第二节 废塑料裂解方法
2.1 概述 9 A& L) f! s9 O0 w7 t6 B9 r$ 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 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 C,热裂解的主要产物是混合燃料气， 如H2、
CH4、轻烃；温度400〜600 C时，主要裂解产物为混合轻烃、
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 C进行催化裂解， 且可提高液体产物的收 率。
两种：一种是为了得到化工原料
苯乙烯、 乙烯、 丙烯等）；
由上述可知，废塑料裂解技术因最终产品的不同可以分为 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前使用最广泛的处 理方式。 6 L; P- y, E" v/ J( K- J
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
段法）四种基本方法。它们又有不同的工艺过程，如图
2-1
热裂解法、热裂解 -催化改质法和催化热裂解 -催化改质法 （二 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+ k. x(〜'X) z4 \5 A* II 221 热裂解法 / \# c! r9 B: '& T) '8 j% z
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
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