Plastik zu Plastik: Mit ReOil schließt sich der Kreis im Kunststoffrecycling

„Wenn es um Kunststoffe geht, bin ich ein Fan von Reduce, Reuse, Recycle“, so Michaela Fraubaum. Sie ist überzeugt, dass chemisches Recycling wie das ReOil-Verfahren etablierte mechanische Recyclingverfahren perfekt ergänzt. „Es gibt tolle Produkte aus mechanisch recyceltem Plastik, für das Recycling von PET-Getränkeflaschen zum Beispiel gibt es effiziente Verfahren, um daraus wieder hochwertige PET-Flaschen herzustellen.“ Doch PET-Flaschen machen nur 20% des Verpackungsmülls aus. Was tun mit dem Rest?

Recycling für Hightech-Produkte

„Wir können mit unserem ReOil-Verfahren auch Altplastik verarbeiten, das nicht sortenrein ist, weil wir im chemischen Prozess so weit zurückgehen, dass wieder alles möglich ist“, so die Verfahrenstechnikerin. „Wir sind nicht an das Ausgangsprodukt gebunden und gewinnen wieder einen sehr reinen Rohstoff, nämlich synthetisches Rohöl.“ Das ist vor allem für die Herstellung von Produkten mit hohem Reinheitsgrad und Hightech-Kunststoffen wichtig. Michaela Fraubaum: „Denken wir an Verpackungen im Lebensmittelbereich oder in Medizinprodukten, wo aus gutem Grund strenge Sicherheitsstandards gelten. Diese Produkte können problemlos aus chemisch recyceltem Plastik hergestellt werden.“

In unserer ReOil-Anlage in der Raffinerie Schwechat verarbeiten wir Altplastik, das nicht anders recycelt werden kann, zu synthetischem Rohöl, das anschließend wieder zu hochwertigen Kunststoffen verarbeitet wird. Was für andere Abfall ist, ist für uns ein wertvoller Rohstoff.
Michaela Fraubaum, Senior Expert, OMV Raffinerie Schwechat

Schritt für Schritt vom Plastik zum Öl

Wie funktioniert nun das Verfahren und welche Art von Plastik kann überhaupt verwendet werden? Michaela Fraubaum erklärt: „In der Anlage verarbeiten wir Mischplastik wie Polyolefine oder Polystyrol aus dem Verpackungsbereich, also etwa Folien oder Becher. Wir verwerten zum Beispiel die Plastikbecher, die auf den Flügen der Austrian Airlines als Müll anfallen.“ Ob sich eine Verpackung als Einsatzstoff für die ReOil-Anlage eignet, erkennt man am aufgedruckten Recycling-Code: Die Nummern 02 (Polyethylen – high density), 04 (Polyethylen – low density), 05 (Polypropylen) und 06 (Polystyrol) können im ReOil-Verfahren recycelt werden.

Das Altplastik wird bereits vorsortiert und zerkleinert in die Raffinerie geliefert, wo die kleinen Plastikstücke, so genannte Flakes, in den Prozesskreislauf eingebracht werden. Dafür wird ein Extruder verwendet, der das Plastik gleich auch schmilzt. Diese erste Stufe des Prozesses wird daher als Aufschmelzen bezeichnet.

„Plastik leitet Wärme schlecht, es isoliert sich quasi selbst“, so Michaela Fraubaum. „Große Mengen lassen sich also nicht so einfach erhitzen. Das ist eine der großen Herausforderungen des chemischen Recyclings: Wie bringe ich die thermische Energie ein? Geschmolzenes Plastik ist außerdem sehr zähflüssig, fast wie Honig, und lässt sich deshalb nur schwer durch Rohre transportieren.“

Die Lösung: Ein Lösungsmittel. „Wir verwenden dafür ein Zwischenprodukt aus einem anderen Prozess in unserer Raffinerie. Es ist also bereits vor Ort und wir müssen es nicht extra beschaffen. Dieses Lösungsmittel vermischt sich mit dem Plastik und macht es so dünnflüssig, dass es dann durch die Rohre geleitet werden kann.“  

„Der zweite Schritt ist das so genannte Cracking. Dabei werden durch Wärmeenergie die langen Kohlenwasserstoffketten im Plastik in kürzere Ketten aufgebrochen. Dazu muss man wissen, dass Rohöl und Plastik zwar aus denselben chemischen Elementen bestehen, aber die Molekülketten unterschiedlich lang und unterschiedlich strukturiert sind“, so die Verfahrenstechnikerin. „In der Raffinerie haben wir viel Erfahrung mit Cracking-Prozessen, weil es bei vielen Raffinerieprozessen um Cracking geht. Aus chemischer Sicht ist Plastik ein ideales Cracking-Medium, weil es viele Wasserstoffatome enthält. Wir sprechen vom sogenannten C-zu-H-Verhältnis, also wie viel Wasserstoff im Vergleich zu Kohlenstoff enthalten ist. Dieses ist bei Kunststoff sehr gut, deswegen fallen beim Kunststoff-Cracking relativ wenig Reststoffe an und die Produktausbeute ist hoch. Wir konnten also unser bisheriges Know-how gezielt einbringen, um das Verfahren zu entwickeln und zu betreiben.“

