31.03.2026
От рециклинга механического к химическому
Окончание. Начало в №1, 2026.
Продолжаем публикацию материала эксперта журнала «Пластикс», который предлагает разобраться с активно тиражируемым мнением, что полимерные отходы — неперерабатываемое сырье. Автор показывает, что современные технологии, объединенные с достижениями науки, позволяют переработать практически все виды пластиков, и даже сложные их смеси, однако необходимо разбираться в особенностях протекания каждого процесса рециклинга.
Пиролиз пластика — процесс термического разложения пластиковых отходов при высоких температурах (450-1050°С) в отсутствии кислорода. Нагревание продолжается до тех пор, пока связи между молекулами не будут разорваны. В результате процесса получаются ценные продукты: пиролизные масла, газы и уголь.
Но в процессе пиролиза разные полимеры ведут себя по-разному. Некоторые (например, полистирол) распадаются преимущественно на мономерные звенья, что открывает возможности для восстановления мономера с последующей реполимеризацией для получения полимера, качеством не отличающегося от первичного. Однако чистота мономера после пиролиза недостаточна для реполимеризации, и, наряду с высокой опасностью процесса из-за наличия легковоспламеняющихся газов и необходимостью высокой компетенции персонала, это становится его существенным недостатком.
Решение проблемы чистоты было найдено компанией Bath-WPI, которая, проанализировав многоэтапный процесс превращения исходного полимера в мономер, предложила использовать дистилляцию для очистки мономера, полученного в результате пиролиза (дистилляция — процесс перегонки или испарения жидкости с ее последующим охлаждением и конденсацией паров для получения чистого продукта). Этот двухэтапный процесс, то есть комбинация пиролиза и дистилляции, один из самых надежных и полностью масштабируемых процессов, используемых в химической переработке, поскольку основан на проверенных технологиях и уже осуществляется в коммерческом масштабе.
Свою технологию очистки и обогащения пиролизного масла разработала и компания EVONIK — один из крупных поставщиков полимерных компаундов и добавок. Схема очистки от EVONIK приведена на рис. 1.
Технологическая схема типичного процесса пиролиза приведена на рис. 2. Для упрощения пиролизным маслом названы продукты не только пиролиза, но и деполимеризации, растворения, которые после этих операций подвергаются очистке и используются для производства новых продуктов, в том числе и для упаковки пищевых продуктов.
Газификация
Газификация — процесс термического крекинга, отличающийся от пиролиза тем, что проводится в присутствии ограниченного, но контролируемого количества кислорода при температурах 600-1000°С. Посредством газификации могут перерабатываться практически любые органические материалы, включая пластиковые отходы и биомассу, и в отличие от пиролиза путем газификации можно, по крайней мере, теоретически, перерабатывать полимеры, содержащие кислород или галогены.
Технологическая схема типичного процесса газификации приведена на рис. 3.
В табл. 1 подводятся итоги: для каких видов полимерных отходов возможен замкнутый цикла переработки по технологии химического рециклинга? В рис. 4 отражено, как такая модель переработки должна строиться.
Сотрудничество с научным сообществом
Приведенные способы вторичной переработки пластиковой упаковки успешно работают в Европе. Об этом свидетельствует процент переработки генерируемых пластиковых отходов: в Евросоюзе этот показатель достиг 42,1%. Есть и страны лидеры: на первом месте это Бельгия с показателем 59,5%, далее — Литва с 59,2%. Замыкает тройку лидеров Франция с 54,6%.
Эти достижения возникли не на пустом месте. Многие из описанных технологий были разработаны с привлечением научного сообщества. Вот неполный список научных учреждений, принимавших участие в разработке технологий химического рециклинга в Европе: упоминавшийся выше Институт Фраунхофера и Технологический Институт Штутгарта (оба — Германия), Институт Кеплера (Линц, Австрия), Гентский университет (Бельгия), KU Leuven — Католический университет Левена (Бельгия), Фламандский институт технологических исследований VITO (Бельгия), Centexbel (Кортрейк-Гент, Бельгия). Например, в рамках научно-исследовательского проекта «BMBF ResolVe» Институт переработки пластмасс (IKV) при Рейнско-Вестфальском техническом университете Ахена (RWTH Aachen) совместно с партнерами по проекту (INEOS) разработал метод химического рециклинга для полистирола.
Может быть, в России пора перестать обсуждать, «подходит» ли тот или иной способ для страны (ведь отходы пластмасс в РФ не отличаются от отходов в Европе), а начать заниматься разработкой собственных методов переработки и запустить, наконец, хотя бы один пилотный завод по химической вторичной переработке. Научных сообществ, способных выполнить эту работу, хватает: «РОСБИОТЕХ», «МИПП-НПО «Пластик», региональные университеты, многие из которых накопили изрядный потенциал в производстве и переработке полимеров.
Другая проблема — эффективная сортировка вторичного сырья, которой пока нет и в ближайшем будущем не предвидится. Однако это тема совершенно другой статьи.
