塑料水杯的生命周期研究报告.docx

塑料水杯的生命周期研究报告一、概述1.1意义在全球各个国家都大力发展各自实力的同时，全球资源、生态环境也受到了极大的 影响，甚至出现了极大地危机，所以资源问题已成为全球性的关注热点之一面对人与 自然的孑盾不断加剧，更多的人意识到我们需要璽新认识环境问题的来源和人类活动方 式及消费模式Z间的关系，通过冬种不同的手段来促进人类的可持续发展，所以也有越 来越多的人开始重视到产品生命周期的评价本文通过PP产品整个生命周期的分析实 现工业系统的生态化、预防污染、可持续发展等，希望能够对PP生产现状以及冋收管 理有所帮助1.2技术现状聚丙烯是冃前世界上最重要的合成树脂2—，具有相对密度小、来源广泛、质量轻、 易冋收、机械性能优越的特点，且耐高温、耐腐蚀，有优异的电性能和化学稳定性，因 而被广泛的应用于T业制品、日用品、包装薄膜、纤维、涂料等领域PP塑料杯为聚 丙烯机械一次冲压成型丁艺无印花，不可降解121技术水平在制作工艺上，聚丙烯工艺有多种，其最有前途应用最广泛的是木体工艺和气相工 艺两大类木体工艺木体工艺是在液体丙烯单体进行丙烯的聚合反应,按反应器类型可分为木体环管反应 器和搅拌釜反应器两类，木体环管反应器的代表是Spheripol工艺，而搅拌釜反应器的代表 是Hypol工艺。

Hypol工艺能够生产出用途广泛的补类聚丙烯产品牌号，产品的灰分含量和氯含量低， 均聚物产品具有较高的等规度和刚性，能够生产光学性能出色的薄膜制品（BOPP、CPP、 IPP）,以及具有较好可成型性和尺寸稳定性的纤维产品此外，不经热降解可制得高熔体指 数的产品无规共聚物具有很好的光学性能、低温冲击强度和低温热封性能抗冲共聚物产 品聚物纟R分的分布均匀，刚性和抗冲性能的综合性能优异，可用于制造具有低温耐冲击 性能的周转箱、机械强度和外观性能良好的工业零部件、汽车和电了工业部件等，可生产具 有高流动性、高速注瓠成型的多种嵌段共聚产品牌号Spheripol工艺采用由海蒙特公司和口木三井化学公司联合开发的高效催化剂体系 GF2A翻FT4S,能生产所谓全范囤的聚丙烯产品：聚丙烯均聚物、无规共聚物和三元共聚 物、抗冲共聚物、多相抗冲共聚物、丙烯与烯坯类共聚单体在反应器内形成的合金，以及丙 烯与非烯泾或极性单体形成的高性能合金等气相聚丙烯丁•艺气相聚丙烯工艺是由气相丙烯直聚合成尚体聚丙烯产品，所采用的反应器主要有三种: 立式搅拌床、卧式搅拌床和流化床分别以Novolen气相工艺、BPAmoco气相工艺和Unipoi 相工艺为代表。

Novolen「匸艺的均聚和共聚都采用气相聚合，不像Spheripol和Hypol那样均聚采用液 相聚合而共聚采用气楣聚合，所以Novolen 丁•艺从聚合反应器出来的聚合物不需要再进行 闪熬、干燥处理，也不像浆液法那样需要进行离心干燥和溶剂冋收等步骤Unipol气相法聚丙烯所采用的稀相流化床聚合工艺是共专长，其特征是简单、灵活、经 济、安全由于采用了先进的气相流化床技术和高效催化剂，流程大为简化，只需较少的设 备就能生产出包括均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物等在内的各种聚丙烯丁业化产品整个 反应系统稳定而灵活，可以在较宽的操作范围内调节操作条件，产品性能保持均一BPAmoco气相工艺的一个显著特点是独特的反应器设计使其具有良好的径向混合和低 的轴向分散采用高效催化剂，停留时间小于lhBPAmoco工艺的第二个特点是撤热方式 搅拌床反应器的反应热是靠液体丙烯汽化带走的，这种反应器可使单程转化率达到15%-20% 或更高，而其它主要靠循环气流控制温度的气相法T艺的单程转化率只能达到2%-3%o另外，聚丙烯还可以通过改性來提升在某些方瓯的性能，以满足特殊情况的需求，或者 能增强某些方瓯的能力以获得更广泛的应用。

