PET的合成及生产工艺知识讲解
PET聚酯合成原理及工艺培训教材(PPT32页)
高聚物
生产工艺中都设置了酯化反应釜，使PTA与EG 先生成BHET，然后进入缩聚反应，将 不同官能团的两种单体之间的反应转化为同一官能团同一种单体内部的反应，从而较 顺利地获得高聚合度的PET
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第一节 聚酯简介
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第一节 聚酯简介
聚酯五釜流程（酯化1、酯化2、预缩1、预缩2、终缩）
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熔第一体节纺聚酯丝简成介 形动力学
“三釜”流程
PTA
EG
浆料配制
EG回收
酯化 H2O
EG循环
预缩聚
终缩聚 熔体输送 纺丝
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第一节 聚酯简介
“四釜”流程
PTA
EG回收
EG
浆料配制
酯化1
酯化2
EG循环
预聚
终聚
H2O
熔体输送 纺丝
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PTA、EG浆料配制
催化剂：锑系、锗系、锡系、钛系-在打浆阶段添加，200-300ppm 锡系催化剂
锡系催化剂缩聚活性高，但所得聚酯的端羧基量较大，软化点也较低，易带黄色； 容易生成凝胶产物。
锗系催化剂
可以得到白度高、灰分含量低和透明的PET； 所得PET中醚键含量较多，熔点较低。而且锗系催化剂价格较贵； 作为纤维聚酯的催化剂没有明显优点。
PET的合成及生产工艺
高分子0902 刘宏健 3090705033摘要：聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]n-，英文名称 Polyethyleneterephthalate，简称PET，为高分子聚合物。
最常用的是由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。
对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。
本文对PET 进行研究，简述其结构性能，阐述了其在化学工业中的作用和地位,并介绍了PET的合成方法和工艺流程。
以及在生产过程中所遇见的问题和解决方法。
关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯对苯二甲酸乙二醇一、PET的结构和性能聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]n-，英文名为Polyethyleneterephthalate，简称PET，为高分子聚合物。
最常用的是由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。
对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。
由于PET大分子链具有良好的规制性，为它提供了较高的结晶性能，结晶度越大密度越大，通常密度为1.2~1.38g/cm3。
其分子链比较刚硬，分子间的强作用力赋予它具有良好的刚性和强度，对非极性气体等物质具有良好的阻隔性能和耐蜕变性能，膨胀系数小、尺寸稳定性高。
PET是一种典型的高结晶性聚合物，其熔点在225~260℃之间，玻璃化温度在70~80℃之间，在180℃左右达到最大结晶速度。
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塑料分子结构高度对称，具有一定的结晶取向能力，故而具有较高的成膜性和成性。
