Производство пластика ежегодно увеличивается на 5-6%, а его утилизация становится всё более актуальной проблемой. Традиционные методы — захоронение, сжигание или переработка — не всегда эффективны и могут загрязнять окружающую среду. Ученые Пермского Политеха предложили новый способ утилизации пластиковых отходов с помощью продуктов переработки нефти на специальной установке. Технология предполагает растворение пластика под воздействием температуры практически без выделения токсинов, что позволяет бороться с загрязнениями. Такая смесь подходит для получения бензина и газа благодаря своим характеристикам.
Изучение выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
В России ежегодно накапливается около 8-9 миллионов тонн пластиковых отходов. Для предотвращения серьёзного вреда окружающей среде их закапывают, измельчают механически без нагрева и воздействия химикатов, или сжигают, что приводит к выбросу вредных веществ в атмосферу.
В Пермском Политехническом институте разработали способ переработки пластика, который сократит объём отходов и увеличит производство лёгких нефтепродуктов. Для этого полиэтилен высокого давления соединили с вакуумным газойлем — тяжёлым продуктом нефтепереработки.
На заводе при нагревании нефти последовательно испаряются различные вещества: сначала бензин, затем дизель. Остатки, называемые вакуумным газойлем или «тяжелой» нефтью, обычно используют для производства топлива или переработки в бензин. Исследование сосредоточено на смешивании его с пластиком, который при нагреве хорошо растворяется в нем. Такой подход не только утилизирует отходы, но и может пригодиться в производстве. Смесь этих компонентов может дать полезные продукты, однако для этого необходимы определенные условия, которые мы пытались добиться в экспериментах. – отмечает Алина Олькова, ассистент кафедры «Химические технологии» ПНИПУ.
Тяжелые фракции нефти отличаются составом из длинных и сложных молекул. Для получения бензина и газа требуется высокотемпературный режим, разрушающий большие молекулярные структуры на меньшие части. Такой же механизм расщепления действует и на молекулы полимеров в смеси.
Цель заключалась в определении условий, при которых смесь приобретает характеристики, необходимые для извлечения нефтепродуктов. Проведения экспериментов осуществлялось при температурах 150, 200 и 250 градусах Цельсия. В газойль добавляли по 5% пластика, смешивали в течение трех часов. Затем измерялась вязкость жидкости для оценки возможности транспортировки по технологическому оборудованию, а также устанавливалась вероятность образования коксового осадка при сгорании смеси. Результаты показали: при 200 градусах пластик хорошо растворился в газойле, образовав однородную смесь со свойствами для промышленного применения – температура перехода в вязко-текучее состояние выше 75 градусов Цельсия, плотность раствора 0,924 г/см. 3Коксуемость смеси равна 0,5 мас. %. Для выделения нефтепродуктов значения этих показателей должны быть оптимальными. Для плотности это диапазон от 0,87 до 0,95 г/см³. 3Вязкость составляет 5–15 мм²/с при температуре 50 градусов Цельсия, а показатель коксуемости находится в диапазоне от 3 до 7 масс.%. Следовательно, наша технология соответствует нормам и может использоваться в промышленности. – уточняет Валерий Рябов, профессор, заведующий кафедрой «Химические технологии» ПНИПУ.
Способ учёных ПНИПУ помогает не только сокращать объёмы пластикового мусора, но и применять его в качестве сырья для производства топлива или других нефтепродуктов.
Информация предоставлена пресс-службой ПНИПУ
Источник фото: ru.123rf.com