忖前,聚丙烯的改性按照改性方法主要可分为: 接枝改性、填充改性、共混改性、交联改性四种122环保情况塑料本身不能再自然条件下降解，逐年积累下来的废门塑料己经造成了严重的环境 污染同时，废塑料热然蕴含这巨大的再生资源因此，废塑料的资源化是解决废塑料 对生态环境以及节省能源的重要举措1） 璽熔再生该法是将废塑料加热熔融后巫新塑化根据•原料性质，可分为简单再牛和复合再牛 两种简单再生已被广泛采用，主要冋收树脂生产厂和塑料制品厂生产过程中产生的 边角废料，也可以包括那些易于清洗、挑选的一次性使用废弄品这部分废旧料的特 点是比较干净、成分比较单一，采用简单的T艺和装备即可得到性质良好的再生塑料， 其性能与新料相差不多现在塑料废弃物品约有20%采用这种冋收利用方法，现阶段 大多数塑料冋收厂是属于这一类的2） 改性再生通过与PE （聚乙烯）混合铸造成型，具有良好的改性效果表1 PP与PE混合的配方配方质量份配方质量份聚丙烯90垂晶右粉50低密度聚乙烯10硕脂酸钙1.5② 聚丙烯与乙-丙共聚物的共混可在其中掺入一定量的乙-丙共聚物，制取聚丙烯/乙-丙 共聚物（EPR）的共混物③ 聚丙烯与其他聚合物的共混聚丙烯可与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）共 混。

3）木粉填充改性废塑料木粉填充改性废塑料是一种全新的绿色环保塑木材料，其加工方法也是物理改性再 生方法由于近几年来国内外对该方曲的研究较多，发展较快，并且己冇商品化产品出 现，塑木材料及其相关技术的发展已成为一种趋势1. 3内容一次性聚丙烯(PP)塑料杯是牛活中常用的容器，塑料容器为与食品直接接触类用品, 且使用寿命短，消费量巨大，如果不对其进行全过程的管理与监督,很容易对人体健康和 环境质量产生不利影响产品的生命周期评价(life cycle assessment简称LCA)是一 种对产品从原材料采集,到产品生产、运输、销售、使用、冋用和最终处置的整个生命 周期阶段中与环境的相互作用进行系统分析、评价的方法1. 3. 1评价目标对PP水杯的生产周期的全程分析得出其对环境影响的程度;分析结果与讨论，对生 产可能存在的改进提出建议;对消费，处理处置的过程存在的问题进行分析1.3.2评价对象本文所研究的对象为最常用的约500 ml的PP塑料水杯，冷热饮均使用由于口杯的 使用单位为个，用材料总巫评价不能体现其使用价值的均等性，同时为减小误差,所以将 研究单位定为/500个1.4研究方法查阅资料，参考文献二、PP水杯生命周期使用/再使用/维护图1 PP生产流稈系统边界三、定性评价首先，在原料提炼过程中,会消耗大量的石油、天然气（原材料）等重要的H然能源, 另外市于天然能源的纯度问题需要进一步的炼化才能使川，在这Z就将会产生很多废气, 肥料如CO?、NOx、SOx等。

