废旧塑料回收利用发展综述.doc

废旧塑料回收利用发展综述 塑料 塑料隐藏 窗体顶端窗体底端废旧塑料回收利用发展综述(上) 废旧塑料的回收利用作为一项节约能源、保护环境的措施，正日益受到重视，有关回收利用途 径不断被开发出来。由于再生塑料的价格优势突出，效益明显，国内废旧塑料回收市场也已成气候。 近期，国内再生塑料市场呈现供不应求的局面，但存在的问题也十分明显，有待进一步规范市场。 一、废旧塑料回收空间大、效益好 1市场空间大 我国从 2000 年起每年从国外进口的废旧塑料都在 200 万吨以上，并以每年高于 10的速度增 长。据有关部门资料显示，我国一些大中城市的塑料、包装废弃物已占到垃圾总量的 510，接 近国外工业发达国家水平。可见，国内塑料制品生产企业对废旧再生塑料的需求缺口还是很大的，国 内废旧塑料回收的市场空间很大。 目前，我国汽车塑料用量在逐年增加，经济型轿车每车塑料用量达 5060 千克，中高级轿车达 6080 千克，有的甚至可达 100 千克；轻、中型载货车塑料用量达 50 千克左右。平均每辆汽车塑料 用量占汽车自重的 510，达到国外 20 世纪 80 年代初、中期水平。当前，汽车塑化的趋势由普 通装饰件发展到结构件、功能件，因而塑料原料的使用范围也由普通塑料(多用于汽车内饰件)扩展到 强度更高、冲击性更好的复合材料或塑料合金。到 2010 年，我国的汽车塑料总用量将达到 78 万吨左 右。因此，对于废旧汽车塑料件的回收、再生和利用来说，我们的任务将越来越艰巨。但汽车塑料的 回收与再生利用，即便在一些回收处理技术较先进的国家也尚在研究完善之中。国外还主要是采用燃 烧热能利用的方法来处理废旧塑料件，并通过一定的清洁装置，将不能利用的废气和废渣进行清洁处 理。 2良好的经济效益 由于再生塑料颗粒的售价只有 35006300 元吨，新原料一般高达 800010000 元吨，有明显 的成本优势。尤其是近来塑料原料的飞涨，使市场对再生料的需求进一步走强。据核算，而且用废塑 料再加工制成的产品成本，仅为正品原料制成品的 50。在再生料集中的莱州，2003 年 LDPE 纯白 再生料一级品的价格可达到 5800 元吨，杂色价格则根据质量从 2500 元4500 元不等，而新料的价 格普遍在 7000 元以上；PP 的纯白再生料一级品的价格 2003 年为 5200 元吨，新料的价格在 6500 元以上。 有关调查表明，大多塑料制品生产厂家都将使用回收料作为降低生产成本的主要手段，这已是 业内一个公开的秘密，企业也藉此来降低成本提高市场竞争力。同样一件产品如果全部用新料，售价 要 200 元，而使用回收料售价不到 100 元。可以这样讲，如果塑料制品全部使用新料而不在其中掺杂 回收料的话， 企业就无法在竞争激烈的市场中生存。 正是基于这种状况， 塑料回收料在我国销路很好， 而且每年有 300 万400 万吨的废旧塑料进口国内，被加工成再生塑料原料出售，利润相当可观。再 生塑料的异军突起，使得废弃塑料制品成为抢手货。 由于再生塑料的价格优势突出，我国废旧塑料回收市场也已成气候。随着今年国内外塑料原料 价格的暴涨， 再生料的价格也有所提高， 过去不值钱的废塑料泡沫已从 2 元千克上升到现在的 3 8 元千克左右。而废塑料的收购价格并未上涨，因此再生料的利润进一步得到提高，市场容量扩大。 而且近期随着国际国内塑料原料市场的大幅波动，再生塑料市场呈现供不应求的局面，废塑料进口也 呈上升趋势。 二、我国塑料回收存在的问题 1回收利用水平不足 2003 年，我国的塑料制品产量(规模以上工业企业)达到 1651 万吨，如果算上小型企业，保守估 计超过 2500 万吨，今年又保持了强劲增长的势头。若按塑料制品中有 20为可回收塑料计算，则我 国可回收塑料废弃物每年约有 400 万500 万吨，而这还不包括企业生产中产生的边脚料和没使用过 的残次塑料制品回收。 