聚酯回收利用技術(shù)

■ 錢伯章

美國(guó)依士曼化學(xué)公司開發(fā)的PET聚酯廢棄塑料回收利用工藝，將粉末狀PET聚酯溶解并解聚成單體，替代用作PET生產(chǎn)的原材料。該工藝已在北歐和日本工業(yè)化應(yīng)用。

日本帝人公司開發(fā)了從廢棄PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）瓶回收對(duì)苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）的循環(huán)利用工藝。該公司已將現(xiàn)有一套DMT裝置改成3萬(wàn)噸/年循環(huán)回收裝置。在該工藝中，PET瓶先粉碎和清洗，然后溶解在乙二醇（EG）中，在EG沸點(diǎn)和0.1MPa下，PET解聚為對(duì)苯二甲酸雙羥基乙二醇酯（BHET）。過(guò)濾除去臟物和添加劑后，BHET與甲醇在甲醇沸點(diǎn)和0.1Mpa下，通過(guò)酯交換反應(yīng)，生成DMT和EG。DMT和EG用蒸餾分離，然后DMT再用重結(jié)晶提純，蒸餾回收EG。甲醇循環(huán)使用。產(chǎn)品純度均為99.99%，循環(huán)回收費(fèi)用相當(dāng)于常規(guī)工藝生產(chǎn)DMT和EG的費(fèi)用。DMT被轉(zhuǎn)化成用于生產(chǎn)瓶級(jí)PET樹脂的純PTA（對(duì)苯二甲酸）。上述循環(huán)回收裝置可生產(chǎn)該公司樹脂原料的10%。

PET Pebirth公司與日本AIES公司組建合資企業(yè)將回收利用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）工藝推向工業(yè)化。該裝置回收利用2.7萬(wàn)噸/年廢棄PET瓶，在川崎投產(chǎn)。該技術(shù)由AIES公司和日本潔凈化中心（CJC）聯(lián)合開發(fā)。產(chǎn)品為高純度對(duì)苯二甲酸雙-（2-羥基乙基）酯（BHET），為合成PET樹脂的中間體。據(jù)稱，該方法簡(jiǎn)化了回收利用過(guò)程，因?yàn)榱硪恍┓椒▽UPET轉(zhuǎn)化為對(duì)苯二甲酸二甲酯（DMT），DMT還要再轉(zhuǎn)化為精對(duì)苯二甲酸（PTA）用于PET生產(chǎn)。在該工藝中，廢PET瓶被粉碎，洗滌，與乙二醇（EG）和專用催化劑混合，在200～220℃下解聚為BHET，其產(chǎn)率約為99.5%。該工藝可與用新鮮原料生產(chǎn)PET相競(jìng)爭(zhēng)?；厥仗幚碣M(fèi)用為每千克幾美分。

日本月島機(jī)械（TSK）公司推出回收PET聚酯廢料工藝，該工藝從廢棄PET瓶回收高純度對(duì)苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）。在TSK過(guò)程中，PET樹脂碎片在EG中170～185℃和0.1MPa下經(jīng)40～60分鐘與碳酸鈉反應(yīng)，PET被解聚為EG和PTA，后者形成對(duì)苯二甲酸鈉（NaTP）。因?yàn)镹aTP不溶于EG，生成的EG用過(guò)濾和蒸餾分離后循環(huán)使用。NaTP然后溶解于水中。在稍高于90℃下分兩步加入硫酸，在硫酸鈉溶液中得到PTA結(jié)晶。結(jié)晶過(guò)濾和洗滌得到純度大于99.9%約PTA，硫酸鈉回收。PTA回收率約98%。因過(guò)程在低壓下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間短，故投資費(fèi)用較低。

日本開發(fā)出一種新方法——用微波爐快速分解PET塑料瓶為乙二醇和對(duì)苯二酸。這種新方法的能耗僅為塑料瓶傳統(tǒng)分解法的1/4。新方法首先用機(jī)械將塑料瓶切割成碎片，再向碎片中加入氫氧化鈉及酒精類的物質(zhì)，使用微波爐加熱一分半鐘的時(shí)間即可。在微波的作用下，塑料瓶碎片可分解為乙二醇和對(duì)苯二酸。乙二醇可用于生產(chǎn)聚酯纖維和防凍劑，高純度的對(duì)苯二酸能夠用來(lái)制造油漆和塑料容器。

在環(huán)保型循環(huán)再生聚酯成為業(yè)界熱點(diǎn)之際，日本帝人公司宣稱其發(fā)明的新技術(shù)可使聚酯循環(huán)再生率達(dá)100%。帝人將其創(chuàng)新的聚酯產(chǎn)品開發(fā)、回收及循環(huán)再生系統(tǒng)命名為ECO CIRCLE。利用該技術(shù)，只需將待回收的聚酯纖維服裝等投入設(shè)備中，就可以除去鈕扣、拉鏈、商標(biāo)等聚酯以外的輔料，以及染料、著色劑等添加劑，然后還原出聚酯，再通過(guò)解聚、精制等步驟，即可生產(chǎn)出與石油合成工藝路線產(chǎn)品質(zhì)量相同的聚酯原料。傳統(tǒng)的聚酯瓶回收處理方法是物理處理法，這會(huì)讓產(chǎn)品品質(zhì)越來(lái)越差。而這項(xiàng)新技術(shù)不僅可以避免這一問(wèn)題，還可以回收聚酯纖維并再生出纖維，使纖維產(chǎn)品的反復(fù)利用也成為可能。與用石油生產(chǎn)聚酯原料相比，這項(xiàng)技術(shù)使能源消耗量及二氧化碳排放量減少約80%。由于用該技術(shù)生產(chǎn)的再生產(chǎn)品與用石油生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)完全相同，因此應(yīng)用領(lǐng)域絲毫不受限制。帝人公司用這項(xiàng)技術(shù)回收塑料瓶、纖維、薄膜等聚酯產(chǎn)品，生產(chǎn)出與石油制品同等高純度的聚酯和乙二醇。帝人已在日本愛(ài)媛縣的松山事業(yè)所開展此項(xiàng)業(yè)務(wù)，與服裝生產(chǎn)商、運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品廠商等共同進(jìn)行聚酯纖維產(chǎn)品的開發(fā)、回收，以及循環(huán)再生。隨著美國(guó)知名戶外用品廠商等的加入，ECO CIRCLE系統(tǒng)正在逐步向海外擴(kuò)展。

