Переработка отходов полимеров или о котах помойных и не только о них (24.09.21)

369
Переработка отходов полимеров или о котах помойных и не только о них (24.09.21)

Переработка отходов полимеров или о котах помойных и не только о них.  

Мальчишка Фебу гимн поднес.
«Охота есть, да мало мозгу.
А сколько лет ему, вопрос?» —
«Пятнадцать». — «Только-то? Эй, розгу!» 
За сим принес семинарист
Тетрадь лакейских диссертаций,
И Фебу вслух прочел Гораций,
Кусая губы, первый лист.
Отяжелев, как от дурмана,
Сердито Феб его прервал
И тотчас взрослого болвана
Поставить в палки приказал.

Александр Пушкин, 1829 год


       Гимны, посвященные переработке отходов полимеров и покрышек, не сочиняют и не распевают только ленивые менестрели и трубадуры. Вот один из последних народных эпосов о ПЭТ хлопьях пищевого качества. Флекса и подумать не могла, что ее можно так вкусно обозвать. Не будем обижать поэтов и перейдем к суровой прозе и фактам.
      Покрышки, куда их только не запихивали: в море для создания искусственных рифов топили, в крошку для получения тартана и рекортана на беговые дорожки рубили, в печное и прочее топливо с диким содержанием канцерогенов превращали, технический углерод получали. Дело дошло и до лимонена, углеводорода группы терпенов (1-метил-4-изопропенилциклогексен-1). Это отличный растворитель, не канцероген, высокочистый используется в парфюмерии, как ароматическая отдушка. Название его от слова лимон, так как в кожуре цитрусовых его гораздо больше и выделять его гораздо легче, чем из жидких продуктов пиролиза покрышек. Забудем про него, тем более, что разлагается он при 300°С, т.е. и температура пиролиза не выше трехсот, а это уже не пиролиз, а недоразумение.
      Доходности, переработка покрышек не имеет априори, что и подтверждается государственными дотациями, т.е. тем, кто их получает остается выбрать цивилизованный способ переработки, вот один из них:
      - Пиролизное масло, 49% ( фр.220+°С до 55%, фр.150-220°С до 25%, фр. до 150°С до 20%), Газ, 9%, Сажа с незначительными остатками металлокорда, 42%.
      - Жидкие продукты не разделяются и отправляются на НПЗ, реже встречались отправки на олефиновые пиролизы. Количество этих продуктов, как сырья, в масштабах указанных производств крайне мизерные
      - Газ от процесса используется, как топливо для собственных нужд.
      - Сажа проходит магнитный сепаратор для отделения остатков металлического корда и подается на мельницу и далее на рассеивание с последующем разделением по использованию: 200-800 меш, 800-1500 меш, соответствует маркам технического углерода Н 330 и Н 600, 1000-2000 меш, 3000-4000 меш, при чистоте 99.99% масс, как наполнитель в производстве покрышек. Учитывая доходность получаемой сажи удаление основного количества металлического корда производится до стадии пиролиза. Установок подобного плана натыкано по миру достаточно.
      Полиэтилен, полипропилен, полистирол поливинилхлорид и полиэтилентерефталат всем хорошо известно, что это основная полимерная составляющая мусорной свалки. Выуживать ПЭТФ из помойки научились быстро и ловко и не сегодня и не вчера, а уж много лет рубят бутылку на флексу, но мы вернемся к ней позже.
      Проблемы с извлечением и разделением полиэтилена, полипропилена, полистирола и поливинилхлорид в большей степени надуманные, т.к. у других это получается и без всякого разделения:
      - Термолиз с получением максимального количества жидких фракций нафты и легкого газойля, небольших количеств тяжелого остатка и минимизацией выхода газов. Жидкие продукты термолиза используются в качестве сырья парового крекинга (пиролиза) на олефины, либо как растворители.
      - Термолиз с получением максимального количества газовых продуктов и минимизацией выхода жидких продуктов. Газовые продукты могут использоваться:
      - не квалифицированно, в качестве дополнительных количеств топливного газа на установке парового крекинга (пиролиза) на олефины;
      - квалифицированно, в качестве дополнительного источника этилена и пропилена. В этом случае процесс термолиза ведется не только с максимальным выходом газов, но и с преобладанием олефинов над парафинами. Полученная газовая смесь направляется на всас пирогазового компрессора, как дополнение (не более 5%) к основному потоку и далее на газоразделение.
      Мощности установок термолиза достигают 50 т.т/год, типовая мощность 25-30 т.т/год. Извлечение хлора производится на стадии очистки продуктов термолиза и, если его количество превышает допустимые нормы к дальнейшей переработке.
      Если принять соотношения полимеров на свалке согласно рекомендованному

