Способ совместной переработки нефтяных фракций и полимерных отходов. Пэт переработка нефти


Технология ПЭТ: утилизация попутного газа

Originally published at Профессионально об энергетике. You can comment here or there.

Полиэтилентерефталат (полимер ПЭТ) :производствопутем утилизации попутного газаОбщая характеристика проектапо утилизации попутного газаУтилизацияпопутного газас получением300 000 т/годметанолаПолучениеметанола из газас получениемполимера ПЭТ Мировые производители ПЭТФСуществующие технологии ПЭТОсновная технология ПЭТ – промышленный способ производства полиэтилентерефталата (полимера ПЭТ), непрерывный процесс поликонденсации ТФК с этиленгликолемТФК получают методом жидкофазного окисления пара-ксилола кислородом воздуха в присутствии катализаторов — ацетатов, солей или эфиров уксусной кислоты.Способ получения пара-ксилола – каталитический риформинг бензиновых фракций, в основном прямогонных, выкипающих в пределах 120-140°С.Катализаторы содержат благородные металлы и весьма чувствительны к каталитическим ядам. Для современных полиметаллических катализаторов содержание в сырье S, N и Н2О не должно превышать соответственно 1, 1,5 и 3 мг/кг, a Pb, As и Сu – 20,1 и 25 мг/тТехнология ПЭТ GherziТехнология ПЭТ IndoramaПредлагаемая технология ПЭТПредлагаемая технология получения параксилола основывается на переработке попутного газа (ПНГ).Сравнение технологий ПЭТСырье –ПНГ, квалифицированная утилизация попутного нефтяного газа является одной из приоритетных задач правительства РФ.Переработка попутного нефтяного газа предоставляет сырьевой ресурс на льготных условиях, преференции в администрациях областей – поставщиков сырья и возможность получения углеродного финансирования в рамках решений Киотского протокола.Все химические процессы, вовлеченные в схему производства, реализуются на предприятиях, входящих в создаваемый текстильный кластер.Сырье – нефть, количество которой для получения пара-ксилола оценивается в 10 000 000. тонн в год.Реализация данной программы требует предварительных договоренностей с компаниями – поставщиками нефти, прокладки нефтепровода от существующих магистралей к нефтеперерабатывающему предприятию и строительства крупнотоннажного нефтеперерабатывающего завода в рамках создания текстильного кластера.Сырье – пара-ксилол в количестве 460 тыс. тонн в год и этан (этилен) в количестве 404 (318) тыс. тонн в год.Вариант осуществим в случае заключения договоров на поставку сырья с существующими НПЗ (в частности, с ближайшим – Ярославским НПЗ). При этом необходимо предусмотреть инфраструктуру доставки газообразного и жидкого сырья на место переработки. Также необходимо решить вопрос бесперебойной поставки вышеуказанного сырья с независимого производства, не входящего в состав кластера.Преимущества предлагаемой технологии ПЭТПредлагаемая технология ПЭТ позволяет отказаться от использования нефтяного сырья и заменить его на утилизацию попутного нефтяного газа нефтяных месторождений ХМАО.Каждый полупродукт в предлагаемой технологической схеме сам по себе является ценной химической продукцией.Переработка попутного газа через стадию получения метанола из газа исключает возможность отравления дорогостоящих катализаторов последующих стадий, содержащих благородные металлы и весьма чувствительных к каталитическим ядам.Получение метанола из газаСебестоимость метанола из газаПолучение пара-ксилола из метанолаЗаключение по технологии ПЭТОжидается, что принятые и обсуждаемые постановления правительства РФ, направленные на достижение уровня утилизации попутного газа в 95% к 2011 г., побудят нефтяные компании заняться дополнительной утилизацией попутного газа в размере до 20 млрд м3.К настоящему моменту существует широкое предложение отечественных и зарубежных катализаторов и технологий, охватывающих все стадии комплексной утилизации попутного газа с получением параксилола, ключевого сырья для технологии ПЭТ.В условиях нестабильных цен на нефтяное сырье, получение параксилола из ПНГ с применением газохимических технологий является выгодной альтернативой используемому в настоящее время методу каталитического риформинга бензиновых фракций.

