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第二节废塑料裂解方法

2.1概述9AL)f!s9O0w7t6B9r$G:~;f

废塑料裂解是将已清除杂质的废塑料置于无氧或低氧的密封容器

中加热，使其裂解为低分子化合物。塑料裂解技术的基本原理是，将

废塑料制品中原高聚物进行比较彻底的大分子裂解，使其回到低相对

分子质量状态或单体态，其他组分则是基本有机原料。热裂解可分为

解聚反应型、随机裂解型和中间型。解聚反应型塑料受热裂解时聚合

物解离，裂解成单体，主要切断了单体分支之间的结合键。这类塑料

有聚α-甲基苯乙烯、聚甲基苯丙烯酸甲酯、四氯乙烯塑料等，它们几

乎100%地裂解成单体。随机裂解型塑料受热裂解时断裂是随机的，

产生一定数目的碳原子和氯原子结合的低分子化合物。这类塑料有聚

乙烯、聚氯乙烯等。如聚烯烃在无催化剂的情况下，先断裂为碳氢自

由基，再生成一定数目的碳氢化合物，其中含大量的蜡状产物。大多

数塑料的裂解两者兼而有之，但在合适的温度、压力和催化剂的条件

下，能使其中某些特定数目链长的产物大大增加，从而获得有一定经

济价值的产物，如汽油、柴油等。

裂解所要求的温度取决于废塑料种类及回收的目的产物，温度超

过600℃，热裂解的主要产物是混合燃料气，如H2、CH4、轻烃；温

度400~600℃时，主要裂解产物为混合轻烃、石脑油、重油、煤油、

混合燃料油等液态产物及蜡。PE、PP的热裂解产物主要是燃料气和燃

料油；PS热裂解产物主要是苯乙烯单体及轻烃化合物；PVC不宜采用

热裂解处理，因PVC加热会产生大量的HCl气体。如果选用适当的催

化剂，可在200~300℃进行催化裂解，且可提高液体产物的收率。

由上述可知，废塑料裂解技术因最终产品的不同可以分为两种：

一种是为了得到化工原料（苯乙烯、乙烯、丙烯等）；另一种是为了

得到燃料（汽油、煤油、柴油等）。虽然都是将塑料转化为低分子物

质，但两者的工艺路线不同。但是对聚烯烃类塑料而言，裂解制备燃

料油是目料油是目前前使使用最广泛用最广泛的的处处理方理方式式。。

所谓裂解法，是使大分子聚合物裂解为低分子的混合烃的过程。

裂解反应主要表现在C-C键断裂，同时伴有C-H键断裂。热效应为强

吸热过程，即外界必须提供大于C-C键键能的能量，反应才能顺利进

行。因此，早期的废塑料裂解方法均为简单的热裂解方法，通过加热，

使废塑料热裂解。但是，这种方法有着明显的缺陷，即耗能高、效率

低、产率不高、选择性不强。因此人们迅速开发出了催化热裂解方法，

在热裂解阶段加入催化剂，一来可以降低废塑料裂解所需的活化能，

降低能耗，提高效率，而且还可以提高产物的选择性，因此这种方法

相对于热裂解法有着明显的优势，但由于采用催化剂提高了成本，而

日催化剂本身不易回收，因此，该方法在经济上需要一定的规模。之

后，为了提高裂解产品的品质，人们又开发出了用催化剂催化裂解装

置进行催化改质的热裂解-催化改质工艺和催化热裂解-催化改质工艺，

这两种工艺技术完善，产品质量高，但投资较大，只适用于大规模开

发。/M/y;a*K*O,Z*g#L.m)K

综上所述，废塑料裂解主要包括热裂解法（一段法）、催化热裂

解法、热裂解-催化改质法和催化热裂解-催化改质法（二段法）四种

基本方法。它们又有不同的工艺过程，如图2-1所示。同时还存在另

外一些裂解油化方法，如超临界水废塑料裂解法、与煤共液化裂解法、

气化裂解法等方法。

2.2废塑料裂解方法废塑料裂解方法

2.2.1热裂解法热裂解法

热裂解法是最简单的废塑料裂解法，即通过提供热能，克服废塑

料聚合物裂解所需活化能，并产生以下三种反应：①聚合物通过解聚

反应生成单体；②聚合物分子链无规则断裂，产生低分子化合物；③

通过消除取代基或官能团产生小分子，伴随有不饱和化合物的产生和

聚合物交联乃至结焦。由此可知，该法工艺粗糙。产品杂乱，出油率

低。

该方法裂解反应温度高，反应时间长，所得到的液体燃料是沸点

范围较宽的烃类物质，其中汽油馏分和柴油馏分含量不高，所得汽油

辛烷值低，且含有大量烯烃，诱导期短；柴油凝点高，十六烷值低，

含蜡量高。废聚乙烯塑料热裂解的产物多为链烷烃或α-烯烃，生产柴

油馏分的反应条件是475℃左右，低压或常压