26.04.2024
Как передобыть нефть из пластиковых отходов
Компания ARSKA понимает необходимость соответствия основным принципам устойчивого развития, формирования более осознанного подхода к потреблению невозобновляемых ресурсов и следования принципам экономики замкнутого цикла для достижения лучшего будущего. Поэтому специалисты ARSKA разработали оригинальную технологию переработки отходов полимеров в высокомаржинальный продукт — синтетическую нефть.
Согласно исследованию McKinsey, в случае сохранения текущей тенденции спроса на пластмассы, глобальные объемы пластиковых отходов к 2030 году возрастут до 460 млн т ежегодно, что поднимет уже существующую экологическую проблему на совершенно новый уровень. Однако переработка смешанных потоков пластмассовых отходов — технологическая и экономическая проблема, поскольку такой мусор включает в себя изделия из разнообразных полимеров и добавок, а также многослойные структуры и армированные волокнами композиты. Очень ограниченная часть этих пластмасс может быть подвергнута механической переработке, еще меньшая — вновь отправлена на рынок в виде вторичного сырья или новых товаров.
Значит необходимо рассматривать инновационные методы переработки, способные эффективно справляться со сложными потоками отходов. Один из таких подходов — химическая переработка, которая позволяет превращать полимеры в углеводороды или мономеры, минуя этап добычи ископаемого сырья.
Опыт конструирования
Начав свой путь с работы в нефтепереработке и нефтехимии, команда ARSKA изначально стремилась к поиску и реализации инновационных проектов. Одним из партнеров компании стала американская компания ReMining Corporation, разрабатывающая процессы переработки отходов. ARSKA решала стандартные инженерные задачи: расчет, проектирование и подбор оборудования для процессов ректификации, теплообмена, сепарации и другие. Партнеры же занимались научными исследованиями на лабораторном уровне, что обеспечило всем участникам глубину понимания процессов. Итогом сотрудничества стало строительство и запуск в США, в штате Мичиган, установки мощностью 10 тыс. т/год.
Оригинальная технология
Технологический процесс включает следующие три ключевые стадии:
— пиролиз ПП, ПЭ и ПС до состояния жидких углеводородов (реализованная производительность 10 тыс. т/год);
— гидрирование и стабилизация полученных углеводородов;
— гидроочистка и гидрооблагораживание продуктов, то есть приведение углеводородов к товарному качеству.
В результате переработки получается три типа продуктов: бензиновый растворитель типа «Калоша», керосиновый растворитель типа «Керосин ТС-1» и компонент дизельного топлива.
Разработаны собственные рецептуры катализаторов гидрирования и гидро-очистки углеводородов, которые позволяют осуществлять процесс без потери активности катализатора. Этим данные продукты отличаются от доступных на рынке классических катализаторов гидрирования, разработанных для процессов нефтехимии и нефтепереработки.
Путь от выполнения стандартных инжиниринговых задач до проведения инновационных научных исследований, пройденный ARSKA, демонстрирует способность компании эффективно решать сложные задачи и создавать перспективные технологии.
Преимущества внедрения пиролиза
Интеграция углеводородов, извлеченных из пластиковых отходов, в цикл переработки нефти — один из основных трендов мировой нефтехимической промышленности. Метод добавления синтетической нефти в технологические потоки тестируется сейчас многими ведущими химическими компаниями, так как это один из наиболее перспективных методов вовлечения вторичного сырья в получение продуктов нефтехимии без потери их качества. Преимуществами такого подхода являются уменьшение потребления полезных ископаемых за счет вовлечения вторичных ресурсов в переработку нефти и увеличение объема мономеров, полученных из переработанного пластика и пригодных для дальнейшего производства полимеров.
Другой тренд мировой нефтехимической отрасли — стремление к устойчивому развитию и использованию зеленых технологий. Компании нефтехимической отрасли сталкиваются с растущим давлением со стороны инвесторов, озабоченных соблюдением стандартов устойчивости и уменьшением показателей воздействия на окружающую среду. В контексте устремления общества к устойчивому развитию химический рециклинг представляет собой важное направление, так как позволяет не только эффективно использовать пластик в конце его жизненного цикла, но и создавать новую рыночную ценность этого материала.