poisk.livejournal.com

Способ совместной переработки нефтяных фракций и полимерных отходов

Изобретение относится к области химии и может быть использовано в нефтепереработке с целью утилизации наиболее широко распространенных полимерных отходов и с получением из них ценных продуктов нефтепереработки. Способ включает совмещение полимерных отходов и нефтяных фракций, введение полученной смеси непосредственно в реактор и осуществление крекинга при повышенной температуре и атмосферном давлении, при этом в качестве нефтяных фракций используют вакуумный дистиллят, в качестве реактора - реактор каталитического крекинга, указанное совмещение осуществляют растворением полимерных отходов, взятых в количестве 1-7 мас.% по отношению к исходному сырью, в нефтяных фракциях при температуре, обеспечивающей полное растворение в них полимерных отходов, крекинг осуществляют при температуре 475-525°С при массовой скорости подачи сырья 1,8-7,0 ч-1 в присутствии цеолитсодержащего катализатора типа Y, содержащего в качестве обменных катионов редкоземельные элементы. Изобретение позволяет увеличить выход бензиновой фракции дистиллятов до 53 мас.% и легкого газойля до 24 мас.% и получить дополнительное количество моторных топлив и сырья для нефтехимии - низших углеводородных газов состава С2-С4, использовать действующие установки, имеющиеся в отечественной промышленности, снизить загрязнение окружающей среды полимерными отходами, получить бензиновую фракцию с высоким октановым числом (не ниже 91,0). 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 12 пр.

 

Изобретение относится к области химии, а именно к химической переработке полимерных отходов, и может быть использовано в нефтепереработке с целью утилизации наиболее широко распространенных полимерных отходов и с получением из них ценных продуктов нефтепереработки.

Актуальность и важность задачи разработки современного способа утилизации полимерных отходов определяется как их широчайшей распространенностью, так и стойкостью к условиям внешней среды, в результате чего они могут находиться в практически неизменном виде в течение многих лет, загрязняя окружающую среду.

Существующие методы утилизации полимерных отходов, такие как вторичная переработка, сжигание, фото- и биодеструкция полимеров имеют свои недостатки и по целому ряду причин не получили широкого распространения, а проблема утилизации полимерных отходов в настоящее время далека от разрешения.

Альтернативой этим методам выступают способы каталитической и термической переработки полимерных отходов с использованием производимых в промышленных масштабах гетерогенных кислотных и бифункциональных катализаторов.

Одним из возможных подходов, с точки зрения необходимости бережного расходования углеводородных ресурсов и защиты окружающей среды от загрязнения, является совместная переработка нефтяных фракций, применяемых для производства топлив, масел, кокса, битума и т.д., и полимерных отходов с помощью каталитической деполимеризации. Такой способ утилизации характеризуется:

- возможностью крупномасштабной переработки полимерных, а в перспективе и всех углеродсодержащих, отходов в сырье для нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств;

- максимальным возвращением углеводородов в промышленный оборот с целью минимизации расходования природных углеводородных ресурсов;

- минимальными капитальными и эксплуатационными затратами.

Известно техническое решение, описанное в заявке JP 2002-294251. По нему полимеры, в том числе отходы полипропилена, полиэтилена и полистирола, растворяют в углеводородном растворителе - алкане С5-С8. Затем в смесителе при 250-320°С смешивают полимерный компонент в количестве 0.5-30 мас.% с углеводородными маслами, в том числе газойлем легкого крекинга, газойлем тяжелого крекинга, остатком крекинга, остатком десульфуризации - нефтяными маслами. После отделения углеводородного растворителя с помощью колонны разделения пара и жидкости полученную смесь вводят в реактор каталитического крекинга с содержащим пермутит катализатором при 0.4-3 МПа и 100-300°С. Количество полимера составляет 0.1-20% мас. (после удаления растворителя). Реакция протекает при давлении 0.02-0.5 МПа и температуре 480-550°С. Достигают выхода бензиновой фракции - 47.8-49.2% мас. и пропан-пропиленовой фракции - 3.6-5.3% мас.

Однако данный способ является многоступенчатым, включая до крекинга первоначальное растворение полимера, смешение его с нефтяными фракциями и удаление растворителя. Осуществление этого способа требует специального оборудования для растворения полимера в алкане и для отделения растворителя, что сопряжено с большими капитальными затратами и не позволяет эффективно применять этот способ на существующих установках каталитического крекинга. Стоимость переработки возрастает и за счет расхода растворителя, а также необходимости поддержания повышенного давления на входе в реактор. Отработанный растворитель является отходом, который необходимо утилизировать, что резко снижает экологический эффект от утилизации полимерных отходов данным способом.

Наиболее близким по технической сущности является техническое решение, описанное в патенте RU 2047645, согласно которому термокрекингом тяжелого и остаточного нефтяного сырья в присутствии инициирующей добавки - 10-20% полиэтилена любого вида, в том числе отходов, при 360-460°С и атмосферном давлении получают бензино-керосиновые дистилляты, выкипающие в интервале температур 100-300°С в количестве 22-36% от исходного сырья, масляные дистилляты, выкипающие в интервале температур 300-440°С в количестве 60-72% от исходного сырья. При этом вначале тяжелое и остаточное нефтяное сырье (нефтяной остаток прямой перегонки нефти, топочный мазут) смешивают с полиэтиленом, затем полученную смесь подвергают термокрекингу в реакторе.

