降解聚酯瓶制備對苯二甲酸實驗裝置圖

『壹』 廢聚酯飲料瓶回收對苯二甲酸為什麼加乙二醇

從聚對苯二甲酸乙二醇酯廢品中回收對苯二甲酸和乙二醇的方法
技術領域：
本發明涉及從聚對苯二甲酸乙二醇酯廢品中回收對苯二甲酸和乙二醇的方法。
聚對苯二甲酸乙二醇酯是生產瓶子和容器、工業型材、合成纖維、絕緣薄片以及其它日常用品等的通用材料，隨著其全球化的生產，在其眾多的應用之外，其廢品量也迅速增加。
聚對苯二甲酸乙二醇酯的化學性質決定了其作為塑料對極端苛刻的環境條件具有很高的抵抗性，因此，其廢品不能被微生物降解和自然分解，它們以不變的形式存在並成為非常有毒和頑固的環境污染物。
而與此同時，生產聚對苯二甲酸乙二醇酯的原料，即乙二醇和對苯二甲酸仍然是昂貴的。
將聚對苯二甲酸乙二醇酯的廢品重新粒化後加入到制備任何產品的主要原料中，並沒有解決廢品的問題；同樣，將它們有害地燃燒，也只是權宜之計。
至今為止，由美國專利No.4542239中已知一種從聚對苯二甲酸乙二醇酯中回收對苯二甲酸的方法，該方法是基於將適當的崩解的廢品，包括用過的飲料容器或瓶子，與含有氫氧化銨的介質在升溫升壓的條件下反應，然後將生成的可溶於水的對苯二甲酸二銨鹽的水溶液酸化以沉澱對苯二甲酸。分離出對苯二甲酸後剩餘的溶液的一部分用鹼性介質處理以分離銨

『貳』 對苯二胺的制備方法

由對硝基苯胺在酸性介質中用鐵粉還原而得。將鐵粉投入鹽酸中，加熱至90℃，攪拌下加入對硝基苯胺。加畢，於95-100℃反應0.5h，然後再滴加濃鹽酸，使還原反應完全。冷卻後，用飽和碳酸鈉溶液中和至PH7-8，煮沸後趁熱過濾，用熱水洗滌濾餅。將濾液與洗液合並，減壓濃縮，冷卻結晶或減壓蒸餾，得對苯二胺，收率95%。
也可以以對苯二甲酸二甲酯為原料,通過對苯二甲醯胺的Hofmann降解合成對苯二胺。

『叄』 求苯二甲酸與乙二醇的縮聚反應的化學方程式。

苯二甲酸與乙二醇的縮聚反應的化學方程式為：

nHO-CH₂-CH₂-OH + n HOOC-C₆H₄-COOH→[—O-CH₂-CH₂-O-OC-C₆H₄-CO—]n +2n H₂O

苯二甲酸是一種白色針狀結晶或粉末。可燃。低毒。該品絕大部分用於生產聚對苯二甲酸乙二酯（聚酯），是聚酯纖維、薄膜、塑料製品、絕緣漆及增塑劑的重要原料，也用於醫葯、染料及其他產品的生產。

乙二醇又名「甘醇」、「1,2-亞乙基二醇」，簡稱EG。化學式為(CH₂OH)₂，是最簡單的二元醇。乙二醇是無色無臭、有甜味液體，對動物有毒性，人類致死劑量約為1.6 g/kg。

乙二醇能與水、丙酮互溶，但在醚類中溶解度較小。用作溶劑、防凍劑以及合成滌綸的原料。乙二醇的高聚物聚乙二醇（PEG）是一種相轉移催化劑，也用於細胞融合；其硝酸酯是一種炸葯。

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苯二甲酸合成方法

生產方法: 工業上採用最廣、最經濟的生產方法，是以對二甲苯為原料的高溫液相氧化法。對苯二甲酸的其他生產方法還有對二甲苯低溫氧化法、苯酐轉位法、甲苯氧化歧化法等。

1、對二甲苯高溫氧化法對二甲苯以乙酸為溶劑，以乙酸鈷-乙酸錳為催化劑，以四溴乙烷為助催化劑，於221-225℃，2.5-3.0MPa下氧化生成對苯二甲酸。對苯二甲酸在乙酸中溶解度不大，氧化產物呈泥漿狀，經離心分離、乾燥後即得粗對苯二甲酸。

其中最有害的雜質是對羧基苯甲醛，含量1000-5000ppm。將粗品在280-290℃、約7MPa壓力下溶解於水中，然後在把催化劑存在下進行加氫處理，除去對羧基苯甲酸，經結晶、過濾、洗滌、乾燥，即得纖維級對苯二甲酸。

