26.02.2026
От рециклинга механического к химическому
Эксперт журнала «Пластикс» предлагает разобраться с активно тиражируемым мнением, что полимерные отходы — неперерабатываемое сырье. Однако 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.
Реалистичный подход к оценке полимеров и их роли в повседневной жизни заключается в том, что пластик — ценнейший продукт человеческого труда, который нужно научиться правильно не только выбирать при проектировании упаковки и изделий и производить для каждого конкретного применения с учетом последующего рециклинга, но собирать и перерабатывать по окончании срока использования.
Другой точки зрения придерживаются так называемые экологи-активисты, которые предлагают запретить пластик вообще, даже его производство, аргументируя тем, что он «реально не перерабатывается», загрязняет планету, особенно морские и океанские просторы, как будто пластик пришел туда сам, а не люди его туда отправили.
С 2019 года этими псевдоэкологами была развернута четко скоординированная кампания (в Европе, Африке, в США и других регионах), девизом которой стало утверждение «Переработка пластика — это миф». Черпая информацию из далеких 1950-х, 1980-х, 1990-х годов прошлого века, не приводя ни одного мало-мальски серьезного аргумента и пользуясь возможностью прославиться за счет громко кричащего заголовка, они беззастенчиво лгут о невозможности вторичной переработки полимерных отходов, вводя потребителей в заблуждение. Играя на популистских чувствах простых покупателей и их не всегда глубокой осведомленности о рынке, свойствах полимеров, возможностях их рециклинга, они пытаются обвинять производителей полимеров во лжи и лицемерии. Для этой кампании была использована тяжелая артиллерия, в том числе такие традиционные и авторитетные СМИ, как газета «The Guardian» или информационное агентство «Reuters». Приведем следующую небольшую выборку названий таких статей [1]:
— «Переработка пластика — миф: что на самом деле происходит с вашим мусором?» (газета «The Guardian», 2019 год);
— «Миф о переработке: решения
нефтяных гигантов для проблемы пластиковых отходов терпят неудачу» (агентство «Reuters», 2021 год);
— «Миф о переработке пластика» (медиакорпорация «National Public Radio» (NPR), 2022 год);
— «Переработка пластика остается «мифом»: исследование «Greenpeace» (сайт Phys.org, 2022 год).
Все статьи написаны как под копирку. К сожалению, втянутыми в фарватер этой антипластиковой кампании оказались и некоторые уважаемые российские СМИ. Так, в феврале 2024 года в газете «Московский комсомолец» был напечатан материал «Производителей пластмасс обвинили во лжи относительно вторичной переработки», в которой автор продвигал мысль о том, что компании якобы десятилетиями знали, что вторпереработка нежизнеспособна. Статья написана на основе данных из зарубежных источников, подобных указанным выше.
В связи с появлением такого рода публикаций в российской прессе хотелось бы напомнить их авторам, что в основном антиполимерную повестку продвигают представители стран, у которых нет ископаемых ресурсов для производства полимеров (нефти и газа), и поддерживающие их псевдоэкологи. Причем выступают они не столько против загрязнения природы пластиком, что было бы понятно и логично, сколько за полный запрет под этим предлогом производства полимеров. Россия же богата ресурсами, и Российской Федерации отказываться от производства пластиков не просто неразумно, но и контрпродуктивно.
Влияние таких статей огромно, и они создают неблагоприятную атмосферу вокруг пластика у политиков, депутатов и простых граждан. Именно поэтому появляются разного рода инициативы что-нибудь запретить (типа известного в России «Списка 28»). Однако запреты, по мнению многих авторитетных экспертов — как российских, так и зарубежных, приводят в большинстве случаев к ухудшению экологической ситуации. Более того, как показал иностранный и отечественный опыт, те, что страстно пекутся об экологии, пытаясь запретить тот или иной продукт из пластика, забывают о человеке, абсолютно не думая о гигиенических последствиях того или иного запрета.
Совсем недавно, в 2024 году, ряд регионов России попал под подтопление. Во многих местах это привело к отключению электричества, и, соответственно, остановке подачи воды. Как, к примеру, кормить детей в детских садах, если нельзя помыть посуду? Спасением стала одноразовая посуда и приборы, против которых так рьяно выступают зеленые активисты.
