PET的化学循环利用-向循环经济迈进

发布于2019年8月26日

目前,塑料的使用是线性的——只在一次使用后就被使用和丢弃在海洋或垃圾填埋场。然而,为了保护环境,塑料垃圾应该被回收再利用。传统的回收塑料垃圾的方法只能带来60-70%的产量。此外,在后续回收上,可回收PET (rPET)产生烟雾,不适合生产包装产品。这篇文章的目的是强调回收塑料废料的替代方法,这些方法能提供100%的回收塑料,质量与从石化产品中获得的原始塑料一样好。

塑料是造成地球生态失衡的主要原因。塑料产品(PET瓶,薄膜,托盘)广泛用于各个部门的包装。尽管对塑料的高需求、低成本和多用途的应用,大多数包装材料和其他塑料产品的使用在很大程度上仍然是线性的,只有在“一次使用”后才被丢弃。在美国和加拿大,超过90%的消费后塑料被丢弃。全球有近800万吨塑料垃圾被倾倒进垃圾填埋场或海洋,对环境造成了灾难性的影响。如果回收技术和基础设施没有重大转变,塑料垃圾的管理不善将继续下去,导致宝贵的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必要的,这样塑料就不会被当作废物处理;相反,它将被回收利用,减轻环境压力。

PET行业制造商的回收目标
随着越来越多的人意识到环境的恶化和尽量减少不可回收材料的使用,对制造可回收塑料的关注也在增加。PET行业(主要在欧洲)已经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)含量的增加也会导致成本节约,因为rPET瓶级树脂的价格比原始Pet树脂低20%。这也是可取的,因为管理当局正在推动采用环境友好的方法。此外,更好的rPET产量(高达100%)以及通过新工艺减少回收时间将是树脂制造商增加回收工艺投资的额外激励因素。

主要塑料包装制造商(Amcor, Silgan Plastics, LinPac等)和最终用户(如可口可乐,Nestlé,百事可乐,欧莱雅,达能和联合利华)都在不断努力提高rPET的内容在他们的包装产品,如瓶子,薄膜和托盘。目前,大多数塑料生产商提供包装产品的rPET含量高达25%。目前正在努力将rPET的平均含量提高到2025年的50%,并在下一个十年结束时达到100%。

许多塑料包装的最终用户组成了联盟,如Nestlé联盟和Demeto联盟,以推动rPET的需求。这将推动全球塑料循环经济的发展。此外,树脂制造商现在正专注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产量和供应的化学循环方法——一种替代
传统上,机械回收一直是rPET树脂生产的主要过程,因为涉及到低成本和易于获得的技术。而该方法制备的rPET树脂收率仅为60-70%。此外,在后续回收时,rPET颜色变黄,说明雾霾程度较高,不适合包装产品的生产。

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正在开发回收PET的替代方法。这些方法需要用化学方法解聚PET瓶废料。水洗和破碎的PET薄片在180°C到240°C之间用催化剂进行处理。然后,施加压力将聚合物分解成单体,即纯化对苯二甲酸(PTA)、单乙二醇(MEG)或双羟基对苯二甲酸乙酯(BHET)。主要的解聚方法包括甲醇解法、热解法和糖酵解法。


化学物回收的好处
化学回收PET是透明的,已经被美国食品及药物管理局和欧洲食品安全管理局批准为食品级使用。它就像处女PET一样好。化学回收后的rPET收率可达100%。这样,循环就会最终在塑料上闭合——使用过的PET将被回收,然后使用rPET来制造新的塑料产品。

目前正在研究通过减少反应时间和过程中使用催化剂的成本来改善化学物质的循环利用。例如,陶氏化学公司(Dow Chemical Company)的研究人员开发了一种更高效、更安全、更便宜的PET回收催化剂。这些催化剂在10分钟内提供几乎100%的rPET。

用于化学循环的rPET的商业生产
化学回收PET有望在未来1-2年内投入商用。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。预计产能为6.75万吨/年。同样,Ioniqa技术公司计划于2019年底在荷兰格琳开始生产化学回收PET,产能为1万吨/年。

总的来说,可替代的化学循环利用方法似乎很有希望实现循环经济,即塑料不被当作废物处理,而是一种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,随着产量、质量和可回收性的提高,化学回收PET将在所有工业和消费应用中取代石油基原生PET。