10億噸“沉睡”資源
塑料由石油制成,塑料制品的廣泛應用給人們的生活帶來了極大便利,但使用后的廢棄塑料卻成了棘手的難題。據統計,我國每年新增的垃圾塑料超過6000萬噸,在垃圾場中的廢棄塑料大約有10億噸,重量相當于12500艘“福建艦”航母。巨量的廢棄塑料“沉睡”在垃圾填埋場和自然環境中,不僅會造成嚴重的“白色污染”危及生態環境,而且是對我國寶貴石油資源的嚴重浪費。
實現循環利用每年可新增一個勝利油田
廢塑料危害雖多,但并非“十惡不赦”,它的破壞力與管理不當、低回收利用率有關。通過循環利用將廢塑料變廢為寶是最理想的處置方式。
廢塑料循環利用主要包括物理回收和化學循環兩種方式。其中,物理回收是指不破壞塑料的高分子結構,將廢舊塑料經過清洗、破碎后直接進行加工。物理回收工藝較為簡單,缺點也很明顯:產出的塑料通常質量較差,且塑料經過多次物理回收后性能大幅降低,應用受到很大限制。
化學循環主要是將塑料中的高分子碳鏈轉化為小分子,此后既可以“不忘初心”,用于生產燃油、化工產品,實現“從石油中來,再回到石油中去”,也可以“浴火涅槃”,重新用于生產塑料,實現“從塑料到塑料”的封閉循環。與物理回收相比,化學循環不僅“不挑食”,可以處理很多難以進行物理回收的塑料品種,而且低碳環保效果顯著:與傳統的焚燒發電處理手段相比,采用廢塑料化學循環制新塑料可以減少接近50%的碳排放,萬元產值碳減排可達85%。如果每年對4000萬噸廢塑料進行化學循環利用,可以降低4700萬噸二氧化碳排放。
因此,無論是從回收能力還是環境效益來看,化學循環都是塑料可持續循環利用的重要途徑之一,發展潛力巨大。經專家測算,如果每年將2%的填埋垃圾塑料及1/3的新鮮廢塑料用于化學循環再生制成熱解油,效果相當于為我國新增一個勝利油田規模的輕質石蠟基大油田,可顯著增強能源自給能力,保障國家能源安全。
企業實踐
推動廢塑料化學循環產業鏈建設
2021年11月,工業和信息化部印發《“十四五”工業綠色發展規劃》,提出落實塑料污染治理要求,實施廢塑料綜合利用行業規范條件,鼓勵在我國開展廢塑料化學循環利用。
廢塑料化學循環兼具廢塑料處理、碳減排和原油替代三重身份,市場需求龐大,但廢塑料化學循環產業鏈需要回收、分揀、加工、生產等多個環節的多家企業密切配合方可順利運轉,“各自為戰”“等米下鍋”問題突出。在集團公司的大力支持下,石科院在產業鏈各個環節主動介入,積極推動建立廢塑料化學循環技術鏈和產業鏈:在產業鏈上游,石科院聯合各單位,研究開發高效垃圾塑料分選凈化技術;在產業鏈中游,石科院自主研發出新型廢塑料預處理及熱解技術,對傳統“土法熱解”技術實現升級換代,同時依托中國石化技術創新平臺,配套研發熱解油生產石化產品成套技術;在產業鏈下游,石科院與終端用戶深化合作,拓展再生塑料的應用領域,為產業鏈解除后顧之憂。此外,石科院還積極建言獻策,推動建立廢塑料化學循環相關政策標準、建設廢塑料資源化平臺。
技術攻關
RPCC技術實現塑料循環利用
塑料是由烯烴等一個個塑料單體經過聚合反應形成的高分子化合物。塑料單體就好比一顆顆珍珠,在未經過加工時各自獨立,但在生產塑料的過程中,各塑料單體間會發生聚合反應,也就是塑料單體原有的化學鍵會發生斷裂,同時形成新的化學鍵將彼此連接,形成塑料產品,這一過程就好比用一條條絲帶(化學鍵)將一顆顆珍珠(塑料單體)串聯起來,共同形成一串串珍珠項鏈(塑料)。
廢塑料熱解技術是廢塑料化學循環的關鍵核心技術,也是目前廢塑料化學循環的主流研究方向。廢塑料熱解技術可以在特定條件下使塑料的大分子鏈斷裂,使固態的廢塑料變身為液態的“熱解油”,之后通過對熱解油進行催化裂化后加工,高效、低排放地生產塑料單體,這一過程就好比將連接珍珠的絲帶剪斷,讓珍珠項鏈散落成一顆顆珍珠,并且利用回收后的珍珠重新制作各式各樣的珍珠項鏈,實現塑料的再生利用和封閉循環。
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