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Title:
PROCESS FOR OBTAINING A PURIFIED DIESTER MONOMER EFFLUENT BY DEPOLYMERIZING A POLYESTER COMPRISING COLORED AND/OR OPAQUE AND/OR MULTILAYERED POLYETHYLENE TEREPHTHALATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/140015
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a process for depolymerizing a polyester feedstock comprising opaque, colored and/or multilayered PET, the process comprising: a) a conditioning step; b) a glycolysis step in the presence of a diol; c) a diol separation step producing a diol effluent and a liquid monomer effluent; d) a step of separating said liquid monomer effluent into a heavy impurity effluent and a pre-purified monomer effluent during a residence time of less than 10 min; and e) a step of decolorizing the pre-purified monomer effluent using at least one solid production section by precipitation or crystallization in the presence of a solvent, preferably a diol, to obtain a solid purified diester monomer effluent and a colored liquid effluent, followed by an adsorption section for treating said colored liquid effluent and obtaining a colorless liquid effluent comprising in particular said solvent, preferably said diol.

Inventors:
THINON OLIVIER (FR)
CHICHE DAVID (FR)
CHALENCON MICHEL (FR)
BOUNIE CHRISTINE (FR)
Application Number:
PCT/EP2020/087379
Publication Date:
July 15, 2021
Filing Date:
December 21, 2020
Export Citation:
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Assignee:
IFP ENERGIES NOW (FR)
International Classes:
C08J11/24; C08L67/02
Domestic Patent References:
WO2018007356A12018-01-11
Foreign References:
US5635584A1997-06-03
US20060074136A12006-04-06
US20150105532A12015-04-16
US6642350B12003-11-04
FR3053691A12018-01-12
Other References:
"Cristallisation industrielle - Aspects pratiques", TECHNIQUES DE L'INGÉNIEUR
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Claims:
Revendications

1. Procédé de dépolymérisation d’une charge polyester comprenant du polyéthylène téréphtalate (PET) choisi parmi le PET opaque, le PET coloré, le PET multicouche et leurs mélanges, ledit procédé comprenant : a) une étape de conditionnement comprenant une section de conditionnement alimentée au moins par ladite charge polyester, pour produire un flux conditionné ; b) une étape de dépolymérisation par glycolyse alimentée au moins par le flux conditionné, opérée en présence de diol, à une température comprise entre 180 et 400°C, avec un temps de séjour compris entre 0,1 et 10 h et de sorte que la quantité totale de diol est entre 1 à 20 moles de diol par mole de diester de ladite charge polyester ; c) une étape de séparation du diol alimentée au moins par l’effluent de l’étape b), opérée à une température comprise entre 60 et 250°C, à une pression inférieure à celle de l’étape b) et produisant au moins un effluent diol et un effluent monomères liquide, ladite étape de séparation du diol étant mise en oeuvre dans une section de séparation gaz-liquide ou une succession de deux à cinq sections de séparation gaz-liquide successives, produisant chacune un effluent gaz et un effluent liquide, l’effluent liquide de la section antérieure alimentant la section ultérieure, l’effluent liquide issu de la dernière section de séparation gaz-liquide constituant l’effluent monomères liquide, le ou les effluent(s) gaz étant récupéré pour constituer ledit ou lesdits effluent(s) diol ; d) une étape de séparation de l’effluent monomères liquides issu de l’étape c) en un effluent impuretés lourdes et un effluent monomères pré-purifié, opérée à une température inférieure à 250°C et une pression inférieure à 0,001 MPa, avec un temps de séjour liquide inférieur à 10 min ; et e) une étape de décoloration de l’effluent monomères pré-purifié, mettant en oeuvre au moins une section de production de solide et une section d’adsorption, et produisant au moins un effluent solide de monomère diester purifié et un effluent liquide décoloré, ladite section de production de solide comprenant une phase de précipitation ou de cristallisation et une phase de séparation liquide-solide, ladite section de production de solide étant alimentée au moins par l’effluent monomères pré-purifié issu de l’étape d) et un solvant et opérée à une température comprise entre 0 et 130°C et à une pression comprise entre 0,001 et 1 MPa ledit solvant étant choisi parmi l’eau, les mono-alcools, les diols, les éthers, les esters les hydrocarbures et les mélanges d’au moins deux de ces composés appartenant à la même famille chimique ou des familles chimiques différentes, la section de production de solide produisant au moins un effluent solide de monomère diester purifié et un effluent liquide coloré, ledit effluent liquide coloré obtenu à l’issue de la section de production alimentant la section d’adsorption, opérée en présence d’au moins un adsorbant, à une température comprise entre 5 et 150°C, la section d’adsorption produisant un effluent liquide décoloré.

2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel ladite charge polyester comprend au moins 50% poids, de préférence au moins 70% poids, de manière préférée au moins 90% poids de polyéthylène téréphtalate.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel ladite charge polyester comprend au moins 10% en poids, de préférence au moins 15% poids, de PET opaque.

4. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel ladite charge polyester comprend entre 0,1% et 10% poids de pigments, de préférence entre 0,1 et 5% poids de pigments.

5. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel ladite charge polyester comprend entre 0,05% et 1% de colorants, notamment entre 0,05 et 0,2% poids de colorants.

6. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel le solvant qui alimente la section de production de solide comprend l’eau, un diol ayant entre 1 et 12 atomes de carbone, de préférence l’éthylène glycol, un composé mono-aromatique, par exemple le xylène, ou un de leurs mélanges.

7. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel le solvant qui alimente la section de production de solide comprend tout ou partie de l’effluent liquide décoloré issu de la section d’adsorption de ladite étape e), éventuellement complété par un appoint de solvant externe ou non audit procédé.

8. Procédé selon la revendication 7 dans lequel le solvant comprend un diol, de préférence l’éthylène glycol, ledit appoint éventuel de solvant est avantageusement tout ou partie du ou des effluent(s) diol issu(s) de l’étape c), au moins une fraction de l’effluent diol purifié éventuellement obtenu après purification du(des) effluent(s) diol issu(s) de l’étape c), un appoint en diol externe au procédé selon l’invention, ou leurs mélanges.

9. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel la quantité de solvant introduit dans la section de production de solide est ajustée de sorte que l’effluent monomères pré-purifié représente entre 1 et 75% poids, préférentiellement entre 3 et 45% poids, de manière préférée entre 5 et 25% poids, du poids total du mélange dans ladite section de production de solide.

10. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel la section d’adsorption est opérée à une température comprise entre 5 et 150°C, de préférence entre 15 et 120°C, de manière préférée entre 25 et 100°C, de manière très préférée entre 25 et 80°C, et préférentiellement à une pression entre 0,1 et 1 ,0 MPa, en particulier entre 0,1 et 0,8 MPa et plus particulièrement entre 0,2 et 0,5 MPa,

11 . Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel la section d’adsorption comprend au moins un adsorbeur, le temps de séjour du mélange dans chaque adsorbeur de la section d’adsorption étant compris entre 5 minutes et 40 heures, de préférence entre 10 minutes et 20 heures, de préférence entre 15 minutes et 15 heures, de préférence entre 20 minutes et 10 heures.

12. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel au moins un adsorbant de la section d’adsorption de l’étape e) est un charbon actif.

13. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel au moins une fraction, de préférence la totalité, dudit effluent liquide décoloré issu de la section d’adsorption de l’étape e) est recyclé vers la section de production de solide de ladite étape, éventuellement en mélange avec un appoint de solvant.

14. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel la section de conditionnement de l’étape a) est opérée dans une extrudeuse, de préférence avec un temps de séjour inférieur ou égale à 5h, de préférence inférieur ou égale à 1 h, préférentiellement inférieur ou égale à 30 min, de manière préférée inférieur ou égale à 10 min, et de préférence supérieure ou égale à 2 min, avantageusement à une température entre 150 et 300°C, de préférence entre 225 et 275°C, et à une pression entre 0,1 MPa et 20 MPa.

15. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’effluent solide de monomère diester purifié obtenu à l’issue de l’étape e) de décoloration alimente, directement ou non, une étape de polymérisation.

Description:
PROCÉDÉ D’OBTENTION D’UN EFFLUENT MONOMERE DIESTER PURIFIE PAR DÉPOLYMÉRISATION D’UN POLYESTER COMPRENANT DU POLYÉTHYLÈNE TÉRÉPHTALATE COLORÉ ET/OU OPAQUE ET/OU MULTICOUCHE

Domaine technique

L’invention concerne un procédé de dépolymérisation par glycolyse d’un polyester, en particulier le polyester téréphtalate, comprenant du polyéthylène téréphtalate (PET) coloré et/ou opaque et/ou multicouches, en vue de son recyclage dans une unité de polymérisation. Plus particulièrement, l’invention concerne un procédé de dépolymérisation par glycolyse d’une charge polyester comprenant au moins du PET coloré et/ou opaque, avec une étape optimisée de purification finale de l’effluent diester obtenu.

Technique antérieure

Le recyclage chimique de polyester, en particulier du polyéthylène téréphtalate (PET), a fait l’objet de nombreux travaux visant à décomposer le polyester récupéré sous forme de déchets en monomères qui pourront de nouveau être utilisés comme charge d’un procédé de polymérisation.

De nombreux polyesters sont issus de circuits de collecte et de tri de matières. En particulier, le polyester, en particulier le PET, peut provenir de la collecte de bouteilles, barquettes, films, résines et/ou fibres composées de polyester (comme par exemple des fibres textiles, des fibres de pneus). Le polyester issu de filières de collecte et de tri est appelé polyester à recycler.

Le PET à recycler peut être classé en quatre grandes catégories :

- le PET clair, constitué majoritairement de PET transparent incolore (en général au moins 60% poids) et de PET transparent coloré azuré, qui ne contient pas de pigments et peut être engagé dans des procédés de recyclage mécanique,

- le PET foncé, ou coloré (vert, rouge,..), qui peut contenir généralement jusqu’à 0,1% poids de colorants ou pigments mais reste transparent, ou translucide ;

- le PET opaque, qui contient une quantité significative de pigments à des teneurs variant typiquement entre 0,25 et 5,0% poids pour opacifier le polymère. Le PET opaque est utilisé de manière grandissante par exemple pour la fabrication de contenants alimentaires, comme les bouteilles de lait, dans la composition de flacons cosmétiques, phytosanitaires ou de colorants ; - le PET multicouches, qui comporte des couches de polymères autres que le PET ou une couche de PET recyclé entre des couches de PET vierge (c’est-à-dire PET n’ayant pas subi de recyclage), ou un film d’aluminium par exemple. Le PET multicouches est utilisé après thermoformage pour faire des emballages tels que des barquettes.

