[发明专利]由聚酯甲醇分解解聚系统生产对苯二甲酸二甲酯的方法

说明书

公开了一种用于聚酯的解聚方法。方法包括(a)在足以解聚至少一些所述聚酯并形成包括对苯二甲酸二甲酯和至少一种二元醇的反应产物的条件下用甲醇处理所述聚酯；和(b)将二元醇转化为基本上不与所述对苯二甲酸二甲酯和聚酯反应的化合物。还描述了一种用于生产环状碳酸酯的方法。

发明领域

本发明大致涉及聚酯再循环方法的领域，并且更特别地涉及包括通过甲醇分解解聚聚酯，回收/使用甲醇分解反应产物并将那些产物转化成可用的化学化合物的聚酯再循环方法。

发明背景

在世界范围内，聚酯以远超75百万吨/年的巨大量生产。这种水平的商业成功可能部分可归因于聚酯的相对成本、可制备性和竞争性能属性的有吸引力的组合。聚酯的物理、化学和热性质使它们可用于广泛种类的最终用途应用并且对于广泛种类的最终用途应用是合意的，所述最终应用包括衣服、地毯和膜。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)可为用于许多最终用途的最普遍类型的聚酯之一，所述最终用途包括一次性用途应用，如饮料容器。随着普遍聚酯和具体PET的持续商业成功，已经努力从消费后、工业后、废料和其它来源中回收材料，并重新使用这些材料，作为基本处理方法如填埋的替代。

在一个已知的再循环方法中，再循环的PET与原生材料（virgin material）共混。该方法已经用于例如制备原生聚(对苯二甲酸丁二醇酯) (“PBT”)与再循环PET的共混物，以得到具有再循环成分的基于PBT的产品(参见例如美国专利公开专利申请No. 2009/0275698)。然而，这种共混物通常可以是不混溶的，并且产生相对不透明的材料。因此，共混不是提供具有再循环成分的商业上有价值的最终产品的一致地令人满意的方法。

在另一再循环方法中，聚酯解聚以形成最初用于其制备的单体单元。一种用于聚酯解聚的商业上使用的方法是甲醇分解。在甲醇分解中，聚酯与甲醇反应以产生解聚的聚酯混合物，其包含聚酯低聚物、对苯二甲酸二甲酯(“DMT”)和乙二醇(“EG”)。根据甲醇分解进料物流中聚酯的组成，也可产生其它单体，如例如1,4-环己烷二甲醇(“CHDM”)和二乙二醇（“DEG”）。PET甲醇分解的一些代表性方法描述于U.S. Pat. Nos. 3,037,050；3,321,510；3,776,945；5,051,528；5,298,530；5,414,022；5,432,203；5,576,456和6,262,294，其内容和公开通过引用并入本文中。代表性的甲醇分解方法也在转让给本发明受让人的U.S.Pat. No. 5,298,530中说明，其内容和公开通过引用并入本文中。‘530专利描述了从废料聚酯中回收乙二醇和对苯二甲酸二甲酯的方法。该方法包括步骤将废料聚酯溶解在乙二醇和对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯的低聚物中，并使过热的甲醇通过该混合物。低聚物可以包括任何低分子量聚酯聚合物，其组成与用作起始组分的废料的组成相同，使得废料聚合物将溶解在低分子量低聚物中。从解聚反应器放出的甲醇蒸气物流中回收对苯二甲酸二甲酯和乙二醇。

如本领域已知的和例如在美国专利No. 3,448,298中描述的，其内容和公开通过引入并入本文，PET的甲醇分解(以及由二醇酯和二元酸制备PET)是可逆的平衡反应，其中基于测量的反应平衡数据，与逆反应相比，正向反应不是有利的。在工业规模上，这代表了一个重要的问题，因为这通常导致增加的能量和/或材料使用以从PET获得DMT的高总产率。在某些试图解决这个问题的现有技术中，如例如在美国专利No. 5,298,530中所述，提出使用大量化学计量过量的过热蒸气形式的甲醇进行聚酯的甲醇分解解聚。

这种方法具有许多缺点。例如，与过热和/或冷凝过量甲醇相关的能量使用可显著增加方法的操作成本。如果使用甲醇蒸汽来蒸发DMT和EG产物，则潜在的操作和系统设备成本也会增加，因为DMT、EG和甲醇的混合物将需要经历一个或多个分离步骤以分离每种单独的化合物。

因此，对于具有增加的聚酯解聚和/或DMT产率且降低的甲醇需求的聚酯的甲醇分解解聚方法，存在着持续的未满足的需求。

发明内容