Анализ влияний технологических параметров на формирование жидких продуктов при пиролизе полистирольных отходов

Полный текст

Введение. Накопление пластиковых отходов до сих пор является одной из наболее значимых экологических и технологических задач мировой промышленности. Согласно отчету Plastic Overshoot Day 2025, в 2025 году прогнозировалось образование  окло 225 млн. тонн пластиковых отходов в мире, в связи использованием одноразовой упаковки, бытовых изделий и текстиля. В среднем это соответсвует 28,6 кг отходов на одного человека в год. При этом около 72 млн. тонн, или 31.9%, могут быть неправильно утилизированы, то есть попасть на неконтролируемые свалки, в окружающую среду или быть сожжены вне современных систем очистки выбросов [1]. Эти показатели демонстрируют разрыв между объемом образования пластиковых отходов и мировой системы сбора, сортировки и переработки.

По данным Министерства экологии и природных ресурсов Республики Казахстан, в стране за 2025 год образовалось около 5 млн. тонн твердых бытовых отходов, из которых переработано и утилизировано 30.69%. За этот год в стране было 2755 полигонов твердых бытовых отходов, из которых 19.6% соответсвовали экологическим и санитарным нормам. ¹ Это подтверждает, что при росте доли переработки значительная часть отходов продолжает направляться на полигоны.

          Полистирол и вспененный полистирол широко применяется при производстве одноразовой посуды, пищевых контейнеров, упаковочных материалов, теплоизоляционных плит и защитной транспортной упаковки. Значительная часть

1. Министерство экологии и природных ресурсов Республики Казахстан. Данные по обращению с твердыми бытовыми отходами в Республике Казахстан за 2025 год. Астана, 2026.

таких изделий относится к продукции кратковременного использования, поэтому после эксплуатации переходит в поток твердых бытовых отходов. Механическая переработка вспененного и обычного полистирола осложняется его низкой плотностью, загрязненностью, большим объемом при малой массе и сравнительно низкой экономической привлекательностью сбора.

          Следует возрастание значений технологий, позволяющие получить ценные продукты. Одним из перспективных методов переработки полистирольных отходов является пиролиз – термическое разложение полимера в бескислородной среде. Пиролиз направлен на получение жидкой, газообразной и твердой фракций. Жидкие продукты пиролиза полистирола очень важны, так как могут содержать значительное количество ароматических соединений, включая стирол, этилбензол, толуол и α-метилстирол.

          Эффективность пиролиза полистирола определяется температурой и продолжительностью процесса. Недостаточная температура может приводить к неполному разложению полимера, а чрезмерно высокая температура к вторичному крекингу и увеличению доли газообразных продуктов. Изучения влияния термических параметров и продолжительности процесса на формирование жидкой фракции имеет важное значение для разработки эффективных технологий переработки полистирольных отходов.

          Целью данной обзорной статьи является систематизация современных научных данных о влиянии температуры, продолжительности процесса и связанных технологических факторов на формирование жидких продуктов при пиролизе полистирольных отходов. Для достижения цели рассматриваются аналитико-статистические данные по пластиковым отходам за 2025 год, основные методы

переработки пластика, преимущества и их недостатки, особенности термического разложения полистирола, а также влияние температуры и времени процесса на выход и состав жидких продуктов.

 

1. АНАЛИТИКО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ПО ПЛАСТИКОВЫМ ОТХОДАМ

1.1 Объемы производства и потребления пластика в мире за 2025 год

 

          В 2025 году мировое потребление пластмасс продолжается оставаться высоким из-за высокого спроса на упаковочные материалы, одноразовые изделия, синтетический текстиль, строительные полимеры, медицинские материалы и бытовые товары. По оценке Plastic Overshoot Day 2025, наибольший вклад в образование пластиковых отходов вносит упаковка – около 33%, текстиль – около 17%, а также бытовые и одноразовые изделия – около 5% [1]. С 2024 года по 2025 год число пластиковых увеличилось на 5 млн тонн, что указывает на продолжающий рост образования при развитии отдельных программ переработки и экологического регулирования [1].

