除了物理回收，化学回收也是处理废塑料的一种回收方式。废塑料化学回收的历史可以追溯到20世纪60年代。化学回收是将塑料废弃物经过一系列的化学反应生成油、气、炭等中间化学品的过程。由于从废塑料到油，然后油又终被烧掉，二氧化碳被排放出来。由于没有再进行进一步的化学循环，整个过程中，并未对塑料达到较好的资源利用，甚至不利于环保，加之裂解油没有成本优势等因素，因此许多国家，包括中国甚至有政策限制塑料炼油。综上，尽管化学回收产生比较早，但发展历程不顺畅。
近年来为治理日益严重的塑料污染，塑料循环经济发展迎来机遇，化学回收也逐渐发展。化学回收是化学循环的步，塑料废弃物进入化学循环，产出塑料油或者单体，塑料油可通过化工企业进一步裂解，产出乙烯和丙烯，进而做成原生质量的PCR PP和PE，单体可直接由化工企业做成聚合物，同样是原生质量的PCR PP和PE，之后用来生产塑料等成品，完成塑料的循环。
废旧塑料造成的“白色污染”现象越来越受到人们的重视，在人们致力于解决“白色污染”的同时，更应重视废旧塑料的综合利用技术的研究，根据“减量化、无害化、资源化”的原则，回收资源变废为主，达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。
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