Les filières de collecte, qui alimentent les filières de recyclage, sont structurées différemment en fonction des pays. Elles évoluent de manière à maximiser la quantité de plastique valorisé dans les déchets en fonction de la nature et de la quantité des flux et des technologies de tri. La filière de recyclage de ces flux est en général constituée d’une première étape de conditionnement sous forme de paillettes au cours de laquelle des balles d’emballage brut sont lavées, purifiées et triées, broyées puis de nouveau purifiées et triées pour produire un flux de paillettes contenant en général moins de 1% massique d’impuretés « macroscopiques » (verre, métaux, autres plastiques, bois, papier carton, éléments minéraux), préférentiellement moins de 0,2% d’impuretés « macroscopiques » et encore plus préférentiellement moins de 0,05%.

Les paillettes de PET clair peuvent ensuite subir une étape d’extrusion-filtration permettant de produire des extrudés qui sont ensuite réutilisables en mélange avec du PET vierge pour faire de nouveaux produits (bouteilles, fibres, films). Une étape de polymérisation sous vide à l’état solide (connu sous l’acronyme SSP) est nécessaire pour les usages alimentaires. Ce type de recyclage est appelé recyclage mécanique.

Les paillettes de PET foncé (ou coloré) sont également recyclables mécaniquement. Cependant, la coloration des extrudés formés à partir des flux colorés limite les usages : le PET foncé est le plus souvent utilisé pour produire des fibres ou des lanières d’emballage. Les débouchés sont donc plus limités par rapport à ceux du PET clair.

La présence de PET opaque contenant des pigments à des teneurs importantes, dans le PET à recycler, pose des problèmes aux recycleurs car le PET opaque altère les propriétés mécaniques du PET recyclé. Le PET opaque est actuellement collecté avec le PET coloré et se retrouve dans le flux de PET coloré. Compte tenu du développement des usages du PET opaque, les teneurs en PET opaque dans le flux de PET coloré à recycler sont actuellement comprises entre 5-20% poids et ont tendance à augmenter encore. D’ici quelques années, il sera possible d’atteindre des teneurs en PET opaque dans le flux de PET coloré supérieures à 20-30% poids. Or il a été montré qu’au-delà de 10-15% de PET opaque dans les flux de PET coloré, les propriétés mécaniques du PET recyclé sont altérées (cf. « Impact du développement du PET opaque blanc sur le recyclage des emballages en PET », note préliminaire du COTREP du 5/12/13) et empêchent le recyclage sous forme de fibres, principal débouché de la filière pour le PET coloré.

Les colorants sont des substances naturelles ou synthétiques, solubles notamment dans la matière polyester et utilisés pour colorer la matière dans laquelle ils sont introduits. Les colorants généralement utilisés sont de différentes natures et contiennent souvent des hétéroatomes de type O et N, et des insaturations conjuguées, comme par exemple des fonctions quinone, methine, azo, ou des molécules comme la pyrazolone et la quinophtalone. Les pigments sont des substances finement divisées, insolubles en particulier dans la matière polyester, utilisés pour colorer et/ou opacifier la matière dans laquelle ils sont introduits. Les principaux pigments utilisés pour colorer et/ou opacifier les polyesters, en particulier le PET, sont des oxydes métalliques comme Ti0 2 , CoAI 2 0 4 , Fe 2 0 3 , des silicates, des polysulfides, et du noir de carbone. Les pigments sont des particules de taille comprise généralement entre 0,1 et 10 pm, et en majorité entre 0,4 et 0,8 pm. L’élimination totale de ces pigments par filtration, nécessaire pour envisager un recyclage du PET opaque, est techniquement difficile car ils sont extrêmement colmatants.

Le recyclage des PET colorés et opaques est donc extrêmement délicat.

La demande de brevet US 2006/0074136 décrit un procédé de dépolymérisation par glycolyse de PET coloré, en particulier issu de la récupération de bouteilles de PET colorées vertes. La charge traitée par ce procédé se présente sous forme de paillettes de PET et est mise en contact d’éthylène glycol dans un réacteur à une température entre 180 et 280°C pendant plusieurs heures. Le produit de glycolyse obtenu à l’issue de l’étape de dépolymérisation est purifié sur charbon actif à une température supérieure à 170°C puis par extraction des colorants résiduels, en particulier les colorants jaune, par un solvant qui peut être un alcool tel que le méthanol, ou un glycol tel que l’éthylène glycol. Le BHET quant à lui cristallise dans le solvant d’extraction et est alors séparé par filtration.

Dans la demande de brevet US 2015/0105532, le PET post-consommation comprenant un mélange de différents PET colorés, comme du PET clair, du PET bleu, du PET vert et/ou du PET ambré, sous forme de paillettes, est dépolymérisé par glycolyse en présence d’éthylène glycol et d’un catalyseur amine et d’alcool, dans un réacteur à 150-250°C, en mode batch. Le monomère diester alors obtenu est purifié par filtration, échange d’ions et/ou passage sur charbon actif en particulier à une température de 80-90°C, avant d’être cristallisé et récupéré par filtration.

Le brevet US 6,642,350 décrit quant à lui la purification d’une solution de BHET brute comprenant au minimum une succession de mises en contact de ladite solution avec un charbon actif, une résine échangeuse d’anions et une résine échangeuse de cations, en particulier à une température égale à 60°C, 65°C ou 80°C. Ce brevet montre en effet qu’une simple mise en contact uniquement avec du charbon actif ne suffit pas notamment à décolorer entièrement la solution puisqu’une couleur résiduelle, en particulier jaune, est observée lorsque ladite solution de BHET brute est mise en contact uniquement avec du charbon actif.

Enfin, la demande de brevet FR 3053691 décrit un procédé de dépolymérisation d’une charge polyester comprenant du PET opaque et en particulier de 0,1 à 10% poids de pigments, par glycolyse en présence d’éthylène glycol. Un effluent de bis-(2-hydroxyethyl) téréphtalate (BHET) purifié est obtenu après des étapes particulières de séparation et de purification par adsorption. Cependant, l’effluent BHET obtenu par le procédé de dépolymérisation décrit dans la demande FR 3053691 peut présenter des imperfections : l’effluent BHET obtenu se colore notamment rapidement malgré le passage sur une colonne d’adsorbant.

La présente invention cherche à perfectionner ces procédés de dépolymérisation par glycolyse d’une charge polyester comprenant du PET coloré et/ou opaque et en particulier celui de la demande FR 3053691 , notamment afin d’améliorer la purification, plus particulièrement la décoloration, de l’effluent diester obtenu après séparation des impuretés lourdes et solides, comme les oligomères et les pigments. L’objectif de l’invention est en effet d’obtenir un flux de diester, en particulier un flux de BHET, par dépolymérisation d’une charge polyester comprenant du PET coloré et/ou opaque, avec une pureté élevée et étant en particulier incolore ou pratiquement incolore.

Résumé de l’invention

L’invention a donc pour objet un procédé de dépolymérisation d’une charge polyester comprenant du polyéthylène téréphtalate (PET) choisi parmi le PET opaque, le PET coloré, le PET multicouche et leurs mélanges, ledit procédé comprenant, de préférence consistant en : a) une étape de conditionnement comprenant une section de conditionnement alimentée au moins par ladite charge polyester, pour produire un flux conditionné ; b) une étape de dépolymérisation par glycolyse alimentée au moins par le flux conditionné, opérée en présence de diol, à une température comprise entre 180 et 400°C, avec un temps de séjour compris entre 0,1 et 10 het de sorte que la quantité totale de diol est entre 1 à 20 moles de diol par mole de diester de ladite charge polyester; c) une étape de séparation du diol alimentée au moins par l’effluent de l’étape b), opérée à une température comprise entre 60 et 250°C, à une pression inférieure à celle de l’étape b) et produisant au moins un effluent diol et un effluent monomères liquide, ladite étape de séparation du diol étant mise en oeuvre dans une section de séparation gaz-liquide ou une succession de deux à cinq sections de séparation gaz-liquide successives, produisant chacune un effluent gaz et un effluent liquide, l’effluent liquide de la section antérieure alimentant la section ultérieure, l’effluent liquide issu de la dernière section de séparation gaz-liquide constituant l’effluent monomères liquide, le ou les effluent(s) gaz étant récupéré pour constituer ledit ou lesdits effluent(s) diol ; d) une étape de séparation de l’effluent monomères liquides issu de l’étape c) en un effluent impuretés lourdes et un effluent monomères pré-purifié, opérée à une température inférieure à 250°C et une pression inférieure à 0,001 MPa, avec un temps de séjour liquide inférieur à 10 min ; et e) une étape de décoloration de l’effluent monomères pré-purifié, mettant en oeuvre au moins une section de production de solide et une section d’adsorption, et produisant au moins un effluent solide de monomère diester purifié et un effluent liquide décoloré, ladite section de production de solide comprenant une phase de précipitation ou de cristallisation et une phase de séparation liquide-solide, ladite section de production de solide étant alimentée au moins par l’effluent monomères pré-purifié issu de l’étape d) et un solvant et opérée à une température comprise entre 0 et 130°C et à une pression comprise entre 0,001 et 1 MPa ledit solvant étant choisi parmi l’eau, les mono-alcools, les diols, les éthers, les esters les hydrocarbures et les mélanges d’au moins deux de ces composés appartenant à la même famille chimique ou des familles chimiques différentes, la section de production de solide produisant au moins un effluent solide de monomère diester purifié et un effluent liquide coloré, ledit effluent liquide coloré obtenu à l’issue de la section de production alimentant la section d’adsorption, opérée en présence d’au moins un adsorbant, à une température comprise entre 5 et 150°C, la section d’adsorption produisant un effluent liquide décoloré. Le procédé de dépolymérisation peut également consister en les étapes a) à e), comme indiqué ci-avant, et en une étape de purification de l’effluent diol issu de l’étape c) avant recyclage du diol en particulier vers les étapes a) et/ou b) et/ou e).

Un avantage de la présente invention réside en l’obtention, à partir d’une charge polyester comprenant au moins du polyéthylène téréphtalate (PET), en particulier du PET coloré et/ou opaque, d’un effluent de monomères diester, en particulier un effluent de bis(2-hydroxyéthyl) téréphtalate (BHET), purifié, étant en particulier incolore, voire quasi incolore.