В данном решении исключены стадии растворения полимерных отходов до их смешения с нефтяными фракциями и удаления растворителя. Недостатком описанного технического решения является необходимость применения сложного аппаратурного оформления и недостаточно высокий выход бензино-керосиновой фракции дистиллятов.

Задача предлагаемого технического решения заключается в разработке простого способа совместной переработки нефтяных фракций и полимерных отходов, проведение которого возможно на имеющихся уже в отечественной промышленности установках каталитического крекинга, без значительных капитальных затрат, и позволяющего увеличить выход высококачественной бензино-керосиновой фракции дистиллятов, а также пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракций - ценного сырья для нефтехимии.

Поставленная задача решается тем, что предложен способ совместной переработки нефтяных фракций и полимерных отходов, включающий совмещение полимерных отходов и нефтяных фракций, введение полученной смеси непосредственно в реактор и осуществление крекинга при повышенной температуре и атмосферном давлении, отличающийся тем, что в качестве нефтяных фракций используют вакуумный дистиллят, в качестве реактора - реактор каталитического крекинга, указанное совмещение осуществляют растворением полимерных отходов, взятых в количестве 1- 7% масс. по отношению к исходному сырью, в нефтяных фракциях при температуре, обеспечивающей полное растворение в них полимерных отходов, а крекинг - при температуре 475-525°С при массовой скорости подачи сырья 1,8-7,0 ч-1 в присутствии цеолитсодержащего катализатора типа Y, содержащего в качестве обменных катионов редкоземельные элементы.

Предпочтительно в качестве полимерных отходов используют полиэтилен или полипропилен, или полиэтилентерефталат, или их смесь.

Предлагаемое техническое решение позволяет:

1) увеличить выход бензиновой фракции дистиллятов до 53% мас. и легкого газойля до 24% масс. и получить дополнительное количество моторных топлив и сырья для нефтехимии - низших углеводородных газов состава С2-С4;

2) использовать действующие установки, имеющиеся в отечественной промышленности;

3) снизить загрязнение окружающей среды полимерными отходами;

4) получить бензиновую фракцию с высоким октановым числом (не ниже 91,0).

Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое техническое решение, но никоим образом не ограничивают его.

Во всех примерах крекинг нефтяной фракции и полимерных отходов проводили в вакуумном дистилляте, полученном на Московском нефтеперерабатывающем заводе. Свойства его приведены в табл.1.

Таблица 1.
Характеристики использованной нефтяной фракции - вакуумного дистиллята
Плотность, г/см3 Интервал температур выкипания, °С Групповой состав, мас.%:
парафине - нафтены ароматика легкая (моноциклическая) ароматика средняя (бициклическая) ароматика тяжелая (полициклическая) смолы нейтральные смолы кислого характера асфальтены
0,889 166..533 57.9 20.5 8.5 10.8 1.0 1.3 1.3

Во всех примерах крекинг нефтяной фракции и полимерных отходов проводили в присутствии типового промышленного микросферического цеолитсодержащего катализатора типа Y, содержащего в качестве обменных катионов редкоземельные элементы (REDUXION DMS РНО) компании BASF (Германия). Основные характеристики катализатора:

1) средний размер частиц 88 мкм;

2) содержание остаточного кокса 0,08%;

3) удельная площадь поверхности 175 м2/г, в т.ч. цеолит 113 м2/г и матрица 65 м2/г.

Состав катализатора:

Al2O3 - 40,8% масс., SiO2 - 54,8% масс. РЭО (CeO2; LaO2; Sm2O3) 0,93% масс., остальное - примеси.

Пример 1.

В шприц-дозатор загружают сырье - вакуумный дистиллят, в котором предварительно растворяют 3% масс. отходов полиэтилена при температуре 130°С и вводят его непосредственно в реактор каталитического крекинга при массовой скорости подачи сырья 1,8 ч-1. Осуществляют каталитический крекинг полученной смеси в присутствии цеолитсодержащего катализатора состава при температуре 500°С и атмосферном давлении. Результаты приведены в табл.2.

Пример 2.

В шприц-дозатор загружают сырье - вакуумный дистиллят, в котором предварительно растворяют 3% масс. отходов полиэтилена при температуре 130°С и вводят его непосредственно в реактор каталитического крекинга при массовой скорости подачи сырья 2,0 ч-1. Осуществляют каталитический крекинг полученной смеси в присутствии цеолитсодержащего катализатора состава при температуре 500°С и атмосферном давлении. Результаты приведены в табл.2.

