Вестник нефтегазовой отрасли КазахстанаВестник нефтегазовой отрасли Казахстана2707-42262957-806XKMG Engineering10898210.54859/kjogi108982Анализ влияний технологических параметров на формирование жидких продуктов при пиролизе полистирольных отходовКизатовЕсмагамбет Маратовичk1z4.workstation@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0001-1078-3059ДюсоваРизагуль Муслимовна<p>кандидат технологических наук, и.о. доцента</p>dyussova_rm@enu.kzhttps://orcid.org/0000-0003-3083-5255КопишевЭльдар Ертаевич<p>канд. хим. наук, профессор</p>kopishev_eye@enu.kzhttps://orcid.org/0000-0002-7209-2341КалиевОлжас Ерланұлы<p>докторант PhD</p>kaliyev_oye_3@enu.kzhttps://orcid.org/0009-0008-4860-060XНАО «ЕВРАЗИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Л.Н.ГУМИЛЕВА»820605202622052026Copyright © , Кизатов Е.М., Дюсова Р.М.<p style="text-align: justify;">В данной работе исследуется процесс термической переработки отходов полистирола как эффективная альтернатива традиционной механической утилизации. Учитывая рост объемов пластиковых отходов и сложность переработки вспененных материалов, было проанализировано влияние температуры и длительности процесса на формирование жидких продуктов с высокой добавленной стоимостью. На основании анализа было установлено, что наиболее рациональным температурным режимом является диапазон 400–500 °C. Именно в этих условиях достигается максимальный выход жидкой фракции, обогащенной ценными ароматическими соединениями: стиролом, бензолом, толуолом и этилбензолом. В результате выявлено, что отклонение от оптимальных температур ведет либо к неполной деструкции полимера, либо к избыточному газообразованию. Сделан вывод о высокой перспективности пиролиза для химического рециклинга при условии оптимизации очистки полистирольных отходов и подтверждения экономической эффективности технологии</p>recycling, pyrolysis, polystyrene, process temperature, process durationқайта өңдеу, пиролиз, полистирол, процесс температурасы, процесс ұзақтығыпереработка, пиролиз, полистирол, температура процесса, продолжительность процесса<p><strong>Введение</strong>. 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.</p>
<p>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. <sup>1</sup> Это подтверждает, что при росте доли переработки значительная часть отходов продолжает направляться на полигоны.</p>
<p> Полистирол и вспененный полистирол широко применяется при производстве одноразовой посуды, пищевых контейнеров, упаковочных материалов, теплоизоляционных плит и защитной транспортной упаковки. Значительная часть</p>
<ol>
<li>Министерство экологии и природных ресурсов Республики Казахстан. Данные по обращению с твердыми бытовыми отходами в Республике Казахстан за 2025 год. Астана, 2026.</li>
</ol>
<p>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.</p>
<p> 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.</p>
<p> 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.</p>
<p> 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</p>
<p>переработки пластика, преимущества и их недостатки, особенности термического разложения полистирола, а также влияние температуры и времени процесса на выход и состав жидких продуктов.</p>
<p></p>
<ol>
<li>АНАЛИТИКО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ПО ПЛАСТИКОВЫМ ОТХОДАМ</li>
</ol>
<p>1.1 Объемы производства и потребления пластика в мире за 2025 год</p>
<p></p>
<p> 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].</p>
<p> 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.</p>
<p></p>
<p><strong>Таблица 1.</strong> Показатели пластиковых отходов за 2025 год в мире [1]</p>
<p></p>
<table>
<tbody>
<tr>
<td width="214">
<p>Показатель</p>
</td>
<td width="173">
<p>Значения за 2025 год</p>
</td>
<td width="255">
<p>Комментарий</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="214">
<p>Образование пластиковых отходов в мире, млн тонн</p>
</td>
<td width="173">
<p>Около 225</p>
</td>
<td width="255">
<p>Одноразовая упаковка, бытовые изделия и текстиль</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="214">
<p>Образование пластиковых отходов на душу населения, кг/чел в год</p>
</td>
<td width="173">
<p>28.6</p>
</td>
<td width="255">
<p>Среднемировая оценка</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="214">
<p>Неправильно управляемые пластиковые отходы, млн тонн</p>
</td>
<td width="173">
<p>около 72</p>
</td>
<td width="255">
<p>Отходы, которые могут попасть в окружающую среду</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="214">
<p>Доля неправильно управляемых отходов, %</p>
</td>
<td width="173">
<p>31.9</p>
</td>
<td width="255">
<p>Почти треть от общего объема</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="214">
<p>Доля упаковки в образовании пластиковых отходов, %</p>
