روش گازی سازی در حدود یک ساعت صد سال پیش برای اولین بار مورد استفاده قرار گرفت، این روش تنها با استفاده از راکتور های بسیار ویژه که سوخت آنها بیوماس چوبی، زغال سنگ یا زغال چوب است قابل انجام است (Rollinson, 2018). در صورتی که همه این شرایط مهیا باشد این گاز قابل تولید است (گازی که به صورت تاریخی به «گاز تولید شده» معروف است)، این گاز غنی از مونوکسید کربن و هیدروژن است.
تغییر شکل بخار متان (روش ساختن هیدروژن، معمولاً از گاز طبیعی) گازی با ترکیب مشابه ایجاد می‌کند (که تحت عنوان گاز مصنوعی شناخته می شود)، که از این گاز به عنوان خوراک در تولید پلاستیک استفاده می شود. این فرآیند باعث ایجاد این ایده شده است که گازی سازی پلاستیک ها می توانند به عنوان روشی برای بازیافت مواد شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد.
پیرولیز
ریشه کلمه پیرولیز در واقع «شل شدن یا تغییر شکل در اثر حرارت یا آتش» است. این کار به صورت سنتی از طریق گرم کردن با اکسیژن در راکتورها صورت می گیرد. این روش که از قرون وسطی ابداع شده است برای تولید مواد شیمیایی مفیدی مانند متانول، استون و کرستون از چوب مورد استفاده قرار می گیرد؛ در واقع پیرولیز یک فرآیند بسیار انرژی بر است و به همین دلیل خیلی خام تر از گازی سازی است.
این روش یک گاز با کیفیت بسیار پایین‌تر تولید می‌کند که معمولاً از نظر ترکیبات پیچیده هیدروکربنی غنی است، ضمن اینکه یک مایع بسیار پیچیده نیز در کنار آن تولید می‌شود (Rollinson and Oladejo, 2019).
تبدیل به پلاستیک (P2P) با استفاده از پیرولیز و گازی سازی
هدف نهایی پیرولیز و گازی سازی به منظورP2P (بازیافت شیمیایی پلاستیک به پلاستیک) این است که از محصولات گازی و نفتی به عنوان سنگ بنای پلاستیک های جدید استفاده شود. اگرچه ماهیت گازی سازی و مهندسی پیرولیز تولید محصولات نفتی و گازی با استانداردهای مورد نیاز تولید پلاستیک را بسیار سخت یا حتی غیر ممکن می سازد. مرحله پلیمریزاسیون مجدد نیز شامل فرآیندهای شیمیایی اضافه و همچنین نهاده انرژی است.
تبدیل به سوخت (P2F) با استفاده از پیرولیز و گازی سازی
تفاوت بین روشهای P2P و P2F مصرف نهایی آنهاست. در روش تبدیل به سوخت محصولات پیرولیز و گازی سازی به عنوان خوراک برای پالایش نفت مورد استفاده قرار می گیرند. این بدان مفهوم است که این محصولات نهایتاً خواهند سوخت. به همین دلیل است که روش تبدیل به سوخت نمی تواند به عنوان روشی برای اقتصاد چرخه ای ضایعات پلاستیکی مورد استفاده قرار گیرد: زیرا پلاستیک جدید تولید نمی کند.
بسیار مهم است که تفاوت بین احتراق محصولات تولیدی از پروسه گازی سازی و پیرولیز و استفاده بعدی از آنها را به عنوان جایگزین سوخت برای نفت و فرآورده های آن را تشخیص دهیم.
در مورد اول محصولات به سرعت در داخل همان کارخانه می سوزند، و گرمای ناشی از احتراق آن ها یا برای روشن کردن شعله یا برای تولید برق یا به عنوان مکمل برخی از انرژی های مورد نیاز پیرولیز مورد استفاده قرار می گیرد. این اقدام با هر هدف و نیتی که صورت بگیرد نهایتاً هدفشان سوزاندن محصول برای تولید انرژی است.