Пример 3.

В шприц-дозатор загружают сырье - вакуумный дистиллят, в котором предварительно растворяют 5% масс. отходов полиэтилена при температуре 130°С и вводят его непосредственно в реактор каталитического крекинга при массовой скорости подачи сырья 2,0 ч-1. Осуществляют каталитический крекинг полученной смеси в присутствии цеолитсодержащего катализатора состава при температуре 500°С и атмосферном давлении. Результаты приведены в табл.2.

Пример 4.

В шприц-дозатор загружают сырье - вакуумный дистиллят, в котором предварительно растворяют 7% масс. отходов полиэтилена при температуре 130°С и вводят его непосредственно в реактор каталитического крекинга при массовой скорости подачи сырья 2,0 ч-1. Осуществляют каталитический крекинг полученной смеси в присутствии цеолитсодержащего катализатора состава при температуре 500°С и атмосферном давлении. Результаты приведены в табл.2.

Пример 5.

В шприц-дозатор загружают сырье - вакуумный дистиллят, в котором предварительно растворяют 1% масс. отходов полипропилена при температуре 170°С и вводят его непосредственно в реактор каталитического крекинга при массовой скорости подачи сырья 2,0 ч-1. Осуществляют каталитический крекинг полученной смеси в присутствии цеолитсодержащего катализатора состава при температуре 500°С и атмосферном давлении. Результаты приведены в табл.2.

Пример 6.

В шприц-дозатор загружают сырье - вакуумный дистиллят, в котором предварительно растворяют 3% масс. отходов полиэтилена и 1% масс. отходов полипропилена при температуре 170°С и вводят его непосредственно в реактор каталитического крекинга при массовой скорости подачи сырья 2,0 ч-1. Осуществляют каталитический крекинг полученной смеси в присутствии цеолитсодержащего катализатора состава при температуре 500°С и атмосферном давлении. Результаты приведены в табл.2.

Пример 7.

В шприц-дозатор загружают сырье - вакуумный дистиллят, в котором предварительно растворяют 1% масс. отходов полиэтилентерефталата при температуре 250°С и вводят его непосредственно в реактор каталитического крекинга при массовой скорости подачи сырья 2,0 ч-1. Осуществляют каталитический крекинг полученной смеси в присутствии цеолитсодержащего катализатора состава при температуре 500°С и атмосферном давлении. Результаты приведены в табл.2.

Пример 8.

В шприц-дозатор загружают сырье - вакуумный дистиллят, в котором предварительно растворяют 3% масс. отходов полиэтилена, 1% масс. отходов полипропилена и 1% масс. отходов полиэтилентерефталата при температуре 250°С и вводят его непосредственно в реактор каталитического крекинга при массовой скорости подачи сырья 2,0 ч-1. Осуществляют каталитический крекинг полученной смеси в присутствии цеолитсодержащего катализатора состава при температуре 500°С и атмосферном давлении. Результаты приведены в табл.2.

Пример 9.

В шприц-дозатор загружают сырье - вакуумный дистиллят, в котором предварительно растворяют 3% масс. отходов полиэтилена при температуре 130°С и вводят его непосредственно в реактор каталитического крекинга при массовой скорости подачи сырья 3,5 ч-1. Осуществляют каталитический крекинг полученной смеси в присутствии цеолитсодержащего катализатора состава при температуре 500°С и атмосферном давлении. Результаты приведены в табл.2.

Пример 10.

В шприц-дозатор загружают сырье - вакуумный дистиллят, в котором предварительно растворяют 3% масс. отходов полиэтилена при температуре 130°С и вводят его непосредственно в реактор каталитического крекинга при массовой скорости подачи сырья 7,0 ч-1. Осуществляют каталитический крекинг полученной смеси в присутствии цеолитсодержащего катализатора состава при температуре 500°С и атмосферном давлении. Результаты приведены в табл.2.

Пример 11.

В шприц-дозатор загружают сырье - вакуумный дистиллят, в котором предварительно растворяют 5% масс. отходов полиэтилена при температуре 130°С и вводят его непосредственно в реактор каталитического крекинга при массовой скорости подачи сырья 2,0 ч-1. Осуществляют каталитический крекинг полученной смеси в присутствии цеолитсодержащего катализатора состава при температуре 475°С и атмосферном давлении. Результаты приведены в табл.2.

Пример 12.

В шприц-дозатор загружают сырье - вакуумный дистиллят, в котором предварительно растворяют 5% масс. отходов полиэтилена при температуре 130°С и вводят его непосредственно в реактор каталитического крекинга при массовой скорости подачи сырья 2,0 ч-1. Осуществляют каталитический крекинг полученной смеси в присутствии цеолитсодержащего катализатора состава при температуре 525°С и атмосферном давлении. Результаты приведены в табл.2.