          Основная экологическая нагрузка связана с характером их использования. Упаковочные и одноразовые полимерные изделия являются проблемной группой с точки зрения устойчивого обращения с отходами. Полистирол относится к проблемной группе, а переработка вспененного полистирола является сложной из-за низкой плотности и большого объема, что повышает стоимость логистики и сортировки, снижая экономическую привлекательность механической переработки.

 

Таблица 1. Показатели пластиковых отходов за 2025 год в мире [1]

 

Показатель	Значения за 2025 год	Комментарий
Образование пластиковых отходов в мире, млн тонн	Около 225	Одноразовая упаковка, бытовые изделия и текстиль
Образование пластиковых отходов на душу населения, кг/чел в год	28.6	Среднемировая оценка
Неправильно управляемые пластиковые отходы, млн тонн	около 72	Отходы, которые могут попасть в окружающую среду
Доля неправильно управляемых отходов, %	31.9	Почти треть от общего объема
Доля упаковки в образовании пластиковых отходов, %	около 33	Крупнейший источник
Доля текстиля, %	около 17	Второй значимый источник
Доля бытовых и одноразовых изделий, %	около 5	Включает часть продукции краткосрочного использования

 

          По таблице 1 наблюдается основная проблема пластиковых отходов – сектор краткосрочного потребления. Поэтому их следует рассматривать как важный объект для развития альтернативных методов переработки, включая пиролиз.

В Казахстане на 2025 год ситуация оставалась сложной. По данным Министерства экологии и природных ресурсов Республики Казахстан, около двух третей твердых бытовых отходов все еще не вовлекались в переработку и продолжают создавать нагрузку на полигоны и окружающую среду. ¹ Значительная часть объектов размещения отходов требует модернизации, рекультивации или замены современными комплексами обращениями с отходами.

 

Таблица 2. Показатели обращения с твердыми бытовыми отходами в Казахстане за 2025 год ¹

 

Показатель	Значение за 2025 год	Комментарий
Образование твердых бытовых отходов в Казахстане	Около 5 млн тонн	Общий объем твердых бытовых отходов
Доля переработки и утилизации твердых бытовых отходов	30.69%	Средний показатель по стране
Количество полигонов	2755	По итогам 2025  года
Полигоны, соответствующие экологическими и санитарными нормами	540	19.6% от общего числа
Несанкционированные свалки, выявленные космическим мониторингом	3828	За 2025 год
Ликвидированные несанкционированные свалки	3588	95% от выявленных
Населенные пункты с внедренным раздельным сбором твердых бытовых отходов	123	Из 211 городов и районов
Населенные пункты с сортировкой	87	Из 211 городов и районов

 

 

 

 

 

1. Министерство экологии и природных ресурсов Республики Казахстан. Данные по обращению с твердыми бытовыми отходами в Республике Казахстан за 2025 год. Астана, 2026.

1.2 Проблемы утилизации пластиковых отходов

 

          Основные проблемы утилизации пластиковых отходов разделяются на четыре группы: экологические, технологические, экономические и организационные. К экологических относится попадание пластиковых отходов в окружающую среду, что вызывает загрязнение почв, рек, озер, морей и океанов. Со временем они образуются в микропластик, который попадает в пищевые цепи и накапливаться в живых организмах [2].

          В источнике [3] упоминается, что технологические проблемы связаны с невозможностью одинаково производить механическую переработку всех видов пластика. Наиболее эффективно перерабатываются чистые и отсортированные потоки полиэтилентерефталата,  полиэтилена низкого давления и полипропилена. Смешанные, загрязненные, многослойные, окрашенные и вспененные материалы перерабатываются проблематично. Полистирол, особенно вспененный, относится к их числу.

          Переработка отдельных пластиковых фракций в частных случаях нерентабельна, что является экономической проблемой.  По данным источника [4], для вспененного полистирола транспортировка без прессования экономически невыгодна, поскольку он занимает большой объем при малой массе. Организационные барьеры в управлении пластиковыми отходами обусловлены фрагментарностью цепочки создания стоимости. Как показывают исследования [4, 5], отсутствие информационной связности между производителями упаковки и операторами переработки, а также институциональная слабость механизмов расширенной ответственности производителей, препятствуют созданию замкнутых циклов, несмотря на наличие теоретически возможных технологических решений.