PET塑料具有很好的光学性能和耐候性，非晶态的PET塑料具有良好的光学透明性。
另外PET塑料具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。
PET生产工艺流程
PET生产工艺流程PET是一种常见的塑料材料，广泛应用于瓶装饮料、食品包装、纤维制品等行业。
以下是关于PET生产工艺流程的一个大致介绍。
1.PET原料准备：首先要准备PET的原料，即聚对苯二甲酸乙二醇酯。
该物料是通过聚合反应将对苯二甲酸和乙二醇进行缩合得到的。
2.原料预处理：PET原料在进入生产线之前需要进行预处理。
预处理包括干燥、提纯、筛选等过程，保证原料的质量和纯度。
3.熔融挤出：将经过预处理的PET原料放入挤出机中进行熔融。
挤出机通过对PET原料进行加热和精确的控制温度，将原料熔融成液态。
4.挤出成型：将熔融的PET原料从挤出机中挤出，并通过模具进行成型。
模具可以根据需要制作不同形状和尺寸的PET制品，例如瓶子、盖子、容器等。
5.吹塑成型：对于需要制作空心结构的PET制品，还需要进行吹塑成型。
吹塑成型是将熔融的PET原料注入成型器中，然后用压缩空气将其吹气，使其膨胀成模具所需形状。
6.冷却和固化：在成型完成后，PET制品需要经过冷却和固化过程。
通常使用冷却水或冷却空气来降低温度，使PET制品迅速固化。
7.尺寸修整和检测：PET制品成型后，可能需要进行一些尺寸修整，例如去除边缘的毛刺、清理表面等。
此外，还需要进行质量检测，以确保制品的符合标准。
8.包装和存储：对于成品PET制品，根据需要进行包装，通常使用塑料薄膜、纸箱等进行包装。
然后将其存储在适当环境中，以防止受到外界环境的影响。
需要注意的是，以上只是关于PET生产工艺流程的一个概述，实际的生产过程可能会根据不同的厂家和产品而有所差异。
此外，PET的生产工艺还涉及到许多细节和专业知识，例如温度控制、模具设计等，需要在实际生产中进行精细调整和改进。
PET的生产工艺介绍
PET的生产工艺介绍PET（聚乙烯对苯二甲酸酯）是一种常见的塑料材料，在各个行业中有广泛的应用。
PET的生产工艺是一个复杂的过程，涉及到多个步骤和技术。
下面将详细介绍PET的生产工艺。
PET生产工艺主要包括原料准备、聚合反应、后处理和成型等几个阶段。
首先，原料准备是PET生产的重要一步。
PET是由聚酯与二醇发生酯交换反应得到的，其中聚酯是由对苯二甲酸（PTA）与乙二醇（MEG）经过缩合反应合成的。
PTA和MEG的质量和纯度直接影响到PET的质量和性能，因此在制备PET时需要对原料进行筛选和精炼处理。
然后，在聚合反应中，PTA和MEG以一定的比例加入反应器中，经过聚合反应形成长链的聚酯，产生的反应热能以及反应过程中产生的二醇的反应水会通过系列冷却器降低温度。
通过控制温度和反应时间，可以控制PET的分子量和分子量分布。
此外，添加一定量的催化剂和稀释剂可以促进聚合反应的进行。
接下来，经过聚合反应后的聚酯需要经过脱水、过滤、酯交换和烘干等后处理步骤。
脱水是通过蒸馏等方法去除聚合反应过程中产生的水分和其他杂质。
过滤是为了去除残留的催化剂和固体杂质，保证PET的纯度。
酯交换是通过再次与返料乙二醇发生酯交换反应，以进一步提高PET的聚合度。
烘干是利用热风或真空等方式去除聚酯中残留的水分和其他挥发物，以减少PET在后续加工过程中的气泡和缺陷。
最后，成型是PET生产的最后一步。
PET可以通过注塑成型、吹塑成型、挤出成型等多种方式进行加工。
注塑成型是将熔融状态的PET注入到模具中，通过冷却固化形成所需的产品。
吹塑成型是将熔融状态的PET通过气压吹塑成型机吹成空心容器。
挤出成型是将熔融状态的PET通过挤出机经过模头进一步加工成管型或片材型产品。
通过不同的成型方式可以得到不同形状和尺寸的PET制品。
