<cite id="zxxpz"></cite>

    <delect id="zxxpz"><noframes id="zxxpz">
    <cite id="zxxpz"><noframes id="zxxpz"><delect id="zxxpz"></delect>
    循環經濟
    您的位置:首頁 >科普博覽>循環經濟>詳細內容

    干貨必讀!廢塑料化學回收技術和產業發展前沿

    來源:中國循環經濟協會 作者: 發布時間:2021-06-08 15:04:24 瀏覽次數: 【字體:

    一、廢塑料化學回收技術分類

    (一)化學回收的定義

    嚴格意義上講,“化學回收”是“化學循環”的第一步,是塑料循環產業鏈的前半部分?;瘜W循環是將塑料廢棄物經過一系列的化學反應重新生成塑料和其他有價值的化學品的過程,那么化學回收則是將塑料廢棄物經過一系列的化學反應生成油、氣、炭等中間化學品的過程。

    (二)回收技術分類

    1.過氧化法:即焚燒發電,可處理所有類型廢塑料,由氧氣完全參與,碳和氫分別生成二氧化碳和水,產出熱能導入電力系統。

    2.部分氧化法:適用于聚烯烴類廢塑料,有氧氣部分參與,生成合成氣,產品導入煤化工制甲醇和氨氣等。

    3.無氧裂解法:適用于聚烯烴類廢塑料,一是液化工藝,主要有熱解、催化裂解和加氫裂解三種類型,熱解一般產出重油和蠟,催化裂解可產出輕油,產出物均可導入石油化工制燃料或化工產品(如塑料);二是炭化工藝,可產出焦炭、活性炭或RDF,產品可導入煉焦化工制功能碳(如納米碳)。

    4.解聚法:或稱萃取法,適用于縮聚類塑料,有醇解、水解、溶劑解等類型,可產出單體(如DMT、PTA、CPL等),產品可導入化纖和塑料產業制化纖和塑料。

    (三)常用工藝講解

    目前使用最多的是液化工藝,主要有以下三種類型

    1.熱裂解:這是市面上常見和主要探討的技術。溫度500~800℃,溫度過高會導致原料大量氣化;由于沒有催化劑參與,且溫度較高,塑料分子無序拆解、無序組合,因此產物鏈條較長,一般主要為重質燃料油和蠟,含有少量輕組分;重油可做遠洋貨輪和鍋爐燃料使用。橡膠煉油常用熱裂解,因橡膠為單一材料,比較好處理,而塑料垃圾為混合材料,且含有大量添加劑,熱解通常會產生結焦。

    2.催化裂解:反應有兩段,第一段切斷分子鏈,第二段重組為輕質油;有催化劑參與,切割和重組過程有序進行,因此產出物可控,催化劑也使得化學反應效率提升數百倍甚至更多,因此溫度低于熱裂解;后續技術迭代,可以做到乙烯、丙烯和BTX單體。目前根據公開信息推測,日本和美國的企業在催化裂解方面并沒有重大的落地項目突破。

    3.加氫裂解:加氫成本高昂,可能是由于經濟性較差,導致該項技術沒有普及。

    二、聚烯烴類廢塑料化學回收技術代際

    代際劃分的標準是催化深度,這是由人工到機械,再到熱、化學和復雜化學的進化過程,熱解是化學回收的初級階段。將廢塑料轉化成高品質產品的,一定是極其復雜的化學反應。很難想象,僅用解熱的方式就能從石油里提煉出高價值產物。