          Преодоление экологического кризиса, вызванного накоплением пластика, требует перехода к системной оптимизации всей цепочки обращения с отходами. При ограниченной работе механической переработки физико-химическими барьерами и

экономической нецелесообразностью логистики низкоплотных материалов, пиролиз - является одним из перспективных направлений. Пиролиз позволяет получать ценное сырье — мономер или пиролизное масло, — что организационно и экономически более оправдано для переработки некондиционных фракций в рамках экономики замкнутого цикла.

 

2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТИКА

 

          Современная систему обращения пластиковых отходов включает: механическую переработку, химическую переработку, сжигание с получением энергии, газификацию и пиролиз. Выбор метода зависит от химической природы полимера, степени загрязнения отходов, состава пластиковой смеси, экономической целесообразности и доступности технологической инфраструктуры. Ни один метод переработки отходов не является универсальным, поэтому необходимо рассматривать с учетом состава отхода и конечной цели переработки [6-10]

          Механическая переработка основана на физическом преобразовании полимеров без разрушения их химической структуры и включает стадии сортировки, мойки, измельчения и грануляции [6]. Преимуществами метода – технологическая простота и низкая стоимость, что делает его оптимальным для термопластичных полимеров, как полиэтилентерефталат, полиэтилен и полипропилен. Вспененный полистирол и полистирол загрязненный пищевыми отходами требует подготовки.

          Химическая переработка - разрушение полимеров до мономеров - нефтехимическое сырье. Он эффективен для переработки загрязнённых и многослойных полимерных отходов [7]. Продукт переработки близкий по характеристикам к первичному. При переработке используется сложное техническое оборудование, катализаторы - недостаток химического метода [11]. Химическая переработка критически важна для реализации замкнутого цикла, дополняющая традиционные переработки.   

Сжигание - термический метод утилизации с целью превращения отходов в тепловую энергию.     Этот подход для полимерных отходов, непригодных для механической или химической переработки. Экологическая безопасность процесса критически зависит от систем очистки отходящих газов. В современной системе обращения с отходами сжигание рассматривается преимущественно как метод переработки остаточных фракций [6]. В случае пиролиза полистирола — это способ получения ароматических соединений, которые иначе были бы выброшены в атмосферу при сжигании, в качестве углекислого газа и воды [12].

Газификация – термохимический процесс преобразования пластиковых отходов в синтез-газ при высоких температурах в условиях ограниченного доступа окислителя. По данным источника [13], метод позволяет получать универсальное сырье для синтеза водорода, метанола и жидких топлив, обеспечивая переход от простой энергетической утилизации к химическому рециклингу. Технология эффективна для переработки сложных смешанных потоков, однако её реализация требует высокотехнологичного оборудования и многостадийной очистки газа от смол и коррозионно-активных соединений. Применительно к полистиролу газификация признается менее рациональной, чем пиролиз, так как глубокое разложение материала до газовой фазы лишает процесс его главного преимущества - возможность получения ценных жидких ароматических фракций.

          Пиролиз – это термическое разложение полимеров в бескислородной среде, в результате которого образуются жидкая, газообразная и твердая фракции. Согласно современным исследованиям, процесс обычно проводят при температурах 455–700 °C, при этом выход продуктов напрямую зависит от состава сырья, времени пребывания паров и типа реактора [8]. Главная ценность метода заключается в получении жидких углеводородов, которые могут служить альтернативным топливом или сырьем для нефтехимии. В таблице 3 представлена сравнительная характеристика методов переработки.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3. Сравнительная характеристика основных методов переработки пластиковых отходов

 

