Ученые ФИЦ «Институт катализа СО РАН» при поддержке Российского научного фонда создали катализаторы, с помощью которых удалось повысить экологичность термолизного масла, снизив содержание хлора в нем в 200 раз. Термолизное масло — это продукт переработки пластиковых отходов, который рассматривают как перспективную добавку к моторным топливам или как самостоятельное топливо.
За последние 60 лет объемы производства пластика в мире выросли в 250 раз — с 2 млн до 500 млн тонн в год. Менее 20% пластиковых отходов отправляют на переработку, остальное сжигают или вывозят на свалки, что наносит ущерб окружающей среде. Перспективное направление переработки пластика — превращение его в топливо на основе так называемого термолизного масла. Изучать такую возможность начали еще в 60-х годах, а активные исследования возобновили в 90-е годы.
Термолиз (или пиролиз) проводят при температуре около 500°C без доступа кислорода. В результате процесса получают термолизное масло — вязкую жидкость с фракционным составом, схожим с вакуумным газойлем. Термолизное масло благодаря его свойствам можно использовать в перспективе как топливо или добавку к классическим нефтепродуктам. Пока ученые исследуют свойства и методы его очистки.
Ученые «ФИЦ Институт катализа СО РАН» синтезировали термолизное масло из разных видов бытового пластика — полистирола, полипропилена, поливинилхлорида и полиэтилена низкой плотности. Им удалось на порядки снизить содержание хлора в полученном сырье.
«Мы смешали термолизное масло в соотношении 1:4 с вакуумным газойлем и направили на процесс гидроочистки вместе с новыми разработанными никель-молибденовыми катализаторами. В сырье содержалось 2,24% хлора, а после взаимодействия с катализаторами эта цифра снизилась в 200 раз», — рассказала один из авторов исследования, лаборант отдела технологии каталитических процессов Института катализа СО РАН Валерия Крестьянинова.
Очищенное масло испытали в процессе каталитического крекинга, с помощью которого из тяжелых фракций получают легкие. Ученые выяснили, что оптимальная температура получения продукта — 360 °C.
По словам Крестьяниновой, в мире ищут способы получения чистого термолизного масла непосредственно в процессе синтеза. Ученые же ИК СО РАН применили к топливному пластиковому сырью традиционные методы переработки нефтепродуктов — гидроочистку и каталитический крекинг.
В ближайших планах исследователей — изучить механизм удаления хлора при взаимодействии с катализаторами, чтобы повысить эффективность процесса.