</td>
<td width="173">
<p>около 33</p>
</td>
<td width="255">
<p>Крупнейший источник</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="214">
<p>Доля текстиля, %</p>
</td>
<td width="173">
<p>около 17</p>
</td>
<td width="255">
<p>Второй значимый источник</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="214">
<p>Доля бытовых и одноразовых изделий, %</p>
</td>
<td width="173">
<p>около 5</p>
</td>
<td width="255">
<p>Включает часть продукции краткосрочного использования</p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p></p>
<p> 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.</p>
<p>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. <sup>1</sup> Значительная часть объектов размещения отходов требует модернизации, рекультивации или замены современными комплексами обращениями с отходами.</p>
<p></p>
<p><strong>Таблица 2.</strong> Показатели обращения с твердыми бытовыми отходами в Казахстане за 2025 год <sup>1</sup></p>
<p></p>
<table>
<tbody>
<tr>
<td width="255">
<p>Показатель</p>
</td>
<td width="173">
<p>Значение за 2025 год</p>
</td>
<td width="214">
<p>Комментарий</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="255">
<p>Образование твердых бытовых отходов в Казахстане</p>
</td>
<td width="173">
<p>Около 5 млн тонн</p>
</td>
<td width="214">
<p>Общий объем твердых бытовых отходов</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="255">
<p>Доля переработки и утилизации твердых бытовых отходов</p>
</td>
<td width="173">
<p>30.69%</p>
</td>
<td width="214">
<p>Средний показатель по стране</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="255">
<p>Количество полигонов</p>
</td>
<td width="173">
<p>2755</p>
</td>
<td width="214">
<p>По итогам 2025 года</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="255">
<p>Полигоны, соответствующие экологическими и санитарными нормами</p>
</td>
<td width="173">
<p>540</p>
</td>
<td width="214">
<p>19.6% от общего числа</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="255">
<p>Несанкционированные свалки, выявленные космическим мониторингом</p>
</td>
<td width="173">
<p>3828</p>
</td>
<td width="214">
<p>За 2025 год</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="255">
<p>Ликвидированные несанкционированные свалки</p>
</td>
<td width="173">
<p>3588</p>
</td>
<td width="214">
<p>95% от выявленных</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="255">
<p>Населенные пункты с внедренным раздельным сбором твердых бытовых отходов</p>
</td>
<td width="173">
<p>123</p>
</td>
<td width="214">
<p>Из 211 городов и районов</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="255">
<p>Населенные пункты с сортировкой</p>
</td>
<td width="173">
<p>87</p>
</td>
<td width="214">
<p>Из 211 городов и районов</p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<ol>
<li>Министерство экологии и природных ресурсов Республики Казахстан. Данные по обращению с твердыми бытовыми отходами в Республике Казахстан за 2025 год. Астана, 2026.</li>
</ol>
<p>1.2 Проблемы утилизации пластиковых отходов</p>
<p></p>
<p> 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].</p>
<p> 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.</p>
<p> 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.</p>
<p> 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</p>
<p>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.</p>
<p></p>
<ol start="2">
<li>ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТИКА</li>
</ol>
<p></p>
<p> 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]</p>
<p> 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.</p>
<p> 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.</p>
<p>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].</p>
<p>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.</p>
<p> 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.</p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p><strong>Таблица 3.</strong> Сравнительная характеристика основных методов переработки пластиковых отходов</p>
<p></p>
<table width="100%">
<tbody>
<tr>
<td width="19%">
<p>Метод</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Сущность процесса</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Основные продукты</p>
</td>
<td width="21%">
<p>Преимущества</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Ограничения</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%">
<p>Механическая переработка</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Сортировка, мойка, измельчение, плавление и гранулирование</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Вторичная гранула, изделия из переработанного пластика</p>
</td>
<td width="21%">