      

      Исключаем из него РЕТ, так как его уже с удовольствием извлекли, и получим баланс термолиза (масс. %), при 450-550°С с максимальным выходом жидких продуктов:
      - газы С1-С4 15-20%;
      - жидкие до 70%;
      - твердый остаток 7-11%.
      Разделение жидких будет следующим:

      

      Баланс термолиза (масс. %), при 750-850°С с максимальным выходом газовых продуктов, при максимизации олефинов С2-С3:
      - газы предельные и водород, Н2, С1-С4 45-50%;
      - Этилен 20-23%;
      - Пропилен 19-21%;
      - жидкие до 10%;
      - твердый остаток 3-7%.
      Перечисленные термолизы доходности не имеют, что и подтверждается государственными дотациями.
      Правительство РФ услышало))) об отсутствии доходности и планирует стимулировать раздельный сбор мусора налоговыми льготами.
      Выуживать из помойки полиэтилен сложно, поэтому и не следует его туда допускать. Если возможность не допущения есть, например, как переработка собственных отходов и отходов соседей, то имеются и высоколиквидные процессы. «Химическая переработка промышленных отходов крупнотоннажных полиэтиленов (HDPE, MDPE, LLDPE) и в частности LDPE с получением порошковых полиэтиленов». Процесс ведут на установке растворения и переосаждения состоящей из:
      - секция растворения полимера;
      - секция фильтрации раствора;
      - секция высаждения полимера;
      - секция сепарации осадка полимера;
      - секция сушки выделенного полимера;
      - блок регенерации растворителя и осадителя.
      Мощности таких установок не превышают 30 т.т/год.
      Полиметилметакрилат на свалке его и днем с огнем не найдешь, но его отходы имеются в местах производства полимера и его переработки. Термическая переработка отходов этого полимера, при относительно низких температурах (400-500°С), дает выход мономера не менее 97% масс. Сообщалось, что жидкий продукт пиролиза был настолько чистым, что его можно было снова полимеризировать без какой-либо дальнейшей обработки. Это конечно была шутка, но то, что качественный полимер получался из соотношения 85% вторичного мономера и 15% первичного, неоспоримый производственный факт.
      Полиэтилентерефталат, с него мы собственно и начали по первой ссылке о «чрезвычайно вкусной пищевой флексе».
      Что бы долго не разжевывать, на схеме два принципиальных направления переработки РЕТ:
      - с этиленгликолем получается олигомер, который можно добавлять в процесс производства РЕТ, либо на стадию приготовления пасты, либо на этерификацию;
      - с диэтиленгликолем получаются ароматические полиолы, которые используются, как компонент «А» в полиуретановых системах.
        