В результате такого негативного влияния многообещающие проекты могут быть погребены под десятками заголовков, выплеснутых ангажированными СМИ и активистами-экологами, которые фокусируются не на перспективных инициативах по переработке, требующих времени для реализации, а на нынешнем низком проценте перерабатываемости полимерных отходов, о чем индустрия полимеров прекрасно осведомлена и продолжает открыто говорить об этом как о причине поиска решений.
Главным в решении проблемы сохранения природы от загрязнения пластиком остаются задачи сбора пластика для того, чтобы не допустить его попадания на полигоны, и создание способов его переработки. Именно на сбор и переработку пластика и должна быть направлена система РОПа, а не на тривиальный сбор денег, которые к тому же непонятно куда расходуются.
В то же время в Европе и США развиваются различные виды рециклинга, еще раз доказывая ценность полимерного продукта (рис. 1), переработка которого не только эффективна, но и является осуществимым и экономичным способом достижения целей в области устойчивого развития.
Механический рециклинг
С проведением в РФ реформы РОП внимание индустрии пластмасс было привлечено к возможностям не только механического рециклинга, но и глубокой вторичной переработки пластмасс. Для понимания технологии вторичной переработки рассмотрим сначала достоинства и недостатки механического рециклинга.
Для достижения высокой чистоты очистки механический рециклинг включает несколько этапов, которые практически одинаковы для всех полимеров, упомянутых в рис. 2.
Рассмотрим схему работы механического рециклинга.
1) Полимеры из желтых контейнеров (в Европе в них собирают пластиковые отходы), попадая на предприятие по сбору и сортировке полимерных отходов (сортировочный центр), разделяются, и отделенный по методу спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне (Near-Infrared Spectroscopy — NIR или ближняя инфракрасная технология (БИК)) от металла, картона, стекла и других полимеров целевой вид пластика (например, полистирол) пакуется в тюки. На данном этапе чистота сор-тировки составляет около 94%. БИК-сортировка — это автоматизированный метод определения типа материала на основе его уникального спектрального отклика на ближнее инфракрасное излучение. Она используется для разделения продуктов по химическому составу и физическим свойствам, что позволяет автоматически идентифицировать и отбраковывать дефектные или нежелательные объекты;
2) Далее полимеры из тюков попадают на конвейер перерабатывающего предприятия, где твердый пластик (например, тот же полистирол) отделяется от вспененного с помощью эффективной технологии, также работающей в ближнем инфракрасном диапазоне. Точность отделения твердого пластика от вспененного составляет 98%.
3) После этого полимер подвергается дроблению и горячей мойке в воде с добавлением каустической соды (едкая вода). На данном этапе удаляются приклеенные на лотки продажные этикетки, остатки пищевых продуктов, краска на наружной поверхности изделий и клей, остающийся на торце некоторый изделий (лотков) после удаления укрывной пленки.
4) На следующем этапе хлопья полощут в чистой горячей воде, сушат и пропускают через аппарат воздушной сепарации. На данном этапе чистота пластика составляет уже 96%.
5) Технология, основанная на спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне, и камерный метод высокоскоростного распознавания — два ключевых процесса этапа окончательной сортировки для удаления непрозрачного (цветного) пластика и остатков вспененного полимера. В конце данного этапа чистота сортировки пластика (в частности, полистирола) составляет плюс 99,9%.
Схема экономики замкнутого цикла для механического рециклинга представлена на рис. 3.
Хотя теоретически многие полимерные материалы могут быть переработаны посредством механического рециклинга (рис. 2), в настоящий момент этим способом для последующего использования в производстве пищевой упаковки реально перерабатываются только два материала: полиэтилентерефталат и полистирол. Именно поэтому эти два материала демонстрируют самые высокие показатели вторичной переработки в глобальном масштабе (табл. 1).
Химический рециклинг
Несмотря на простоту механического рециклинга, такой переработке для последующего использования в упаковке с пищевым допуском доступны не все виды материалов, а потому разработаны и успешно развиваются и другие, более сложные методы вторичной переработки (в Европе, США и Канаде, но, к сожалению, не в России), а именно:
— стандартная деполимеризация и деполимеризация посредством микроволнового излучения;
— растворение в сольвенте;
— термический крекинг разных видов (пиролиз, пиролиз с последующей дистилляцией, газификация).