2、對二甲苯低溫氧化法原料對二甲苯在醋酸溶劑中，以醋酸鈷（或醋酸錳）及溴化物為催化劑，以三聚乙醛為氧化促進劑，在100-130℃溫度和3MPa壓力下，用空氣一步低溫氧化，反應產物用醋酸洗滌，然後乾燥得產品對苯二甲酸。

『肆』 對苯二甲酸的生產方法

在19世紀就已發現了PTA，直到1949年英國卜內門化學工業公司發現PTA（或其衍生物對苯二甲酸二甲酯）是製造聚酯主要原料後，才開始廣泛生產。1981年世界PTA產量已達3.485Mt。第一個工業化的生產方法是硝酸氧化法。隨著聚酯工業的發展，已開發出從多種原料出發、通過多種途徑生產PTA的方法（圖1)。最經濟、採用最廣的是以對二甲苯為原料的高溫液相氧化法（見彩圖），此法收率高，流程短。對二甲苯低溫氧化法反應條件較溫和，腐蝕性小，但流程較長，只在少數工廠採用。也有人提出先使對二甲苯經氨化氧化反應生成對苯二腈，然後水解生成PTA，但此法還未大規模生產。由於從混合二甲苯中分離對二甲苯成本較高，因此也開發了一些從其他原料出發的方法。這些方法中有的雖早已工業化，但並無發展，有的則只是處於中間試驗階段。
對二甲苯高溫液相氧化法
此法首先由美國中世紀公司及英國卜內門化學工業公司於1955年提出，1958年由美國阿莫科化學品公司工業化生產。
總的反應式為（圖1)：
但實際過程復雜得多，有人認為是經過下列步驟（圖2)：由於第二個甲基不易氧化，反應過程易停止在對甲基苯甲酸或對羧基苯甲醛階段。為使氧化反應能繼續進行，阿莫科化學品公司採用高溫和在醋酸鈷－醋酸錳催化劑（見絡合催化劑）中加入助催化劑溴化物（常用四溴乙烷）的流程 （圖3)。溴化物所產生的溴可引發產生自由基鏈式氧化反應。氧化反應一般在塔式反應器中進行。反應溫度為175～230℃，但多數是高於 200℃。較高的溫度可以加速反應，減少中間產物，但分解所得副產物也增加。因反應熱是依靠蒸發反應生成的水和溶劑醋酸移走的，故反應壓力與蒸發量有關，一般為1.5～3.0MPa。停留時間為0.5～3h。醋酸鈷和醋酸錳的濃度增加，可縮短停留時間或降低反應溫度。高溫氧化過程以對二甲苯計收率可達90%以上。由於反應溫度高，又存在溴，具有強烈的腐蝕作用，故反應器需用鈦或襯鈦材料。
PTA在醋酸中溶解度不大，氧化產物呈泥漿狀，經離心分離、乾燥後即得固體的粗TPA，其中最有害的雜質是對羧基苯甲醛（含量1000～5000ppm）。粗TPA可經對苯二甲酸二甲酯生產聚酯，但更好的方法是提純，用精TPA直接作聚酯的原料。常用的精製方法是阿莫科公司採用的加氫法，即在高溫、高壓下使粗TPA溶於水，然後在鈀催化劑存在下對雜質進行加氫，再經結晶、過濾，即得纖維級（適於紡絲的純度規格）精PTA，產品中對羧基苯甲醛的含量可小於 25ppm。精製過程中對苯二甲酸收率大於97%。精製方法除加氫外，還有升華等方法。

對二甲苯低溫氧化法此法反應溫度一般低於150℃，催化劑雖也用醋酸鈷，但不用溴化物。此時為使第二個甲基轉化成羧基，一般要加入在氧化反應時易產生過氧化物的共氧化物。例如，美國莫比爾化學公司用甲基乙基酮，美國伊斯曼－柯達公司用乙醛，日本東麗公司用三聚乙醛。這些物質氧化後也都生成醋酸，而醋酸就是氧化時所使用的溶劑。反應條件以東麗法為例：溫度120～150℃，壓力3MPa，產率為96%。低溫氧化法由於無溴化物，且反應溫度低，反應器可以不用鈦材。 又稱亨克爾Ⅱ法（即圖4中的1、12、14、16流程）。即以甲苯為原料，先經氧化製成苯甲酸，將其鉀鹽進行歧化，生成苯和對苯二甲酸二鉀鹽，經酸化即成PTA。其中最關鍵的是歧化反應，反應在400℃、2MPa和二氧化碳存在下進行。此法於1963年在日本由三菱化學工業公司實現了工業化。因成本高，於1975年停產。但又因原料甲苯比對二甲苯便宜得多，仍有一些國家的公司在研究改進此法。

