Исследователи из Института химии нефти СО РАН сосредоточились на пяти самых распространенных видах пластика: полиэтилене высокой и низкой плотности, полипропилене, полистироле и полиэтилентерефталате. Именно из них сделаны пакеты, бутылки для напитков, флаконы от шампуней и пищевые контейнеры. Как пояснила младший научный сотрудник лаборатории Ульяна Фролова, превращение этих отходов в востребованные виды топлива демонстрирует успешный подход к решению проблемы утилизации мусора.
Процесс переработки начинается с очистки сырья от пыли и посторонних примесей, чтобы обеспечить однородность состава. Затем пластик измельчают и отправляют в лабораторный реактор для термического крекинга. Аппарат нагревают до температуры 475 °C в течение 11 минут, после чего смесь выдерживают при этом же нагреве еще пять минут. Руководитель проекта, кандидат химических наук Никита Свириденко, отметил, что такого времени достаточно для образования жидких продуктов пиролиза — бензиновой и дизельной фракций. В общем объеме продуктов их доля составляет 35 и 33% соответственно. Помимо жидкого топлива, в процессе образуются газообразные вещества и твердый остаток — кокс.
Ученые обнаружили, что повторное использование этого кокса позволяет значительно повысить эффективность переработки. После обработки щелочью его добавляют в сырье. Масса добавки составляет всего 0,25% от общей массы загруженных отходов, однако это позволяет увеличить выход товарной бензиновой фракции более чем на 13%. Никита Свириденко объяснил, что обработка щелочью меняет структуру пор кокса — увеличивается доля микропор, которые удерживают легкое сырье и облегчают его превращение в бензин. Повышенная удельная поверхность создает больше активных центров для реакций, что ведет к более глубокому и контролируемому разложению пластика.
Полученные результаты опубликованы в журнале Recycling. В дальнейшем исследователи планируют сосредоточиться на доведении качества получаемой дизельной фракции до действующих стандартов, а также изучают возможности для масштабирования технологии. Работа выполняется при поддержке Российского научного фонда.
Ранее ученые назвали неочевидные источники микропластика.
