技术简要描述

针对废旧PET聚酯化学化学醇解效率低、温度高、反应时间长、回收成本高、再利用时色度难达标等行业共性问题，采用具有阴阳离子协同作用的功能化离子液体作为催化剂，通过活化PET聚酯酯键和醇解溶剂羟基，提高催化效率。研究阴阳离子协同醇解PET聚酯的催化机理及调控机制，获得高收率、高纯度醇解单体。醇解单体作为平台化合物进行后续利用，可制备再生PET切片，实现废弃PET聚酯的高值化、短流程回收循环利用。

技术信息

本技术产品再生PET特性粘度≥0.67，L值≥80，b值≤3.0，平均分子量≥20000，热稳定性与原生PET相当。

商业应用情况

该技术于2015年在天津与航天资源循环科技有限公司合作建立了基于离子液体的催化降解PET的千吨级示范装置，废气、废水的排放为零及固废排放低于1%。获得了良好的环境效益。国外已与英国 Green Lizard Technologies Ltd公司签署了$100的合作合同，将在英国共同推进万吨级商业化装置建设，目前已完成了英国废旧PET原料的吨级实验验证，正在进行万吨级的工艺包设计。

推荐单位

北京市科学技术委员会

设备投资

该技术主要推广建设工程为万吨级工业化装置，以1万吨/年再生PET产品的新建工程为例，工程主要包括以下主体和配套系统： 原料存储及进料系统：主要包括原料罐、中储罐等、螺杆进料器、传送输料器，用于原料的存储和运输。 降解反应系统：主要包括隔膜泵、无油静音空压机、油浴槽、油浴加热反应釜，用于原料的降解反应。 分离系统：主要包括恒温槽、冷却釜、结晶釜、溶解釜、板框式过滤机、过滤槽，主要用于产物的结晶分离。 纯化系统：主要包括恒温槽、冷却釜、结晶釜、溶解釜、脱色塔、板框式过滤机、过滤槽，用于产物的吸附脱色和结晶分离。 聚合系统：主要包括压力表、机械泵、油浴槽、聚合反应釜，用于单体聚合制备再生PET。 控制系统：主要包括DCS系统、热电偶、保温带、气动阀、安全阀、球阀、单向阀、过滤器、针阀、其它连接件（压力表接头、三通、两通、变径、堵头）、仪表等，用于系统控制。 动力系统：主要包括仪器部件、变频器、变压器、电线电缆、电器控制柜、250KVA配电项目，用于动力供给。 计量系统：该系统主要包括双旋转给料机、双管螺旋电子秤、等，主要用于原料、产物和催化剂的计量。 上述装置的一次性总体投资约1150万元。

年运行维护费用

以年产1万吨再生PET产品规模项目为例，每吨再生PET产品需PET原料约1000kg，乙二醇366.74kg，溶剂8.28kg，催化剂5.15kg，蒸汽11810kg，循环水24480kg，则每吨再生PET消耗PET原料费1544.96元，乙二醇1312.93元，溶剂12.59元，催化剂66.95元，蒸汽2243.90元，循环水85.68元，电193.74元，三废处理1352.43元，包装费60.00元，运输费300.00元，人工300.00元，设备折旧48.00元，管理费52.00元。每吨费用共计：7574.18元。

投资回收期

以年产1万吨再生PET规模项目为例： 总投资：1150万元， 年再生PET产值：8000元/吨×1万吨=8000万元， 每吨再生PET年生产及运行成本：7574.18元/吨×1万吨=7574.18万元， 年利润：8000-7574.18=425.82万元， 静态投资回收期：1150÷425.82=2.7年。

附加效益

1. 经济效益方面：通过技术经济分析，再生PET处理成本为7000元/吨，而产品的价格为12000-15000元/吨，万吨级工程年利润为5000-8000万，利润相当可观。通过本项目获得的专利技术，有望进一步转移转化推向社会和市场，形成从基础研究走向应用研究，再走向其他发展中国家的良性发展，从而产生巨大的经济价值和社会效益。 2. 环境效益方面：PET废弃后，一般通过填埋、焚烧等方式处理，造成严重的环境污染，将其回收利用后，可以减少废固排放1万吨/年，并且减少化石资源消耗1.5万吨/年。 3. 政治外交方面：该技术可以在大部分“一带一路”沿线国家进行转化，可以树立中国在一带一路国家的形象和优势。与一带一路国家在废弃资源循环利用领域开展科技合作是对外工作的重要组成部分，是提升国家科技创新能力的重要途径，对我国实施创新驱动发展战略具有基础性、前瞻性和战略性作用，也是落实国家领导人外交承诺的重要举措之一。 4. 人才培养和国际影响方面：通过本项目的实施，还能凝聚和锻炼一支优秀的研究队伍，瞄准废弃资源利用这一领域持续探索，通过强化特色、协同合作、紧扣目标，取得科技成果，增强国际影响力和竞争力。

