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废塑料化学回收技术和产业发展前沿

没有绝对意义上的垃圾,只有放错地方的可再生

作者: 来源: 日期:2021/6/7 10:02:50  人气:
   

  一、化学回收的定义

  严格意义上讲,“化学回收”是“化学循环”的第一步,是塑料循环产业链的前半部分。化学循环是将塑料废弃物经过一系列的化学反应重新生成塑料和其他有价值的化学品的过程,那么化学回收则是将塑料废弃物经过一系列的化学反应生成油、气、炭等中间化学品的过程。

  二、回收技术分类

  1. 过氧化法:即焚烧发电,可处理所有类型废塑料,由氧气完全参与,碳和氢分别生成二氧化碳和水,产出热能导入电力系统。

  2. 部分氧化法:适用于聚烯烃类废塑料,有氧气部分参与,生成合成气,产品导入煤化工制甲醇和氨气等。

  3. 无氧裂解法:适用于聚烯烃类废塑料,一是液化工艺,主要有热解、催化裂解和加氢裂解三种类型,热解一般产出重油和蜡,催化裂解可产出轻油,产出物均可导入石油化工制燃料或化工产品(如塑料);二是炭化工艺,可产出焦炭、活性炭或RDF,产品可导入炼焦化工制功能碳(如纳米碳)。

  4. 解聚法:或称萃取法,适用于缩聚类塑料,有醇解、水解、溶剂解等类型,可产出单体(如DMT、PTA、CPL等),产品可导入化纤和塑料产业制化纤和塑料。

  三、常用工艺讲解

  目前使用最多的是液化工艺,主要有以下三种类型:

  1.热裂解:这是市面上常见和主要探讨的技术。温度500~800℃,温度过高会导致原料大量气化;由于没有催化剂参与,且温度较高,塑料分子无序拆解、无序组合,因此产物链条较长,一般主要为重质燃料油和蜡,含有少量轻组分;重油可做远洋货轮和锅炉燃料使用。橡胶炼油常用热裂解,因橡胶为单一材料,比较好处理,而塑料垃圾为混合材料,且含有大量添加剂,热解通常会产生结焦。

  2.催化裂解:反应有两段,第一段切断分子链,第二段重组为轻质油;有催化剂参与,切割和重组过程有序进行,因此产出物可控,催化剂也使得化学反应效率提升数百倍甚至更多,因此温度低于热裂解;后续技术迭代,可以做到乙烯、丙烯和BTX单体。目前根据公开信息推测,日本和美国的企业在催化裂解方面并没有重大的落地项目突破。

  3.加氢裂解:加氢成本高昂,可能是由于经济性较差,导致该项技术没有普及。

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