废塑料化学回收技术发展前沿( 二 )


2.化学循环产业链:前端与传统产业链相同,仍是从品牌商和零售商到消费者,再到环卫、回收和固废处理企业之后,低值的、混合的、受污染的塑料垃圾进入化学循环,产出塑料油或者单体,塑料油可通过化工企业进一步裂解,产出乙烯和丙烯,进而做成原生质量的PCR PP和PE,单体可直接由化工企业做成聚合物,同样是原生质量的PCR PP和PE,之后由包装企业做成可用于食品和医药等高价值领域的包装物,从而回到品牌商和零售商,由此完成塑料的循环 。
(二)产业链案例
1.SABIC+联合利华:两家巨头联合推出梦龙冰淇淋包装盒,这是世界上第一个上市的食品级塑料化学循环案例 。他们的供应商用化学回收的方式,将回收回来的塑料重新生成原生品质的食品级塑料 。虽然体量不大,但具有划时代意义 。
2.BASF:有四个产业链合作伙伴,包括汽车、电器、一般包装和食品包装等 。尽管并没有上市,但这样的企业和案例逐渐增多,尤其是巨头企业都在努力实现 。
四、聚烯烃类废塑料化学回收技术进化
代际划分的标准是处理方式,由人工,到机械、热、化学和复杂化学 。将废塑料转化成高品质产品的,一定是极其复杂的化学反应 。分类不一定准确,还请业内人士指教 。
(一)原始阶段
就是土法炼油,已经被国家禁止了 。处理橡胶和轻度混合的塑料,产出重油和蜡 。
(二)第一代
釜式热裂解,没有催化剂,明火加热,处理橡胶和轻度混合的塑料,产出重油和蜡 。曾经在山东、河南等地大规模盛行 。
(三)第二代
1.管式热裂解:处理橡胶和轻度混合的塑料,反应深度不够,产出轻油(少量)、重油和蜡 。
2.溶剂热裂解:用溶剂加热融化塑料的裂解,处理轻度混合的塑料,产出轻油(少量)、重油和蜡 。
3.超临界水热裂解:在高温高压下,用水作为加热载体并起到微催化作用,处理重度混合的塑料,产出轻油(少量)、重油和蜡 。
4.釜式催化裂解催化重组:催化效果不错,可处理中度混合的塑料,由于热效率有限,产物中还有少量重组分 。
(四)第三代
第三代以后,产物就不应该有重油组分了,而且可以处理重度混合的塑料,包含其他有机质和复杂组分 。
(五)第四代
运用气体介质内热的加热方式,效率高,一条线日产能可上百吨 。处理重度混合的塑料,产出轻油 。
(六)第五代
循环流化催化裂解烯烃重组,处理重度混合的塑料,可直接产出单体,距离聚合物仅有一步聚合 。科茂已过中试 。
五、技术经济性核心要素
一项技术是否具有经济性,要把投入和产出拆解开来详细探讨 。
(一)产出要素
1.产品价格:热解产出的重油价格在1500~2000元之间 。催化裂解催化重组技术产出的轻汽柴油(塑料油)价格比重油高得多,若用于生产循环塑料,则有更高溢价 。
2.高价值产品收率:因为有催化剂的参与,反应效率更高,催化裂解催化重组技术的高价值油品收率会高于热裂解 。
3.单条线日产能(连续性):欧洲一些做得不错的企业,实际上不是连续生产,而是釜式生产,先将反应釜加热,反应完全后降温排渣,之后再进料加热,因此能耗很高,投资较大 。第3代以后的催化裂解催化重组技术可实现连续生产,因此能耗及投资较低 。
(二)投入要素
1.设备投资:如果对原料要求高、反应条件高、工艺流程长,设备投资就会高 。催化裂解催化重组技术对原料要求低、反应条件低、工艺流程短,设备投资低 。
2.温度相关的能耗及投资:温度高意味着能耗高 。生产所需温度上升100℃,每吨塑料能耗成本可能会增加100~150元,同时对设备的要求和投资成本也会上升 。催化裂解催化重组技术所需温度较低,对设备要求不高,因此能耗成本及设备投资较低 。