Метод	Сущность процесса	Основные продукты	Преимущества	Ограничения
Механическая переработка	Сортировка, мойка, измельчение, плавление и гранулирование	Вторичная гранула, изделия из переработанного пластика	Простота, сравнительно низкая стоимость, сохранение материала	Требует чистого и однородного сырья; свойства ухудшаются при повторной переработке
Химическая переработка	Разрушение полимерных цепей до мономеров или химических продуктов	Мономеры, олигомеры, химическое сырье	Позволяет получать более качественное сырье; подходит для некоторых сложных отходов	Высокая стоимость, сложность оборудования, необходимость контроля примесей
Сжигание с энергетической утилизацией	Полное окисление отходов с выделением тепла	Тепло, электроэнергия, зола, дымовые газы	Быстро уменьшает объем отходов, позволяет получать энергию	Потеря химической ценности полимера; риск выбросов
Газификация	Высокотемпературное превращение в ограниченной окислительной среде	Синтез-газ, твердый остаток, смолы	Получение газообразного сырья для энергии и химического синтеза	Высокая температура, сложная очистка газа, требование к сырью
Пиролиз	Термическое разложение без доступа кислорода	Жидкая фракция, газ, твердый остаток	Получение жидких углеводородов; подходит для трудно перерабатываемых фракций	Энергоемкость, необходимость контроля температуры и времени

 

          Каждый метод переработки пластиковых отходов имеет свою область применения. В таблице 4 представлена сравнительная оценка методов переработки полистирольных отходов.

 

 

 

 

 

Таблица 4. Сравнительная оценка методов переработки полистирольных отходов

 

Критерий сравнения	Механическая переработка	Химическая переработка	Сжигание	Газификация	Пиролиз
Сохранение материальной ценности	Высокое, если сырье чистое	Среднее-высокое	Отсутствует	Частичное, через синтез-газ	Высокое, через жидкие продукты
Пригодность для загрязненных отходов	Низкая	Средняя	Высокая	Средняя	Средняя или высокая
Пригодность для вспененного полистирола	Ограниченная	Перспективная	Возможна, но нежелательна	Возможна	Наиболее перспективная
Основной продукт	Вторичная гранула	Мономеры, химические продукты	Тепло, электроэнергия	Синтез-газ	Жидкая фракция, газ
Возможность получения стирола	Низкая	Высокая для деполимеризации полистирола	Нет	Нет	Высокая при оптимальных условиях
Основные ограничения	Требует чистого сырья	Сложность и стоимость процесса	Выбросы и потеря химической ценности	Высокая температура и очистка газа	Требует оптимизации температуры и времени
Общая оценка	Подходит ограниченно	Перспективна	Использовать только для остаточных фракций	Менее целесообразна для жидких продуктов	Наиболее обоснованный метод для получения жидкой фракции

 

3. ПИРОЛИЗ КАК МЕТОД ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ ОТХОДОВ

         

          Пиролиз – термохимический метод переработки пластиковых отходов, основанный на разложении полимеров при повышенной температуре в бескислородной среде. При разрушении макромолекулярных цепей образуются жидкие, газообразные и твердые продукты. Пиролиз позволяет превращать пластиковые отходы в продукты с добавленной стоимостью, включая топливо, химическое сырье и компоненты для дальнейшей нефтехимической переработки [8, 15].

Жидкая фракция – смесь углеводородов различного состава и используется как альтернативное топливо или как сырье для дальнейшей переработки. Газовая фракция: водород, метан, этан, этилен, пропан, пропилен, бутаны, бутены, оксид и диоксид углерода; она используется для частичного энергетического обеспечения самого процесса. Твердый остаток, или кокс, содержит углеродистые вещества, минеральные примеси, наполнители и неорганические добавки.

 

Таблица 5. Особенности пиролиза основных видов пластиковых отходов

 

Вид пластика	Основные особенности пиролиза	Преобладающие продукты	Основные ограничения
Полиэтилен	Разложение длинных углеводородных цепей	Алканы, алкены, воски, жидкие углеводороды	Широкий состав продуктов, необходимость дополнительного крекинга
Полипропилен	Термическое расщепление разветвленных цепей	Алканы, алкены, жидкая и газовая фракции	Сложный состав масла, зависимость от температуры и катализатора
Полиэтилентерефталат	Разложение кислородсодержащего полиэфира	Кислородсодержащие и ароматические соединения	Кислотные продукты, ухудшение качества жидкой фракции
Поливинилхлорид	Дехлорирование с выделением HCl	Хлороводород, углеводороды, хлорорганические соединения	Коррозия оборудования, токсичные продукты, необходимость удаления ПВХ
Полиуретан	Разложение уретановых групп	Азотсодержащие соединения, газы, жидкая фракция	Токсичные продукты, сложная очистка газов
Полистирол	Деполимеризация стирольных звеньев	Стирол, этилбензол, толуол, α-метилстирол, димеры	Необходим контроль температуры и времени для снижения вторичного крекинга

