废塑料热裂解回收制油过程

在众多废塑料的资源化回收利用方式中，热裂解是一种相对环保、经济可行且具有规模化处置前景的技术，具有预处理需求低、效率高、成本低、排放低、技术简单等优势，被视为塑料资源化利用技术的最佳方法之一，其能量消耗仅约废塑料总能量的10%。

采用热解法对废塑料进行处置是指在无氧条件下（惰性气氛或真空）通过高温（300~900°C）使聚合物分子链断裂，将其转化为以碳氢化合物为主的小分子产物（包括链烃、环烃及芳烃等）。由于塑料本身即石化工业的产物，将其通过热化学手段转化为石油馏分或其他石油化工产品无疑具有更高的原子利用率。与传统的填埋及焚烧手段相比，热解能够大大降低温室气体排放、减少填埋渗滤液的产生，并能实现热解产物的快速商品化。热解油可直接用作燃油或者提取高价值组分用于化工生产，是该过程最主要的高附加值产物；热解炭可用作固体燃料，或部分石化过程的原料，或用以制作吸附材料。热解气以烃类为主，可通过纯化、提质等步骤被进一步资源化利用，也可直接用做燃气，用以满足热解过程中的能量需求。

塑料热裂解反应示意图

塑料热裂解主要遵循自由基反应机理，裂解过程中发生的反应如上图所示。在热解过程中，分子结构中具有双键的聚合物（例如橡胶和PVC等）倾向于遵循交联降解机理，反应过程中碳链发生缩合与重排，导致产物中存在大量环状产物；具有饱和结构的聚合物（例如PE、PP等），往往遵循线性随机断链机理/链端断链（即解聚）机理；随机断链指C–C键的断裂于分子链中的随机位置发生，断裂后形成两条较短的分子链，而链端断链则指断裂发生于链端的C–C键，断裂后形成一条较短的分子链及一分子单体。在聚合物结构中不存在芳环（例如PE、PP等）的情况下，热解往往产生非环状产物，然而适宜的热解参数将会加快双烯合成反应等副反应，从而促进链状产物的环化反应。