    (一)原始階段

    就是土法煉油,已經被國家禁止。處理橡膠和輕度混合的塑料,產出重油和蠟。

    (二)第一代

    釜式熱裂解,沒有催化劑,明火加熱,處理橡膠和輕度混合的塑料,產出重油和蠟。曾經在山東、河南等地大規模盛行。

    (三)第二代

    1.管式熱裂解:處理橡膠和輕度混合的塑料,反應深度不夠,產出輕油(少量)、重油和蠟。

    2.溶劑熱裂解:用有機溶劑(如重油)加熱融化塑料并進行裂解,處理輕度混合的塑料,產出輕油(少量)、重油和蠟。

    3.超臨界水熱裂解:在高溫高壓下,用介于氣態和液體中間狀態的水作為加熱載體,同時這種水也會起到微催化作用,處理重度混合的塑料,產出輕油(少量)、重油和蠟。

    4.釜式催化裂解催化重組:催化效果不錯,可處理中度混合的塑料,由于熱效率有限,產物中還有少量重組分。

    (四)第三代

    第三代以后,產物就不應該有重油組分了,而且可以處理重度混合的塑料,包含其他有機質和雜質。

    (五)第四代

    運用氣體介質內熱的加熱方式,效率高,一條線日產能可上百噸。處理重度混合的塑料,產出輕油。

    (六)第五代

    催化裂解烯烴重組,處理重度混合的塑料,可直接產出單體,距離聚合物僅有一步聚合??泼堰^中試。

    三、技術經濟性核心要素

    一項技術是否具有經濟性,要把投入和產出拆解開來詳細探討。

    (一)產出要素

    1.產品價格:熱解產出的重油價格在1500-2000元之間。催化裂解催化重組技術產出的塑料油(輕汽柴油)價格比重油高得多,若用于生產循環塑料,則有更高溢價。

    2.高價值產品收率:因為有催化劑的參與,反應效率更高,催化裂解催化重組技術的高價值油品收率會高于熱裂解。

    3.單條線日產能(連續性):歐洲一些做得不錯的企業,實際上不是連續生產,而是釜式生產,先將反應釜加熱,反應完全后降溫排渣,之后再進料加熱,因此能耗很高,投資較大。第3代以后的催化裂解催化重組技術可實現連續生產,因此能耗及投資較低。

    (二)投入要素

    1.設備投資:如果對原料要求高、反應條件高、進料和反應不連續,設備投資就會高。催化裂解催化重組技術對原料要求低、反應條件低、工藝流程短,設備投資低。

    2.運營能耗:溫度高意味著能耗高。生產所需溫度上升100℃,每噸塑料能耗成本可能會增加100-150元,同時對設備的要求和投資成本也會上升。催化裂解催化重組技術所需溫度較低,因此能耗成本較低。

    3.進料要求和預處理:如果對進料要求高,比如只能處理單一塑料,或者需要清洗、預處理等等,都意味著更多的投資。催化裂解催化重組技術對進料要求較低,不需精分和清洗,且預處理簡單,因此投資較低。

    4.催化劑生產和處理:催化劑有成千上萬種,在石油煉化行業,許多催化劑含有貴金屬和重金屬,成本高昂,而且如果重金屬催化劑進入尾渣,尾渣會被判定為危廢,后續處理費用同樣很高??泼呋呀獯呋亟M技術所用的催化劑無貴金屬和重金屬,對環境無害,可以回收。

    四、發展較快的塑料化學回收企業

    根據部分公開信息顯示(投資和承購協議等),目前發展較快的廢塑料化學回收企業大致有上面幾家。中國的技術一點都不差,只是政策方面沒那么積極,但現在已經開始有動作了。隨著政策的放開,市場會逐漸打開。

    五、廢塑料化學回收的政策環境

    (一)供需及技術政策分析

    化學回收具備產物需求政策、原料可得性和成本政策以及技術支持政策,我們可以判斷出化學回收的政策空間正在打開。

    1.歐洲方面:歐盟塑料戰略、英德等國塑料及包裝稅立法,比如英國立法少于30%的再生塑料包裝的稅率為每噸200英鎊。通過稅收及政策打開了化學回收PCR塑料的需求空間。

