Очищенные масла из нефтепродуктов играют важную роль в производстве, поскольку служат основой для множества продуктов — от моторных смазок и промышленных масел до косметики, красок и лаков. Для их изготовления нефть очищают с помощью специального растворяющего вещества — метилэтилкетона. Он улучшает свойства масла, обеспечивает равномерное нанесение и быстрое испарение, ускоряя процесс высыхания. В России отсутствует собственное производство этого растворителя, а импорт сопряжен с высокими затратами и логистическими сложностями. Ученые Пермского Политеха разработали собственную технологию его изготовления, которая может не только снизить затраты, но и обеспечить стабильность поставок для отечественных предприятий.
Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Метилэтилкетон — это бесцветная легколетучая жидкость, которая широко используется в качестве растворителя при производстве лаков, красок, клеев. Он особенно важен для удаления примесей и парафинов из базовых масел на нефтеперерабатывающих заводах – это необходимо для улучшения свойств смазочных материалов. Он широко применяется в различных отраслях промышленности благодаря своей высокой растворяющей способности и относительно низкой токсичности по сравнению с другими аналогичными веществами. Тем не менее, в России его собственное производство в промышленном масштабе отсутствует, а импорт сопряжен со сложностями доставки и, как следствие, высокими финансовыми затратами.
Ученые Пермского Политеха разработали собственную технологию синтеза метилэтилкетона, которая позволит предприятиям нефтеперерабатывающей отрасли самостоятельно получать растворители для очистки масел.
— Производство по нашему методу состоит из двух стадий. На первой бензол (простое химическое вещество) соединяется с 2-бутанолом – разновидностью спирта. К ним необходимо добавить катализатор, который ускорит химическую реакцию – например, серную кислоту. После этого мы получим промежуточное вещество, которое затем нужно окислить с помощью воздуха. В результате образуются сразу два продукта: нужный нам растворитель метилэтилкетон, а также фенол – он необходим для очистки масел от ароматических соединений. Это выгоднее, чем производить каждый из них отдельно, — рассказывает Юлия Рожкова, научный руководитель проекта, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ, кандидат технических наук.
Ключевое отличие этой технологии от существующих аналогов — использование химически чистого 2-бутанола, что снижает риск ненужных побочных реакций с возникновением веществ, из-за которых может потребоваться дополнительная очистка. Для сравнения, в зарубежном производстве применяются менее стабильные соединения, что приводит к снижению качества получаемого продукта.
— Планируемая цена готового растворителя — не более 250 000 рублей за тонну, что дешевле импортных аналогов. Основными потребителями метилэтилкетона и фенола станут нефтеперерабатывающие заводы. Кроме того, эти вещества востребованы в лакокрасочной промышленности и в изготовлении полимерных материалов (пластмасс), — поясняет Виталий Аделов, студент второго курса магистратуры факультета химических технологий, промышленной экологии и биотехнологий ПНИПУ.
В будущем исследователи планируют зарегистрировать патент, участвовать в стартап-конкурсах для привлечения инвестиций, провести переговоры с потенциальными заказчиками и партнерами, а также создать пилотную полупромышленную установку.
Таким образом, проект решает сразу две задачи: снижение зависимости от импорта и повышение эффективности нефтепереработки. Технология позволяет одновременно получать и метилэтилкетон, и фенол, что делает ее экономически выгодной.