废旧高分子材料的资源化利用技术(八)

作者: laokou 分类: 水处理 发布时间: 2021-09-22 10:01

3.3 国内废旧高分子材料利用现状

3.3.1 国内废旧塑料回收主要商业企业

国内废旧塑料回收企业主要集中在华南、华东、华北。这些企业所在位置也是塑料生产企业众多的地区。根据华经产业研究院的一份报告,国内废旧塑料回收企业为:佛山市南海恒泰源废旧五金塑料加工有限公司、浙江宝绿特环保技术有限公司、上海希来友物资回收有限公司、清远市恒联塑料有限公司、福建全通资源再生工业园有限公司、永清县英明塑料综合厂、廊坊塑料有限公司、上海东金塑纤制品有限公司、佛山市三水固美塑钢型材有限公司、东莞市兴达塑料有限公司。

根据中商产业研究院的一份报告,国内主要废旧塑料回收企业产量情况见下表(单位,千吨):

3-7  国内主要废旧塑料回收企业产量情况

企业名称 2018 2019 2020
重庆庚业新材料 100.2 94.2 84.5
山东鹏州塑业有限公司 52.9 51.6 47.3
上海睿莫环保新材料 15.7 16.2 15.1
上海田强环保科技 23.6 19.3 17.8
连云港龙顺塑料 32.2 29.6 26.6

3.3.2 国内废旧塑料回收专利申请人

根据国内废旧塑料回收已授权的专利申请人进行统计,排在前列的企业与高校如下:江苏金沃机械有限公司、宁波绿华橡塑机械工贸有限公司、中国科学院长春应用化学研究所、台州金福桂再生资源利用有限公司、郑州大学、四川塑金科技有限公司、江苏方圣机械有限公司、湖南五强产业集团股份有限公司、中南大学、华南理工大学、南昌大学、同济大学、奉化市兴杨塑业有限公司、宁波鑫神泽汽车零部件有限公司、常州塑金高分子科技有限公司、常州大学、广东致顺化工环保设备有限公司。

3.3.3 国内废旧橡胶回收主要商业企业

当前我国废旧橡胶回收的主要方式是生产再生胶,根据一份行业报告显示中国的再生胶橡胶生产企业基本遍布全国各省、市、自治区,但主要还是集中在河北、山东、江苏、河南、山西、浙江、四川等市场,且江苏南通回力、南京金腾、河北唐山兴宇、山东莱芜福泉、江西国燕五家企业,进入中国橡胶工业百强企业名单。

第四章  中国石化高分子产业现状及资源化利用基础

4.1 中国石化高分子材料产业化现状

经过多年发展,中国石化合成材料领域在材料设计、原料、催化剂、工艺、材料、助剂、制品等形成了合成材料全产业链的技术优势。在新兴产业相关的材料方面,也具备了一定的基础,部分原创新技术已经达到国际领先。结合“产销研用”联合攻关模式,为进一步在开发功能化、高性能化和绿色化合成材料奠定了坚实的基础。

目前,中国石化已成为我国高分子材料最大的生产商,2018年合计生产高分子材料约1800万吨,其中合成树脂1592.3万吨,占当年全国总产量的18.6%;合纤单体及聚合物产量934.3万吨,合成纤维产量121.8万吨;合成橡胶89.6万吨,占全国总产量的16%。

在取得产量规模的同时,产品结构也在不断优化,高端产品比例逐渐提高。依据中国石油化工股份有限公司年度报告数据,2019年7月,中国石化全年合成树脂新产品与专用料比例提高1.3个百分点,达到64.3%;合成橡胶高附加值产品比例提高1.6个百分点,达26.3%;合成纤维差别化率提高1.4个百分点,达到90.4%。

目前中国石化高分子材料产业的发展主要集中从石化原料出发,通过裂解、净化、聚合、加工等工艺制备相关的树脂、橡胶以及合成纤维,基本未拓展下游应用,目前没有相关的高分子材料资源化利用的产业。但作为一家绿色环保理念极强的中央企业,从废旧高分子材料问题提出伊始,就已经开始了相关的研究工作。

4.2 发展废旧高分子材料资源化的意义

当前废旧高分子材料造成的污染问题日趋严重,“白色污染”已成为全球共同关注的焦点。随着人们生活水平的提高和消费能力的增强,中国已经成为全球最大的塑料生产国和消费国。如不及时对废旧高分子材料加以资源化利用,一方面则将形成非常严重且短期难以解决的污染问题,另一方面大量也浪费了资源,还对高分子整个产业的可持续发展埋下了巨大隐患。因此发展废旧高分子资源化利用技术,具有巨大的潜力和社会意义。

面对全球循环经济替代线性经济发展的大趋势,中国石化作为全球第二大聚丙烯生产商、第四大聚乙烯生产商,有责任有义务为废旧高分子材料回收利用和发展可循环、可降解及易回收产品做出应有贡献。

鉴于废旧高分子材料影响环境日益严重的现状,未来国内极有可能按照“谁生产、谁处理”的要求,对高分子材料的生产企业进行规范。如果能够开发出具有较好经济效益的废旧高分子制备单体技术,不仅可以有效降低目前我国原油进口依赖度高的问题,同时还可以降低树脂产品的生产成本,更是有效实现碳循环,降低碳排放的有效手段。中国石化开发相关的废旧高分子资源化利用技术,对于提升集团公司的技术和产业竞争力,对于提升集团公司的整体社会形象,对于集团公司的产业链一体化和完整性的发展,均具有重要的意义。