需要注意的是，整个PET生产过程中需要严格控制温度、压力、聚合时间和原料比例等参数，以保证产品的质量和性能。
同时，对废料的回收和再利用也是PET生产过程中的重要环节，可以减少资源浪费和环境污染。
PET的介绍及合成
PET的介绍及合成PET是英文Polyethylene terephthalate的缩写，中文名称为聚对苯二甲酸乙二醇酯，是一种热塑性聚酯树脂。
PET是广泛应用于包装、纺织、饮料瓶等领域的重要材料，具有优良的物理性能和化学性能。
首先，PET具有优良的物理性能。
PET具有良好的强度和韧性，抗疲劳性能好，耐磨损性能强。
它具有较高的刚性和弯曲强度，能够很好地保持形状，由此可见PET在包装领域具有很大的优势。
此外，PET具有较低的水分吸收率，不易变形，具有良好的稳定性。
其次，PET具有优良的化学性能。
PET在常温下对大多数化学物质具有良好的稳定性，耐溶剂能力强。
同时，PET的表面平滑，不易吸附污染物，保持较好的光泽度。
这些特点使得PET成为最常用于食品包装的材料之一，它能够很好地保持食品的新鲜度和卫生。
PET的合成过程主要分为两个步骤，首先是以对苯二甲酸和乙二醇为原料进行聚合反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯的前驱物；然后通过熔融聚合或溶液聚合的方法进行聚合反应，生成PET。
在合成PET的过程中，首先将对苯二甲酸和乙二醇按一定比例混合，并添加催化剂作用下加热至140-240℃的温度，进行酯化反应。
酯化反应是将对苯二甲酸和乙二醇中的羧酸基和羟基通过酯键结合起来，生成二甲酸乙二醇酯。
然后将生成的二甲酸乙二醇酯进一步进行聚合反应，将大量的二甲酸乙二醇酯通过高温加热至250-300℃，在存在适量催化剂的情况下，使其分子间发生酯交换反应或混合反应，形成聚酯。
此外，PET还可通过再加工与其他物质进行合成。
例如，在PET中加入纳米粒子，可以提高其机械性能和热稳定性。
另外，PET也可以与其他聚合物进行共混，以提高材料的强度和韧性。
综上所述，PET作为一种热塑性聚酯树脂，在包装、纺织、饮料瓶等领域有着广泛的应用。
它具有优良的物理性能和化学性能，能够满足不同行业的需求。
在PET的合成过程中，相关原料通过化学反应聚合形成PET。
此外，PET还可以通过再加工与其他物质进行合成，以改善材料的性能。
PET的生产工艺介绍
聚酯切片的生产工艺介绍百科名片聚酯切片聚酯切片聚酯工艺路线有直接酯化法(PTA法)和酯交换法(DMT法)。
PTA法具有原料消耗低、反应时间短等优势，自80年代起己成为聚酯的主要工艺和首选技术路线。
大规模生产线的为连续生产工艺，半连续及间歇生产工艺则适合中、小型多种生产装置。
聚酯PET 的用途不再主要局限于纤维，而是进一步拓展到各类容器、包装材料、薄膜、胶片、工程塑料等领域。
简介聚酯切片PET学名:聚对苯二甲酸乙二醇酯英文简称:PET由精对苯二甲酸(PTA)和乙二醇（EG）聚合而成.分类1、按组成和结构可分为：共混、共聚、结晶、液晶、环形聚酯切片等；2、按性能可分为：着色、阻燃、抗静电、吸湿、抗起球、抗菌、增白、低熔点、增粘（高粘）聚酯切片等；3、按用途可分为：纤维级聚酯切片、瓶级聚酯切片、膜级聚酯切片（主要是工艺指标不同）。
纤维级聚酯切片按其中消光剂tio2的含量不同又可以分为：超有光（大有光）、有光、半消光、（全）消光聚酯切片。
另外还有阳离子聚酯切片。
发现与发展目前,主要用于瓶级聚酯(广泛用于各种饮料尤其是碳酸饮料的包装)、聚酯薄膜(主要用于包装材料、胶片和磁带等)以及化纤用涤纶. 聚酯系列产品的最早历史，可以说，1928年美国杜邦公司的卡罗瑟斯（Carothers）对脂肪族二元酸和乙二醇的缩聚进行了研究，并最早用聚酯制成了纤维。
1931年秋天，卡罗瑟斯（Carothers）在美国化学会正式发表其研究成果。
