PET的化学回收——向循环经济靠拢

2019年8月26日出版

目前,塑料的使用是线性的,只需使用一次就可以在海洋或垃圾填埋场中使用和丢弃。然而,为了保护环境,塑料垃圾应该回收再利用。用于回收塑料废物的传统方法仅提供60-70%的产量。此外,在随后的回收过程中,回收的PET(rPET)会产生烟雾,这不适用于包装产品的生产。本文的目的是强调回收塑料废物的替代方法,使回收塑料的产量达到100%,质量与从石化产品中获得的原始塑料一样好。

塑料是导致地球生态失衡加剧的主要因素。塑料制品(PET瓶、薄膜、托盘)广泛用于包装行业。尽管塑料需求量大,成本低,用途多,但大多数包装材料以及其他塑料产品的使用基本上保持线性,仅在“一次使用”后就丢弃。在美国和加拿大,超过90%的消费后塑料被处理掉。全球近800万吨塑料垃圾被倾倒到垃圾填埋场或海洋中,对环境造成灾难性影响。如果回收技术和基础设施没有重大改变,塑料废物的管理不善将继续下去,造成宝贵自然资源的重大损失。因此,从线性经济向循环经济的转变是hour的需要,在hour,塑料不会被当作废物处理;相反,它将被回收利用,减轻环境压力。

聚酯行业制造商的回收目标
随着人们对环境退化和减少使用不可回收材料的必要性的认识不断提高,对制造可回收塑料的关注也有所增加。宠物行业(主要在欧洲)制定了雄心勃勃的回收目标,并致力于扩大循环经济。回收Pet(rPET)含量的增加也将导致成本节约,因为rPET瓶级树脂的价格比未经处理的Pet树脂低20%。这也是可取的,因为监管机构正在推动采用环保方法。此外,更好的rPET产量(高达100%)以及通过新工艺缩短回收时间将是树脂制造商增加回收工艺投资的额外激励。

主要塑料包装制造商(Amcor、Silgan Plastics、LinPac等)和最终用户(如可口可乐、雀巢、百事可乐、欧莱雅、达能和联合利华)正在不断努力提高其包装产品(如瓶子、薄膜和托盘)中的rPET含量。目前,大多数塑料生产商提供rPET含量高达25%的包装产品。目前正在努力,到2025年将rPET的平均含量提高到50%,到下一个十年年底提高到100%。

许多塑料包装的最终用户组成了财团,如雀巢财团和德梅托财团,以推动对rPET的需求。这将促进全球塑料循环经济的发展。此外,树脂制造商现在正致力于通过新的和替代的回收方法提高rPET的产量,从而改善rPET的供应。

增加rPET产量和供应的化学回收方法——一种替代方法
传统上,机械回收一直是生产rPET树脂的主要工艺,因为该技术成本低且容易获得。然而,用这种方法制造的rPET树脂的产率仅为60–70%。此外,在随后的回收过程中,rPET颜色变为黄色,表明雾度较高,不适合生产包装产品。

为了克服机械回收的缺点,领先的树脂制造商如Loop Industries、Ioniqa Technologies、Carbios和BASF正在开发PET回收的替代方法。这些方法需要对PET瓶废物进行化学解聚。在180°C至240°C的温度下,使用催化剂处理洗涤和粉碎的PET薄片。此后,施加压力将聚合物分解为单体,即纯化对苯二甲酸(PTA)、单乙二醇(MEG)或对苯二甲酸二羟乙酯(BHET)。主要解聚方法包括甲醇解、热解和糖酵解。


化学品回收的好处
化学回收PET是透明的,美国食品和药物管理局(USFDA)和欧洲食品安全局(EFSA)已经批准用于食品级。它和处女宠物一样好。此外,化学循环后的rPET收率高达100%。有了这一点,循环将最终关闭塑料使用PET将被回收,然后使用rPET创造新的塑料产品。

通过减少反应时间和过程中所用催化剂的成本来改善化学循环的研究正在进行中。例如,陶氏化学公司(Dow Chemical Company)的研究人员已经开发出用于PET回收的催化剂,这种催化剂更高效、更安全、更便宜。这些催化剂在10分钟内产生几乎100%的rPET。

化学回收用rPET的商业化生产
化学回收PET预计将在未来1-2年内投入商业应用。Loop Industries与Indorama Ventures合作,计划于2020年第一季度在加拿大蒙特利尔开始化学回收PET的商业生产。预计其生产能力为67500吨/年。同样,Ionika Technologies计划于2019年底在荷兰Geleen开始生产化学回收PET,生产能力为10000吨/年。

总的来说,替代的化学回收方法似乎有希望成为实现循环经济的一种途径,在循环经济中,塑料不是作为废物处理的,而是可以重新利用的资源;换句话说,塑料将成为全功能闭环系统的一部分。到下一个十年结束时,化学回收PET将以更高的产量、质量和可回收性,取代以石油为基础的纯PET,用于所有工业和消费领域。