引言

化学回收项目的成功不仅仅要依靠技术,也需要喂料供给、提纯、成本管控等环节的配合。

当然,化学回收行业有几个关键的问题亟待解答:化学回收是否能有效减少消费后塑料垃圾?对环境有什么益处?是否具备成本效益?竞争的优胜者首先需要持有能工业化生产、成本可控的技术,清楚明白地表现出有能力大幅度减少塑料生产中的碳足迹;其次就是保证物料源的数量和质量稳定可靠。最重要的是,企业需要说服反对者——多数都是州立法机构中的官员——化学回收确实有助于防止塑料进入我们的河流和海洋,而且不会对空气产生污染。

如今,很多全球领先的化工企业将目光锁定在聚苯乙烯和聚烯烃的化学回收。该领域都有哪些新进展呢?我们今天先来看看聚苯乙烯的化学回收新进展。

新型模式为化学回收的商业化注入更大资本

解聚技术公司Agilyx Group总部位于美国新罕布什尔州朴茨茅斯,在供应物流方面具有很强的优势。Agilyx自称是市面上唯一一家提供化学品回收和原料管理综合解决方案的公司。

Agilyx表示,公司采用轻资产、发放技术许可的模式,多种收入来源来自原料IP(原料表征和配方、供应链优化)和解聚IP(塑料转化为塑料、塑料转化为中间体、塑料转化为燃料)。

Agilyx(持股75%)和埃克森美孚持有的、基于财团架构的用后塑料创新公司Cyclyx International在7月份表示,北美最大的货运铁路公司之一联合太平洋铁路公司已加入公司财团。“循环经济物流和具有成本效益的运输解决方案方面的专业知识至关重要。”Cyclyx表示。

Agilyx在其2021年年度报告中规划了通过扩大财团的规模来推动Cyclyx的未来发展。公司表示,报告发布时正在与285家国际公司进行成员资格的讨论。

Agilyx开发的解聚技术可应用于单一材料的塑料垃圾流,尤其是聚苯乙烯(PS),以及混合废塑料流。聚苯乙烯化学回收可能是所有塑料化学回收技术中最先进的。今年1月,Agilyx和Toyo Styrene表示,他们运用Agilyx技术,正在日本建设日处理量10吨的化学回收设施。

回收厂将聚苯乙烯垃圾转化为苯乙烯单体,然后使用Toyo Styrene独有的纯化工艺进行纯化,可供生产聚苯乙烯时重复使用。

聚苯乙烯可以回收吗?聚苯乙烯PS为何成为化学回收的重要主题(1)

解聚前喂入聚苯乙烯包装垃圾(图片来源:Agilyx)

去年,美洲最大的聚苯乙烯生产商AmSty(雪佛龙菲利普斯化工有限公司和盛禧奥的合资企业)和Agilyx达成协议开发共有的化学回收设施。两家公司最初计划在位于路易斯安那州圣詹姆斯的AmSty苯乙烯生产工厂建造一座每日产量50至100吨的工厂。现已于2019年初在Agilyx位于俄勒冈州泰格德的工厂成立了一家化学品回收合资企业Regenyx

聚苯乙烯可以回收吗?聚苯乙烯PS为何成为化学回收的重要主题(2)

Agilyx在其与AmSty的Regenyx合资企业中的化学回收技术(图片来源:Agilyx)

原料采购是头号挑战

总部位于加拿大的Pyrowave开发了模块化设备,使用微波技术解聚聚苯乙烯塑料。Pyrowave与欧洲轮胎制造商米其林合作,共同参与了一个大型聚苯乙烯化学回收项目。米其林尚未确定设备的具体安装地点。米其林将从Pyrowave获得数个设备单元,将使用产出的苯乙烯单体和生物丁二烯来制造用于轮胎生产的丁苯橡胶。

聚苯乙烯可以回收吗?聚苯乙烯PS为何成为化学回收的重要主题(3)

