[发明专利]一种使用PTA残渣合成环保聚酯多元醇的方法

说明书

本申请涉及一种使用PTA残渣合成环保聚酯多元醇的方法，其包括以下步骤：S1：在第一温度下，使PTA残渣、不饱和一元脂肪酸、无机酸、催化剂和多元醇反应第一预定时间段，得到第一反应混合物；S2：使第一反应混合物在第二温度下保温第二预定时间段，反应完成后得到所述环保聚酯多元醇。本申请的有益效果在于首创性地在使用PTA残渣合成聚酯多元醇的过程中增加无机酸作为添加剂，显著缩短了后续工艺中的过滤时间，且可回收PTA残渣中宝贵的重金属催化剂，间接降低制备聚酯多元醇的成本。

技术领域

本申请涉及有机合成和化工废弃物回收利用技术领域。具体来说，本申请涉及一种使用PTA残渣合成环保聚酯多元醇的方法。

背景技术

如上海市聚氨酯工业协会发布的团体标准《T/SPUIA000001-2018》所规定，精对苯二甲酸(PTA)残渣(residues resulting in pure terephthalic acid fabrication)指生产精对苯二甲酸(PTA)氧化和精制两个过程中产生的残渣，其主要成分有对苯二甲酸、对甲基苯甲酸、间苯二甲酸和苯甲酸等。PTA残渣的这些组分中的90％都具备回收利用价值。

中国是PTA生产大国，每年生产至少4000万吨PTA，生产每吨PTA将产生约5公斤的PTA残渣，每年生产至少20万吨PTA残渣。因此，回收利用PTA残渣的任务非常艰巨。目前回收利用PTA残渣的化学方法主要包括酯化法制备增塑剂、甲醇酯化合成甲酯类化合物、与乙二醇酯化制备不饱和树脂以及利用PTA残渣制备活性炭等。

此外，以PTA残渣作为多元酸原料来合成聚酯多元醇是回收利用PTA残渣的另一个重要方向。由PTA残渣合成的芳烃聚酯多元醇可作为制备聚氨酯原料，有着广泛的应用前景和可观的经济效益。但是，在PTA生产过程中会使用钴、锰等重金属作为催化剂，这些重金属催化剂也残留在PTA残渣中，给PTA残渣的回收利用带来了一定的障碍。

为此，本领域持续需要开发一种可以减少甚至消除重金属催化剂影响的使用PTA残渣合成环保聚酯多元醇的方法。

发明内容

PTA残渣中包含残留的重金属催化剂，例如钴或锰等。一方面，这些重金属催化剂价格昂贵却因为包含在PTA残渣中得不到有效回收，导致宝贵资源白白浪费。另一方面，在使用PTA残渣合成聚合物时，这些重金属催化剂或者它们的离子容易与有机酸形成不容易水的金属皂，这给后续的过滤工艺带来较大困难，导致过滤时间过长，且显著缩短了过滤设备的使用寿命。此外，在生产PTA的过程中，为了对管道进行除垢，通常需要用强碱例如氢氧化钠洗涤管道。在使用PTA残渣合成聚合物时，强碱中的阳离子也会形成金属皂，加大过滤难度。

本申请之目的在于提供一种可以减少甚至消除重金属催化剂影响的使用PTA残渣合成环保聚酯多元醇的方法，从而解决现有技术中的上述技术问题。具体来说，本申请的方法首创性地在使用PTA残渣合成聚酯多元醇的过程中增加无机酸作为添加剂。无机酸可以将PTA残渣中各种不溶于水的金属皂转换成易溶于水或反应体系的无机酸盐，这令人意外地缩短了所合成的聚酯多元醇在后续过滤时所消耗的时间，还可同时回收这些宝贵的重金属。

为了实现上述目的，本申请提供下述技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种使用PTA残渣合成环保聚酯多元醇的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：在第一温度下，使PTA残渣、不饱和一元脂肪酸、无机酸、催化剂和多元醇反应第一预定时间段，得到第一反应混合物；

S2：使第一反应混合物在第二温度下保温第二预定时间段，反应完成后得到所述环保聚酯多元醇。

在第一方面的一种实施方式中，所述方法还包括在步骤S1之前在170℃下对形成第一反应混合物的原料进行脱水。

在第一方面的一种实施方式中，所述方法还包括在步骤S2之后使环保聚酯多元醇在真空状态下保持第三预定时间段。