Основные виды химического рециклинга представлены в табл. 2 (все технологии успешно работают в Европе и Канаде).
Термическая (стандартная) деполимеризация
Деполимеризация — процесс термического разложения в присутствии катализатора при температурах выше температуры плавления 300-600°С. В результате терморазложения образуются полиолефины, парафины, светлые нефтепродукты и газы. Примерами полимеров, которые при повышенной температуре (>300°C) разлагаются на свои мономерные звенья, являются полиметилметакрилат и полистирол.
1) Образовавшиеся мономеры могут вновь использоваться для синтеза полимера без риска, что вредные примеси или уменьшенная длина полимерной цепи повлияют на качество продукции.
2) На первом этапе из отходов, выбираемых из желтых контейнеров, выделяется чистосортный полимер для последующего процесса переработки. Помимо очистки и сортировки этот этап включает измельчение для последующей подачи в двухшнековый экструдер.
3) На втором этапе происходит термическое разложение измельченных пластиковых отходов на мономеры и олигомеры, а также отвод летучих соединений. Если во время промышленной переработки первичного полимера выход конденсата многокомпонентного газа достигает 65%, то при использовании полимерной фракции из желтых контейнеров этот показатель составляет около 40%.
4) После фракционной перегонки конденсата мономер повторно используется для изготовления нового полимера, не уступающего по качеству первичному.
5) Деполимеризация бывает разных видов: например, деполимеризация методом микроволнового излучения (метод PYROWAVE) разработана специально для переработки полистирола. Для этого был спроектирован и изготовлен реактор CMD серии 600 (рис. 4, 5), который может перерабатывать весь спектр стирольных пластиков: твердый полистирол (ПС), пенополистирол (EPS) и ударопрочный полистирол (HIPS). Восстановленные после такой деполимеризации полимеры используются в производстве автомобильных шин.
Кроме PYROWAVE, используются и другие технологии полимеризации: деполимеризация в смесительном реакторе, деполимеризация в псевдо-ожиженном слое, деполимеризация в реактивном экструдере. Реактивный экструдер — это двухшнековый экструдер со специальной нагревательной системой, где в сравнении с обычными экструдерами материал нагревается гораздо выше температуры плавления. Экструдер оснащен тремя выходами дегазации для удаления влаги, загрязнений и газов, образующийся в процессе деградации материала. Технологическая схема типичного процесса деполимеризации приведена на рис. 6.
Растворение в сольвенте
Технология, разработанная немецким Институтом Фраунхофера, применяется в Европе компанией CreaCycle, а запатентованная в Канаде технология — компанией Polystyvert. Рассмотрим этапы переработки.
1) Полимер контактирует с эфирным маслом (растворителем), которое за секунды растворяет его. Эфирное масло безопасно, и его можно легко повторно использовать для переработки большего количества материала.
2) Затем смесь растворенного в эфирном масле полистирола очищается для достижения высокого уровня чистоты, необходимого для подготовки к следующему этапу — отделения полимера от эфирного масла.
3) Процесс разделения растворенного полимера и эфирного масла лежит в основе инновационной технологии, на которую в настоящее время подан патент. Это решает главную проблему переработки полимера — полное восстановление из эфирного масла. Даже незначительного количества оставшегося эфирного масла достаточно, чтобы повлиять на качество переработанного полимера.
4) Конечный переработанный продукт гранулируется, в то время как эфирное масло повторно используется для следующего цикла растворения.
5) Переработанный по данной технологии полимер сохраняет те же свойства, что и чистый первичный полистирол, поскольку растворитель не модифицирует полимер.
6) Кроме того, все процессы выполняются при низкой температуре, что оставляет молекулярную цепочку полимера нетронутой. Это позволяет получать высококачественный вторичный продукт.
7) Благодаря высокому качеству, значительная часть этого материала может быть включена в различные готовые продукты, такие как изоляционные панели, подносы для пищевых продуктов и другие. Его также можно напрямую экструдировать как первичный полимер, только с более благоприятными последствиями для экологии.
Технологическая схема типичного процесса растворения приведена на рис. 7.
Окончание в следующем номере.
