乙二醇解聚廢棄聚酯制備重氮鹽的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種乙二醇解聚廢棄聚酯制備重氮鹽的方法，特征是，包括以下工藝步驟：（1）乙二醇解聚廢棄聚酯，得到產(chǎn)物BHET或PTA；（2）解聚產(chǎn)物的硝化及還原；（3）重氮化反應(yīng)。本發(fā)明通過乙二醇解聚廢棄聚酯，得到BHET或PTA，經(jīng)過硝化、還原、重氮等反應(yīng)可制備重氮鹽，該重氮鹽可與一系列偶合組份反應(yīng)制備偶氮染料，充分實(shí)現(xiàn)了廢棄聚酯的有效回收和循環(huán)利用。
【專利說明】乙二醇解聚廢棄聚酯制備重氮鹽的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于合成偶氮染料的重氮鹽的制備方法，尤其是一種乙二醇解聚廢棄聚酯制備重氮鹽的方法，屬于固體廢棄物處理、聚酯降解、紡織印染【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，合成纖維在纖維消費(fèi)中的份額已經(jīng)超過60%，而聚酯(PET)是世界上應(yīng)用最廣泛，產(chǎn)量最大的合成纖維之一。2012年I~12月，全國滌綸纖維的產(chǎn)量達(dá)3022.4萬噸，同比增長8.22%，廣泛應(yīng)用于建筑，紡織，國防，醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。但是聚酯廢料及丟棄的消費(fèi)品也帶來了污染，給環(huán)境帶來了損害。隨著原材料石油資源的日趨匱乏，廢棄聚酯的回收利用是當(dāng)前聚酯工業(yè)發(fā)展的重大問題，可以一定程度上的解決環(huán)境問題和能源問題。對聚酯進(jìn)行解聚，得到解聚產(chǎn)物對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)或?qū)Ρ蕉姿?PTA)單體，利用單體中苯環(huán)的共軛體系，通過硝化、還原、重氮、偶合，使共軛結(jié)構(gòu)延長，合成偶氮類染料，可用于錦綸、滌綸等合成纖維及其織物，以達(dá)到對廢棄聚酯的回收再利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種乙二醇解聚廢棄聚酯制備重氮鹽的方法，實(shí)現(xiàn)對廢棄聚酯纖維的回收再利用。
[0004]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種乙二醇解聚廢棄聚酯制備重氮鹽的方法，特征是，包括以下工藝步驟:
[0005](1) a、乙二醇解聚廢棄聚酯纖維:將I~3重量份醋酸鋅溶解于300~500重量份乙二醇中，加入經(jīng)清洗、干燥、粉碎后的100重量份廢棄聚酯纖維進(jìn)行加熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中保持?jǐn)嚢韬屯ǖ獨(dú)?，溫度?96~210°C，反應(yīng)時間為3~4.5小時；反應(yīng)結(jié)束后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，待反應(yīng)混合液冷卻至140°C以下，取下備用；將冷卻后的反應(yīng)混合液稀釋到去離子水中，真空抽濾，將得到的濾液在5~10°C冷卻結(jié)晶，真空抽濾；重復(fù)冷卻結(jié)晶、真空抽濾的操作3次后，將得到的結(jié)晶物于55~65°C真空干燥16~24小時，即得到解聚產(chǎn)物對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)；
[0006]b、將100重量份解聚產(chǎn)物BHET加入到100~120重量份濃度為30~50%的氫氧化鈉溶液中，在70~80°C的水浴加熱40~60分鐘；加熱反應(yīng)后進(jìn)行常壓過濾，將180~200重量份濃度為10~25%的稀鹽酸溶液加入到濾液中混合均勻后真空抽濾；將得到的濾餅加入去離子水中，再進(jìn)行真空抽濾；重復(fù)將濾餅加入去離子水進(jìn)行真空抽濾的操作3次；將得到的濾餅在60~80°C進(jìn)行真空干燥1.5~3小時，得到對苯二甲酸(PTA)；
[0007](2)硝化反應(yīng):將I重量份BHET或PTA與8~10重量份濃度為80~85%的濃硫酸在5~10°C混合均勻后，緩慢加入I~2重量份濃度為65~70%的濃硝酸，勻速加熱I小時至60°C，再勻速加熱I小時至80°C，于80°C恒溫反應(yīng)10~12小時；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)混合物冷卻至室溫,真空抽濾,將濾餅與去離子水混合均勻后真空抽濾,重復(fù)將濾餅加入去離子水進(jìn)行真空抽濾的操作直至pH=6.8~7.2 ;收集每次抽濾得到的濾液在冰水中重結(jié)晶、過濾、在60~80°C真空干燥I~3小時，得到BHET或PTA的硝基化合物，待用；
