Rosnący wolumen odpadów z tworzyw sztucznych oraz ograniczenia tradycyjnych metod ich zagospodarowania sprawiają, że kwestia obiegu zamkniętego pozostaje jednym z kluczowych tematów dla branży petrochemicznej i recyklingowej. W rozmowie przedstawicieli Clariant omówiono, dlaczego odpady z tworzyw stanowią istotny problem środowiskowy oraz jaką rolę może odgrywać recykling chemiczny w przetwarzaniu strumieni, które nie nadają się do efektywnego recyklingu mechanicznego. Jak wskazano, na świecie produkuje się ponad 400 mln ton tworzyw rocznie, z czego około połowa jest projektowana do zastosowań jednorazowych. Jeżeli takie tworzywa nie są skutecznie zawracane do obiegu, trafiają na składowiska lub do spalarni. Według danych przywołanych w rozmowie dotychczas recyklingowi poddano około 9% wszystkich wyprodukowanych tworzyw, a do oceanów co roku trafia szacunkowo od 8 do 10 mln ton odpadów z tworzyw. Rozmówcy podkreślili również, że przejście z modelu linearnego, polegającego na wytworzeniu, użyciu i usunięciu materiału, do modelu cyrkularnego może ograniczyć emisje CO2, ponieważ recykling tworzyw pozwala zmniejszyć ślad emisyjny względem produkcji surowca pierwotnego.
W rozmowie zwrócono uwagę, że recykling tworzyw jest znacznie bardziej złożony niż recykling szkła czy aluminium. Szkło i aluminium można wielokrotnie przetapiać bez istotnej utraty jakości, natomiast tworzywa obejmują szeroką grupę polimerów o odmiennych strukturach chemicznych, temperaturach topnienia i pakietach dodatków. W praktyce oznacza to trudności we wspólnym przetwarzaniu różnych rodzajów materiałów, szczególnie gdy są one zmieszane lub zanieczyszczone resztkami żywności, klejami albo innymi domieszkami. Dodatkowym ograniczeniem jest pogarszanie się właściwości przy kolejnych cyklach recyklingu mechanicznego. W przypadku odpadów wielowarstwowych, silnie zanieczyszczonych lub zbyt zróżnicowanych materiałowo, strumień taki często trafia do spalarni z odzyskiem energii albo na składowiska. Jak zaznaczono, z punktu widzenia zasobów oznacza to utratę zarówno materiału, jak i energii zużytej pierwotnie do jego wytworzenia.
Recykling chemiczny jako uzupełnienie metod mechanicznych
Przedstawiciele Clariant opisują recykling chemiczny, określany także jako recykling zaawansowany, jako proces prowadzący do rozkładu tworzywa do podstawowych składników chemicznych. W odróżnieniu od recyklingu mechanicznego, który polega na rozdrabnianiu i ponownym przetapianiu materiału przy zachowaniu istniejących łańcuchów polimerowych, recykling chemiczny ma umożliwiać „zresetowanie” surowca do postaci porównywalnej z pierwotną. Jedną z najczęściej stosowanych metod jest piroliza, w której mieszane odpady z tworzyw są poddawane działaniu wysokiej temperatury bez dostępu tlenu. W rezultacie powstaje ciekły produkt określany jako olej z pirolizy, który po oczyszczeniu może być ponownie wykorzystany na początku łańcucha produkcji tworzyw.
W rozmowie podkreślono, że główną zaletą tej ścieżki jest możliwość przetwarzania strumieni trudnych dla recyklingu mechanicznego, w tym odpadów mieszanych, zanieczyszczonych i wielowarstwowych. Jednocześnie skuteczne wykorzystanie oleju z pirolizy w instalacjach petrochemicznych wymaga osiągnięcia bardzo wysokiej czystości surowca. Wśród najważniejszych barier technicznych wskazano zmienność składu odpadów, obecność zanieczyszczeń takich jak chlor czy związki azotu oraz konieczność zapewnienia stabilnych parametrów produktu na skalę przemysłową. Według rozmówców wcześniejsze procesy były często energochłonne, kosztowne i nie zapewniały jakości wymaganej przez sektor petrochemiczny. Dopiero rozwój technologii katalitycznych i sorpcyjnych miał umożliwić bardziej efektywne oczyszczanie takich strumieni.
