В полимерната индустрия има потоци от отпадъци, които индустрията досега не е успяла да рециклира. Финландската компания Uponor се оказа в подобна ситуация и реши, че е време да направи промяна: те решиха да намерят начини за рециклиране на материали, които в миналото се смятаха за нерециклируеми. И заедно с още трима партньори успяха.
Представете си, че сте производител на тръби за жилищни и строителни цели. Въпреки че вече сте оптимизирали вашите процеси в много висока степен, някои неизбежни материални загуби остават при производството на всяка тръба: малка част от производствения скрап. Проблемът с този скрап е, че всъщност няма никаква полза от него.
Производствен скрап от производството на PEX тръби на Uponor. Източник: Uponor
Ситуацията, описана по-горе, е тази, пред която беше изправена финландската компания за решения за устойчива вода Uponor. Сред широка гама други продукти, Uponor произвежда тръби за отопление и водопровод. Тези тръби са направени от специфичен тип полимер: омрежен полиетилен, често наричан „PEX“. PEX тръбите имат важен принос за енергийната ефективност и безопасност. Те са здрави, устойчиви на температури и дълготрайни. Те основно носят всички свойства, които искате да видите в тръбите, пренасящи вода през сграда.
Тези свойства се връщат към характеристиките на омрежването на полиетилена. Омрежването се отнася до образуването на връзки между молекулите в полиетилена. Създаването на тези „връзки“ прави полимера по-издръжлив, устойчив на повреди и гъвкав. Звучи ли ви сложно? Нека се опитаме да го направим просто: Мислете за полимерите като за много дълги вериги – мислете за сготвени спагети. Ако сложите купчина варени спагети в чинията си, ще видите, че те не образуват нещо грандиозно, а в крайна сметка просто са купчина спагети. Но ако трябваше да използвате малко лепило, можете да свържете нишки спагети един с друг и да образувате истинска мрежа от юфка. С всяка връзка, която изграждате, вие добавяте здравина към тази купчина паста, за да оформите грандиозно парче вкусно изкуство.
Чиния спагети. Вкусно, но доста нестабилно.
Имайки това предвид, нека разгледаме PEX като много добре слепен вариант на купчината спагети, което го прави чудесен избор, когато се нуждаете от издръжлив продукт. За съжаление, в миналото имаше и недостатък: PEX се смята за почти невъзможен за рециклиране с конвенционалните технологии за рециклиране. При производството на PEX тръбите Uponor нямаше друга алтернатива, освен да събира остатъците от производството на PEX и да ги изхвърля. Те бяха или изгорени, или депонирани. Ето защо екипът потърси алтернатива с по-ефективно използване на ресурсите – и намери такава, след като събра правилните партньори.
„PEX има много разнообразни приложения. 50 години PEX тръби говорят сами за себе си,” казва Томас Фюр, главен технологичен директор в Uponor. „Нашата цел е да използваме 100% от нашите PEX отпадъчни материали чрез рециклиране в затворен цикъл. За да стигнем дотам, трябваше да започнем от някъде - и затова започнахме дискусии с компании за рециклиране на химикали.“
Пластмасовите отпадъци да работят гладко
В Нокиа, малък град на 150 километра северно от Хелзинки, финландската компания Wastewise Group управлява пластмасовия еквивалент на сокоизстисквачка, поне на пръв поглед: пластмасовите отпадъци влизат в съоръжението, втечнената отпадъчна пластмаса излиза от съоръжението. Това, което може да звучи доста просто, е сложна технология, изобретена от самата компания. За разлика от ябълките и портокалите, пластмасата не се изстисква, а по-скоро се разтопява, изпарява и кондензира. Wastewise използва пиролиза, за да превърне твърдите пластмасови отпадъци в течност. В реактор отпадъчната пластмаса се подлага на много високи температури от близо 500 градуса по Целзий. За да се избегне изгарянето на пластмасата в процеса, кислородът се отстранява от реактора: няма кислород, няма огън.
Wastewise съоръжение в Nokia. Източник: Wastewise.
Втечнената отпадъчна пластмаса не е много хомогенна маса. Въпреки че процесът на пиролиза премахва определени примеси в първоначалните пластмасови отпадъци (остатъци от храна, пръст, хартия), той все още е смес от всякакви материали или химикали, които преди са били добавки към пластмасови продукти. В известен смисъл течността прилича на изкопаем суров нефт - и не остава течна, освен ако не се държи при определени температури. Част от него обаче сега са производствени отпадъци от PEX от Uponor, тъй като екипът на Wastewise успя да използва производствените отпадъци на Uponor в техния завод за пиролиза.
