معدل إعادة تدوير نفايات البلاستيك في الصين لا يزال أقل من * PET سنويًا. طريقة إعادة التدوير السائدة هي إعادة التدوير المادية ، والتي ، مع ذلك ، تحلل الخواص الميكانيكية للحيوانات الأليفة ، مما يحد من نطاق تطبيق منتجات الحيوانات الأليفة المعاد تدويرها.
في حين أن إعادة التدوير المادية للحيوانات الأليفة راسخة ، وسوق إعادة تدوير الزجاجة إلى الألياف ناضجة ، فإن إعادة تدوير الزجاجة إلى الزجاجة يجب أن تلبي المتطلبات الصارمة لتصنيع الزجاجات وتعبئة المواد الغذائية. وقد دفع ذلك إلى تطوير تقنيات إعادة التدوير الكيميائية التي تنطوي على تدهور السلسلة وإعادة البلمرة. تتضمن إعادة التدوير الكيميائي تحويل السلاسل الجزيئية للحيوانات الأليفة ، حيث يخضع البوليمر لإزالة البلمرة إلى ليغومرات أو مونومرات ، يتبعها الفصل والتنقية وعمليات أخرى لتكون بمثابة مواد خام لإنتاج المنتجات الكيميائية. تم إحراز تقدم كبير في مجال البحث والتطوير لإعادة تدوير المواد الكيميائية للحيوانات الأليفة ، بما في ذلك تحلل الكحول ، التحلل المائي الأنزيمي ، وإعادة التدوير المتقدمة ، وقد حقق بعضها تسويقا ناجحا.
يمكن إجراء إعادة التدوير الكيميائي من خلال التحلل المائي أو تحلل السكر أو تحلل الميثانول أو التصبين ، مما يؤدي إلى منتجات تحلل مختلفة. تركز هذه المقالة على تطوير وتسويق مسارات تحلل الحيوانات الأليفة.
وقد نفذ دوبونت تحلل الميثانول باستخدام حمض لويس كمحفز. هذه العملية مناسبة لإعادة تدوير الأصباغ التي تحتوي على الحيوانات الأليفة ، والطلاء ، والبوليمرات الأخرى. تفيد التقارير أن القدرة الإنتاجية قد وصلت إلى ، بالطن في السنة.
نجحت كل من جوديير (الولايات المتحدة الأمريكية) ، دوبونت (الولايات المتحدة الأمريكية) ، هويشت (ألمانيا) في التصنيع بطريقة تحلل السكر على سبيل المثال. كما كشفت فوجيتا عن تقنيات ذات صلة ، واقترحت أن النسيج الممزق يجب أن يتم ترطيبه مسبقًا على سبيل المثال قبل الدخول إلى نظام تحلل السكر لتسهيل وتسريع تفاعل تحلل السكر.
قامت شركة تشجيانغ جيارين الصينية ، بالتعاون مع شركة تيجين اليابانية ، بتطوير الدائرة البيئية®التكنولوجيا. هذه التقنية يمكن أن تنتج ألياف منكرة من نفس نوعية الحيوانات الأليفة البكر وهي مناسبة لإعادة تدوير نفايات البوليستر الملابس التي تحتوي على الأصباغ والأصباغ.
المملكة العربية السعودية هي المورد الأول في هذه الصناعة لاستخدام أساليب إعادة التدوير للأفضل الكيميائية لإنتاج البوليستر PBT المتجددة ، وتحويل النفايات البلاستيكية إلى موارد قيمة.
تستخدم تقنية تجديد البوليستر من إيستمان تحلل الجلوكوز أو تحلل الميثانول لتحويل النفايات إلى مونومرات أساسية ، مما يتيح إنشاء مواد جديدة.
تستخدم حماية البيئة من Guangdong Suiye طريقة تحلل جلايكول الإثيلين ، باستخدام جلايكول الإثيلين كعامل إزالة للبلمرة تحت درجة حرارة عالية وضغط لتحويل PET إلى BHET. ثم يتم إعادة بلمرة BHET إلى r-PET ، r-PETG ، الكريات ، والأفلام.
