Дереккөзге сілтеме жасау және ескерту: Бұл мақаладағы техникалық көрсеткіштер объективті түрде жинақталған және жаһандық есептен бейімделген. «Пластикалық қалдықтарды пиролиздеуге арналған шикізат сапасы бойынша нұсқаулық» Пластикалық қалдықтарды жою альянсы (AEPW) және Eunomia Research & Consulting (2022 жылдың тамыз айы) жариялаған. Бұл мақала химиялық қайта өңдеу секторындағы жаһандық серіктестерге арналған коммерциялық емес техникалық анықтамалық және салалық білім алмасу ресурсы ретінде ғана арналған және коммерциялық қайта сату немесе пайда табу мақсаттарында пайдаланылмауы тиіс. Оқырмандарға ресми сайтқа кіру ұсынылады. AEPW есеп беті немесе веб-сайт Эуномиа туралы есеп беті түпнұсқа есептің толық мәтініне қол жеткізу үшін.
1. Неліктен осы пиролиз шикізаты бойынша нұсқаулықты әзірлеу керек?
1.1 Әлемдік контекст: Химиялық қайта өңдеудің өсуі
Қаптама өндірушілерінен бастап мемлекеттік мекемелерге дейінгі мүдделі тараптар топтары пластикалық қалдықтарды қайта өңдеуге жаңа өлшемдер қосу үшін озық қайта өңдеудің әлеуетіне қызығушылық танытуда, әсіресе бұл технологиялар механикалық қайта өңдеуді толықтырады деген үмітпен. Химиялық қайта өңдеудің әртүрлі жолдарының ішінде пиролиз тұйықталған циклді пластикалық дөңгелек жүйені құруда жетекші рөл атқарады. Термиялық деполимерлеу арқылы қалдық пластмассалар нафтаға айналады, содан кейін ол пластикалық өндіріс тізбектеріне қайта ене алады.
1.2 Негізгі қиындық: Бірыңғай шикізат стандарттарының болмауы
Пиролиз секторының жылдам кеңеюі саланың негізгі мәселесін анықтады: шикізатқа арналған бірыңғай сапа сипаттамаларының ұзақ уақыт бойы болмауы.
- Қалдықтарды сұрыптау операторлары үшін: сұрыптау қондырғылары механикалық пластикті қайта өңдеуге арналған шикізат сипаттамаларына үйреніп қалған. Оларда пиролиз қондырғыларына арналған білікті аралас пластик шикізатын дайындау бойынша нақты нұсқаулар жоқ.
- Пиролиз жабдықтарын жеткізушілер мен зауыт операторлары үшін: Шикізат құрамының белгісіздігі технологиялық өнімділіктің төмендеуі, өнім сапасының төмендеуі және жабдықтың тозуы сияқты жағымсыз әсерлерге әкелуі мүмкін, бұл шығындарға қосымша ауыртпалық түсіреді.
1.3 Нұсқаулықтың мақсаты
Осы мәселелерді шешу үшін AEPW және Eunomia бірлесіп осы есепті әзірледі. Бұл зерттеудің мақсаты - пиролизге арналған бастапқы шикізат талаптары туралы түсінік беруге көмектесу және пиролиз операторлары мен материал жеткізушілері арасындағы талқылаулар үшін бастапқы нүкте ретінде пайдаланылуы мүмкін үлгілік шикізат сипаттамасын ұсыну.