„PEX е в списък с материали, създаващи главоболия на рециклиращите“, казва Кайса Сувилампи, управляващ директор и партньор в Wastewise. „Вместо да се фокусираме върху вече годни за рециклиране отпадъци, нашата цел винаги е била да превръщаме трудни за рециклиране пластмасови отпадъци в пиролизно масло с достатъчно качество за по-нататъшна обработка. И точно това направихме с отпадъчния PEX на Uponor.“
Поддържан топъл и уютен, суровият петрол, наподобяващ пиролизно масло, след това се транспортира до рафинерията на Neste в Порвоо, Финландия. На мястото Neste управлява конвенционална рафинерия за суров петрол повече от 50 години, но в момента компанията е в процес на оценка на начини да превърне своята рафинерия в Порвоо изцяло в кръгово място за производство на възобновяеми продукти, което в крайна сметка ще премахне изкопаемите горива суров петрол като суровина за рафинерията. Част от суровия нефт днес вече е заменен с втечнена отпадъчна пластмаса, като пиролизното масло от Wastewise. Следователно отпадъците от PEX, превърнати в пиролизно масло, се използват като суровина за рафинерията и се обработват съвместно със суровия нефт в Neste RE, суровина за нови пластмаси.
Рафинерията на Neste в Порвоо, Финландия. Източник: Neste.
„Използването на втечнена отпадъчна пластмаса директно в рафинерията работи при по-малки обеми“, казва Heikki Färkkilä, вицепрезидент по химическо рециклиране в Neste. „Продължавайки напред с по-големи обеми, ще имаме нужда от нови операции за рафиниране, за да подобрим качеството на петрола и да го превърнем в спадащо качество за производството на пластмаси. Капацитет за това трябва да бъде изграден в рафинерията в Порвоо през следващите години. След това ще можем да обработваме стотици хиляди тонове втечнена отпадъчна пластмаса всяка година.
В хода на проект „PULSE“ – подкрепен от Фонда за иновации на ЕС със 135 милиона евро – Neste се насочва към капацитет за предварително третиране и надграждане от 400 000 тона годишно, които трябва да бъдат постепенно достигнати до 2028 г. До 2030 г. компанията възнамерява за преработка на 1 милион тона пластмасови отпадъци годишно в световен мащаб.
Обратно към корените на пластмасата
Резултатът от обработката на пиролизното масло в рафинерията е висококачествена рециклирана суровина, която може да се превърне в нова пластмаса. Технически суровината – основно много дълги вериги от въглеводороди – вече може да се превърне в нови пластмаси за всякакви приложения. Въпреки това, тъй като целта на този конкретен проект беше да се затвори кръговият кръг за PEX пластмаси, рециклираната суровина се транспортира допълнително до парния крекинг на Borealis в Порвоо, Финландия. Парният крекер превръща тези дълги вериги в по-малки вериги, една от които е етилен. С етилена кръгът е почти затворен. Това, което остава да се направи, е превръщането на етиленовите мономери в полиетиленови полимери. Това се прави от Borealis и в Порвоо.
Завод Borealis в Порвоо, Финландия. Източник: Borealis.
„Успяхме да интегрираме химически рециклирана отпадъчна пластмаса от PEX тръби като суровина в нашите установени производствени процеси“, казва Джон Уебстър, глобален търговски директор на инфраструктурата в Borealis. „Тъй като това не изисква допълнителни тестове, одобрения или валидиране, това направи доста лесно стартирането на този проект. Трудната за рециклиране отпадъчна пластмаса като суровина и висококачествените полимери като продукция вече не са в противоречие.“
След това полиетиленът се връща обратно към съоръжението на Uponor във Вирсбо, Швеция. Омрежването на полиетилена става с помощта на пероксид. Нека помислим отново за спагетите: пероксидът основно позволява спагетите да бъдат залепени една за друга. За по-лесно, представете си, че всяка нишка спагети има ръце и ние искахме да ги залепим заедно с тези ръце. За съжаление ръцете им не са свободни. Пероксидът променя това. Освобождава ръце за спагети, които след това се залепват.
Резултатът е PEX, който Uponor вече може да използва за производство на нови PEX тръби. Докато се използва производствен скрап в началната фаза на сътрудничеството, това може много добре да се разшири до други потоци от отпадъци в бъдеще. В крайна сметка стари PEX тръби, които в момента все още се използват в сгради, могат да бъдат рециклирани по подобен начин.
Обединявайки сили и работейки заедно, четиримата партньори по този начин осигуриха основата за кръговрат на полимерите, които досега бяха блокирани в линейна верига на стойността.
Източник:
https://journeytozerostories.neste.com/chemical-recycling-of-plastics#28632c6f