该纤维具有丝的光泽，强力和弹性均可和蚕丝媲美，但是由于其熔点低、易水解不耐碱，而无实用价值。
但这项研究最早证实了聚酯可以制成纤维。
1941年英国卡利科印染工作者协会（以下简称CPA）的温菲尔德和迪克森在卡罗瑟斯（Carothers）工作的启发下，继续研究聚酯，1942年CPA取得了专利权。
可以说，聚酯(PET)是在1949年率先在英国实现工业化生产，因其有优良的服用和高强度等性能，成为合成纤维中产量最大的品种。
PET高分子材料介绍
PET高分子材料介绍一、主要原料制备PET的主要原料是对苯二甲酸和对苯二甲酸二甲酯、乙二醇，这三种原料主要是以石脑油为原料制得的，其工艺过程如下：二、聚合方法PET树脂的合成方法主要有：酯交换法、直接酯化法、缩聚法、吉玛法和固相缩聚法。
（1）酯交换法酯交换法是将对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇按照一定配比加入酯交换反应器内，在催化剂存在下生成对苯二甲酸羟乙酯，然后再进行缩聚反应，生成PET树脂。
该法的反应过程可以用下式表示：（2）直接酯化法首先将对苯二甲酸在乙二醇中配成淤浆料，然后再在220℃-250℃、加压的条件下进行反应。
直接酯化法需要较多的乙二醇，并且在高温下生成的二乙二醇的量也比较多，容易使聚合产物的熔点降低。
为此，可以在反应体系中添加弱碱性物质和控制对苯二甲酸的粒度，以减少乙二醇的用量和抑制二乙二醇的生成。
采用这些措施后，可以使对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比达到接近于1:1的程度。
（3）缩聚法经过精制的对苯二甲酸双羟乙酯在高真空和熔融状态下，在缩聚釜中进行缩聚反应。
釜内压力应控制在266Pa以下，反应温度应该严格控制在270-280℃。
如果低于270℃，则反应不易进行；而高于280℃，聚合物将会发生热分解。
该反应必须在强烈搅拌下进行。
为了提高熔融聚合产物的热稳定性，可以在反应体系中加入少量稳定剂，如亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯等。
该缩聚反应的反应程度会随着乙二醇的不断蒸出而增大，体系的粘度也不断提高，一般经4-6h后，不再有乙二醇蒸出，反应结束。
（4）吉玛法PET的现代化生产方法是吉玛（Zimmer）,TPA连续直接缩聚工艺。
该法从浆料配制到最终缩聚为止，整个过程按照所发生的化学反应，一般可分为三个工艺段：酯化段、预缩聚段和后缩聚段，下图是整个工艺流程的示意图：（5）固相缩聚法由于吉玛法到后缩聚时体系的粘度已经非常大了，传热和传质效果都不好，反应速度越来越慢。
为了解决后缩聚的技术困难及满足生产高粘度PET的需要，固相聚合技术应运而生。
生产pet的流程
生产pet的流程
一、原料：
1、以聚乙烯为前驱体，乙烯为起始原料，添加少量的助剂，经过共聚反应形成聚乙烯（PET）主料；
2、浮渣、聚乙烯（PET）粉末、助剂等为辅料。
二、生产流程：
1、乙烯和助剂经过精细过程共聚，成为PET介质；
2、将介质经过喷射注塑机压实，制成PET型材；
3、将型材用厚度计测定厚度，检查料带形势；
4、将型材经过挤出机向下挤出，得到PET薄膜；
5、将薄膜用高压氮气抽真空，并用压力机热压成型，制得PET 容器；
6、将PET容器经过冲洗、消毒、贴签等工序，经过加热灌装，制得PET制品；
7、将PET制品经过检验、包装、标签等工序，可得到成品。
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P E T的合成及生产工
艺
高聚物合成工艺学
系别：化学与环境工程学院
专业：08高分子材料与工程
姓名：刘世博
学号：200805050067
PET的合成及生产工艺
