廢舊塑料回收利用發(fā)展綜述

1、廢舊塑料回收利用發(fā)展綜述(上廢舊塑料的回收利用作為一項節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的措施,正日益受到重視,有關(guān)回收利用途徑不斷被開發(fā)出來。由于再生塑料的價格優(yōu)勢突出,效益明顯,國內(nèi)廢舊塑料回收市場也已成氣候。近期,國內(nèi)再生塑料市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,但存在的問題也十分明顯,有待進(jìn)一步規(guī)范市場。一、廢舊塑料回收空間大、效益好1.市場空間大我國從2000年起每年從國外進(jìn)口的廢舊塑料都在200萬噸以上,并以每年高于10%的速度增長。據(jù)有關(guān)部門資料顯示,我國一些大中城市的塑料、包裝廢棄物已占到垃圾總量的5%10%,接近國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家水平。可見,國內(nèi)塑料制品生產(chǎn)企業(yè)對廢舊再生塑料的需求缺口還是很大的,國內(nèi)廢舊塑

2、料回收的市場空間很大。目前,我國汽車塑料用量在逐年增加,經(jīng)濟型轎車每車塑料用量達(dá)5060千克,中高級轎車達(dá)6080千克,有的甚至可達(dá)100千克;輕、中型載貨車塑料用量達(dá)50千克左右。平均每輛汽車塑料用量占汽車自重的5%10%,達(dá)到國外20世紀(jì)80年代初、中期水平。當(dāng)前,汽車塑化的趨勢由普通裝飾件發(fā)展到結(jié)構(gòu)件、功能件,因而塑料原料的使用范圍也由普通塑料(多用于汽車內(nèi)飾件擴展到強度更高、沖擊性更好的復(fù)合材料或塑料合金。到2010年,我國的汽車塑料總用量將達(dá)到78萬噸左右。因此,對于廢舊汽車塑料件的回收、再生和利用來說,我們的任務(wù)將越來越艱巨。但汽車塑料的回收與再生利用,即便在一些回收處理技術(shù)較先進(jìn)

3、的國家也尚在研究完善之中。國外還主要是采用燃燒熱能利用的方法來處理廢舊塑料件,并通過一定的清潔裝置,將不能利用的廢氣和廢渣進(jìn)行清潔處理。2.良好的經(jīng)濟效益由于再生塑料顆粒的售價只有35006300元/噸,新原料一般高達(dá)800010000元/噸,有明顯的成本優(yōu)勢。尤其是近來塑料原料的飛漲,使市場對再生料的需求進(jìn)一步走強。據(jù)核算,而且用廢塑料再加工制成的產(chǎn)品成本,僅為正品原料制成品的50%。在再生料集中的萊州,2003年LDPE純白再生料一級品的價格可達(dá)到5800元/噸,雜色價格則根據(jù)質(zhì)量從2500元4500元不等,而新料的價格普遍在7000元以上;PP的純白再生料一級品的價格2003年為5200

4、元/噸,新料的價格在6500元以上。有關(guān)調(diào)查表明,大多塑料制品生產(chǎn)廠家都將使用回收料作為降低生產(chǎn)成本的主要手段,這已是業(yè)內(nèi)一個公開的秘密,企業(yè)也藉此來降低成本提高市場競爭力。同樣一件產(chǎn)品如果全部用新料,售價要200元,而使用回收料售價不到100元?？梢赃@樣講,如果塑料制品全部使用新料而不在其中摻雜回收料的話,企業(yè)就無法在競爭激烈的市場中生存。正是基于這種狀況,塑料回收料在我國銷路很好,而且每年有300萬400萬噸的廢舊塑料進(jìn)口國內(nèi),被加工成再生塑料原料出售,利潤相當(dāng)可觀。再生塑料的異軍突起,使得廢棄塑料制品成為搶手貨。由于再生塑料的價格優(yōu)勢突出,我國廢舊塑料回收市場也已成氣候。隨著今年國內(nèi)外塑

5、料原料價格的暴漲,再生料的價格也有所提高,過去不值錢的廢塑料泡沫已從2元/千克上升到現(xiàn)在的3.8元/千克左右。而廢塑料的收購價格并未上漲,因此再生料的利潤進(jìn)一步得到提高,市場容量擴大。而且近期隨著國際國內(nèi)塑料原料市場的大幅波動,再生塑料市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,廢塑料進(jìn)口也呈上升趨勢。二、我國塑料回收存在的問題1.回收利用水平不足2003年,我國的塑料制品產(chǎn)量(規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)達(dá)到1651萬噸,如果算上小型企業(yè),保守估計超過2500萬噸,今年又保持了強勁增長的勢頭。若按塑料制品中有20%為可回收塑料計算,則我國可回收塑料廢棄物每年約有400萬500萬噸,而這還不包括企業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的邊腳料和沒使用