其次，在加丁•成型的过程，会以石油、天然气、煤炭、水利能源等提供能量来支持加 工所需的热量及机器运作，进而产生废水废气Z后，在从原料运送到加工厂和从加工厂到销售都需要运输物流在运输过程势必将 消耗一定量的柴油、汽油等，同时也会产生大量的废气、烟尘等作为PP水杯，基木不需要维护在使用过后的废物处理，由于的垃圾冋收机制没有形成校为良性的系统，所以大 部分PP材料的水杯应该会和其他垃圾废物一同填埋到垃圾场，而PP材料在白然因素下几 乎不会自动降解另外一部分被冋收利用，与其他材料混合或者重熔重新制造新的工业产品, 在这一过程又会产生大量的电力，水力消耗产生废水废气废料，再一次进入到以上的循环 以上过稈所产生的废气都有可能加剧温室效应，对桀个全球性的环境造成更为巨大的影 响现将PP塑料水杯的生命周期分为五个阶段（原料开采加工、产品加工、运输与销 售、使用、冋收）对两个一级指标（环境影响和人体健康影响）中的8个二级指标（可再 生资源消耗、不可再生资源消耗、温室效应、能源消耗、富营养化、酸化、固体废物、 健康风险）进行分析表2加权评价指数y目阶段、\原材料选择能源消耗固体废料废液排放废气排放原料开采加 T阶段22111产品加丁•阶 段32121包装运销32223使用阶段44444再生处理32233环境责任率 R=61/100=61%,刚刚“及格”总的说起来对环境的影响比较大，并 且有很大的技术提升空间。

四、定量评价4.1产I牛命周期中的负荷在PP水杯的整个生命周期中包括原料开采加工、产品加工、运输与销售、使用、 冋收现将PP水杯设计的环境负荷表分为以下表格表3 PP生产系统的能源输入清单 MJ/kg PP原料生产加工过程石油 （供料）天然 气 （供料）总计天然 气（燃料）石油 （燃料）煤炭 能源铀能 源（核 能）水力 发电其他 能源 （非指 定）总计37.99.8247.711.916.871.6610.810.0632.3表3中，原料生产时所消耗的右汕和犬然气能量，是指向汕气精炼厂供料这一过程 消耗的能量，即把右油供料给精炼厂之前消耗了 37. 9 MJ/kg PP,把天然气供料给精炼厂之前消耗了 9. 82MJ / kg PP,这其包括了右油与天然气的开采、运输等等加 工过程，天然气和右油乂是作为燃料为设备提供热能，用于发电，生产熬汽等方面 整个系统消耗的不可再生能源总计为47. 7MJ/kg PP+32. 3MJ / kg PP = 80・0 MJ /kgPP,没有使用可再生能源SOXNOXCOVOC 或 CXHX1110178013硫氧化物的排放主要来白原汕的燃烧，因为原汕通常含有一定量的硫，而前面的系统 说明提到，原料北海开采的低硫原油只有15%,其余85%都是高硫原油，因此该系统 硫氧化物的排放对环境的影响也不容小视。

氮氧化物的排放同样来H燃烧，氮氧化物对温 室效应的贡献大约是C02的300倍左右VOC是指挥发性有机化合物，主要是在熬憎、 裂解等过程产生的VOC对环境的影响主要表现在生态毒性，小分了的碳氢化合物对人 体和生物体都会造成一定的影响上面是以能量来统计的表格，现在然我们直观的看看加工500个杯子的过程中消耗 了多少原料能源表5水杯投入生产清单投入产出项目评价对象PP塑料杯（/500个）耗材原料聚1人j烯1800g石油2597g耗水26.6L能耗55.58J大气污染物CO.10.75kgso271.71gNOX6.84gVOC 或 CXHX13g烟尘1.44g水体污染物COD排量3.95gBOD排量1.23周体废弃■•物647.28g表6 水杯运输清单 kg/t*km原汕co2so2NOXch4PM io0.08670.2210.0002360.005010.00002240.00154（注：假设都以10T卡车为运输方式4.2环境评价能源、资源由于成木低、质量轻和耐用性好，塑料已被全世界广泛应用并随肴近代石油工业的发展而迅速发展起来舉料的生产和消费也随着经济发展和人民生活水平的提高而快速增 长。

1994年我国合成树脂产量为380万t,槊料制品产量达710万t,數料产品消费量达810万 to因此PP生产对石油天然气等自然资源还是有比较大的需求，同时需要消耗的其他能源 对石汕天然气造成了巨大的消耗压力。