Результаты совместной переработки полимерных отходов с нефтяными фракциями приведены в табл.2, где: ПЭ - полиэтилен, ПП- полипропилен, ПЭТ - полиэтилентерефталат, ППФ - пропан-пропиленовая фракция, ББФ -бутан-бутиленовая фракция.

Были также проверены параметры бензина и легкого газойля по примерам 5 и 6. Октановое число для бензиновой фракции, полученной по примеру 5, составляет 91,0, по примеру 6-91,4. Йодное число легких газойлей, полученных по примерам 5 и 6, соответственно составляет 6, 0 и 2, 3, то есть не превышает предусмотренного требованиями ГОСТ.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает экономически эффективную утилизацию наиболее широко распространенных полимерных отходов с возвращением углеводородного сырья в хозяйственный оборот и получением из него ценных продуктов нефтепереработки с соответствующим увеличением углеводородной сырьевой базы и может быть реализовано на действующих установках каталитического крекинга НПЗ, что не потребует чрезмерных капитальных затрат.

Применение разрабатываемой технологии позволит решить проблему утилизации полимерных отходов в нефтяных фракциях с получением ценных продуктов нефтехимии, включая высококачественные моторные топлива, успешно и с наименьшими затратами, одновременно улучшая экологическую ситуацию.

Таблица 2.
Результаты совместной переработки полимерных отходов и вакуумного дистиллята путем каталитического крекинга
№пр. Тип полимера Концентрация полимера в смеси, мас.% Темпе- ратураoC Массовая скорость подачи сырья, ч-1 Степень конверсии, мас.% Выход газообразных, мас.% Выход бензиновой фракции,мас.% Выход легкого газойля,мас.%
ПЭ ПП ПЭТ ПЭ ПП ПЭТ Сумма Сухой газ ППФ ББФ
1. + - - 3 - - 500 1,8 90 22 4 7 11 51 17
2. + - - 3 - - 500 2,0 89 21 4 6 11 50 18
3. + - - 5 - - 500 2,0 89 20 4 6 10 50 19
4. + - - 7 - - 500 2,0 90 22 4 7 11 50 18
5. - + - - 1 - 500 2,0 89 17 3 5 9 53 19
6. + + - 3 1 - 500 2,0 87 18 2 5 11 50 19
7. - - + - - 1 500 2,0 90 22 4 6 12 50 18
8. + + + 3 1 1 500 2,0 90 21 7 5 9 49 20
9. + - - 3 - - 500 3,5 86 20 3 6 11 48 18
10. + - - 3 - - 500 7,0 76 10 1 3 6 42 24
11. + - - 5 - - 475 2,0 87 11 2 3 6 53 23
12. + - - 5 - - 525 2,0 89 22 5 7 10 48 19
* - бензиновая фракция с температурой кипения до 200°С;
** - легкий газойль с температурой кипения 200-320°С.

1. Способ совместной переработки нефтяных фракций и полимерных отходов, включающий совмещение полимерных отходов и нефтяных фракций, введение полученной смеси непосредственно в реактор и осуществление крекинга при повышенной температуре и атмосферном давлении, отличающийся тем, что в качестве нефтяных фракций используют вакуумный дистиллят, в качестве реактора - реактор каталитического крекинга, указанное совмещение осуществляют растворением полимерных отходов, взятых в количестве 1-7% масc. по отношению к исходному сырью, в нефтяных фракциях при температуре, обеспечивающей полное растворение в них полимерных отходов, крекинг осуществляют при температуре 475-525°С при массовой скорости подачи сырья 1,8-7,0 ч-1 в присутствии цеолитсодержащего катализатора типа Y, содержащего в качестве обменных катионов редкоземельные элементы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерных отходов используют отходы полиэтилена, или полипропилена, или полиэтилентерефталата, или их смесь.

www.findpatent.ru

Основные направления переработки полимеров - ЭКО-процессинг

Успешнее всего в мире перерабатывают отходы ПЭТ, главным образом, бутылки из-под шипучих напитков, соков, масла и т. д. Емкости закрывают крышками из полиэтилена, которые из измельченной смеси отделяются методом флотации. Это самая дорогая стадия вторичной переработки, она забирает на себя до 30 % стоимости процесса. Наиболее прогрессивной является переработка полимерных отходов во вторичное полимерное сырье. Поиск рационального решения этого вопроса ведется в направлениях, рассмотренных ниже.