6、過的殘次塑料制品回收。再生資源回收利用“十五”規(guī)劃中提出,到2005年國內(nèi)要達(dá)到回收廢舊塑料500萬- 600萬噸,然而,我國2003年回收的廢舊塑料卻只有200多萬噸。2.回收分類等級制度不健全塑料回收再利用是一個世界性的課題,工業(yè)發(fā)達(dá)國家的一些成功做法就是分門別類合理使用。廢棄塑料可以按品種規(guī)格分成不同的等級,經(jīng)過相應(yīng)的加工處理,分類使用。像企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊腳料、殘次品等都屬易于分類回收的塑料,但生活用塑料制品在我國存在分類回收困難的問題。一方面是民眾的環(huán)保意識不強,塑料分類回收的概念還未被大眾認(rèn)同,不同塑料的分類回收還沒有形成。另一方面,塑料制品按原料分類的標(biāo)志不明顯。國家規(guī)定塑

7、料制品應(yīng)在顯著部位標(biāo)志出分類回收標(biāo)志,但多數(shù)制品沒有標(biāo)出,為回收時的分類造成不便。一些新興塑料產(chǎn)品的回收還沒引起大家的注意,如光盤、家電塑料、汽車用塑料的回收工作還有待細(xì)化。廢舊聚酯瓶片的回收新技術(shù)(下1 直接生產(chǎn)纖維的回收技術(shù)2 轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)聚酯樹脂原料回收技術(shù)此技術(shù)是將聚酯瓶料通過降解,轉(zhuǎn)化成聚酯中間原料或直接轉(zhuǎn)化為單體,再用于聚酯的生產(chǎn)。這個領(lǐng)域比較活躍,經(jīng)濟效益比較高。2.1 甲醇醇解甲醇醇解原理是廢舊聚酯瓶料在甲醇溶液中醇解得到對苯二甲酸甲醇酯(DMT和乙二醇(EG,醇解的工藝比較簡單,但產(chǎn)品提純復(fù)雜,最終產(chǎn)品品質(zhì)低;例如,杜邦公司擁有的一項有關(guān)聚酯回收的專利,就是把粉碎的聚酯瓶料加入

8、到熔融的DMT中,反應(yīng)器加熱到180200,然后保持溫度60min120min,直到聚酯瓶料完全溶解,反應(yīng)過程中要用氮氣保護(hù)。聚酯瓶溶解料趁熱過濾,以除去不溶的雜質(zhì)。過濾后聚酯溶液可(1送人固相聚合裝置中,生產(chǎn)特性粘度更高的樹脂;(2進(jìn)行甲醇醇解得到對苯二甲酸甲醇酯(DMT和乙二醇(EC。杜邦公司聚酯回收技術(shù)的特點是可回收含非聚酯成份的廢聚酯,如聚酯與棉混紡織物,有涂層的聚酯膜,啤酒瓶以及工程塑料等。2.2 水解水解的原理是將廢聚酯瓶料同水反應(yīng),將聚酯降解為對苯二甲酸(PTA和EG。工藝也存在后分離問題。例如日本Kobe Steel公司就是利用超臨界水將廢聚酯水解制成TPA和乙二醇。在這個工藝

9、中,固態(tài)的PET加熱到熔點(245,然后與水一起送到反應(yīng)器中進(jìn)行水解反應(yīng),控制水解時間,把水解產(chǎn)物送人分離器中,分離器處于室溫,PTA從水相中分離出來,乙二醇留在溶液中。當(dāng)水解溫度達(dá)到350,時間為6min時,回收率最大,回收的PTA純度近99%。這個工藝要在高溫下進(jìn)行,給操作帶來困難。2.3 乙二醇醇解杜邦公司提出:乙二醇醇解原理是廢聚酯瓶料在乙二醇存在下,降解得到對苯二甲酸乙二醇酯(BHET和/或低聚物。這種方法由于是部分降解,因而成本相對較低。其具體的醇解過程如下:廢聚酯瓶料與過量的乙二醇(摩爾比1:4在170190左右進(jìn)行常壓反應(yīng),催化劑采用醋酸鹽等,反應(yīng)進(jìn)行2.5h3.0h,PET解

10、聚成BHET和EG,降溫至100時過濾雜質(zhì),再加入阻聚劑,減壓蒸餾出EG,然后再用熱水溶解BHET,除去不溶物與低聚物,冷卻結(jié)晶,過濾得白色針狀BHET晶體。反應(yīng)得到的高純度BHET晶體,可以直接生產(chǎn)纖維級聚酯。一般情況下,聚酯生產(chǎn)廠在原有設(shè)備基礎(chǔ)上,再添加一套乙二醇解聚裝置,然后把解聚產(chǎn)品和新單體按比例混合,直接生產(chǎn)纖維級聚酯。伊斯曼化學(xué)公司發(fā)展了乙二醇醇解工藝。在伊斯曼工藝中,乙二醇按一定的比例加到聚酯瓶料中,反應(yīng)在180240下進(jìn)行10min4h,直到得到要求的低聚物為止。把反應(yīng)的混合物溶解于熱醇、酯、氯化烴、酮等溶劑中,然后熱過濾以除去不溶物,濾液冷卻可得產(chǎn)品,隨后可以把產(chǎn)品送到PET

