气化、解聚、微波、酶解废塑料化学回收新兴技术知多少

  废塑料化学回收解决方案种类非常之多，综合考虑技术成熟度、技术供应商总数和平均工厂规模，裂解目前位居榜首。裂解能处理混合聚烯烃类废料流，将其转化为用于食品级再生材料。这是推动裂解迅速增加的重要因素。

  它们在加工的塑料类型和产生的输出各不相同（见表1）。本文将着重关注前两类化学回收技术。

  每种技术都在发展。AMI 报告2022 年全球化学品回收投入能力接近 120 万吨，其中不包括将废塑料加工成燃料的设施。许多工厂计划2023年全面商业运营，甚至到2030年将有更大的产能上市。

  在裂解和气化之外，其他技术规模并不大，但技术供应商的数量，尤其是解聚，正在逐渐增多。伊士曼等主要行业参与者计划投资高达 10 亿美元在法国建立一个160,000吨的解聚工厂，该工厂预计将于 2025年投入运营。

  此外，许多新兴技术加入竞争。有不少技术供应商正在解决早期化学回收中出现的问题。

  与典型气化相关的主要挑战之一是产生高焦油含量。由荷兰研究机构 TNO 开发的 Synova 专利技术则没有焦油废物流。

  该工艺已经开发、测试和试验了 15 年，基于间接气化概念，将循环流化床、裂解和鼓泡流化床燃烧结合在一个容器中。Synova的废料几乎能是任何塑料，以及附着的生物材料、惰性材料和高达 30% 的水。它产生的分子与来自石脑油蒸汽裂解器的分子相似。

  在此过程中，如示意图所示，OLGA 部分去除了 99.5% 焦油并将其用作 MILENA 气化器/裂解器的原料，这样就完成了回收焦油和固体的高效过程。

  气化的另一个关键挑战是实现高产量。作为芬兰科学孵化器VTTLaunchPad的一部分，Olefy正在申请可以从废塑料中提取超过70%的原生塑料和化学原料成分的专利技术。目前正在试点阶段，Olefy预计到 2026 年第一个工业示范工厂将投入运营。

  Aduro 正在申请专利的水基化学转化工艺，可以在相比来说较低的温度（375°C）下运行。其他优势包括更广泛的原料选择、高产率、无芳烃形成以及使用廉价原料和催化剂的能力。在实验室规模上，工艺输出在成为裂解装置进料之前不需要加氢处理和后处理，预计资本和运营支出较低。

  其中试规模反应堆正处于最后阶段。旨在处理各种塑料原料，如 PE、PP 和 PS 作为单流材料，也能处理这些混合物。在试验阶段，还将评估含有纸、聚合材料、铝箔等材料“污染物”的多层塑料。试点工厂客户试验即将开始，预商用装置（约 2 吨/天）预计将在 2023 年底前投入使用。

  另一家提供优于传统裂解工艺的公司是英国 Mura Technology，其专有的 HydroPRS 工艺使用超临界蒸汽将塑料转化为油和基础化学品。反应条件允许高产量的碳氢化合物产品，超临界水的使用提供了一种快速加热的方法，避免了过高的温度，最大限度地减少了焦炭的形成。

  自 2021 年以来，陶氏一直与 Mura 合作，今年早一点的时候，他们宣布在美国和欧洲建设多个设施的计划，到 2030 年将增加多达 12 亿磅的高级回收总产能。计划中的五个项目中的第一个工业生产厂房（满负荷生产能力约为 2.4 亿磅/年）将在德国建立，于 2025 年投入运营。

  与原料回收相比，基于更短的循环（废物到单体与废物到原料）的生命周期分析（LCA），解聚更有利。然而，解聚需要仔细分类废料流，目前，包括伊士曼在内的大多数技术供应商都着重关注 PET 废塑料。

  伊士曼Tritan Renew智能手机外壳，由分子回收 PET 制成（图片：伊士曼化学公司）

  伊士曼的聚酯再生技术能处理软饮料瓶、地毯甚至聚酯类服装等材料，使用糖酵解或甲醇分解将它们转化回基本单体。位于田纳西州金斯波特的伊士曼分子回收厂目前使用糖酵解来分解 PET。它在法国的工厂将使用甲醇分解装置来解聚废物。

  下面两家微波公司将目光投向了 PET 以外的领域。加拿大 Pyrowave 公司已获得聚苯乙烯 (PS) 废物微波催化解聚工艺的专利，并与米其林（其第一个被许可方）合作，到 2023 年开发一个示范工厂。初步根据结果得出，液体收率将近 98%与纯苯乙烯单体纯度相似，高达 99.8%。展望未来，Pyrowave 还计划开发该平台以容纳别的类型的废物。

  日本 Microwave Chemical Co. Ltd. 正积极与三井化学合作开发基于微波的化学回收工艺，用于解聚聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 和聚氨酯 (PUR) 等特种聚合物。他们还在研究更复杂的废塑料，例如汽车粉碎残渣 (ASR)——一种主要由 PP 基塑料制成的混合物——和热固性片状模塑料 (SMC)。

  最后，我们看一下生物技术在化学回收领域的应用 。Carbios（法国）和S amsara EcoPtyLtd.（澳大利亚）等技术提供商虽然仍然是一个小众市场，但已经取得了很大发展 。

  自2021年9月以来，Carbios 拥有一座全面投入运营的工业示范工厂，预计到2025年将建成并运行一座产能为1亿磅/年工厂，该工厂与 Indorama Ventures 合作建造。

  Samsara试验工厂已经投入运营。该公司为其首个商业设施筹集资金，产能 4000 万磅，用于回收聚酯，预计于 2023 年底投入运营。

  Carbios 一直热情参加与快消品和纺织品品牌的联盟及合作伙伴关系，知名合作伙伴包括欧莱雅、雀巢饮用水、百事可乐、On、巴塔哥尼亚、彪马和所罗门。该公司最近还加入了由米其林协调的全新欧洲项目 WhiteCycle，该项目于 7 月 1 日启动，旨在开发循环解决方案，以升级回收复杂的多材料废物，例如多层纺织品和橡胶制品复合材料。

  Carbios 和 Samsara Eco 都在调整工艺，以适应别的类型塑料，比如尼龙、聚烯烃、聚碳酸酯、聚氨酯等。

  11月7日·浙江宁波·ChinaReplas2023（秋季）第二十八届中国塑料回收和再生大会之塑料化学循环论坛：聚焦政策+技术+回收+商业模式4 大领域取得的进步和突破从商业案例、技术突破、废料来源等多个角度展示行业取得的进展。将为您详细解读：

  11月8-10日·浙江宁波·ChinaReplas2023第6届中国国际塑料循环展将，业内优秀企业将共聚于此，如果您有采买需求，想了解业内新产品动态，欢迎莅临现场交流洽谈。

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