Un intérêt de l’invention est donc de pouvoir traiter tout type de déchets polyester, qui comprennent de plus en plus de pigments et colorants, comme les PET colorés, opaques, voire multi-couches. Le procédé selon l’invention, apte à traiter notamment du PET opaque, permet de retirer les pigments et colorants et de revenir au monomère diester, en particulier au monomère bis(2-hydroxyéthyl) téréphtalate (BHET), par réaction chimique. Ce monomère peut ensuite être repolymérisé en un polymère qui ne présente aucune différence avec un polyester vierge, en particulier un PET vierge, autorisant ainsi tous les usages du PET vierge.

Liste des figures Figure 1

La figure 1 représente un mode de réalisation particulier de l’invention. Une charge polyester

(1) comprenant du PET opaque est conditionnée dans une étape a). La charge conditionnée

(2) est introduite dans une étape b) de dépolymérisation par glycolyse qui est également alimentée par un flux diol (10) composé d’une fraction d’un effluent diol purifié (9) issu d’une l’étape c’) de purification du diol et d’un appoint en diol frais (17) externe au procédé. L’effluent réactionnel (3) obtenu après dépolymérisation est envoyé vers une étape c) de séparation du diol qui produit un effluent monomères liquide (4) et un effluent diol (8). L’effluent diol (8) est envoyé vers une étape c’) de purification du diol, par exemple par distillation, pour obtenir un effluent diol purifié (9) et un effluent impuretés (13). L’effluent monomères liquide (4) est envoyé vers l’étape d) de séparation du BHET.

L’étape d) met en oeuvre en particulier un évaporateur court-trajet pour produire un effluent monomères pré-purifié (5) et un effluent impuretés lourdes (14). Une partie (16) de l’effluent impuretés lourdes (14) est purgée, l’autre partie (15) de l’effluent impuretés lourdes (14) est recyclée vers l’étape réactionnelle (étape b). L’effluent monomères pré-purifié (5) est éventuellement comprimé avant d’être envoyé vers une étape e) de décoloration.

Dans l’étape e), ledit effluent monomères pré-purifié (5) alimente une section de production de solide qui est également alimentée par un solvant (12) composé d’un effluent liquide décoloré (7) issu d’une section d’adsorption de l’étape e) et éventuellement si besoin d’une fraction (11) de l’effluent diol purifié (9) issu de l’étape c’) de purification du diol. A l’issue de la section de production de solide de l’étape e), un effluent solide de monomère diester purifié (6) est obtenu et stocké. Un effluent liquide coloré, également issu de la section de production de solide de l’étape e), est quant à lui traité dans une section d’adsorption dans l’étape e) pour produire un effluent liquide décoloré (7).

Description des modes de réalisation

Selon l’invention, le polyéthylène téréphtalate ou poly(téréphtalate d’éthylène), nommé encore simplement PET, a un motif élémentaire de répétition de formule :

Classiquement, le PET est obtenu par polycondensation de l'acide téréphtalique (PT A), ou du diméthyle téréphtalate (DMT), avec l'éthylène glycol. Dans la suite du texte, l’expression « par mole de diester dans ladite charge polyester » correspond au nombre de moles de motif -[0-C0-0-(C 6 H 4 )-C0-0-CH 2 -CH 2 ]-, qui est le motif diester issu de la réaction du PTA et de l’éthylène glycol, dans le PET compris dans ladite charge polyester.

Selon l’invention, le terme « monomère » ou « monomère diester » désigne avantageusement le bis(2-hydroxyéthyl) téréphtalate (BHET) de formule chimique HOC 2 H 4 - C0 2 -(C 6 H 4 )-C0 2 -C 2 H 4 0H, dans laquelle -(C 6 H 4 )- représente un cycle aromatique, et qui est le motif diester issu de la réaction du PTA et de l’éthylène glycol, dans le PET compris dans ladite charge polyester.

Le terme « oligomère » désigne typiquement un polymère de petite taille, constitué généralement de 2 à 20 motifs élémentaires de répétition. Selon l’invention, le terme « oligomère d’ester » ou « oligomère de BHET » désigne un oligomère d’ester téréphtalate, comprenant entre 2 et 20, de préférence entre 2 et 5, motifs élémentaires de répétition de formule -[0-C0-(C 6 H 4 )-C0-0-C 2 H 4 ]-, avec -(C 6 H 4 )- un cycle aromatique. Selon l’invention, les termes « diol » et « glycol » sont utilisés indifféremment et correspondent à des composés comprenant 2 groupements hydroxyle -OH. Le diol préféré est l’éthylène glycol, encore appelé mono-éthylène glycol ou MEG.

Ainsi, les flux diol ou effluent diol, mis en jeu dans les étapes du procédé de l’invention, comprennent ainsi de préférence de l’éthylène glycol (ou MEG) en quantité supérieure à 40% poids du poids total dudit flux diol ou effluent diol.

Le terme « colorant » définit une substance soluble dans la matière polyester et utilisée pour la colorer. Le colorant peut être d’origine naturelle ou synthétique.

Selon l’invention, le terme « pigment », plus particulièrement pigment colorant et/ou opacifiant, définit une substance finement divisée, insoluble en particulier dans la matière polyester. Les pigments sont sous forme de particules solides, de taille comprise généralement entre 0,1 et 10 pm, et en majorité entre 0,4 et 0,8 pm. Ils sont souvent de nature minérale. Les pigments généralement utilisés, notamment pour opacifier, sont des oxydes métalliques comme Ti0 2 , CoAI 2 0 4 , Fe 2 0 3 , des silicates, des polysulfides, et du noir de carbone.

Selon la présente invention, les expressions « compris entre ... et ... » et « entre ... et ... » signifient que les valeurs limites de l’intervalle sont incluses dans la gamme de valeurs décrite. Si tel n’était pas le cas et que les valeurs limites n’étaient pas incluses dans la gamme décrite, une telle précision sera apportée par la présente invention.

Dans la suite, des modes de réalisation particuliers et/ou préférés de l’invention peuvent être décrits. Ils pourront être mis en oeuvre séparément ou combinés entre eux sans limitation de combinaison lorsque cela est techniquement réalisable.

Charge

Le procédé selon l’invention est alimenté par une charge polyester comprenant au moins un polyester, c'est-à-dire un polymère dont le motif de répétition de la chaîne principale contient une fonction ester, et comprenant du polyéthylène téréphtalate (PET), de préférence comprenant, au moins, du PET opaque, du PET coloré, du PET multicouche ou leurs mélanges, de manière préférée, au moins, du PET opaque et du PET coloré et éventuellement du PET multicouche. Ladite charge polyester est avantageusement une charge polyester à recycler, issue des filières de collecte et de tri des déchets, en particulier des déchets plastiques. Ladite charge polyester peut provenir, par exemple, de la collecte de bouteilles, barquettes, films, résines et/ou fibres constitués de polyéthylène téréphtalate.

Avantageusement, la charge polyester comprend au moins 50% poids, de préférence au moins 70% poids, de manière préférée au moins 90% poids de polyéthylène téréphtalate (PET).

De préférence, ladite charge polyester comprend au moins un PET choisi parmi le PET opaque, foncé ou coloré, multicouche et leurs mélanges. De manière très particulière, ladite charge polyester comprend au moins 10% en poids de PET opaque, de manière très préférée au moins 15% poids de PET opaque, ledit PET opaque étant avantageusement du PET opaque à recycler c’est-à-dire issu des filières de collecte et de tri.

Ladite charge polyester comprend avantageusement entre 0,1% et 10% poids de pigments, avantageusement entre 0,1 et 5% poids. Elle comprend également de préférence entre 0,05% et 1% de colorants, notamment entre 0,05 et 0,2% poids.

Dans les filières de collecte et de tri, les déchets polyester sont lavés et broyés avant de constituer la charge polyester du procédé selon l’invention.

La charge polyester peut être, en tout ou partie, sous forme de paillettes (ou flakes selon le terme anglais), dont la plus grande longueur est inférieure à 10 cm, préférentiellement comprise entre 5 et 25 mm ou sous forme de solide micronisé c’est-à-dire sous forme de particules de préférence ayant une taille comprise entre 10 micron et 1 mm. La charge peut également comprendre des impuretés « macroscopiques », de préférence moins de 5% poids, préférentiellement moins de 3% poids d’impuretés « macroscopiques », comme du verre, du métal, des plastiques autres que polyester (par exemple PP, PEHD...), du bois, du papier carton, des éléments minéraux. Ladite charge polyester peut également être, en tout ou partie, sous forme de fibres, telles que des fibres textiles, éventuellement prétraitées pour éliminer des fibres de coton, de polyamide, ou tout autre fibre textile autre que polyester, ou telles que des fibres de pneus, éventuellement prétraitées pour éliminer notamment des fibres polyamide ou des résidus de caoutchouc ou de polybutadiène. Ladite charge polyester peut, en outre, comprendre du polyester issu des rebuts de production des procédés de polymérisation et/ou de transformation de la matière polyester. La charge polyester peut également comprendre des éléments utilisés comme catalyseur de polymérisation et comme agents stabilisants dans les procédés de production de PET, tels que l’antimoine, le titane, l’étain.

Étape a) de conditionnement

Ledit procédé selon l’invention comprend une étape a) de conditionnement qui comprend au moins une section de conditionnement alimentée au moins par ladite charge polyester, produisant un flux conditionné.

Ladite section de conditionnement de l’étape a) permet de chauffer et de mettre en pression ladite charge polyester aux conditions opératoires de l’étape b) de dépolymérisation.

Dans la section de conditionnement, la charge polyester est progressivement chauffée à une température proche voire légèrement supérieure à sa température de fusion de manière à devenir au moins en partie liquide. Avantageusement, au moins 70% poids de la charge polyester, très avantageusement au moins 80% poids, de préférence au moins 90% poids, préférentiellement au moins 95% poids de la charge polyester est sous forme liquide à l’issue de la section de conditionnement l’étape a). La température à laquelle la section de conditionnement de l’étape a) est mise en oeuvre est avantageusement comprise entre 150 et 300°C, de préférence entre 225 et 275°C. Cette température est maintenue la plus faible possible pour minimiser la dégradation thermique du polyester.

Avantageusement, la section de conditionnement peut être opérée sous atmosphère inerte pour limiter l’introduction d’oxygène dans le système et l’oxydation de la charge polyester.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, ladite section de conditionnement est une section d’extrusion qui correspond à une section de convoyage à vis. En d’autres termes, la section de conditionnement est opérée dans une extrudeuse.