    2.中國方面:垃圾分類、無廢城市、塑料污染管理和碳中和等相關目標,塑料垃圾越來越容易獲得,使得低成本廢塑料原料的可得性越來越強。

    3.技術政策:環保部正在制定《廢塑料污染控制技術規范》,擬支持用化學回收將廢塑料轉化為單體、裂解油作為廢塑料資源化的技術方向,相較于過去“不宜以廢塑料為原料煉油”的時代,已產生極大轉變,相當于打開了一個風口。廣東省明文規定“支持鼓勵廢塑料裂解等新型資源化能源化利用技術應用”,其他地區暫無明文規定,并不妨礙相關項目的推進,這代表化學回收技術逐漸被認可和支持。

    (二)我國關鍵政策分析

    1.垃圾分類:一是使低值廢塑料能夠低成本、高效率地從垃圾中分揀出來,二是促進了觀念轉變,由過去“低值廢塑料是垃圾”到現在“低值廢塑料是資源”。以干濕分離為例,除上海外,大部分實行垃圾分類的城市的濕垃圾中都有塑料,目前不少地區已經在把濕垃圾中的塑料分離出來,意味著處理濕垃圾中塑料垃圾的市場便慢慢成長起來。同時,干濕分離后,干垃圾變得干凈,可回收性增強,意味著對干垃圾進行分選和回收的投資變得更有價值。過去對干垃圾進行分選可能是不劃算的,但現在通過把干垃圾中占比20%以上的廢塑料挑出來進行化學回收,產生的高價值收益可以補貼前端的分選環節,使得垃圾分選的可行性進一步增強。還有,政府對低值廢塑料是資源的認知越來越清晰、目標越來越明確,自然而然的結果就是推進了塑料垃圾的回收。

    2.垃圾資源化回收目標:目前中國的目標是“到2025年,全國城市生活垃圾回收利用率達到35%以上(除去焚燒)”,但這個目標比較模糊。歐盟的目標則很細化,要求除去焚燒垃圾回收利用率要達到65%,塑料包裝的回收利用率要達到55%。目標明確后,為了完成績效,政府會通過稅收政策等手段主動推進塑料回收,歡迎塑料回收的主體進入,塑料回收的市場空間就被打開。

    3.政府補貼稅收支持方向:歐洲很多國家和地區會補貼智能垃圾分選廠,政府希望開源節流,“開源”即充分資源化,讓垃圾產生更多收益,“節流”即減少焚燒,因為焚燒需要付費。目前我國正處于鼓勵垃圾從填埋到焚燒的階段,但我們相信未來我國也會逐漸開始支持垃圾分選廠,自然而然的結果就是垃圾減量化和資源化。分選出的塑料需要處理,政府會投資或者補貼塑料處理,那么塑料原料的供給將會變得便宜且充足。無論是垃圾分類還是資源化目標,本質都是借助商業之外的力量幫忙塑料回收企業降低獲得塑料垃圾的難度和成本。

    (三)垃圾處理政策導向

    1.整體性落后:目前我國還處于鼓勵焚燒的階段,而在日本、歐洲等發達國家和地區,則鼓勵從焚燒向資源化過渡。

    2.區域發展不均衡:我國東部地區垃圾焚燒比例很高,市場已經飽和,接下來會走資源化道路,其他地區則相對落后,發達國家和發展中國家的垃圾處理狀態在我國同時出現,區域發展不均衡。

    3.資源化趨勢:整體上看,我國的垃圾處理開始從焚燒向資源化轉變,大量政府部門和政策開始探討資源化,整個垃圾資源化產業,包括塑料物理循環和化學循環,將會進入一個快速上升的通道??梢詴诚胍幌?,未來每個城市都可能會有化學循環工廠,垃圾焚燒廠出現的地方,可能就會有塑料化學循環工廠,按照城市規模和垃圾體量不同,工廠的處理能力從萬余噸級到百萬噸級都會存在,我們對此抱有極大的信心。

