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通过先进分离纯化技术助力塑料化学回收

作者:   时间:2023-10-13   浏览次数:1011

每年都有大量的塑料垃圾流入海洋,威胁着野生动物,危害着生物多样性。此外,在空气和城市饮用水中发现了微塑料和塑料微纤维,造成了健康和生态问题。清除塑料垃圾的常见但高度不可持续的方法包括焚烧或填埋,前者非常重碳且污染空气,而后者可能对环境造成长期损害。另外,许多热塑性塑料可以通过机械加工回收,制成低端但有用的材料。然而,机械塑料回收方法往往受到产品价值有限的影响。为了继续使用塑料,必须制定有效的塑料回收和升级利用战略,以确保可持续发展。化学回收是一种很有前途的策略,可以将废塑料回收成组成单体,用于随后的过程中再聚合,可以得到品质优良的产品。

然而,塑料的化学回收仍存在以下关键问题:

1、商品塑料无法通过传统热化学法高选择性地转化为单体

虽然一些温度相对较低的塑料可以通过传统的热化学方法如热解轻松解聚,但大多数聚烯烃和聚酯不能高选择性地转化为它们的单体,因为传统方法缺乏对反应过程的精确控制。

2、传统热化学解聚存在较多的副产物,不纯的单体很难获得高品质聚合物

由于反应物和中间产物的复杂物理化学转化,以及在塑料连续加热过程中解聚途径的严重竞争副反应,导致热化学解聚会产生单体之外的一系列副产物(例如,气体,可冷凝碳氢化合物,芳烃等)。

因此分离技术在塑料化学回收利用途径中异常重要

化工分离技术赋能化学回收,生产出高品质的单体和化合物,提高下游加工可能性,创造循环经济机遇。

以下四个领域,东庚分离技术在化学回收过程上扮演举足轻重的角色:

1)PET/聚酰胺尼龙解聚后的单体的提纯

2)溶剂回收后的塑料和纤维

3)PLA单体的回收

4)混合塑料的回收

具体如下

一、组合分离技术提纯PET化学回收后的单体

精馏技术:单体、溶剂的回收

熔融结晶技术:DMT/BHET的提纯

二、聚酰胺尼龙的化学回收

精馏和层式熔融结晶技术耦合分离聚酰胺尼龙解聚后的混合物,获得高纯度己内酰胺产品,为进一步聚合成高品质聚酰胺提供保障。

图3 聚酰胺尼龙的化学回收工艺

三、溶剂回收(低挥发性有机聚合物&溶剂)

● 聚合物/溶剂的分离

东庚的脱挥技术用于分离较宽粘度范围的聚合物/溶剂混合物,对于所有热塑性聚合物,残留物浓度低。

溶剂的提纯

回收的溶剂需要进一步提纯,便于溶解阶段溶剂再利用。蒸发、精馏或液液萃取技术可用于解决溶剂中杂质的去除。

四、聚乳酸PLA的回收

解聚后的聚乳酸产生共沸物需用强有力的技术手段进行分离

五、混合塑料的回收

下图为混合塑料回收工艺流程:

图4 混合塑料回收工艺流程

化工流体分离技术是塑料化学回收技术中难点,它在获得优质聚合物,保证产品质量,提高材料加工可行性发挥重要价值。东庚是上海市新材料协会可降解与循环利用专委会主任委员,已经深入参与在该行业。东庚愿与关注环保和循环经济的企业合作,在塑料的回收利用方面贡献力量。欢迎更多领域的合作伙伴加入我们,共同促进化学回收商业化进程。

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