用于回收聚苯乙烯的模块化Pyrowave解聚装置(图片来源:Pyrowave)

两家公司一直在合作加快Pyrowave技术的产业化进程,以期在国际市场上获得认证和商业推广。联合开发协议的最终投资将超过2000万欧元。米其林和Pyrowave正在合作开发一个工业示范装置,到2023年由米其林资助和运营。米其林是Pyrowave技术的第一位被许可方。

Pyrowave的联合创始人兼首席执行官Jocelyn Doucet(乔斯琳·杜塞特)带领开发微波催化解聚的团队。该公司与Total、Ineos StyrolutionAmSty等聚合物行业巨头也有合作。

轮胎制造商米其林于2020年入股Pyrowave,其中部分投资专门用于米其林旗下的一家示范工厂。工厂的地点尚未选定,最终投资方案也会很快敲定,新工厂年产量将达到20,000吨。

聚苯乙烯可以回收吗?聚苯乙烯PS为何成为化学回收的重要主题(4)

Pyrowave工厂的蒸馏塔(图片来源:Pyrowave)

米其林将采购经预先分类的材料,杜塞特表示这些PS纯度为90-95%,经过分类、初步的洗涤和干燥。米其林已经与两个回收公司建立了合作伙伴关系,杜塞特说有20,000吨塑料垃圾可供使用,他还强调化学回收厂需要像传统化工厂一样采用标准化原料。

“我们面临的头号挑战就是原料采购,”杜塞特表示,“你不能用管道输送塑料垃圾。为了扩大化学回收业务,无论是采用哪种技术,都需要对整套基础设施投入大量资金。这是我们在选择工厂位置时考虑的首要问题。”

虽然Pyrowave目前的主要侧重点是米其林项目,但公司也在进行一个日本项目的最终谈判。杜塞特说日本特别注重循环经济,尤其是因为日本国内的相关项目很少,自然资源匮乏,能源成本十分高昂。“日本可能拥有世界上最先进的回收基础设施。”杜塞特表示。

在世界其他地方运用Pyrowave技术的其他讨论正在“进行中”,尤其是在欧洲。杜塞特说,在一定程度上,技术能否落地取决于立法。“法律法规将迫使公司采取行动,”杜塞特表示,“这些项目确实可以赚钱,但资金投入巨大,所以需要有很强的推动力来改变商业模式。”

Pyrowave打算在秋季发布公司技术的生命周期评估(LCA)同行评审的结果。杜塞特表示:“对环境是否有影响大部分都取决于副产品管理。是否通过燃烧副产品来进行能量回收?能否把副产品重新引入其他流程加以利用?”Pyrowave正在与米其林合作,研究如何重新使用工艺中的副产品,很可能会用于生产轮胎。

加大对分选技术的投资

第二大影响因素则与分选有关。对于聚苯乙烯的化学回收,有两种不同的分选方法:MRF和PRF。杜塞特说:“这两个步骤都会产生浪费。因此,我们正在研究如何减少这两个方面的废物流。”虽说需要加大对分选技术的投资,但我们也要重新思考如何完善包装设计——“为回收而设计”。

同样在去年,促进苯乙烯回收的价值链倡议Styrenics Circular Solutions(SCS)公布了聚苯乙烯综合生命周期评估的结果。“与报废焚烧和聚苯乙烯原生料的生产相比,三种回收工艺——纯度机械回收、溶解和解聚——表现优异。”SCS说。生命周期评估侧重食品接触材料产品的闭环回收路线。溶解和解聚技术都能减少75%的二氧化碳排放量。

SCS秘书长延斯·凯瑟琳曼(Jens Kathmann)说:“我们现在有准确、清晰的数据表明,聚苯乙烯不仅易分选、具有独特的可回收性,而且在公司现有的三种回收路径中也可以显著减少碳足迹。”

