废旧塑料回收利用及技术进展

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1、2007.N0.2钱伯章.废旧塑料回收利用及技术进展#废旧塑料回收利用及技术进展钱伯章（上海擎督信息科技公司金秋科技传播公司，上海 200127 ）摘要：本文重点评述了 PVC聚酯、PS、聚烯烃、聚氨酯、聚碳酸酯等各种塑料的回收利 1 *4-2009 Chirui Academic Journal Ekctronic PuKlijihing House. All rights reserved, http:/wavi. Jidt2007.N0.2钱伯章.废旧塑料回收利用及技术进展# 1 *4-2009 Chirui Academic Journal Ekctronic PuKlijihing

2、House. All rights reserved, http:/wavi. Jidt2007.N0.2钱伯章.废旧塑料回收利用及技术进展#用和综合利用技术进展。关键词：废旧塑料；回收利用；技术进展废旧塑料的回收利用，是变废为宝和解决生 态环境污染的重要途径。它作为一项节约能源、 保护环境的措施，受到世界各国的重视。尤其是 一些发达国家，这方面的开发研究工作起步早， 许多技术已日趋成熟。国外回收利用方法主要包 括分类回收、制取单体原材料、生产清洁燃油和 用于发电等。一些新的废旧塑料回收利用技术已 开发成功并推广应用。废旧塑料回收途径主要分为两种，一种是将 塑料再生成同一品种的原料或分解成单体

3、，另一 种是将其制成可综合利用的其他原料和能源。1 PVC回收利用技术苏威公司在意大利费拉腊投产了世界上第一 套回收软PVC （聚氯乙烯）树脂装置，投资1 060 万欧元的装置，采用 Vin yLoop批量工艺，每年 可从1万t废塑料（大多由 PVC组成）再生出 8 500 t PVC。该技术采用甲乙酮混合物在100140 C和加压下溶解 PVC及其添加剂。含 PVC 的溶液然后沉淀生成均相的软PVC。甲乙酮混合物循环使用。该装置的原料主要由电缆绝缘PVC作者简介：钱伯章（1939），男，教授级高工，2001 年创立金秋石化科技传播工作室，从事石油化工技术和经 济信息调研和传播工作。获各种各级

4、荣誉奖70余项，岀版著作7部，发表论文800余篇。组成，至少80%的物料是使用后的废料。该装置 由Vinyl Ferrara公司运作，该公司是苏威-巴斯夫 75/25合资企业Solvin公司、索尔维公司 PVC板 材子公司 Adriaplast公司、电缆回收公司 Tec nometal公司和涂料公司 Valcaflex公司的合资 企业。第二套 VinyLoop装置于2004年在法国投 运，该装置特定设计用于回收涂复PVC的漆布和织物。苏威公司和日本神户制钢所联合进入日本PVC回收利用业务。神户制钢所也将成为采用苏 威Vinyloop PVC回收利用工艺的实施者。 两家公 司将在2005内建设二

5、套能力为 2万t/年Vinyloop 装置，一套位于日本东部，另一套位于西部。两 家公司将组建合资企业承建二套装置。还有10多个其他项目将建设 Vinyloop装置，地点包括比 利时、加拿大、法国、德国、西班牙和英国。2聚酯回收利用技术美国依士曼化学公司1999年中期开发的PET聚酯废弃塑料回收利用工艺，将粉末状PET聚酯溶解并解聚成单体，替代用作PET生产的原 材料。该工艺已在北欧和日本工业化应用。日本帝人公司开发了从废弃 PET （聚对苯二 甲酸乙二醇酯）瓶回收对苯二甲酸二甲酯 （DMT ） 和乙二醇（EG）的循环利用工艺。该公司已将现有一套DMT装置改成能力为 3万t/年循环回收 装置。

6、己于2002年投运。在该工艺中，PET瓶 先粉碎和清洗，然后溶解在乙二醇（EG）中，在EG沸点和0.1 MPa下，PET解聚为对苯二甲酸双 羟基乙二醇酯（BHET ）。过滤除去脏物和添加剂 后，BHET与甲醇在甲醇沸点和 0.1 MPa下，通 过酯交换反应，生成 DMT和EG。DMT和EG 用蒸馏分离，然后 DMT再用重结晶提纯，蒸馏 回收EG。甲醇循环使用。产品纯度均为99.99%， 循环回收费用相当于常规工艺生产DMT和EG的费用。DMT被转化成用于生产瓶级 PET树脂 的纯PTA （对苯二甲酸）。上述循环回收装置可 生产该公司树脂原料的10%。PET Pebirth公司与日本AIES公司