4.3 中国石化现有基础

中国石化经过多年的发展,已经成为世界炼化行业举足轻重的企业,多年来在为国民经济发展做出重要贡献的同时,还基于自有产业链培养了一大批化学工程、工业催化等的专业人才,具有相对完善和成熟的创新和技术开发能力,有条件针对具体的问题快速地进行技术开发和产业化。针对废旧高分子材料的回收利用,进行了相关技术规划和开发,已经形成了一定的基础。

4.3.1 战略合作联盟

2019年1月成立的塑料废旧物终结联盟是一个全球性的非营利组织,目前已有来自整个塑料价值链中涵盖生产、使用、销售、加工、回收和再生等各个环节的30家知名跨国企业,其中包括宝洁、百事可乐和汉高等全球消费品巨头,陶氏、埃克森美孚、Lyondell Basell等技术领先的塑料生产商,全球最大的环境管理公司Suez和Veolia等。

2019年7月,中国石化成为首家加入终止塑料废旧物联盟的中国大陆企业,并担任其理事会成员。已签署相关备忘录和承诺函,参与网络会议与工作组会议,编制行动方案。根据2019年中国石化可持续发展进展报告,公司计划在未来五年投资2,500万美元用于减少塑料,并积极支持和参与塑料循环经济发展。

4.3.2 技术创新

已经掌握了世界先进水平的炼油全流程技术,形成了清洁燃料生产的全流程技术,炼化一体化技术不断提升,其中重质原料催化裂解增产低碳烯烃、中间基蜡油为原料生产粘度指数130以上高档基础油等技术对未来发展有一定的支撑作用。

自主开发的蒸汽裂解制乙烯成套技术已经成熟,具有自主建设百万吨级乙烯的技术和工程能力,成功开发具有自主知识产权的高效环保芳烃成套技术,成为全球第三个掌握大型化芳烃生产技术的专利商,二代芳烃成套技术在百万吨级装置上实现工业化应用。这两大原料技术为废旧高分子制备单体技术提供了很好的技术平台。

形成了自主知识产权的三大合成材料优势领域,开发了系列原创性或顶替进口的技术和产品,部分技术和产品实现出口。形成了完善的三大合成材料新产品开发平台,包括原料、结构表征、催化剂、工艺、加工应用、助剂以及性能测试评价等技术优势,为进一步发展高性能材料提供了坚实的基础。

形成了满足安全环保要求的系列技术,开发形成了具有国际先进水平的催化裂化烟气除尘脱硫脱硝一体化技术、炼化装置废气及VOCs处理系列技术、低温等离子体处理VOCs技术。形成了CO2捕集系列技术,开展了CO2驱油提高采收率试验。建立了化学品与化学反应安全控制技术研发平台,形成了以物质危险特性测试、反应失控抑制、气相燃爆特性与抑爆等为主体的技术体系,可以满足废旧高分子资源化利用工程技术的开发。

同时,已经初步探索了废旧高分子资源化利用的几个典型技术。目前中国石化从事废旧高分子资源化利用的主要研究单位为石油化工科学研究院和北京化工研究院,分别在不同方向进行了探索。

北京化工研究院自2015年开始废旧高分子材料回收技术的调研考察。与四川大学基于“力化学”的废旧高分子材料回收利用技术的探索,有望实现废旧轮胎、废旧交联聚乙烯电缆和废旧聚氨酯发泡材料等目前难回收废旧高分子材料的回收利用。同时北京化工研究院在微波裂解石油烃制低碳烯烃技术方面,已建设一套针对石油烃微波裂解试验装置,正在进行石油烃微波裂解技术的开发。北京化工研究院还发挥其在材料开发方面的优势,提出了无催化剂微波裂解技术,以自主研发的新型碳复合材料为微波加热材料,可实现多种废塑料(包括热塑性塑料制品以及热固性塑料塑料制品)的高效化学回收,有望成为解决塑料污染问题的关键技术。该碳复合材料可在微波场中产生剧烈电弧从而迅速产生高温,使废塑料在微波裂解过程中直接转变为主要由乙烯、丙烯、氢气和甲烷组成的小分子气体,并作为单体原料用于高分子材料的合成。

石油化工科学研究院自2018年开展废塑料预处理及塑料油的后加工技术研究,与专业的废塑料回收企业联合完成废塑料回收与制油技术的研发,探索塑料热解油利用的增值方案。利用社会上已形成的塑料热解产能,石科院开发了以塑料(或橡胶)热解油为原料生产石化产品的技术,采用该技术对热解废塑料油进行加氢精制后,产品质量可满足国六车用燃料标准,经济效益显著,可实现大规模生产。而且,石油化工科学研究院开发了废塑料热解油脱除杂质技术,该技术与已有的塑料热解技术相结合形成了废塑料深加工成套技术,可用于制备清洁油品、低碳烯烃、芳烃及化工品,正在建设工业装置。同时,基于该技术,正在开发具有自主知识产权的废旧塑料生产低杂质油品组合技术,即将进行中试。