Российские исследователи определили оптимальные условия переработки смешанных пластиковых отходов в жидкое топливо. Новая технология может упростить утилизацию полимерного мусора и позволить получать из него полезные горючие продукты. Работа выполнена специалистами Института химии нефти Сибирского отделения РАН и опубликована в высокорейтинговом научном журнале Recycling.
Одной из главных проблем переработки пластика является необходимость предварительной сортировки. Состав бытовых отходов постоянно меняется, что усложняет переработку. Исследователи решили выяснить, при каких условиях можно эффективно перерабатывать смесь различных полимеров без тщательной предварительной подготовки.
Оптимальный состав и температура переработки
В ходе экспериментов ученые определили оптимальное соотношение основных видов пластика в исходной смеси. Наилучшие результаты показал состав, содержащий около 80% полиэтилена и полипропилена, 12% полиэтилентерфталата (ПЭТ) и 8% полистирола.
После этого исследователи изучили влияние температуры и времени нагрева на процесс термического разложения полимеров. Эксперименты показали, что наиболее эффективный режим первой стадии переработки — около 470°C в течение 5–10 минут. В этих условиях происходит крекинг полимеров, в результате которого образуется жидкое сырье, пригодное для дальнейшей переработки в топливо.
На следующем этапе полученные продукты проходят гидропереработку с использованием катализаторов. Этот процесс очищает смесь и позволяет получать фракции, близкие по характеристикам к бензину и дизельному топливу.
По словам авторов работы, подобную технологию можно адаптировать для действующих нефтеперерабатывающих предприятий, что позволит одновременно сокращать объемы пластиковых отходов и получать дополнительное топливное сырье.
Сначала пластик очищается от пыли, грязи и посторонних примесей для обеспечения однородности состава смеси, затем отходы дробятся и измельчаются до небольших размеров для удобства дальнейшей переработки. Основная сложность заключается в том, что состав пластиковых отходов постоянно меняется.Никита Свириденко
По оценкам экологов, перерабатывается лишь небольшая часть пластиковых отходов, тогда как значительная доля оказывается на свалках или сжигается. В некоторых экспериментальных технологиях пластик превращают не только в топливо, но и в водород — перспективный экологичный источник энергии. Исследователи также изучают методы ускорения переработки полимеров с помощью радиационной обработки или биологической ферментации.
Недавно стало известно, что уничтожением полимерных загрязнителей займутся бактерии и моль.