Посмотреть в журнале
Павел КОЛЕСНИКОВ,
заместитель генерального
директора по науке
и инновационной деятельности
компании «Мультипак»
(Республика Беларусь)
Реалистичный подход к оценке полимеров и их роли в повседневной жизни заключается в том, что пластик — ценнейший продукт человеческого труда, который нужно научиться правильно не только выбирать при проектировании упаковки и изделий и производить для каждого конкретного применения с учетом последующего рециклинга, но собирать и перерабатывать по окончании срока использования.
Другой точки зрения придерживаются так называемые экологи-активисты, которые предлагают запретить пластик вообще, даже его производство, аргументируя тем, что он «реально не перерабатывается», загрязняет планету, особенно морские и океанские просторы, как будто пластик пришел туда сам, а не люди его туда отправили.
С 2019 года этими псевдоэкологами была развернута четко скоординированная кампания (в Европе, Африке, в США и других регионах), девизом которой стало утверждение «Переработка пластика — это миф». Черпая информацию из далеких 1950-х, 1980-х, 1990-х годов прошлого века, не приводя ни одного мало-мальски серьезного аргумента и пользуясь возможностью прославиться за счет громко кричащего заголовка, они беззастенчиво лгут о невозможности вторичной переработки полимерных отходов, вводя потребителей в заблуждение. Играя на популистских чувствах простых покупателей и их не всегда глубокой осведомленности о рынке, свойствах полимеров, возможностях их рециклинга, они пытаются обвинять производителей полимеров во лжи и лицемерии. Для этой кампании была использована тяжелая артиллерия, в том числе такие традиционные и авторитетные СМИ, как газета «The Guardian» или информационное агентство «Reuters». Приведем следующую небольшую выборку названий таких статей [1]:
— «Переработка пластика — миф: что на самом деле происходит с вашим мусором?» (газета «The Guardian», 2019 год);
— «Миф о переработке: решения
нефтяных гигантов для проблемы пластиковых отходов терпят неудачу» (агентство «Reuters», 2021 год);
— «Миф о переработке пластика» (медиакорпорация «National Public Radio» (NPR), 2022 год);
— «Переработка пластика остается «мифом»: исследование «Greenpeace» (сайт Phys.org, 2022 год).
Все статьи написаны как под копирку. К сожалению, втянутыми в фарватер этой антипластиковой кампании оказались и некоторые уважаемые российские СМИ. Так, в феврале 2024 года в газете «Московский комсомолец» был напечатан материал «Производителей пластмасс обвинили во лжи относительно вторичной переработки», в которой автор продвигал мысль о том, что компании якобы десятилетиями знали, что вторпереработка нежизнеспособна. Статья написана на основе данных из зарубежных источников, подобных указанным выше.
В связи с появлением такого рода публикаций в российской прессе хотелось бы напомнить их авторам, что в основном антиполимерную повестку продвигают представители стран, у которых нет ископаемых ресурсов для производства полимеров (нефти и газа), и поддерживающие их псевдоэкологи. Причем выступают они не столько против загрязнения природы пластиком, что было бы понятно и логично, сколько за полный запрет под этим предлогом производства полимеров. Россия же богата ресурсами, и Российской Федерации отказываться от производства пластиков не просто неразумно, но и контрпродуктивно.
Влияние таких статей огромно, и они создают неблагоприятную атмосферу вокруг пластика у политиков, депутатов и простых граждан. Именно поэтому появляются разного рода инициативы что-нибудь запретить (типа известного в России «Списка 28»). Однако запреты, по мнению многих авторитетных экспертов — как российских, так и зарубежных, приводят в большинстве случаев к ухудшению экологической ситуации. Более того, как показал иностранный и отечественный опыт, те, что страстно пекутся об экологии, пытаясь запретить тот или иной продукт из пластика, забывают о человеке, абсолютно не думая о гигиенических последствиях того или иного запрета.
Совсем недавно, в 2024 году, ряд регионов России попал под подтопление. Во многих местах это привело к отключению электричества, и, соответственно, остановке подачи воды. Как, к примеру, кормить детей в детских садах, если нельзя помыть посуду? Спасением стала одноразовая посуда и приборы, против которых так рьяно выступают зеленые активисты.