Экономическая значимость химического рециклинга проявляется в сокращении издержек на утилизацию и в возможности создания ценного продукта из отходов, которые иначе могли бы быть сожжены или отправлены на свалку. Важным аспектом такого рода переработки пластика является уменьшение зависимости от нефтяных продуктов, используемых при производстве первичных пластиков, что в свою очередь снижает затраты на добычу нефти, ее переработку и транспортировку.
С точки зрения экологической составляющей оценка жизненного цикла подтверждает преимущества технологии химического рециклинга. В частности, по сравнению с методом сжигания, такой тип вторичной переработки позволяет сэкономить до 1 т выбросов CO2-eq на 1 т переработанного пластика. Кроме того, анализ указывает на минимальный экологический ущерб от запуска пиролизного производства по сравнению с последствиями применения альтернативных методов — сжигания и захоронения на полигонах.
Один из результатов инвентаризационного анализа оценки жизненного цикла гласит, что интеграция неконденсируемых газов в производственный цикл химической переработки может привести к существенному снижению затрат на электроэнергию — до 44%. Это открывает новые перспективы для экономически эффективного и экологически устойчивого процесса химического рециклинга в нефтехимической отрасли.
Текущий статус проекта
На данный момент завершен этап пилотных испытаний, проведено масштабирование, успешно отработана стадия деполимеризации. Также завершен базовый проект «Блок гидрооблагораживания и производства конечной продукции», составлена проектная и рабочая конструкторская документация (РКД) для строительства установки по переработке полимерных отходов производительностью 36 тыс. т/год.
Технология уже привлекла внимание нескольких частных и корпоративных российских и зарубежных инвесторов, которые рассматривают возможность строительства опытно-промышленной установки.
ARSKA стремится создать партнерские связи, направленные на внедрение устойчивых и передовых технологий в области химической промышленности. Компания открыта для сотрудничества и приглашает институты развития, заинтересованные коммерческие и государственные компании к участию в проектах по тиражированию технологии на территории РФ.
Согласно исследованию McKinsey, в случае сохранения текущей тенденции спроса на пластмассы, глобальные объемы пластиковых отходов к 2030 году возрастут до 460 млн т ежегодно, что поднимет уже существующую экологическую проблему на совершенно новый уровень. Однако переработка смешанных потоков пластмассовых отходов — технологическая и экономическая проблема, поскольку такой мусор включает в себя изделия из разнообразных полимеров и добавок, а также многослойные структуры и армированные волокнами композиты. Очень ограниченная часть этих пластмасс может быть подвергнута механической переработке, еще меньшая — вновь отправлена на рынок в виде вторичного сырья или новых товаров.
Значит необходимо рассматривать инновационные методы переработки, способные эффективно справляться со сложными потоками отходов. Один из таких подходов — химическая переработка, которая позволяет превращать полимеры в углеводороды или мономеры, минуя этап добычи ископаемого сырья.
Опыт конструирования
Начав свой путь с работы в нефтепереработке и нефтехимии, команда ARSKA изначально стремилась к поиску и реализации инновационных проектов. Одним из партнеров компании стала американская компания ReMining Corporation, разрабатывающая процессы переработки отходов. ARSKA решала стандартные инженерные задачи: расчет, проектирование и подбор оборудования для процессов ректификации, теплообмена, сепарации и другие. Партнеры же занимались научными исследованиями на лабораторном уровне, что обеспечило всем участникам глубину понимания процессов. Итогом сотрудничества стало строительство и запуск в США, в штате Мичиган, установки мощностью 10 тыс. т/год.
Оригинальная технология
Технологический процесс включает следующие три ключевые стадии:
— пиролиз ПП, ПЭ и ПС до состояния жидких углеводородов (реализованная производительность 10 тыс. т/год);
— гидрирование и стабилизация полученных углеводородов;
— гидроочистка и гидрооблагораживание продуктов, то есть приведение углеводородов к товарному качеству.
