La recherche guide l’avenir du recyclage chimique des déchets plastiques


Recyclage du plastique

Crédit : CC0 Domaine public

Une nouvelle du Cornell College of Engineering vise à simplifier le processus de chimique – une industrie émergente qui pourrait reconvertir les déchets en ressources naturelles en décomposant physiquement le plastique en molécules plus petites dont il était à l’origine.

Dans un nouvel article, « Consistent Life Cycle Assessment and Optimization of High-Density Polyethylene Plastic Waste Chemical Recycling », publié dans le numéro du 13 septembre du Journal ACS Chimie et Ingénierie Durables, Fengqi You, le professeur Roxanne E. et Michael J. Zak de technologie des systèmes énergétiques et le doctorant Xiang Zhao décrivent un cadre avec plusieurs modèles et méthodes mathématiques, allant des équipements de recyclage chimique, des processus et des sources d’énergie à l’impact environnemental et au marché pour les produits finis.

Le cadre est la première analyse complète de ce type qui quantifie les impacts environnementaux du recyclage chimique des déchets plastiques sur l’ensemble du cycle de , tels que le changement climatique et la toxicité humaine.

Des milliards de tonnes de plastique ont été produites depuis les années 1950, mais la majeure partie – 91 %, selon une étude largement citée – n’a pas été recyclée. Alors que les décharges croissantes et les zones naturelles contaminées font partie des préoccupations, l’incapacité à réduire et à réutiliser le plastique est également considérée par certains comme une opportunité économique manquée.

C’est pour cette raison que l’industrie émergente du recyclage chimique attire l’attention de la gestion des déchets et des chercheurs comme vous car ils aident à identifier les technologies de recyclage chimique optimales et fournissent une feuille de route pour l’avenir de l’industrie.

Le recyclage chimique crée non seulement une « économie circulaire » où un déchet peut être transformé en ressource naturelle, il ouvre également la porte aux plastiques comme le polyéthylène haute densité, qui est utilisé pour fabriquer des articles comme des bouteilles rigides ou des jouets, des tuyaux souterrains et les enveloppes en plastique – qui sont recyclées plus souvent.

Votre cadre peut quantifier l’impact environnemental de la dynamique du marché qui serait négligé dans les évaluations typiques de la durabilité du cycle de vie. C’est également le premier à combiner l’optimisation de la superstructure – une technique de calcul pour rechercher un grand espace combinatoire de voies technologiques afin de minimiser les coûts – avec l’analyse du cycle de vie, l’intelligence du marché et l’équilibre économique.

L’article met en évidence les avantages d’une optimisation conséquente du cycle de vie par rapport aux outils d’analyse plus traditionnels. Dans un scénario, l’optimisation du cycle de vie pour maximiser les résultats économiques tout en minimisant l’impact environnemental a entraîné une réduction des émissions de à effet de serre de plus de 14 % et une réduction de la pollution photochimique de l’air de plus de 60 % par rapport à l’approche d’évaluation du cycle de vie attributionnelle généralement utilisée. dans les études d’évaluation environnementale.

Alors que l’analyse fournit une voie générale aux experts de l’industrie et aux décideurs politiques pour promouvoir le recyclage chimique et une économie circulaire pour les plastiques, il existe une myriade de possibilités et de variables à prendre en compte le long de la voie technologique. Par exemple, si la demande du marché pour des produits chimiques de tels que l’éthylène et le propylène est suffisamment forte, le cadre recommande un type particulier de technologie de séparation chimique, tandis que si le butane ou l’isobutène est souhaité, une autre technologie est optimale.

« C’est un processus chimique et il y a tellement d’options », avez-vous dit. « Si nous voulions investir dans le recyclage chimique, quelle technologie utiliserions-nous ? Cela dépend beaucoup de la composition de nos déchets, des types de plastique polyéthylène et des prix actuels du marché des produits finaux tels que les carburants et les hydrocarbures.

L’impact environnemental du recyclage chimique dépend de variables telles que le processus de fournisseur pour les matières premières et les produits chimiques. Par exemple, il a été constaté que la production sur site de butène, par opposition à la livraison, peut réduire de près de 20 % la pollution photochimique de l’air provenant des installations de recyclage, tandis que l’utilisation sur site de gaz naturel augmente de plus de 37 % les émissions ionisantes potentiellement nocives. radiation.

« Il y a toujours quelque chose que nous pouvons tordre et ajuster dans la technologie et les processus, et c’est la partie la plus difficile », a déclaré You, ajoutant qu’une optimisation cohérente du cycle de vie est également efficace à mesure que de nouvelles techniques de recyclage chimique émergent et que les marchés changent. L’industrie émergente restera un instrument d’orientation. .


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Plus d’information:
Xiang Zhao et al., Analyse cohérente du cycle de vie et optimisation du recyclage chimique des déchets plastiques issus du polyéthylène haute densité, ACS Chimie et Ingénierie Durables (2021). DOI : 10.1021 / acssuschemeng.1c03587

Fourni par l’Université Cornell

Citation: La recherche guide l’avenir du recyclage chimique des déchets plastiques (2021, 20 septembre), consulté le 20 septembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-09-future-plastic-chemical-recycling.html

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