本发明涉及化学回收聚酯纺织品技术领域，具体涉及一种通过乙二醇醇解法对废旧聚酯纺织品回收再利用的方法及其回收系统。
背景技术：
随着我国聚酯行业的快速发展，聚酯纺织品的回收再利用也逐渐受到社会的重视，虽然聚酯本身无毒无害，但是在自然界中难以降解，一旦处理不好就可能对环境造成污染。聚对苯二甲基乙二醇酯(pet)是由对苯二甲酸乙二醇酯(bhet)缩合聚合得到的高聚物，bhet单体由乙二醇与对苯二甲酸酯化而成。目前回收聚酯的方法主要有两种：物理回收法和化学回收法。物理回收法是将废旧纺织品熔融挤出造粒，这种方式回收的聚酯较为单一，且产品不能广泛使用。化学回收法虽然比物理回收法繁琐，但是回收率高，各种指标与原生料接近，是一种较为高效的方法。目前市场上主流的化学回收法是甲醇醇解法，用甲醇与pet反应醇解生成对苯二甲酸甲酯，再用乙二醇进行酯交换生成bhet，这种方法回收率与产品质量都较为可观，但是在工业上，甲醇易燃易爆，工艺实施较为复杂，所以其并不适合大面积推广。
技术实现要素：
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种废旧聚酯纺织品回收再利用的方法及其回收系统。
本发明提供的一种废旧聚酯纺织品回收再利用的方法，具有这样的特征，包括：步骤一，将废旧聚酯纺织品加入乙二醇搅拌并进行预处理，得到预处理后的纺织品；步骤二，将预处理后的纺织品置于醇解釜中，再次加入乙二醇并以醋酸锌为催化剂进行醇解反应得到醇解液，过滤掉醇解液中的不溶物，再将醇解液减压蒸馏，得到粗制的对苯二甲酸乙二醇酯，将粗制的对苯二甲酸乙二醇酯进行提纯处理，得到精制的对苯二甲酸乙二醇酯；步骤三，将精制的对苯二甲酸乙二醇酯投入预聚釜中，并加入催化剂进行预聚合反应，将预聚合反应所得的预聚物投入终聚釜中进行终聚合反应，再通过熔体泵出料获得再生聚酯，对再生聚酯进行切片。
在本发明提供的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法中，还可以具有这样的特征：其中，预处理包括依次进行的热洗工艺、水洗工艺以干燥工艺。
在本发明提供的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中所加入的乙二醇与废旧聚酯纺织品的质量比为1:1。
在本发明提供的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中，加入乙二醇搅拌的搅拌时间为30min，温度为100℃～150℃。
在本发明提供的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中所加入的乙二醇与预处理后的纺织品的质量比为1～4:1，所加入的醋酸锌的质量为预处理后的纺织品的质量的0.02％～0.4％。
在本发明提供的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法中，还可以具有这样的特征：其中，醇解反应的温度为180～200℃，反应时间为3h。
在本发明提供的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法中，还可以具有这样的特征：其中，提纯处理具体包括以下步骤:
a.将粗制的对苯二甲酸乙二醇酯加入90℃热水，该热水的用量为减压蒸馏后所得醇解液的质量的200％；
b.搅拌过滤重复热水洗3～5次；
c.经活性炭脱色过滤，得到滤液；
d.将滤液冷却至40℃使得对苯二甲酸乙二醇酯结晶析出，过滤获得对苯二甲酸乙二醇酯晶体；
e.将对苯二甲酸乙二醇酯晶体在60℃下烘干，得到精制的对苯二甲酸乙二醇酯。
在本发明提供的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤三的预聚合反应中催化剂为乙二醇锑或乙二醇钛，用量为精制的对苯二甲酸乙二醇酯质量的0.01％～0.03％，预聚合反应的反应温度为260～270℃，反应压力为绝压1kpa，反应时间30min，终聚合反应的反应温度为280～290℃，反应压力为绝压20pa，反应时间为2h。
在本发明提供的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法中，还可以具有这样的特征：其中，再生聚酯的特性粘度为0.6～0.7dl/g，色度b值小于8。
