60% ในขณะที่ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายในการกำจัดขยะอีกด้วย
การลงทุนในอุปกรณ์สำหรับกระบวนการต่อเนื่องสามารถคืนทุนได้ภายใน 2-3 ปีผ่านการประหยัดวัตถุดิบและการเพิ่มความสามารถในการผลิต
ผ่านวิธีการที่กล่าวถึงข้างต้น สามารถบรรลุการใช้ทรัพยากร PET อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็สามารถได้รับพลาสติกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม DOTP ที่มีประสิทธิภาพยอดเยี่ยม ซึ่งจะนำไปสู่ทั้งผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม