Tổng hợp DOTP từ PET và Octanol
Sự tổng hợp của dioctyl terephthalate (DOTP) từ polyethylene terephthalate (PET) và octanol chủ yếu dựa vào quá trình chuyển este, cho phép sự phân hủy polymer của PET và sự kết hợp của nó với octanol. Dưới đây là một phương pháp chi tiết dựa trên thực tiễn công nghiệp và nghiên cứu khoa học:
I. Nguyên tắc Phản ứng
Dưới tác động của octanol và các chất xúc tác, các liên kết este trong chuỗi phân tử PET bị phá vỡ, và ethylene glycol được thay thế bằng octanol, tạo ra DOTP và sản phẩm phụ ethylene glycol:
Quá trình này liên quan đến alcoholysis để phá vỡ cấu trúc polymer của PET, tiếp theo là transesterification để hoàn thành sự thay thế nhóm chức năng.
II. Các bước chính và tham số quy trình
1. Xử lý trước nguyên liệu
- Xử lý PET
- Lựa chọn Octanol
2. Lựa chọn Hệ thống Chất xúc tác
- Chất xúc tác truyền thống
- Chất xúc tác mới
- Dung môi eutectic sâu (DES)
- Chất xúc tác composite dựa trên titan
3. Tối ưu hóa điều kiện phản ứng
- Kiểm soát Nhiệt độ
- Quy mô phòng thí nghiệm
- Quy mô công nghiệp
- Thời gian phản ứng
- Tốc độ khuấy
4. Quy trình sản xuất liên tục
- Cấu hình thiết bị
- Thiết kế quy trình
III. Tách biệt và Tinh chế
- Xử lý sản phẩm thô
- Chưng cất thu hồi
IV. Hướng tối ưu hóa và Thách thức
- Cải thiện hiệu quả năng lượng
V. An toàn và Kinh tế
- Kiểm soát rủi ro
- Lợi thế chi phí
- Sử dụng PET thải loại giảm chi phí nguyên liệu thô từ 40%-60% trong khi giảm phí xử lý rác thải nhựa.
- Đầu tư thiết bị trong các quy trình liên tục có thể được thu hồi trong vòng 2-3 năm thông qua việc tiết kiệm nguyên liệu và tăng năng suất.
VI. Trường hợp điển hình
Một doanh nghiệp ở Sơn Đông đã áp dụng quy trình chuyển este liên tục, sử dụng phế liệu chai PET và octanol làm nguyên liệu, với tetrabutyl titanate làm chất xúc tác (liều lượng 0,3%). Phản ứng được thực hiện ở 220°C trong 6 giờ, đạt được năng suất DOTP là 92% và tỷ lệ thu hồi ethylene glycol là 85%. Sau khi tối ưu hóa chưng cất áp suất âm, độ tinh khiết của ethylene glycol tăng từ 95% lên 99,8%, và chất lượng sản phẩm đáp ứng tiêu chuẩn vật liệu cáp IEC 70°C.
VII. Tài liệu tham khảo và Công cụ
- Lựa chọn chất xúc tác "Dung môi eutectic sâu dựa trên choline để xúc tác phản ứng rượu hóa PET nhằm chuẩn bị DOTP"
- Quy trình công nghiệp "Phương pháp và hệ thống thiết bị Alcoholysis để sản xuất DOTP từ chất thải polyester"
- Thiết kế thiết bị
Thông qua các phương pháp trên, việc sử dụng hiệu quả tài nguyên PET có thể đạt được, đồng thời sản xuất chất hóa dẻo DOTP hiệu suất cao, thân thiện với môi trường, kết hợp lợi ích kinh tế và môi trường. Trong sản xuất thực tế, các tham số quy trình nên được điều chỉnh theo đặc điểm nguyên liệu và điều kiện thiết bị để đạt được kết quả tối ưu.