Пластиковые отходы могут стать не только экологической проблемой, но и источником сырья для топливной отрасли. Ученые Томского политехнического университета предложили технологию, которая позволяет получать из полимерного мусора компоненты для бензина. В вузе заявляют, что итоговое топливо при соблюдении рассчитанных пропорций соответствует требованиям государственных стандартов.
Смысл разработки не в том, чтобы напрямую заливать переработанный пластик вместо бензина, а в получении бензиновых фракций, которые можно смешивать с другими компонентами топлива. Такой подход делает пластиковые отходы потенциальным вторичным сырьем, пригодным для производства марок от АИ-80 до АИ-98.
Обычный пиролиз пластика уже давно рассматривается как один из вариантов утилизации полимеров, однако у него есть серьезное ограничение. На выходе получается жидкая смесь, в которой слишком много соединений, мешающих использовать ее в коммерческом бензине без дополнительной обработки. Поэтому томские исследователи добавили второй этап – каталитическую доочистку.
Сначала отходы нагревают примерно до четырехсот пятидесяти градусов, в результате чего пластик разлагается и образует жидкие продукты. Из этой смеси выделяют бензиновую часть, после чего пропускают ее через специальный катализатор. Именно этот этап меняет состав сырья и приближает его к требованиям, предъявляемым к обычному моторному топливу.
Исследователи проверяли процесс при разных условиях и оценивали, какую долю полученного компонента можно безопасно использовать в бензинах разных марок. Самая высокая возможная доля оказалась у АИ-80 – до тридцати пяти процентов. Для АИ-92 она составила до четверти объема, для АИ-95 – до пятнадцати процентов, а для АИ-98 – до пяти процентов.
По словам доцента Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Ильи Богданова, двухэтапная схема помогает убрать из бензиновой фракции лишние примеси, которые остаются после традиционного пиролиза. Благодаря этому переработанный пластик становится не просто продуктом утилизации, а более пригодным сырьем для производства топлива.
Пока речь идет о научной разработке, а не о готовой массовой технологии. Ученые продолжают улучшать качество получаемых фракций и адаптировать процесс к промышленному применению. Для этого важно добиться стабильного результата при переработке разных видов пластиковых отходов, а также оценить экономику технологии на больших объемах.
Перспектива такой переработки может быть особенно интересна для регионов, где пластиковые отходы накапливаются быстрее, чем развиваются мощности по их утилизации. Полимеры используются в упаковке, строительстве, торговле, коммунальном секторе и сельском хозяйстве, поэтому вопрос их дальнейшего применения становится все более острым.
Для АПК эта тема тоже имеет практическое значение. В сельском хозяйстве используются пленка, тара, упаковка, канистры, элементы оросительных систем и другие пластиковые материалы. Часть таких отходов сложно собирать и перерабатывать из-за удаленности хозяйств и логистических затрат. Если технологии глубокой переработки станут промышленно доступными, они смогут дать дополнительный стимул для сбора аграрного пластика и его возвращения в оборот.
При этом экологический эффект будет зависеть не только от самой химической схемы, но и от всей системы обращения с отходами: сортировки, доставки, подготовки сырья и контроля выбросов при переработке. Поэтому подобные разработки важны как часть более широкой экономики замкнутого цикла, где мусор постепенно превращается в ресурс.
Результаты работы опубликованы в журнале Polymers. Следующий этап для ученых – довести технологию до уровня, на котором ее можно будет оценивать не только в лаборатории, но и в условиях реального производства.
