Academic Journal
View in EDS

Catalytic fast pyrolysis of high-density polyethylene waste [in Ukrainian]

Bibliographic Details
Title: Catalytic fast pyrolysis of high-density polyethylene waste [in Ukrainian]
Source: Bulletin of NTUU «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Series «Chemical engineering, ecology and resource saving»; No. 3 (2025); 61-69
Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження; № 3 (2025); 61-69
Publisher Information: National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, 2025.
Publication Year: 2025
Subject Terms: каталізатори, поліетилен високої щільності, піролізна рідина, піролізний газ, утилізація полімерів, pyrolysis, catalysts, high-density polyethylene, піроліз, пірокарбон, polymer recycling, pyrocarbon, pyrolysis gas, pyrolysis liquid
Description: Given the rapid increase in polymer waste volumes and the limited availability of traditional energy resources, the search for efficient polymer disposal technologies capable of generating valuable products has become highly relevant. One such method is catalytic pyrolysis—a thermochemical decomposition process of organic materials in the absence of oxygen, which enables the conversion of plastic waste into liquid and gaseous fuel products. The use of catalysts in the pyrolysis process allows for the optimization of reaction temperature conditions and influences the composition of the resulting products. High-density polyethylene (HDPE), widely used in packaging and household applications, is one of the primary components of polymer waste and holds significant potential for recycling through this method. The article demonstrates and substantiates the feasibility of processing HDPE via catalytic pyrolysis to produce alternative energy sources, such as synthetic oil, pyrolysis gases, and pyrocarbon. The thermodestruction of HDPE waste was studied in a batch reactor under oxygen-free conditions using various catalysts (Ni/MgO, Fe₂O₃, Ni/CaO, Fe₃O₄, ascarite, and HY) and without them. It was found that fast catalytic pyrolysis in the temperature range up to 450 °C promotes an increased yield of liquid hydrocarbons, particularly synthetic oil, as well as an improved composition of the resulting gases. Gas chromatography analysis of the pyrolysis products revealed a significant proportion of saturated hydrocarbons. The use of catalysts was also found to reduce the amount of solid residue and increase the yield of the gas mixture.
З огляду на стрімке зростання обсягів полімерних відходів та обмеженість традиційних енергетичних ресурсів, актуальним є пошук ефективних технологій утилізації полімерів з можливістю отримання корисних продуктів. Одним із таких методів є каталітичний піроліз – термохімічний процес розкладу органічних матеріалів за відсутності кисню, який дає змогу перетворювати пластикові відходи на рідкі та газоподібні паливні продукти. Застосування каталізаторів у процесі піролізу дозволяє оптимізувати температурні умови реакції та впливати на склад отриманих продуктів. Поліетилен високої щільності (ПЕВЩ), що широко використовується у пакуванні та побуті, є одним з основних компонентів полімерних відходів і має значний потенціал для переробки саме таким способом. В статті показана та обґрунтована доцільність переробки ПЕВЩ методом каталітичного піролізу з метою отримання альтернативних джерел енергії: піролізних газів, піролізної рідини та пірокарбону. Досліджена термодеструкція відходів ПЕВЩ на установці періодичної дії за відсутності кисню повітря із застосуванням каталізаторів (Ni/MgO, Fe₂O₃, Ni/CaO, Fe₃O₄, Аскарит, HY) та без них. Встановлено, що проведення швидкого каталітичного піролізу в температурному діапазоні до 450 °C сприяє підвищенню виходу рідких вуглеводнів, зокрема піролізної рідини, а також покращенню якісного складу отриманих газів. Методом газової хроматографії проведено аналіз продуктів піролізу, який показав значну частку насичених вуглеводнів. Визначено, що застосування каталізаторів сприяє зменшенню вмісту твердого залишку та підвищенню виходу газової суміші.