再生资源回收利用“十五”规划中提出，到 2005 年国内要达到回收废旧塑料 500 万- 600 万吨，然而，我国 2003 年回收的废旧塑料却只有 200 多万吨。 2回收分类等级制度不健全 塑料回收再利用是一个世界性的课题，工业发达国家的一些成功做法就是分门别类合理使用。 废弃塑料可以按品种规格分成不同的等级，经过相应的加工处理，分类使用。像企业在生产过程中产 生的边脚料、 残次品等都属易于分类回收的塑料， 但生活用塑料制品在我国存在分类回收困难的问题。 一方面是民众的环保意识不强，塑料分类回收的概念还未被大众认同，不同塑料的分类回收还没有形 成。另一方面，塑料制品按原料分类的标志不明显。国家规定塑料制品应在显著部位标志出分类回收 标志，但多数制品没有标出，为回收时的分类造成不便。一些新兴塑料产品的回收还没引起大家的注 意，如光盘、家电塑料、汽车用塑料的回收工作还有待细化。 废旧聚酯瓶片的回收新技术(下) 1 直接生产纤维的回收技术 废旧聚酯瓶等包装物通过收集、分类、净化、干燥，不用化学降解只补添必要的助剂进行加工 处理，并造粒，使其达到纺丝原料品质标准。这种再生聚酯料可以用熔融纺丝法制成短纤维。再加工 成纺织品或非纺，织品，如土工布、针刺地毯及汽车内装饰材料。美国服装业的 Patagonia 生产出以 聚酯瓶回收料生产的纤维为原料制成的户外运动衫。大阪的 NemotoSangyo 公司以聚酯瓶回收料为原 料制各种地毯和女装，20 个 500ml 的聚酯瓶可以制作一件上衣，5 个 2l 聚酯瓶再生纤维可以制成 009m2 地毯，35 个 2l 的聚酯瓶可以制成一个睡袋所用的全部填料纤维。美国赫斯特公司推出了一 种名为 Trevira- 的产品，它由再生聚酯短纤维和一般普通聚酯短纤维混合而成，该公司向 Malden 工厂提供的 167detx 和 25dtex 两种规格，用此混合纤维制的起绒织物难以同纯新聚酯纤维区分。 最近报道，华东大学纤维材料改性国家重点实验室的潘婉莲等用聚酯瓶片回收料试纺涤纶长丝成功， 其可纺性和染色性都达到了纺织染色加工要求。 2 转变成生产聚酯树脂原料回收技术 此技术是将聚酯瓶料通过降解，转化成聚酯中间原料或直接转化为单体，再用于聚酯的生产。 这个领域比较活跃，经济效益比较高。 21 甲醇醇解 甲醇醇解原理是废旧聚酯瓶料在甲醇溶液中醇解得到对苯二甲酸甲醇酯(DMT)和乙二醇(EG)， 醇解的工艺比较简单，但产品提纯复杂，最终产品品质低；例如，杜邦公司拥有的一项有关聚酯回收 的专利，就是把粉碎的聚酯瓶料加入到熔融的 DMT 中，反应器加热到 180200，然后保持温度 60min120min，直到聚酯瓶料完全溶解，反应过程中要用氮气保护。聚酯瓶溶解料趁热过滤，以除去 不溶的杂质。过滤后聚酯溶液可(1)送人固相聚合装置中，生产特性粘度更高的树脂；(2)进行甲醇醇 解得到对苯二甲酸甲醇酯(DMT)和乙二醇(EC)。杜邦公司聚酯回收技术的特点是可回收含非聚酯成份 的废聚酯，如聚酯与棉混纺织物，有涂层的聚酯膜，啤酒瓶以及工程塑料等。 22 水解 水解的原理是将废聚酯瓶料同水反应，将聚酯降解为对苯二甲酸(PTA)和 EG。工艺也存在后分 离问题。 例如日本 Kobe Steel 公司就是利用超临界水将废聚酯水解制成 TPA 和乙二醇。 在这个工艺中， 固态的 PET 加热到熔点(245)，然后与水一起送到反应器中进行水解反应，控制水解时间，把水解 产物送人分离器中，分离器处于室温，PTA 从水相中分离出来，乙二醇留在溶液中。当水解温度达到 350，时间为 6min 时，回收率最大，回收的 PTA 纯度近 99。这个工艺要在高温下进行，给操作 带来困难。 23 乙二醇醇解 杜邦公司提出：乙二醇醇解原理是废聚酯瓶料在乙二醇存在下，降解得到对苯二甲酸乙二醇酯 (BHET)和或低聚物。这种方法由于是部分降解，因而成本相对较低。