『伍』 （2013南京二模）本題包括A、B兩小題，分別對應於「物質結構與性質」和「實驗化學」兩個選修模塊的內容

A．（1）銅是29號元素，其原子核外有29個電子，其基態原子的電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹，故答案為：[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）N、O元素處於第二周期，且N元素處於第VA族，O元素處於第VIA族，S元素處於第三周期第VIA族，所以這三種元素的第一電離能大小順序是N＞O＞S，故答案為：N＞O＞S；
（3）H₂O與H₂O₂之間形成氫鍵，增大了雙氧水的溶解度，所以雙氧水易溶於水，故答案為：H₂O與H₂O₂之間形成氫鍵；
（4）N₂H₄中每個N原子含有3個σ和一個孤電子對，所以 sp³雜化，故答案為：sp³；
（5）一個SO₄^2-中含有5個原子32個價電子，硫酸根離子的等電子體為：CCl₄或SiCl₄或SO₂Cl₂，故答案為：CCl₄或SiCl₄或SO₂Cl₂；
（6）該晶胞中含有銅原子個數=2×

1

2

+3+12×

1

6

=6，氫原子個數=3+1+6×

1

3

=6，所以銅原子和氫原子個數比是1：1，則其化學式為：CuH，故答案為：CuH；
B．（1）根據方程式知，飲料瓶碎片逐漸和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，所以看到的現象是固體溶解，有氣泡產生，故答案為：固體溶解，有氣泡產生；
（2）乙二醇熔沸點較低，減壓蒸餾，有利於乙二醇分離，故答案為：乙二醇；
（3）抽濾需要用到的主要儀器有布氏漏斗和吸濾瓶，故答案為：布氏漏斗、吸濾瓶；
（4）沸石的作用是防止液體劇烈沸騰，濺出液體而產生安全事故，所以加入沸石的目的是防止暴沸，故答案為：防止暴沸；
（5）對苯二甲酸鈉和鹽酸能反應生成對苯二甲酸，從而實現實驗目的，故答案為：將對苯二甲酸鈉轉化為對苯二甲酸；
（6）丙酮具有揮發性，便於乾燥，故答案為：便於乾燥．

『陸』 從廢飲料瓶中回收對苯二甲酸實驗的回收率

10％。從廢飲料瓶中回收對苯二甲酸實驗的回收率為10％，對苯二甲酸，分子式為C?H?O?，是一種有機化合物，是產量最大的二元羧酸。

『柒』 目前市場上大量碳酸飲料、礦泉水、食用油等產品包裝瓶幾乎都是用PET（聚對苯二甲酸乙二醇脂，簡稱聚酯）

（1）①根據方程式知，飲料瓶碎片逐漸和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，所以看到的回現象是固體溶解答，有氣泡產生，故答案為：固體溶解，有氣泡產生；
②乙二醇熔沸點較低，減壓蒸餾，有利於乙二醇分離，故答案為：乙二醇；
③抽濾需要用到的主要儀器有布氏漏斗和吸濾瓶，故答案為：布氏漏斗、吸濾瓶；
（2）加4滴酚酞指示劑，用0.1000mol?L^-1氫氧化鈉標准溶液滴定，反應終點是滴入最後一滴氫氧化鈉溶液變淺紅色說明反應達到終點；
取0.2000g對苯二甲酸樣品於250mL燒杯中，加入30mL DMF，攪拌溶解，加入10mL蒸餾水，攪勻後加4滴酚酞指示劑，用0.1000mol?L^-1氫氧化鈉標准溶液滴定，消耗氫氧化鈉標准溶液體積為22.60mL．對苯二甲酸和氫氧化鈉物質的量之比為1：2，對苯二甲酸物質的量=

