“白色污染”是人們對(duì)塑料垃圾的形象稱呼。
對(duì)于廢舊塑料,人們通常的處理辦法是土埋和焚燒。土埋浪費(fèi)大量的土地,焚燒則會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳及其他對(duì)環(huán)境有害的氮、硫、磷、鹵素等化合物,助長(zhǎng)了溫室效應(yīng)和酸雨的形成。
為了保護(hù)環(huán)境,保護(hù)人類賴以生存的家園,科技人員知難而進(jìn),另辟蹊徑向白色污染開(kāi)戰(zhàn),一些新型廢棄塑料的處理方法應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)熱裂解廢棄解塑料來(lái)制取各種有用物質(zhì)與能源的處理方法便是其中的佼佼者。
塑料裂解制蠟
塑料裂解制取蠟,首先要將廢棄的塑料在適當(dāng)?shù)臏囟认录訜崾蛊淙刍癁榈头肿拥牧黧w物,然后再將去除雜質(zhì)的低分子流體物進(jìn)一步加熱裂解并將裂解蒸出物分餾,得到有用的固體蠟。
處理廢塑料的工藝方法主要包括熱熔、裂解和分餾三道工序,所處理的廢塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚酯等。為了便于控制各工序的工藝條件與產(chǎn)品的規(guī)范,應(yīng)對(duì)廢塑料先分類并分別進(jìn)行處理。
在處理廢塑料的工藝方法中,熱熔工序是在熱熔爐內(nèi)進(jìn)行的,熱熔溫度因塑料的種類不同而異,一般為200~600℃。廢塑料經(jīng)熱熔后成為低分子流體物,經(jīng)熱熔并除去塑料雜質(zhì)后的低分子流體物在裂解釜中進(jìn)一步加熱裂解,裂解溫度也因廢塑料的種類不同而異,一般為600~800℃。分餾工序是利用分餾器來(lái)進(jìn)行的,裂解蒸出物經(jīng)分餾后可得到液體溶劑或固體蠟。冷凝溫度可根據(jù)溶劑的種類和對(duì)產(chǎn)品規(guī)格的要求來(lái)進(jìn)行選擇和控制,一般可分為100℃以下,100~300℃和300~500℃3個(gè)冷凝溫度區(qū)間。分餾后所得到的液體溶劑可根據(jù)其具體用途加以復(fù)制。
塑料裂解提取汽柴油
研究者一致認(rèn)為,利用廢塑料生產(chǎn)汽油、柴油是一種較好的回收塑料的方法。自上世紀(jì)70年代至今,科研人員付出了大量的精力進(jìn)行利用廢舊塑料生產(chǎn)汽、柴油的研究。僅我國(guó)這方面的專利就有100多個(gè)。
廢塑料低成本高收率煉油法是其中一種重要的煉制技術(shù)。這種技術(shù)是將回收的廢聚乙烯、廢聚丙烯、廢聚苯烯、廢聚酯等廢塑料加入適量的廢機(jī)油或是由煉出的減壓餾分、重油,在焦化釜中有壓或常壓下進(jìn)行焦化裂解,在裂解出的油氣引入分餾塔,分餾出輕質(zhì)油。廢塑料與加入其中的廢機(jī)油或石油煉出的減壓餾分、重油的最佳重量比為2∶1。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比,處理廢塑料的工藝方法簡(jiǎn)單易行,不需要催化劑,而且成本較低。由于可加入的廢機(jī)油本身也參加裂解,因此廢塑料與廢機(jī)油等的重量比要求不嚴(yán)格;設(shè)備投資少,煉出的輕質(zhì)油收率高,可以達(dá)到物料總重量的90%左右。
塑料裂解制取
高級(jí)α-烯烴
高級(jí)α-烯烴是一種重要的化工原料,可用于生產(chǎn)可生物降解的高效表面活性劑以及合成α-烯烴潤(rùn)滑油、增塑劑、礦石浮選劑等等。
目前生產(chǎn)高級(jí)α-烯烴的工業(yè)方法主要有乙烯聚合法和石蠟裂解法兩種。而塑料裂解制取高級(jí)α-烯烴是一種新型方法。它既提供了一種廢塑料的高價(jià)值處理方法,以徹底解決一部分的“白色污染”的危害,變廢為寶,同時(shí)也為α高級(jí)烯烴的生產(chǎn)開(kāi)辟了一條新的途徑。
通用塑料主要以聚乙烯和聚丙烯等塑料為主。根據(jù)高分子材料的裂解原理,分子量越高越不穩(wěn)定,因而高分子的塑料比低分子的石蠟更容易裂解,裂解得更完全,殘留物極少,裂解的工藝更簡(jiǎn)單容易控制。
為了防止支鏈化芳構(gòu)化,塑料生產(chǎn)高級(jí)α-烯烴的工藝要求停留時(shí)間短、烴分壓低。因此其主要工藝的方案為:先將廢棄的聚乙烯和聚丙烯塑料在200℃左右加熱溶解,溶液為少量的高級(jí)α-烯烴,溶解后導(dǎo)入催化裂解爐,釜內(nèi)溫度為400~500℃,并在釜底通入適量的水蒸氣,一方面起到攪拌的作用,一方面可以降解α-烯烴的分壓,使廢塑料溶液充分裂解汽化,氣體在釜內(nèi)催化劑的作用下進(jìn)一步的裂解,轉(zhuǎn)化為C1~C18的高級(jí)α-烯烴。裂解氣迅速導(dǎo)出后經(jīng)過(guò)急冷、分餾、冷卻后得到液態(tài)的高級(jí)α-烯烴。分餾后的殘余液送回溶解釜作溶劑用,不凝氣體壓縮后作燃料存儲(chǔ)。
與其他塑料裂解技術(shù)相比,塑料裂解制取高級(jí)α-烯烴優(yōu)勢(shì)明顯。與廢塑料制燃油類技術(shù)比,生產(chǎn)的α高級(jí)烯烴價(jià)值更高,工藝及設(shè)備簡(jiǎn)單,工藝條件易于控制,投資少,反應(yīng)速度快,轉(zhuǎn)化率高達(dá)70%以上,熱效率高,成本低。與傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)高級(jí)α-烯烴相比,該方法以塑料為原料,來(lái)源廣,成本低,也徹底解決了大部分的白色污染,社會(huì)環(huán)保價(jià)值高,且全封閉生產(chǎn),生產(chǎn)過(guò)程無(wú)有害廢棄物的排放,是一項(xiàng)綠色工程。 |