塑料回收正成为主流

如果我们不改变我们的生活方式，到2050年，海洋中塑料的重量将超过鱼类。这是一个引人注目的结论艾伦·麦克阿瑟基金会2016年的报告这是一个由这位独自驾驶长途游艇的英国环保慈善机构。2017年BBC系列纪录片蓝色星球2，由大卫·阿滕伯勒主持进一步扭转了公众反对塑料的舆论潮流。

随之而来的是对一次性塑料的强烈抵制。但是，把一次性塑料变成头号公敌是对一个非常复杂的问题的简单回应。无论从物流角度还是从环境角度来看，塑料通常都是完成这项工作的合适材料。例如，我们可能会认为，如果我们忘记带可续瓶的饮料，那么购买玻璃瓶的饮料比购买塑料瓶的饮料更环保。但玻璃瓶的重量更大，这意味着它们在运输过程中比塑料瓶污染更大。还有被仔细检查过的收缩包装黄瓜，实际上这种塑料涂层可以延长保质期，从而避免食物浪费。你试过用麦当劳的新纸吸管喝奶昔吗?它们不仅在工作时坏掉了(不要批评我，我是小男孩的父母)，而且餐厅现在承认它们无论如何都不能回收，这意味着可回收塑料可能是更好的选择。

全球经济每年损失超过800亿美元的塑料包装材料

减少我们对一次性塑料的依赖只能部分解决它造成的污染。一个互补的方法是建立塑料的循环经济。在未来，废弃塑料中的资源将被回收并再生为新塑料。一次又一次。

圆形的愿望

塑料的循环经济还将大幅减少生产塑料所需的新石化原料的提取量。另一个巨大的环境红利，在经济上也有意义:根据艾伦·麦克阿瑟基金会2016年的报告，仅一次使用塑料包装材料，全球经济每年就损失800 - 1200亿美元。

然而，我们目前离这个循环理想还很远。例如，在2008年至2018年期间，塑料回收正在增加，在欧盟的塑料垃圾回收增长了近80%，但总体比例仍然很低。在2017年的欧盟，30%的塑料被回收，不同国家之间的水平差异很大。在美国，同年，只是8.4%的塑料被回收．

而且，与纸张、玻璃和金属回收不同，大多数塑料垃圾不会被回收成类似质量的物品。它被机械回收成低质量的塑料，这个过程通常被称为下行循环。回收塑料瓶生产的产品包括绝缘材料、服装纤维和家具，其中许多不容易回收，所以它不是一个循环系统。此外，一些塑料类型在物流上不适合或在经济上不适合机械回收。未经机械回收的废旧塑料要么被送往垃圾填埋场，要么被焚烧以回收能源。

另一种回收塑料的技术开始受到关注:化学回收。这里的目标是将长塑料聚合物链分解成较短的碳氢化合物，然后将它们重新构建成全新的聚合物，适用于任何用途。

在美国，2017年生产的塑料中只有8.4%被回收

用化学方法回收塑料并不是一个新概念。20世纪90年代中期，包括化工巨头巴斯夫(BASF)在内的许多公司都对此进行了研究。但是污染，尤其是聚氯乙烯(聚氯乙烯)造成了重大问题。比利时根特大学(Ghent University)塑料化学回收专家凯文·范·吉姆(Kevin Van Geem)解释说:“PVC分解后会产生腐蚀性很强的氯。”系统泄漏和小型火灾司空见惯。今天，先进的分拣技术已经消除了这个问题。化学回收技术已经成熟，能够更好地处理食物垃圾。

范·吉姆解释说，公众舆论的转变也有助于推动这项技术的发展。世界各地的人们越来越反对塑料污染，越来越愿意购买再生塑料。废物管理监管格局也发生了重大变化。从历史上看，中国是世界上大部分塑料的最终目的地。但在2018年1月，中国禁止进口包括塑料在内的各种固体废物。2016年，欧盟每月出口约30万吨塑料垃圾，主要出口到中国。尽管马来西亚、印度尼西亚、土耳其和越南等其他国家弥补了部分缺口，但欧盟的废塑料出口量仍暴跌了约一半。

塑料回收目标也在提高，超过了仅靠机械回收所能回收的比例。例如，欧盟就有65%的商定目标到2025年，包装材料的回收率将上升到70%。

在过去几年里，一些化学品回收技术已经投入商业规模，旨在填补不断增加的配额和机械回收能力之间的空白。许多其他系统也已经在试点规模上证明了自己，并开始扩大规模。这些包括许多不同的化学反应，但可以分为三大类:分解成碳氢化合物混合物(如石脑油)，解聚成组成单体，以及转化成非组成单体的化学物质。还有第四种相关技术:完整聚合物链的物理分离。

分解成混合物

塑料中的大部分碳氢化合物来自天然气和原油。一旦提取出来，这些由数千种不同化合物组成的混合物就会被蒸馏，按分子量将它们分离成不同的组分。含有4到11个碳原子的碳氢化合物的馏分——石脑油——用于塑料生产。石脑油在进一步提纯和加工之前被裂解以产生较轻的碳氢化合物，包括那些适合用作塑料单体的化合物。