摘要：聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)为聚对苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚对苯二
甲酸二甲酯与乙二醇酯交换法制成的聚合物，俗称涤纶，简称 PET 或 PETP。
聚对苯二甲酸
二乙酯作为纤维原料已有50多年的历史，本文对PET的研究，生产和应用进行了详细的概述，阐述了其在化学工业中的作用和地位。
并介绍了PET的制备方法和确定了PET的生产工艺。
关键字:聚对苯二甲酸乙二醇酯苯二甲酸乙二醇直接酯化法聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET) 化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-,由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。
对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。
PET为乳白色或浅黄色、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。
1.PET原料准备与精制过程
1.1精对苯二甲酸加氢精制法
该法以高纯PX 为原料,醋酸为溶剂,醋酸钴、醋酸锰为催化剂,溴化氢或四溴乙烷为促进剂,空气作氧化剂,使用大型单台连续搅拌式氧化反应器,使PX在
氧化反应器中生成对苯二甲酸粗制品。
为了进一步氧化中间产物,缓和主氧化反应器的操作条件,增加产物的收率,减少溶剂的消耗,提高产品质量,使主氧化反应器出来的氧化液进入第一结晶器,同时将占整个气体体积2 %的空气通入第一结晶器中进行二次氧化。
结晶分离出的粗对苯二甲酸用水配成约31 %的浆料,经增压、预热后进入加氢反应器。
浆料经反应器下部的钯/ 碳(Pd/ C)催化剂床层流到反应器底部的过程中,粗对苯二甲酸中的杂质对羧基苯甲醛在催化剂床层进行动态加氢反应,还原成对甲基苯甲酸。
对甲基苯甲酸较易溶于水,在过滤母液时,从系统中除掉。
加氢反应器中的浆料经5 级连续结晶、分离洗涤、干燥即得产品TPA 。
1.2 EG 的用量
加入适量的EG ，使TPA
EG =1.3～1.8，或低于1.3，以抑制醚化反应。
1.3 加入Co 、Zn 、Mn 等金属的化合物可以抑止醚化反应。
2 .催化剂（或引发剂）配制过程
目前世界绝大多数PET 聚酯生产装置仍采用锑类的催化剂，锑催化剂用量约占90%，其它还有锗和钛类催化剂，尽管这些锑类催化剂的催化效果很好，但随着人们认识的提高，锑的毒性问题愈来愈受到人们关注。
因此近年来PET 非锑催化剂研究非常活跃。
随着人类对环保的认识和要求的提高，这类催化剂开发将有广阔的前景。
反应采用三氧化二锑作为催化剂，在反映前用160度的高温乙二醇进行溶解，冷却到120度进入反应系统；为保证反应顺利进行，产物品质稳定，用磷酸作为稳定剂，另算也用乙二醇稀释后进入反应系统。
反应所需要的热量来源
于重油燃烧，燃烧重油给导热油加热，通过管路将一定温度的导热油送入反应系统。
3 .聚合过程
如果采用TPA 为原料，PET 聚酯聚合物的生产主要有以下两步反应：第一
步是PTA 与EG 进行酯化反应，生成对苯二甲酸乙 二酯(BHET)；第二步是BHET 在催化剂作用下发生缩聚反应生成PET 。
酯化反应阶段，为了缩短反应时间，酯化反应的反应压力要高于大气压力，反应温度要高于醇的沸点。
具体反应中所用的醇与TPA 的摩尔比为1.1：1-2：1，反应采用的温度为258-263℃。
缩聚反应的反应温度须高于聚合物的熔化温度(260-265℃)，低于300℃(当温度达到这个值时，聚合物开始出现降解)，因此缩聚反应最合适的温度范围是275-290℃。
缩聚反应的反应时间至少为2个小时，具体视反应器不同而有所不同。