Le temps de séjour dans ladite section d’extrusion, défini comme le volume de ladite section divisé par le débit volumique de charge est avantageusement inférieur ou égale à 5h, de préférence inférieur ou égale à 1 h, préférentiellement inférieur ou égale à 30 min, de manière préférée inférieur ou égale à 10 min, et de préférence supérieure ou égale à 2 min. Avantageusement, la section d’extrusion permet de conditionner la charge polyester telle que le flux conditionné se trouve à une température entre 150 et 300°C, de préférence entre 225 et 275°C, et à une pression entre la pression atmosphérique (c’est-à-dire 0,1 MPa) et 20 MPa. Ladite section d’extrusion est avantageusement connectée à un système d’extraction sous vide de manière à éliminer des impuretés telles que des gaz dissous, des composés organiques légers et/ou de l’humidité présents dans la charge. Ladite section d’extrusion peut également avantageusement comprendre un système de filtration pour éliminer des particules solides de taille supérieure à 40 pm, de préférence de taille inférieure à 2 cm, telles que des particules de sable. L’alimentation de la charge polyester dans l’extrudeuse est avantageusement réalisée par toutes méthodes connues de l’homme du métier, par exemple via une trémie d’alimentation, et peut avantageusement être inertée pour limiter l’introduction d’oxygène dans le système.

Selon un mode de réalisation éventuel de l’invention, la section de conditionnement peut comprendre une zone de conditionnement, mise en oeuvre avantageusement à une température entre 150 et 300°C, de préférence entre 225 et 275°C, de préférence dans une extrudeuse, puis une phase de contact charge-diol dans laquelle la charge polyester est avantageusement mise en contact avec un flux diol, de préférence comprenant, et de manière préférée consistant en, une fraction du(des) effluent(s) diol issu de l’étape c) ou/et une fraction d’un effluent diol purifié obtenu après une étape de purification de tout ou partie du(des) effluent(s) diol issu(s) de l’étape c), éventuellement en mélange avec un appoint de diol externe, de préférence de sorte que le nombre de moles de diol dudit flux diol, de préférence de ladite fraction de l’effluent diol issu de l’étape c) ou/et issu de la purification de tout ou partie du(des) effluent(s) diol issu(s) de l’étape c), éventuellement en mélange avec un appoint de diol externe, par rapport au nombre de moles de diester dans ladite charge polyester soit compris entre 0,05 et 10, de préférence entre 0,15 et 6,0, de manière préférée entre 0,3 et 3,0 . Cette mise en contact a pour effet d’initier la réaction de dépolymérisation de la charge polyester, avant l’introduction dans l’étape b) de dépolymérisation. Elle permet également de réduire la viscosité de la charge polyester, ce qui facilite son transport notamment vers l’étape b) de dépolymérisation. Ladite phase de contact charge-diol éventuelle peut être mise en oeuvre dans un mélangeur statique ou dynamique. Lorsque la zone de conditionnement est mise en oeuvre dans une extrudeuse, la phase de contact charge-diol peut être mise en oeuvre au sein de l’extrudeuse ; dans ce cas, il s’agit d’une phase d’extrusion réactive. De préférence, le flux diol, en particulier la fraction du(des) effluent(s) diol issu(s) de l’étape c) ou/et issu(s) d’une étape de purification de tout ou partie du(des) effluent(s) diol issu(s) de l’étape c), éventuellement en mélange avec un appoint de diol externe et/ou une fraction de l’effluent diol issu de l’étape c), peut avantageusement être surchauffé préalablement à son alimentation dans la phase de contact charge-diol afin de faciliter la mise en température de la charge polyester.

La charge polyester peut également avantageusement être mélangée, avant ou dans la section de conditionnement, avec au moins une fraction de l’effluent impuretés lourdes issu de l’étape d).

Le flux conditionné issu de la section de conditionnement est avantageusement envoyé vers l’étape b) de dépolymérisation.

Étape b) de dépolymérisation

Le procédé selon l’invention comprend une étape de dépolymérisation par glycolyse alimentée au moins par le flux conditionné issu de l’étape a) et opérée, en particulier en phase liquide, avantageusement en présence de diol, à une température comprise entre 180 et 400°C, de préférence entre 200 et 300°C, de manière préférée entre 210°C et 280°C, avec un temps de séjour dans ladite étape b) compris entre 0,1 et 10 h, de préférence entre 0,25 et 8 h, de manière préférée entre 0,5 et 6 h, et de sorte que la quantité totale de diol, de préférence d’éthylène glycol (MEG), avantageusement présent dans le système réactionnel, c’est-à-dire introduit éventuellement à l’étape a) et/ou à l’étape b), est ajustée entre 1 à 20 moles, de préférence entre 3 à 15 moles, de manière préférée entre 5 à 10 moles de diol par mole de diester de ladite charge polyester (correspondant un rapport pondéral de diol introduit par rapport au poids de la charge polyester compris entre 0,3 et 6,7, de préférence entre 1 , 0 et 5,0, de manière préférée entre 1 ,7 et 3,3).

Ainsi, en fonction des quantités de diol introduites éventuellement à l’étape a) lors de l’éventuelle phase de contact charge-diol, ladite étape b) de dépolymérisation par glycolyse est éventuellement alimentée par un appoint de diol. L’appoint éventuel de diol comprend, de préférence consiste en, avantageusement une fraction du(des) effluent(s) diol issu de l’étape c) ou/et une fraction d’un effluent diol purifié obtenu après une étape de purification de tout ou partie du(des) effluent(s) diol issu(s) de l’étape c), éventuellement en mélange avec un appoint de diol externe.

La pression d’opération de ladite étape b) est déterminée de manière à maintenir le système réactionnel en phase liquide. Cette pression est avantageusement d’au moins 0,1 MPa, préférentiellement au moins 0,4 MPa, et de préférence inférieure à 5 MPa. Par système réactionnel, on entend l’ensemble des composants et phases présents au sein de ladite étape b).

Le temps de séjour est défini comme le rapport du volume de liquide de ladite section réactionnelle sur le débit volumique du flux sortant de ladite section réactionnelle .

Le diol est avantageusement du monoéthylène glycol.

Ladite étape b) de dépolymérisation met en oeuvre avantageusement une ou plusieurs sections réactionnelles, de préférence au moins deux sections réactionnelles, de manière préférée entre deux et quatre sections réactionnelles, fonctionnant en série. Chaque section réactionnelle peut être mise en oeuvre dans tout type de réacteur connu de l’homme du métier permettant de réaliser une réaction de dépolymérisation ou de trans-estérification, de préférence, dans un réacteur agité par un système d’agitation mécanique ou/et par boucle de recirculation ou/et par fluidisation. Ledit réacteur peut comprendre un fond conique permettant de purger les impuretés. De manière préférée, ladite étape b) de dépolymérisation comprend au moins deux sections réactionnelles, de préférence entre deux et quatre sections réactionnelles, fonctionnant en série, la(ou les)e section(s) réactionnelle(s) à partir de la deuxième section réactionnelle étant opérée à une température identique ou différente entre elles et inférieure ou égale à la température de la première section réactionnelle, de préférence inférieure, et préférentiellement inférieure de 10 à 50°C, voire inférieure de 20 à 40°C, par rapport à la température de la première section opérationnelle.

La réaction de glycolyse peut être réalisée en présence ou non d’un catalyseur.

Lorsque la réaction de glycolyse est réalisée en présence d’un catalyseur, ce dernier peut être homogène ou hétérogène et choisi parmi les catalyseurs d’estérification connus de l’homme du métier tels que les complexes oxydes et sels d’antimoine, d’étain, de titane, les alcoxydes de métaux des groupes (I) et (IV) de la classification périodique des éléments, les peroxydes organiques, les oxydes métalliques acido-basiques.

Un catalyseur hétérogène préféré comprend avantageusement au moins 50% masse par rapport à la masse totale du catalyseur, préférentiellement au moins 70% masse, avantageusement au moins 80% masse, très avantageusement au moins 90% masse, et façon encore plus avantageuse au moins 95% masse d’une solution solide constituée d’au moins une spinelle de formule Z x AI 2 0 (3+x) dans laquelle x est compris entre 0 (borne exclue) et 1 , et Z est choisi parmi Co, Fe, Mg, Mn, Ti, Zn, et comprenant au plus 50% masse d’alumine et d’oxyde de l’élément Z. Ledit catalyseur hétérogène préféré contient avantageusement au plus 10% masse de dopants choisis parmi le silicium, le phosphore et le bore pris seul ou en mélange. Par exemple, et de manière non limitative, ladite solution solide peut être constituée d’un mélange de spinelle ZnAI 2 0 4 et de spinelle CoAI 2 0 4 , ou bien être constituée d’un mélange de spinelle ZnAI 2 0 4 , de spinelle MgAI 2 0 4 et de spinelle FeAI 2 0 4 , ou bien être constituée uniquement de spinelle ZnAI 2 0 4 .

De préférence, ladite étape de dépolymérisation est réalisée sans ajouter de catalyseur externe à la charge polyester.

Ladite étape de dépolymérisation peut être avantageusement réalisée en présence d’un agent adsorbant solide sous forme de poudre ou mis en forme, dont la fonction est de capter au moins une partie des impuretés colorées, soulageant ainsi l’étape e) de décoloration. Ledit agent adsorbant solide est avantageusement un charbon actif.

La réaction de glycolyse permet de convertir la charge polyester en monomères et oligomères d’esters, avantageusement le PET en, au moins le monomère bis(2- hydroxyethyl) téréphtalate (BHET) et oligomères de BHET. La conversion de la charge polyester dans ladite étape de dépolymérisation est supérieure à 50%, de préférence supérieure à 70%, de manière préférée supérieure à 85%. Le rendement molaire en BHET est supérieur à 50%, de préférence supérieur à 70%, de manière préférée supérieur à 85%. Le rendement molaire en BHET correspond au débit molaire de BHET en sortie de ladite étape b) sur le nombre de moles de diester dans la charge polyester alimentant ladite étape b).

Une boucle interne de recirculation est avantageusement mise en oeuvre dans l’étape b), c'est-à-dire le soutirage d’une fraction du système réactionnel, la filtration de cette fraction, et la réinjection de ladite fraction dans ladite étape b). Cette boucle interne permet d’éliminer les impuretés solides, « macroscopiques », éventuellement comprises dans le liquide réactionnel.

Avantageusement, l’étape b) de dépolymérisation permet d’obtenir un effluent, encore appelé effluent réactionnel, qui est envoyé vers une étape c) de séparation du diol.

Étape c) de séparation du diol

Le procédé selon l’invention comprend une étape c) de séparation du diol, alimentée au moins par l’effluent de l’étape b), opérée à une température comprise entre 60 et 250°C, à une pression inférieure à celle de l’étape b) et produisant au moins un effluent diol et un effluent monomères liquide.