本发明还提供一种适用于上述废旧聚酯纺织品回收再利用的方法的废旧聚酯纺织品回收系统，具有这样的特征，包括：洗涤设备、醇解设备、提纯设备、缩聚设备、切粒设备、纺丝设备、助剂设备以及回收设备，洗涤设备、醇解设备、提纯设备以及缩聚设备通过管道依次连接，洗涤设备具有物料传送带、乙二醇喷淋管道以及乙二醇废液回收槽，醇解设备中具有醇解釜，提纯设备具有顺序连接的减压蒸馏釜、第一稀释釜、第二稀释釜、离心干燥机，缩聚设备具有顺序连接的预聚釜以及终聚釜，助剂设备具有连接在洗涤设备与醇解设备相连接管道上的第一助剂添加端以及连接在提纯设备与缩聚设备相连接管道上的第二助剂添加端，切粒设备的输入侧连接在缩聚设备的输出侧，切粒设备的输出侧输出再生聚酯粒子，纺丝设备的输入侧连接在缩聚设备的输出侧，纺丝设备的输出侧输出再生聚酯纤维，回收设备具有两个输入口以及多个输出口，两个输入口分别与乙二醇废液回收槽、减压蒸馏釜相连接，多个输出口分别与乙二醇喷淋管道、醇解釜、第一稀释釜以及第二稀释釜相连接。
发明的作用与效果
相较于目前的主流技术的甲醇醇解法，本发明废旧聚酯纺织品回收再利用的方法，直接醇解出bhet单体，避免了甲醇醇解法中酯交换工序，整个工艺较为简单，适合大面积的推广。同时集成了提纯、活性炭脱色工序使回收料具有较高的品质、色泽有较大改观。
另外，本发明废旧聚酯纺织品回收再利用的方法中先进行了预处理洗涤步骤，这样使得这样使得纺织品在后续的醇解工序中反应更为顺利、反应效率更高。
本发明的废旧聚酯纺织品回收系统中设置有回收设备，回收设备设置有两个输入口，可以回收处理工艺过程中的废液，并设置有三个输出口，将回收处理后的组分利用到下次的处理过程中，有效实现了原料组分的循环利用。此外，回收系统中结合了纺丝设备和切粒设备，经过该系统处理后，可直接获得再生聚酯粒子或再生聚酯纤维。
本发明的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法以及回收系统实现了将废弃聚酯纺织品回收再利用，节约资源，保护环境，具有重要的现实意义。
附图说明
图1是本发明的废旧聚酯纺织品回收系统的结构示意图；
图2是本发明的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法的工艺流程图；
图3是本发明的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法的预处理工段的工艺流程图；
图4是本发明的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法的醇解工段的工艺流程图；
图5是本发明的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法的聚合工段的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法及其回收系统作具体阐述。
<实施例1>
(1)废旧聚酯纺织品回收系统
如图1所示，本实施例中废旧聚酯纺织品回收系统100包括：洗涤设备、醇解设备、提纯设备、缩聚设备、切粒设备、纺丝设备、助剂设备以及回收设备。
洗涤设备、醇解设备、提纯设备以及缩聚设备通过管道依次连接。洗涤设备具有物料传送带、乙二醇喷淋管道以及乙二醇废液回收槽。醇解设备中具有醇解釜。提纯设备具有顺序连接的减压蒸馏釜、第一稀释釜、第二稀释釜、离心干燥机。缩聚设备具有顺序连接的预聚釜以及终聚釜。
助剂设备中设置有容纳催化剂醋酸锌的第一助剂泵以及容纳催化剂乙二醇锑或乙二醇钛的第二助剂泵。第一助剂泵与第一助剂添加端连接，第一助剂添加端设置在洗涤设备与醇解设备相连接流体管道上，第二助剂泵与第二助剂添加端相连接，第二助剂添加端设置在提纯设备与缩聚设备相连接管道上。
切粒设备的输入侧连接在缩聚设备的输出侧，切粒设备的输出侧输出再生聚酯粒子。纺丝设备的输入侧连接在缩聚设备的输出侧，纺丝设备的输出侧输出再生聚酯纤维。
回收设备用于分馏乙二醇与水，达到循环利用的效果。回收设备具有用于回收乙二醇废液的两个输入口以及用于输出处理后乙二醇的三个输出口。两个输入口分别与洗涤设备的乙二醇废液回收槽、提纯设备的减压蒸馏釜相连接，三个输出口分别与洗涤设备的乙二醇喷淋管道、醇解设备的醇解釜、提纯设备的第一稀释釜及第二稀释釜相连接。
(2)废旧聚酯纺织品回收再利用的方法
如图2所示，本实施例中的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法，在上述废旧聚酯纺织品回收系统100中进行，包括以下步骤：
步骤一，预处理工段(如图3所示)
