先进回收包括一系列超越机械回收的创新技术。热解是更成熟的高级回收形式之一，它似乎在未来几年有望增长。这种方法在无氧条件下使用 300 °C 至 600°C 的热量分解各种废物，例如塑料、城市固体废物、轮胎橡胶和常见的生物质原料。
主要产品是热解油，也称为生物油或生物原油，以及燃气、焦炭和碳氢化合物。热解油可用于二次生命塑料产品，或升级为化学品和运输燃料，如汽油、柴油和喷气燃料。此外，从热解中提取的合成气 可以进一步加工以生产可再生氢。
热解的倡导者声称，它有可能解决塑料垃圾的粉碎问题，与传统回收相比，留下的废物更少，并最大限度地减少垃圾填埋场、水道和焚化炉中的塑料和有毒成分的数量。热解还可以减少我们对化石燃料运输的依赖，并为工业应用提供可再生的替代品。
尽管热解回收显示出前景，但它并非没有挑战。原料的种类仍然存在问题，目前，热解中使用的原材料尚无标准。热解也仅限于小规模使用，全球每年产生的约 4 亿公吨塑料垃圾几乎没有影响。
根据首席风险顾问 Marsh McLennan 的一篇文章，与普通柴油相比，塑料废料产生的油在 40°C 以下的闪点 降低了 20%，增加了自燃的可能性。虽然热解会产生有用的液体，但它也会产生需要进一步分解的不需要的蜡。
石油巨头和大型化工公司意识到基于热解的回收系统的障碍，正在热解上押下大赌注，因为他们希望将可再生原料整合到他们的工艺中。
自 2019 年以来，壳牌投资了热解技术，以减少塑料垃圾。同年，位于美国路易斯安那州诺科的壳牌能源和化工园区开始使用通过热解生产的石油。2019 年 11 月，壳牌宣布了一项雄心勃勃的雄心壮志，即到 2050 年，其全球化工厂每年使用 100 万吨塑料废弃物。
荷兰 Shell Chemicals Park Moerdijk 正在增加一个新的热解油升级装置。升级后的产能为每年 50,000 吨，预计将于 2024 年开始生产。壳牌在 2023 年宣布了多项战略合作协议，以改善塑料废料原料的获取并实现热解油的长期储存。
自 2022 年 12 月以来，埃克森美孚一直在美国德克萨斯州贝敦运营一家先进的回收设施。该设施是北美最大的设施之一，每年可处理 8000 万磅塑料垃圾。这家能源巨头表示，到 2024 年 3 月，已处理了 4500 万磅废弃塑料。根据公司网站，埃克森美孚的目标是到 2027 年在全球范围内实现 10 亿磅的塑料废弃物处理能力。
5 月 6 日，埃克森美孚宣布计划在贝敦工厂建造第二套先进回收装置，以应对对循环利用不断增长的需求。该公司此前曾表示正在考虑在美国设立工厂，包括路易斯安那州的巴吞鲁日;德克萨斯州博蒙特;和伊利诺伊州的乔利埃特;以及比利时、荷兰、新加坡和加拿大。
在马来西亚，马来西亚国家石油化工集团有限公司 （PCG） 通过将报废塑料转化为热解油，提高其塑料废弃化学品回收能力。2023 年 10 月，PCG 宣布已达成最终投资决定，在柔佛边佳兰建造一座年产能为 33 公斤的工厂。该工厂预计将于 2026 年上半年投入运营。
Neste是可持续燃料和可再生原料解决方案的领先生产商，已投资 1.11 亿欧元（1.24 亿美元）在其位于芬兰的波尔沃炼油厂建设产能，将 150,000 吨液化废弃塑料升级为高质量的石化原料。该项目已获得欧盟创新基金的支持，预计将于 2025 年上半年完成。2024 年 4 月，Neste 炼油厂完成了从废弃轮胎中提取的热解油的首次试加工，将其转化为优质原材料。
在中国，最主要的代表就是中国石化和航天石化。
中国石化正在建设塔河炼化棉田农膜回收循环利用工程，该工程系我国首个万吨级废塑料连续热裂解工业示范项目，预计年底建成投产。由中国石化与新疆阿克苏地区共同出资组建的石化企业，也是中国石化在新疆唯一的炼化企业。总投资1.62亿元，该项目采用热裂解炼油的方式将废旧塑料裂解为燃料油、炭黑、可燃气体等产品。
而航天石化，则在2024年初则在内蒙古启动了5万吨/年废塑料化学回收耦合油泥资源化项目。该项目是航天热解技术的首台套工业化应用示范项目，是原创航天热解技术的首次商业化应用。
项目单机处理能力为200吨/天，项目建成后将实现内蒙古河套地区生活垃圾、农业地膜等来源废塑料以及油田油泥危废的高值资源化利用。
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