Wie geht es anschließend mit den kurzen Ketten weiter? „Im dritten Schritt, Flashing genannt, werden jene Stoffe abgetrennt, die bereits kurzkettig genug sind, um in der Raffinerie weiterverarbeitet zu werden und wieder als Basis für hochwertige Kunststoffe zu dienen.“ Jene Stoffe, die noch zu langkettig sind, durchlaufen den ReOil-Kreislauf noch einmal.

In verschiedenen Zwischenschritten werden Zusatzstoffe, wie Farbstoffe oder Stabilisatoren, und Füllstoffe, die bei der Herstellung und Verarbeitung des Plastiks zugesetzt wurden, abgetrennt. Durch das Abtrennen dieser Zusatzstoffe kann aus dem synthetischen Rohöl wieder Kunststoff hergestellt werden, der dieselbe Qualität wie „virgin plastic“ – also Neukunststoff – hat.

Die erfreuliche Bilanz: Weniger Müll, weniger Energieverbrauch, weniger CO2

Mit dem ReOil-Verfahren wird Altplastik in den Produktionskreislauf rückgeführt, das sonst nicht recycled werden könnte, oder zumindest nicht zu gleichwertigen Plastikprodukten. „Wir schaffen damit die perfekte Ergänzung zu mechanischem Recycling und ermöglichen so für Plastik eine echte Kreislaufwirtschaft – so wie wir sie zum Beispiel beim Altpapier kennen. Eigentlich sogar noch besser, denn im Gegensatz zum Altpapierrecycling verliert das ReOil-Plastik nicht an Qualität. Aus alten Chipspackungen kann wirklich wieder ein Joghurtbecher, ein Infusionsbeutel oder auch eine Stoßstange werden, alles hochwertige Plastikprodukte.“

Doch das Verfahren hat noch weitere Vorteile, weiß Michaela Fraubaum: „Das synthetische Rohöl, das aus dem Prozess kommt, ist etwas anders strukturiert – in der Raffineriesprache sagen wir 'leichter' – als fossiles Rohöl und kann dadurch direkt in einen späteren Raffinerieprozess eingespeist werden. Im Vergleich zur Verarbeitung von fossilem Rohöl überspringen wir damit einige Verarbeitungsschritte wie die Destillation und sparen somit Energie.“ An die 20 Prozent gegenüber der Verarbeitung von fossilem Rohöl. Außerdem muss synthetisches Rohöl nicht erst gefunden und gefördert werden, und spart damit im Vergleich zu fossilem Rohöl rund 45 Prozent CO2 ein.

Vorsprung durch Optimierung im Echtbetrieb

Seit den ersten ReOil-Versuchen im hauseigenen Labor wurde einiges an Entwicklungsarbeit geleistet. „Wir konnten im Technikum, das ist quasi eine kleine ‚Testraffinerie‘ in der Raffinerie, den Prozess entwickeln und die Idee mit dem Lösungsmittel testen,“ erzählt die Technikerin. 2018 wurde dann eine ReOil-Pilotanlage in Betrieb genommen, die bereits vollständig in den normalen Raffinerieablauf integriert war. „Das ReOil-Verfahren aus dem Labor in den Realbetrieb zu bringen, also in den normalen Raffinerieprozess zu integrieren, auf Dauerbetrieb einzustellen und auch entsprechend zu skalieren war dann noch einmal ein großes Stück Arbeit, da brauchte es noch einiges an Ingenieurskunst und angewandtem Chemiewissen“, erzählt Michaela Fraubaum. Aber es hat sich gelohnt: die Anlage läuft nun seit mittlerweile drei Jahren im Dauerbetrieb und hat seitdem über 500 Tonnen Altplastik zu synthetischem Rohöl verarbeitet, nicht ganz unbeträchtlich für eine Pilotanlage. Und das war nur der Anfang. Denn klares Ziel ist es, das Verfahren in den nächsten Jahren auf ein Hundertfaches zu skalieren.

Update Dezember 2021

Die nächstgrößere Anlage befindet sich bereits in Planung, mehr Informationen gibt es hier: 
Pressemitteilung | OMV baut innovative ReOil® Recyclingtechnologie in der Raffinerie Schwechat aus