В результате переработки получается три типа продуктов: бензиновый растворитель типа «Калоша», керосиновый растворитель типа «Керосин ТС-1» и компонент дизельного топлива.
Разработаны собственные рецептуры катализаторов гидрирования и гидро-очистки углеводородов, которые позволяют осуществлять процесс без потери активности катализатора. Этим данные продукты отличаются от доступных на рынке классических катализаторов гидрирования, разработанных для процессов нефтехимии и нефтепереработки.
Путь от выполнения стандартных инжиниринговых задач до проведения инновационных научных исследований, пройденный ARSKA, демонстрирует способность компании эффективно решать сложные задачи и создавать перспективные технологии.
Преимущества внедрения пиролиза
Интеграция углеводородов, извлеченных из пластиковых отходов, в цикл переработки нефти — один из основных трендов мировой нефтехимической промышленности. Метод добавления синтетической нефти в технологические потоки тестируется сейчас многими ведущими химическими компаниями, так как это один из наиболее перспективных методов вовлечения вторичного сырья в получение продуктов нефтехимии без потери их качества. Преимуществами такого подхода являются уменьшение потребления полезных ископаемых за счет вовлечения вторичных ресурсов в переработку нефти и увеличение объема мономеров, полученных из переработанного пластика и пригодных для дальнейшего производства полимеров.
Другой тренд мировой нефтехимической отрасли — стремление к устойчивому развитию и использованию зеленых технологий. Компании нефтехимической отрасли сталкиваются с растущим давлением со стороны инвесторов, озабоченных соблюдением стандартов устойчивости и уменьшением показателей воздействия на окружающую среду. В контексте устремления общества к устойчивому развитию химический рециклинг представляет собой важное направление, так как позволяет не только эффективно использовать пластик в конце его жизненного цикла, но и создавать новую рыночную ценность этого материала.
Экономическая значимость химического рециклинга проявляется в сокращении издержек на утилизацию и в возможности создания ценного продукта из отходов, которые иначе могли бы быть сожжены или отправлены на свалку. Важным аспектом такого рода переработки пластика является уменьшение зависимости от нефтяных продуктов, используемых при производстве первичных пластиков, что в свою очередь снижает затраты на добычу нефти, ее переработку и транспортировку.
С точки зрения экологической составляющей оценка жизненного цикла подтверждает преимущества технологии химического рециклинга. В частности, по сравнению с методом сжигания, такой тип вторичной переработки позволяет сэкономить до 1 т выбросов CO2-eq на 1 т переработанного пластика. Кроме того, анализ указывает на минимальный экологический ущерб от запуска пиролизного производства по сравнению с последствиями применения альтернативных методов — сжигания и захоронения на полигонах.
Один из результатов инвентаризационного анализа оценки жизненного цикла гласит, что интеграция неконденсируемых газов в производственный цикл химической переработки может привести к существенному снижению затрат на электроэнергию — до 44%. Это открывает новые перспективы для экономически эффективного и экологически устойчивого процесса химического рециклинга в нефтехимической отрасли.
Текущий статус проекта
На данный момент завершен этап пилотных испытаний, проведено масштабирование, успешно отработана стадия деполимеризации. Также завершен базовый проект «Блок гидрооблагораживания и производства конечной продукции», составлена проектная и рабочая конструкторская документация (РКД) для строительства установки по переработке полимерных отходов производительностью 36 тыс. т/год.
Технология уже привлекла внимание нескольких частных и корпоративных российских и зарубежных инвесторов, которые рассматривают возможность строительства опытно-промышленной установки.
ARSKA стремится создать партнерские связи, направленные на внедрение устойчивых и передовых технологий в области химической промышленности. Компания открыта для сотрудничества и приглашает институты развития, заинтересованные коммерческие и государственные компании к участию в проектах по тиражированию технологии на территории РФ.