7、组建合资 企业将回收利用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）工艺推向工业化。回收利用2.7万t/年废弃PET瓶，于2003年在川崎投产。该技术由 AIES公司 和日本洁净化中心（CJC）联合开发。产品为高 纯度对苯二甲酸双-（2-羟基乙基）酯（BHET）， 为合成PET树脂的中间体。据称，该方法简化了 回收利用过程，因为另一些方法将废 PET转化为 对苯二甲酸二甲酯（DMT），DMT还要再转化为 精对苯二甲酸（PTA）用于PET生产。在该工艺 中，废PET瓶被粉碎，洗涤，与乙二醇（EG） 和专用催化剂混合，在200220 C下解聚为BHET ,其产率约为99.5%。该工艺可与用新鲜原 料生产PET相

8、竞争。回收处理费用为每千克几美 分。意大利Equipolymers公司（陶氏化学公司控 股）建设工业规模装置，实现PET聚酯树脂的循 环回收利用，于2006年在意大利撒丁 （Sardinia） 建成1万t/年装置。采用该技术可将饮料瓶聚酯 树脂转化成聚酯原料精对苯二甲酸（PTA），然后再与新鲜的PTA 一起送去生产聚酯树脂。这是该 技术在欧洲第一套验证的工业化装置。日本月岛机械（TSK）公司推出回收 PET聚 酯废料工艺，该工艺可从废弃PET瓶回收高纯度 对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）。在TSK的 回收工艺中，PET树脂碎片在 EG中170185 C 和0.1 MPa下经4060 min

9、与碳酸钠反应， PET 被解聚为 EG和PTA，后者形成对苯二甲酸钠（NaTP）。因为NaTP不溶于EG,生成的EG用 过滤和蒸馏分离后循环使用。NaTP然后溶解于水中。在稍咼于 90 C下分两步加入硫酸，在硫 酸钠溶液中得到PTA结晶。结晶过滤和洗涤得到 纯度大于99.9%约PTA，硫酸钠回收。日本科学家开发出一种将废塑料变废为宝的 新方法一一用微波炉快速分解塑料瓶为乙二醇和 对苯二酸。这种新方法的能耗仅为塑料瓶传统分 解法的1/4。新方法首先用机械将塑料瓶切割成 碎片，再向碎片中加入氢氧化钠及酒精类的物质， 使用微波炉加热一分半钟的时间即可。在微波的 作用下，塑料瓶碎片可分解为乙二醇和对苯

10、二酸。 乙二醇可用于生产聚酯纤维和防冻剂，高纯度的 对苯二酸能够用来制造油漆和塑料容器。中科院兰州理化技术研究所推出利用废聚酯 生产聚酯多兀醇技术。该成果利用工业和生活中 废弃的矿泉水瓶、饮料瓶、食用油桶，以及聚酯 厂的废料，聚酯制品的边角料、废料等材料，在 有机醇类化学品及催化剂作用下，经化学处理制 成聚酯多元醇，用来生产聚氨酯发泡材料以及塑 料、橡胶、涂料、胶粘剂等合成材料的中间体。华东理工大学 PET塑料回收及应用项目通 过国家科技部的专家验收，不仅实现了废弃高分 子材料的再生利用和塑料二次加工技术的两大创 新，而且对消除“白色”污染起到了积极作用。 我国软饮料产量以超过 20%的年均增

11、长率递增， 其包装用的聚酯（PET）瓶需求量也以18%的速 度增长。据统计，2005年约有140万t各种聚酯 瓶被丢弃，由此造成的污染问题日益严重，已引 起世界范围内的关注。面对大量废弃的聚酯瓶， 如何实现其回收和循环利用已成为一个亟待解决 的社会问题。该新型材料的制备是废弃高分子材 料的再生利用和塑料二次加工技术的两大创新。GE塑料公司开发了“绿色”途径生产基于 聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT ）的树脂和聚碳酸 酯（PC） /PBT混配物，据称，该方法将有助于 节能、减少温室气体排放和减少消费后的废物。 这类树脂的应用目标是汽车工业，它可85%从聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）废弃瓶生产。这种