    六、廢塑料化學回收的行業環境

    (一)全球承諾

    全球承諾是特別重大的戰略,因為全世界最有錢、最有影響力和話語權的企業的CEO進行了承諾,意味著這件事由政策導向變成市場行為,這是非常巨大的轉變。

    1.艾倫·麥克阿瑟基金會全球承諾:這是最核心的承諾,該基金會本著消除塑料廢棄物的愿景,召集全球300多個國家和地區的政府、NGO以及品牌企業、包裝企業等簽署全球承諾,簽署方囊括了全球20%的塑料使用量,而且相當有話語權,有能力進行公關推動。例如寶潔等品牌企業,承諾了產品包裝含有一定比例的循環塑料,為了兌現承諾,他們的可持續發展部門和采購部門就要在全球范圍內尋找循環塑料的來源,于是將壓力傳遞給上游包裝企業,而包裝企業又將壓力傳遞給化工企業,因此化工企業是循環塑料最積極的推動者。如果無法提供循環塑料,化工企業將難以滿足客戶的訴求,可能會失去客戶。而化工企業較少有技術和項目的儲備,為了維系老客戶,獲得新客戶,化工企業正在投資或整合循環塑料的技術。除此之外,為了避免在供應方面被上游企業卡脖子,包裝企業、品牌企業也會積極投資或者與化學回收企業合作,爭取得到PCR塑料戰略先機。

    2.終結塑料廢棄物聯盟:本著消除塑料廢棄物的愿景,全球40多家化工、包裝、品牌巨頭組成該聯盟。類似的NGO越來越多,相關企業也越來越多。

    (二)參與者

    由于化學循環的產能過于稀缺,不僅化學企業會參與化學循環,包裝企業和品牌企業也會參與,承諾已經講出去了,必須要兌現,因此在歐洲、東南亞、中國、美國等全球各地開展布局,以獲得技術和戰略先機。中國在化學循環方面的聲音較弱,卻也是暗流涌動,因為承諾是全球的,巨頭們在中國生產和銷售的包裝物和消費品也要兌現承諾。

    1.國際化工巨頭:全球排名前列的化工巨頭企業,包括BASF、SABIC、英力士、陶氏等等。

    2.國際包裝巨頭:安姆科、希悅爾等。

    3.國際品牌巨頭:達能、寶潔、可口可樂、百事、雀巢、歐萊雅等。

    4.中國參與者:由外資巨頭推動,包括中石化在內的中資化工企業逐漸開始參與化學循環,代表組織是2020年成立的石化聯合會化學循環課題組。

    七、化學循環產業鏈

    (一)產業鏈講解

    1.物理循環產業鏈:品牌商和零售商把產品賣給個人和企業消費者,消費者產生垃圾,環衛企業收集垃圾,垃圾中有價值的部分被回收企業拿走,剩余部分由固廢運營商處理,其中品類單一、較為干凈的塑料垃圾(主要是PET、HDPE和PP,重量大、密度高、宜運輸)進行物理回收,得到降級的PCR PET、PP、PE等(無法用于食品和醫療等高質量領域),去到包裝企業,由包裝企業再次做成新的包裝物,再到品牌商和零售商,由此完成塑料的循環。

    2.化學循環產業鏈:前端與傳統產業鏈相同,仍是從品牌商和零售商到消費者,再到環衛、回收和固廢處理企業之后,低值的、混合的、受污染的塑料垃圾進入化學循環,產出塑料油或者單體,塑料油可通過化工企業進一步裂解,產出乙烯和丙烯,進而做成原生質量的PCR PP和PE,單體可直接由化工企業做成聚合物,同樣是原生質量的PCR PP和PE,之后由包裝企業做成可用于食品和醫藥等高價值領域的包裝物,從而回到品牌商和零售商,由此完成塑料的循環。

    (二)產業鏈案例

    1.SABIC+聯合利華:兩家巨頭聯合推出夢龍冰淇淋包裝盒,這是世界上第一個上市的食品級塑料化學循環案例。他們的供應商用化學回收的方式,將回收回來的塑料重新生成原生品質的食品級塑料。雖然體量不大,但具有劃時代意義。

    2.BASF:發布了產業鏈案例,通過化學回收將廢塑料制成新塑料,包括汽車、電器、一般包裝和食品包裝等。盡管并沒有上市,但這樣的企業和案例逐漸增多,尤其是巨頭企業都在努力實現。