[0008](3)還原反應(yīng):將I重量份BHET或PTA的硝基化合物和3~5重量份氯化亞錫、60~100重量份濃度為30~40%的濃鹽酸混合均勻，在70~80°C反應(yīng)3~4小時；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)混合物冷卻至30~35°C、真空抽濾；濾餅加入去離子水中混合均勻，再真空抽濾，重復(fù)濾餅加入去離子水混合后真空抽濾的操作3次，將得到的濾餅在60~80°C真空干燥I~3小時，得到BHET或PTA的氨基化合物，待用；
[0009](4)重氮反應(yīng):重氮反應(yīng)步驟的所有操作溫度控制在5~10°C，具體步驟如下:
[0010]a、首先將I~2重量份亞硝酸鈉與2~4重量份濃度為10~25%的稀鹽酸混合，得到亞硝酸溶液，備用；
[0011]b、將I重量份BHET或PTA的氨基化合物與2~4份濃度為10~25%的稀鹽酸混合均勻，加入亞硝酸溶液攪拌均勻，反應(yīng)3~5小時，得到重氮鹽；
[0012]C、再向得到的重氮鹽中加入85~100重量份濃度為20~30%的脲，反應(yīng)時間I小時以除去多余的亞硝酸，即得到所述的重氮鹽。
[0013]本發(fā)明通過乙二醇解聚廢棄聚酯，得到BHET或PTA，經(jīng)過硝化、還原、重氮、偶合等反應(yīng)可制備重氮鹽，該重氮鹽可與一系列偶合組份反應(yīng)制備偶氮染料，充分實(shí)現(xiàn)了廢棄聚酯的有效回收和循環(huán)利用。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]實(shí)施例1:一種乙二醇解聚廢棄聚酯制備重氮鹽的方法，包括以下工藝步驟:
[0016]( I)乙二醇解聚廢棄聚酯纖維:將1.5重量份醋酸鋅溶解于300重量份乙二醇中，加入經(jīng)清洗、干燥、粉碎后的100重量份廢棄聚酯纖維進(jìn)行加熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中保持?jǐn)嚢韬屯ǖ獨(dú)猓瑴囟葹?00°c，反應(yīng)時間為3小時；反應(yīng)結(jié)束后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，待反應(yīng)混合液冷卻至140°C以下，取下備用；將冷卻后的反應(yīng)混合液稀釋到去離子水中，真空抽濾，將得到的濾液在5°C冷卻結(jié)晶，真空抽濾；重復(fù)冷卻結(jié)晶、真空抽濾的操作3次后，將得到的結(jié)晶物于55°C真空干燥24小時，即得到解聚產(chǎn)物對苯二甲酸乙二醇酯(BHET);所述解聚產(chǎn)物BHET的純度為96%，產(chǎn)率為92.0% ；
[0017](2)硝化反應(yīng):將I重量份BHET與8重量份濃度為80%的濃硫酸在10°C混合均勻后，緩慢加入I重量份濃度為65%的濃硝酸，勻速加熱I小時至60°C，再勻速加熱I小時至80°C，于80°C恒溫反應(yīng)10小時；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)混合物冷卻至室溫，真空抽濾，將濾餅與去離子水混合均勻后真空抽濾，重復(fù)將濾餅加入去離子水進(jìn)行真空抽濾的操作直至pH=6.8 ;收集每次抽濾得到的濾液在冰水中重結(jié)晶、過濾、在60°C真空干燥I小時，得到BHET的硝基化合物，待用；所述BHET的硝基化合物的純度為93%，產(chǎn)率為62.6% ；
[0018](3)還原反應(yīng):將I重量份BHET的硝基化合物和3重量份氯化亞錫、60重量份濃度為30%的濃鹽酸混合均勻，在70°C反應(yīng)3小時；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)混合物冷卻至30°C、真空抽濾；濾餅加入去離子水中混合均勻，再真空抽濾，重復(fù)濾餅加入去離子水混合后真空抽濾的操作3次，將得到的濾餅在60°C真空干燥I小時，得到BHET的氨基化合物，待用；所述BHET的氨基化合物的純度為92%，產(chǎn)率為59.5% ；
[0019](4)重氮反應(yīng):重氮反應(yīng)步驟的所有操作溫度控制在5°C，具體步驟如下:[0020]a、首先將I重量份亞硝酸鈉與2重量份濃度為10%的稀鹽酸混合，得到亞硝酸溶液，備用；
[0021 ] b、將I重量份BHET的氨基化合物與2份濃度為10%的稀鹽酸混合均勻，加入亞硝酸溶液攪拌均勻，反應(yīng)3小時，得到重氮鹽；
