[发明专利]一种PBAT生产过程中PTA和BDO的酯化装置及方法

说明书

一种PBAT生产过程中PTA和BDO的酯化装置，包括反应器、料仓、真空闪蒸罐，料仓中设有搅拌器，料仓的进料口用于与PTA源、BDO源相连，料仓的排料口经进料泵、加热器，与反应器的物料通道进口相连，反应器的物料通道出口与所述真空闪蒸罐相连，物料通道进口设置微界面发生器，真空闪蒸罐的底部排液口用于对外排出BHBT，真空闪蒸罐的顶部排汽口经冷凝器与真空分离器相连，冷凝器、真空分离器的不凝气出口均与负压源相连。本发明结构简单、操作方便、运行效率大幅提高，可低成本满足大规模生产PBAT的生产需求，不需要采用BDO过量的方式即可使酯化反应正向进行，可有效提高PTA和BDO的酯化率，达到98.5％以上，还可有效避免物料返混，使BDO的循环量下降95％，大幅降低了能耗。

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及一种PBAT生产过程中PTA和BDO的酯化装置及方法。

背景技术

目前大量使用的塑料，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等都不具有生物自降解性，形成大量的白色垃圾，造成严重的环境污染。采用焚烧处理生成飞灰和二噁英等有害气体，严重污染大气，且对人体健康造成严重威胁。

2020年1月16日，国家发改委联合生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，要求在2025年，完善塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度，对不可降解塑料逐渐禁止、限制使用。目前，已有多个省份相继发布了“地方版”禁塑令。可降解塑料对环境保护和可持续发展有巨大的现实意义，生产及使用生物基可降解塑料势在必行。

PBAT(聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯)，是PTA(对苯二甲酸)、BDO(1,4丁二醇)、AA(已二酸)的共聚物，PBAT既有良好的延展性、断裂伸长、耐热性和抗冲击功能，又具有优良的生物降解性，是目前低碳环保、生物降解塑料之一。在可降解塑料中为数不多可拉膜的高性能可降解塑料，PBAT与PLA(聚乳酸)和PPC(二氧化碳基环丙树脂)共混改性后的可降解塑料相比，适用范围更大用途更广，如：包装薄膜、农用地膜、购物袋、垃圾袋、连卷袋、快递袋、外卖一次餐盒等。

通常，生产PBAT包括以下六个工序：

(1)PTA/BDO酯化工序

(2)AA/BDO酯化工序

(3)PTA/BDO和AA/BDO酯化物全混酯化工序

(4)酯化蒸汽分离工序

(5)缩聚工序

(6)后处理工序

目前，针对PTA和BDO酯化工序，采用搅拌式酯化釜进行酯化反应。搅拌式酯化釜为间断式反应釜，导致PTA和BDO的酯化效率较低，且需要加入过量的BDO保证酯化反应朝向正向进行，导致后续分离BDO的成本较高，此外，针对大规模生产PBAT的需求，釜式酯化釜生产能力受到搅拌器和换热面积限制，单台釜式酯化釜生产能力有限，只能通过增加搅拌式酯化釜数量的方式，还导致企业生产PBAT的投资成本较高。

因此，如何研发一种生产能力大、消耗低、三废少、投资低的PBAT的生产装置及工艺，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的之一是针对现有技术的不足，提供一种PBAT生产过程中PTA和BDO的酯化装置，其结构简单、操作方便、运行效率大幅提高，可低成本满足大规模生产PBAT的生产需求。

本发明的目的之二是提供采用上述酯化装置酯化PTA和BDO的方法，不需要采用BDO过量的方式即可使酯化反应正向进行，可有效提高PTA和BDO的酯化率，达到98.5％以上，还可有效避免物料返混，使BDO的循环量下降95％，大幅降低了BDO精馏回收所需能耗。