L’étape c) a pour fonction principale de récupérer tout ou partie du diol non réagi.

Avantageusement, l’étape c) est opérée à une pression inférieure à celle de l’étape b) de manière à vaporiser une fraction de l’effluent de l’étape b) en un ou plusieurs effluent(s) gaz. Ledit ou lesdits effluent(s) gaz obtenu(s) à l’issue de l’étape c) est(sont) constitué(s) à plus de 40% poids de diol, de préférence plus de 50% poids de diol, de manière préférée plus de 60% poids de diol, le diol préféré étant l’éthylène glycol (MEG), et constitue(nt) un ou plusieurs effluent diol. La fraction de l’effluent de l’étape b) non vaporisée, qui reste donc sous forme liquide, constitue à l’issue de l’étape c) l’effluent monomères liquide.

Avantageusement, l’étape c) est mise en oeuvre dans une section de séparation gaz-liquide ou une succession de sections de séparation gaz-liquide, avantageusement de deux à cinq sections de séparation successives, très avantageusement de trois à cinq séparations successives, par exemple trois sections de séparation gaz-liquide. Chacune des sections de séparation gaz-liquide produit un effluent liquide et un effluent gaz. L’effluent liquide de la section antérieure alimente la section ultérieure. L’effluent liquide issu de la dernière section de séparation gaz-liquide constitue l’effluent monomères liquide. Le (ou les) effluents gaz est(sont) récupéré(s) pour constituer ledit ou lesdits effluent(s) diol.

Avantageusement, au moins une fraction d’au moins un effluent gaz produit peu(ven)t être condensé(s), en particulier en au moins un effluent diol liquide.

Le ou les effluent(s) diol peu(ven)t contenir d’autres composés comme des colorants, des alcools légers, de l’eau, du diéthylène glycol. Tout ou partie du ou des effluents diol issu(s) de l’étape c), maintenu(s) à l’état gazeux ou condensé(s) sous forme liquide, peu(ven)t être envoyé(s), chacun indépendamment ou en mélange, à une étape de purification du diol pour produire au moins un effluent diol purifié préalablement à son recyclage.

Eventuellement, tout ou partie du ou des effluents diol issu(s) de l’étape c), de préférence après condensation, peut avantageusement être recyclé vers l’étape a) et/ou l’étape b) et/ou envoyé à l’étape e), éventuellement en mélange avec un apport en diol externe au procédé selon l’invention.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le ou les effluent(s) diol, avantageusement maintenu(s) à l’état gazeux et/ou après condensation, issus de l’étape c) est(sont) envoyé(s) vers une étape de purification pour produire, au moins, un effluent diol purifié préalablement à son recyclage en tout ou partie vers les étapes a) et/ou b) et/ou son utilisation en mélange dans l’étape e).

Dans ce mode de réalisation, ladite étape de purification du ou des effluent(s) diol peut comprendre, de manière non exhaustive, une adsorption sur solide (par exemple sur charbon actif) pour éliminer les colorants et une ou plusieurs distillations pour séparer les impuretés comme le diéthylène glycol, l’eau et d’autres alcools.

Selon un mode de réalisation très préféré de l’invention, l’étape c) comprend avantageusement au moins trois sections de séparation gaz-liquide. L’effluent gaz issu de la première section gaz-liquide est avantageusement maintenu à l’état gazeux et est directement envoyé vers une étape de purification, de préférence par distillation. L’effluent gaz issu de la dernière section de séparation gaz-liquide est condensé puis envoyé vers ladite étape de purification, de préférence par distillation. Le ou les effluents gaz issu(s) de(s) la section(s) de séparation gaz-liquide entre la première et la dernière section de séparation gaz-liquide peu(ven)t être condensé(s) totalement ou partiellement ou resté(s) à l’état gazeux et peu(ven)t avantageusement être envoyé(s) à ladite étape de purification.

Avantageusement, au moins une des sections de séparation gaz-liquide peut être mise en oeuvre dans un évaporateur à film tombant ou un évaporateur à film raclé ou une distillation court-trajet.

L’étape c) est opérée de telle sorte que la température des effluents liquides soit maintenue au-dessus de la valeur en dessous de laquelle le monomère de polyester précipite, et en dessous d’une valeur haute, dépendant du ratio molaire diol/monomère, au-dessus de laquelle le monomère se re-polymérise de manière significative. La température dans l’étape c) est comprise entre 60 et 250°C, de préférence entre 90 et 220°C, de manière préférée entre 100 et 210°C. L’opération en une succession de séparations gaz-liquide, avantageusement en une succession de 2 à 5, préférentiellement de 3 à 5 séparations successives, est particulièrement avantageuse car elle permet d’ajuster dans chaque séparation la température de l’effluent liquide répondant aux contraintes précitées.

La pression dans l’étape c) est avantageusement ajustée pour permettre l’évaporation du diol à la température définie dans chaque section de séparation, tout en minimisant la re polymérisation et en permettant une intégration énergétique optimale. Elle est généralement comprise entre 0,00001 et 0,2 MPa, de préférence entre 0,00004 et 0,15 MPa, de manière préférée entre 0,00004 et 0,1 MPa.

La ou les section(s) de séparation gaz-liquide sont avantageusement agitée(s) par toute méthode connue de l’homme du métier.

Étape d) de séparation du monomère

Le procédé selon l’invention comprend une étape d) de séparation de l’effluent monomères liquide issu de l’étape c) en un effluent impuretés lourdes et un effluent monomères pré purifié.

Ladite étape d) est avantageusement opérée à une température inférieure à 250°C, de manière préférée inférieure à 230°C, et de façon très préférée inférieure à 200°C, et de préférence supérieure à 110°C, et une pression inférieure à 0,001 MPa, de préférence inférieure à 0,0005 MPa, de préférence supérieure à 0,000001 MPa, avec un temps de séjour liquide inférieur à 10 min, de préférence inférieur à 5 min, de manière préférée inférieur à 1 min, et de préférence supérieur à 0,1 seconde.

Cette étape d) de séparation a pour objectif de séparer le monomère diester, en particulier le BHET, qui est vaporisé, des oligomères, non convertis entièrement lors de l’étape de dépolymérisation, qui restent liquides et captent donc également les impuretés lourdes, notamment les pigments, du polymère polyester non converti, d’autres polymères éventuellement présents dans la charge polyester et des catalyseurs de polymérisation, tout en minimisant la perte en monomères par re-polymérisation. Quelques oligomères peuvent être éventuellement entraînés avec le monomère, en particulier ceux de petite taille. Ces impuretés lourdes se retrouvent avec les oligomères dans l’effluent impuretés lourdes.

Du fait de la présence possible dans la charge polyester de catalyseurs de polymérisation, la séparation doit être réalisée avec des temps de séjour liquide très courts et à une température n’excédant pas 250°C, afin de limiter tout risque de re-polymérisation du monomère, en particulier du BHET, lors de cette étape. Une séparation par distillation atmosphérique simple n’est donc pas envisageable.

L’étape d) de séparation est avantageusement mise en oeuvre dans une section de séparation comprenant un système d’évaporation à film tombant ou film raclé ou par distillation à court trajet à film tombant ou à film raclé, en particulier par distillation à court trajet à film tombant ou à film raclé.

Une pression opératoire très faible, avantageusement inférieure à 0,001 MPa, de préférence inférieure à 0,0005 MPa, et de préférence supérieure à 0,000001 MPa, est nécessaire pour pouvoir opérer l’étape d) à une température inférieure à 250°C, de préférence inférieure à 230°C, tout en permettant la vaporisation du monomère.

Un inhibiteur de polymérisation peut avantageusement être mélangé à l’effluent monomères liquide avant d’alimenter ladite étape d).

Un fluxant peut également être avantageusement mélangé à l’effluent monomères liquide avant d’alimenter ladite étape d), de manière à faciliter l’élimination des impuretés lourdes, notamment des pigments, en fond du système d’évaporation ou de distillation court trajet. Ce fluxant doit avoir une température d’ébullition très supérieure au monomère, en particulier au BHET, dans les conditions d’opération de l’étape d). Il peut s’agir par exemple de polyéthylène glycol, ou d’oligomères du PET.

Ledit effluent impuretés lourdes comprend en particulier des pigments, des oligomères et éventuellement du BHET non séparé. Ledit effluent impuretés lourdes est avantageusement recyclé, en tout ou partie, vers l’étape a) de conditionnement. Une partie dudit effluent impuretés lourdes peut avantageusement être directement recyclé à l’étape a) et/ou l’étape b) seul ou en mélange avec un effluent diol. Ledit effluent impuretés lourdes peut subir avantageusement au moins une étape de purification, de manière préférée une étape de filtration préalablement à son recyclage de manière à réduire la quantité de pigments et/ou autres impuretés solides. La partie dudit effluent impuretés lourdes séparées et à forte teneur en pigments peut avantageusement être purgée du procédé et envoyée vers un système d’incinération.

De préférence, une fraction dudit effluent impuretés lourdes est recyclé à l’étape a) et/ou l’étape b) sans séparation préalable des impuretés solides.

Ledit effluent monomères pré-purifié, appelé encore effluent monomères diester pré-purifié, issu de la section de séparation de l’étape d) est avantageusement envoyé vers l’étape e). Optionnellement, ledit effluent monomères pré-purifié issu de la section de séparation de l’étape d) peut être envoyé dans une section de séparation gaz-liquide, opérée dans tout équipement connu de l’homme du métier, à une température comprise entre 100 et 250°C, de préférence entre 110 et 200°C, et de manière préférée entre 120 et 180°C, et à une pression comprise entre 0,00001 et 0,1 MPa, de préférence entre 0,00001 et 0,01 MPa, et de manière préférée entre 0,00001 et 0,001 MPa. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention dans lequelle l’étape d) de séparation est mise en oeuvre dans un système d’évaporation par distillation à court trajet à film tombant ou à film raclé, ladite section optionnelle de séparation gaz-liquide est intégrée au système d’évaporation. Ladite section de séparation gaz-liquide optionnelle permet de séparer un effluent diol gazeux et un effluent monomère pré-purifié liquide. Ladite séparation gaz-liquide permet de réduire encore la quantité de diol restant dans l’effluent monomères pré-purifié, voire éliminer le diol résiduel, en récupérant dans ledit effluent diol gazeux plus de 50% poids, de préférence plus 70% poids, de manière préférée plus de 90% poids du diol éventuellement entraîné dans l’étape d) avec l’effluent monomères pré-purifié. La quantité de monomères entraînés dans ledit effluent diol gazeux est de préférence inférieure à 1% pds, de manière préférée inférieure à 0,1% poids et de manière plus préférée inférieure à 0,01% poids par rapport à la quantité pondérale de monomères présent dans l’effluent monomères pré-purifié. Ledit effluent diol gazeux est ensuite avantageusement condensé, éventuellement prétraité dans une étape de purification seul ou en mélange avec le ou les effluent(s) diol issu(s) de l’étape c), et recyclé vers l’étape a) et/ou l’étape b) et/ou en mélange dans l’étape e). Dans le cas où le procédé comprend cette section de séparation gaz-liquide optionnelle, c’est l’effluent monomères pré purifié liquide obtenu à l’issue de ladite section gaz-liquide optionnelle qui est envoyé vers l’étape e).