Самый безперспективный вариант, поскольку ценное полимерное сырье закапывается, а огромные территории становятся непригодными для сельскохозяйственных нужд.

Очень распространенным способом утилизации отходов потребления пластмасс является сжигание. Теплотворная способность 2 т пластиковых отходов упаковки эквивалентна теплотворной способности 1 т нефти (теплотворная способность ПЭТ —22700 кДж/кг).В некоторых странах работают  небольшие ТЭЦ по сжиганию бытовых отходов, в состав которых входит до 50 % отходов полимерной упаковки. Как источник тепловой энергии отходы  упаковочных материалов используют многие страны. По различным оценкам, на сегодня сжигается до 40 % полимерных отходов.

Мусор сжигают в специальных печах различной конструкции, оборудованных фильтрами, очищающими вредные газы. Эти фильтры сложны в производстве и использовании и не всегда обеспечивают необходимую степень очистки. Пластмассы содержат различные стабилизирующие добавки и пигменты, в состав которых входят соли тяжелых металлов. При температуре свыше 700 °С они переходят в газообразное состояние, и их последующее улавливание чрезвычайно затруднено. Использование для этих целей воды приводит к загрязнению и необходимости организации ее сложной очистки. Для сжигания требуются затраты, которые в настоящее время не могут быть компенсированы использованием выделяющейся тепловой энергии. Кроме того, для сжигания необходимо  значительное количество кислорода.

Наиболее перспективным считается использование пластмассовых отходов (кроме ПВХ) в доменном производстве. Отходы пластмасс проявляют  восстановительные свойства и при этом не образуются диоксины. Смешанные отходы пластмасс используются при выплавке стали путем вдувания отходов в доменные печи. Такой способ использования пластмассовых отходов получил широкое распространение в Германии (заводы в Бремене и  Айзенхюттенштадте). 

Пиролиз — термическое разложение органических веществ в отсутствие кислорода с целью получения полезных продуктов. При низких температурах (до 600 °С) образуются в основном жидкие продукты, а выше 600 °С — газообразные. В твердом остатке образуются в основном технический углерод и соединения металлов. Пиролиз позволяет переработать смешанные и загрязненные отходы. Несмотря на ряд недостатков, пиролиз, в отличие от сжигания, дает возможность получать промышленные продукты, используемые для дальнейшей переработки. По данным британских ученых, пиролиз ПЭТ при 550 °С дает следующие продукты: масло (23,1 %), воск (15,9 %), кокс (12,8 %), Н2 (0,06 %), этилен (1,27 %), пропилен (1,6%), CO2 (24,3 %) и CO (21,5 %). Этот «химический суп» используется как топливо или как сырье для нефтехимической промышленности. Затраты на пиролиз не превышают затраты на сжигание отходов, но в настоящее время пиролиз убыточен.  Химическая рециркуляция — еще один распространенный метод переработки отходов потребления. Однако, затраты на оборудование в этом случае весьма высоки, поэтому для обеспечения рентабельности требуются большой товарооборот.

Химические способы переработки пластиковых отходов в основном направлены на использование ПЭТ-отходов потребления, потерявших первичные свойства и трудных для переработки материальными способами. Направление охватывает наиболее распространенный, экономичный, непрерывный и безопасный  для окружающей среды способ переработки отходов ПЭТ — деполимеризацию отходов ПЭТ нейтральным гидролизом до терефталевой кислоты и этиленгликоля, снова идущих на синтез ПЭТ.

Другой распространенный способ химической переработки отходов ПЭТ — получение сравнительно недорогой ненасыщенной полиэфирной смолы. Для этого отходы ПЭТ подвергаются гликолизу и поликонденсации с добавлением ненасыщенных многоосновных кислот или их ангидридов с целью получения ненасыщенной полиэфирной смолы. Деполимеризация ПЭТ производится различными методами, в результате которых получаются продукты для  деполимеризации до первичного ПЭТ, а также новые продукты, используемые в других областях химической промышленности. К сожалению, до сих пор  деполимеризация остается весьма дорогим способом переработки вторичных пластмасс, в основном из-за значительных энергетических затрат или  использование дорогих химических продуктов. Понятие сольволиз объединяет различные способы деполимеризации — метанолиз, гидролиз, ацидолиз, алкоголиз.

Отходы ПЭТ могут использоваться в качестве добавок для улучшения механических или электромеханических свойств другого полимера. Для переработки ПЭТ-бутылок используют дробилки, мельницы, грануляторы. В ходе процесса под механическим и тепловым воздействием отходы переходят из твердого в смолоподобное состояние. На выходе из гранулятора расплав продавливают через калибровочные отверстия и нарезают на гранулы, которые затем охлаждаются. Одним из перспективных направлений в этой области является производство гранулята из отсортированного сырья с использованием различных добавок, повышающих его качество (стабилизаторов, красителей, модификаторов и пр.).