<p>Простота, сравнительно низкая стоимость, сохранение материала</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Требует чистого и однородного сырья; свойства ухудшаются при повторной переработке</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%">
<p>Химическая переработка</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Разрушение полимерных цепей до мономеров или химических продуктов</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Мономеры, олигомеры, химическое сырье</p>
</td>
<td width="21%">
<p>Позволяет получать более качественное сырье; подходит для некоторых сложных отходов</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Высокая стоимость, сложность оборудования, необходимость контроля примесей</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%">
<p>Сжигание с энергетической утилизацией</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Полное окисление отходов с выделением тепла</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Тепло, электроэнергия, зола, дымовые газы</p>
</td>
<td width="21%">
<p>Быстро уменьшает объем отходов, позволяет получать энергию</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Потеря химической ценности полимера; риск выбросов</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%">
<p>Газификация</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Высокотемпературное превращение в ограниченной окислительной среде</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Синтез-газ, твердый остаток, смолы</p>
</td>
<td width="21%">
<p>Получение газообразного сырья для энергии и химического синтеза</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Высокая температура, сложная очистка газа, требование к сырью</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%">
<p>Пиролиз</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Термическое разложение без доступа кислорода</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Жидкая фракция, газ, твердый остаток</p>
</td>
<td width="21%">
<p>Получение жидких углеводородов; подходит для трудно перерабатываемых фракций</p>
</td>
<td width="19%">
<p>Энергоемкость, необходимость контроля температуры и времени</p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p></p>
<p> Каждый метод переработки пластиковых отходов имеет свою область применения. В таблице 4 представлена сравнительная оценка методов переработки полистирольных отходов.</p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p><strong>Таблица 4. </strong>Сравнительная оценка методов переработки полистирольных отходов</p>
<p></p>
<table>
<tbody>
<tr>
<td width="121">
<p>Критерий сравнения</p>
</td>
<td width="121">
<p>Механическая переработка</p>
</td>
<td width="109">
<p>Химическая переработка</p>
</td>
<td width="93">
<p>Сжигание</p>
</td>
<td width="112">
<p>Газификация</p>
</td>
<td width="86">
<p>Пиролиз</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="121">
<p>Сохранение материальной ценности</p>
</td>
<td width="121">
<p>Высокое, если сырье чистое</p>
</td>
<td width="109">
<p>Среднее-высокое</p>
</td>
<td width="93">
<p>Отсутствует</p>
</td>
<td width="112">
<p>Частичное, через синтез-газ</p>
</td>
<td width="86">
<p>Высокое, через жидкие продукты</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="121">
<p>Пригодность для загрязненных отходов</p>
</td>
<td width="121">
<p>Низкая</p>
</td>
<td width="109">
<p>Средняя</p>
</td>
<td width="93">
<p>Высокая</p>
</td>
<td width="112">
<p>Средняя</p>
</td>
<td width="86">
<p>Средняя или высокая</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="121">
<p>Пригодность для вспененного полистирола</p>
</td>
<td width="121">
<p>Ограниченная</p>
</td>
<td width="109">
<p>Перспективная</p>
</td>
<td width="93">
<p>Возможна, но нежелательна</p>
</td>
<td width="112">
<p>Возможна</p>
</td>
<td width="86">
<p>Наиболее перспективная</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="121">
<p>Основной продукт</p>
</td>
<td width="121">
<p>Вторичная гранула</p>
</td>
<td width="109">
<p>Мономеры, химические продукты</p>
</td>
<td width="93">
<p>Тепло, электроэнергия</p>
</td>
<td width="112">
<p>Синтез-газ</p>
</td>
<td width="86">
<p>Жидкая фракция, газ</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="121">
<p>Возможность получения стирола</p>
</td>
<td width="121">
<p>Низкая</p>
</td>
<td width="109">
<p>Высокая для деполимеризации полистирола</p>
</td>
<td width="93">
<p>Нет</p>
</td>
<td width="112">
<p>Нет</p>
</td>
<td width="86">
<p>Высокая при оптимальных условиях</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="121">
<p>Основные ограничения</p>
</td>
<td width="121">
<p>Требует чистого сырья</p>
</td>
<td width="109">
<p>Сложность и стоимость процесса</p>
</td>
<td width="93">
<p>Выбросы и потеря химической ценности</p>
</td>
<td width="112">
