本发明涉及利用聚酯(PET)废料，通过醇解和酯交换一步法制备增塑 剂对苯二甲酸二辛酯(DOTP)的工艺方法和所用的专用设备。
聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET)是生产涤纶纤维和聚酯薄膜及 其它聚酯产品的原料，生产中通常有6％左右的边角废料和油污料。我 国1990年的总产量达150万吨/年，即每年约有废料9万吨，这是一个 相当可观的数目。其中一小部份清洁废料，可回收重熔拉成短丝作地毯、 挂毯的原料。但仍有很大一部份聚酯废料，特别是含污废料可以利用。
DOTP是一种用途广泛，性能优良的增塑剂品种，其体积电阻率高， 适宜于耐热等级在70-80℃级的电缆料使用。随着电子工业的发展， 对电缆耐热要求越来越高，DOTP的需要量也日益增加。由废聚酯料制 备DOTP，是当前废聚酯料利用较为合理，且经济效益较高的途径之一。
由废聚酯料生产DOTP的方法主要有两种：1.两步法：首先将聚酯 废料采用各种方法(皂解，醇解等)解聚，然后进行酯化或酯交换(大连化工， 1，14(1990)；精细化工信息5，34(1987)；精细石油化工，5，23(1990))制得。 两步法工艺路线长，设备投资大，原材料消耗大，反应时间长，收率低。2. 一步法：系采用废聚酯料与2-乙基己醇(2-EH)在催化剂作用下，醇解，酯 交换同时进行，一步制成DOTP，其反应如下：
该方法工艺流程短，设备投资少，国内研究者颇多。一步法研究的焦点 是催化剂的选择和乙二醇的去除。浙江化工1，49(1989)报道了一步法工艺 流程，由于其原料来源和工艺问题对一步法持否定态度。CN881056665.0 公开了反应在200-2200进行，未介绍催化剂和具体流程，产品质量 差。四川化工，3，45(1989)报道了采用钛酸酯及其与醋酸盐混合的催化剂， 未介绍乙二醇排出方法的细节。该工艺的缺点是不能使用污染的废聚酯 料，带油污，染料，TiO2及其它添加剂的废聚酯料，会影响产品质量。 日本特开昭48-97831介绍了用废PET料与2-EH反应制DOTP，采 用蒸馏精制，产品收率低，未涉及乙二醇去除问题。
本发明的目的是针对现有技术的不足进行改进。通过选择更合适的催 化剂，改进乙二醇的排除方法和建立更合理的工艺流程，使整个操作更简 便、合理、节能，使之能适合各种废聚酯原料，包括各种污染料以扩大原 料来源，使制得的DOTP不仅收率高，而且性能好，能达到70℃级甚至更 高温度级的电缆料的要求。
本发明的方法是，将废聚酯料，2-EH和催化剂按比例加入反应釜，加 热进行醇解和酯交换反应。同时，蒸出的乙二醇和2-EH混合蒸汽，通过一 特制的分离器，进行分离。分出的2-EH返回釜中继续反应，乙二醇进行回 收。反应毕，粗酯液乘热通入脱醇釜在减压下脱除未反应的2-EH，然后将 粗酯液中和、水洗、过滤、脱水得到最终产品DOTP。本发明方法的工艺流 程如图1所示。
本发明的方法，对原料之一的废聚酯料没有特殊要求，各种废聚酯纤 维，薄膜及边角块料，包括那些含油污、TiO2、及颜、染料和其它杂质 的聚酯废料都可使用，对反应和产品质量影响不大。
酯交换反应为可逆反应，为使酯交换反应进行完全，措施之一是其中一 种原料必须过量。本发明采用的原料比是：废聚酯料： 2-EH＝1∶≥2.3( 摩尔比)(聚酯的分子量按每个重复链节的分子量计算)，以1∶2.3～3(摩尔 比)最好。
由于一步法的醇解，酯交换反应同时进行，催化剂以既能促进醇解，又 能加速酯交换的为好，本发明适用的催化剂有：钛酸酯、锆酸酯、二烷基， 二对甲苯磺酸锡(通式为 其中R为C4-C13的烷基)， 氧化亚锡、醋酸盐，铝酸钠等，前三种可单独使用或分别与后三种之一组成 混合催化剂使用。催化剂用量一般为总投料量的0.06-0.12％(重量)。
