聚酯回收利用技术

■ 钱伯章

美国依士曼化学公司开发的PET聚酯废弃塑料回收利用工艺，将粉末状PET聚酯溶解并解聚成单体，替代用作PET生产的原材料。该工艺已在北欧和日本工业化应用。

日本帝人公司开发了从废弃PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）瓶回收对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）的循环利用工艺。该公司已将现有一套DMT装置改成3万吨/年循环回收装置。在该工艺中，PET瓶先粉碎和清洗，然后溶解在乙二醇（EG）中，在EG沸点和0.1MPa下，PET解聚为对苯二甲酸双羟基乙二醇酯（BHET）。过滤除去脏物和添加剂后，BHET与甲醇在甲醇沸点和0.1Mpa下，通过酯交换反应，生成DMT和EG。DMT和EG用蒸馏分离，然后DMT再用重结晶提纯，蒸馏回收EG。甲醇循环使用。产品纯度均为99.99%，循环回收费用相当于常规工艺生产DMT和EG的费用。DMT被转化成用于生产瓶级PET树脂的纯PTA（对苯二甲酸）。上述循环回收装置可生产该公司树脂原料的10%。

PET Pebirth公司与日本AIES公司组建合资企业将回收利用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）工艺推向工业化。该装置回收利用2.7万吨/年废弃PET瓶，在川崎投产。该技术由AIES公司和日本洁净化中心（CJC）联合开发。产品为高纯度对苯二甲酸双-（2-羟基乙基）酯（BHET），为合成PET树脂的中间体。据称，该方法简化了回收利用过程，因为另一些方法将废PET转化为对苯二甲酸二甲酯（DMT），DMT还要再转化为精对苯二甲酸（PTA）用于PET生产。在该工艺中，废PET瓶被粉碎，洗涤，与乙二醇（EG）和专用催化剂混合，在200～220℃下解聚为BHET，其产率约为99.5%。该工艺可与用新鲜原料生产PET相竞争。回收处理费用为每千克几美分。

日本月岛机械（TSK）公司推出回收PET聚酯废料工艺，该工艺从废弃PET瓶回收高纯度对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）。在TSK过程中，PET树脂碎片在EG中170～185℃和0.1MPa下经40～60分钟与碳酸钠反应，PET被解聚为EG和PTA，后者形成对苯二甲酸钠（NaTP）。因为NaTP不溶于EG，生成的EG用过滤和蒸馏分离后循环使用。NaTP然后溶解于水中。在稍高于90℃下分两步加入硫酸，在硫酸钠溶液中得到PTA结晶。结晶过滤和洗涤得到纯度大于99.9%约PTA，硫酸钠回收。PTA回收率约98%。因过程在低压下进行，反应时间短，故投资费用较低。

日本开发出一种新方法——用微波炉快速分解PET塑料瓶为乙二醇和对苯二酸。这种新方法的能耗仅为塑料瓶传统分解法的1/4。新方法首先用机械将塑料瓶切割成碎片，再向碎片中加入氢氧化钠及酒精类的物质，使用微波炉加热一分半钟的时间即可。在微波的作用下，塑料瓶碎片可分解为乙二醇和对苯二酸。乙二醇可用于生产聚酯纤维和防冻剂，高纯度的对苯二酸能够用来制造油漆和塑料容器。

