Переработка отходов полимеров, или о котах помойных и не только о них

10:37 / 27 сентября 2021

Мальчишка Фебу гимн поднес.
"Охота есть, да мало мозгу.
А сколько лет ему, вопрос?" —
"Пятнадцать". — "Только-то? Эй, розгу!"
За сим принес семинарист
Тетрадь лакейских диссертаций,
И Фебу вслух прочел Гораций,
Кусая губы, первый лист.
Отяжелев, как от дурмана,
Сердито Феб его прервал
И тотчас взрослого болвана
Поставить в палки приказал.

Александр Пушкин, 1829 год

Гимны, посвященные переработке отходов полимеров и покрышек, не сочиняют и не распевают только ленивые менестрели и трубадуры. Вот один из последних народных эпосов о ПЭТ-хлопьях пищевого качества. Флекса и подумать не могла, что ее можно так вкусно обозвать. Не будем обижать поэтов и перейдем к суровой прозе и фактам.

Покрышки, куда их только не запихивали: в море для создания искусственных рифов топили, в крошку для получения тартана и рекортана на беговые дорожки рубили, в печное и прочее топливо с диким содержанием канцерогенов превращали, технический углерод получали. Дело дошло и до лимонена, углеводорода группы терпенов (1-метил-4-изопропенилциклогексен-1). Это отличный растворитель, не канцероген, высокочистый используется в парфюмерии, как ароматическая отдушка. Название его от слова лимон, так как в кожуре цитрусовых его гораздо больше и выделять его гораздо легче, чем из жидких продуктов пиролиза покрышек. Забудем про него, тем более, что разлагается он при 300°С, т.е. и температура пиролиза не выше трехсот, а это уже не пиролиз, а недоразумение.

Доходности, переработка покрышек не имеет априори, что и подтверждается государственными дотациями, т.е. тем, кто их получает остается выбрать цивилизованный способ переработки, вот один из них:

- Пиролизное масло, 49% ( фр.220+°С до 55%, фр.150-220°С до 25%, фр. до 150°С до 20%), Газ, 9%, Сажа с незначительными остатками металлокорда, 42%.

- Жидкие продукты не разделяются и отправляются на НПЗ, реже встречались отправки на олефиновые пиролизы. Количество этих продуктов, как сырья, в масштабах указанных производств крайне мизерные.

- Газ от процесса используется, как топливо для собственных нужд.

- Сажа проходит магнитный сепаратор для отделения остатков металлического корда и подается на мельницу и далее на рассеивание с последующем разделением по использованию: 200-800 меш, 800-1500 меш, соответствует маркам технического углерода Н 330 и Н 600, 1000-2000 меш, 3000-4000 меш, при чистоте 99.99% масс, как наполнитель в производстве покрышек. Учитывая доходность получаемой сажи удаление основного количества металлического корда производится до стадии пиролиза. Установок подобного плана натыкано по миру достаточно.

Полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид и полиэтилентерефталат — всем хорошо известно, что это основная полимерная составляющая мусорной свалки. Выуживать ПЭТФ из помойки научились быстро и ловко и не сегодня, и не вчера, а уж много лет рубят бутылку на флексу, но мы вернемся к ней позже.

Проблемы с извлечением и разделением полиэтилена, полипропилена, полистирола и поливинилхлорида в большей степени надуманные, т.к. у других это получается и без всякого разделения:

- Термолиз с получением максимального количества жидких фракций нафты и легкого газойля, небольших количеств тяжелого остатка и минимизацией выхода газов. Жидкие продукты термолиза используются в качестве сырья парового крекинга (пиролиза) на олефины, либо как растворители.

- Термолиз с получением максимального количества газовых продуктов и минимизацией выхода жидких продуктов. Газовые продукты могут использоваться:

- не квалифицированно, в качестве дополнительных количеств топливного газа на установке парового крекинга (пиролиза) на олефины;

- квалифицированно, в качестве дополнительного источника этилена и пропилена. В этом случае процесс термолиза ведется не только с максимальным выходом газов, но и с преобладанием олефинов над парафинами. Полученная газовая смесь направляется на всас пирогазового компрессора, как дополнение (не более 5%) к основному потоку и далее на газоразделение.

Мощности установок термолиза достигают 50 т.т/год, типовая мощность 25-30 т.т/год. Извлечение хлора производится на стадии очистки продуктов термолиза и, если его количество превышает допустимые нормы к дальнейшей переработке.