Document Type: Article
File Description: application/pdf
Language: Ukrainian
ISSN: 2617-9741
2664-1763
Access URL: https://chemengine.kpi.ua/article/view/340378
Rights: CC BY
Accession Number: edsair.scientific.p..fb90c028c4e074e1bfd60a84c7dd9e52
Database: OpenAIRE
FullText Text:
  Availability: 0
CustomLinks:
  – Url: https://explore.openaire.eu/search/publication?articleId=scientific_p%3A%3Afb90c028c4e074e1bfd60a84c7dd9e52
    Name: EDS - OpenAIRE (ns324271)
    Category: fullText
    Text: View record at OpenAIRE
Header DbId: edsair
DbLabel: OpenAIRE
An: edsair.scientific.p..fb90c028c4e074e1bfd60a84c7dd9e52
RelevancyScore: 1002
AccessLevel: 3
PubType: Academic Journal
PubTypeId: academicJournal
PreciseRelevancyScore: 1002.22985839844
IllustrationInfo
Items – Name: Title
  Label: Title
  Group: Ti
  Data: Catalytic fast pyrolysis of high-density polyethylene waste [in Ukrainian]
– Name: TitleSource
  Label: Source
  Group: Src
  Data: Bulletin of NTUU «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Series «Chemical engineering, ecology and resource saving»; No. 3 (2025); 61-69<br />Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження; № 3 (2025); 61-69
– Name: Publisher
  Label: Publisher Information
  Group: PubInfo
  Data: National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, 2025.
– Name: DatePubCY
  Label: Publication Year
  Group: Date
  Data: 2025
– Name: Subject
  Label: Subject Terms
  Group: Su
  Data: <searchLink fieldCode="DE" term="%22каталізатори%22">каталізатори</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22поліетилен+високої+щільності%22">поліетилен високої щільності</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22піролізна+рідина%22">піролізна рідина</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22піролізний+газ%22">піролізний газ</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22утилізація+полімерів%22">утилізація полімерів</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22pyrolysis%22">pyrolysis</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22catalysts%22">catalysts</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22high-density+polyethylene%22">high-density polyethylene</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22піроліз%22">піроліз</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22пірокарбон%22">пірокарбон</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22polymer+recycling%22">polymer recycling</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22pyrocarbon%22">pyrocarbon</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22pyrolysis+gas%22">pyrolysis gas</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22pyrolysis+liquid%22">pyrolysis liquid</searchLink>
– Name: Abstract
  Label: Description
  Group: Ab
  Data: Given the rapid increase in polymer waste volumes and the limited availability of traditional energy resources, the search for efficient polymer disposal technologies capable of generating valuable products has become highly relevant. One such method is catalytic pyrolysis—a thermochemical decomposition process of organic materials in the absence of oxygen, which enables the conversion of plastic waste into liquid and gaseous fuel products. The use of catalysts in the pyrolysis process allows for the optimization of reaction temperature conditions and influences the composition of the resulting products. High-density polyethylene (HDPE), widely used in packaging and household applications, is one of the primary components of polymer waste and holds significant potential for recycling through this method. The article demonstrates and substantiates the feasibility of processing HDPE via catalytic pyrolysis to produce alternative energy sources, such as synthetic oil, pyrolysis gases, and pyrocarbon. The thermodestruction of HDPE waste was studied in a batch reactor under oxygen-free conditions using various catalysts (Ni/MgO, Fe₂O₃, Ni/CaO, Fe₃O₄, ascarite, and HY) and without them. It was found that fast catalytic pyrolysis in the temperature range up to 450 °C promotes an increased yield of liquid hydrocarbons, particularly synthetic oil, as well as an improved composition of the resulting gases. Gas chromatography analysis of the pyrolysis products revealed a significant proportion of saturated hydrocarbons. The use of catalysts was also found to reduce the amount of solid residue and increase the yield of the gas mixture.