<p>Высокая температура и очистка газа</p>
</td>
<td width="86">
<p>Требует оптимизации температуры и времени</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="121">
<p>Общая оценка</p>
</td>
<td width="121">
<p>Подходит ограниченно</p>
</td>
<td width="109">
<p>Перспективна</p>
</td>
<td width="93">
<p>Использовать только для остаточных фракций</p>
</td>
<td width="112">
<p>Менее целесообразна для жидких продуктов</p>
</td>
<td width="86">
<p>Наиболее обоснованный метод для получения жидкой фракции</p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p></p>
<ol start="3">
<li>ПИРОЛИЗ КАК МЕТОД ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ ОТХОДОВ</li>
</ol>
<p></p>
<p> 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].</p>
<p>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.</p>
<p></p>
<p><strong>Таблица 5.</strong> Особенности пиролиза основных видов пластиковых отходов</p>
<p></p>
<table width="100%">
<tbody>
<tr>
<td width="25%">
<p>Вид пластика</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Основные особенности пиролиза</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Преобладающие продукты</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Основные ограничения</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="25%">
<p>Полиэтилен</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Разложение длинных углеводородных цепей</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Алканы, алкены, воски, жидкие углеводороды</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Широкий состав продуктов, необходимость дополнительного крекинга</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="25%">
<p>Полипропилен</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Термическое расщепление разветвленных цепей</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Алканы, алкены, жидкая и газовая фракции</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Сложный состав масла, зависимость от температуры и катализатора</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="25%">
<p>Полиэтилентерефталат</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Разложение кислородсодержащего полиэфира</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Кислородсодержащие и ароматические соединения</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Кислотные продукты, ухудшение качества жидкой фракции</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="25%">
<p>Поливинилхлорид</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Дехлорирование с выделением HCl</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Хлороводород, углеводороды, хлорорганические соединения</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Коррозия оборудования, токсичные продукты, необходимость удаления ПВХ</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="25%">
<p>Полиуретан</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Разложение уретановых групп</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Азотсодержащие соединения, газы, жидкая фракция</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Токсичные продукты, сложная очистка газов</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="25%">
<p>Полистирол</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Деполимеризация стирольных звеньев</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Стирол, этилбензол, толуол, α-метилстирол, димеры</p>
</td>
<td width="24%">
<p>Необходим контроль температуры и времени для снижения вторичного крекинга</p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p></p>
<p> 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.</p>
<p></p>
<p>3.1 Эффективность и особенности пиролиза полистирола</p>
<p></p>
<p> 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].</p>
<p> 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].</p>
<p> Для оценки эффективности процесса и качества получаемых продуктов используется классификация основных фракций, приведенная в таблице 6.</p>
<p></p>
<p><strong>Таблица 6.</strong> Фракции и основные продукты пиролиза полистирольных отходов</p>
<p></p>
<table>
<tbody>
<tr>
<td width="160">
<p>Фракция</p>
</td>
<td width="160">
<p>Основные компоненты</p>
</td>
<td width="160">
<p>Значение</p>
</td>
<td width="160">
<p>Особенности</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="160">
<p>Жидкая</p>
</td>
<td width="160">
<p>Стирол, этилбензол, толуол, бензол, димеры</p>
</td>
<td width="160">
<p>Сырье для нефтехимии</p>
</td>
<td width="160">
<p>Требует тщательной очистки</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="160">
<p>Газовая</p>
</td>
<td width="160">
<p></p>
</td>
<td width="160">
<p>Энергетический ресурс</p>
</td>
<td width="160">