      На заводе, имеющем три линии пищевого РЕТ по 150.000 т/год каждая, оба направления имеют промышленное применение:
      - Олигомеры из отходов РЕТ используются в технологическом процесс получения пищевого РЕТ, но пока добавлять более 20% без ущерба качества не получаетсяпоэтому реляции «Полиэф» о добавках 40% сомнительны. Законы химии нарушить сложно, а тем более, когда все делается под семью печатями, пользы от этого мало, да и семь печатей помогают мало, информация утекает.
      - Полиолы из отходов РЕТ, как собственных, так флексы, под торговой маркой NEOPOLYOL выпускаются с 2008 года на двух линиях. Технологические реплики производство полиолов из отходов РЕТ выполнялись с использованием технологии и от компании Neo Group, надеюсь, что по окончанию сроков конфиденциальности будет опубликован более полный реферат.
      Таким образом, в отношении «зеленого» РЕТ все не только изучено, но и давным-давно работает промышленных масштабах.
      В заключении о настоящем зеленом РЕТ, о котором несколько лет назад разговаривал каждый утюг на кухне, не говоря уже о телевизорах и СМИ. Желтеньким и красненьким выделены продукты из которых получался отличный полиэтилентерефталат и без капли нефти, и без пузырька газа. Это базовые проекты ведущих мировых компаний, которые и на той «зеленой» волне принимали правила игры, кстати не все из проектов носили рекламный характер, есть и работающие.
 

 

7. Биотехнологии базовых продуктов органической химии 
 

7.1

Базовый проект на производство п-КСИЛОЛОЛА 150 т.т/год из мелассы кукурузы или иной растительной биомассы с достаточным количеством сахаридов

7.2

Базовый проект на производство диметилфурана до 100 т.т/год или п-ксилола 75 т.т/год из гидролизата производства этанола

7.3

Базовый проект на производство 2.5 фуран дикарбоновой кислоты 100 т.т/год из мелассы кукурузы

7.4

Базовый проект на производство н-бутанола 120 т.т/год из глюкозы

7.5

Базовый проект на производство МОНОЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ 50 т.т/год из целлюлозы

7.6

Базовый проект на производство 1.4-бутандиола 30 т.т/год из мелассы кукурузы или иной растительной биомассы с достаточным количеством сахаридов

7.7

Базовый проект на производство акриловой кислоты 130 т.т/год из мелассы кукурузы или иной растительной биомассы с достаточным количеством сахаридов

7.8

Базовый проект на производство малоновой кислоты 5-10 т.т/год из глюкозы

7.9

Базовый проект на производство метилметакрилата 35 т.т/год и метилэтилкетона 25 т.т/год из мелассы кукурузы или иной растительной биомассы с достаточным количеством сахаридов

7.10

Базовый проект на производство ЭТИЛЕНА от 300 т.т/год из биоэтанола

7.11

Базовый проект на производство 5-гидроксиметилфурфурола 20 т.т/год из мелассы кукурузы или иной растительной биомассы с достаточным количеством сахаридов

7.12

Базовый проект на производство МОНОЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ из биоэтанола, на мощность до 250 т.т/год

7.13

Базовый проект на производство 1,3-бутадиена из биоэтанола, на мощность до 180 т.т/год

7.14

Базовый проект на производство пропилен из целлюлозы, на мощность до 150 т.т/год

7.15

Базовый проект на производство додекандиовой кислоты из пальмового и других масел на мощность до 14 т.т/год

7.16

Базовый проект на производство 1.3-бутадиен и этанол из газов сталелитейных производств. Бутадиен 6.000 т/год, этанол 28.000 т/год.

7.17

Базовый проект на производство ксилитола 3.600 т/год и полимолочной кислоты 4.100 т/год из пивной дробины (ячмень после брожения при варке пива).

7.18

Базовый проект на производство DL-метионина 250.000 т/год из кукурузного сиропа. 

7.19

Базовый проект на производство бутанола до 70 т.т/год и ацетона до 15 т.т/год из мелассы кукурузы.

Никто  не  говорит, что переработка мусора — это плохо, наоборот, это отлично!!! Но меньше апломба, фарса и напыщенности, а побольше профессионализма и не забываем, что в химии почти все новое это давно и хорошо забытое старое.

Мы на Facebook, в Telegram