废塑料化学回收为何成研发重点？

本文转自：中国环境报

废塑料化学回收为何成研发重点？

废塑料可转化为高品质油品燃料或化工原料，国外已有回收项目成功运行，国内已在试验

◆本报记者 乔建华

2023年1月5日，中国环境报刊登报道《塑料产业发展能否“化白为绿”？ 做好塑料减碳和污染治理，高值化利用、变废为宝是优选》一文，多位受访专家肯定了塑料化学回收法对塑料减碳和污染治理的作用。有专家指出，化学回收可以根治塑料污染。

那么目前，我国和其他国家的化学回收发展到了什么阶段，能不能大规模应用？记者采访中国石化集团公司相关业务负责人了解到，塑料的化学回收，区别于焚烧的简单能量回收，是将低值废塑料转化为高品质油品燃料或化工原料的方法，正成为世界范围科技研发的重点，有望成为治理塑料污染，助力循环经济，实现高质量、安全、可持续发展的主要选择之一。

化学回收可降低对化石燃料的新增需求

废塑料可转化为高品质油品燃料或化工原料

据中国物资再生协会再生塑料分会发布的报告显示，2021年，中国废塑料产生量约为6200万吨。如何有效处理废弃塑料，是我国正在努力攻破的一大课题。据了解，目前，废塑料的有效处理方式主要包括物理回收和化学回收两种。

废塑料物理回收主要过程包括收集、分类、粉碎、清洗、干燥、造粒及生产相应的制品等，其解决了一部分易处理的相对高值的废塑料材料化再利用问题。

“物理回收的产品一般难以达到原生塑料的质量，其循环利用多属于降级使用。在处理低值的、混合的、受污染的塑料垃圾上，这一技术难度大、经济性差，不太适用。”中国石化化工销售公司合成树脂部副经理高永平告诉本报记者，各类复合膜类、塑料袋等废弃后混入生活垃圾的一次性包装物，占塑料垃圾的比重较大，是塑料污染治理的“硬骨头”，也是塑料垃圾资源化利用、高值化利用急需攻关的难题。

化学回收是指通过改变塑料的分子结构，将塑料变成液体或气体低分子乃至单体小分子，用来制造新的塑料等石化产品，从而降低对化石燃料的新增需求，能减轻生产塑料对环境的影响。当废弃塑料化学回收利用是以燃料和原料为目的时，便形成了闭合循环，称之为废塑料的化学循环。

高永平指出，塑料的化学回收是将废塑料转化为高品质油品燃料或化工原料的方法，正成为世界范围科技研发的重点。现阶段主要有热解、气化、解聚等技术，其中，热解技术备受研究人员关注。

塑料化学回收发展到哪个阶段？

目前装置规模难以大型化和长周期连续稳定运行

近年来，在全球碳减排目标背景下，废塑料循环利用的进程不断推进，塑料化学回收技术更显示出其活力与创新。

麦肯锡咨询公司的数据研究显示，预计到2030年，全球塑料的回收利用率有望提高到50%，其中，化学回收的比例可能上升到17%左右。

国外相关公司已经开始塑料化学回收的布局，早在2020年，可再生能源公司Neste在芬兰的炼油厂成功进行了多次液化废塑料试运行。

美国油气生产商埃克森美孚在德克萨斯州建造了首个大型塑料废弃物化学回收设施，投产后，初步规划能力为每年回收3万吨塑料废物。

我国不少企业也在纷纷研发塑料化学回收技术。中石化石油化工科学研究院有限公司（以下简称中石化石科院）董事长李明丰告诉本报记者：“当下，在废塑料化学回收热解技术方面，我国与国外同行都处在积极探索阶段。难点和主要问题在于热解油收率低、油品杂质含量高以及装置规模难以大型化和长周期连续稳定运行等方面。”

据悉，为解决这些问题，中石化石科院研发出包括新型连续热解RPCC技术在内的化学循环成套技术。这项技术在RDC（梯级减容高效液化脱氯技术）单元先将混合废塑料进行梯级快速液化，同时，深度脱氯，接着再送往RPCC连续热解单元进行热解，获得的热解油经深加工技术生产出塑料单体的原料，进而生产出塑料产品，真正形成塑料—废塑料—烯烃—塑料的闭合循环。

“目前，这项废塑料化学循环成套技术已开展实验室试验，准备转入工业侧线试验阶段。”中石化石科院项目经理张哲民介绍，这一技术可适用于来自垃圾填埋场废塑料、造纸厂废塑料、农膜等生产、生活过程中产生的废弃塑料，有望彻底解决“白色污染”中低值废塑料回收利用难题。 而这些废塑料都是无法物理再生或物理再生成本过高的低值废塑料。

我国塑料化学回收何时能规模化应用？

废塑料的类别非常多，需要采用不同的技术方案

“全世界都在做化学循环法处理废塑料的技术攻关，但目前都还没有实现大规模应用，特别是在装置处理产能大型化方面。”中国石化集团公司高级专家蔡志强说，“因为废塑料的类别非常多，需要采用不同的技术方案，技术非常复杂，还需进一步进行研究。”

据蔡志强介绍，一般塑料包装包括单纯聚乙烯、聚丙烯做成的塑料制品，比如汽车、家电配件等。还有相当大的一部分是复合类包装，如塑塑复合、铝塑复合、纸塑复合等，里面含有多种塑料、纸或金属材料。这类塑料废弃物对回收处理技术要求高，需要工艺开发、设备制造联合攻关。

“目前，塑料化学回收的相关试验正在开展，但我国低值废塑料回收体系还有待完善，如何把低值废塑料聚集回收回来，并实现低成本高效回收具有挑战性，还需要创新探索。”高永平说，“地膜残膜塑料成分相对单一且量大，容易集中回收，中国石化已着手从地膜残膜回收利用开始，考虑规划在新疆建一个万吨级的工业实验装置。”

据介绍，因为新疆比较干旱，棉田、玉米等作物都要通过覆膜的方式保水保湿。如全部使用国标规定的耐老化地膜，仅棉田每年就需要近30万吨地膜。地膜残膜在农田的残留影响了棉花根系生长，导致棉花的籽棉亩产量由原来的500公斤—600公斤，下降到现在的300公斤—400公斤左右。

为解决这一问题，新疆各级政府通过建残膜回收站，并结合相关补贴政策等多种方式，鼓励农民、农场回收地膜残膜、以旧换新。2021年，新疆地膜回收率已达到81%，增量地膜残膜对棉田污染得到有效治理。

“地膜残膜经回收集中，由合作伙伴进行专业分选处理后，我们考虑再通过化学回收技术设备将其循环利用。”蔡志强坦言，“目前，这一技术已经相对成熟。相信在政府支持、社会关注和科学家的努力下，未来，其他领域低值废塑料的化学回收规模化利用，也只是时间问题。”