Étape e) de décoloration

Le procédé selon l’invention comprend une étape de décoloration de l’effluent monomères pré-purifié issu de l’étape d), produisant au moins un effluent solide de monomère diester purifié et un effluent liquide décoloré.

Ladite étape e) permet avantageusement d’éliminer les colorants résiduels de l’effluent monomères pré-purifié, en particulier les colorants dont le point d’ébullition est inférieur au point de coupe, c’est-à-dire aux conditions de température et pression mises en oeuvre notamment dans l’étape d) de séparation du monomère. En effet, ces colorants résiduels, entraînés avec l’effluent monomères pré-purifié qu’ils colorent, peuvent être éliminés de manière efficace dans ladite étape e).

Avantageusement, ladite étape e) met en oeuvre au moins une section de production de solide et une section d’adsorption.

Ladite section de production de solide est alimentée au moins par l’effluent monomères pré purifié issu de l’étape d) et un solvant.

Ledit solvant est avantageusement choisi parmi l’eau, les mono-alcools, les diols, les éthers, les esters les hydrocarbures et les mélanges d’au moins deux de ces composés appartenant à la même famille chimique ou des familles chimiques différentes. De préférence, ledit solvant est choisi parmi l’eau, les mono-alcools ayant entre 1 et 12 atomes de carbone, les diols ayant entre 1 et 12 atomes de carbone, les hydrocarbures aromatiques, par exemple les composés mono-aromatiques ou les mélanges de composés mono-aromatiques, et les mélanges d’au moins deux desdits composés. Avantageusement, ledit solvant comprend l’eau, un diol ayant entre 1 et 12 atomes de carbone, de préférence l’éthylène glycol, un composé mono-aromatique, par exemple le xylène, ou un de leurs mélanges.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, ledit solvant comprend, de préférence consiste en, tout ou partie de l’effluent liquide décoloré issu de la section d’adsorption de ladite étape e), éventuellement complété par un appoint de solvant externe ou non au procédé selon l’invention. Lorsque ledit solvant comprend, de préférence consiste en, un diol, de préférence l’éthylène glycol, ledit appoint éventuel de solvant est avantageusement tout ou partie du ou des effluent(s) diol issu(s) de l’étape c), au moins une fraction de l’effluent diol purifié éventuellement obtenu après purification du(des) effluent(s) diol issu(s) de l’étape c), un appoint en diol externe au procédé selon l’invention, ou leurs mélanges.

De préférence, la quantité de solvant introduit dans la section de production de solide est ajustée de sorte que l’effluent monomères pré-purifié représente entre 1 et 75% poids, préférentiellement entre 3 et 45% poids, de manière préférée entre 5 et 25% poids, du poids total du mélange dans ladite section de production de solide.

Avantageusement, l’effluent monomères pré-purifié est pré-mélangé avec le solvant ou une fraction dudit solvant dans une section optionnelle de pré-mélange, avantageusement mise en oeuvre dans l’étape e) et située en amont de la section de production de solide, opérée à une température comprise entre 100 et 250°C, de préférence entre 110 et 200°C, et de manière préférée entre 120 et 180°C, et à une pression comprise entre 0,1 et 1 ,0 MPa, de préférence entre 0,1 et 0,8 MPa, et de manière préférée entre 0,2 et 0,5 MPa. Ladite section optionnelle de pré-mélange est mise en oeuvre dans un mélangeur statique ou dynamique. Tout ou partie du solvant peut être chauffé, préalablement à ladite section optionnelle de pré mélange, de préférence à la température à laquelle la section optionnelle de pré-mélange est opérée.

Avantageusement, ladite section de production de solide de l’étape e) est opérée à une température comprise entre 0 et 130°C, de préférence entre 10 et 100°C, et de manière préférée entre 20 et 80°C, et à une pression comprise entre 0,001 et 1 MPa, de préférence entre 0,01 et 0,5 MPa, et de manière préférée entre 0,05 et 0,2 MPa.

Avantageusement, ladite section de production de solide a pour objectif de rendre solide, c’est-à-dire à cristalliser ou précipiter, au moins en partie, le monomère diester, de préférence le BHET, présent dans l’effluent monomères pré-purifié issu de l’étape d). Ainsi la section de production de solide comprend, de préférence consiste en, une phase de précipitation ou de cristallisation réalisée par toutes techniques de précipitation ou de cristallisation connues de l’homme du métier, et une phase de séparation liquide-solide. De préférence, la section de production de solide est une section de cristallisation, par exemple par refroidissement ou par concentration, mise en oeuvre dans tout équipement connu de l’homme du métier, tels que par exemple défini dans la revue des Techniques de L’ingénieur « Cristallisation industrielle - Aspects pratiques », réf. J2788 V1 , suivie d’une séparation liquide-solide. Avantageusement, l’alimentation en l’effluent monomères pré-purifié issu de l’étape d) et en solvant est réalisée lors de la phase de précipitation ou de cristallisation.

Avantageusement ladite section de production de solide, de préférence par cristallisation, comprend une ou plusieurs opération(s) de cristallisation, fonctionnant en série ou en parallèle, réalisée(s) en batch ou en continu, de préférence en continu.

La section de production de solide produit au moins un effluent solide de monomère diester purifié, de préférence de BHET purifié, avantageusement pratiquement incolore, voire incolore, à l’œil, et un effluent liquide coloré, en particulier riche en solvant. Ladite section de production de solide permet de décolorer l’effluent monomères diester pré-purifié. En effet, les colorants présents dans ledit effluent monomères pré-purifié restent solubilisés dans le solvant pendant l’opération de production de solide, de préférence par cristallisation, et se concentrent ainsi dans l’effluent liquide coloré.

L’effluent solide de monomère diester purifié est avantageusement récupéré par filtration, centrifugation ou toute autre technique de séparation liquide/solide connue de l’homme du métier, de préférence par filtration ou centrifugation, avantageusement mise en oeuvre dans la phase de séparation liquide-solide, placée en aval, de préférence directement, de la phase de cristallisation ou précipitation.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, ledit effluent solide de monomère diester purifié, récupéré de préférence par filtration ou centrifugation, peut en outre avantageusement subir toutes ou certaines des opérations suivantes : rinçage avec un solvant, éventuellement différent du solvant alimentant ladite section de production de solide, filtration ou centrifugation supplémentaire, élimination du solvant résiduel par toute méthode connue de l’homme du métier, par exemple par un séchage par évaporation, mise en forme, par exemple en poudre ou granulé, et stockage du solide, réalisées une ou plusieurs fois sans ordre chronologique pré-défini.

Selon un autre mode de réalisation de l’invention, ledit effluent solide de monomère diester purifié est récupéré, de préférence par filtration ou centrifugation, puis est directement envoyé (c’est-à-dire sans phase de stockage du solide) vers une étape de polymérisation connue de l’homme du métier, avec éventuellement, préalablement à la réaction de polymérisation, un rinçage avec un effluent diol, de préférence l’éthylène glycol, de l’effluent solide de monomère diester purifié, récupéré de préférence par filtration ou centrifugation, puis le chauffage du solide rincé pour être fondu.

L’effluent liquide coloré comprend avantageusement moins de 20 % poids, de préférence moins de 15 % poids, de manière préférée moins de 10 % poids, de monomère diester, de préférence de monomère BHET.

Ledit effluent liquide coloré, en particulier riche en solvant, alimente avantageusement la section d’adsorption. La section d’adsorption est opérée en présence d’au moins un adsorbant, et de préférence jusqu’à cinq adsorbants différents, à une température comprise entre 5 et 150°C, de préférence entre 15 et 120°C, de manière préférée entre 25 et 100°C, de manière très préférée entre 25 et 80°C, et préférentiellement à une pression entre 0,1 et 1 ,0 MPa, en particulier entre 0,1 et 0,8 MPa et plus particulièrement entre 0,2 et 0,5 MPa. La section d’adsorption comprend avantageusement au moins un adsorbeur, et de préférence jusqu’à vingt adsorbeurs. Très avantageusement, le temps de séjour du mélange dans chaque adsorbeur de la section d’adsorption est compris entre 5 minutes et 40 heures, de préférence entre 10 minutes et 20 heures, de manière préférée entre 15 minutes et 15 heures, et de manière encore plus préférée préférence entre 20 minutes et 10 heures. Le temps de séjour est défini comme le ratio du volume interne de l’adsorbeur sur le débit volumique de l’effluent liquide coloré issu de la section de production de solide.

De manière préférée, la section d’adsorption est opérée en présence d’un adsorbant ou de deux adsorbants différents. Selon l’invention, des adsorbants sont dits différents lorsque leur nature et/ou leur composition et/ou leur granulométrie différente et/ou leurs caractéristiques texturales, comme le volume poreux, est(sont) différente(s). De manière plus préférée, les adsorbants différents sont de nature différente.

Lorsque la section d’adsorption comprend deux ou plus adsorbants différents, lesdits adsorbants différents sont en mélange ou placés en série dans ladite section d’adsorption, de préférence en série et plus préférentiellement chacun des adsorbants étant dans des adsorbeurs (par exemple réacteurs ou colonnes) différents placés en série. Il peut en effet être avantageux d’associer plusieurs adsorbants différents, en particulier de nature différente, afin d’optimiser l’élimination des colorants résiduels qui peuvent être eux aussi de nature très différente. En effet, la charge polyester du procédé étant issue de déchets polyester, comme des déchets d’emballages en PET ou de bouteilles plastiques, elle peut comprendre un très grand nombre de PET colorés et/ou opaques et donc un très grand nombre de composés colorants différents. La coloration de l’effluent issu de l’étape d) peut également provenir d’une dégradation ou transformation de composés constituant la charge lors des étapes de conditionnement a), de polymérisation b), de séparation du diol c) et de séparation du monomère d).