2. Пиролиз шикізатының сипаттамасы
| Негізгі құрам | Ең төменгі шекті/ластану шегі | Әлеуетті әсер және процестің шектеулері туралы түсініктеме |
|---|---|---|
| PE және PP құрамы | ≥ 85% | Полиэтилен (ПЭ) және полипропилен (ПП) пиролиз операторларының негізгі қажетті шикізаты болып табылады. Шикізаттағы ПЭ және ПП құрамдарының аз мөлшері, әдетте, оттегі мен азот сияқты гетероатомдардың5 көп болуын білдіреді. Гетероатом құрамының жоғары болуы өнімділіктің төмендеуіне және/немесе процеске экономикалық әсер ететін қабылдау сипаттамаларына сәйкес келу үшін процестен кейінгі гидротазалау қажеттілігіне әкелуі мүмкін. |
| ПВХ / ПВДК құрамы | ≤ 1% | Поливинилхлорид (ПВХ) және поливинилиденхлорид (ПВХХ) қабықшалары хлор атомдарын пиролиз процесіне енгізеді, бұл жабдықтың коррозиясын тудыруы және сақталуы мүмкін. дайын көмірсутек өніміне гетероатомдар ретінде енгізіледі. Пиролиз операторларының ПВХ/ПВДК-ны жоюдың немесе оның туындататын қиындықтарын айналып өтудің шектеулі тиімді құралдары бар. |
| ПЭТ / ЭВОХ / Нейлон құрамы | ≤ 5% | Полиэтилентерефталат (ПЭТ), этиленвинил спирті (ЭВОХ) және нейлон проблемалы ластаушы заттар болып табылады, себебі олардың құрамында оттегі және күрделі сутегі-көміртекті құрылымдар бар молекулалар бар. Шикізатта оттегі атомдарының болуы оттегімен қаныққан өнімдерге әкеледі, бұл өнімділікті төмендетеді және пиролиз майының сапасына кері әсер етеді. Нейлон және ПЭТ сияқты кейбір күрделі сутегі-көміртекті құрылымдар ПЭ және ПП сияқты оңай ыдырамайды, ал олардың ыдырауының кейбір қосымша өнімдері дайын өнімде қоспалар ретінде әрекет етеді. |
| PS мазмұны | ≤ 7% | Полистирол (ПС) әдетте тыйым салатын ластаушы зат ретінде қарастырылмайды. Дегенмен, операторлардың ПС-ке төзімділігі айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Кейбір операторлар ПС-тің максималды мөлшері үшін өте бос шекті мәндерді білдірді, ал басқалары аралас пластикалық шикізат ағындарында ПС пайда болуының күтілетін диапазонында болуы мүмкін қатаң шекті мәндерді көрсетті. |
| Металл / Шыны / Кір / Ұсақ бөлшектердің құрамы | ≤ 7% | Ластауыштардың бұл тобы екі себеп бойынша проблемалы. Біріншіден, бұл материалдар абразивті болып келеді және жабдықты айтарлықтай зақымдауы мүмкін. Екіншіден, олар салыстырмалы түрде ауыр, бұл пиролиз операторларының шығындарын арттырады, себебі кіріс шикізаты әдетте бірлік салмақ негізінде сатып алынады. |
| Қағаз / органикалық заттар құрамы | ≤ 10% | Қағаз және басқа да органикалық материалдар, құрамында оттегі және күрделі молекулалық құрылымдар бар, бұл дайын өнімнің сапасын төмендетуі мүмкін. Бұл өңдеуден кейінгі талаптарды және гидроөңдеу сияқты шығындарды арттыруы мүмкін. Операторлар бұл материалдар үшін шектік мәндердің кең ауқымын көрсетті, ал кейбір операторлар салыстырмалы түрде босаңсыған шекті білдірді. Бұл шектік мәндер алдын ала сұрыптау технологияларымен өзара байланысты болуы мүмкін. |
| Судың максималды мөлшері | ≤ 7% | Су реакция жылуын сіңіреді және энергия шығынын арттырады. Дегенмен алдын ала өңдеу арқылы кептіру арқылы жойылса, шамадан тыс ылғал инвестицияны арттырады және операциялық шығындар. |
| Күлдің максималды жалпы мөлшері | ≤ 15% | Жеке қоспа компоненттері өздерінің тиісті шектеулерінен аспаған жағдайда, күлдің жалпы мөлшері 15%-дан аспауы тиіс. |
3. Шикізат сипаттамасын анықтайтын драйверлер
Сурет көзі: Пластикалық қалдықтарды жою альянсы (AEPW) және Eunomia. «Пластикалық қалдықтарды пиролиздеуге арналған шикізат сапасы бойынша нұсқаулықтардан» бейімделген (2.2-сурет).
Алдыңғы жағынан алдын ала сұрыптау мүмкіндігі
- Алдын ала сұрыптауды көбірек → Аз рецепт бойынша шикізат стандарттары: Берік сұрыптау жүйесімен (мысалы, оптикалық сұрыптағыштар, магниттік сепараторлар) жабдықталған пластикалық пиролиз қондырғылары төмен сапалы, жоғары араласқан пластик қалдықтарын қабылдай алады, себебі сұрыптау жүйесі ПВХ, ПЭТ және басқа да жарамсыз материалдарды сүзеді.
