Chemisch recyclen kunststof verpakkingen. Karen van de Stadt & Kees Kerstens

Chemisch recyclen kunststof verpakkingen Karen van de Stadt & Kees Kerstens

Wat doen we vandaag Stand van zaken Chemisch recyclen voor kunststof verpakkingen Huidig systeem recyclen voor kunststof verpakkingen Verschillende technieken chemische recycling Chemisch recycling in de praktijk 2 Copyright 2017 KIDV

Drie systemen voor inzameling kunststof verpakkingen in Nederland Gemeenten (±55%) Bedrijfsafval (±35%) Statiegeld (±10%) 6 Copyright KIDV

Monostromen kunststof van bedrijven & statiegeld Kunststofverpakkingsafval van huishoudens Recycling monostromen (PET, PP, PE,..) Sortering kunststoffen Restafval van huishoudens Nascheiding kunststoffen Recycling mix kunststof stromen 7 Copyright 2016 KIDV

Aanleiding om chemische recycling te verkennen Kunststoffen met positieve waarde 8 Copyright KIDV

Kan chemische recycling bijdragen aan de ambitie ROV 2013-2022? 9 Copyright KIDV 27 oktober 2016

Wat is chemisch recyclen? Chemisch recyclen is een overkoepelende term voor het door middel van een chemisch proces terugbrengen van kunststof naar de oorspronkelijke bouwstenen; de polymeren, monomeren of atomen. Feedstock recycling Processen: 1. Oplossen 2. Depolymeriseren 3. Kraken 4. Vergassen 11 Copyright 2017 KIDV

Wat is kunststof? Kunststoffen zijn in algemene zin alle chemische verbindingen die door nietnatuurlijke scheikundige processen worden gemaakt. Kunststof en plastic zijn synoniem. Kunststoffen bestaan uit monomeren. Monomeren Polymerisatie van monomeren geeft kunststoffen. Polymeren 12 Copyright 2017 KIDV

Basisproces maken van (fossiele) kunststoffen Destillatie Kraken Polymerisatie Andere producten Verwerkingstechnieken Petrochemie Nafta (1-4%) Monomeren Polymeren Verpakkingen kunststof Vloeistof of gas Vloeistof Poeder of vloeistof Granulaat Mechanisch recyclen Gebruik Mono-stromen (PET, PE, PP) Sorteren Inzamelen Mix balen zakken / los 13 Copyright 2017 KIDV

Routes voor chemisch recyclen Destillatie Kraken Andere producten Polymerisatie Verwerkingstechnieken Chemische processen Nafta (1-4%) Monomeren Polymeren Verpakkingen kunststof Vloeistof Poeder of vloeistof Granulaat 3: Kraken 2: Depolymeriseren 1: Oplossen Gebruik Mono-stromen 4: Vergassen ` Mix Sorteren Balen Inzamelen Zakken / los 14 Copyright 2017 KIDV

1. Oplossen Destillatie Andere producten Kraken Polymerisatie Verwerkingstechnieken Chemische processen Nafta (1-4%) Monomeren Polymeren Verpakkingen kunststof Vloeistof Poeder of vloeistof Granulaat 3: Kraken 2: Depolymeriseren 1: Oplossen Gebruik Mono-stromen 4: Vergassen ` Mix Sorteren Balen Inzamelen Zakken / los 15 Copyright 2017 KIDV

1. Oplossen Solvolyse Oplosmiddel Bepaalde materialen lossen op, andere niet Uit elkaar halen van composieten Weten wat het doelmateriaal is Resultaat: polymeren Praktijkvoorbeeld: Synbra 16 Copyright 2017 KIDV

2. Depolymeriseren Destillatie Andere producten Kraken Polymerisatie Verwerkingstechnieken Chemische processen Nafta (1-4%) Monomeren Polymeren Verpakkingen kunststof Vloeistof Poeder of vloeistof Granulaat 3: Kraken 2: Depolymeriseren 1: Oplossen Gebruik Mono-stromen 4: Vergassen ` Mix Sorteren Balen Inzamelen Zakken / los 17 Copyright 2017 KIDV

2. Depolymeriseren Chemische depolymerisatie Oplosmiddelen en warmte Geschikt voor een specifieke groep kunststoffen Resultaat: monomeren Monomeren moeten vervolgens weer in polymerisatieproces Onzuiverheden zijn uit het product Voorbeeld uit de praktijk: Ioniqa 18 Copyright 2017 KIDV

3. Kraken Destillatie Andere producten Kraken Polymerisatie Verwerkingstechnieken Chemische processen Nafta (1-4%) Monomeren Polymeren Verpakkingen kunststof Vloeistof Poeder of vloeistof Granulaat 3: Kraken 2: Depolymeriseren 1: Oplossen Gebruik Mono-stromen 4: Vergassen ` Mix Sorteren Balen Inzamelen Zakken / los 19 Copyright 2017 KIDV

