pyrolyse van plastics tot krakervoeding

Sabic zet in op chemische recycling van kunststoffen

In de tweede helft van dit jaar nemen chemieconcern SABIC en het Britse Plastic Energy in Geleen een demonstratie-eenheid in bedrijf, die gemengd plastic afval omzet in voeding voor de bestaande stoomkraker. Dit levert uiteindelijk gecertificeerd circulair polyetheen en polypropeen op. “Met dit project komen we een stap dichter bij het circulair maken van onze kunststoffenproductie en het aanzienlijk beperken van de CO₂-uitstoot in de keten”, zegt Mark Vester, Global Leader Circular Economy van het bedrijf.

 

waterstofbehandeling op maat

In januari 2021 zijn SABIC en Plastic Energy begonnen met de bouw van de demonstratie-eenheid naast de bestaande naftakraker in Geleen. Deze zal gemengd plastic afval omzetten in pyrolyse-olie, dat na zuivering in een hydrotreater, als voeding voor de kraker ingezet kan worden. “Het gaat om gemengd plastic afval, merendeels folieachtig materiaal, dat dusdanig vervuild is, dat het anders alleen nog verbrand kan worden”, legt Vester uit.
SABIC en Plastic Energy bouwen de installatie die de polyolefinen omzet in olie met behulp van pyrolyse, dat wil zeggen met verhitting tot 500 °C bij afwezigheid van zuurstof. Dit levert drie stromen op, waarvan de grootste een vloeibaar mengsel van stoffen is, vergelijkbaar met nafta of diesel. Er komt ook gas vrij, dat als brandstof wordt gebruikt om het pyrolyse-proces gaande te houden en daarnaast char, oftewel cokesachtig materiaal, waarin de toeslagstoffen van de plastics terechtkomen. “Het gaat om een klein percentage van de totale stroom, dat uiteindelijk als bedrijfsafval wordt verbrand”, verklaart Vester.

“We willen zo dicht mogelijk bij de samenstelling en kookpunt van nafta uitkomen en dat vergt maatwerk”

Op deze manier zet de installatie 70% tot 80% van het gemengd plastic afval om in pyrolyse-olie, waarvan de moleculaire samenstelling en kookpunt globaal overeenkomen met die van nafta afkomstig van aardolie.
De pyrolyse-olie wordt vervolgens gezuiverd in een hydrotreater, die SABIC alleen bouwt. Met behulp van waterstof worden chloriden, stikstof- en zuurstofverbindingen omgezet en verwijderd uit de olie en stoffen met dubbele bindingen verzadigd. Vester: “De hydrotreatment zorgt er voor, dat de eigenschappen van de pyrolyse-olie zo dicht bij die van nafta komen te liggen dat deze olie in de kraker kan worden verwerkt.” Hij wijst erop, dat de samenstelling en hiermee het kookpunt van de olie afhangen van de temperatuur en tijd van het pyrolyseproces en de samenstelling van het plastic afval. “We willen zo dicht mogelijk bij de samenstelling en kookpunt van nafta uitkomen en dat vergt maatwerk.”

 

kraakproces niet verstoren

Op het ogenblik voert SABIC al kleine hoeveelheden pyrolyse-olie toe aan de kraker, afkomstig van twee pyrolyse-installaties van Plastic Energy in Sevilla en Almeria in Spanje. Op basis hiervan verkoopt het bedrijf een corresponderende hoeveelheid circulair gecertificeerde polyolefinen. De demonstratie-eenheid krijgt een capaciteit van bijna 20 kiloton per jaar.

“Vergeleken met de capaciteit van de kraker van een paar miljoen ton nafta voeding per jaar is dat een bescheiden begin, maar noodzakelijk. We voeren de hoeveelheid pyrolyse-olie de komende jaren geleidelijk op om te voorkomen dat het gevoelige kraakproces verstoord raakt en de zeer kostbare kraakinstallatie gevaar loopt”, legt Vester uit.
SABIC voert de pyrolyse-olie verspreid over het jaar continu toe. “Tijdelijk omschakelen om de pyrolyse-olie apart van de nafta aan de kraker te voeden, is uit oogpunt van veiligheid, economie en milieu niet verantwoord”, stelt Vester.