其具体的醇解过程如下：废 聚酯瓶料与过量的乙二醇(摩尔比 1：4)在 170190左右进行常压反应，催化剂采用醋酸盐等，反 应进行 2 5h30h，PET 解聚成 BHET 和 EG，降温至 100时过滤杂质，再加入阻聚剂，减压蒸 馏出 EG，然后再用热水溶解 BHET，除去不溶物与低聚物，冷却结晶，过滤得白色针状 BHET 晶体。 反应得到的高纯度 BHET 晶体，可以直接生产纤维级聚酯。一般情况下，聚酯生产厂在原有设备基础 上，再添加一套乙二醇解聚装置，然后把解聚产品和新单体按比例混合，直接生产纤维级聚酯。伊斯 曼化学公司发展了乙二醇醇解工艺。在伊斯曼工艺中，乙二醇按一定的比例加到聚酯瓶料中，反应在 180240下进行 10min4h，直到得到要求的低聚物为止。把反应的混合物溶解于热醇、酯、氯化 烃、酮等溶剂中，然后热过滤以除去不溶物，滤液冷却可得产品，随后可以把产品送到 PET 装置的 缩聚反应段参加反应，生产纤维级聚酯。伊斯曼工艺的特点是：(1)可以直接处理含有共聚单体的回收 聚酯，如含有间苯二甲酸、1，4-环己二甲醇或 2，6 萘二酸单体的聚酯；(2)可以直接处理经过喷涂、 复合和提高阻隔层处理过的啤酒瓶和其他饮料瓶；(3)可生产食品级树脂。 3 直接生产精细化工产品的回收技术 该技术是指废聚酯瓶料经过降解、酯交换、酯化、缩合等反应直接转化成其他精细化工产品， 例如法国 TBI 公司利用废聚酯瓶料生产芳香族聚酯多元醇(APP) 的新工厂已投产，该项目投资 53 万 美元，生产能力为 15 万 t/a。该工厂用 PET 废瓶直接生产芳香族聚酯多元醇，具体工艺是将大批压 扁的 PET 废聚酯瓶醇解变成低粘度的芳香聚酯多元醇。芳香聚酯多元醇的粘度为 700MPas，其中小 分子游离二元醇质量分数低于 5，具有良好的贮存稳定性。这种芳香族聚酯多元醇可用于生产建筑 用阻燃性聚异氰脲酸酯硬泡板材，也可用于生产保温产品，聚氨酯隔音材料，泡沫密封材料，防水涂 料及防水膜等。据称，TBI 公司这种醇解工艺不受 PET 瓶的颜色的影响，这个优点非常重要。因为工 业上还没有大批分离有色瓶子和透明瓶子的实际方法，而绿色或棕色的聚酯瓶逞上升趋势，人工分捡 瓶子，增加了回收成本。 潍坊医学院的邵建新等采用废聚酯瓶料与多元醇进行醇解、缩聚反应，合成了一种应用广泛、 性能优良的 1730 聚酯绝缘漆，具体步骤如下：将乙二醇 120 克，甘油 78 克，醋酸锌 048 克加入三 口瓶中，在搅拌下加热至 215，然后分批加入废聚酯瓶料 309 克。当废聚酯料全部溶解，温度升至 240后，开始记时，控制醇解 7h75h。将回流装置改为减压蒸馏装置，加入三氧化二锑 042 克， 在 2451下真空缩聚，当真空度达到 9333kPa 时，乙二醇基本已蒸完，缩聚反应也近终点，保 温 40min。在 180C 下，加入磷酸三丁酯 048 克，加入 420 克甲酚，搅拌溶解 2h。温度降至 120 以下，将预先混合好的二甲苯 270 克和正酞酸丁酯 15 克，在搅拌下慢慢加入三口瓶中，再搅拌 1h， 用二甲苯调整至粘度合格，即得成品。该技术特点是工艺简单、操作方便、效益显著。 北京化工大学材料科学与工程学院的任彦强等人用聚酯瓶废料与二聚酸聚酯二醇进行酯交换， 制得既有柔性又有刚性，同时有很好的溶解性的聚酯二醇，为制备聚氨酯涂料开辟新途径。其具体工 艺如下：将一定量的二聚酸和催化剂混合，在氮气保护下缓慢地升温到 135，保温 4h。然后降温到 120，减压分离副产物水和过量的二元醇，至无液体抽出为止，冷却到室温将上述二聚酸聚酯二 醇PET 废料催化剂按一定比例混合，在氮气保护下升温到 150，反应 8h，冷却到 110，抽真 空至不再有馏出物为止。所得的聚酯二醇可以作为聚氨酯涂料的固含量。据资料上报道废聚酯瓶料还 可以解聚、合成为聚酯粉末涂料、不饱和聚酯、聚酯热熔胶等其他精细化工产品，这些聚酯再利用产 品可以在一个间歇反应釜中通过升温降温、加压升压等改变操作条件得到适宜市场要求的产品。所以 产品的成本