废塑料化学回收技术发展前沿

【废塑料化学回收技术发展前沿】在4月8-9日举办的“ChinaReplas2021第二十四届塑料回收和再生大会”上,应主办方邀请,废塑料化学循环技术方案提供商科茂环境的代表发表了《废塑料化学回收技术发展前沿》主题演讲 。
以下为演讲的主要内容:
一、废塑料化学回收发展历史
(一)起始阶段
1.20世纪60年代:废塑料化学回收的历史可以追溯到20世纪60年代 。当时全世界发生能源恐慌,美国、欧洲和日本等发达国家和地区开始研究将产品回收起来的方法,借此节约和替代一部分石油,这是循环经济的早期雏形 。
2.20世纪70年代:因为战争等原因,油价上涨,引发石油危机 。仍是美国、欧洲和日本等发达国家和地区,试图提高原油利用率,从而诞生了一些技术和研究,尤其在自然资源匮乏、危机意识强烈的日本,甚至出现过一些小型的工业化装置 。
3.20世纪80年代:80年代的中东战争导致第二次石油危机,当时第一次出现“废塑料催化裂解技术”的研究成果 。
(二)扩散阶段
1.20世纪90年代:战争导致三次石油危机,油价再次上涨,再一次引起世界对石油安全和石油利用率的担忧,因为石油价格提升和产量减少产生的经济驱动力,人们想把塑料回收起来 。一些小型装置开始兴起,现称之为“土法炼油”,多以个体户形式存在,产品品质差、环境污染高 。
2.21世纪初:21世纪伊始至经济危机前,油价持续上涨,同时美国、欧洲和日本等发达国家和地区面临严重的白色污染 。当时垃圾处理的核心发展方式是焚烧减量,顺带可解决一部分塑料问题,因为废塑料化学回收的收益不高,所以商业化方面没有突破 。同时2007年发生一个重要事件,国家环保总局(现生态环境部)发布《废塑料回收与再生利用污染控制技术规范》,明文规定“不宜以废塑料为原料炼油”,将“土法炼油”一棍打死,废塑料化学回收的研究和工业化陷入谷底 。
(三)提速阶段
21世纪10年代至今:艾伦麦克阿瑟基金会促成了品牌、零售和包装等巨头企业的全球承诺,这些企业涵盖了全世界20%以上的塑料使用量,终结塑料废弃物联盟也促使国际化工巨头解决塑料污染的问题 。这些企业的CEO承诺目标,“可持续”由过去的口号变成了真实的战略目标,由可持续发展部门推动目标的达成,这是真实的动力,他们也真实在推进和投资化学回收,因为化学回收可以得到与原生料同等质量的塑料 。
二、废塑料化学回收技术分类
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:又叫萃取法,适用于缩聚类塑料,主要有醇解、水解、溶剂解三种类型,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 。
目前来看,技术较为成熟、经济效益较好的是液化工艺 。
三、废塑料化学循环产业链
(一)产业链讲解
1.物理循环产业链:品牌商和零售商把产品卖给个人和企业消费者,消费者产生垃圾,环卫企业收集垃圾,垃圾中有价值的部分被回收企业拿走,剩余部分由固废运营商处理,其中品类单一、较为干净的塑料垃圾(主要是PET、HDPE和PP,重量大、密度高、宜运输)进行物理回收,得到降级的PCR PET、PP、PE等(无法用于食品和医疗等高质量领域),去到包装企业,由包装企业再次做成新的包装物,再到品牌商和零售商,由此完成塑料的循环 。