عملية تحلل الجلوكوز الحالية للحيوانات الأليفة معقدة نسبيًا. سواء باستخدام تحلل الميثانول أو تحلل السكر ، يجب أن تخضع المنتجات الخام للتكرير والترشيح والتنظيف قبل إعادة استخدامها لإنتاج الحيوانات الأليفة المعاد تدويرها أو غيرها من المنتجات. بما أن المنتجات المستهدفة الأولية لإزالة البلمرة هي BHET أو DMT ، فإن العملية تنطوي على إزالة البلمرة العميقة مع أوقات رد فعل طويلة ؛ متطلبات نقاء مونومر عالية تجعل الفصل والتنقية صعبة ؛ والعملية طويلة مع ارتفاع استهلاك الطاقة. وفيما يلي وصف لعملية تحلل ميثانوليسيس إيستمان كمثال:
تنطوي هذه العملية على تحلل حيوان أليف في الميثانول (MeOH) عند درجة حرارة-من من من من من من من من من 2-4 MPa. منتجات التفاعل الرئيسية هما DMT و EG ، وهي مواد خام لتجميع oriالبوليمر الأصلي. يمكن أن يستمر تحلل الميثانول إما من خلال تحلل السكر متبوعًا بميثانول ترانزستريفيشن أو عن طريق وضع حيوان أليف مباشرة في الميثانول. ركزت الطرق المبكرة على تحلل الميثانول في الطور السائل ، في حين تستخدم الطرق الأحدث بخار الميثانول عن طريق إزالة منتجات التفاعل جنبًا إلى جنب مع المذيب كبخار. في هذا النهج ، يمر بخار الميثانول فائق التسخين عبر خليط التفاعل ، مشكلاً ذوبانًا يحتوي على بوليستر منخفض الوزن الجزيئي ، مونومرات ، أوليغومرات ، جليكول ، و DMT.
الميزة الأساسية لتحلل الميثانول في مرحلة البخار هي أن الميثانول لا يخدم فقط كعامل إزالة البلمرة ولكن أيضًا كغاز ناقل ، فصل مكونات المونومر في مرحلة البخار من oligomers في المرحلة السائلة. بالإضافة إلى ذلك ، ينتقل التفاعل نحو منتجات الطور البخاري ، مما يؤدي إلى معدل تحويل DMT مرتفع يصل إلى ،. علاوة على ذلك ، يمكن استرداد وتنقية DMT و eoh بسهولة من خلال التقطير. ومع ذلك ، يتطلب DMT المقطر مسبقًا مزيدًا من التنقية عن طريق التبلور لإزالة الشوائب الحرجة التي تؤثر سلبًا على سلوك إعادة البلمرة. تشمل هذه الشوائب الماء ، الديولات ، الكحول ، المحفزات ، ومكونات مرحلة البخار ذات الصلة الوثيقة ، مثل مشتقات الفثالات (على سبيل المثال ، ثنائي ميثيل أيزوفثالات ، DMI).
كما ذكر أعلاه ، يحلل تحلل الميثان المواد الخام منخفضة الجودة إلى DMT و EG. ومع ذلك ، فإن الإمكانات التجارية للحيوانات الأليفة المعاد تدويرها مقيدة بمعايير الجودة لإعادة الاستخدام في تغليف المواد الغذائية. لذلك ، نقاء المواد الخام أمر بالغ الأهمية. يمكن تنقية الميثانول بغليه من المواد المتفاعلة على سبيل المثال و DMT ، يليه التقطير. ومع ذلك ، بسبب حساب أزوتروب ، فإن فصل مثل الديولات من DMT من خلال التقطير هو أكثر صعوبة ويتطلب دراسات نظرية مكثفة.
MeOH, EG, و DMT عمود الفصل
رد فعل الانفصال برو/الثاني نتائج المحاكاة للمنتجات
يقدم الجدول 1 نتائج التصميم والمحاكاة للمحترفين/الثاني لفصل منتجات التفاعل عن طريق التقطير. تشير البيانات إلى أن التقطير الفراغي يمكنه تحقيق الميثانول عالي النقاء وجلايكول الإيثيلين. ومع ذلك ، فإن درجة نقاء DMT المقطرة مسبقًا تبلغ في المئة وتتطلب المزيد من المعالجة لتلبية معايير الجودة للحيوانات الأليفة بدرجة الزجاجة. يمكن تحقيق ذلك من خلال إعادة التبلور في محلول الميثانول أو تبلور الذوبان الخالي من المذيبات. تتضمن عملية إعادة التبلور التقليدية استخدام أجهزة التبلور DMT crystallizers وأجهزة الطرد المركزي DMT وأجهزة الصهر والمرشحات ، إلى جانب كمية كبيرة من الميثانول كمذيب. عادة ما تمثل معدات التبلور ووحدات استرداد المذيبات المرتبطة بها التكلفة الإجمالية للاستثمار. في المقابل ، خالية من المذيباتبلورة تذوبيحسن المرونة التشغيلية ويقلل من تكاليف الاستثمار والتشغيل المحتملة للمرافق التجارية.
