聚酯回收利用技術

■ 錢伯章

美國依士曼化學公司開發的PET聚酯廢棄塑料回收利用工藝，將粉末狀PET聚酯溶解并解聚成單體，替代用作PET生產的原材料。該工藝已在北歐和日本工業化應用。

日本帝人公司開發了從廢棄PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）瓶回收對苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）的循環利用工藝。該公司已將現有一套DMT裝置改成3萬噸/年循環回收裝置。在該工藝中，PET瓶先粉碎和清洗，然后溶解在乙二醇（EG）中，在EG沸點和0.1MPa下，PET解聚為對苯二甲酸雙羥基乙二醇酯（BHET）。過濾除去臟物和添加劑后，BHET與甲醇在甲醇沸點和0.1Mpa下，通過酯交換反應，生成DMT和EG。DMT和EG用蒸餾分離，然后DMT再用重結晶提純，蒸餾回收EG。甲醇循環使用。產品純度均為99.99%，循環回收費用相當于常規工藝生產DMT和EG的費用。DMT被轉化成用于生產瓶級PET樹脂的純PTA（對苯二甲酸）。上述循環回收裝置可生產該公司樹脂原料的10%。

PET Pebirth公司與日本AIES公司組建合資企業將回收利用聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）工藝推向工業化。該裝置回收利用2.7萬噸/年廢棄PET瓶，在川崎投產。該技術由AIES公司和日本潔凈化中心（CJC）聯合開發。產品為高純度對苯二甲酸雙-（2-羥基乙基）酯（BHET），為合成PET樹脂的中間體。據稱，該方法簡化了回收利用過程，因為另一些方法將廢PET轉化為對苯二甲酸二甲酯（DMT），DMT還要再轉化為精對苯二甲酸（PTA）用于PET生產。在該工藝中，廢PET瓶被粉碎，洗滌，與乙二醇（EG）和專用催化劑混合，在200～220℃下解聚為BHET，其產率約為99.5%。該工藝可與用新鮮原料生產PET相競爭。回收處理費用為每千克幾美分。

日本月島機械（TSK）公司推出回收PET聚酯廢料工藝，該工藝從廢棄PET瓶回收高純度對苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）。在TSK過程中，PET樹脂碎片在EG中170～185℃和0.1MPa下經40～60分鐘與碳酸鈉反應，PET被解聚為EG和PTA，后者形成對苯二甲酸鈉（NaTP）。因為NaTP不溶于EG，生成的EG用過濾和蒸餾分離后循環使用。NaTP然后溶解于水中。在稍高于90℃下分兩步加入硫酸，在硫酸鈉溶液中得到PTA結晶。結晶過濾和洗滌得到純度大于99.9%約PTA，硫酸鈉回收。PTA回收率約98%。因過程在低壓下進行，反應時間短，故投資費用較低。

日本開發出一種新方法——用微波爐快速分解PET塑料瓶為乙二醇和對苯二酸。這種新方法的能耗僅為塑料瓶傳統分解法的1/4。新方法首先用機械將塑料瓶切割成碎片，再向碎片中加入氫氧化鈉及酒精類的物質，使用微波爐加熱一分半鐘的時間即可。在微波的作用下，塑料瓶碎片可分解為乙二醇和對苯二酸。乙二醇可用于生產聚酯纖維和防凍劑，高純度的對苯二酸能夠用來制造油漆和塑料容器。