Avantageusement, ledit (ou lesdits) adsorbant(s) est(sont) choisi(s) parmi les charbons actifs, les alumines et les argiles. Les charbons actifs qui peuvent être utilisés sont par exemple issus du petcoke, de la houille ou de toute autre origine fossile, ou issus de la biomasse comme le bois, la noix de coco ou toute autre source de biomasse. Différentes matières premières peuvent également être mélangées pour obtenir des charbons actifs qui pourront éventuellement être utilisés comme adsorbants dans ladite section d’adsorption. Les argiles peuvent être par exemple des hydroxydes doubles lamellaires ou des argiles naturelles ou transformées telles que celles connues de l’homme du métier sous le terme de terres décolorantes. De manière préférée, au moins un adsorbant est un charbon actif. Ainsi, lorsque la section d’adsorption comprend un seul type d’adsorbant, ledit adsorbant est un charbon actif et, lorsque la section d’adsorption comprend deux ou plus adsorbants différents, un adsorbant est un charbon actif et le(ou les) autre(s) est(sont) un autre charbon actif, une alumine ou une argile, de préférence un charbon actif ou une argile, plus particulièrement une argile.

La section d’adsorption est mise avantageusement en oeuvre en mode lit fixe traversé, c’est- à-dire dans au moins un adsorbeur à lit fixe d’adsorbant(s), en particulier au moins une colonne d’adsorbant(s), pouvant fonctionner en mode ascendant ou descendant, de manière préférée en mode ascendant, ou dans au moins un réacteur agité en continu, appelé encore « Continuous Stirring Tank Reactor » (CSTR) selon le terme anglo-saxon. Dans le cas où la section est mise en oeuvre dans au moins un réacteur agité de type CSTR, le ou les réacteur(s) est(sont) suivi(s) d’un système de filtration pour récupérer ledit (ou lesdits) adsorbant(s) qui est(sont) en suspension dans le liquide traité. De manière préférée, la section d’adsorption est mise en oeuvre en mode lit fixe traversé.

De préférence, chaque adsorbant de la section d’adsorption a un volume poreux (Vp), déterminé par porosimétrie au mercure, supérieur ou égal à 0,25 ml/g, préférentiellement supérieur ou égal à 0,40 ml/g, de manière préférée supérieur ou égal à 0,50 ml/g, et de préférence inférieur ou égal à 5 ml/g.

Dans le cas où la section d’adsorption comprend au moins deux adsorbants différents, alors les adsorbants peuvent :

- soit être tous présents dans chaque colonne de ladite section d’adsorption, en mélange ou dans des lits successifs,

- soit être utilisés chacun dans une sous-section d’adsorption, les sous-sections d’adsorption étant placées en série les unes par rapport aux autres, chaque sous-section d’adsorption étant avantageusement constituée de plusieurs, de préférence entre deux et quatre, colonnes d’adsorbant en lit fixe.

Très avantageusement, ladite section d’adsorption ou chacune des sous-sections d’adsorption de ladite section d’adsorption comprend plusieurs colonnes d’adsorbant en lit fixe, en particulier au moins deux colonnes d’adsorbant, de préférence entre deux et quatre colonnes du même adsorbant, en particulier deux colonnes du même adsorbant. Lorsque la section d’adsorption ou la sous-section d’adsorption comprend deux colonnes du même adsorbant, un mode de fonctionnement peut être un fonctionnement appelé « swing », selon le terme anglo-saxon consacré, dans lequel l’une des colonnes est en ligne tandis que l’autre colonne est en réserve. Lorsque l’adsorbant de la colonne en ligne est usé, cette colonne est isolée tandis que la colonne en réserve est mise en ligne. L’adsorbant usé peut être ensuite régénéré in-situ et/ou remplacé par de l’adsorbant frais pour à nouveau être remis en ligne une fois que l’autre colonne a été isolée. Un autre mode de fonctionnement des colonnes d’adsorbants est d’avoir au moins deux colonnes fonctionnant en série ; lorsque l’adsorbant de la colonne en tête (c’est-à-dire la première colonne de la série) est usé, cette première colonne est isolée et l’adsorbant usée est soit régénéré in-situ ou remplacé par de l’adsorbant frais. La colonne est ensuite remise en ligne en dernière position dans la série de colonne et ainsi de suite. Ce fonctionnement est appelé « lead-lag », selon le terme anglo- saxon consacré. De manière très préférée, la section d’adsorption ou chacune des sous- sections d’adsorption est mise en oeuvre dans au moins deux colonnes du même adsorbant, de préférence dans deux à quatre colonnes du même adsorbant, préférentiellement dans deux colonnes du même adsorbant, fonctionnant en « lead-lag ».

Dans un mode de réalisation très particulier de l’invention dans lequel la section d’adsorption comprend deux adsorbants différents, la section d’adsorption comprend très préférentiellement une première sous-section comprenant au moins deux, de préférence entre deux et quatre, colonnes à lit fixe de charbon actif fonctionnant de préférence en swing ou en lead-lag et une deuxième sous-section comprenant au moins deux, de préférence entre deux et quatre, colonnes d’un autre adsorbant, de manière préférée choisi parmi un autre charbon actif ou une argile, fonctionnant en swing ou en lead-lag et placée en amont ou en aval de la première sous-section de colonnes de charbon actif en lit fixe.

L’association de au moins deux colonnes du même adsorbant permet de palier en particulier à une saturation éventuellement rapide de l’adsorbant, due notamment à la présence des colorants dans l’effluent liquide coloré. La présence d’au moins deux colonnes d’adsorbant facilite en effet le remplacement et/ou la régénération de l’adsorbant usé, avantageusement sans arrêt de l’unité de décoloration, voire du procédé, permettant ainsi d’éviter l’arrêt de l’unité dû à la saturation de l’adsorbant, de maîtriser les coûts et de limiter la consommation d’adsorbant, tout en assurant une décoloration en continue de l’effluent liquide coloré. Cette association d’au moins deux colonnes du même adsorbant, en particulier fonctionnant en « lead-lag », permet également de maximiser la capacité d’adsorption dudit adsorbant.

De préférence, chaque adsorbant est sous forme de granulés, d’extrudés ou de poudre. De manière préférée, chaque adsorbant est sous forme de granulés ou d’extrudés lorsque la section d’adsorption est mise en oeuvre en mode lit fixe traversé, et il est sous forme de poudre lorsque la section d’adsorption est mise en oeuvre en réacteur agité de type CSTR. La taille dudit au moins adsorbant, en particulier lorsqu’il est sous forme de granulés ou d’extrudés, est telle que la plus petite dimension dudit au moins adsorbant (correspondant au diamètre du cercle circonscrit au motif des granulés ou extrudés polylobiques ou au diamètre du cylindre circonscrit au motif cylindrique des extrudés de type cylindrique ; cette dimension est encore appelée « diamètre ») est de préférence comprise entre 0,1 et 5 mm, préférentiellement entre 0,3 et 2 mm. Par exemple, les extrudés de charbon actif de diamètre 0,8 mm commercialisés par la société Cabot Norit ou les granulés compris dans la gamme de taille entre 0,4 et 1 ,7 mm commercialisés par la société Chemviron peuvent convenir comme adsorbant dans la section d’adsorption de l’étape e) de décoloration.

La section d’adsorption produit avantageusement un effluent liquide décoloré, en particulier riche en solvant, de préférence pratiquement incolore, voire incolore, à l’œil.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, au moins une fraction, de préférence la totalité, dudit effluent liquide décoloré est recyclé vers la section de production de solide de ladite étape e) de décoloration, et/ou vers la section optionnelle de pré-mélange de ladite étape e), éventuellement en mélange avec un appoint de solvant. Comme expliqué plus haut, ladite fraction ou ladite totalité dudit effluent liquide décoloré recyclée, éventuellement en mélange avec un appoint de solvant, compose au moins en partie, de préférence consiste en, le solvant de ladite section de production de solide de ladite étape e) de décoloration, et/ou de la section optionnelle de pré-mélange de ladite étape e). Comme mentionné également plus haut, lorsque ledit solvant comprend, de préférence consiste en, un diol, de préférence l’éthylène glycol, l’appoint éventuel de solvant peut être avantageusement tout ou partie du ou des effluent(s) diol issu(s) de l’étape c), au moins une fraction de l’effluent diol purifié éventuellement obtenu après purification du(des) effluent(s) diol issu(s) de l’étape c), un appoint en diol externe au procédé selon l’invention, ou leurs mélanges. Avantageusement, une fraction dudit effluent liquide décoloré peut être envoyé à une étape de purification préalablement à son recyclage vers la section de production de solide de ladite étape e). Ladite étape de purification peut comprendre, de manière non exhaustive, des opérations de filtration, séparation membranaire, évaporation, distillation, cristallisation, extraction liquide-liquide, etc, afin de séparer des composés impuretés éventuellement présent dans le solvant ou/et formées ou/et libérées dans l’étape e) de décoloration. Eventuellement, une fraction dudit effluent liquide décoloré peut être purgé pour être retraiter par ailleurs dans un procédé de retraitement visant à rendre compatible un rejet dans l’environnement, par exemple par incinération, oxydation thermique ou catalytique ou traitement biologique.

L’étape e) de décoloration peut également comprendre avantageusement une phase de régénération dudit (ou desdits) adsorbant(s) de la section d’adsorption.

L’effluent solide de monomère diester et l’effluent liquide décoloré, respectivement récupéré à l’issue de la section de production de solide de l’étape e) et obtenu à l’issue de la section d’adsorption de l’étape e) du procédé de l’invention, sont de préférence, pratiquement incolores, voire incolores, à l’œil. De préférence, l’effluent solide de monomère diester et l’effluent liquide décoloré sont ainsi caractérisés par spectrométrie UV-visible afin d’identifier la présence de bandes d’absorption dans le domaine du visible, c’est-à-dire entre 400 et 800 nm. De préférence, l’effluent solide de monomère diester, qui est préalablement fondu notamment par élévation de température, et l’effluent liquide décoloré sont, indépendamment, caractérisés selon cette méthode, c’est-à-dire par spectrométrie UV- visible entre 400 et 800 nm, à une température supérieure au point de fusion de l’effluent caractérisé, c’est-à-dire en milieu liquide, par exemple entre 120 et 150°C pour l’effluent solide de monomère diester BHET et à température ambiante pour l’effluent liquide décoloré riche en MEG, et avec un trajet optique de 5 mm. L’effluent solide de monomère diester et l’effluent liquide décoloré obtenus selon l’invention présentent chacun un spectre ne montrant aucune bande d’absorption significative (c’est-à-dire ne pouvant pas être différenciée du bruit de fond) dans la gamme des longueurs d’onde visible (c’est-à-dire entre 400 et 800 nm).