如今，大多数商业规模的化学回收技术将废塑料分解成石脑油或类似的碳氢化合物混合物。然后利用现有的基础设施重新加工成新的塑料。

热解是主要的塑料分解方法，通过在无氧气氛中加热聚合物骨架中的碳-碳键被破坏。低压或高压也常用于促进粘结断裂。

塑料能量目前在西班牙的塞维利亚和阿尔梅里亚经营着商业规模的塑料化学回收工厂。每家工厂每天处理约15吨消费后的塑料垃圾。“聚乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯是我们的目标原料，”塑料能源公司(Plastic Energy)首席技术长大卫·麦克纳马拉(David McNamara)解释说。“这种材料在经济上无法进行机械回收，这意味着过去它通常会被焚烧或填埋。”

塑料被放入反应器中，在低压下加热，使聚合物分子分解并蒸发。然后，多组分蒸汽被冷凝。麦克纳马拉解释说:“我们生产一种称为Tacoil的单一流组分，它可以用作一些石脑油裂解的替代原料。”一小部分较轻的碳氢化合物也被收集起来，然后燃烧为工厂提供动力。

塑料能源公司正与沙特石油化工公司Sabic合作，将Tacoil作为生产聚乙烯和聚丙烯的原料。在2019年初的一次成功试验之后，年产2万吨的工厂正在Sabic位于荷兰格林的生产基地安装。预计推出日期为2021年，已确认的回收塑料生产客户包括联合利华、Vinventions、Walki集团和特百惠。

其他国家也在筹建类似的工厂。麦克纳马拉解释说:“计划到2023年，将有10座工厂投入运营或在建。”

离家更近

在英国，该国首批两家商业规模的化学回收工厂正在建设中。这两家公司都将利用消费后的塑料垃圾生产石脑油等价物。回收技术正在珀斯的生态公园建造一个日产20吨的工厂更新ELP该公司正在ICI位于雷德卡的蒂赛德旧工厂建造四座日产70吨的装置。

回收技术公司开发了一种基于热解的系统，用于回收聚乙烯和聚丙烯。“我们蒸馏两种主要馏分，”Recycling Technologies的销售和营销总监埃琳娜·帕里西(Elena Parisi)解释说。这些输出被称为Plaxx。较重的部分是蜡状固体。帕里西说:“我们有一个商业协议，把它卖给一家名为Kerax的英国公司，这家公司将用它来生产从蜡烛到涂料等各种产品。”她补充说，第二部分是液体，回收技术公司正在与一个机密合作伙伴合作，对其进行后处理，使其适合裂解。“一旦它进入蒸汽裂解器，它就像任何其他用于新聚合物生产的标准石脑油液体原料一样。”

回收系统目前正在斯温顿的回收技术总部建造，然后运往苏格兰。生态园计划于2020年底/ 2021年初启动。帕里西说，该公司的目标是大规模生产这种产品，销往全球。2019年10月，该公司宣布与全球能源公司道达尔、全球品牌Nestlé和玛氏建立合作关系，在法国进行可行性研究。

ReNew ELP的技术是从总部位于伦敦的公司获得授权的色差技术但它最初是作为一种从褐煤中提取石油的手段在澳大利亚开发出来的。该系统的核心是催化热液反应器，而不是使用热解容器。它使用超临界水和催化的结合来分解塑料聚合物，并蒸发产生的碳氢化合物。

我们的目标是那些污染严重、传统回收不了的塑料

然后将蒸汽蒸馏。ReNew ELP董事总经理理查德•戴利(Richard Daley)解释说:“我们正在考虑生产四种液体产品:石脑油馏分、两种不同的汽油和一种蜡。”戴利说，这两种汽油将经过进一步加工，生产出商品化学品，而蜡将“作为一种骨料销售到沥青行业”。计划在2020年年中建造第一个每天70吨的装置，其他装置也将在不久之后建造。

戴利将Mura Technology的流程描述为“非常聚合物不可知论者”，并说“我们的目标是那些污染太严重或混合太严重的塑料，不适合传统回收。”他补充说，Mura科技正寻求在全球范围内授权这项技术。它还与东帝汶的政府合作，在一家非营利性企业中试用该技术。这个岛国位于澳大利亚北部约300英里处，目前没有垃圾处理基础设施，这意味着所有垃圾都被填埋，大量垃圾会泄漏到海洋中。

解聚成单体

上述化学回收技术的主要产出是石脑油或石脑油等价物，它们在蒸汽裂解阶段重新进入正常的塑料生产过程。其他技术正在寻求将聚合物直接分解成初始单体，这意味着将废塑料转化为新塑料所需的步骤更少。回收循环更短。

我们的垃圾有很多不同的来源，包括从清洁的泡沫到有污垢的农业托盘

低压热解技术是由Agilyx在美国俄勒冈州，两者都可以做到。Agilyx首席执行官约瑟夫•瓦扬古(Joseph Vaillancourt)解释说，这取决于原料配方。2018年，该公司在Tigard工厂开设了第一家聚合物到单体的商业规模工厂。瓦扬古补充说，这家工厂已经运转了一年多，将聚苯乙烯转化为苯乙烯单体。

