廢塑料熱裂解回收制油過程

在眾多廢塑料的資源化回收利用方式中，熱裂解是一種相對環(huán)保、經(jīng)濟可行且具有規(guī)模化處置前景的技術(shù)，具有預(yù)處理需求低、效率高、成本低、排放低、技術(shù)簡單等優(yōu)勢，被視為塑料資源化利用技術(shù)的最佳方法之一，其能量消耗僅約廢塑料總能量的10%。

采用熱解法對廢塑料進行處置是指在無氧條件下（惰性氣氛或真空）通過高溫（300~900°C）使聚合物分子鏈斷裂，將其轉(zhuǎn)化為以碳氫化合物為主的小分子產(chǎn)物（包括鏈烴、環(huán)烴及芳烴等）。由于塑料本身即石化工業(yè)的產(chǎn)物，將其通過熱化學(xué)手段轉(zhuǎn)化為石油餾分或其他石油化工產(chǎn)品無疑具有更高的原子利用率。與傳統(tǒng)的填埋及焚燒手段相比，熱解能夠大大降低溫室氣體排放、減少填埋滲濾液的產(chǎn)生，并能實現(xiàn)熱解產(chǎn)物的快速商品化。熱解油可直接用作燃油或者提取高價值組分用于化工生產(chǎn)，是該過程最主要的高附加值產(chǎn)物；熱解炭可用作固體燃料，或部分石化過程的原料，或用以制作吸附材料。熱解氣以烴類為主，可通過純化、提質(zhì)等步驟被進一步資源化利用，也可直接用做燃氣，用以滿足熱解過程中的能量需求。

塑料熱裂解反應(yīng)示意圖

塑料熱裂解主要遵循自由基反應(yīng)機理，裂解過程中發(fā)生的反應(yīng)如上圖所示。在熱解過程中，分子結(jié)構(gòu)中具有雙鍵的聚合物（例如橡膠和PVC等）傾向于遵循交聯(lián)降解機理，反應(yīng)過程中碳鏈發(fā)生縮合與重排，導(dǎo)致產(chǎn)物中存在大量環(huán)狀產(chǎn)物；具有飽和結(jié)構(gòu)的聚合物（例如PE、PP等），往往遵循線性隨機斷鏈機理/鏈端斷鏈（即解聚）機理；隨機斷鏈指C–C鍵的斷裂于分子鏈中的隨機位置發(fā)生，斷裂后形成兩條較短的分子鏈，而鏈端斷鏈則指斷裂發(fā)生于鏈端的C–C鍵，斷裂后形成一條較短的分子鏈及一分子單體。在聚合物結(jié)構(gòu)中不存在芳環(huán)（例如PE、PP等）的情況下，熱解往往產(chǎn)生非環(huán)狀產(chǎn)物，然而適宜的熱解參數(shù)將會加快雙烯合成反應(yīng)等副反應(yīng)，從而促進鏈狀產(chǎn)物的環(huán)化反應(yīng)。