    (三)有價無量的產能

    1.技術稀缺:過去塑料回收不是巨頭的戰略重點,所以較少有技術儲備,擁有技術的企業又沒有大規模投產?;?、包裝和品牌巨頭產生了對PCR塑料和原料的強勁需求,但是石油化工巨頭在廢塑料化學回收的技術上的工業應用方面還沒有準備充分,因為處理廢塑料跟傳統的石油化工、煤化工和天然氣化工的技術路線、工藝流程和催化劑等方面差異很大,很難短時間內找到解決方案。少數化學回收企業鉆研10年甚至20年,擁有一定的技術積累,現在風口到了才得以嶄露頭角,并不是突然冒出來的。而具備化學回收技術的少數企業,囿于多種因素限制,并沒有展開大規模的投產,因此技術非常稀缺?;蛟S多年以后,化學回收會普遍起來,但在今日,化學回收才剛剛起步。

    2.產能稀缺:因為過去技術稀缺和投資不足造成了產能稀缺?,F在高品質的PRC塑料產能非常匱乏,以致產生倒掛現象,化學循環塑料的價格是石油基塑料的1.5-3倍,即便如此也供不應求。目前大品牌對PRC塑料的訴求比較強烈,如果某個原供應商沒有,就會去找其他供應商,因此對于想取得PCR塑料戰略先機的企業來說,再貴也要買一些,不然可能會失去客戶、失去市場、失去機會。如果哪家聚合物企業擁有強大的化學回收產能,而且成本相對較低,比較容易搶占市場,因此整個市場非常緊張。

    3.巨頭布局產能:化學回收在全世界像樣的企業,總共不過六七家左右,而巨頭的數量則是數十家。如果幾家巨頭瓜分了化學回收的產能,剩下的大部分巨頭將失去先機,自行研發可能需要數年時間,就會落后于市場,因此巨頭們很努力布局化學回收的產能?,F階段的化學回收有價無量,該階段可能會持續兩年左右,而PRC塑料價格倒掛的現象或許會持續4-5年。將來技術和產能豐富后,價格很有可能會降下來,但早期階段技術不夠先進、產能不夠充足,產能的帶價比較高。

    八、化學回收工廠的場景和未來

    (一)垃圾分選廠+廢塑料化學回收工廠

    1.簡介:可能建立干垃圾、濕垃圾、裝修垃圾分選廠等,也有可能單獨在焚燒廠旁建分選廠,分選出垃圾中的高價值塑料做物理回收,混合低值廢塑料做化學回收,生成高價值塑料油或新塑料原料,剩下的垃圾通過焚燒或填埋處理。隨著垃圾分類標準和回收率目標逐漸清晰,未來這種業態可能很多城市都會有。

    2.發展趨勢:目前分選廠的業態已經出現,我國某些城市已存在濕垃圾和裝修垃圾等分選廠。這種業態未來幾年會大幅度增長,且我國極有可能會成為全球最大的市場。以上海為例,每天產生的低值廢塑料在五六千噸左右,一年就是200萬噸左右,相較于歐洲幾十噸的小工廠,我國市場潛力更大。另外我國可能會成為PCR塑料的出口國,因為我國人口密度大、垃圾體量大。少量大城市已經開始啟動了。

    (二)垃圾焚燒廠+廢塑料化學回收車間

    1.簡介:在焚燒前將混合垃圾經過分選設備,分選出其中的低值廢塑料,進入化學回收設備,生成高價值塑料油或新塑料原料,剩余垃圾進入焚燒設備。這樣可以很好地實現減量化和資源化。

    2.發展趨勢:對一部分處理量飽和的焚燒廠有積極意義,分出塑料垃圾單獨處理,相當于增加了焚燒廠的處理量和收入,通過化學回收處理塑料垃圾,又是一筆額外的收入;對另一部分處理量不飽和的焚燒廠來講,分選掉熱值高的塑料垃圾后,可能會對運營帶來消極影響。因此差別很大,要看具體情況。目前我國現有四五百座焚燒廠,未來的飽和度預估在八九百座左右,其中一定比例的可以用化學回收升級改造。