<br />З огляду на стрімке зростання обсягів полімерних відходів та обмеженість традиційних енергетичних ресурсів, актуальним є пошук ефективних технологій утилізації полімерів з можливістю отримання корисних продуктів. Одним із таких методів є каталітичний піроліз – термохімічний процес розкладу органічних матеріалів за відсутності кисню, який дає змогу перетворювати пластикові відходи на рідкі та газоподібні паливні продукти. Застосування каталізаторів у процесі піролізу дозволяє оптимізувати температурні умови реакції та впливати на склад отриманих продуктів. Поліетилен високої щільності (ПЕВЩ), що широко використовується у пакуванні та побуті, є одним з основних компонентів полімерних відходів і має значний потенціал для переробки саме таким способом. В статті показана та обґрунтована доцільність переробки ПЕВЩ методом каталітичного піролізу з метою отримання альтернативних джерел енергії: піролізних газів, піролізної рідини та пірокарбону. Досліджена термодеструкція відходів ПЕВЩ на установці періодичної дії за відсутності кисню повітря із застосуванням каталізаторів (Ni/MgO, Fe₂O₃, Ni/CaO, Fe₃O₄, Аскарит, HY) та без них. Встановлено, що проведення швидкого каталітичного піролізу в температурному діапазоні до 450 °C сприяє підвищенню виходу рідких вуглеводнів, зокрема піролізної рідини, а також покращенню якісного складу отриманих газів. Методом газової хроматографії проведено аналіз продуктів піролізу, який показав значну частку насичених вуглеводнів. Визначено, що застосування каталізаторів сприяє зменшенню вмісту твердого залишку та підвищенню виходу газової суміші.
– Name: TypeDocument
  Label: Document Type
  Group: TypDoc
  Data: Article
– Name: Format
  Label: File Description
  Group: SrcInfo
  Data: application/pdf
– Name: Language
  Label: Language
  Group: Lang
  Data: Ukrainian
– Name: ISSN
  Label: ISSN
  Group: ISSN
  Data: 2617-9741<br />2664-1763
– Name: URL
  Label: Access URL
  Group: URL
  Data: <link linkTarget="URL" linkTerm="https://chemengine.kpi.ua/article/view/340378" linkWindow="_blank">https://chemengine.kpi.ua/article/view/340378</link>
– Name: Copyright
  Label: Rights
  Group: Cpyrght
  Data: CC BY
– Name: AN
  Label: Accession Number
  Group: ID
  Data: edsair.scientific.p..fb90c028c4e074e1bfd60a84c7dd9e52
PLink https://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsair&AN=edsair.scientific.p..fb90c028c4e074e1bfd60a84c7dd9e52
RecordInfo BibRecord:
  BibEntity:
    Languages:
      – Text: Ukrainian
    Subjects:
      – SubjectFull: каталізатори
        Type: general
      – SubjectFull: поліетилен високої щільності
        Type: general
      – SubjectFull: піролізна рідина
        Type: general
      – SubjectFull: піролізний газ
        Type: general
      – SubjectFull: утилізація полімерів
        Type: general
      – SubjectFull: pyrolysis
        Type: general
      – SubjectFull: catalysts
        Type: general
      – SubjectFull: high-density polyethylene
        Type: general
      – SubjectFull: піроліз
        Type: general
      – SubjectFull: пірокарбон
        Type: general
      – SubjectFull: polymer recycling
        Type: general
      – SubjectFull: pyrocarbon
        Type: general
      – SubjectFull: pyrolysis gas
        Type: general
      – SubjectFull: pyrolysis liquid
        Type: general
    Titles:
      – TitleFull: Catalytic fast pyrolysis of high-density polyethylene waste [in Ukrainian]
        Type: main
  BibRelationships:
    IsPartOfRelationships:
      – BibEntity:
          Dates:
            – D: 30
              M: 09
              Type: published
              Y: 2025
          Identifiers:
            – Type: issn-print
              Value: 26179741
            – Type: issn-print
              Value: 26641763
            – Type: issn-locals
              Value: edsair
            – Type: issn-locals
              Value: edsairFT
          Titles:
            – TitleFull: Bulletin of NTUU «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Series «Chemical engineering, ecology and resource saving»
              Type: main
ResultId 1