[0022]C、再向得到的重氮鹽中加入85重量份濃度為20%的脲，反應(yīng)生成氮?dú)夂投趸?，反?yīng)時間I小時以除去多余的亞硝酸，即得到所述的重氮鹽。
[0023]實(shí)施例1得到的重氮鹽可用于與偶合組份反應(yīng)制備偶氮染料:將I重量份N，N-二甲基苯胺加入到30重量份濃度為25%的稀鹽酸溶液中，冷卻至5°C;將該混合物加入到I重量份重氮鹽中，加入30重量份濃度為20%的碳酸鈉溶液在5°C下反應(yīng)2小時；反應(yīng)完全后，真空抽濾，濾餅在60~80°C真空干燥I小時，得到如式(I )所示的偶氮染料。所得到的偶氮染料的純度為94%，產(chǎn)率為78.5%。
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種乙二醇解聚廢棄聚酯制備重氮鹽的方法，其特征是，包括以下工藝步驟: (1)a、乙二醇解聚廢棄聚酯纖維:將I~3重量份醋酸鋅溶解于300~500重量份乙二醇中，加入經(jīng)清洗、干燥、粉碎后的100重量份廢棄聚酯纖維進(jìn)行加熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中保持?jǐn)嚢韬屯ǖ獨(dú)猓瑴囟葹?96~210°C，反應(yīng)時間為3~4.5小時；反應(yīng)結(jié)束后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，待反應(yīng)混合液冷卻至140°C以下，取下備用；將冷卻后的反應(yīng)混合液稀釋到去離子水中，真空抽濾，將得到的濾液在5~10°C冷卻結(jié)晶，真空抽濾；重復(fù)冷卻結(jié)晶、真空抽濾的操作3次后，將得到的結(jié)晶物于55~65°C真空干燥16~24小時，即得到解聚產(chǎn)物對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)； b、將100重量份解聚產(chǎn)物BHET加入到100~120重量份濃度為30~50%的氫氧化鈉溶液中，在70~80°C的水浴加熱40~60分鐘；加熱反應(yīng)后進(jìn)行常壓過濾，將180~200重量份濃度為10~25%的稀鹽酸溶液加入到濾液中混合均勻后真空抽濾；將得到的濾餅加入去離子水中，再進(jìn)行真空抽濾；重復(fù)將濾餅加入去離子水進(jìn)行真空抽濾的操作3次；將得到的濾餅在60~80°C進(jìn)行真空干燥1.5~3小時，得到對苯二甲酸(PTA)； (2)硝化反應(yīng):將I重量份BHET或PTA與8~10重量份濃度為80~85%的濃硫酸在5~10°C混合均勻后，緩慢加入I~2重量份濃度為65~70%的濃硝酸，勻速加熱I小時至60°C，再勻速加熱I小時至80°C，于80°C恒溫反應(yīng)10~12小時；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)混合物冷卻至室溫，真空抽濾，將濾餅與去離子水混合均勻后真空抽濾，重復(fù)將濾餅加入去離子水進(jìn)行真空抽濾的操作直至pH=6.8~7.2 ;收集每次抽濾得到的濾液在冰水中重結(jié)晶、過濾、在60~80°C真空干燥I~3小時，得到BHET或PTA的硝基化合物，待用； (3)還原反應(yīng):將I重量份BHET或PTA的硝基化合物和3~5重量份氯化亞錫、60~100重量份濃度為30~40%的濃鹽酸混合均勻，在70~80°C反應(yīng)3~4小時；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)混合物冷卻至30~35°C、真空抽濾；濾餅加入去離子水中混合均勻，再真空抽濾，重復(fù)濾餅加入去離子水混合后真空抽濾的操作3次，將得到的濾餅在60~80°C真空干燥I~3小時，得到BHET或PTA的氨基化合物，待用； (4)重氮反應(yīng):重氮反應(yīng)步驟的所有操作溫度控制在5~10°C，具體步驟如下: a、首先將I~2重量份亞硝酸鈉與2~4重量份濃度為10~25%的稀鹽酸混合，得到亞硝酸溶液，備用； b、將I重量份BHET或PTA的氨基化合物與2~4份濃度為10~25%的稀鹽酸混合均勻，加入亞硝酸溶液攪拌均勻，反應(yīng)3~5小時，得到重氮鹽； C、再向得到的重氮鹽中加入85~100重量份濃度為20~30%的脲，反應(yīng)時間I小時以除去多余的亞硝酸，即得到所述的重氮鹽。
【文檔編號】C09B29/46GK103664684SQ201310632820
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】李夢娟, 葛明橋, 余天石, 黃艷紅 申請人:江南大學(xué)