0.1000mol/L×0.02260L

2

=0.00113mol；
所測樣品中對苯二甲酸的質量分數=

0.00113mol×166g/mol

0.2000g

×100%=93.79%
故答案為：溶液呈微紅色半分鍾內部褪色，93.79%

『捌』 對苯二甲酸的工藝技術

PTA生產工藝過程可分氧化單元和加氫精製單元兩部分。原料對二甲苯以醋酸為溶劑，在催化劑作用下經空氣氧化成粗對苯二甲酸，再依次經結晶、過濾、乾燥為粗品；粗對苯二甲酸經加氫脫除雜質，再經結晶、離心分離、乾燥為PTA成品。
粗對苯二甲酸的提純方法：包括如下步驟，將粗對苯二甲酸烘乾，球磨，篩分，使粒徑達到1～5μm，在60℃－100℃的溫度下，浸漬於水中，攪拌，澄清、然後撇水，最後離心分離，80℃－105℃烘乾，獲得純對苯二甲酸。所說的粗對苯二甲酸為鹼減量廢水經酸析後的沉澱物，雜質的干基重量含量為15%－18%。
精對苯二甲酸（PTA）工藝的主要專利廠商是BP-Amoco、Dupont-ICI和三井油化等公司，經多年發展，上述三公司技術大同小異、各有特點，水平不相上下。世界採用BP-Amoco工藝的PTA裝置生產能力總計達717.6萬t/a，Dupont-ICI工藝為349.5萬t/a，三井油化工藝為102.5萬t/a。，4-C6H4（ COOH ）2。無色晶體。300℃ 以上即升華。在水中溶解度極小 ，溶於二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、六甲基磷醯三胺。由於它溶解度小和熔點高，提純困難。
對苯二甲酸在工業上由對二甲苯經硝酸氧化，或在鈷鹽催化下經空氣氧化製得。利用苯甲酸鉀或鄰苯二甲酸鉀，在鎘或鋅催化劑和二氧化碳存在下進行重排反應，也可生產對苯二甲酸。
用途：對苯二甲酸及其二甲酯主要用於與乙二醇縮聚形成聚酯，由它製造的合成纖維商品名為滌綸。聚酯也可製成薄膜或注塑成形，廣泛用於電子和汽車製造業。對苯二甲酸還可用於製造除草劑和粘接劑等。
精對苯二甲酸（PTA）是重要的大宗有機原料之一，其主要用途是生產聚酯纖維（滌綸）、聚酯薄膜和聚酯瓶，廣泛用於與化學纖維、輕工、電子、建築等國民經濟的各個方面，與人民生活水平的高低密切相關。
PTA的應用比較集中，世界上90%以上的PTA用於生產聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），其它部分是作為聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）和聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）及其它產品的原料。

