Ученые из кафедры физической химии факультета естественных наук Новосибирского государственного университета и Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН ведут активную работу над разработкой технологии переработки пиролизного масла, получаемого из смешанных пластиковых отходов, в ценные керосиновые и дизельные компоненты. Представленные результаты исследования были доложены на Международной молодежной научной конференции «Нефть и газ – 2026» в рамках Международного форума «Нефть и газ – 2026», прошедшего с 21 по 24 апреля в Москве. Выступление сделал младший научный сотрудник и аспирант Новосибирского государственного университета Всеволод Вдовиченко. По результатам конференции он был удостоен лауреатской степени I степени.
Разрабатываемая технология включает в себя несколько последовательных этапов. На первом этапе смешанные отходы, состоящие из полиэтилена и полипропилена, подвергаются пиролизу при температуре приблизительно 600 °C. В результате образуется пиролизное масло – темная жидкость с выраженным запахом, в составе которой содержится до 64% непредельных углеводородов и значительное количество нормальных парафинов. Использовать это масло в качестве топлива невозможно: олефины способны вызывать образование нагара в двигателе, а н-парафины затвердевают при пониженных температурах. Для получения качественного топлива из фракции пиролизного масла применяется каталитическая гидроизодепарафинизация — процесс, который одновременно осуществляет гидрирование непредельных соединений и изомеризацию линейных парафинов в разветвленные, что приводит к снижению температуры помутнения.
Специалисты из Новосибирского государственного университета и Института химической физики СО РАН разработали предложение по применению бифункциональных катализаторов, основу которых составляют цеолит ZSM-23 и оксид алюминия (γ-Al₂O₃) с добавлением никеля. Ключевым достоинством этой разработки является исключение использования драгоценных металлов (платины), что приводит к заметному уменьшению себестоимости катализатора.
— Фракция пиролизного масла, кипящая в диапазоне 135–360 °C, представляет значительный интерес как сырье. Прямая гидризация этого масла приводит к образованию продукта с высокой температурой замерзания. Целью нашей работы было определение катализатора, способного одновременно гидрировать олефины и изомеризовать парафины. В этом случае температура помутнения снижается до отметки ниже −20 °C, что делает топливо пригодным для эксплуатации в условиях низких температур , — рассказал Всеволод Вдовиченко.
Катализаторы, содержащие никель в количестве от 2,5 до 10%, были протестированы в проточной установке, работающей под высоким давлением. Для проведения эксперимента использовалась фракция пиролизного масла, которая из емкости подается с помощью жидкостного насоса высокого давления в смеситель. В смесителе она смешивается с водородом под давлением 40 бар. После этого смесь направляется в реактор, заполненный катализатором. Температура реактора поддерживается в пределах 300-360 °C, объемная скорость подачи сырья составляет 1 ч⁻¹, а соотношение водорода к сырью – 1000 мл (н.у.)/мл. Из реактора продукты поступают в сепаратор, где происходит разделение на газ и жидкость. Жидкий продукт собирается в приемнике, после чего проводится его анализ, включающий определение фракционного, группового и компонентного состава, а также измерение температуры помутнения.
— Согласно нашим исследованиям, для обеспечения высокой эффективности требуется содержание никеля не менее 7,5%. При более низком содержании никеля наблюдается снижение активности, а при превышении оптимального уровня — увеличивается расход металла без улучшения качества готового продукта. Этот фактор имеет существенное экономическое значение для предприятий, использующих данную технологию , — поясняет младший научный сотрудник Института катализа им. О.В. Хейкова Сибирского отделения Российской академии наук, кандидат химических наук Екатерина Воробьева.
В диапазоне температур 320–340 °C содержание целевых фракций, включающих керосин и дизельное топливо, оставалось стабильно высоким – от 93% до 95%, при этом газообразование было незначительным. Температура помутнения полученных продуктов оказалась ниже −20 °C, их теплота сгорания составила 43,9 МДж/кг, что сопоставимо с показателями товарного топлива, а доля ароматических углеводородов не превысила 1%.
— На начальном этапе работы с пиролизным маслом наблюдалось, что температура замерзания получаемых продуктов была близка к нулю градусов, что делало их непригодными для использования. В настоящее время мы стабильно производим топливо с температурой помутнения, опускающейся ниже минус 20, а в некоторых случаях и ниже минус 40 °С. Всеволод наглядно продемонстрировал эти достижения на форуме, и наша победа – это справедливое признание труда всей команды , — говорит руководитель группы темплатного синтеза ИК СО РАН, и.о. зав. кафедрой физической химии ФЕН НГУ, кандидат химических наук Екатерина Пархомчук.
Компания ООО «Ониум плюс» (Ярославль) предоставила пиролизное масло для проведения исследований. Помимо лабораторных работ в НГУ, параллельно ведутся ресурсные испытания на пилотном оборудовании.
— Наличие в катализаторе благородных металлов недопустимо для нас. Платина является дорогостоящим и дефицитным ресурсом. В то же время никель – более доступный материал, и исследования, проведенные нашими коллегами, продемонстрировали, что при грамотной организации технологического процесса он не уступает по эффективности при обработке высокоолефинового сырья. Такие характеристики, как высокий выход жидких продуктов, низкая температура помутнения и удовлетворительная теплота сгорания, позволяют переходить к опытно-промышленным испытаниям. Поздравляем Всеволода и весь коллектив кафедры с победой , — по словам представителя ООО «Ониум плюс» Александра Климова.
Сообщение поступило из пресс-службы Новосибирского государственного университета