Recyclen van PA6 afval naar hoge kwaliteit Caprolactam

Aanleiding

Een brede alliantie van partijen rondom Chemelot – waaronder Fibrant – wil Chemelot tot een Circular Hub vormen, waarin afgedankte producten en materialen worden verwerkt tot nieuwe grondstoffen voor nieuwe hoogwaardige producten.

Fibrant wil met depolymerisatie van op nylon gebaseerd afval haar verantwoordelijkheid nemen in deze transitie naar circulaire grondstoffen. De markt vraagt bovendien tegelijkertijd in sterk toenemende mate naar herleidbare, duurzame en gerecyclede producten, maar het aanbod blijft achter.

Deze twee drijfveren maken dat het recyclen van het polymeer nylon (PA6) naar het monomeer Caprolactam door Fibrant wordt onderzocht. Met labexperimenten heeft Fibrant kennis en kunde opgedaan over hoe laagwaardige, onzuivere PA6-afvalstromen kunnen worden opgewerkt naar hoogwaardige Caprolactam.

Op basis van deze resultaten is Fibrant klaar om verder op te schalen en met behulp van een pilotproject te onderzoeken hoe in de toekomst meerdere laagwaardige PA6-afvalstromen succesvol kunnen worden gerecycled en zo weer beschikbaar komen voor hoogwaardige toepassingen.

Doelstelling

Doel van het project is het ontwikkelen van technologie om hoge kwaliteit Caprolactam terug te winnen uit diverse PA6-afvalstromen. De gerecyclede Caprolactam die hiermee wordt geproduceerd, is van dezelfde hoge kwaliteit als het oorspronkelijke materiaal en kan dus weer verwerkt worden in alle segmenten voor nylonproducten.

Door het verwerken van deze PA6-afvalstromen wordt voorkomen dat deze worden verbrand of voor een laagwaardige toepassing worden gebruikt en uiteindelijk bij 'end-of-life' alsnog in een verbrandingsinstallatie belanden. Op deze manier vermijdt Fibrant CO2-emissies – in Nederland en wereldwijd – die bij de verbranding van PA6-afval én bij de productie van fossiel Caprolactam vrijkomen.

De opgedane kennis in deze pilotfase wordt allereerst ingezet bij de opschaling naar twee demonstratieplants en zal uiteindelijk bijdragen aan de ontwikkeling van een productieplant. Het project draagt bij aan het thema recycling van afval, in het bijzonder circulaire kunststoffen.

Het reductiepotentieel van de demonstratieplant(s) in Nederland alleen is meer dan 20 kton CO2eq vanaf 2025 en gezamenlijk meer dan 80 kton CO2eq vanaf 2027.

Korte omschrijving

Na succesvolle ontwikkeling op labschaal wil Fibrant door middel van een pilotproject representatieve testen uitvoeren op grotere en semi-continue schaal. Hiermee kunnen de labschaalresultaten worden geverifieerd en wordt kennis en ervaring opgebouwd die nodig zijn voor een demonstratie-unit.

Tevens wordt de haalbaarheid van recycling van verschillende PA6-afvalstromen gevalideerd en het recyclingproces verder geoptimaliseerd. Onder andere opbrengst, productkwaliteit en kosten zijn aspecten die voor de haalbaarheid van belang zijn.

Activiteiten behelzen:

1. Het ontwerp, de bouw en validatie van de pilotinstallatie.
2. Het uitvoeren van de daadwerkelijke proeven met verschillende soorten afvalstromen.
3. Het ontwikkelen van relaties met ketenpartners voor de aanvoer en eventuele voorbewerking van PA6-afvalstromen.

De pilotinstallatie is modulair en het uiteindelijke ontwerp zal, mede afhankelijk van de beschikbaarheid, vorm en samenstelling van het te recyclen PA6-afvalmateriaal, iteratief tot stand komen. Het pilotonderzoek wordt uitgevoerd op de Brightlands Chemelot Campus in samenwerking met uitbestedingsrelaties. Fibrant is eigenaar van het project en coördineert de werkzaamheden.

Resultaat

Door de representatieve pilotproeven wordt duidelijk welke typen afvalstromen (en met welke vervuilingen) kunnen worden gerecycled tot hoge kwaliteit Caprolactam, en kan het procedé per afvalstroom worden geoptimaliseerd.

De design data en operationele ervaring stellen Fibrant in staat een (demonstratie)plant te bouwen en succesvol te bedrijven. Met de resultaten uit de pilot (yield en kwaliteit op basis van representatieve samples, verbruikscijfers van utilities en chemicaliën, design data vertaald naar investeringskosten) kan een nauwkeurigere inschatting van de business case worden gemaakt per PA6-afvalstroom.

Met de pilotinstallatie worden tevens voldoende hoeveelheden Caprolactam-productsamples verkregen, welke ter evaluatie aan klanten zullen worden aangeboden. Ook wordt ervaring opgedaan met de kwaliteit en de verkrijgbaarheid van PA6-houdend afval.