日本麒麟控股与日本制钢所(JSW)在面向量产工艺的实机验证中,实现了95%以上的解聚率和每小时250公斤以上的稳定运行。 据麒麟介绍,PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的解聚时间由传统方法的约4小时缩至10分钟以内,所用设备是原本用于塑料加工的双螺杆挤出机。不过,能否商业化,仍取决于包括精制在内的全流程成本。 |
要点
• 2026年9月,日本麒麟控股与日本制钢所宣布,在JSW的“TEX”系列双螺杆挤出机上,成功完成用氢氧化钠水溶液分解PET的“碱性解聚”实机验证。解聚率达到95%以上,并确定了可实现每小时250公斤以上稳定运行的条件。两家公司称,这是日本国内首次面向量产工艺开展的实机验证
• 据麒麟研究团队介绍,传统技术需要约4小时的解聚,可在10分钟以内完成。该技术利用“机械化学反应”,由螺杆对材料进行摩擦、挤压和混合以促进化学反应,反应产生的热也被用于分解
• 据麒麟研究团队介绍,1台挤出机预计每年可处理1万吨PET制品,设备有望比现有设施大幅缩小。不过,验证确认的是每小时250公斤,量产设备的建设和导入时间尚未公布
• 下一个课题是精制成本:需要从解聚得到的对苯二甲酸二钠和乙二醇中去除钠和杂质
把混炼树脂的机器,改作分解反应的场所
2026年9月2日,日本麒麟控股旗下的包装创新研究所与日本制钢所宣布,已在实机设备上完成了面向量产工艺的PET碱性解聚技术验证。
麒麟负责基础技术开发,JSW负责设备设计和运行条件的研究。结果是解聚率达到95%以上,并能以每小时250公斤以上稳定运行。两家公司表示,由此掌握了量产工艺设计所需的设备规格和运行条件方面的技术知识。
所用设备是JSW已商品化的双螺杆挤出机。这种设备一边用两根螺杆混合材料,一边将其向前输送,原本用于制造塑料材料,例如把添加剂混炼进树脂。麒麟把它用于分解反应,这与其原本用途不同。
据麒麟研究团队介绍,解聚时间从传统技术的约4小时缩短到10分钟以内。挤出机长度只有几米,可以连续处理材料。
化学回收长期受困于“时间与能耗”
PET回收大致分为两种方式。一种是把废旧瓶清洗、粉碎后重新熔融的“物理回收”,另一种是分解到分子层面、去除杂质的“化学回收”。
在日本国内,饮料用PET瓶的主流方式是物理回收,但原料仅限于饮料瓶。日本软饮料行业把废旧瓶重新做成瓶子的“瓶到瓶”比例,在2024财年升至37.7%。
不过,纤维、薄膜等瓶子以外的PET制品很难纳入其中。化学回收能够去除颜料、金属等杂质,因此可以把各类PET制品再生为与石油基新料同等品质的树脂。
PET化学回收自2000年代起已投入实用。但传统方式需要在高温高压下长时间分解,能耗高,推高了再生树脂的成本。
麒麟自己也已在部分啤酒瓶上,采用JEPLAN集团通过化学回收生产的再生PET原料。麒麟集团的目标是,到2027年,在日本国内酒类和饮料PET瓶所用的PET树脂中,再生树脂占比达到50%。要扩大再生树脂的采购,成本是绕不开的问题。
机械力促进反应,分解环节可省去外部加热
麒麟关注的是机械化学反应。化学反应一般靠加热来加速,而机械化学反应是通过施加机械力来引发并促进反应。
负责研究的成濑辰郎组长认为,用挤出机的螺杆对PET和氢氧化钠水溶液进行摩擦、挤压和混合,就能引发这种反应。实验证实解聚确实被加速,而且反应产生的热可以直接用于分解。
熔融PET仍需要热量,但分解过程不必再从外部额外加热。麒麟表示,这将有助于降低能耗和成本。不过,单位能耗(每单位处理量消耗的能源)和设备费用等数据尚未公布,目前还无法评估降幅大小。
设备思路也随之改变。传统解聚是把原料放入反应釜中加热,花较长时间反应。挤出机则是连续式:材料在其中流动,在较短区段内被强力混合,并在途中完成反应。
反应时间越短,设备就可以越小。据麒麟介绍,1台挤出机预计每年可处理1万吨PET制品,设备有望比现有化学回收设施大幅缩小。

年处理1万吨,需要约4.6倍于验证的能力
这个数字需要与验证结果分开来看。验证确认的是每小时250公斤以上的稳定运行。即便假设全年365天、每天24小时满负荷运行,简单计算也只有约2190吨。
要每年处理1万吨,按日历日平均需要每小时约1.14吨,相当于验证数值的约4.6倍;如果计入定期检修等停机时间,要求还会更高。年处理1万吨应是面向量产的预期,量产设备的建设和导入时间尚未公布。
麒麟握技术,JSW握设备
从两家公司的分工中,也能看出商业化的格局。麒麟掌握分解的基础技术,同时也在开发精制工艺。
2023年,麒麟与日本早稻田大学共同研究,发布了一种利用电渗析、在精制过程中再生碱成分的精制方法。但该方法将如何与此次的挤出机工艺结合,目前尚未说明。
JSW掌握挤出机设计和运行条件方面的经验。该公司已经利用同类挤出机,确立了把废旧亚克力树脂还原为单体原料的连续式回收技术。JSW的意图可能在于,把原本主要用于树脂生产和加工的挤出机,销售对象扩展到回收企业。
如果小型连续设备得以实用,设备布局方式也可能出现更多选择。除了大型集中式工厂,还可以考虑把设备分散布置在纺织厂或回收、分拣站点附近。另一方面,考虑到精制环节的规模效应和稳定获取原料的需要,集中布局也可能继续存在。
两家公司今后将推进从回收、解聚到资源再生的全流程开发,并验证该技术在包括非食品用途在内的各类PET原料上的适用性。麒麟设想,实用化之后不只处理瓶子,还将处理纤维、薄膜等所有PET制品。
下一个焦点:包括精制在内的再生树脂成本
挤出机出来的是对苯二甲酸二钠和乙二醇。要重新变成PET原料,必须去除钠和杂质。碱性分解方式一般需要用酸中和才能提取对苯二甲酸,同时会副产盐类。
已有精制技术,但成本仍是课题,成濑组长表示将“从技术上解决”。
需要检验的有三点。第一,在相当于验证约4.6倍的商业规模下,能否保持95%以上的解聚率和连续运行。第二,对于颜料和添加剂更多的纤维和薄膜,能否达到同样效果。第三,把精制、化学品回收和副产盐处理都算进去之后,每公斤再生树脂的成本,能否与石油基新料和物理回收料竞争。
把分解时间缩短到10分钟以内,为突破化学回收“反应时间和设备规模”这一瓶颈打开了路径。但决定再生树脂价格的是整个流程。这项技术的真正考验在于:商用设备能否以年处理1万吨的规模稳定运行,并拿出包括精制和化学品回收在内的成本数据。 |