这个反应的反应常数较小，因此在反应过程中还须尽快地除去反应所生成的乙二醇，打破反应平衡，促使反应继续向右进行，否则不但会影响反应速度，而且聚合度也提不高。
因此缩聚要求在真空下进行，特别是缩聚后期要求在高真空度下进行，同时应尽量增加蒸发表面。
在酯化反应的初始阶段，固态PTA 和EG 之间进行的酯化反应分为如下两
步：固态粉末状的PTA 溶解于EG/酯化物的混合物中，已溶解的PTA 在高温下与EG 发生酯化反应，生成酯化物；其中主要的酯化物是对苯二甲酸双羟乙酯（简称BHET ）。
反应的方程式如下：
TPA （固体） TPA （液体）
+
2CH 2OH CH 2OH COOH COOH +2 H 2O HOCH 2CH 2O C O CH 2CH 2OH O C O
（包括2～5聚体）
缩聚反应是聚酯合成过程中的链增长反应。
通过这一反应，两个β-羟基乙酯基之间发生缩聚并脱去一分子的EG 。
反应式如下：
4. 分离过程
在反应过程中产生了酯化反应产物——水，只有不断排除反应产物，才能使酯化反应进行下去，故在酯化反应同时必须伴随着水分离过程，水的排除速率影响到酯化总速率。
+CH 2CH 2O C O CH 2CH 2OH O C O HO x y CH 2CH 2O C O CH 2CH 2OH O C O HO n
+HOCH 2CH 2OH CH 2CH 2O C O
CH 2CH 2OH O C O HO
在水分从反应混合物中分离出去同时，EG及生成的副产物乙醛和DEG也会挥发出去，TPA也会发生升华进入气相，聚合物也会被气体夹带出反应器。
进入的浆料和回流EG造成了反应器内局部的浓度不均匀。
所以酯化反应过程除化学反应外，还包括分离、溶解、混合、传热等过程以及对理想流动的偏离。
在酯化反应器中生成的水和蒸发的EG进入工艺塔进行分离，水和少量的EG、乙醛从塔顶分离出去，排出系统外，EG和少量的水、DEG、夹带的齐聚物等回入酯化反应器。
5.聚合物后处理过程
由于处于反应后期，游离ＥＧ浓度减小，虽然温度的升高可使反应平衡常数变小，但随着缩聚反应程度的增加，反应平衡常数也增加。
因此，在终缩聚阶段，反应温度应进一步提高，为保证反应物料粘度达到要求，同时应尽可能将真空度降至应有的程度。
停留时间相对延长，有利于提高聚合物粘度。
但是，如果停留时间过长，又会导致降解反应发生，使聚合物粘度降低，同时停留时间过长，还会导致ＤＥＧ的增加。
因此，停留时间有一个最佳值，应根据实际情况进行调整。
6.回收过程
从聚酯废料中分离和回收对苯二甲酸二甲酯和乙二醇，其特征在于含有作为主要成分的聚对苯二甲酸乙二酯以及夹杂物的聚酯废料依次经过下列步骤（ａ）－（ｆ）：
步骤（ａ），其中，把聚酯废料混入到含有聚酯解聚催化剂的乙二醇中，所得的混合物在１７５－１９０℃、在０．１－０．５ＭＰａ的压力下处理，通过
浮法分离法从所得的反应溶液中含有的固体夹杂物中除去已经飘浮到溶液表面的固体夹杂物部分；
步骤（ｂ），其中，通过固／液分离法从来自步骤（ａ）的溶液部分中除去在该溶液中含有的并且在步骤（ａ）没有飘浮到表面的残余固体夹杂物；
步骤（ｃ），其中，蒸馏并浓缩来自步骤（ｂ）的残余溶液部分，以回收所蒸馏出的乙二醇；步骤（ｄ），其中，来自步骤（ｃ）的蒸馏残液与酯基转移反应催化剂和甲醇混合，导致在蒸馏残液与甲醇之间的发生酯基转移反应并产生对苯二甲酸二甲酯和乙二醇，所得的反应混合物经过再结晶处理，然后离心分离，以便把反应混合物分离成对苯二甲酸二甲酯滤饼和混合溶液，所述滤饼经过蒸馏提纯，以回收具有高纯度的蒸馏出的对苯二甲酸二甲酯；
步骤（ｅ），其中，来自步骤（ｄ）的所述混合溶液经过蒸馏处理，以回收蒸馏出的甲醇，步骤（ｆ），其中，来自步骤（ｅ）的蒸馏残液经过蒸馏处理，以回收蒸馏出的乙二醇。
参考文献
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