可口可樂(lè)公司曾經(jīng)為2012年在英國(guó)召開的奧運(yùn)會(huì)提供100%使用后回收利用的透明PET聚酯瓶?？煽诳蓸?lè)公司與倫敦奧運(yùn)會(huì)組織委員會(huì)的廢物管理合作伙伴Sita英國(guó)公司組建合作伙伴關(guān)系，旨在奧運(yùn)會(huì)結(jié)束前6個(gè)星期內(nèi)循環(huán)回收這類材料制成8000萬(wàn)只新的可樂(lè)瓶。可口可樂(lè)公司回收自己的瓶子以及其他公司的瓶子。Locog目標(biāo)是使垃圾填埋場(chǎng)實(shí)現(xiàn)零廢物，并承諾所有廢物至少有70%將被重復(fù)使用、回收利用或作堆肥。可口可樂(lè)公司稱，其自己的回收占到奧林匹克園區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的生活垃圾的約五分之一。

中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院宣布，其下屬企業(yè)北京航天萬(wàn)源科技公司將投資3.8億元在天津開發(fā)區(qū)建設(shè)我國(guó)首個(gè)PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）原級(jí)資源化循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。據(jù)介紹，該項(xiàng)目將回收舊聚酯瓶，經(jīng)過(guò)粉碎、清洗、擠出造粒等工藝，生產(chǎn)出再生瓶級(jí)聚酯切片，然后將再生聚酯切片與原生聚酯切片按照一定配比加工，最終制作可多次循環(huán)利用的食品級(jí)PET瓶。項(xiàng)目建成后，每年將循環(huán)利用5萬(wàn)噸PET瓶，相當(dāng)于每年減少約30萬(wàn)噸石油消耗，減排二氧化碳約15萬(wàn)噸，節(jié)約折合標(biāo)煤約30萬(wàn)噸，有較高的環(huán)保價(jià)值。

廢舊高分子產(chǎn)品回收利用技術(shù)與示范中期檢查會(huì)上，中科院過(guò)程工程所離子液體清潔過(guò)程與節(jié)能創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)匯報(bào)了廢舊PET聚酯綠色降解與保級(jí)再利用技術(shù)課題的研究進(jìn)展。該課題針對(duì)我國(guó)廢舊PET化學(xué)回收反應(yīng)速度慢、選擇性低和單體難分離等問(wèn)題，開發(fā)基于新型功能化離子液體的催化降解PET并回收利用的新技術(shù)。課題組通過(guò)對(duì)離子液體降解PET反應(yīng)過(guò)程的系統(tǒng)研究、放大規(guī)律的揭示、全系統(tǒng)的優(yōu)化集成，建立了離子液體催化降解PET示范裝置，形成了基于離子液體綠色介質(zhì)的溫和高效催化降解廢舊PET的核心綠色新工藝。該課題與項(xiàng)目其他課題，如廢舊橡膠、滌綸等回收利用技術(shù)共同構(gòu)成一個(gè)完整的廢舊高分子材料的高值化利用共性技術(shù)平臺(tái)。目前，課題組已完成離子液體催化劑的規(guī)?；苽洌⒘碎g歇式/連續(xù)式兩套模式試驗(yàn)裝置，申請(qǐng)國(guó)際發(fā)明專利1項(xiàng)，中國(guó)發(fā)明專利3項(xiàng)。專家組希望課題研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合合作企業(yè)，加快具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PET回收降解技術(shù)的研發(fā)及示范工程建設(shè)。

宜家宣布，已使用PET瓶建一個(gè)塑料薄膜外套加回收木材的廚房。瑞典宜家家具店推出了系列化“可持續(xù)的”廚房，稱為“Kungsbacka”，它由回收的PET瓶和木頭制成。通過(guò)Kungsbacka廚房的生產(chǎn)，該公司表示，大量的PET瓶得以回收, 并用于替換原始的以石油為原料的塑料。生產(chǎn)這種“可持續(xù)廚房”, 宜家使用大約25只半升的PET瓶來(lái)創(chuàng)建一個(gè)塑料薄膜外套，成為包復(fù)回收木材的廚房。由于宜家生產(chǎn)大量使用可回收的材料, 為此可以創(chuàng)建產(chǎn)品更加環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。宜家的目標(biāo)是在其產(chǎn)品和重新使用的材料, 如紙、纖維、泡沫和塑料中增加可回收利用的材料比例。