塑胶废料回收升级成高附加值的化工原料的新方法可以提供一个至关重要的经济激励来提高未来利率的塑料回收利用。利用反应性化学组出现在降解塑料,两个研究小组已经开发出的新方法使用健壮的和建立化学准备有价值的产品。
尽管巨大的压力来解决日益增长的塑料垃圾问题,回收利用率仍然很低,不到全球10%的塑料垃圾有效地回收利用。最大的障碍之一是开发一个经济有效的治疗过程的挑战。虽然研究人员已经开发出许多不同的化学方法降解塑料,操作这些流程的成本通常规模超过特制产品的价值,使这些策略不可行,而无需进行大量的政府补贴。
记住这些经济因素,两个小组在美国已经开发出替代化学升级改造过程,利用现有的工业基础设施以低成本生产高附加值的产品。
利用烯烃
热解是目前最常见的方式恢复碳氢化合物从塑料和涉及到废物高温加热。聚合物长链热分解通过激进的机制,形成一个olefin-rich混合物称为热解油然后可以作为燃料用于其他工业过程。然而,乔治·休伯威斯康星-麦迪逊大学的认为我们可以从这个烃混合物中提取更多的价值利用烯烃中石油的比例高。整个化学工业是基于首先从原油生产烯烃,然后使用访问所有这些不同的化学反应,”他解释说。”为什么不利用烯烃功能热解油和用它来制造高附加值化学品而不是制造燃料,或喂养它回到蒸汽饼干?”
团队热解聚乙烯和聚丙烯的混合物消费后的浪费和蒸馏获得批热解油的削减规模相仿的烯烃。他们受到这些分数工业加氢甲酰化条件分离,将烯烃转换为醛使用一氧化碳和氢气的存在钴催化剂。由此产生的醛混合物可以接受进一步加氢等反应,氨基化,或氧化创造高附加值化工产品包括二醇、胺和脂肪酸。我们制作的产品价值5至20倍目前的热解油的产品,“胡贝尔说“我们的最有价值的产品是二醇-他们价值3000 - 5000美元每吨(£2400 - 4000),我们可以用这种技术使其纯度99.99%。”
控制热解
在弗吉尼亚理工大学,郭亮刘时同样热衷于利用烯烃生产塑料热分解。他的团队是特别感兴趣的更大的碳氢化合物碎片和开发了一个专门的反应容器,应用在热解温度梯度的大小来控制步分解产物。的温度足够高的部分打破一些债券的聚合物链我们生产短链蜡,而不是小分子,”刘解释道。产品蒸发,然后凝聚在寒冷地区的船,所以断链的热梯度控制的程度。
氧化锰催化剂在二次容器然后将这些蜡状烯烃转化为长链脂肪酸等,广泛应用于表面活性剂产品肥皂和洗涤剂,价值约四倍圣母塑料。“实际上,回收产品的经济价值必须高于塑料垃圾提供足够的金融刺激工业回收流程的部署,”刘说。如果我们可以设计这些流程的经济思维,我们有更高的可能性推动技术从实验室到一个商业现实。
一个积极的预测
苏珊娜•斯科特、可持续的催化加州大学圣芭芭拉分校的研究员两团队的工作给我们留下了深刻印象,化学回收解决方案的未来持乐观态度。这样的过程是分子回收聚合物的关键,”她说。的力量都是流程简单,催化剂是便宜的和健壮的,和产品适合各种相当大规模的使用,有可能取代化石燃料的化学物质。废塑料是烃源原油没多大区别,最终可以代替石油在一个循环碳经济”。
两队已经进行了初步的经济分析方法和预测销售的化工产品将盈利10000吨的规模,与更大的生产工厂有可能收回初始投资成本在短短三年。在不久的将来,他们将每个工作与工业合作伙伴来开发自己的产品和方法在一个更大的规模,将这些过程转化为最终目的的商业治疗塑料垃圾。
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