L’effluent solide de monomère diester purifié, obtenu à l’issue du procédé selon l’invention, peut ainsi alimenter, directement ou non, avantageusement une étape de polymérisation connue de l’homme du métier en vue de produire du PET que rien ne distingue du PET vierge, avantageusement en aval de l’alimentation en éthylène glycol, en acide téréphtalique ou en diméthyltéréphtalate suivant l’étape de polymérisation retenue. L’alimentation de l’effluent monomère purifié dans une étape de polymérisation permet de diminuer d’un débit équivalent l’alimentation en diméthyltéréphtalate ou en acide téréphtalique.

Les figure et exemples suivants illustrent l'invention sans en limiter la portée.

Exemples

Dans les exemples suivants, les étapes a) de conditionnement, b) de dépolymérisation, c) de séparation du diol et d) de séparation du monomère sont identiques et décrites ci-dessous. Seule varie l’étape e) de décoloration entre les procédés des Exemples 1 (conforme à l’invention) et 2 (non conforme).

Une charge polyester comprenant en particulier 20% poids de PET opaque est issue des filières de collecte et de tri pour être traitée.

4 kg/h de paillettes de ladite charge polyester comprenant 20% poids de PET opaque qui contient lui-même 6,2% poids de pigment Ti0 2 , sont portés à une température de 250°C puis injectés avec 11 ,5 kg/h d’éthylène glycol (MEG) dans un premier réacteur agité maintenu à 250°C puis dans un deuxième et un troisième réacteur agité maintenus à 220°C. Les réacteurs sont maintenus à une pression de 0,4 MPa. Le temps de séjour, défini comme le rapport du volume liquide dans le réacteur par la somme des débits volumiques liquides entrant dans le réacteur, est fixé à 20 min dans le premier réacteur et 2,1 h dans le deuxième et dans le troisième réacteur. A la sortie du troisième réacteur, l’effluent réactionnel est constitué de 67,7 % poids de diol composé très majoritairement d’éthylène glycol (MEG) (c’est-à-dire comprenant 95% poids ou plus d'e MEG), 25,8 % poids de monomère diester composé très majoritairement de bis(2-hydroxyéthyl téréphtalate (BHET) (c’est-à-dire comprenant 95% poids ou plus de BHET), 0,32 % poids de Ti0 2 , et 6,1 % poids de composés lourds contenant entre autres des dimères et/ou oligomères de BHET.

Le diol présent dans l’effluent réactionnel est séparé par évaporation dans une succession de deux ballons flash à des températures allant de 180°C à 120°C et des pressions de 0,04 MPa à 0,004 MPa et d’un évaporateur à film raclé opéré à 175°C et 0,0005 MPa. A l’issue de cette étape d’évaporation, un flux riche en MEG de 10,46 kg/h et un flux liquide riche en BHET de 5,02 kg/h sont récupérés. Le flux riche en MEG, correspondant à un effluent diol, est envoyé à une étape de purification par distillation pour produire un flux de MEG purifié qui peut être pour une part recyclé vers le réacteur de dépolymérisation et pour une autre part envoyé vers l’étape de décoloration. Le flux liquide riche en BHET, correspondant à l’effluent monomères liquide, est constitué de 79,6 % poids de monomère diester BHET, 0,6 % poids de MEG et 1 ,0 % poids de Ti0 2 et 18,8 % poids de composés lourds contenant entre autres des dimères de BHET.

Le flux liquide riche en BHET est ensuite injecté dans un évaporateur court-trajet, autrement appelé distillation court-trajet ou short-path distillation en dénomination anglophone, opérée à une pression de 20 Pa. Une huile chaude à 215°C permet l’évaporation du BHET qui est ensuite condensé dans l’évaporateur court-trajet à 130°C pour donner un flux liquide de BHET pré-purifié (correspondant à l’effluent monomères pré-purifié). Le temps de séjour dans l’évaporateur court-trajet est de 1 min. Le flux liquide de BHET pré-purifié représente un débit de 3,8 kg/h et est récupéré comme distillât de l’évaporateur court-trajet. Il est constitué de 99 % poids de monomère diester BHET et est exempt de trace de Ti0 2 . Un résidu lourd avec un débit de 1 ,19 kg/h est récupéré comme résidu de l’évaporateur court- trajet et est constitué de 16,7 % poids de monomère diester BHET, 79,2 % poids d’oligomères de BHET et 4,1 % poids de Ti0 2 . Une partie du résidu lourd peut être purgée tandis que l’autre partie peut être recyclée vers l’étape réactionnelle.

EXEMPLE 1 - CONFORME

Un premier lot de 2 kg du flux liquide de BHET pré-purifié est mélangé, à 120°C, dans une cuve agitée avec 8 kg d’éthylène glycol (MEG). Le mélange, qui comprend donc 80% poids de MEG, est maintenu sous agitation puis progressivement refroidi selon une rampe de 2°C/min jusqu’à 25°C. Des particules solides se forment au cours du refroidissement pour donner une suspension de solide dans un liquide composé très majoritairement de MEG. La suspension est maintenue sous agitation à 25°C pendant 5 h. La suspension est ensuite filtrée pour récupérer 3 kg d’un gâteau solide qui comprend 60 % poids de monomère diester BHET et 7 kg d’un filtrat liquide MEG coloré qui comprend 4 % poids de monomère diester BHET. Le gâteau solide est rincé par 500 mL d’éthylène glycol. Le gâteau solide rincé est récupéré puis séché à 60°C à 30 Pa pendant une nuit pour donner 1 ,8 kg d’un solide blanc contenant 99% poids de diester BHET.

Le solide récupéré a un point de fusion de 106°C. Lorsqu’il est fondu, le liquide obtenu est quasi incolore, voire incolore, à l’œil. Une mesure par spectrométrie UV-visible, à l’aide d’une sonde UV-visible de la marque Hellma, série Falcata, trajet optique 5 mm, entre 400 et 800 nm, ne montre pas de bande d’absorption significative sur cette plage de longueur d’onde. Le filtrat liquide MEG coloré est mélangé avec l’éthylène glycol utilisé pour rincer le gâteau solide puis mis en contact dans une cuve agitée maintenue à 120°C pendant 7 heures avec 50 g d’un charbon actif constitué d’extrudés cylindriques de 0.8 mm de diamètre, référence ROY 0.8 de la société Cabot Norit, placé dans un panier.

Le liquide est ensuite filtré pour séparer les particules de charbon actif et récupérer un liquide MEG quasi incolore, voire incolore, à l’œil (correspondant à l’effluent liquide décoloré, riche en MEG). Une mesure par spectrométrie UV-visible, à l’aide d’une sonde UV-visible de la marque Hellma, série Falcata, trajet optique 5 mm, entre 400 et 800 nm, ne montre pas de bande d’absorption significative sur cette plage de longueur d’onde.

Ledit liquide MEG quasi incolore, voire incolore, à l’œil peut ainsi être ré-utilisé pour décolorer, par mise en contact et cristallisation, un nouveau lot de flux liquide de BHET pré purifié, autant de fois que nécessaire.

Le charbon actif usé est soit remplacé, soit régénéré avant une nouvelle mise en contact avec un liquide MEG coloré.

EXEMPLE 2 - NON CONFORME

Un lot de 2 kg du flux liquide de BHET pré-purifié est mis en contact dans une cuve agitée maintenue à 120°C pendant 7 heures avec 50 g d’un charbon actif constitué d’extrudés cylindriques de 0.8 mm de diamètre, référence ROY 0.8 de la société Cabot Norit, placé dans un panier.

Le liquide est ensuite filtré pour séparer les particules de charbon actif et récupérer un effluent BHET liquide.

L’effluent BHET liquide, avant refroidissement, présente une coloration résiduelle visible. Il apparaît ainsi de l’Exemple 2 que la mise en œuvre d’une adsorption directe sur charbon actif du flux liquide de BHET pré-purifié, pour une quantité de flux liquide de BHET pré-purifié identique à celle décrite dans l’exemple 1 et dans des conditions de l’opération d’adsorption similaires à celles décrites dans l’Exemple 1 conforme à l’invention (même température d’opération d’adsorption, même quantité initiale de flux liquide de BHET pré-purifié, même quantité de charbon actif, même charbon actif commercial, même temps de contact avec le charbon actif), ne permet pas d’atteindre une décoloration complète de l’effluent BHET.

EXEMPLE 3 - CONFORME

Un premier lot de 2 kg du flux liquide de BHET pré-purifié est mélangé, à 120°C, dans une cuve agitée avec 8 kg d’éthylène glycol (MEG). Le mélange, qui comprend donc 80% poids de MEG, est maintenu sous agitation puis progressivement refroidi selon une rampe de 2°C/min jusqu’à 25°C. Des particules solides se forment au cours du refroidissement pour donner une suspension de solide dans un liquide composé très majoritairement de MEG. La suspension est maintenue sous agitation à 25°C pendant 5 h. La suspension est ensuite filtrée pour récupérer 3 kg d’un gâteau solide qui comprend 60 % poids de monomère diester BHET et 7 kg d’un filtrat liquide MEG coloré qui comprend 4 % poids de monomère diester BHET. Le gâteau solide est rincé par 500 mL d’éthylène glycol. Le gâteau solide rincé est récupéré puis séché à 60 °C à 30 Pa pendant une nuit pour donner 1 ,8 kg d’un solide blanc contenant 99% poids de diester BHET. Le solide récupéré a un point de fusion de 106°C. Lorsqu’il est fondu, le liquide obtenu est quasi incolore, voire incolore, à l’œil. Une mesure par spectrométrie UV-visible, à l’aide d’une sonde UV-visible de la marque Hellma, série Falcata, trajet optique 5 mm, entre 400 et 800 nm, ne montre pas de bande d’absorption significative sur cette plage de longueur d’onde. Le filtrat liquide MEG coloré est mélangé avec l’éthylène glycol utilisé pour rincer le gâteau solide puis mis en contact dans une cuve agitée maintenue à 80°C pendant 7 heures avec 100 g d’un charbon actif constitué d’extrudés cylindriques de 0.8 mm de diamètre, référence ROY 0.8 de la société Cabot Norit, placé dans un panier.

Le liquide est ensuite filtré pour séparer les particules de charbon actif. Un liquide MEG quasi incolore, voire incolore, à l’œil est récupéré. Une mesure par spectrométrie UV-visible, à l’aide d’une sonde UV-visible de la marque Hellma, série Falcata, trajet optique 5 mm, entre 400 et 800 nm, ne montre pas de bande d’absorption significative sur cette plage de longueur d’onde.