Очистка отходов от загрязнений может быть осуществлена различными способами: путем обработки материалов в воде или водных растворах моющих средств, а также в неводных растворах, гравитационным разделением. Наиболее простым и экономичным является отмывка отходов ПЭТ в водных и неводных средах на аппаратах непрерывного или периодического действия. Для обработки отходов упаковки используются ножевые дробилки мокрого измельчения в  комплекте со шнековыми промывателями.

Равномерность загрузки пленочных отходов в перерабатывающее оборудование после промывки обеспечивается агломерацией. При агломерации из пленки получаются окатыши (компактные зерна) произвольной формы с достаточно высокой насыпной

плотностью и хорошей сыпучестью.

Агломерация менее энергоемка, более производительна, чем грануляция и поэтому позволяет снизить расходы на подготовку материала к дальнейшей переработке. Кроме того, агломерация протекает без изменения молекулярной массы материала при этом в процессе агломерации возможно введение в полимер красителей, стабилизаторов, наполнителей.

Наиболее эффективны дисковые агломераторы непрерывного действия,

когда отходы ПЭТФ, измельченные до размера хлопьев 5-10 мм, непрерывно

подаются в зону агломерации. 

Излишки тепла выводятся водяным охлаждением и пневмотранспортом. Одним из наиболее распространенных способов переработки измельченных отходов полиэтилентерефталата является экструзия. Для этой цели используют как одно-, так и двухшнековые экструдеры. ПЭТ перерабатывается литьем под  адвлением во всех типах литьевых машин, предназначенных для переработки термопластов. При этом необходимо соблюдать чрезвычайно жесткий режим во избежание деструкции полимера.

Для литья ПЭТ смешивают с полиэтиленом высокого давления и модификаторами до получения композиции, по свойствам близкой к ПЭТФ-КМ (литьевой лавсан). Температура расплава такой композиции — 250–260 °С. При увеличении ее сверх 280 °С возможна деструкция. Полностью аморфная структура получается при температуре формы 50 °С. Аморфные изделия обладают лучшей стойкостью к ударным нагрузкам, но более низкой температурой эксплуатации.

Рециркуляция «бутылка в бутылку» развивается в США в течение многих лет; в Европе это направление осваивается сравнительно недавно. Причиной тому  послужило ограничение в законодательстве ЕС относительно переработанного материала, предназначенного для контакта с пищевыми продуктами.  Упаковка, изготовленная из вторичного сырья, не допускалась к контакту с продовольствием. Производитель мог разливать в такие бутылки технические  жидкости, но не имел право разливать напитки.

Иногда при переработке по принципу «бутылка в бутылку» вторичный ПЭТ «зажимается» между двумя слоями первичного полимера. Этот способ получил название «многослойной технологии». Многослойные бутылки могут содержать до 50 % вторичного ПЭТ, причем отдельные емкости могут включать и большие количества вторичного материала. Многослойные бутылки используют для розлива напитков во многих странах, например в Швейцарии, Швеции и США.

Это применение, как ожидается, будет быстро распространяться после формализации в законодательстве. Технология «бутылка в бутылку», внедренная на  предприятиях Германии, включает экструзию ПЭТ под вакуумом, сопровождаемым поликонденсацией в твердом состоянии (SSP), что приводит к увеличению вязкости расплава. Обычная экструзия неизбежно снижает вязкость материала из-за частичного гидролиза расплава. Данная технология позволяет получить регранулят ПЭТ, полностью пригодный для производства пищевой упаковки, в том числе бутылок для напитков. Основная задача этой технологии — обеспечить замкнутый оборот упаковочного ПЭТ.

Метод подразумевает разрушение химических связей макромолекул полимеров с помощью нейтронов, гамма-излучения, бета-частиц, что способствует процессам фото- и термоокислительной деструкции, и образованию низкомолекулярных продуктов, которые могут быть задействованы в биоциклических процессах. В России этот метод практически не используется

Таким образом, бывшие в употреблении пластмассовые изделия могут быть использованы вторично. Во многих странах принимаются программы по решению проблем, связанных с рециклингом ПЭТ. Так в США существует национальная программа по переработке полиэтилентерефталатной тары. В западной Европе каждая третья ПЭТ- бутылка изготовлена из вторичных материалов.

www.ekoprozess.ru

почему переработка пластиковой бутылки экологичнее создания новой

Сколько ресурсов и энергии тратится на переработку обычной пластиковой бутылки в сравнении с затратами на производством новой? На этот вопрос наших читателей отвечает эксперт крупнейшего перерабатывающего предприятия «Завод по переработке пластмасс ПЛАРУС».