يتم تنقية العديد من المواد العضوية من خلال التبلور ، حيث يحتوي خليط التغذية عمومًا على تركيز عالٍ من المكونات البلورية. يختلف التبلور في مثل هذه الخلطات عن بلورة المحاليل التقليدية وبالتالي يشار إليه باسم بلورة الذوبان. هنا ، يتم تعريف الذوبان على أنه سائل يتصلب عند التبريد ضمن نطاق درجة حرارة ضيق نسبيًا ، بالقرب من نقطة الانصهار للمكون البلوري الأساسي. الغرض الأساسي من هذه العملية هو التنقية بدلاً من تشكيل الجسيمات.
تم استخدام تبلور غشاء سقوط تجريبي ، مجهز بأنبوب عمودي بطول 18 مترًا ، لبلورة تذوب مخاليط DMT الاصطناعية التي تحتوي على شوائب متعددة. هذا النظام هو انصهار ، مع درجة حرارة انصهار 55 درجة مئوية لمزيج يحتوي على 9 طن بالطول ٪ DMT. لذلك ، على جانب DMT من مخطط المرحلة ، يمكن التعامل مع الشوائب الإجمالية كشوائب واحدة. عند التبريد ، تنمو بلورات DMT من الطبقة المتساقطة للذوبان داخل أنبوب التبريد. الشوائب مثل الماء ، الديولات ، الكحول ، المحفزات ، والمكونات غير الأليفة من البوليمرات المشتركة (على سبيل المثال. ز. ، يتم استبعاد DMI و bisphenol A و cyprolactam من البلورات وتتركز في الخمور الأم. نتائج التبريد الإضافية في نمو الطبقات ، يليه تصريف الذوبان النجس.
يتم تنقية الطبقة المتبلورة أكثر من خلال الذوبان الجزئي (أ procesS المعروف باسم التعرق) ، وهو ما يشبه خطوة الغسيل في بلورة المحلول. ثم يتم إذابة الطبقة البلورية المنقاة (عند نقطة انصهار تبلغ 49 درجة مئوية) لاسترداد منتج سائل نقي.
مراحل فصل لإنتاج DMT عالي النقاء
يتم تنفيذ تنقية تبلور الطبقات من خلال دورات درجات الحرارة المتكررة وتعديلات التوازن الشامل خلال مراحل فصل محددة. تسمح الطبيعة الدورية للعملية بإجراء مراحل فصل متعددة في بلورة واحدة. وهذا يتيح تحقيق نقاء المنتج المطلوب بأكثر من ، wt ٪ DMT دون معدلات الاسترداد. وبالمثل ، من خلال إضافة مراحل ، يمكن زيادة محتوى DMT إلى أكثر من ، وبالتالي تقليل خسائر المنتج. تجدر الإشارة إلى أن نقاء الكريستال الأولي العالي يؤدي إلى كفاءة فصل أفضل ، مما يقلل مع ارتفاع مستويات الشوائب.
وعادة ما يستخدم تبلور الطبقة المتساقطة في المواد الخام النقية نسبيا والعمليات ذات السعة العالية. ونتيجة لذلك ، تكون أوقات التبلور أقصر ، حيث تحتاج إلى 40 إلى 60 دقيقة لبلورة حوالي من الكتلة الأولية. يتراوح السُمك النهائي لطبقة البلورات الأسطوانية من 8 إلى 12. أوقات التعرق أقصر ، عادة ما بين 15 و 20 دقيقة ، مع الحفاظ على الكتلة البلورية النهائية من أجل ، اعتمادا على النقاء الأولي.
واحدة من المزايا الرئيسية لبلورة الطبقات هي أنه لا توجد أجهزة ميكانيكية مطلوبة لنقل الكسور السائلة. المكونات المتحركة الوحيدة في العملية هي المضخات والصمامات القياسية. إلا أن استعادة منتج سائل نقي يتطلب بقاء المادة مستقرة نسبياً عند نقطة انصهارها. يلبي DMT بسهولة هذا المطلب. حققت أبحاث Donggong المستمرة في تنقية تبلور الذوبان نقاء منتج عالي بشكل استثنائي ، مما عزز بشكل كبير استدامة إعادة تدوير المواد الكيميائية للحيوانات الأليفة.
