Команда ученых из Фуданьского университета и Шанхайского института передовых исследований Китайской академии наук представили новую технологию химической переработки пластиковых отходов в углеводороды авиационного диапазона. В основе предложенного метода лежит реакция гидрогенолиза полиолефинов, обеспечивающая конверсию сырья с выходом жидкого продукта на уровне 82%.

Источник: plasticsforchange.org

Полиолефины, к числу которых относятся полиэтилен и полипропилен, составляют более 60% от общего объема производимых в мире пластиковых отходов. Физико-химическая стабильность этих полимеров, обусловленная прочными неполярными углерод-углеродными связями, делает их устойчивыми к разложению и усложняет традиционную вторичную переработку. Стандартные методы утилизации (термическое сжигание или захоронение на полигонах) ведут к безвозвратной потере углеводородного сырья и сопровождаются загрязнением окружающей среды.

Новый процесс основан на применении биметаллических катализаторов (включающих никель и кобальт), которые обеспечивают селективный разрыв макромолекулярных цепей пластика. Гидрогенолиз протекает при относительно мягких параметрах — температуре около 280 °C и давлении водорода в 3 МПа. Указанные значения значительно ниже тех, что требуются для классического термического крекинга, что способствует снижению энергетических затрат производственного цикла.

Специфика технологии заключается в точном контроле процесса деполимеризации. Вместо хаотичного распада пластика на смесь низкомолекулярных газов и тяжелых смол, реакция направляется на формирование жидких алканов с длиной цепи от 8 до 16 атомов углерода (фракция C8–C16). Эти углеводороды являются базовыми компонентами реактивного авиационного топлива. Общий выход жидких продуктов по массе достигает 82,3%, при этом селективность образования именно авиационных фракций внутри жидкости составляет 79%.

Источник: scmp.com

Разработанный метод применим как к чистому полимерному сырью, так и к смесям трудноперерабатываемых пластиков, не поддающихся рентабельному механическому рециклингу. Снижение термодинамических барьеров с помощью нового типа катализаторов решает проблему управления макромолекулами в ходе химической реакции.

Лабораторные испытания подтвердили, что катализатор сохраняет свою функциональность после многократных рабочих циклов, что является критически важным фактором для экономической целесообразности инициативы. Дальнейшие этапы работы совместной научной группы направлены на сборку пилотной установки для оценки рентабельности технологии в условиях непрерывного цикла переработки твердых бытовых отходов. Внедрение данной схемы на промышленных предприятиях позволит диверсифицировать источники синтетического сырья для авиационной отрасли и снизить экологическую нагрузку от накопления полимерного мусора.