3. Kraken Pyrolyse Geschikt voor kunststoffen zoals PE, PP, PS en PA Door verhitting zonder zuurstof worden de polymeren opgesplitst Afhankelijk van de input ontstaat een olieachtige substantie of een gas Dit kan of een brandstof worden of input voor het kraakproces (nafta) In de jaren 90 zijn er verschillende pilotplants opgezet Voorbeeld uit praktijk: Bin2Barrel 20 Copyright 2017 KIDV

4. Vergassen Destillatie Andere producten Kraken Polymerisatie Verwerkingstechnieken Chemische processen Nafta (1-4%) Monomeren Polymeren Verpakkingen kunststof Vloeistof Poeder of vloeistof Granulaat 3: Kraken 2: Depolymeriseren 1: Oplossen Gebruik Mono-stromen 4: Vergassen ` Mix Sorteren Balen Inzamelen Zakken / los 21 Copyright 2017 KIDV

4. Vergassen Syngas Verhitting met een kleine hoeveelheid zuurstof Input kan breder zijn dan alleen kunststoffen Het resultaat is een gas Bron voor de chemische industrie Toepassingen zijn net zo breed als grondstoffen voor petrochemische industrie Voorbeeld uit de praktijk: Waste2chemicals 22 Copyright 2017 KIDV

Conclusies Er zijn verschillende routes met verschillende mogelijkheden Aanvullend op mechanisch recyclen Het materiaal komt weer terug kwaliteit van de polymeer Het materiaal kan gebruikt worden door bestaande grondstofmarkten Nog geen grootschalige toepassing 23 Copyright 2017 KIDV

Praktijkvoorbeelden Destillatie Andere producten Kraken Polymerisatie Verwerkingstechnieken Chemische processen Nafta (1-4%) Monomeren Polymeren Verpakkingen kunststof Vloeistof Poeder of vloeistof Granulaat 3: Kraken 2: Depolymeriseren 1: Oplossen Gebruik Bin2barrel Ioniqa Synbra Waste2chemicals Mono-stromen 4: Vergassen ` Mix Sorteren Balen Inzamelen Zakken / los 25 Copyright 2017 KIDV

Dank voor uw aandacht

A. Oplossen van specifieke kunststoffen (solvolyse) Input Throughput Output EPS EPS oplossen in oplosmiddel (EPS wordt PS) Scheiden van oplosmiddel en PS Compounderen van massief PS PS omzetten naar EPS Proces wordt CreaSolv Proces genoemd De broom uit EPS (gebruikt als brandvertrager) wordt ook teruggewonnen. Polymeren EPS wordt PS wordt EPS Voorbeeld van toepassing: Polysterene Loop Dit is een natuurkundig proces, geen chemisch proces. 27 Copyright 2017 KIDV

B. Terug naar de monomeer (chemische depolymerisatie) Input Throughput Output Condensatie polymeren zoals polyesters, bijvoorbeeld PET. PET gesorteerd volgens DKR, verkleind gescheiden en gewassen. Additie polymeren zoals PE, PP en PVC zijn niet geschikt. Oplossen van de specifieke polymeer vanuit samengesteld materiaal. Erg gevoelig voor de aanwezigheid van onzuiverheden in de kunststof. Gebruikte oplosmiddelen, in aflopende volgorde van aflopend in energetische behoefte en toxiciteit: Methanolyse; Hydrolyse; Glycolyse; Monomeren Poeder Vloeistof Voorbeelden van toepassingen: Ioniqa 28 Copyright 2017 KIDV

C. Terug naar de kraker: Pyrolyse/ Thermal cracking Input Throughput Output PE PP PS PA Degradatie van de polymeren door verhitting (500-800 graden C) in afwezigheid van zuurstof. Afhankelijk van het proces en de samenstelling van het kunststof input materiaal ontstaat een olieachtige substantie of een gas. PE en PP splitsen in een mix van linear olefins en parafine met een groot verschil in moleculair gewicht. PS un-zipped in monomeren. Het ontwerp van de reactor is van invloed op de uitkomst. Monomeren (Olefinen en parafine) Brandstof PS monomeren Voorbeeld van toepassing: Bin2 barrel Diverse pilotplants, maar nog geen commerciële productie 29 Copyright 2017 KIDV

D. Vergassing bij lage of hoge temperatuur Input Throughput Output Organische stoffen Oorspronkelijk ontwikkeld voor kolen Ook toegepast voor: Zware petroleum fracties, Natuurlijk gas Biomassa Brede range van organische stoffen, zoals polymeren Verwarmen van plastic afval naar temperaturen tussen 700 900 C (laag) of boven de 900 (hoog). Waarbij een beperkte hoeveelheid zuurstof gebruikt wordt. Het proces kan heel goed omgaan met onzuiverheden en kan zelfs gebruikt worden om elke mengsel van organische stoffen te verwerken. Grondstoffen voor de chemische industrie (Gas bestaande uit carbon mono-oxide en waterstof) Voorbeeld van toepassing: Waste to chemicals 30 Copyright 2017 KIDV