将废旧聚酯纺织品送入洗涤设备中，加入乙二醇中搅拌进行热洗，废旧聚酯纺织品与乙二醇的质量比为1:1，混合搅拌时间为30min，温度为150℃，经热洗过废旧聚酯纺织品再经过水洗、干燥后得到预处理后的纺织品。
步骤二，醇解工段(如图4所示)
将预处理后的纺织品与乙二醇按照质量比1:1投入醇解釜中，再投入醇解催化剂醋酸锌，醋酸锌的用量为预处理后的纺织品的质量的0.02％，控制反应温度为200℃，反应时间为3h，进行醇解反应。醇解反应过后过滤掉醇解液中的不溶物，减压蒸馏出未反应的乙二醇回收。经减压蒸馏后的粗制bhet中加入90℃热水，热水用量为减压蒸馏后醇解液质量的200％，之后搅拌过滤重复水洗3次，经活性炭脱色后过滤。将脱色后的滤液冷却至40℃使bhet结晶析出，过滤得到精制bhet，60℃烘干，到精制bhet。
步骤三，聚合工段(如图5所示)
将精制bhet投入预聚釜中，并加入催化剂乙二醇锑进行预聚合反应，乙二醇锑的用量为精制bhet的质量的0.03％，控制预聚合反应温度为270℃，反应压力为绝压1kpa，反应时间为30min。将预聚合反应所得的预聚物投入终聚釜中进行终聚合反应，控制终聚合反应温度为290℃，反应压力为绝压20pa，反应时间为2h。然后切粒设备出料、过滤、切粒、包装。
本实施例中所得的再生聚酯粒子的特性粘度为0.6930dl/g，色相b值为7.8。
<实施例2>
本实施例中的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法，同样采用实施例1中的废旧聚酯纺织品回收系统100进行，包括以下步骤：
步骤一，预处理工段
将废旧聚酯纺织品送入洗涤设备中，加入乙二醇中搅拌进行热洗，废旧聚酯纺织品与乙二醇的质量比为1:2，混合搅拌时间为30min，温度为130℃，经热洗过废旧聚酯纺织品再经过水洗、干燥后得到预处理后的纺织品。
步骤二，醇解工段
将预处理后的纺织品与乙二醇按照质量比1:1投入醇解釜中，再投入醇解催化剂醋酸锌，醋酸锌的用量为预处理后的纺织品的质量的0.2％，控制反应温度为190℃，反应时间为3h，进行醇解反应。醇解反应过后过滤掉醇解液中的不溶物，减压蒸馏出未反应的乙二醇回收。经减压蒸馏后的粗制bhet中加入90℃热水，热水用量为减压蒸馏后醇解液质量的200％，之后搅拌过滤重复水洗4次，经活性炭脱色后过滤。将脱色后的滤液冷却至40℃使bhet结晶析出，过滤得到精制bhet，60℃烘干，到精制bhet。
步骤三，聚合工段
将精制bhet投入预聚釜中，并加入催化剂乙二醇钛进行预聚合反应，乙二醇钛的用量为精制bhet的质量的0.02％，控制预聚合反应温度为265℃，反应压力为绝压1kpa，反应时间为30min。将预聚合反应所得的预聚物投入终聚釜中进行终聚合反应，控制终聚合反应温度为285℃，反应压力为绝压20pa，反应时间为2h。然后切粒设备出料、过滤、切粒、包装。
本实施例中所得的再生聚酯粒子的特性粘度为0.6442dl/g，色相b值为6.9。
<实施例3>
本实施例中的废旧聚酯纺织品回收再利用的方法，同样采用实施例1中的废旧聚酯纺织品回收系统100进行，包括以下步骤：
步骤一，预处理工段
将废旧聚酯纺织品送入洗涤设备中，加入乙二醇中搅拌进行热洗，废旧聚酯纺织品与乙二醇的质量比为1:4，混合搅拌时间为30min，温度为100℃，经热洗过废旧聚酯纺织品再经过水洗、干燥后得到预处理后的纺织品。
步骤二，醇解工段
将预处理后的纺织品与乙二醇按照质量比1:1投入醇解釜中，再投入醇解催化剂醋酸锌，醋酸锌的用量为预处理后的纺织品的质量的0.4％，控制反应温度为180℃，反应时间为3h，进行醇解反应。醇解反应过后过滤掉醇解液中的不溶物，减压蒸馏出未反应的乙二醇回收。经减压蒸馏后的粗制bhet中加入90℃热水，热水用量为减压蒸馏后醇解液质量的200％，之后搅拌过滤重复水洗5次，经活性炭脱色后过滤。将脱色后的滤液冷却至40℃使bhet结晶析出，过滤得到精制bhet，60℃烘干，到精制bhet。
步骤三，聚合工段
将精制bhet投入预聚釜中，并加入催化剂乙二醇锑进行预聚合反应，乙二醇锑的用量为精制bhet的质量的0.01％，控制预聚合反应温度为260℃，反应压力为绝压1kpa，反应时间为30min。将预聚合反应所得的预聚物投入终聚釜中进行终聚合反应，控制终聚合反应温度为280℃，反应压力为绝压20pa，反应时间为2h。然后切粒设备出料、过滤、切粒、包装。
本实施例中所得的再生聚酯粒子的特性粘度为0.6055dl/g，色相b值为6.3。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。