 

          Согласно данным таблицы 5, пиролиз эффективен для пластиков благодаря их углеводородной природе и высокому теплотворному потенциалу, который превышает показатели биомассы из-за низкого содержания кислорода. В обзоре [15] указывается, что выход жидкой фракции обычно составляет 60–80%, а в условиях быстрого пиролиза (450–600 °C) может достигать 85%. Эффективность процесса напрямую зависит от состава сырья: полиолефины и полистирол признаны наиболее благоприятными материалами, при этом полистирол обладает уникальным преимуществом, позволяя извлекать не только топливные компоненты, но и химически ценные ароматические соединения.

 

3.1 Эффективность и особенности пиролиза полистирола

 

          В отличие от других видов пластика, полистирол содержит в своем звене  фенильную группу, способствующая при термическом воздействии селективному разрыву связей в основной цепи, что позволяет с высокой эффективностью восстанавливать мономерный стирол и ряд сопутствующих ароматических соединений. Благодаря этому полистирол обеспечивает получение жидкой фракции с высокой топливной и химической ценностью при минимальном содержании кислорода в продуктах [16, 17].

          Механизм превращений при пиролизе включает в себя цепочку последовательных реакций: разрыв цепи, образование активных радикалов, внутримолекулярные перегруппировки и вторичный крекинг. На начальной стадии нагрева происходит ослабление связей, что приводит к формированию реакционноспособных радикалов, которые при оптимальных технологических условиях превращаются в стирол. При неоптимальных условиях начинаются вторичные процессы: образование газообразных углеводородов и твердого углеродистого остатка, что снижает выход целевой жидкой фазы и загрязняет оборудование [16, 18].

          Для оценки эффективности процесса и качества получаемых продуктов используется классификация основных фракций, приведенная в таблице 6.

 

Таблица 6. Фракции и основные продукты пиролиза полистирольных отходов

 

Фракция	Основные компоненты	Значение	Особенности
Жидкая	Стирол, этилбензол, толуол, бензол, димеры	Сырье для нефтехимии	Требует тщательной очистки
Газовая		Энергетический ресурс	Снижает выход жидкости
Твердая	Кокс, углеродистые примеси	Ограниченное применение	Ухудшает работу реактора

 

          Основным целевым компонентом является стирол, но в процессе также формируются толуол, этилбензол, ксилолы, бензол и более тяжелые олигомеры, такие как димеры и тримеры стирола [18, 19]. Их физико-химические свойства – плотность и вязкость заметно выше, чем у масел, получаемых из полиолефинов. В таблице 7 представлены данные по компонентам жидкой фракции пиролиза полистирола

 

Таблица 7 – Основные компоненты жидкой фракции пиролиза полистирола

 

Компонент	Путь образования	Значение	Особенности
Стирол	Деполимеризация	Возврат в производство	Реакционноспособен
Толуол	Вторичные реакции	Растворитель	Растет при глубоком крекинге
Этилбензол	Перенос водорода	Химическое сырье	Сложность разделения со стиролом
Бензол	Глубокое расщепление	Химическое сырье	Токсичность
Димеры/Тримеры	Рекомбинация радикалов	Тяжелая фракция	Повышают вязкость масла

 

          Экономическая эффективность пиролиза полистирола зависит от разделения сложные продукты на фракции коммерческой чистоты. Современные исследования в области переработки продуктов пиролиза подтверждают, что фракционная перегонка является обязательным и определяющим этапом, позволяющим трансформировать смесь отходов в ценные химические компоненты, пригодные для повторного использования в промышленном производстве [20].

 

4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

 

Эффективность пиролиза полистирола и его вспененной формы определяется совокупным влиянием температуры и продолжительности процесса. Рисунок 1 демонстрирует влияние температуры процесса на глубину разложения макромолекул и направление вторичных реакций. Продолжительность процесса влияет на полноту превращения сырья и степень последующего крекинга образовавшихся паров.