<p>Снижает выход жидкости</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="160">
<p>Твердая</p>
</td>
<td width="160">
<p>Кокс, углеродистые примеси</p>
</td>
<td width="160">
<p>Ограниченное применение</p>
</td>
<td width="160">
<p>Ухудшает работу реактора</p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p></p>
<p> 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</p>
<p></p>
<p>Таблица 7 – Основные компоненты жидкой фракции пиролиза полистирола</p>
<p></p>
<table>
<tbody>
<tr>
<td width="160">
<p>Компонент</p>
</td>
<td width="160">
<p>Путь образования</p>
</td>
<td width="160">
<p>Значение</p>
</td>
<td width="160">
<p>Особенности</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="160">
<p>Стирол</p>
</td>
<td width="160">
<p>Деполимеризация</p>
</td>
<td width="160">
<p>Возврат в производство</p>
</td>
<td width="160">
<p>Реакционноспособен</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="160">
<p>Толуол</p>
</td>
<td width="160">
<p>Вторичные реакции</p>
</td>
<td width="160">
<p>Растворитель</p>
</td>
<td width="160">
<p>Растет при глубоком крекинге</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="160">
<p>Этилбензол</p>
</td>
<td width="160">
<p>Перенос водорода</p>
</td>
<td width="160">
<p>Химическое сырье</p>
</td>
<td width="160">
<p>Сложность разделения со стиролом</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="160">
<p>Бензол</p>
</td>
<td width="160">
<p>Глубокое расщепление</p>
</td>
<td width="160">
<p>Химическое сырье</p>
</td>
<td width="160">
<p>Токсичность</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="160">
<p>Димеры/Тримеры</p>
</td>
<td width="160">
<p>Рекомбинация радикалов</p>
</td>
<td width="160">
<p>Тяжелая фракция</p>
</td>
<td width="160">
<p>Повышают вязкость масла</p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p></p>
<p> 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].</p>
<p></p>
<ol start="4">
<li>ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ</li>
</ol>
<p></p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p><strong>Рисунок 1.</strong> Влияние температуры на пиролиз полистирольных отходов</p>
<p>по отдельным источникам</p>
<p></p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<p></p>
<p>Таблица 8 – Влияние временных параметров на пиролиз полистирольных отходов</p>
<p></p>
<table>
<tbody>
<tr>
<td width="128">
<p>Параметр</p>
</td>
<td width="128">
<p>Сущность параметра</p>
</td>
<td width="128">
<p>Влияние на процесс</p>
</td>
<td width="128">
<p>Возможный риск при недостаточном значении</p>
</td>
<td width="128">
<p>Возможный риск при чрезмерном значении</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="128">
<p>Время выдержки твердой фазы</p>
</td>
<td width="128">
<p>Время нахождения полимера в зоне нагрева</p>
</td>
<td width="128">
<p>Определяет полноту разложения сырья</p>
</td>
<td width="128">
<p>Неполное разложение полистирола, увеличение остатка</p>
</td>
<td width="128">
<p>Вторичные реакции, рост газа и кокса</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="128">
<p>Время пребывания паров</p>
</td>
<td width="128">
<p>Время нахождения летучих продуктов в горячей зоне</p>
</td>
<td width="128">
<p>Определяет сохранность стирола и первичных продуктов</p>
</td>
<td width="128">
<p>Недостаточная конверсия тяжелых фрагментов</p>
</td>
<td width="128">
<p>Крекинг стирола, рост газовой фракции</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="128">
<p>Скорость нагрева</p>
</td>
<td width="128">
<p>Скорость достижения заданной температуры</p>
</td>
<td width="128">
<p>Влияет на механизм деполимеризации и образование паров</p>
</td>
<td width="128">
<p>Длительное пребывание в промежуточной зоне, неполный пиролиз</p>
</td>
<td width="128">
<p>Слишком интенсивное выделение паров при слабой конденсации</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="128">
<p>Время конденсации</p>
</td>
<td width="128">
<p>Эффективность охлаждения и сбора паров</p>
</td>
<td width="128">
<p>Влияет на выход жидкой фракции</p>
</td>
<td width="128">
<p>Потери летучих продуктов</p>
</td>
<td width="128">
<p>Возможное загрязнение и смешение фракций</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td width="128">
<p>Общее время реакции</p>
</td>
<td width="128">
<p>Полная продолжительность пиролиза</p>
</td>
<td width="128">
<p>Характеризует технологический режим в целом</p>
</td>
<td width="128">
<p>Низкая степень превращения</p>
</td>
<td width="128">
<p>Увеличение побочных продуктов и энергозатрат</p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p></p>
<p><strong>Заключение и выводы</strong>. 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.</p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>
