Разработка способов переработки пластиковых отходов в топливные фракции

Глобальный масштаб приняла проблема утилизации пластиковых отходов, количество которых неизбежно увеличивается с ростом производства пластмасс. Потребление пластика с 1950 по 2018 год выросло примерно в 180 раз. Объем произведенного к 2015 году пластика оценивается в 8,3 млрд метрических тонн, из которых около 6,3 млрд тонн перешло в отходы. Ожидается, что дальнейшее производство пластика будет расти экспоненциально. Предположительно, уже к 2035 году масса накопленного пластика превысит количество рыбы в океане При этом всего в мире подвергается переработке, по разным оценкам, от 9 % до 21 % пластмасс. В связи с химической неоднородностью таких отходов возникает основная проблема их утилизации. Также в таких отходах могут присутствовать и галогены (полиэтилентерефталат, поливинилхлорид и т.д.). Ввиду трудоёмкости сортировки пластика на узкие фракции (в соответствии с принятой маркировкой) рациональной видится переработка их смесей с получением единого жидкого продукта. Основным таким процессом является крекинг с получением термолизного масла (ТМ). Такое масло представляет из себя смесь углеводородов с широким интервалом выкипающих фракций, содержащих в своём составе нежелательные элементы – гетероатомы (азот, сера и кислород) и галогены. При этом, отмечается, что такие масла превосходят нефть (и нефтепродукты) по ряду свойств, таких как, фракционный состав, атомное отношение H/C, низкая коксуемость по Конрадсону и низкое содержание серы, а также отсутствие асфальтенов и смол. В связи с чем, ТМ могут являться сырьём для: получения высококачественных моторных топлив; использования в процессах на НПЗ. Содержащиеся в ТМ галогены и гетероатомы на сегодняшний день являются чуть ли не основной проблемой промышленного применения такого сырья с целью получения высококачественных моторных топлив. Актуальность исследования определяется отсутствием промышленных процессов, и тем более катализаторов для переработки пластиковых отходов, а также их постоянным накоплением. Сейчас, с развитием процессов крекинга (пиролиза) пластиковых отходов, создание каталитических или гидро- процессов переработки ТМ в ценные продукты является актуальной задачей. На ряду с получением ценных продуктов, не менее актуальной задачей является экологический аспект утилизации долго разлагаемых отходов. В рамках данного проекта планируется создать научные основы с целью формирования процессов и технологий переработки ТМ, являющимися сложной смесью различных групп углеводородов и гетероорганических соединения, с использованием нанесенных катализаторов для гидропереработки. Вовлекая различные пластиковые отходы планируется изучить влияние одних групп соединений на другое при переработке, а также изучить влияние различных условий процесса с целью получения наибольших выходов светлых фракций (бензиновых и дизельных фракций) с наилучшими характеристиками. В качестве нанесённых катализаторов будут получены каталитические системы, состоящие из подложки – алюмосиликат с различным содержанием цеолита HY и модификаторов – Ni и Mo нанесенных различными способами и прекурсорами на подложку. При переработке ТМ будет уделяться внимание таким параметрам, как селективность, конверсия и стабильность. На основании этих данных можно будет создавать каталитические системы или модернизировать существующие обеспечивающих при каталитическом или гидропроцессе высокие выходы целевых продуктов.