Выбор конкретного режима процесса определяется какой результат необходим: получение максимального количества жидкой фракции или достижение высокой чистоты стирола. Температуры выше 500 °C в частном случае неэффективные, потому что приводят к усиленному газообразованию и накоплению тяжелых полициклических ароматических углеводородов. Продукты высокого качества образуются в диапазоне 400–450 °C. Для вспененного полистирола важна скорость подвода тепла, тогда как для полистирольных отходов важно время нахождения сырья в реакторе. Следовательно, оптимальные условия пиролиза должны подбираться с учетом структуры сырья и особенностей используемого оборудования.

 

 

 

Рисунок 1. Влияние температуры на пиролиз полистирольных отходов

по отдельным источникам

 

Продолжительность процесса определяет количественный выход и компонентный состав жидких продуктов пиролиза полистирольных отходов. Температура обуславливает интенсивность деструкции полимерных цепей. Время реакции лимитирует полноту разложения сырья. Данный параметр регулирует степень вторичных превращений образующихся соединений.

Анализ процесса требует дифференциации временных характеристик. К ним относятся общая продолжительность реакции и время выдержки твердой фазы. Отдельно учитываются время пребывания паров в высокотемпературной зоне и длительность конденсации продуктов.

Сочетание температуры и времени в таблице 8 обеспечивает исчерпывающую деструкцию полистирольного сырья. Указанные режимы максимизируют генерацию жидкой фракции. Минимизируются потери первичных ароматических продуктов. Эффективность процесса зависит от общей продолжительности и времени пребывания паров. Учитывается градиент скорости нагрева. Технологическую значимость имеет интенсивность последующей конденсации.

 

Таблица 8 – Влияние временных параметров на пиролиз полистирольных отходов

 

Параметр	Сущность параметра	Влияние на процесс	Возможный риск при недостаточном значении	Возможный риск при чрезмерном значении
Время выдержки твердой фазы	Время нахождения полимера в зоне нагрева	Определяет полноту разложения сырья	Неполное разложение полистирола, увеличение остатка	Вторичные реакции, рост газа и кокса
Время пребывания паров	Время нахождения летучих продуктов в горячей зоне	Определяет сохранность стирола и первичных продуктов	Недостаточная конверсия тяжелых фрагментов	Крекинг стирола, рост газовой фракции
Скорость нагрева	Скорость достижения заданной температуры	Влияет на механизм деполимеризации и образование паров	Длительное пребывание в промежуточной зоне, неполный пиролиз	Слишком интенсивное выделение паров при слабой конденсации
Время конденсации	Эффективность охлаждения и сбора паров	Влияет на выход жидкой фракции	Потери летучих продуктов	Возможное загрязнение и смешение фракций
Общее время реакции	Полная продолжительность пиролиза	Характеризует технологический режим в целом	Низкая степень превращения	Увеличение побочных продуктов и энергозатрат

 

Заключение и выводы. Проведенный обзор показывает, что проблема переработки полистирольных отходов остается актуальной в связи с ростом объемов пластиковых отходов, ограничениями механической переработки и высокой долей изделий кратковременного использования. Полистирол широко применяется в упаковке, одноразовой посуде, теплоизоляционных материалах и вспененных защитных изделиях, поэтому значительная часть таких материалов быстро переходит в поток отходов. Особенно проблемным является вспененный полистирол, который имеет низкую плотность, занимает большой объем при транспортировке и требует предварительного уплотнения перед переработкой.

Сравнение основных методов переработки пластика показало, что механическая переработка эффективна только для чистых и однородных потоков полимеров. Для загрязненных, смешанных и вспененных отходов ее применение ограничено. Сжигание позволяет уменьшить объем отходов и получить энергию, однако приводит к полной потере химической ценности полимера и требует строгого контроля выбросов. Газификация обеспечивает получение синтез-газа, но не ориентирована на получение жидких ароматических продуктов. На этом фоне пиролиз является наиболее перспективным методом переработки полистирольных отходов,  который позволяет получить жидкую фракцию, содержащую ценные ароматические соединения.