7月,苯乙烯基热塑性塑料生产商Elix Polymers表示,已经完成了可持续产品系列E-Loop的生命周期评估。ABS和其他材料全部归到E-Loop品牌名称下,以表明致力于循环经济的承诺,其中也包括通过化学和机械回收垃圾生产的聚合物。

该公司已根据ISO 14040和ISO 14044(从摇篮到大门)完成了产品的生命周期评估,并将产品运输至客户的过程考虑在内,包括直接排放(范畴1)和间接排放(范畴2和范畴3)。完整的生命周期评估由Anthesis集团验证生效。“生命周期评估表明,机械和化学回收产品可以显着降低最终产品对环境的影响,并可以支持Elix客户实现其可持续发展目标。”Elix表示。

Elix还在2020年与Repsol建立了合作伙伴关系,后者的所有聚烯烃和其他种类的循环石化产品(包括苯乙烯回收料)生产中心都获得了ISCC PLUS认证。两家公司签订的协议涉及开发循环经济联合项目的可能性,适用于玩具、小型家用电器、汽车外部和内部零件以及医疗设备等领域。

探索扩大PS化学回收技术的规模并实现商用

一位公司发言人表示,苯乙烯塑料巨头Ineos Styrolution与包括Recycling Technologies在内的合作伙伴目前正在探索扩大聚苯乙烯化学回收技术的规模并进行商用。Ineos Styrolution计划在法国温格尔斯修建全面的商业规模回收设施,但尚未给出确切的日期。

Recycling Technologies被Ineos Styrolution选中作为将聚苯乙烯回收解聚为苯乙烯单体的商业技术供应商,在建造商业规模的回收厂之前将在英国建造一座聚苯乙烯回收的试验厂。

6月,欧洲废塑料行业的领军企业Indaver和Ineos Styrolution签署了一项承购协议,让Ineos Styrolution能够使用在Indaver计划建造的解聚工厂中生产的由消费后废物制成的苯乙烯单体。

新工厂将设在比利时安特卫普,预计于2024年投产。Indaver已经在比利时、荷兰、法国、德国、葡萄牙、意大利、爱尔兰、英国设有工厂和运营机构,使用专业设备管理和处理工业垃圾和生活垃圾。

2020年9月,盛禧奥(Trinseo)和Indaver签署了再生苯乙烯单体的承购协议。盛禧奥表示,2023年工厂按计划开工之后,将在10年内购买至少50%Indaver生产的单体。

Indaver将在其比利时安特卫普工厂收集酸奶杯、一次性包装等消费后的聚苯乙烯塑料,并通过专有解聚技术回收和生产苯乙烯回收料。苯乙烯回收料随后将被运往往附近的盛禧奥比利时泰森德洛工厂,以生产用来制造乳制品包装和其他用途的聚苯乙烯再生料。苯乙烯再生料和再生聚苯乙烯产品都将通过ISCC Plus质量平衡认证。

今年早些时候,盛禧奥宣布公司在欧洲建立世界级化学品回收厂的计划正在加速推进。公司已与全球技术提供商Synova和全球工程服务公司Worley就该项目签订了合同,并计划于今年年底前在盛禧奥位于比利时泰森德洛的工厂开工建设。

该工厂将每年处理15,000吨回收的聚苯乙烯塑料薄片,以期产出聚苯乙烯和/或苯乙烯衍生物,包括ABS和SAN。

自2022年4月以来,盛禧奥一直与塑料薄膜挤出和热成型专家CEDAP合作,为法国品牌Les 300 Laitiers Bio的酸奶杯提供符合食品接触要求的聚苯乙烯回收料。去年,盛禧奥与法国的片材挤出商Intraplàs和Yoplait合作支持了类似酸奶杯的生产。这两个合作项目使用的材料是Styron品牌的聚苯乙烯,配比是55%的苯乙烯单体回收料与使用石油生产的原生料。

除了聚苯乙烯,

化学回收在其他领域还有哪些新的发展呢?


来源:本文由荣格塑料工业独家翻译自AMI《PLASTICS RECYCLING WORLD》

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