В ИХН СО РАН выявили оптимальные условия превращения несортированных пластиковых отходов в бензин и солярку
Ученые из Института химии нефти СО РАН выявили оптимальные условия переработки пяти видов несортированных пластиковых отходов в товарные бензиновые и дизельные фракции. Благодаря рециклингу углеродных остатков (обработанного щелочью кокса) в результате термического крекинга удалось повысить выход бензиновых фракций более чем на 13%. Исследования выполняются при поддержке РНФ (проект № 24-73-00058). Полученные результаты опубликованы в высокорейтинговом журнале первого квартиля Recycling .
– Нами предложен эффективный способ переработки пяти видов несортированных отходов: полиэтилена высокой и низкой плотности, полипропилена, полистирола, полиэтилентерефталата. Это самые распространенные виды мусора – пакеты, флаконы от шампуней, бутылки от напитков, пищевые контейнеры. Превращение этих отходов в востребованные виды топлива наглядно показывает один из вариантов успешного решения проблемы утилизации несортированных отходов, – рассказывает аспирантка, младший научный сотрудник лаборатории углеводородов и высокомолекулярных соединений нефти ИХН СО РАН Ульяна Фролова.
Как же содержимое мусорной корзины превратить в топливо для автомобиля? Руководитель проекта кандидат химических наук Никита Свириденко, старший научный сотрудник лаборатории углеводородов и высокомолекулярных соединений нефти ИХН СО РАН, пояснил, что сначала пластик очищается от пыли, грязи и посторонних примесей для обеспечения однородности состава смеси, затем отходы дробятся и измельчаются до небольших размеров для удобства дальнейшей переработки.
Затем это сырье отправляется для термического крекинга в лабораторный реактор, который нагревается до температуры 475°C в течение 11 минут, после чего нагрев смеси из отходов при этой температуре продолжается еще пять минут. Этого времени хватает для образования жидких продуктов – бензиновой и дизельной фракций, объем которых в общем объеме продуктов пиролиза составляет 35% и 33% соответственно. Кроме этого, образуются газообразные продукты и твердый углеродный остаток – кокс.
– Повторное использование кокса, обработанного щелочью, позволяет обеспечить селективность реакции и увеличить на 13% выход товарной бензиновой фракции. Масса такой добавки составляет всего лишь четверть процента от общей массы загруженных в реактор отходов, – уточнил Никита Николаевич.
Дело в том, что обработка кокса щелочью меняет структуру его пор, увеличивая долю микропор, которые способствуют удерживанию легкого сырья и облегчают его превращение в бензиновые фракции. В свою очередь повышенная удельная поверхность обработанного кокса создает больше активных центров для реакций крекинга, что ведет к более глубокому и контролируемому разложению пластика.
В числе задач, на которых планируют сосредоточиться ученые, – доведение качества получаемой дизельной фракции до существующих сейчас стандартов, а также изучение возможностей масштабирования технологии.
© Пресс-служба ТНЦ СО РАН
