创新

化学回收,就是现在

目前,全球各国正积极推进各类化学回收技术的研发,以回收此前采用焚烧或者填埋的方式处理的塑料废弃物。赢创正在研发一种工艺,以促进高污染PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)废弃物的回收利用。

目前,世界各国相继出台各项政策,以推动可再生塑料的发展。例如,欧盟委员会决定,到2025年,欧盟将使用1000万吨可回收物。此外,到2030年,欧洲将100%使用可重复使用或可回收的包装材料。而在中国,2020年,国家发改委及其他八部门发布塑料污染治理政策,针对多个行业提出禁止、限制一次性塑料用品的使用,同时也提出了推广应用替代产品、发展新业态模式等措施。

在此背景下,各国都在加紧推进各类机械回收和化学回收工艺的开发,从而推动塑料回收进程。要打造一个可持续的循环经济体系,不论是机械回收还是化学回收,都是必不可少的。通常,机械回收是处理塑料垃圾的首选方式。然而,这一工艺并不适用于所有材料。

某些塑料含有特殊的聚合物链,因此不适合采用机械回收。此类塑料主要包括用于食品包装的多层塑料薄膜。由于分离材料的成本过于高昂,目前这种复合薄膜主要采用焚烧处理。而经过着色处理的PET塑料也无法完全机械回收,因为在经过多轮回收处理后,其分子链会缩短,使其无法再用于制造高端产品。

将塑料垃圾转换为化学分子

在德国,目前只有约四分之一的PET回收材料可以加工成塑料瓶。其余很大一部分PET回收材料用于制造其他产品,比如工业薄膜等。若要通过机械回收的方式处理这些产品,将更具挑战性。

化学回收提供了解决之道。不同于机械回收,该工艺可将回收废料的聚合物链拆分成单体。因此,即使是非常脏、已着色、含有添加剂或外来材料的聚合物也可以作为有价值的原材料进行回收,再转化成新的聚合物,用于高端应用,从而实现塑料循环闭环。

然而,只有在化学回收工艺能够实现工业级的规模应用,且具有稳定、经济的回收原料供应时,它才能真正在处理塑料废弃物中发挥作用。因此,赢创全球循环塑料项目的重点之一是废料(原料)产生量足够大的行业。在研究的同期,赢创还将进行产品的生命周期评估,以确保该技术不会对环境产生额外影响。

目前,赢创的研发人员正在开发PET甲醇醇解技术。该工艺利用了转酯反应,它将PET原料与甲醇和催化剂混合,通过加热,反应产出对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)。赢创的研发人员表示,如果能保证原料纯度和反应条件,这一过程不会特别复杂。然而,这一技术最主要的挑战在于如何实现规模化应用。赢创的目标是开发一种成本效益高的回收工艺,通过PET废弃物生产高纯度DMT和EG。

赢创研发人员正在进行PET甲醇醇解实验。该实验的主要产物是对苯二甲酸二甲酯(DMT)。
赢创研发人员正在进行PET甲醇醇解实验。该实验的主要产物是对苯二甲酸二甲酯(DMT)。

一道工艺,多种可能

催化剂是这一工艺实现成功的重要因素。专家们对各种催化剂进行多轮研究和测试,最终选定了甲醇钠。长期以来,赢创在德国吕德尔斯多夫工厂生产这种醇盐产品。甲醇钠目前主要用于生产生物柴油。高效的PET甲醇醇解工艺有望为赢创开辟一个全新市场。

该回收工艺的另一项优势是,赢创可以充分利用反应产物DMT,生产更具可持续性的塑化剂。再生DMT具有与传统材料相同的特性,目前,赢创功能中间体业务线已经在生产一种由DMT制成的塑化剂。

打造平台技术

通过再生材料生产的新产品要想取得成功,就必须较传统石油基材料具备价格优势,且保持相同的品质。更为重要的是,这一工艺必须完成从实验室开发到商业化生产的中试放大。目前,赢创工艺研发的工程师正着手研究建造一座试验工厂,以确定所有工艺技术和投入产出比。

此外,赢创希望利用多年的专知和经验打造一项平台技术,使其不仅适用于回收其他种类的聚合物,还可以生产其他单体。赢创的目标是开发更加快捷高效、经济实惠的回收技术,以摆脱石油依赖。

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