Красноярские ученые представили новый способ переработки пластиковых отходов в углеводородное сырье
Ученые из Красноярска разработали новый способ переработки пластиковых отходов в углеводородное сырье для нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Способ основан на газифицированном «сжигании» полимера, после чего будут оставаться синтетический газ и небольшое количество конденсата. Результаты исследований уже опубликовали в журнале AIP Conference Proceedings.
Проблема загрязнения природы пластиком уже давно является одной из глобальных экологических проблем. Захоранивать или сжигать такие отходы — целая проблема. Во-первых, это несет вред экологии. Во-вторых — довольно энергозатратно. Есть, конечно же, вторичная переработка пластика, но она не может продолжаться вечно, потому что всё равно он перестает быть годным для последующей переработки и превращается в мусор.
И вот исследователи из Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН», а также из различных университетов Красноярска предложили новый метод переработки полимерных отходов в углеводородное сырье. Такая технология может стать альтернативным источником углеводородов. Полученные в ходе переработки продукты возможно использовать как топливо или сырье в нефтехимических процессах.
Михаил СимунинКандидат технических наук, ведущий инженер отдела молекулярной электроники КНЦ СО РАН, доцент СФУ
«Углехимические технологии часто кажутся грязными и неэкологичными, но на сегодняшний день уровень техники позволяет сжигать уголь без выбрасывания многих тонн пыли в воздух. Если уголь сжигать не до углекислого газа и воды, то получаемые полезные продукты — метан, монооксид углерода и водород — можно использовать в различных химических процессах производства углеводородов, топлива и смазочных материалов. По сути, из угля можно получать все те же самые продукты, что и из нефти, но сегодня его в основном используют именно для полного сжигания с целью получения энергии. Однако даже в этом случае полезные продукты сгорания угля можно направить для различных производственных задач. В нашем крае имеются высочайшие компетенции в этой отрасли, которые мы решили применить и показали возможность переработки полимерных отходов с использованием углехимических методов».
При тепловом воздействии полимеры разрушаются до соединений с короткой молекулярной цепью. Ученые решили воспользоваться данным свойством и разложили полимеры при низкотемпературном сжигании в буроугольном газе. Это привело к переработке полимеров в углеводородное сырье. В итоге исследователи получали разные виды углеводородов, подходящие для нефтехимических процессов.
При пиролизе отходов получался синтез-газ, состоящий преимущественно из углеводородов не длиннее пентана, и газойлевый конденсат. Синтетический газ можно использовать в качестве топлива для производства электроэнергии или пара, и ещё для производства водорода. Конденсат можно применять для процессов в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Например, для изготовления первичных полимеров.
Дмитрий ЧирковИнженер отдела молекулярной электроники КНЦ СО РАН, сотрудник СибГУ им. М.В. Решетнева
«Изначально перед нами стояла задача синтеза углеродных нанотрубок — перспективного наноматериала — из мусора. Нанотрубки мы, конечно, получили, но в виде побочного продукта получили и странный конденсат. Оказалось, что он сильно похож на нефтепродукт. При сжигании бурого угля методом обратного дутья на фронте горения при высокой температуре он вступает в реакцию с газифицирующим агентом — воздухом, что приводит к получению синтез-газа, который содержит, помимо обычных углекислого газа и воды, водород и метан. Если в такой газовой среде начать нагревать полимерные отходы из алифатических полимеров, например, полиэтилен, полипропилен, то при их пиролизе оборванные участки полимеров пассивируются компонентами синтез-газа, а не соединяются между собой, зацикливаясь и образуя опасные ароматические соединения. Получается, что при разогреве до 500 градусов Цельсия молекулы перерабатываемых пластиковых отходов «разламываются» на более короткие алифатические соединения — алканы».
