способы переработки отходов ПЭТ. ПЭТ_Бутенко_Д. Презентация По дисциплине Утилизация и вторичная переработка материалов и изделий Способы переработки отходов пэтф
 Скачать 413.83 Kb.
|
|
Министерство высшего образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет пищевых производств» Институт промышленной инженерии, информационных технологий и мехатроники Кафедра промышленного дизайна, технологии упаковки и экспертизы Направление 29.03.03 «Технология полиграфического и упаковочного производства» Презентация По дисциплине: «Утилизация и вторичная переработка материалов и изделий» «Способы переработки отходов ПЭТФ» Студент: Бутенко Д. С. Группа: 18-ТО-2 Преподаватель: Кирш И. А. Москва 2021 Способы переработки отходов ПЭТФ Наиболее прогрессивной является переработка полимерных отходов во вторичное полимерное сырье. Особенно это касается отходов ПЭТ, цена на 1т. которого достигает 1200 долларов США. Поиск рационального решения этого вопроса ведется в направлениях, рассмотренных далее. Энергетические способы переработки отходов ПЭТ Довольно распространенным способом утилизации отходов потребления пластмасс является сжигание. Теплотворная способность 2 т. пластиковых отходов упаковки эквивалентна теплотворной способности 1 т. нефти. В некоторых странах работают небольшие ТЭЦ по сжиганию бытовых отходов, в состав которых входит до 50% отходов полимерной упаковки. Как источник тепловой энергии отходы упаковочных материалов используют многие страны. Мусор сжигают в специальных печах различной конструкции, оборудованных фильтрами, очищающими вредные газы. Эти фильтры сложны в производстве и использовании и не всегда обеспечивают необходимую степень очистки. Пластмассы содержат различные стабилизирующие добавки, пигменты и другие, в состав которых входят соли тяжелых металлов. При температуре свыше 700°С они переходят в газообразное состояние и их последующее улавливание чрезвычайно затруднено. Использование для этих целей воды приводит к её загрязнению и необходимости организации ее сложной очистки. Для сжигания требуются затраты, которые в настоящее время не могут быть компенсированы использованием выделяющейся тепловой энергии. Кроме того, на процесс сжигания необходимо использовать значительное количество кислорода. По различным оценкам на сегодня сжигается до 40% полимерных отходов. В Соединенных Штатах для получения энергии сжигается 17 % всех твердых отходов. В Японии сжигают 75% отходов, в Европе сжигают 30 %, в Швейцарии сжигают приблизительно 80 %. Пластмассы имеют наибольшую теплотворную способность, чем любой другой материал, находящийся в городских отходах. Химические способы переработки ПЭТ Химические способы переработки пластиковых отходов в основном направлены на использование пластиковых отходов, потерявших первичные свойства и которые сложно переработать механическими способами. Направление охватывает наиболее распространенный, экономичный, непрерывный и безопасный для окружающей среды способ переработки отходов ПЭТФ - деполимеризацию. Деполимеризация полиэтилентерефталата производится различными методами в результате которых получаются продукты для реполимеризации до первичного ПЭТФ (деполимеризация нейтральным гидролизом до терефталевой кислоты и этиленгликоля, снова идущих на синтез ПЭТФ), а также новые продукты используемые в других областях химической промышленности. К сожалению до сих пор деполимеризация остается весьма дорогим способом переработки вторичных пластмасс, в основном из-за значительных энергетических затрат или использование дорогих химических продуктов. Также распространен способ переработки отходов ПЭТФ - получение сравнительно недорогой ненасыщенной полиэфирной смолы. Для этого отходы ПЭТФ, с содержанием влаги 0,1-10%, подвергаются гликолизу и поликонденсации с добавлением α-; β- ненасыщенных многоосновных кислот или их ангидридов с целью получения ненасыщенной полиэфирной смолы. Для переработки текстильных отходов из полиэстра используют двухстадийный алкоголиз смеси низшими спиртами. В результате образуются низший диалкилэфир терефталевой кислоты и ацетат целлюлозы. Пиролиз отходов ПЭТ Пиролиз - термическое разложение органических веществ в отсутствии кислорода с целью получения полезных продуктов. При низких температурах (до 600°С) образуются в основном жидкие продукты, а выше 600°С - газообразные. В твердом остатке образуется в основном технический углерод и соединения металлов. Пиролиз позволяет переработать смешанные и загрязненные отходы. Несмотря на ряд недостатков, пиролиз, в отличие от процессов сжигания, дает возможность получения промышленных продуктов, используемых для дальнейшей переработки. По данным ученых Великобритании пиролиз ПЭТФ при 550°С дает "химический суп, который