В результате такого негативного влияния многообещающие проекты могут быть погребены под десятками заголовков, выплеснутых ангажированными СМИ и активистами-экологами, которые фокусируются не на перспективных инициативах по переработке, требующих времени для реализации, а на нынешнем низком проценте перерабатываемости полимерных отходов, о чем индустрия полимеров прекрасно осведомлена и продолжает открыто говорить об этом как о причине поиска решений.
Главным в решении проблемы сохранения природы от загрязнения пластиком остаются задачи сбора пластика для того, чтобы не допустить его попадания на полигоны, и создание способов его переработки. Именно на сбор и переработку пластика и должна быть направлена система РОПа, а не на тривиальный сбор денег, которые к тому же непонятно куда расходуются.
В то же время в Европе и США развиваются различные виды рециклинга, еще раз доказывая ценность полимерного продукта (рис. 1), переработка которого не только эффективна, но и является осуществимым и экономичным способом достижения целей в области устойчивого развития.
Механический рециклинг
С проведением в РФ реформы РОП внимание индустрии пластмасс было привлечено к возможностям не только механического рециклинга, но и глубокой вторичной переработки пластмасс. Для понимания технологии вторичной переработки рассмотрим сначала достоинства и недостатки механического рециклинга.
Для достижения высокой чистоты очистки механический рециклинг включает несколько этапов, которые практически одинаковы для всех полимеров, упомянутых в рис. 2.
Рассмотрим схему работы механического рециклинга.
1) Полимеры из желтых контейнеров (в Европе в них собирают пластиковые отходы), попадая на предприятие по сбору и сортировке полимерных отходов (сортировочный центр), разделяются, и отделенный по методу спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне (Near-Infrared Spectroscopy — NIR или ближняя инфракрасная технология (БИК)) от металла, картона, стекла и других полимеров целевой вид пластика (например, полистирол) пакуется в тюки. На данном этапе чистота сор-тировки составляет около 94%. БИК-сортировка — это автоматизированный метод определения типа материала на основе его уникального спектрального отклика на ближнее инфракрасное излучение. Она используется для разделения продуктов по химическому составу и физическим свойствам, что позволяет автоматически идентифицировать и отбраковывать дефектные или нежелательные объекты;
2) Далее полимеры из тюков попадают на конвейер перерабатывающего предприятия, где твердый пластик (например, тот же полистирол) отделяется от вспененного с помощью эффективной технологии, также работающей в ближнем инфракрасном диапазоне. Точность отделения твердого пластика от вспененного составляет 98%.
3) После этого полимер подвергается дроблению и горячей мойке в воде с добавлением каустической соды (едкая вода). На данном этапе удаляются приклеенные на лотки продажные этикетки, остатки пищевых продуктов, краска на наружной поверхности изделий и клей, остающийся на торце некоторый изделий (лотков) после удаления укрывной пленки.
4) На следующем этапе хлопья полощут в чистой горячей воде, сушат и пропускают через аппарат воздушной сепарации. На данном этапе чистота пластика составляет уже 96%.
5) Технология, основанная на спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне, и камерный метод высокоскоростного распознавания — два ключевых процесса этапа окончательной сортировки для удаления непрозрачного (цветного) пластика и остатков вспененного полимера. В конце данного этапа чистота сортировки пластика (в частности, полистирола) составляет плюс 99,9%.
Схема экономики замкнутого цикла для механического рециклинга представлена на рис. 3.
Хотя теоретически многие полимерные материалы могут быть переработаны посредством механического рециклинга (рис. 2), в настоящий момент этим способом для последующего использования в производстве пищевой упаковки реально перерабатываются только два материала: полиэтилентерефталат и полистирол. Именно поэтому эти два материала демонстрируют самые высокие показатели вторичной переработки в глобальном масштабе (табл. 1).
Химический рециклинг
Несмотря на простоту механического рециклинга, такой переработке для последующего использования в упаковке с пищевым допуском доступны не все виды материалов, а потому разработаны и успешно развиваются и другие, более сложные методы вторичной переработки (в Европе, США и Канаде, но, к сожалению, не в России), а именно:
— стандартная деполимеризация и деполимеризация посредством микроволнового излучения;
— растворение в сольвенте;
— термический крекинг разных видов (пиролиз, пиролиз с последующей дистилляцией, газификация).