综合效益

离子液体催化废旧聚酯循环回收技术，旨在减小大量废旧聚酯堆积等对环境造成的严重污染。同时，一方面，以废旧聚酯为原料，催化醇解为单体或是低聚物，使其能够进一步再聚合为新的产品，进入新的循环过程，是资源能源再利用的典型代表；另一方面，以废旧聚酯为原料，可减少直接由石油资源合成单体聚合为产品的过程，是节约资源能源的必要途径。该技术与原生料技术对比，其工艺技术经济性相当，目前再生PET产品价格是原生PET价格的1.5~2倍，具有明显的经济效益。如以PET降解单体（对苯二甲酸脂类）制备聚氨酯胶粘剂等高值化产品为例，通过减少合成中间环节能耗和产率，使产品成本下降5%，在资源能源循环利用的前提下，该技术具有较大的竞争力及社会效益。

技术成熟度

中国科学院过程工程研究所研发的基于离子液体催化PET醇解技术，技术成熟度高，是具有自主知识产权的成套工艺技术，在国内已实现了千吨级示范装置建立及稳定运行，并与四川东材科技集团股份有限公司签订了战略合作协议，拟共同推进万吨级PET循环回收工业示范的建设。目前完成了中试的降解及聚合实验，产品均获得合格的指标，并满足后续产品短丝、长丝的纺织性能需求。国外已经与英国 Green Lizard Technologies Ltd公司签订了合作备忘录，签署了$100的合同，拟在英国共同推进万吨级工艺包设计及商业化装置建设，目前已完成了英国废旧PET原料的吨级实验验证，正在进行万吨级的工艺包设计。

技术适用性

本技术适用领域是废旧塑料循环回收行业及聚酯合成行业，适用于废旧PET相关化学回收再利用技术，没有地域、规模、环境条件等限制。醇解溶剂可用一元醇或二元醇。所需要原料适用于纯PET的各种材料，包括瓶片、包装材料、膜材料和聚酯纤维等，也包括部分混合PET材料，如涤棉混纺纤维及服装等，这些原料足以满足回收所需。与PET聚酯合成企业合作将会大大降低生产成本。此外，需对职工进行安全及操作培训，使用和维护方便。

技术稳定性

离子液体催化醇解废旧聚酯技术，已经建立了千吨级示范装置，该装置实现了稳定运行，其醇解产品收率及质量稳定，运行期间，该装置反应釜均为封闭系统，工艺全程采用常压设备，反应条件均为常压，且设备为耐压系统。由此可知，该技术对环境、技术参数等干扰的敏感度低。故而，依托于该技术建立的万吨级装置能够在工程运行过程中保持稳定性。万吨级设备在正常生产维修条件下，可以稳定使用10年以上。

技术安全性

该技术成果采用热稳定性好、蒸汽压低、不易燃，腐蚀性小的离子液体作为催化剂，以高沸点乙二醇作为醇解溶剂，在常压条件下操作，无二次污染、易燃易爆高毒性物质泄露等环境、安全事故的风险。应用年产生量大的废弃PET作为原料，不存在上游资源限制问题，对配套设施要求少，普通的解聚和聚合反应釜即可满足要求，且该技术是国家大力支持和扶持的政策，市场接受度高，不存在市场和政策风险。

知识产权转让

申报单位具有项目实施所涉及的全部知识产权，相关技术申请专利27项，授权12项，部分核心专利如下： 1．CoCl42-/NiCl42-型离子液体催化醇解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法，201110004611.X 2．第一过渡系金属离子液体催化醇解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法，201110090618.8 3．尿素基低共熔离子液体快速高效催化醇解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法，201410612174.3 4.金属醋酸根离子液体催化醇解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法，201110198356.7 5.一种多组分催化剂高效催化醇解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法，201110302813.2 6.一种催化醇解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法，201110139360.6 7.一种多金属氧簇催化降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法，201410166733.2 8.一种废旧PET材料化学法回收循环再利用系统，201520908480.1 9.一种由废旧PET加氢降解制备对二甲苯的方法，201610205768.1 技术拥有方是中国科学院过程工程研究所，是事业型研究单位，拥有方转让意愿强烈，技术产权转让机制、政策途径顺畅。