- Алдын ала сұрыптауды азайту → Шикізатқа арналған рецепт бойынша көбірек стандарттар: Егер берік сұрыптау желілері болмаса, пиролиз қондырғысының операторлары реактордың зақымдалуын және май сапасының төмендеуін болдырмау үшін қымбат таза пластикалық қалдықтарды сатып алуы керек
Емдеуден кейінгі артқы конфигурация
- Емдеуден кейінгі көбірек → Аз рецепт бойынша шикізат стандарттары: Жетілдірілген тазарту жүйесімен (каталитикалық, хлорсыздандыру, айдау) пиролиз қондырғыларының операторлары шикі пластиктегі ластаушы заттардың (мысалы, хлор және кремний) әсеріне әлдеқайда жоғары төзімділікке ие. Себебі мұнайдағы қоспаларды кейінірек тазартуға болады.
- Емдеуден кейінгі азырақ → Рецепт бойынша көбірек шикізат стандарттары: Қарапайым немесе жеңілдетілген тазарту кезінде қателіктерге орын аз болады. Шығарылатын майдың негізгі нарықтық стандарттарға сәйкес келуін қамтамасыз ету үшін шикізат қоспалары алдын ала қатаң бақылануы керек.
Төменгі ағынды тасымалдаушының сипаттамалары
- Аз шектеу қойылатын тасымалдаушы сипаттамалары → Аз рецепт бойынша шикізат стандарттары: Егер сіздің төменгі ағымдағы сатып алушыңыз (оффтейкер) өнеркәсіптік жылыту, теңіз отыны немесе негізгі араластыру үшін тек төмен сапалы пиролиз майын қажет етсе, шикізатқа қойылатын талаптарды айтарлықтай жеңілдетуге болады.
- Шектеулі тасымалдаушы сипаттамалары → Қосымша рецепт бойынша шикізат стандарттары: Егер сіздің мақсатыңыз мұнай-химия алыптарына (Dow, BASF немесе Shell сияқты) дөңгелек пластмассалар (бу крекерлері) үшін жоғары сапалы пиролиз майын сату болса, олардың химиялық сипаттамалары өте қатаң. Олардың стандарттарына сәйкес келу үшін сіздің кіріс пластмассаңыз ПВХ, галоген және металдардан іс жүзінде таза болуы керек.
Құн теңдеуі және шығын-кіріс моделі
- Төмен шығындар/кіріс → Аз рецепт бойынша шикізат стандарттары: Өңдеу шығындары төмен, жоғары шлюпка алымдары (шайпұлдар) бар немесе кіріс моделі мұнай сатудан гөрі үкіметтің қалдықтарды өңдеу субсидияларына негізделген аймақтарда зауыт сапасыз қалдықтардың кеңірек, рецептсіз түрлеріне төтеп бере алады.
- Жоғары шығындар/кіріс → Шикізатқа арналған рецепт бойынша көбірек стандарттар: Жоғары тазалықтағы пиролиз майы үлкен шығындарды (жоғары кіріс) қажет еткенде немесе пайдалану және тазарту шығындары өте жоғары болғанда, жоғары құнды мұнай өнімділігін барынша арттыру және жабдықтың тоқтап қалу уақытын азайту үшін дәл, жоғары сапалы шикізат сипаттамаларын пайдалану өте тиімді болады.
Қорытынды ескертулер
Қалдық пластмассалардың пиролизі (озық қайта өңдеу) - «Кіріс шығысты анықтайды» деген қатаң ғылым. Бұл халықаралық шикізат сапасы бойынша нұсқаулықты түсіну арқылы әлемдік тұтынушылар жобаның техникалық-экономикалық негіздемелерін жүргізу және жабдықты сатып алу кезінде ең тиімді, тұрақты және коммерциялық тұрғыдан тиімді пиролиз шешімін жасау үшін жергілікті қалдық пластмассасының құрамы мен экономикасын ғылыми тұрғыдан үйлестіре алады.