    九、分選+低值廢塑料化學回收的未來展望

    (一)自動化分選工廠

    該圖來自陶朗的伙伴,這是垃圾工業化自動分選工廠的案例。未來的垃圾大概率不是靠人工分揀,而是大規模機械分選,由此誕生一系列垃圾分選廠,高質量的塑料垃圾(PET、HDPE等)做物理回收,低值混合臟塑料(包括含有塑料的紙基復合包裝)做化學回收,金屬和混合紙單獨回收,其他可燃物做成RDF等等。這種工廠在歐洲已經有100多個,我國已經開始建了,這很有可能是未來的趨勢。

    (二)垃圾資源化樞紐

    只有分選,才有后面的資源化。

    (三)終結廢塑料

    塑料垃圾有三種回收方式,互相不沖突,而是互補關系。物理回收處理高價值的、品類單一的、較為干凈的塑料,化學回收處理低價值的、混合的、受污染的塑料,能源回收處理太臟太亂無法資源化回收的,以及未能分離出來的塑料。目前我國物理回收相對較為成熟,能源回收發展比較充分,化學回收才剛剛起步?;瘜W回收的價值,不僅在于減少焚燒產生的二噁英等污染,還可以減少碳排放50%以上,更多的是充分回收資源,終結塑料垃圾。

    終審:甘肅省科協信息中心采編部
    【打印正文】
    亚洲欧美熟妇另类久久久久久欧美黄色视频欧美三级电影欧美视频欧美xxxxxoo大尺度欧美z0zo人禽交babescom欧美熟妇欧美头像欧美同性videos欧美大片免费流量欧美午夜一区二区福利视频xxx欧美,欧美欧美图片性欧美videofree另类试看欧美在线视频欧美成人欧美床戏欧美激情电影欧美成人网欧美熟妇欧美肥胖老妇做爰欧美三级在线现看中文欧美14一18tom,欧美黄片欧美性欧美人妖欧美高清欧美三级欧美高清vivoes69欧美女人欧美一区日本tvvivodes欧美欧美另类videossexo人妖欧美欧美高清videosedexohd,欧美大胆a级视频欧美影院欧美xxxfreesex欧美喷水亚洲欧美国产毛片在线欧美伦理片欧美伦理电影欧美老熟妇乱子伦视频高清videosgratis欧美欧美人体欧美体内she精视频欧美videosdesexo,欧美性受xxxx88喷潮欧美精品v国产精品v日韩精品欧美激情视频欧美精品国产欧美综合系列在线欧美大尺度电影欧美viboss老人欧美a级v片欧美a一片欧美牲交videossexeso欧美老妇欧美成,欧美人体艺术欧美性生活欧美在线xyx性爽欧美欧美另类欧美精品videossexfreexxx欧美老妇欧美大奶欧美牲交欧美zooz人禽交欧美男同欧美高清vivoe,性欧美60一70欧美老妇欧美艳星欧美视频毛片在线播放欧美大肥婆bbbww欧美丝袜欧美专区欧美片特级a欧美做爰片毛片欧美z0z0变态人禽交欧美网站欧美暴力牲交,国产精品v欧美精品v日韩精品欧美成人视频欧美电影老少交欧美另类欧美吧欧美伦理seerx性欧美欧美精品videossexohd60欧美老妇做爰视频欧美40老熟妇free性欧美xx69欧美孕妇excels交,欧美激情欧美日韩欧美另类69xxxxx人禽交欧美网站欧美毛片欧美美女亚洲欧美v国产一区二区三区欧美成人色图性欧美videofree另类欧美xxxx欧美熟妇dodk巨大欧美75vivode孕妇,欧美黄色片欧美啪啪欧美free嫩交hd欧美大片欧美变态口味重另类欧美大胆人体艺术在线视频国产欧美另类性欧美xxx欧美gay俄罗斯vivodestv欧美欧美嫩freexxx色欧美片视频在线观看