12、PBT树脂商品名为 Valox iQ，PC/PBT混配物商品 名为Xenoy iQ，于2006年第4季度投入商业化 应用。GE公司专有的工艺可在化学上使废弃聚 酯瓶获得再生，废弃聚酯瓶可来源于世界各地。 生产PBT的传统工艺是将石油转化为精对苯二 甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（ DMT），然 后将它们与丁二醇（BDO ）反应制取 PBT。而 GE公司则可使废弃的PET聚酯瓶在化学上再生， 然后与BDO反应，这样可避免需要另外两种化 学品的进料。因为不是一直需要制取这类化学品， 从而可大大减少二氧化碳（CO2）排放、减少能耗，并可免除某些消费后的埋地而额外增效。新 的工艺可减少 CO2排放至

13、少1.7 kg/kg树脂，并可 减少所用的原油数量 8.5桶/1 000 kg树脂。如果 所有PBT都采用GE公司Valox iQ树脂技术制造， 则每年可减少140万t CO2排放。3 PS回收利用技术日本东芝Kensetsu公司建设了 1 000 t/年试 验装置，从废弃聚苯乙烯（PS）泡沫生产苯乙烯 单体。510 kg/h的中型装置取得良好效果。现 已将该工艺推向市场。熔融的废PS进入管式反应器，在500700 C和约50 mm汞柱减压下被 分解。分解的物料依次进入二座减压蒸馏塔。第 一座塔分离较轻组分，第二座塔去除重质组分， 生产的苯乙烯单体纯度为99.83%。苯乙烯单体产率为废PS的7

14、0%左右，剩余30%大多为重油， 用于过程加热。据估算，处理3 000 t/年PS的装 置投资费用约为300万美元，投资偿还期为24 年。爱尔兰国立大学和德国汉堡大学的研究人 员开发了一种工艺，可将废弃聚苯乙烯（PS）转化为可生物降解塑料。采用的两步法途径涉及聚 苯乙烯热解为苯乙烯油，然后再用细菌使油转化 为聚羟基烷基酸酯（PHA ）可生物降解聚合物， 这种PHA可应用于塑料涂层和压敏胶粘剂，以及 医疗领域。Pseudomonas putida CA-3细菌的应用 是成功的关键。研究人员利用微生物，在一定的 供氮条件下使苯乙烯油转化为PHA ,微生物需要氮气以产生氨基酸。发酶48 h 后，这类

15、 Pseudomonas putida CA-3微生物可从16 g苯乙烯 油制取1.6 g中等链长的PHA。所得混合物由低 聚合分散度的高分子链组成，适合于生产通用热 塑性塑料。已有几家公司从可再生的农业原材料 如谷物生产 PHA类聚合物。ADM和Metabolix 公司巳计划组建各持股 50%的合资企业建设生产 PHA的第一套工业化装置，该装置初期能力为5万t/年，采用由Metabolix公司开发的专有技术， 使谷物糖类发酵制取 PHA聚合物。4聚烯烃回收利用技术日本石川播磨重工业公司（IHI ）开发出从含聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）废塑料中以约60% 的得率回收石油化学品的高效循环新工艺

16、。该技 术以废PE和PP塑料为原料，利用一种催化剂 将其转化成苯、甲苯、二甲苯（BTX ）以及氢气的混合物。该公司于 2004年建成能力为10 kg/h 的示范装置，于2005年在日本横滨地区进行为期 一年的示范运行，同时将进一步推进该技术的工 业化进程。该工艺采用IHI公司专有技术的设备分离PE和PP,然后使其在约230 C下熔融。在 热裂解炉中热裂解产生的气体进入催化裂解器， 采用镓硅酸盐催化剂进一步处理气体，最后将得 到的气体分离成氢气、其它气体和BTX混合物，分出的BTX可再用作生产塑料、药物或其它石油 化学品的原料。在横滨地区工厂的一套1 kg/h的装置上验证表明：从 1 kg废PE和PP中可回收 600