11、裝置的縮聚反應(yīng)段參加反應(yīng),生產(chǎn)纖維級聚酯。伊斯曼工藝的特點是:(1可以直接處理含有共聚單體的回收聚酯,如含有間苯二甲酸、1,4-環(huán)己二甲醇或2,6萘二酸單體的聚酯;(2可以直接處理經(jīng)過噴涂、復(fù)合和提高阻隔層處理過的啤酒瓶和其他飲料瓶;(3可生產(chǎn)食品級樹脂。3 直接生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品的回收技術(shù)該技術(shù)是指廢聚酯瓶料經(jīng)過降解、酯交換、酯化、縮合等反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化成其他精細(xì)化工產(chǎn)品,例如法國TBI公司利用廢聚酯瓶料生產(chǎn)芳香族聚酯多元醇(APP 的新工廠已投產(chǎn),該項目投資53萬美元,生產(chǎn)能力為1.5萬t/a。該工廠用PET廢瓶直接生產(chǎn)芳香族聚酯多元醇,具體工藝是將大批壓扁的PET廢聚酯瓶醇解變成低粘度的芳香聚

12、酯多元醇。芳香聚酯多元醇的粘度為700MPa·s,其中小分子游離二元醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于5%,具有良好的貯存穩(wěn)定性。這種芳香族聚酯多元醇可用于生產(chǎn)建筑用阻燃性聚異氰脲酸酯硬泡板材,也可用于生產(chǎn)保溫產(chǎn)品,聚氨酯隔音材料,泡沫密封材料,防水涂料及防水膜等。據(jù)稱,TBI公司這種醇解工藝不受PET瓶的顏色的影響,這個優(yōu)點非常重要。因為工業(yè)上還沒有大批分離有色瓶子和透明瓶子的實際方法,而綠色或棕色的聚酯瓶逞上升趨勢,人工分撿瓶子,增加了回收成本。濰坊醫(yī)學(xué)院的邵建新等采用廢聚酯瓶料與多元醇進(jìn)行醇解、縮聚反應(yīng),合成了一種應(yīng)用廣泛、性能優(yōu)良的1730聚酯絕緣漆,具體步驟如下:將乙二醇120克,甘油78克,

13、醋酸鋅0.48克加入三口瓶中,在攪拌下加熱至215,然后分批加入廢聚酯瓶料309克。當(dāng)廢聚酯料全部溶解,溫度升至240后,開始記時,控制醇解7h7.5h。將回流裝置改為減壓蒸餾裝置,加入三氧化二銻0.42克,在245±1下真空縮聚,當(dāng)真空度達(dá)到93.33kPa時,乙二醇基本已蒸完,縮聚反應(yīng)也近終點,保溫40min。在180C下,加入磷酸三丁酯0.48克,加入420克甲酚,攪拌溶解2h。溫度降至120以下,將預(yù)先混合好的二甲苯270克和正酞酸丁酯15克,在攪拌下慢慢加入三口瓶中,再攪拌1h,用二甲苯調(diào)整至粘度合格,即得成品。該技術(shù)特點是工藝簡單、操作方便、效益顯著。北京化工大學(xué)材料科學(xué)

14、與工程學(xué)院的任彥強等人用聚酯瓶廢料與二聚酸聚酯二醇進(jìn)行酯交換,制得既有柔性又有剛性,同時有很好的溶解性的聚酯二醇,為制備聚氨酯涂料開辟新途徑。其具體工藝如下:將一定量的二聚酸和催化劑混合,在氮氣保護(hù)下緩慢地升溫到135,保溫4h。然后降溫到120,減壓分離副產(chǎn)物水和過量的二元醇,至無液體抽出為止,冷卻到室溫.將上述二聚酸聚酯二醇/PET廢料/催化劑按一定比例混合,在氮氣保護(hù)下升溫到150,反應(yīng)8h,冷卻到110,抽真空至不再有餾出物為止。所得的聚酯二醇可以作為聚氨酯涂料的固含量。據(jù)資料上報道廢聚酯瓶料還可以解聚、合成為聚酯粉末涂料、不飽和聚酯、聚酯熱熔膠等其他精細(xì)化工產(chǎn)品,這些聚酯再利用產(chǎn)品可以在一個間歇反應(yīng)釜中通過升溫降溫、加壓升壓等改變操作條件得到適宜市場要求的產(chǎn)品。所以產(chǎn)品的成本大大地降低了。該回收技術(shù)非常適用于中小企業(yè),而且產(chǎn)品的附加值