在環保型循環再生聚酯成為業界熱點之際，日本帝人公司宣稱其發明的新技術可使聚酯循環再生率達100%。帝人將其創新的聚酯產品開發、回收及循環再生系統命名為ECO CIRCLE。利用該技術，只需將待回收的聚酯纖維服裝等投入設備中，就可以除去鈕扣、拉鏈、商標等聚酯以外的輔料，以及染料、著色劑等添加劑，然后還原出聚酯，再通過解聚、精制等步驟，即可生產出與石油合成工藝路線產品質量相同的聚酯原料。傳統的聚酯瓶回收處理方法是物理處理法，這會讓產品品質越來越差。而這項新技術不僅可以避免這一問題，還可以回收聚酯纖維并再生出纖維，使纖維產品的反復利用也成為可能。與用石油生產聚酯原料相比，這項技術使能源消耗量及二氧化碳排放量減少約80%。由于用該技術生產的再生產品與用石油生產的產品品質完全相同，因此應用領域絲毫不受限制。帝人公司用這項技術回收塑料瓶、纖維、薄膜等聚酯產品，生產出與石油制品同等高純度的聚酯和乙二醇。帝人已在日本愛媛縣的松山事業所開展此項業務，與服裝生產商、運動產品廠商等共同進行聚酯纖維產品的開發、回收，以及循環再生。隨著美國知名戶外用品廠商等的加入，ECO CIRCLE系統正在逐步向海外擴展。

可口可樂公司曾經為2012年在英國召開的奧運會提供100%使用后回收利用的透明PET聚酯瓶。可口可樂公司與倫敦奧運會組織委員會的廢物管理合作伙伴Sita英國公司組建合作伙伴關系，旨在奧運會結束前6個星期內循環回收這類材料制成8000萬只新的可樂瓶。可口可樂公司回收自己的瓶子以及其他公司的瓶子。Locog目標是使垃圾填埋場實現零廢物，并承諾所有廢物至少有70%將被重復使用、回收利用或作堆肥。可口可樂公司稱，其自己的回收占到奧林匹克園區內產生的生活垃圾的約五分之一。

中國運載火箭技術研究院宣布，其下屬企業北京航天萬源科技公司將投資3.8億元在天津開發區建設我國首個PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）原級資源化循環利用產業化項目。據介紹，該項目將回收舊聚酯瓶，經過粉碎、清洗、擠出造粒等工藝，生產出再生瓶級聚酯切片，然后將再生聚酯切片與原生聚酯切片按照一定配比加工，最終制作可多次循環利用的食品級PET瓶。項目建成后，每年將循環利用5萬噸PET瓶，相當于每年減少約30萬噸石油消耗，減排二氧化碳約15萬噸，節約折合標煤約30萬噸，有較高的環保價值。

廢舊高分子產品回收利用技術與示范中期檢查會上，中科院過程工程所離子液體清潔過程與節能創新團隊匯報了廢舊PET聚酯綠色降解與保級再利用技術課題的研究進展。該課題針對我國廢舊PET化學回收反應速度慢、選擇性低和單體難分離等問題，開發基于新型功能化離子液體的催化降解PET并回收利用的新技術。課題組通過對離子液體降解PET反應過程的系統研究、放大規律的揭示、全系統的優化集成，建立了離子液體催化降解PET示范裝置，形成了基于離子液體綠色介質的溫和高效催化降解廢舊PET的核心綠色新工藝。該課題與項目其他課題，如廢舊橡膠、滌綸等回收利用技術共同構成一個完整的廢舊高分子材料的高值化利用共性技術平臺。目前，課題組已完成離子液體催化劑的規模化制備，建立了間歇式/連續式兩套模式試驗裝置，申請國際發明專利1項，中國發明專利3項。專家組希望課題研究團隊聯合合作企業，加快具有自主知識產權的PET回收降解技術的研發及示范工程建設。

宜家宣布，已使用PET瓶建一個塑料薄膜外套加回收木材的廚房。瑞典宜家家具店推出了系列化“可持續的”廚房，稱為“Kungsbacka”，它由回收的PET瓶和木頭制成。通過Kungsbacka廚房的生產，該公司表示，大量的PET瓶得以回收, 并用于替換原始的以石油為原料的塑料。生產這種“可持續廚房”, 宜家使用大約25只半升的PET瓶來創建一個塑料薄膜外套，成為包復回收木材的廚房。由于宜家生產大量使用可回收的材料, 為此可以創建產品更加環保和可持續發展。宜家的目標是在其產品和重新使用的材料, 如紙、纖維、泡沫和塑料中增加可回收利用的材料比例。