对回收利用PET瓶片造粒的展望 应用化工技术专业毕业设计 毕业论文

1、化学工程与食品科学学院毕 业 论 文 (设 计)题 目： 对回收利用 PET 瓶片造粒的展望专 业： 应用化工技术班 级：学生姓名：学 号：指导教师：二 一一 年 五 月对回收利用 PET 瓶片造粒的展望摘要：综述了PET瓶片造粒的发展概况，PET瓶片回收利用的必要性以及其在社会生产生活中的应用的前景，各种瓶片回收利用的方法比较，介绍远纺工业上海有限公司回收利用的生产工艺路线现状，对PET 瓶片造粒发展前景的分析表明它在社会中所起的作用。关键词：PET瓶片造粒 回收利用 工艺路线 循环经济 可持续发展 引言聚对苯二甲酸乙二酯（英文：Polyethylene terephthalate，简称 PET），是生活中常见的一种树脂，可以分为APET，RPET，PETG。PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达 120，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。PET 瓶片是我们日常生活当中所使用的PET 塑料瓶（可乐瓶 矿泉水瓶等）回收加工成瓶片再

2、利用。pet 瓶片主要用于制造纤维、片材和非食品包装用瓶，属于是 2 次加工。聚对苯二甲酸乙二酯的合成原理如下：COOHHOOC + 2HO-CH2CH2OHHO-CH2CH2OOC COO-CH2CH2OH+2H2O280Sb2o3（1）酯化反应聚合反应COO-CH2CH2OHnHO-CH2CH2OOC300COO-CH2CH2n + H2oO-CH2CH2OOC1.瓶片造粒的发展概况现状目前，聚对苯二甲酸乙二酸酯以年产5 000万t的规模、约18 的市场占有率，在全世界聚合物产量中位居第三，仅次于聚乙烯(335)和聚丙烯(195聚酯短纤和长丝产量约为3 500万ta，仅中国聚酯短纤和长丝产量就约有2 000万ta，并且开机率在75 80 左右。世界上较大的短纤及长丝生产商，特别是中国的生产商，已经转向采用直接纺丝法工艺，这似乎是现有的唯一有经济成效的加工方法。虽然这种方法适用于对廉价纺织品需求较多、人口密度较大地区，如中国东部沿海、印度孟买和加尔各答、墨西哥、圣保罗以及远东等地区，但目前尚不清楚在其他国家(如欧洲、美国、中东地区、非洲)的应用状况，是否也依赖于中国的纺织品出口。根据

3、有关资料统计，我国聚酯产能自2004年以来持续6年增长，201O年增长率在95左右，产能达到2，900万吨。市场调查显示从平均增长率来看纺织纤维仍然保持10%而聚酯瓶片方面可高达19%，另一方面从消费量分配结构2000年纤维用量占总量的66%，聚（2）聚合反应酯瓶占25%，薄膜占5%，其他占4%，2005年分别是65%、25%、5%、5%，2010年减少至60%、34%、3%、3%，由此可见聚酯瓶片增长趋势很大。行业预测，这种增长势头可以延续的2013年，201 1年产能可达300万吨，应该说整个聚酯行业的供给量还有发展潜力。2010年聚酯产品盈利空间大幅增长，部分品种呈现爆发状态。一方面是持续强劲的终端需求，加大了聚酯产品的价格上涨，另一方面技术的逐渐成熟，生产效率的提高，产量增加。201 O年上半年长期偏弱震荡的聚酯原料，使得聚酯业具备了高利润的空间。同时还有下游终端机台和聚酯的投资周期时间差以及部分被替代产品如棉花的暴涨产品国内外需求的大幅增加等，都造成201O年聚酯产品利润空间呈现暴涨势头。当前资源不足、能耗高、排放大是我国纺织行业发展中的瓶颈问题走循环经济之路是突破瓶颈实现纺