这家工厂每天加工9吨聚苯乙烯。瓦扬古说:“我们的聚苯乙烯(废料)有很多不同的来源，从干净的泡沫塑料到坚硬的黑色农用托盘，里面有泥土和肥料。”苯乙烯单体被卖给德克萨斯州的化学公司Americas Styrenics，再加工成食品级聚苯乙烯。

瓦扬古说，Agilyx目前“正处于与15个不同客户开发工厂的不同阶段”。旨在扩大可回收塑料单体范围的研发工作也在进行中。他补充说，正在进行的一个更令人兴奋的研发项目是围绕PET展开的。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)有两种单体——乙二醇和对苯二甲酸，这使得它比含有单一单体的塑料更具挑战性。

另一家寻求化学回收PET的公司是循环产业该公司总部位于加拿大蒙特利尔附近。Loop Industries的创始人兼首席执行官丹尼尔·索罗米塔(Daniel Solomita)解释说:“我们发明了一种非常低温的甲醇分解工艺。”

Loop Industries公司将PET分解为乙二醇和对苯二甲酸甲酯，对苯二甲酸二甲酯。然后在内部进行再聚合步骤。该公司的第一家商业规模工厂——与化学公司Indorama Ventures合作——预计将于2021年底在南卡罗来纳州投产。索罗米塔说:“该工厂的年产量将达到4万吨PET树脂。”被回收的PET垃圾将包括地毯、衣服和消费后的塑料垃圾。已经签署合作协议使用回收PET的公司包括L 'Oréal、百事可乐和可口可乐。索罗米塔补充说，在全球范围内建造更多工厂的计划正在进行中。

转换成其他东西

另一项化学回收计划完成了从废弃塑料到回收塑料的循环BioCellection，总部位于美国加利福尼亚州。BioCellection的研发总监詹妮弗·勒·罗伊(Jennifer Le Roy)说，它的目标废物是聚乙烯。

勒罗伊解释说，聚乙烯在环境中会经历缓慢的氧化分解，“我们已经发明了一种在商业过程中加速这一过程的方法”。切碎的聚乙烯被放入带有氧化混合物的反应器中，并加热到近200°C。分解过程不会产生乙烯单体，而是产生短链二羧酸，BioCellection公司将其用于制造新材料。勒罗伊说:“这些是常见的化学组成部分，用于合成许多聚合物，包括聚酯、聚氨酯和聚酰胺。”“我们的技术是升级回收技术——我们从垃圾中提炼出新的高性能聚合物。”

生物收集反应堆目前每天处理2公斤废塑料，但预计将很快宣布扩大规模的计划。

分离混合物

与此同时，在德国默塞堡，塑料回收公司APK正试图通过物理分离完整的聚合物来缩短回收循环。APK的产品开发工程师Marta Heuser解释说:“我们正在进行聚合物的溶剂型分离。“在这个过程中没有化学反应。“APK工艺目前适用于多层、低密度聚乙烯和聚酰胺包装薄膜。

Heuser解释说，低密度聚乙烯溶解在溶剂中，而聚酰胺保持固相。APK于2019年夏天开设了第一家商业规模的工厂。她说:“输入材料都是电影制片人的非常规材料。”然后，回收的聚乙烯颗粒被卖给薄膜生产商，重新加工成薄膜，聚酰胺被卖给注塑应用，如汽车行业。

这将是圣杯:一种容易回收的高性能塑料

Merseburg工厂目前每年回收8000吨聚合物颗粒。第二座年回收能力为2万吨的工厂的选址正在确定之中。Heuser说:“第二家工厂也将处理消费后材料。”

这些公司只是一个蓬勃发展的行业的缩影。范·吉姆解释说:“我们大约有300家公司在欧洲销售化学回收塑料垃圾的新技术。”

ReNew ELP的Daley欢迎所有这些进入市场:“如果我们要达到回收目标，我们需要所有这些专注于不同聚合物或聚合物的不同技术。范吉姆指出，并非所有这些技术都能产生真正有用的结果。他解释说:“一些废物处理公司生产的石脑油流不符合石化公司所要求的规格。”沟通和合作是关键，但监管也会有所帮助。戴利说:“这是一种新的颠覆性技术，其速度超过了立法规定。”“我们符合现有的法规，但随着行业的发展，政府将不得不考虑制定具体的立法，以推动有针对性的发展和增长，”回收技术公司的帕里西补充说。

正如英国前首相特蕾莎·梅所说，塑料垃圾是“我们这个时代最大的环境灾难之一”。减少不必要的塑料使用仍然是a计划，但对我们必须使用的塑料进行完全循环经济正成为越来越重要和可行的b计划，化学可以发挥两个作用，改善化学回收和设计更容易回收的新型塑料。范吉姆解释说:“但这将是一种很容易回收的高性能塑料。”

妮娜·诺特曼，英国索尔兹伯里科普作家