『玖』 PET醇解體系的產物如何提出，產物為TPA,BHET或者DMT

PET碎片的洗滌是非常重要的。洗滌常釆用80-100℃熱水來軟化或溶解粘貼標簽和底座的EVA粘接劑或其他類型粘接劑，為防止脫落的粘接劑再粘附PET碎片，需在水中加入添加劑，如堿、乳化劑或其它專用化學劑。清洗液一般由工廠根據廢瓶來源和粘接特性來確定其配方組成和含量，清洗液可濾去雜質重新加熱後循環使用，洗滌可在裝有攪拌器的特別清選罐內進行，為保證清洗的效果，洗滌可釆用二級洗滌工藝。 PET碎片通常釆用離心脫水機使碎片含水量降至2%，再經帶式或管式乾燥機乾燥，使水份含量降至0.5%。德國克朗斯公司成功開發的高質量PET瓶循環再造系統，年加工量可達1.5萬噸PET飲料瓶，經加工後的PET原料可直接製作成其他PET容器，生產成本大大降低。PET瓶循環再造系統利用化學塗層消除技術，以燒堿為化學塗層消除劑，除去PET瓶表面粘附的污染物，可實現任何種類的PET瓶的循環再造。經該技術處理的再循環產品，不僅能直接混合製作瓶坯，同時，再循環產品由於乙醛與黃色素含量低，還能滿足純凈和質量的要求，特別適用於食品與飲料工業中產品的包裝，成本比一般新材料低20%-30%。
化學回收處理法:化學處理法是通過化學方法把PET瓶還原或分解成製造PET樹脂的原料或單體。由於物理回收的PET原料在使用上具有一定的局限性，大部分回收再造的PET樹脂只能用於製造非食品包裝或紡織品，因此，不少企業傾向於用化學法處理廢PET瓶，使之分解成製造PET樹脂的原料或中間體，達到完全復用的目的。
，化學處理法同樣需要預先對PET廢料進行物理分揀、清洗處理。由於釆用不同的工藝路線，所分解制備的產物不相同，因此，化學處理法大多是由大企業開發出來的一整套工藝系統。
比如日本的帝人公司開發了一種從廢PET瓶中回收DMT(對苯二甲酸二甲脂)和EG(乙二醇)的循環方法。它先把廢PET瓶壓碎並清洗，然後溶解於EG中，在EG的沸點溫度和0.1Mpa的壓力下，把PET進行解聚，生成雙-對苯二甲酸羥乙酯(BHET)。再經過濾，除去濾渣和添加劑，使BHET與甲醇起反應，在甲醇的沸點溫度和0.1Mpa的壓力下，經過酯交換反應生成DMT和EG。再經過蒸餾，把DMT和EG進行分離，然後通過重結晶過程，把DMT精製；通過蒸餾把EG純化，甲醇可循環使用。回收的DMT和EG的純度都可達到99.99%，生產成本與通用的DMT和EG法的成本不相上下。DMT可以轉化成純TPA(對苯二甲酸)，用於製造瓶級PET樹脂。循環裝置可以生成10%左右樹脂用的原料。
日本月島機械公司(TSK)也發明了一種回收工藝，可從廢聚酯瓶中回收高純度的對苯二甲酸(TPA)和EG。在該工藝中，PET樹脂片與碳酸鈉在一定條件下反應40-60分鍾。PET被解聚成為EG和TPA，後者形成對苯二甲酸鈉(NaTP)。由於NaTP不溶於EG，因此EG通過過濾和蒸餾被分離回收。而NaTP溶於水後，在溫度剛剛高於90℃時分兩步加入硫酸，在硫酸鈉溶液中得到TPA晶體。晶體通過過濾、洗滌得到高純度的TPA，硫酸鈉被回收。
TSK公司已經對該工藝進行了100噸/年規模的中試試驗，其TPA回收率約為98%。由於工藝操作壓力低，反應時間短，預計生產成本相對適中。該公司估計一座8000噸/年的工業化生產裝置的投資約為1100萬美元，考慮到節約PET處理成本，這一規模的裝置在經濟上是可行的。
澳大利亞PETrecycle公司開發了一種被稱為Penew的專利技術。該專利被義大利M & G集團購買後，在美國西佛吉尼亞州興建了一套工業規模的PET回收裝置，該裝置每年可處理100kt的PET瓶。
該工藝的優點是可處理?色或有塗層的PET瓶廢棄物。其過程是將PET瓶經乙二醇蒸汽蒸一小時，使之脆化，然後將其磨碎至1mm大小的顆粒，除去雜質，醇解為低聚體，包括部分對苯二甲酸單體。再經特殊過濾工序除去顏料添加劑或塗層雜物。最後產品在現有生產裝置中與新鮮單體混合、酯化即可製得無色的PET。
特別值得一提的是，目前回收處理的PET瓶以飲料包裝用PET瓶為主。雖然美國幾家企業已申請通過了美國FDA的檢查和認證，可以回收清潔用品和化妝品業的PET包裝在歐洲，出於謹慎的考慮，非食品PET在回收料中所佔的份額還不超過1%。

『拾』 精對苯二甲酸生產工藝

精對苯二甲酸

英文名 Pure terephthalic acid（PTA) 結構及分子式 C6H4（COOH）2 生產方法 以對二甲苯為原料，液相氧化生成粗對苯二甲酸，再經加氫精製，結晶，分離，乾燥，得到精對苯二甲酸。 產品性能 本品為白色晶體或粉末，低毒，可燃。若與空氣混合，在一定的限度內遇火即燃燒甚至發生爆炸。它的自燃點680℃，燃點384~421℃，升華熱98.4kJ/mol，燃燒熱3225.9kJ/mol，密度1.55g/cm3。溶於鹼溶液，微溶於熱乙醇，不溶於水、乙醚、冰醋酸及氯仿。 用途 本產品是生產滌綸的主要原料，它可直接與乙二醇酯化縮聚得到聚酯，還能製成工程聚酯塑料，還可作增塑劑的原料和染料中間體。 包裝與儲運 袋裝產品採用內襯塑料薄膜的包裝袋，每袋產品凈重1000±2kg。包裝袋上應印有生產廠名、地址、商標、產品名稱、等級、批號、凈重和標准代號等。也可使用不銹鋼槽車裝運，裝料前應檢查槽車是否清潔、乾燥，裝料後進料口應密封並施加鉛封。產品運輸中應防火、防潮、防靜電。袋裝產品搬運時應輕裝輕卸，防止包裝損壞；槽車裝卸作業時應注意控制裝卸速度，防止產生靜電。應存放在陰涼、通風、乾燥的倉庫內，應遠離火種和熱源，與氧化劑、酸鹼類物品分開存放，應防止日曬雨淋，不得露天堆放。 使用注意事項 屬低毒類物質，對皮膚和粘膜有一定的刺激作用。對過敏症者，接觸本品可引起皮疹和支氣管炎。空氣中最高允許濃度0.1mg/m3 。操作人員應穿戴防護用品 .