4、织行业可持续发展的必然选择。那么回收利用PET瓶片不仅弥补了聚酯产业高需求的缺口，也为国家大力提倡节约能源，减少环境污染都做出了相应的贡献，是一种绿色经济，循环经济，利国利民。在对回收利用聚酯瓶片技术上不断地进步和发展，可以用来直接纺丝做人工棉，提取聚酯原料乙二醇，也可经过融化解聚后直接注入反应器在次聚合得到高聚合度的聚酯再利用等方法。2.聚酯回收利用的方法 聚酯回收方法一般分为物理回收和化学回收两种。化学回收是通过熔融再加工机械回收利用聚酯方法相对简单，投资少并且可以使用已有设备喂料量较为灵活，对环境影响少。物理回收再生方法主要是尽可能降低处理过程的不良影响，有效提高加工过程的生产效率来降低成本，注重再生聚酯的卫生安全控制和产品质量的稳定。通过开拓新的领域来提高再生产品的附加值。物理再生聚酯的最大难题是聚酯色泽变化和特性粘度的降低不利于回收利用或仅能用于低端产品。化学回收是将固态的聚合物材料解聚转化为小分子中间原料或原料单体。化学回收可以使聚酯链断裂成低分子量得对苯二甲酸乙二醇酯中间体或者完全降解对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯和乙二醇。由于食品领域不能使用物理回收，化学回收技术的进步非

5、常重要瓶类有清凉饮料瓶，矿泉水瓶，液体食品瓶，化妆品瓶，等，所使用的材料有聚乙烯（PE），聚氯乙烯（PVC），聚对苯二甲酸乙二酯（聚酯）（PET）等。通常矿泉水瓶用 PVC 或 PET 制造，碳酸饮料瓶用 PET 制造，清凉饮料瓶，液体食品瓶用 PVC，PE 制造，洗涤剂瓶，化妆品瓶，牛奶瓶，乳酸菌饮料大多用 PE 制造。 回收的各种瓶类一般先经人工分拣，然后再按不同的材料进行回收，目前，已有不少技术和设备用于各种瓶类的回收再生。 （1） PET 瓶的回收，PET 瓶大量用于可口可乐，百事可乐，雪碧等碳酸饮料，目前大部分是由 PET 瓶和 HDPE 瓶底组成，瓶盖材料 HDPE，商标为双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜，采用 EVA 型粘接剂粘附于瓶身，聚酯瓶回收后再利用的途径有再生造粒。醇解和其他等方法。不管采用何种方法，首先要将聚酯瓶与其他瓶分离，也需将聚酯瓶身与瓶底分离。 分离：混合的加收瓶经传送带进入粉碎机粉碎，再经密度分离。 再生造粒：再生造粒可用挤出机。经分离的 PET 碎料经挤出机挤出造粒制成粒料，为避免挤出时吸水使物性粘度下降，在挤出前应进行干燥。PET 粒料的用途如下：

6、a,重新制造 PET 瓶，再生粒料不能用于与食品直接接触场合，但可用于三层 PET 瓶的中间层，再制成碳酸饮料瓶。 b.纺丝制造纤维，再生 PET 料料可用来纺丝制成纤维，用作枕芯，褥子，睡袋，毡等。 c.玻纤增强材料，经玻纤增强的再生 PET 具有较好的耐热性和力学强度，可用来制作汽车零部件，如耐热汽车车轮罩，其热畸变温度可达 240 度。变曲弹性模量 9500MPa，弯曲强度 214 MPa，冲击强度 15kf/m2. d.共混改性，再生 PET 料料可与其他聚合物共混，制得各种改性料，如与 PE 共混，可得到冲击性能改善的 PET 共混料，PE： PET 为（1050）：（9050）：如再加入少量聚丙烯，共混物的尺寸稳定性可获明显改进。由于 PE 和 PET 的极性相差较大，所以，在共混时需进行相容处理，一般通过聚烯烃的接枝改性来改进相容性。 e.醇解，PET 废料在碱性催化剂存在下进行醇解，再加入二元酸酐等缩聚，得酸值大于 12 的产物，经稀释，过滤，加入适量催化剂，可制得醇酸树脂漆,反应温度 8085 度，反应 45hf.PET 薄膜，在塑料行业，PET 主要用作薄膜和瓶，而

