Công nghệ Tổng hợp nhựa PET

Nội dung :
I. Nhựa PET.
II. Công nghệ tổng hợp.
III. Ứng dụng của PET.
IV. Thị trường tiêu dùng và tầm quan trọng.



Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53


I. Nhựa PET
1. Khái niệm : PET(polyety lenterephtalat) là một
polyeste được tổng hợp bằng trùng ngưng
PTA(acid terephtalic) với EG(etylenglycol).



2. Nguồn gốc và lịch sử phát triển :được tìm ra vào
năm 1941 bởi Calico Printer’ Association của
Manchester. Chai PET được sản xuất vào năm
1973.Đến nay ,PET là một phần không thể thiếu
ngành công nghiệp bao bì , thực phẩm …

Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53


Công nghệ Tổng hợp nhựa pet


Đó là :
Trùng ngưng : terephtaloyl diclorid và Etylen Glycol
Trans este hóa : Dimetyl Terephtalat (DMT) và Etylen Glycol
Trùng ngưng :Acid Terephtalic và Etylen Glycol
Tuy nhiên hiện tại 2 công nghệ đầu hầu như không được áp
dụng trong sản xuất công nghiệp, vì vậy ở đây ta sẽ chỉ xét các
quy trình công nghệ đi theo con đường thứ 3. Là quá trình trùng
ngưng của PTA (Acid Terephtalic) và EG (Etylen Glycol).
Quá trình này có thể được chia thành 2 giai đoạn chính, Giai
đoạn thứ nhất là sản xuất PTA, và giai đoạn thứ 2 là quá trình sản
xuất PET từ PTA và EG.



Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53


Công nghệ Tổng hợp nhựa PET

A.Công nghệ sản xuất PTA.
1. Oxy hóa trực tiếp p_xylen.
i.
ii.
iii.
iv.

Công nghệ Amoco
Công nghệ Toray.
Công nghệ Mitsubishi Kasei
Esman Process.

Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53


Amoco process
 Là công nghệ được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới, thương
mại hóa từ năm 1965.
 Xúc tác : Chất xúc tác được sử dụng trong lò phản ứng oxy
hóa kim loại nặng đa hóa trị. Chủ yếu, Co và Mn là chất xúc
tác kim loại nặng đa hóa trị và brôm là nguồn tái sinh các gốc tự
do. Hệ thống chất xúc tác Co hòa tan - Mn - Br là trung tâm của
quá trình. Có thể dùng muối của Co và Mn và nguồn cung cấp
Br có thể là HBr, NaBr, hoặc tetrabromoethane. Hệ thống chất
xúc tác được sử dụng trong khoảng 70% các quá trình oxy
hóa p-xylen, và tỷ lệ này còn tăng lên khi các nhà máy đang có
xu hướng sử dụng nó.
 Thiết bị phản ứng Oxy hóa : Chịu ăn mòn Br, acid hữu cơ ( lót
bằng Titan), khuấy trộn bằng cách sục không khí ở đáy, tách
nhiệt bằng cách bay hơi một phần hỗn hợp phản ứng. Nhiệt độ
175-225⁰C , áp suất 1500 - 3000 kPa, thời gian lưu 2,5 giờ.



Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53


Amoco process



Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53

 Phản ứng được xúc tác bởi 2 Co, Mn +2 và bromide.
 Tỷ lệ trọng lượng của dung môi so với hydrocarbon trong
các lò phản ứng oxy hóa nằm trong phạm vi 3 – 5.
Lượng chất xúc tác thường dùng khoảng 0,1- 0,2% khối
lượng của dung môi.
 Nhiệt độ và áp suất bên trong lò phản ứng là trong phạm
vi 185 - 204 ° C và 1200 - 1750 kPa. Thời gian lưu ít hơn
1 giờ để hoàn thành chuyển đổi hợp lý, khoảng 98,3% sản
lượng đạt được.
 Năng lượng quá trình có thể vào khoảng 100.000kW .



Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53


Eastman process



Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53


Thủy phân DMT
DMT là một hợp chất trung gian quan trọng trong sản xuất
TPA thông qua các quá trình oxy-este hóa của p-xylen. Nó được
hình thành thông qua bốn bước như sau.






Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53


Witten process
 Chemische Werke Witten Hercules sử dụng cùng một cơ sở hóa
học của quá trình trước (Dynamite Nobel), nhưng nó có sự khác
biệt ở khâu tự động hóa và điều kiện hoạt động.
 Qúa trình oxy hóa diễn ra trong chuỗi lò phản ứng oxy hóa.
Chất xúc tác (Coban naphthate), p-xylen và methyl ptoluate mới và tái chế cung cấp cho các lò phản ứng oxy hóa
hoạt động ở 140 -170°C và 400 - 700 kPa.
 Quá trình este hóa : Xúc tác Toluene sulfonic acid được pha
loãng bởi metanol trước khi đưa vào thiết bị phản ứng làm việc
tại 200 - 250 ⁰ C.
 DMT chuyển thành PTA nhờ công nghệ thủy phân Degussa AG.



Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53


Witten process



Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53


Henkel II process (oxy hóa toluen)



Phillips/ Rhone –Poulenc process (PRP process)



Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53


Các công nghệ khác
1.
2.
3.
4.

Tái chế PET tạo TPA
Sản xuất từ oxy hóa p-cymene (bio-based Synthesis)
Điện phân
Du Pont process



Nguyễn Tiến Thành – KSTN Hóa dầu K53


Tái chế PET tạo TPA
PET có thể phân hủy cấu trúc polyme để trở thành nguyên liệu ban
đầu như TPA, DMT và MEG. Có các phương phá p sau đây để
chuyển hóa PET thành TPA.
Thủy phân PET.