Ресурсов при переработке пластиковой бутылки потребляется меньше. Например, практически не используется основное сырье — нефть и природный газ. И то, и другое кстати, является невозобновляемыми природными ресурсами, так что, по статистике, одна тонна переработанного пластика сбережет 700 кг нефти.

Что касается электроэнергии, одни утверждают, что энергии на переработку пластиковой бутылки уходит больше, чем на производство новой, по другим данным, выпуск бутылок из вторсырья экономит 60-65% электроэнергии. Попробуем разобраться вместе с нашим экспертом.

Мария Сердобольская, проект-менеджер ООО «Завод по переработке пластмасс ПЛАРУС» (на фото):

— Если просто взять затраты на электроэнергию на производство одной тонны рециклингового ПЭТ-гранулята и затраты на электроэнергию на производство одной тонны первичного ПЭТ-гранулята, то затраты на производство рециклингового выше.

Но при этом следует принять во внимание, что для производства первичного ПЭТ-гранулята необходима длинная производственная цепочка: начиная с добычи нефти, затем ее транспортировка до нефтеперабатывающего завода, сама нефтепереработка (крекинг), производство параксилола и этилена, их транспортировка.

И только затем из этих компонентов производится сырье для производства первичного ПЭТ: могоэтиленгликоль и терефталевая кислота. То есть фактически необходимо суммировать все производственные затраты (на электроэнергию, зарплату и т.д.) на производство на всех стадиях. При производстве рециклингового ПЭТ сырьем является использованная ПЭТ-бутылка, которая в противном случае будет выброшена на полигон или сожжена на мусоросжигательном заводе и загрязнит окружающую среду.

То есть в данном случае ее начальная стоимость нулевая и далее можно считать только затраты на сбор, сортировку и доставку на завод на переработку. При этом мы даем этому ПЭТ вторую жизнь, возвращаем его в оборот и, в случае с ПЭТ-бутылкой, идущей на производство бутылочного рециклингового ПЭТ, таких циклов может быть множество.

Источник:

http://recyclemag.ru/article/vopros-dnya-pochemu-pererabotka-plastikovoy-butyilki-ekologichnee-sozdaniya-novoy

www.plarus.ru

Вопрос дня: почему переработка пластиковой бутылки экологичнее создания новой

Сколько ресурсов и энергии тратится на переработку обычной пластиковой бутылки в сравнении с затратами на производством новой? На этот вопрос наших читателей отвечает эксперт крупнейшего перерабатывающего предприятия «Завод по переработке пластмасс ПЛАРУС». Ресурсов при переработке пластиковой бутылки потребляется меньше. Например, практически не используется основное сырье — нефть и природный газ. И то, и другое кстати, является невозобновляемыми природными ресурсами, так что, по статистике, одна тонна переработанного пластика сбережет 700 кг нефти. Что касается электроэнергии, одни утверждают, что энергии на переработку пластиковой бутылки уходит больше, чем на производство новой, по другим данным, выпуск бутылок из вторсырья экономит 60-65% электроэнергии. Попробуем разобраться вместе с нашим экспертом.

Мария Сердобольская, проект-менеджер ООО «Завод по переработке пластмасс ПЛАРУС»

  — Если просто взять затраты на электроэнергию на производство одной тонны рециклингового ПЭТ-гранулята и затраты на электроэнергию на производство одной тонны первичного ПЭТ-гранулята, то затраты на производство рециклингового выше. Но при этом следует принять во внимание, что для производства первичного ПЭТ-гранулята необходима длинная производственная цепочка: начиная с добычи нефти, затем ее транспортировка до нефтеперабатывающего завода, сама нефтепереработка (крекинг), производство параксилола и этилена, их транспортировка. И только затем из этих компонентов производится сырье для производства первичного ПЭТ: могоэтиленгликоль и терефталевая кислота. То есть фактически необходимо суммировать все производственные затраты (на электроэнергию, зарплату и т.д.) на производство на всех стадиях. При производстве рециклингового ПЭТ сырьем является использованная ПЭТ-бутылка, которая в противном случае будет выброшена на полигон или сожжена на мусоросжигательном заводе и загрязнит окружающую среду. То есть в данном случае ее начальная стоимость нулевая и далее можно считать только затраты на сбор, сортировку и доставку на завод на переработку. При этом мы даем этому ПЭТ вторую жизнь, возвращаем его в оборот и, в случае с ПЭТ-бутылкой, идущей на производство бутылочного рециклингового ПЭТ, таких циклов может быть множество.  

recyclemag.ru