Если принять соотношения полимеров на свалке согласно рекомендованному

1.png

Исключаем из него РЕТ, так как его уже с удовольствием извлекли, и получим баланс термолиза (масс. %), при 450-550°С с максимальным выходом жидких продуктов:

- газы С1-С4 15-20%;
- жидкие до 70%;
- твердый остаток 7-11%.

Разделение жидких будет следующим:

2.png

Баланс термолиза (масс. %), при 750-850°С с максимальным выходом газовых продуктов, при максимизации олефинов С2-С3:

- газы предельные и водород, Н2, С1-С4 45-50%;
- Этилен 20-23%;
- Пропилен 19-21%;
- жидкие до 10%;
- твердый остаток 3-7%.

Перечисленные термолизы доходности не имеют, что и подтверждается государственными дотациями.
Правительство РФ услышало))) об отсутствии доходности и планирует стимулировать раздельный сбор мусора налоговыми льготами.

Выуживать из помойки полиэтилен сложно, поэтому и не следует его туда допускать. Если возможность не допущения есть, например, как переработка собственных отходов и отходов соседей, то имеются и высоколиквидные процессы. "Химическая переработка промышленных отходов крупнотоннажных полиэтиленов (HDPE, MDPE, LLDPE) и в частности LDPE с получением порошковых полиэтиленов". 

Процесс ведут на установке растворения и переосаждения состоящей из:
- секция растворения полимера;
- секция фильтрации раствора;
- секция высаждения полимера;
- секция сепарации осадка полимера;
- секция сушки выделенного полимера;
- блок регенерации растворителя и осадителя.

Мощности таких установок не превышают 30 т.т/год.

Полиметилметакрилат на свалке его и днем с огнем не найдешь, но его отходы имеются в местах производства полимера и его переработки. Термическая переработка отходов этого полимера, при относительно низких температурах (400-500°С), дает выход мономера не менее 97% масс. Сообщалось, что жидкий продукт пиролиза был настолько чистым, что его можно было снова полимеризировать без какой-либо дальнейшей обработки. Это конечно была шутка, но то, что качественный полимер получался из соотношения 85% вторичного мономера и 15% первичного, неоспоримый производственный факт.

Полиэтилентерефталат, с него мы собственно и начали по первой ссылке о "чрезвычайно вкусной пищевой флексе". Что бы долго не разжевывать, на схеме два принципиальных направления переработки РЕТ:

- с этиленгликолем получается олигомер, который можно добавлять в процесс производства РЕТ, либо на стадию приготовления пасты, либо на этерификацию;
- с диэтиленгликолем получаются ароматические полиолы, которые используются, как компонент "А" в полиуретановых системах.

3.png

На заводе, имеющем три линии пищевого РЕТ по 150 тыс. т/год каждая, оба направления имеют промышленное применение:

- Олигомеры из отходов РЕТ используются в технологическом процесс получения пищевого РЕТ, но пока добавлять более 20% без ущерба качества не получается, поэтому реляции "Полиэф" о добавках 40% сомнительны. Законы химии нарушить сложно, а тем более, когда все делается под семью печатями, пользы от этого мало, да и семь печатей помогают мало, информация утекает.

- Полиолы из отходов РЕТ, как собственных, так флексы, под торговой маркой NEOPOLYOL выпускаются с 2008 года на двух линиях. Технологические реплики производство полиолов из отходов РЕТ выполнялись с использованием технологии и от компании Neo Group, надеюсь, что по окончанию сроков конфиденциальности будет опубликован более полный реферат.

Таким образом, в отношении "зеленого" РЕТ все не только изучено, но и давным-давно работает промышленных масштабах.

В заключении о настоящем зеленом РЕТ, о котором несколько лет назад разговаривал каждый утюг на кухне, не говоря уже о телевизорах и СМИ. Желтеньким и красненьким выделены продукты из которых получался отличный полиэтилентерефталат и без капли нефти, и без пузырька газа. Это базовые проекты ведущих мировых компаний, которые и на той "зеленой" волне принимали правила игры, кстати не все из проектов носили рекламный характер, есть и работающие.

5.JPG

6.JPG

Никто не говорит, что переработка мусора — это плохо, наоборот, это отлично!!! Но меньше апломба, фарса и напыщенности, а побольше профессионализма и не забываем, что в химии почти все новое это давно и хорошо забытое старое.

Блог опубликован на сайте Макстон-Инжиниринг.


RUPEC в Twitter, в Telegram, на Facebook

0 комментариев

Авторизуйтесь чтобы оставить комментарий - Вход