В ИХН СО РАН разработали способы переработки пластиковых отходов в топливо

Экономичные и эффективные, легко внедряемые на действующих нефтеперерабатывающих заводах технологии переработки пластиковых отходов в бензин и дизельное топливо предложили молодые ученые из Института химии нефти (ИХН) СО РАН, 4 февраля сообщает пресс-служба Томского научного центра (ТНЦ) СО РАН.

Руководитель проекта, старший научный сотрудник лаборатории углеводородов и высокомолекулярных соединений нефти ИХН СО РАН кандидат химических наук Никита Свириденко пояснил выбор темы исследования:

«С каждым годом объем пластиковых отходов увеличивается, при этом более половины их просто складируется и никак не перерабатывается. Одна из проблем — трудоемкость сортировки пластика на узкие фракции, поэтому рациональным способом переработки видится крекинг его смесей, в результате которого получаются термолизные масла».

Такие масла по некоторым свойствам превосходят нефть и некоторые нефтепродукты, в том числе в них отсутствуют смолы и асфальтены, что делает их возможным сырьем для производства высококачественных моторных топлив.

Однако, как отметил руководитель проекта, препятствием для прямого получения топлива из таких термолизных масел является наличие в пластиковых отходах нежелательных элементов, таких как гетероатомы (азот, сера и кислород) и галогены (фтор, бром, хлор и др.). Это потребовало сделать технологию переработки двухэтапной, состоящей из крекинга пластиковых отходов и гидропереработки с применением катализаторов.

Ученые исследовали метод переработки отходов четырех видов пластика. Поэтому для первого этапа они установили оптимальное соотношение исходной смеси, которое составило 80% полипропилена и полиэтилена, 12% ПЭТ и 8% полистирола.

Затем они определили для сред протекания крекинга — воздуха и азота, необходимые длительность и температуру. В результате оптимальной оказалась температура около 470 °C при длительности крекинга всего 5–10 минут.

Второй этап — гидропереработку, исследователи выполняли на специальном лабораторном стенде, имитирующем оборудование для переработки нефти. В нем получившиеся крекингом отходов термолизные масла проходят по специальным трубкам через слой катализаторов, где подвергаются химическим реакциям, очищаясь в результате от нежелательных элементов и превращаясь в бензиновые и дизельные топлива.

На следующем этапе проекта его участники займутся разработкой линейки отечественных алюмосиликатных катализаторов на основе никеля и молибдена.

В ИХН СО РАН предложили еще один способ переработки пластиковых отходов, по которому их перед крекингом смешивают с тяжелыми нефтяными фракциями (мазутами). Для этого метода аспирант Никита Сергеев определил оптимальное количество пластиковых отходов в смеси, которое по результатам экспериментов составило примерно 20–35%.

Также им в небольшом лабораторном реакторе были установлены оптимальные условия протекания крекинга — это температуры в диапазоне от 450 до 500 °C в течение 15–30 минут. Он также добился увеличения выхода светлых фракций на 8–10% за счет добавки в исходную смесь 0,2% катализатора от общей массы.

Всего же предложенным методом можно получить из общего объема исходной смеси около 60–70% жидкого светлого нефтяного продукта.