5 minuten
Verhit afvalplastic tot ergens tussen de 300°C en 500°C zonder zuurstof in de reactor, en de lange polymeerketens verbranden niet, maar vallen uiteen. Die thermische afbraak is pyrolyse, en het splitst plastic in drie stromen: een vloeibare olie, een brandbaar gas en een vast kool- of roetresidu. De vloeibare fractie is wat de industrie plastic pyrolyse-olie noemt, en het is de stroom met de meest directe commerciële waarde.
Omdat er geen sprake is van verbranding, blijft de chemie dichter bij kraken dan bij verbranden, en dat is precies de reden waarom de resulterende olie meer op uit ruwe olie gewonnen koolwaterstoffen lijkt dan op as of roet. De EPA's definitie van geavanceerde recyclingprocessen classificeert pyrolyse juist op deze manier omdat de output een chemische grondstof of brandstof is en geen verbrandingsas.
Voor iedereen die dit als een bedrijfsonderdeel evalueert in plaats van als een laboratoriumnieuwsgierigheid, is de praktische vraag niet of pyrolyse werkt. Dat doet het betrouwbaar. De vraag is welke grondstoffen en welke uitrustingsconfiguratie daadwerkelijk olie produceren die de moeite waard is om te verkopen, en dat is waar de meeste echte beslissingen plaatsvinden.
Niet alle kunststoffen worden op dezelfde manier afgebroken, en de keuze van de grondstoffen bepaalt zowel de opbrengst als de stroomafwaartse waarde meer dan vrijwel elke andere variabele in het proces. Polyethyleen, polypropyleen en polystyreen zijn hier de werkpaarden: hun lange koolwaterstofketens breken netjes in olefinen en paraffines, wat olieopbrengsten oplevert die gewoonlijk in het bereik van 40-55 gewichtsprocent liggen.
| Kunststof soort | Geschiktheid voor pyrolyse | Let op |
|---|---|---|
| PE/PP | Uitstekend | Hoog olefinegehalte, goed voor stoomkraken als grondstof |
| PS | Goed | Hoger koolstofgehalte, meer energiedichte olie |
| PVC | Vermijd | Er komt chloor vrij, corrodeert apparatuur en vergiftigt stroomafwaartse katalysatoren |
| PET | Arm | Lage olieopbrengst, hoog gehalte aan zuurstofverbindingen |
PVC verdient speciale aandacht omdat dit het plastic is dat de meeste operators actief sorteren voordat ze de reactor voeden. Het chloorgehalte vervuilt niet alleen de olie, het versnelt ook de corrosie in de reactor en condensor in de loop van de tijd, waardoor een onderhoudsprobleem een terugkerende kostenpost wordt. Gemengde gemeentelijke plasticafvalstromen moeten vrijwel altijd eerst op zijn minst worden gesorteerd vóór de pyrolyse. Niet omdat het proces niet tegen vervuiling kan, maar omdat de daaruit voortvloeiende oliekwaliteit sterk daalt als dat wel het geval is.
De reactorconfiguratie is bijna net zo belangrijk als de grondstof. Batchsystemen laden, verwarmen, reageren en koelen af voordat ze worden gelost, wat goed werkt voor kleinere operaties of faciliteiten die variabele afvalstromen verwerken, waarbij de samenstelling van de grondstoffen van de ene lading naar de andere verschuift.
Continue systemen blijven materiaal aanvoeren terwijl ze olie, gas en verkoling naar buiten zuigen zonder het proces te stoppen, en die stabiele werking heeft de neiging om batch na batch consistentere oliechemie te produceren, omdat de reactortemperatuur en verblijftijd stabiel blijven in plaats van cyclisch. Voor een bewerking waarbij een stabiel, groter volume gesorteerd plastic wordt verwerkt, a continue kunststofpyrolyse-installatie gebouwd voor gemengde PP/PE/PS-grondstoffen levert over het algemeen een betere doorvoer per arbeidsuur op dan herhaalde batchcycli.
Kleinere bedrijven, of bedrijven die nog steeds het aanbod van grondstoffen en de marktvraag valideren voordat ze opschalen, zijn vaak beter gediend, te beginnen met: batch-plastic pyrolyse-installatie geschikt voor kleinschaligere operaties , omdat de lagere investeringen vooraf en de eenvoudigere bediening het risico verminderen terwijl het bedrijfsmodel zich nog moet bewijzen. Een meer gedetailleerd diepgaande gids voor typen en selectie van plastic pyrolyse-apparatuur loopt gedetailleerder door de capaciteit, het automatiseringsniveau en de keuzes voor reactormateriaal.
Olie die rechtstreeks uit de pyrolysereactor komt, wordt zelden in de huidige vorm verkocht. Het is een gemengde koolwaterstofstroom met een breed kookpuntbereik, sporen van zwavel en alle resterende verontreinigingen die door de sortering van de grondstoffen zijn geglipt. Destillatie is wat dat mengsel scheidt in fracties die feitelijk overeenkomen met een markt: materiaal uit het nafta-assortiment, olie uit het dieselassortiment en zwaardere residuen.
Atmosferische destillatie verwerkt de lichtere fracties efficiënt en is de meest gebruikelijke eerste stap voor operaties die zich richten op de productie van dieselmotoren. Een atmosferische destillatie-installatie voor het raffineren van pyrolyse-olie scheidt deze fracties op kookpunt zonder de extra kosten van vacuümapparatuur, wat meestal voldoende is als het doel industriële stookolie is in plaats van een volledig geraffineerd product.
Zwaardere fracties worden echter verder afgebroken of barsten verder als je ze bij atmosferische druk probeert af te koken, omdat de vereiste temperaturen voorbijgaan waar de koolwaterstoffen weer beginnen af te breken. Dat is waar een vacuümdestillatiesysteem voor het opwaarderen van pyrolyse-olie tot brandstof van hogere kwaliteit verdient zijn kosten: het verlagen van de druk verlaagt het kookpunt van zware fracties, waardoor ze schoon kunnen scheiden in plaats van te koken tot cokes.
De eenvoudigste afzetmarkt is de directe verkoop aan energie-intensieve industrieën, glasovens, cementovens en staalfabrieken, die zwaardere stookolie kunnen verbranden zonder dezelfde zuiverheidseisen als transportbrandstof. Dit is doorgaans de snelste manier om inkomsten te genereren voor een nieuwe bewerking, omdat hiervoor de minste verwerking nodig is.
Raffinaderijen vormen het volgende niveau en kopen gedistilleerde pyrolyse-olie als menggrondstof voor de commerciële dieselproductie. Deze route betaalt meer per ton, maar vereist een consistente kwaliteit, die rechtstreeks teruggaat op de keuzes voor het sorteren en destilleren van grondstoffen die hierboven zijn besproken.
De technisch meest veeleisende maar meest waardevolle route is de terugwinning van chemische grondstoffen, waarbij pyrolyse-olie met stoom wordt gekraakt tot ethyleen- en propyleenmonomeren, waardoor de kringloop weer wordt gesloten naar de productie van nieuw gelijkwaardig plastic. Om dat niveau consequent te bereiken zijn de schoonste grondstoffen en de strengste procescontrole nodig van alle applicaties op deze lijst. Daarom bouwen de meeste operators er stapsgewijs naartoe in plaats van daar te beginnen.
Profit Calculator