используется как топливо или как сырье для нефтехимической промышленности. С экономической точки зрения затраты на пиролиз не превышают затраты на сжигание отходов. В настоящее время, пиролиз убыточен. Сольволиз отходов ПЭТ Понятие сольволиз объединяет различные способы деполимеризации (метанолиз, гидролиз, ацидолиз, гликолиз, алкоголиз). Выбор соответствующего процесса зависит от качества материала на входе. Например, гликолиз или метанолиз неспособен удалить красители, добавленные к ПЭТФ. Фирмой "United Recovery" разработана технология химической утилизации отходов ПЭТФ. На первой стадии измельченный полимер обрабатывается гидрооксидами металлов, получают этиленгликоль и соли металлов терефталевой кислоты. Потом массу нагревают до 200-300°С и испаряют этиленгликоль. Соли металлов терефталевой кислоты выделяют и очищают при 105°С. Преимуществом данного метода является получение термостабильных солей без загрязнения и ценного мономера с меньшей стоимостью и высокой чистотой. Фирма "Pure Tech International Inc" (США) осуществляет регенерацию отходов различных материалов. Фирма разработала технологию переработки сильно загрязненных отходов ПЭТФ для повторного использования, в том числе для получения волокон. После регенерации фирма выпускает чистый ПЭТФ. В Германии разработан способ бутанолиза ПЭТФ-отходов. Он состоит из переэтерификации диализата и поликонденсации. Диализ можно проводить в экструдере в течение 1-5 минут и давлении 3-20 кг/см2. В результате получают полибутилентерефталат, который содержит до 0,16% этиленгликоля, имеет характеристическую вязкость 1,10 мл/г. Объединенная корпорация "Resource Recovery" имеет упрощенный и недорогой процесс переработки ПЭТФ в мономеры. Процесс называют Un-PET . Он не требует больших капиталовложений по сравнению с другими методами, позволяет удалять загрязнения, даже с полностью испорченных изделий, снимать серебро с рентгеновских пленок из ПЭТФ. Метанолиз отходов ПЭТ ПЭТФ обрабатывают (под давлением при 200°C) метанолом в присутствии катализатора. Происходит деполимеризация с получением диметилтерефталата (DMT) и этиленгликоля (EG). DMT очищается дистилляцией для получения высококачественного полуфабриката, который вновь может использоваться для синтеза ПЭТФ. После очистки, этиленгликоль может использоваться по разным направлениям, включая изготовление антифриза и производство ПЭТФ. Фирма "Du Pont" разработала технологию метанолиза отходов полиэтилентерефталата при температуре 400°С и давлении 28 кг/см до диметилфталата и этиленгликоля для дальнейшего синтеза ПЭТФ. По этой технологии, названной Petretec, на установке мощностью 30 тыс. т. в год могут быть переработаны отходы металлизированной пленки. Фирма "Hoechst" сообщает о метанолизе отходов ПЭТФ до превращения его в новый оригинальный химический продукт, добавление которого в первичный ПЭТФ улучшает процесс раздува при изготовлении бутылей под напитки. При этом значительно снижается их стоимость. Например, выпускают приправу для салатов в бутылочках, изготовленных их ПЭТФ с добавкой 25% химически восстановленного ПЭТФ. Гидролиз отходов ПЭТ ПЭТФ гидролизуется при обработке в кислой или щелочной среде, чтобы получить терефталевую кислоту (TPA) и этиленгликоль (EG). Они требуют очистки перед их повторным использованием. Коммерческий гидролиз меньше распространен, чем гликолиз и метанолиз. О крупномасштабном использовании гидролиза ПЭТФ не известно. Механические способы вторичной переработки ПЭТ Степень чистоты вторичного полиэтилентерефталата имеет первостепенную важностью в механическом процессе переработки. Даже незначительные количества ПВХ могут вызвать существенную потерю качества вторичного ПЭТФ и в процессе переработки могут даже повредить оборудование. Допустимое содержание ПВХ в перерабатываемом ПЭТФ – 0,25 %. В настоящее время, автоматизированное оптическое сортирующее оборудование позволяет превосходно разделять ПЭТФ от других пластмасс. В ходе процесса под механическим и тепловым воздействием отходы перехотят из твердого в вязкотекучее состояние. Далее на выходе из гранулятора расплав продавливают через калибровочные отверстия и нарезают на гранулы, которые затем охлаждаются. Одним из перспективных направлений в этой области является производство гранулята из отсортированного сырья с использование различных добавок, повышающих его качество (стабилизаторов, красителей, модификаторов и пр.), идущего на переработку в изделия различными способами переработки. Стадии механической переработки Очистка отходов ПЭТ от примесей Измельчение отходов ПЭТ Агломерация отходов ПЭТ (агломерация полимеров – процесс, при котором тонкостенное полимерное сырье измельчается, плавится и естественным образом спекается.) Регрануляция ПЭТ |