Утилизация полимерной тары и упаковки. Клинков А.С - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

− термическое разложение путем пиролиза;
− разложение с получением исходных низкомолекулярных продуктов (мономеров, олигомеров);
− вторичная переработка.
Пиролиз – это термическое разложение органических продуктов в присутствии кислорода или без него. Пиролиз по-
лимерных отходов позволяет получить высококалорийное топливо, сырье и полуфабрикаты, используемые в различных
технологических процессах, а также мономеры, применяемые для синтеза полимеров.
Газообразные продукты термического разложения пластмасс могут использоваться в качестве топлива для получе-
ния рабочего водяного пара. Жидкие продукты используются для получения теплоносителей. Спектр применения твер-
дых (воскообразных) продуктов пиролиза отходов пластмасс достаточно широк (компоненты различного рода защитных
составов, смазок, эмульсий, пропиточных материалов и др.) [7].
Чтобы получать высококачественные пиролизные масла постоянного состава, необходимо соблюдать особые требо-
вания к исходному сырью. Это преимущественно должны быть отходы с высоким содержанием углеводородов. Для пре-
образования таких термопластов, как низкомолекулярный ПЭ или атактический ПП, применяют низкотемпературный
жидкофазный пиролиз в непрерывно или периодически работающих реакторах. Область рабочих температур в этом слу-
чае определяется перерабатываемым продуктом. Например, отходы ПВХ и побочные продукты выше 200 °С отщепляют
хлороводород, а при дальнейшей термической обработке (выше 400 °С) разлагаются на технический углерод и углеводо-
роды. Жидкофазный пиролиз ПС при температурах выше 350 °С ведет к образованию стирола с высоким выходом. Низ-
комолекулярный ПЭ пиролируется при 400…450 °С, при этом получают алифатические богатые олефинами масла и али-
фатические воски. Атактический ПП термически разлагается в области температур 400…500 °С. В некоторых случаях в
области низких температур находят применение реакторы с псевдоожиженным слоем.
Для получения низкомолекулярного сырья из таких особых видов отходов полимеров, как смеси термопластов, ка-
бельная изоляция, применяют высокотемпературный пиролиз, при этом большая производительность достигается только
в случае непрерывных методов.
Образующиеся в процессе пиролиза низкомолекулярные предельные углеводороды подвергаются последующему крекин-
гу с целью увеличения выхода непредельных соединений, используемых при синтезе полиолефинов.
Разработаны также процессы каталитического гидрокрекинга для превращения полимерных отходов в бензин и топ-
ливные масла.
Многие полимеры в результате обратимости реакции образования могут снова разлагаться до исходных веществ.
Для практического использования имеют значение способы расщепления ПЭТФ, полиамидов (ПА) и вспененных поли-
уретанов. Продукты расщепления используют снова в качестве сырья для проведения процесса поликонденсации или как
добавки к первичному материалу. Однако имеющиеся в этих продуктах примеси часто не позволяют получать высокока-
чественные полимерные изделия, например, волокна, но чистота их достаточна для изготовления литьевых масс, легко-
плавких и растворимых клеев.
Гидролиз является реакцией, обратной поликонденсации. С его помощью при направленном действии воды по мес-
там соединения компонентов поликонденсаты разрушаются до исходных соединений. Гидролиз происходит под действием
экстремальных температур и давлений. Глубина протекания реакции зависит от pH среды и используемых катализаторов.
Этот способ использования отходов энергетически более выгоден, чем пиролиз, так как в оборот возвращаются вы-
сококачественные химические продукты.
По сравнению с гидролизом для расщепления отходов ПЭТФ более экономичен другой способ – гликолиз. Деструк-
ция происходит при высоких температурах и давлении в присутствии этиленгликоля и с участием катализаторов до по-
лучения чистого дигликольтерефталата. По этому принципу можно также переэтерифицировать карбаматные группы в
полиуретане.
Все же самым распространенным термическим методом переработки отходов ПЭТФ является их расщепление с по-
мощью метанола – метанолиз. Процесс протекает при температуре выше 150 °С и давлении 1,5 МПа, ускоряется катали-
заторами переэтерификации. Этот метод очень экономичен. На практике применяют и комбинацию методов гликолиза и
метанолиза [8].
В настоящее время наиболее приемлемым для России является вторичная переработка отходов полимерных мате-
риалов механическим рециклингом, так как этот способ переработки не требует дорогого специального оборудования и
может бать реализован в любом месте накопления отходов.
Далее рассмотрим основные методы вторичной переработки наиболее распространенных полимерных материалов.
1.2. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ПОЛИОЛЕФИНОВ
Полиолефины – самый многотоннажный вид термопластов. Они находят широкое применение в различных отраслях
промышленности, транспорта и в сельском хозяйстве. К полиолефинам относятся полиэтилен высокой и низкой плотно-
сти (ПЭВП и ПЭНП), ПП. Наиболее эффективным способом утилизации отходов ПО является их повторное использова-
ние. Ресурсы вторичных ПО велики: только отходы потребления ПЭНП в 1995 г. достигли 2 млн. тонн. Использование
вторичных термопластов вообще, и ПО в частности, позволяет увеличить степень удовлетворения в них на 15…20 %.

Страницы