在环保型循环再生聚酯成为业界热点之际，日本帝人公司宣称其发明的新技术可使聚酯循环再生率达100%。帝人将其创新的聚酯产品开发、回收及循环再生系统命名为ECO CIRCLE。利用该技术，只需将待回收的聚酯纤维服装等投入设备中，就可以除去钮扣、拉链、商标等聚酯以外的辅料，以及染料、着色剂等添加剂，然后还原出聚酯，再通过解聚、精制等步骤，即可生产出与石油合成工艺路线产品质量相同的聚酯原料。传统的聚酯瓶回收处理方法是物理处理法，这会让产品品质越来越差。而这项新技术不仅可以避免这一问题，还可以回收聚酯纤维并再生出纤维，使纤维产品的反复利用也成为可能。与用石油生产聚酯原料相比，这项技术使能源消耗量及二氧化碳排放量减少约80%。由于用该技术生产的再生产品与用石油生产的产品品质完全相同，因此应用领域丝毫不受限制。帝人公司用这项技术回收塑料瓶、纤维、薄膜等聚酯产品，生产出与石油制品同等高纯度的聚酯和乙二醇。帝人已在日本爱媛县的松山事业所开展此项业务，与服装生产商、运动产品厂商等共同进行聚酯纤维产品的开发、回收，以及循环再生。随着美国知名户外用品厂商等的加入，ECO CIRCLE系统正在逐步向海外扩展。

可口可乐公司曾经为2012年在英国召开的奥运会提供100%使用后回收利用的透明PET聚酯瓶。可口可乐公司与伦敦奥运会组织委员会的废物管理合作伙伴Sita英国公司组建合作伙伴关系，旨在奥运会结束前6个星期内循环回收这类材料制成8000万只新的可乐瓶。可口可乐公司回收自己的瓶子以及其他公司的瓶子。Locog目标是使垃圾填埋场实现零废物，并承诺所有废物至少有70%将被重复使用、回收利用或作堆肥。可口可乐公司称，其自己的回收占到奥林匹克园区内产生的生活垃圾的约五分之一。

中国运载火箭技术研究院宣布，其下属企业北京航天万源科技公司将投资3.8亿元在天津开发区建设我国首个PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）原级资源化循环利用产业化项目。据介绍，该项目将回收旧聚酯瓶，经过粉碎、清洗、挤出造粒等工艺，生产出再生瓶级聚酯切片，然后将再生聚酯切片与原生聚酯切片按照一定配比加工，最终制作可多次循环利用的食品级PET瓶。项目建成后，每年将循环利用5万吨PET瓶，相当于每年减少约30万吨石油消耗，减排二氧化碳约15万吨，节约折合标煤约30万吨，有较高的环保价值。

废旧高分子产品回收利用技术与示范中期检查会上，中科院过程工程所离子液体清洁过程与节能创新团队汇报了废旧PET聚酯绿色降解与保级再利用技术课题的研究进展。该课题针对我国废旧PET化学回收反应速度慢、选择性低和单体难分离等问题，开发基于新型功能化离子液体的催化降解PET并回收利用的新技术。课题组通过对离子液体降解PET反应过程的系统研究、放大规律的揭示、全系统的优化集成，建立了离子液体催化降解PET示范装置，形成了基于离子液体绿色介质的温和高效催化降解废旧PET的核心绿色新工艺。该课题与项目其他课题，如废旧橡胶、涤纶等回收利用技术共同构成一个完整的废旧高分子材料的高值化利用共性技术平台。目前，课题组已完成离子液体催化剂的规模化制备，建立了间歇式/连续式两套模式试验装置，申请国际发明专利1项，中国发明专利3项。专家组希望课题研究团队联合合作企业，加快具有自主知识产权的PET回收降解技术的研发及示范工程建设。

宜家宣布，已使用PET瓶建一个塑料薄膜外套加回收木材的厨房。瑞典宜家家具店推出了系列化“可持续的”厨房，称为“Kungsbacka”，它由回收的PET瓶和木头制成。通过Kungsbacka厨房的生产，该公司表示，大量的PET瓶得以回收, 并用于替换原始的以石油为原料的塑料。生产这种“可持续厨房”, 宜家使用大约25只半升的PET瓶来创建一个塑料薄膜外套，成为包复回收木材的厨房。由于宜家生产大量使用可回收的材料, 为此可以创建产品更加环保和可持续发展。宜家的目标是在其产品和重新使用的材料, 如纸、纤维、泡沫和塑料中增加可回收利用的材料比例。