Посмотреть в журнале
Продолжаем публикацию материала эксперта журнала «Пластикс», который предлагает разобраться с активно тиражируемым мнением, что полимерные отходы — неперерабатываемое сырье. Автор показывает, что современные технологии, объединенные с достижениями науки, позволяют переработать практически все виды пластиков, и даже сложные их смеси, однако необходимо разбираться в особенностях протекания каждого процесса рециклинга.
Павел КОЛЕСНИКОВ,
заместитель генерального
директора по науке
и инновационной деятельности
компании «Мультипак»
(Республика Беларусь)
Пиролиз пластика — процесс термического разложения пластиковых отходов при высоких температурах (450-1050°С) в отсутствии кислорода. Нагревание продолжается до тех пор, пока связи между молекулами не будут разорваны. В результате процесса получаются ценные продукты: пиролизные масла, газы и уголь.
Но в процессе пиролиза разные полимеры ведут себя по-разному. Некоторые (например, полистирол) распадаются преимущественно на мономерные звенья, что открывает возможности для восстановления мономера с последующей реполимеризацией для получения полимера, качеством не отличающегося от первичного. Однако чистота мономера после пиролиза недостаточна для реполимеризации, и, наряду с высокой опасностью процесса из-за наличия легковоспламеняющихся газов и необходимостью высокой компетенции персонала, это становится его существенным недостатком.
Решение проблемы чистоты было найдено компанией Bath-WPI, которая, проанализировав многоэтапный процесс превращения исходного полимера в мономер, предложила использовать дистилляцию для очистки мономера, полученного в результате пиролиза (дистилляция — процесс перегонки или испарения жидкости с ее последующим охлаждением и конденсацией паров для получения чистого продукта). Этот двухэтапный процесс, то есть комбинация пиролиза и дистилляции, один из самых надежных и полностью масштабируемых процессов, используемых в химической переработке, поскольку основан на проверенных технологиях и уже осуществляется в коммерческом масштабе.
Свою технологию очистки и обогащения пиролизного масла разработала и компания EVONIK — один из крупных поставщиков полимерных компаундов и добавок. Схема очистки от EVONIK приведена на рис. 1.
Технологическая схема типичного процесса пиролиза приведена на рис. 2. Для упрощения пиролизным маслом названы продукты не только пиролиза, но и деполимеризации, растворения, которые после этих операций подвергаются очистке и используются для производства новых продуктов, в том числе и для упаковки пищевых продуктов.
Газификация
Газификация — процесс термического крекинга, отличающийся от пиролиза тем, что проводится в присутствии ограниченного, но контролируемого количества кислорода при температурах 600-1000°С. Посредством газификации могут перерабатываться практически любые органические материалы, включая пластиковые отходы и биомассу, и в отличие от пиролиза путем газификации можно, по крайней мере, теоретически, перерабатывать полимеры, содержащие кислород или галогены.
Технологическая схема типичного процесса газификации приведена на рис. 3.
В табл. 1 подводятся итоги: для каких видов полимерных отходов возможен замкнутый цикла переработки по технологии химического рециклинга? В рис. 4 отражено, как такая модель переработки должна строиться.
Сотрудничество с научным сообществом
Приведенные способы вторичной переработки пластиковой упаковки успешно работают в Европе. Об этом свидетельствует процент переработки генерируемых пластиковых отходов: в Евросоюзе этот показатель достиг 42,1%. Есть и страны лидеры: на первом месте это Бельгия с показателем 59,5%, далее — Литва с 59,2%. Замыкает тройку лидеров Франция с 54,6%.
Эти достижения возникли не на пустом месте. Многие из описанных технологий были разработаны с привлечением научного сообщества. Вот неполный список научных учреждений, принимавших участие в разработке технологий химического рециклинга в Европе: упоминавшийся выше Институт Фраунхофера и Технологический Институт Штутгарта (оба — Германия), Институт Кеплера (Линц, Австрия), Гентский университет (Бельгия), KU Leuven — Католический университет Левена (Бельгия), Фламандский институт технологических исследований VITO (Бельгия), Centexbel (Кортрейк-Гент, Бельгия). Например, в рамках научно-исследовательского проекта «BMBF ResolVe» Институт переработки пластмасс (IKV) при Рейнско-Вестфальском техническом университете Ахена (RWTH Aachen) совместно с партнерами по проекту (INEOS) разработал метод химического рециклинга для полистирола.
Может быть, в России пора перестать обсуждать, «подходит» ли тот или иной способ для страны (ведь отходы пластмасс в РФ не отличаются от отходов в Европе), а начать заниматься разработкой собственных методов переработки и запустить, наконец, хотя бы один пилотный завод по химической вторичной переработке. Научных сообществ, способных выполнить эту работу, хватает: «РОСБИОТЕХ», «МИПП-НПО «Пластик», региональные университеты, многие из которых накопили изрядный потенциал в производстве и переработке полимеров.
Другая проблема — эффективная сортировка вторичного сырья, которой пока нет и в ближайшем будущем не предвидится. Однако это тема совершенно другой статьи.
Посмотреть в журнале