Portfolio Clariant dla oczyszczania oleju z pirolizy
Clariant wskazuje, że jego oferta dla recyklingu chemicznego tworzyw opiera się na rozwiązaniach działających etapowo. W pierwszym etapie katalizatory mineralne z serii Clarit Pyrolyze mają wspierać sam proces pirolizy i prowadzić do uzyskania oleju z mniejszą zawartością zanieczyszczeń. Następnie adsorbenty Clarit Protect odpowiadają za wychwytywanie większych cząstek i zanieczyszczeń z oleju z pirolizy, pełniąc funkcję zabezpieczenia dalszych aktywów rafineryjnych przed zatykaniem lub uszkodzeniami.
Ostatni etap stanowią katalizatory HDMax, które według firmy nie tylko usuwają zanieczyszczenia, ale także przekształcają problematyczne związki w formy możliwe do bezpiecznego usunięcia lub zgodne z wymaganiami jakościowymi. W rozmowie wyjaśniono, że dotyczy to między innymi związków chloru, związków azotu oraz niestabilnych cząsteczek. Celem całego układu jest takie oczyszczenie oleju z pirolizy, aby mógł on zostać wykorzystany jako surowiec kompatybilny z krakerami w istniejących zakładach petrochemicznych.
Według Clariant zastosowanie Clarit Pyrolyze ma poprawiać jakość oleju już na etapie jego wytwarzania, co przekłada się na większą ekonomikę i niższe obciążenie dalszych etapów oczyszczania. Z kolei Clarit Protect ma stanowić relatywnie niskonakładowy sposób na osiąganie rygorystycznych wymagań czystości oraz pełnić rolę bufora ograniczającego skutki wahań jakości odpadu wejściowego. W ocenie firmy może to wspierać rozwój mniejszych, zdecentralizowanych instalacji pirolizy tworzyw, zlokalizowanych bliżej miejsc powstawania odpadów.
Znaczenie integracji procesu i skali przemysłowej
Wśród kluczowych elementów oferty firma wymienia wielostopniowy proces uwodornienia oparty na katalizatorach HDMax. Jak podano, alternatywne rozwiązania mogą wymagać trzech lub czterech oddzielnych reaktorów, aby osiągnąć porównywalny poziom oczyszczania, podczas gdy proponowane przez Clariant podejście ma realizować ten efekt w jednym etapie. Według rozmówców przekłada się to na niższe nakłady inwestycyjne, mniejszą złożoność operacyjną, niższe zużycie energii oraz mniejszą powierzchnię instalacji.
Dodatkowo technologia ma umożliwiać dalszy hydrokraking w celu uzyskania frakcji węglowodorowych podobnych do nafty, co zwiększa elastyczność produktową instalacji. W ocenie przedstawicieli firmy taka poprawa efektywności jest istotna dla osiągnięcia konkurencyjności ekonomicznej recyklingu chemicznego względem produkcji tworzyw z surowców pierwotnych. Rozmówcy podkreślają przy tym, że obok rozwoju technologii recyklingowych równie ważne pozostaje ograniczanie samej produkcji i konsumpcji tworzyw, ponieważ zapobieganie powstawaniu odpadu jest najskuteczniejszym sposobem redukcji oddziaływania środowiskowego.
W podsumowaniu rozmowy przedstawiciele Clariant wskazują na potrzebę równoległego rozwoju infrastruktury recyklingu mechanicznego i chemicznego, wsparcia regulacyjnego oraz popytu na surowce wtórne i rozwiązania cyrkularne. Zwracają również uwagę na znaczenie prawidłowej segregacji odpadów tworzywowych oraz wyborów zakupowych wspierających wykorzystanie materiałów pochodzących z recyklingu.
Seria Clarit i adsorbenty