<p>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.</p>[1. Earth Action. Отчет о превышении лимита использования пластика в 2025 году. Лозанна: EA for Impact, 2025.][2. Ли Й., Чо Дж., Сон Дж., Ким С. Влияние микропластика на здоровье: текущие проблемы и перспективы в Южной Корее // Медицинский журнал Ёнсе. 2023. Том 64, № 5. С. 301. doi:10.3349/ymj.2023.0048][3. Шинс З.О., Шейвер М.П. Механическая переработка упаковочного пластика: обзор // Macromolecular Rapid Communications. 2021. Том. 42, № 3. Статья 2000415. doi:10.1002/marc.202000415][4. Кулаковская А., Випрахтигер М., Кноэри К., Бенинг К.Р. Комплексная эколого-экономическая оценка циркулярной экономики: применение к случаю вспененного полистирола // Ресурсы, сохранение и переработка. 2023. Том 197. Статья 107069. doi:10.1016/j.resconrec.2023.107069][5. Бенабделькрим Р. Организационные проблемы расширенной ответственности производителя: анализ организаций, занимающихся ответственностью производителя: дис. … докт. филос. наук. Университет Парижа, Науки и литература, 2025. doi:10.13140/RG.2.2.33067.09765][6. Сильва Р.Ж.Д.О., Граф К., Лейте Рибейро Окимото М.Л. Переработка пластиковых отходов: обзор механических, химических и термических технологий // Журнал инженерии и прикладных наук. 2025. Том 72, № 1. Статья 251. doi:10.1186/s44147-025-00799-2][7. Ахилиас Д.С. Термохимическая переработка пластмасс как устойчивый подход к проблеме пластиковых отходов // Евро-средиземноморский журнал экологической интеграции. 2025. Том 10, № 4. С. 2605–2618. doi:10.1007/s41207-025-00800-7][8. Yaqoob H., Ali H.M., Khalid U. Пиролиз отходов пластмасс для получения альтернативного топлива: обзор ключевых факторов // RSC Sustainability. 2025. Том 3, № 1. С. 208–218. doi:10.1039/D4SU00504J][9. Alrazen H.A., Aminossadati S.M., Mahmood H.A. и др. Обзор путей, ограничений и перспектив переработки пластиковых отходов // Materials for Renewable and Sustainable Energy. 2025. Том. 14, № 3. Статья 50. doi:10.1007/s40243-025-00328-4][10. Alabi O.O., Akande T.O., Gbadeyan O.J., Deenadayalu N. Передовые технологии переработки пластиковых отходов: обзор последних разработок // RSC Advances. 2025. Том 15, № 48. С. 40541–40557. doi:10.1039/D5RA06715D][11. Lee S.W., Jeong S.J., Hidajat M.J. и др. Устойчивая химическая переработка отходов полистирола посредством каталитического пиролиза // ACS Omega. 2025. Том 10, № 43. С. 51406–51418. doi:10.1021/acsomega.5c06944][12. Jeswani H., Krüger C., Russ M. и др. Воздействие химического перерабатывающего производства методом пиролиза на окружающую среду на протяжении всего жизненного цикла // Science of the Total Environment. 2021. Том 769. Статья 144483. doi:10.1016/j.scitotenv.2020.144483][13. Halba A., Thengane S.K., Arora P. Критический взгляд на совместную газификацию лигноцеллюлозной биомассы и пластмасс // Energy & Fuels. 2022. Том 37, № 1. С. 19–35. doi:10.1021/acs.energyfuels.2c02907][14. Laghezza M., Fiore S., Berruti F. Обзор пиролитического превращения пластиковых отходов в топливо и химические вещества // Журнал аналитического и прикладного пиролиза. 2024. Том 179. Статья 106479. doi:10.1016/j.jaap.2024.106479][15. Hasan M.M., Haque R., Jahirul M.I., Rasul M.G. Пиролиз пластиковых отходов для устойчивого извлечения энергии // Преобразование и управление энергией. 2025. Том. 326. Статья 119511. doi:10.1016/j.enconman.2025.119511][16. Ли Ю., Чжан Ч., Ван В., Инь Ф., Хан В. Исследование механизма пиролиза и регулирования продуктов переработки отходов полистирола // Molecules. 2025. Том 30, № 3. Статья 727. doi:10.3390/molecules30030727][17. Роюэла Д., Весес А., Гарсия Т. и др. Достижения в области циркулярной экономики полистирола // Журнал экологической химической инженерии. 2026. Статья 121633. doi:10.1016/j.jece.2026.121633][18. Гонсалес-Агилар А.М., Перес-Гарсия В., Риеско-Авила Дж.М. Термокаталитический пиролиз отходов полистирола: обзор // Полимеры. 2023. Том 15, № 6. Статья 1582. doi:10.3390/polym15061582][19. Пак К.Б., Чон Ю.С., Гузельчифтчи Б., Ким Дж.С. Двухстадийный пиролиз полистирола // Прикладная энергия. 2020. Том. 259. Статья 114240. doi:10.1016/j.apenergy.2019.114240][20. Holtkamp M., Renner M., Matthiesen K. и др. Надежные технологии последующей обработки при пиролизе отходов полистирола // Ресурсы, сохранение и переработка. 2024. Том 205. Статья 107558. doi:10.1016/j.resconrec.2024.107558][21. Gonzalez-Aguilar A.M., Cabrera-Madera V.P., Vera-Rozo J.R., Riesco-Ávila J.M. Влияние скорости нагрева и температуры на термический пиролиз вспененного полистирола // Полимеры. 2022. Том. 14, № 22. Статья 4957. doi:10.3390/polym14224957][23. Миандад Р., Низами А.С., Рехан М. и др. Влияние температуры и времени реакции на переработку отходов полистирола // Управление отходами. 2016. Том 58. С. 250–259. doi:10.1016/j.wasman.2016.09.023]