Особенность пиролиза полистирола заключается в склонности данного полимера к деполимеризации с образованием стирола. Благодаря строению макромолекулы полистирола жидкие продукты его пиролиза отличаются высоким содержанием ароматических соединений: стирола, толуола, этилбензола, бензола, димеров и тримеров стирола. Пиролиз полистирола и вспененного полистирола представляет собой метод химического рециклинга. Процесс обеспечивает возврат стирольного мономера в промышленный оборот.

Температура определяет выход и компонентный состав жидких продуктов. Оптимальный диапазон деструкции составляет 400–500 °C. Снижение температуры ниже указанного уровня вызывает неполное разложение полимера. Это сокращает выход жидкой фракции. Превышение температурного максимума инициирует вторичные реакции. Происходит крекинг стирола. Растет генерация газообразных продуктов и тяжелых ароматических соединений.

Продолжительность процесса влияет на эффективность превращения сырья. Недостаточная экспозиция ведет к неполной деструкции ПС. Чрезмерная выдержка способствует вторичным превращениям первичных продуктов. Ключевым параметром является время пребывания паров в горячей зоне. Сохранение стирола требует быстрой эвакуации летучих компонентов из реактора. Необходима их немедленная конденсация.

Жидкие продукты пиролиза требуют дополнительной очистки, стабилизации и фракционирования. Приоритетным направлением является выделение стирола для повторного синтеза полимеров. Метод позволяет получать ароматические фракции и сырье для нефтехимии. Использование пиролизного масла в качестве топлива ограничено. Препятствием является сложный состав и высокое содержание аренов. Продукт не соответствует действующим топливным стандартам.

Технология сопряжена с рисками образования летучих органических соединений и полициклических ароматических углеводородов. Примеси в составе отходов инициируют синтез токсичных соединений. Требуется строгий контроль состава сырья. Необходима предварительная сортировка и очистка отходящих газов.

Рентабельность метода зависит от стабильности сырьевого потока и логистических затрат. Внедрение технологии требует создания системы сбора и подготовки отходов. Целевым ориентиром является получение высокочистых химических компонентов.

Необходим переход от лабораторных моделей к промышленным технологическим схемам. Масштабирование реакторов требует углубленного изучения кинетики разложения. Актуальны исследования на реальных смешанных отходах. Основной задачей является интеграция пиролиза в систему циркулярной экономики. Целью становится создание замкнутого цикла производства полистирола.

Пиролиз полистирольных отходов является инструментом снижения антропогенной нагрузки. Оптимизация технологических параметров позволяет трансформировать отходы в ценное химическое сырье. Метод составляет фундамент системы устойчивого управления полимерными отходами.

Об авторах

Есмагамбет Маратович Кизатов

НАО «ЕВРАЗИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Л.Н.ГУМИЛЕВА»

Email: k1z4.workstation@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-1078-3059
Казахстан, г. Астана, Республика Казахстан, ул.Кажымукана 13

Ризагуль Муслимовна Дюсова

НАО «ЕВРАЗИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Л.Н.ГУМИЛЕВА»

Email: dyussova_rm@enu.kz
ORCID iD: 0000-0003-3083-5255
Scopus Author ID: 57202057606
ResearcherId: AGE-1362-2022

кандидат технологических наук, и.о. доцента

г. Астана, Республика Казахстан, ул.Кажымукана 13

Эльдар Ертаевич Копишев

НАО «ЕВРАЗИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Л.Н.ГУМИЛЕВА»

Email: kopishev_eye@enu.kz
ORCID iD: 0000-0002-7209-2341

канд. хим. наук, профессор

Казахстан, г. Астана, Республика Казахстан, ул.Кажымукана 13

Олжас Ерланұлы Калиев

НАО «ЕВРАЗИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Л.Н.ГУМИЛЕВА»

Автор, ответственный за переписку.
Email: kaliyev_oye_3@enu.kz
ORCID iD: 0009-0008-4860-060X

докторант PhD

Казахстан, г. Астана, Республика Казахстан, ул.Кажымукана 13

Список литературы

Дополнительные файлы