Основные виды химического рециклинга представлены в табл. 2 (все технологии успешно работают в Европе и Канаде).
Термическая (стандартная) деполимеризация
Деполимеризация — процесс термического разложения в присутствии катализатора при температурах выше температуры плавления 300-600°С. В результате терморазложения образуются полиолефины, парафины, светлые нефтепродукты и газы. Примерами полимеров, которые при повышенной температуре (>300°C) разлагаются на свои мономерные звенья, являются полиметилметакрилат и полистирол.
1) Образовавшиеся мономеры могут вновь использоваться для синтеза полимера без риска, что вредные примеси или уменьшенная длина полимерной цепи повлияют на качество продукции.
2) На первом этапе из отходов, выбираемых из желтых контейнеров, выделяется чистосортный полимер для последующего процесса переработки. Помимо очистки и сортировки этот этап включает измельчение для последующей подачи в двухшнековый экструдер.
3) На втором этапе происходит термическое разложение измельченных пластиковых отходов на мономеры и олигомеры, а также отвод летучих соединений. Если во время промышленной переработки первичного полимера выход конденсата многокомпонентного газа достигает 65%, то при использовании полимерной фракции из желтых контейнеров этот показатель составляет около 40%.
4) После фракционной перегонки конденсата мономер повторно используется для изготовления нового полимера, не уступающего по качеству первичному.
5) Деполимеризация бывает разных видов: например, деполимеризация методом микроволнового излучения (метод PYROWAVE) разработана специально для переработки полистирола. Для этого был спроектирован и изготовлен реактор CMD серии 600 (рис. 4, 5), который может перерабатывать весь спектр стирольных пластиков: твердый полистирол (ПС), пенополистирол (EPS) и ударопрочный полистирол (HIPS). Восстановленные после такой деполимеризации полимеры используются в производстве автомобильных шин.
Кроме PYROWAVE, используются и другие технологии полимеризации: деполимеризация в смесительном реакторе, деполимеризация в псевдо-ожиженном слое, деполимеризация в реактивном экструдере. Реактивный экструдер — это двухшнековый экструдер со специальной нагревательной системой, где в сравнении с обычными экструдерами материал нагревается гораздо выше температуры плавления. Экструдер оснащен тремя выходами дегазации для удаления влаги, загрязнений и газов, образующийся в процессе деградации материала. Технологическая схема типичного процесса деполимеризации приведена на рис. 6.
Растворение в сольвенте
Технология, разработанная немецким Институтом Фраунхофера, применяется в Европе компанией CreaCycle, а запатентованная в Канаде технология — компанией Polystyvert. Рассмотрим этапы переработки.
1) Полимер контактирует с эфирным маслом (растворителем), которое за секунды растворяет его. Эфирное масло безопасно, и его можно легко повторно использовать для переработки большего количества материала.
2) Затем смесь растворенного в эфирном масле полистирола очищается для достижения высокого уровня чистоты, необходимого для подготовки к следующему этапу — отделения полимера от эфирного масла.
3) Процесс разделения растворенного полимера и эфирного масла лежит в основе инновационной технологии, на которую в настоящее время подан патент. Это решает главную проблему переработки полимера — полное восстановление из эфирного масла. Даже незначительного количества оставшегося эфирного масла достаточно, чтобы повлиять на качество переработанного полимера.
4) Конечный переработанный продукт гранулируется, в то время как эфирное масло повторно используется для следующего цикла растворения.
5) Переработанный по данной технологии полимер сохраняет те же свойства, что и чистый первичный полистирол, поскольку растворитель не модифицирует полимер.
6) Кроме того, все процессы выполняются при низкой температуре, что оставляет молекулярную цепочку полимера нетронутой. Это позволяет получать высококачественный вторичный продукт.
7) Благодаря высокому качеству, значительная часть этого материала может быть включена в различные готовые продукты, такие как изоляционные панели, подносы для пищевых продуктов и другие. Его также можно напрямую экструдировать как первичный полимер, только с более благоприятными последствиями для экологии.
Технологическая схема типичного процесса растворения приведена на рис. 7.
Окончание в следующем номере.
Посмотреть в журнале