反应温度一般控制在170-230℃，以200-210℃为好。反应时间为4-9 小时。
为使酯交换反应进行到底的另一措施是及时排除生成的醇-乙二醇。 但在本反应中2-乙基己醇的沸点为185℃，而乙二醇的沸点为197℃。要想 只蒸出沸点高的乙二醇，留下沸点低的2-FH是很困难的。为了达到分离 乙二醇，保留2-乙基己醇的目的，本发明研制了一种专用的分离器，可以将 两种醇类混合后澈底分开，分出的2-EH返回釜中继续反应，乙二醇进行回 收。
图2为本发明所用分离器的结构示意图。图中[1]为混合蒸汽导管，[2] 为冷凝器，[3]为回流管[4]为筛板(也可不用)，[5]为套管，[6]为溢流管， [7]为视镜，[8]为乙二醇出口。
参照图2，对分离器的使用作进一步说明：乙二醇与2-乙基己醇的混合 蒸汽，经混合蒸汽导管[1]进入冷凝器[2]，冷凝成液体后经回流管[3]， 2-乙基，己醇(通过筛板[4])进入外部套管[5]，由上部溢流管[6]返回反应 釜，乙二醇留于分离器，定时由乙二醇出口[8]排出进行回收。
本发明的工艺过程另一特征是采用了先脱醇后水洗工艺，其优点是：一 可利用粗酯的高温进行脱醇，以充分利用粗酯的余热。二、粗酯中含有大 约15-18％的2-EH，先脱醇可减轻中和水洗的负荷，也可降低中和、水洗 设备的造价。三、有利于中和、水洗时的酯、水分离。减少了由于醇的 存在造成中和、水洗时乳化而引起分层困难所造成的产品损失。缩短了水 洗时间，产品质量好。
由本发明方法制得的增塑剂DOTP，综合性能好，其性能指标如下：
色泽(铂-钴) ≤50
比重(D2020) ≤0.988
酯含量％ ≥100.8
酸值KOHmg/g ≤0.04
闪点(开口杯式)℃ ≥226
加热减量(125℃，3小时)0.067
体积电阻系数ρv＝1～5×1010Ω.m
本发明由于选用了适宜催化剂，改进了工艺流程，特别是使用了特制的 分离器等综合改进措施，使整个工艺操作简便、稳定、能耗小、反应速度 快、反应彻底、收率高、可适应任何来源的废聚酯料、包括污染料。产品 电性能优良，质量好，适宜于70-80℃级耐热电缆料使用。
以下结合实施例对本发明的方法作进一步阐述。
实施例1
在装有温度计，分离器的500ml三口瓶中加入PET废料19.2克，2- 乙基己醇39克，催化剂二对甲基苯磺酸二丁基锡0.058克，加热进行反应，温 度由175℃逐渐升至180℃，经6小时反应到终点(色谱法测定馏出物中乙二 醇含量)，以纯PET计，转化率为97％。
实施例2
装置同实施例1，在三口瓶中加入PET废料19.2克，2-EH39克，催化剂 醋酸铅0.07克，反应温度由185℃升至220℃，反应时间9小时，按纯PET计 转化率为94％。
实施例3
装置同实施例1，在三口瓶中加入PET废料19.2克，2-EH29.9克，催 化剂钛酸四丁酯((C4H9O)4Ti)0.04克，反应温度由185℃升至210℃，反应 对间8小时。以纯PET计，转化率为95％。
实施例4
装置同实施例1，在三口瓶中加入PET废料19.2克，2-EH39克，催化 剂二对甲基苯磺酸二丁基锡0.06克，醋酸铅0.06克，反应温度180℃，反应时 间4小时，以纯PET计转化率近100％。
实施例5
装置同实施例1，在三口瓶中加入PET废料19.2克，2-乙基己醇32.5 克，锆酸酯((C3H7O)4Zr)0.03克，反应温度出185℃升至210℃，反应时间8 小时。按纯PET计，转化率为95％。