وقتی که سوخت‌های استخراج شده از پلاستیک ها برای استفاده بعدی که مد نظر قرار بگیرند سوخت تغییر شکل یافته به صورت مستقیم سوزانده نمی‌شود بلکه ذخیره می شود و به محلی خارج از کارخانه انتقال می یابد. این سوخت ها هنوز هم به برخی اقدامات نیاز دارند تا استانداردهای با کیفیت بسیار بالاتر رعایت کنند به عنوان مثال وقتی که به عنوان خوراک برای موتورهای گازسوز مورد استفاده قرار می گیرند (Kalargaris et al., 2017; Wong et al., 2015).
فناوری های حلالیز/ تبدیل به مایع
به جای دی پلیمریزاسیون توسط حرارت، حلال های متنوعی برای ذوب یا تغییر شکل ضایعات پلاستیکی به منظور تولید پلیمرهای خالص، الیگومر ها یا مونومر ها مورد استفاده قرار گرفته اند. بسیاری از این فرآیند ها شامل مراحل متعددی می شوند که معمولاً مشمول استفاده از فشارهای بسیار بالا و درجه حرارت های بسیار بالا در منطقه چندصد بار بین ۱۰۰ تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد می شود، ضمن اینکه از انواع کاتالیزورها نیز استفاده می شود (Al-Sabagh et al., 2016; Arturi et al, 2018; Sherwood, 2020).
در مورد اینکه چگونه این فناوری های جایگزین را طبقه بندی کنیم اتفاق نظر وجود ندارد؛ شاید به این دلیل است که ترکیبی از پیچیدگی سیستم، همپوشانی فرایند و در برخی موارد محدودیت های مربوط به مالکیت معنوی مانع می شود.
خالص سازی بر مبنای حلال ها
در این فرآیند در واقع هدف این است که پلاستیک حل شود یا تبدیل به مایع شود بدون اینکه به ساختار پلیمری آن آسیبی وارد شود. معمولاً این روش به منظور جداسازی پلاستیک های ترکیبی یا جداسازی و پلیمرهای خاص از انواع خاصی از ترکیبهای پلاستیکی مورد استفاده قرار می گیرد. این عملیات یک فرایند چند مرحله ای است که شامل پاکسازی رنگ، ناخالصی ها و آلودگی هاست که بعد از آن فیلتراسیون، استخراج مرحله‌ای و ته نشینی پلیمر با استفاده از ضد حلال می شود (Sherwood, 2020).
انتخاب حلال مناسب می بایست به طور خاص بر اساس خوراک های همگن یا ترکیبات هدف صورت گیرد. کاهش کیفیت برخی از محصولات این مفهوم است که پروسه یک پروسه بازیافت نیست و در این مورد بیشتر شبیه یک بازیافت مکانیکی است، زیرا محصولات نمی توانند به صورت نامحدود بازیاب شوند یا کاملاً با پلیمر اصلی جایگزین شوند (Crippa et al., 2019).
برخی آلودگی های سمی نیز می توانند در محصول باقی بمانند و ضایعات فرآیندهای تبدیل مواد شیمیایی می توانند مسئله ساز باشند (Sherwood, 2020). امکان پذیری این عملیات صورت کاربردی هنوز هم شفاف نیست.
دی پلیمریزاسیون بر پایه حلال
فرایندهای دی پلیمریزاسیون متنوعی برای حل کردن ضایعات پلاستیکی در حمام مایع به منظور تولید اولیگومرها یا مونومرها مورد استفاده قرار می گیرند. این حمام مایع شامل یک یا چند مایع مختلف است که نام آنها را به فرایند می دهند: آب (خنثی، اسید یا هیدرولیز آلکالین)، متانول (متانولیز)، گلایکول (گلایکولیس)، آمونیاک (آمونولیس) و آمینوهای مختلف (آمینولیس). این فرایند معمولاً با استفاده از حرارت یا فشار بالا یا با استفاده از کاتالیزور انجام می‌شوند، یا اینکه از هیدروژناسیون وترانس استوریزیسیون استفاده می شود.
در میان همه روش های بازیافت شیمیایی، این روش از همه جدیدتر است و اطلاعات در مورد کیفیت محصول و مخارج انرژی از این گروه از تکنولوژی ها هنوز هم قابل دسترس نیست.