7、薄膜可用作包装，装饰，录音带基或电容器绝缘，PET 片也用作照相片基，PET 也大量用于纤维，薄膜和纤维用 PET 的物性粘度较瓶用 PET纸。因此回收利用也稍有差异。 PET 薄膜和纤维生产工厂产生的下脚料可用来等待聚酯/环氧树脂粉末涂料，一般这些下脚料的相对分子质量约为 2 万，熔点 260 度以上，为组成单一的线型 PET。将这样的下脚料在 250 至 260 度下用多元醇醇解，可得相对分子质量约 2000 至 5000 的低熔点共聚聚酯。共聚聚酯在 200 至 220 度加入二元酸酐和酯化剂缩聚，得酸值约 3.05 mgKOH/g,软化点约为 85至 105 度，玻璃化温度小于等于 50 度的产物，此产物用来制聚酯/环氧树脂粉末涂料。g.PET 瓶片经过清洗、脱水、干燥、溶解、挤出、切粒一系列工序在后再利用。h.聚酯漆是 200 度至 250 度下将聚酯废料与多元醇反应经过溶剂化以后制得三维网状结构绝缘漆质量符合 GB6109，其综合性能优异坚硬耐磨丰富度高耐热性好，绝缘性好，缺点是调配麻烦，促进剂、引发剂的比例要求高。i.耐腐蚀管道使用废弃的可乐瓶回收处理后用来生产的，还可以

8、用来制造酸碱储槽等。3.PET 瓶片回收造粒的工序设备代号：B-206：瓶片加料槽； X-206：螺杆泵X-204：脱水机 X-205：振荡筛B-207：瓶片缓存槽 X-207：饲料机V-207：输送风机 17F-158：瓶片储槽B-422：缓冲槽 X-430：干燥器B-438：干瓶片储槽 X-438：筛选机22E-300：熔解器 F-301CDE：滤杆过滤器P-301BC：离心泵 A-150C：切粒机13F-158：干酯粒 储槽工艺流程简图图（1）脱水简图B-206磁 铁 箱 X-205 P17F-158 V-207X-207B-20742L50HX-20442L50HX-206 42P50I磁 铁 箱视 镜盖 板工序简介：（1） .清洗过的聚酯瓶片经过 B-206 进入螺杆泵加速进入脱水机脱水，目的是维持瓶片水分0.8，使干燥水分100ppm，然后B-207 饲料机通过风机 V-207 进入瓶片大储槽 17F-158 储存。整个工序中磁铁箱的作用是取出瓶片中的铁杂质，以免给产品产生不良影响。（2）.连锁过程：手动方式：脱水机(X-204)可自行启动、切停。脱水机(X-204)启 动

9、 程 序 ： 脱 水 机 (X-204)ON 延 后 20S 震 动 筛 （ X-205） ON ， 延 后 20S 输 送 螺 杆 （ X-206） 启 ， AP PURGE 计 时 。 切 停 程 序 ： 输 送 螺 杆 （ X-206） 切 停 ， 延后 120S 脱 水 机 (X-204)停 后 20S 震 动 马 （ X-205） 达 及AP PURGE 停 。 螺 杆 输 送 机 (X-206):储 槽 （ B-207） 液 位42L50H 螺 杆 输 送 机 (X-206)切 停 ， 42L50H 消 失 螺 杆 输 送机 (X-206)启 动 。 脱 水 机 (X-204)切 停 ， 螺 杆 输 送 机 (X-206)切 停 。 输 送 风 机 （ V-207） ： 自 动 方 式 ： 输 送 压 力（ 42P50I） 高 报 ， 饲 料 机 （ X-207） 切 停 ， 高 报 消 失 饲 料机 启 动 。 高 报 60S 不 消 失 输 送 风 机 （ V-207） 切 停 。 储 槽液 位 42L50H， 风 机 启 动 输 送 ， 储 槽 液 位 42L50L 或17F158 液 位 高 报 切 停 饲 料 机 （ X-207） ， 42L50L 或17F158 液 位 高 报 消 失 ， 启 动 饲 料 机 输 送 。 手 动 方 式 ： 输 送风 机 可 自 行 启 动 ， 但 输 送 压 力 （ 42P50I） 高 报 要 切 停 。图（2）干燥熔解造粒过程工序B-422X-430B-438X-438F-301D F-301EF-301CP-301B CA-150C13F-15822E-30017F-158（3）.17F-158 的瓶片经过

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