Momenteel wordt 9% van alle kunststofverpakkingen in de wereld gerecycled. De doelstelling voor 2030 is 30%

circulaire polyolefinen

Toch kan het bedrijf polyetheen en polypropeen verkopen die voor honderd procent circulair is. Met massabalansen wordt precies bijgehouden hoeveel pyrolyse-olie de kraker in gaat en dus hoeveel circulaire polyolefinen dat oplevert. Dat gebeurt volgens het International Sustainability and Carbon Certification (ISCC Plus) systeem. SABIC gebruikt dat ook om hoeveelheden polyolefinen aan hernieuwbare diesel en nafta als grondstoffen te koppelen. Elk jaar komt een extern auditbureau dit boekhoudsysteem onaangekondigd controleren.

“Het grote voordeel van chemisch recyclen en het gebruik van massabalansen is, dat de klant een identiek product ontvangt, namelijk virgin polyetheen of polypropeen, maar dan van een andere oorsprong met de vermelding hoeveel gerecyclede plastics erin zijn verwerkt. Dit geven we precies aan”, aldus Vester.

De klant kan het product inzetten om zijn CO₂-voetafdruk naar beneden te krijgen en om het aantrekkelijker te maken voor de consument door op de verpakking te vermelden dat dit gemaakt is van ISCC Plus-gecertificeerde circulaire plastics. Unilever bijvoorbeeld vermeldt dat op de bekers met Magnum-ijs.

 

 

forse CO₂-reductie

“De pyrolyse levert flink wat CO₂-reductie op”, vervolgt Vester. “Met een kilogram circulair polymeer vermijd je de uitstoot van twee kilogram CO₂ die anders bij de productie van fossiele polymeer en de verbranding van het plastic afval vrij zou komen. Ook bespaar je een kilogram aan fossiele grondstoffen. Sinds 2014 zet SABIC al hernieuwbare grondstoffen als biodiesel en bionafta in om tot gecertificeerde polyetheen en polypropeen te komen. Door de komst van circulaire polyetheen en polypropeen is ook de acceptatie in de markt van polyetheen en polypropeen op basis van hernieuwbare grondstoffen sterk toegenomen, zegt Vester. “Die certificeren we op dezelfde manier met behulp van massabalansen. De CO₂-besparing is hierbij nog groter. Eén kilogram polymeer gemaakt van hernieuwbare grondstoffen bespaart vier kilogram CO₂ vergeleken met de productie van een kilogram polymeer op basis van nafta en de verbranding van het polymeer na gebruik”, verklaart Vester.

 

investeren in kunststofrecyclage

Hoe snel de productie van circulaire polymeren van de grond zal komen, hangt volgens hem vooral af van de wet- en regelgeving in Europa. “Die verschilt van land tot land. Sinds 2019 zijn we in gesprek met de regelgevers om bekendheid te geven aan chemische recycling. Dit heeft in elk geval tot resultaat gehad, dat de vraag niet meer is of we met chemische recycling aan de gang moeten gaan, maar hoe we dat moeten inzetten naast mechanische recycling. Heel belangrijk is, dat de chemische recycling gaat meetellen in de Europese en nationale doelstellingen voor plastic recycling”, aldus Vester.

Momenteel wordt 9% van alle kunststofverpakkingen in de wereld gerecycled. In de Europese Unie is dat 12%. De doelstelling voor 2030 is 30% van alle kunststofverpakkingen. Vester: “Als landen daaronder blijven krijgen ze een heffing door de Europese Unie opgelegd, zo is het plan. Die eist bijvoorbeeld dat landen 800 euro per ton niet gerecyclede plastic content gaan betalen, die elk van de 28 EU-landen op zijn eigen manier aan de industrie kan doorberekenen. Dat schept een heleboel onzekerheid.”
“Als we de recycling in Europa en de wereld groot willen maken, zullen we er flink in moeten investeren en dat kan alleen als de industrie bepaalde zekerheden heeft”, zo besluit Vester.