Коллектив исследователей кафедры физической химии факультета естественных наук Новосибирского государственного университета и Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН продолжает масштабные работы по созданию технологии переработки пиролизного масла из смешанных пластиковых отходов в высококачественные керосиновые и дизельные фракции. Результаты данной работы были представлены на Международной молодежной научной конференции «Нефть и газ – 2026» в рамках Международного форума «Нефть и газ – 2026», который проходил с 21 по 24 апреля в Москве. С докладом выступил младший научный сотрудник и аспирант Новосибирского государственного университета Всеволод Вдовиченко. По итогам конференции он стал лауреатом I степени.
Разрабатываемая технология состоит из нескольких стадий. Сначала смешанные отходы полиэтилена и полипропилена подвергаются пиролизу при температуре около 600 °C. На выходе получается пиролизное масло — темная жидкость с резким запахом, содержащая до 64% непредельных углеводородов и большое количество нормальных парафинов. К применению в качестве топлива такое масло непригодно: олефины могут вызвать образование нагара в двигателе, а н-парафины застывают при понижении температур. Преобразовать фракцию пиролизного масла в качественное топливо можно посредством каталитической гидроизодепарафинизации — процесса, который одновременно гидрирует непредельные соединения и изомеризует линейные парафины в разветвленные, снижая температуру помутнения.
Ученые НГУ и ИК СО РАН предложили использовать для этого бифункциональные катализаторы на основе цеолита ZSM-23 и оксида алюминия (γ-Al₂O₃) с добавлением никеля. Главное преимущество данного решения — отказ от благородных металлов (платины), что существенно снижает стоимость катализатора.
— Фракция пиролизного масла с температурой кипения 135–360 °C — весьма любопытное сырье. Если просто прогидрировать его, мы получим продукт с высокой температурой замерзания. Наша задача заключалась в том, чтобы подобрать катализатор, который одновременно гидрирует олефины и изомеризует парафины. Именно тогда температура помутнения падает ниже −20 °C и топливо становится пригодным для использования в холодном климате, — рассказал Всеволод Вдовиченко.
Катализаторы с содержанием никеля от 2,5 до 10% были испытаны в проточной установке высокого давления. Сырье — фракция пиролизного масла — из емкости с помощью жидкостного насоса высокого давления подается в смеситель, где смешивается с водородом под давлением 40 бар. Далее смесь поступает в реактор с катализатором. Температура в реакторе поддерживается в диапазоне 300-360 °C, объемная скорость подачи сырья — 1 ч⁻¹, соотношение «водород-сырье» — 1000 мл (н.у.)/мл. Из реактора продукты попадают в сепаратор, где газ и жидкость разделяются. Жидкий продукт накапливается в приемнике, после чего анализируется — изучается его фракционный, групповой и компонентный состав, измеряется температура помутнения.
— Мы показали, что для эффективной работы необходимо не менее 7,5% никеля. Если его меньше — активность недостаточна, а если больше — происходит перерасход металла без реального выигрыша в качестве продукта. Для промышленности это важный экономический аспект технологии процесса, — поясняет младший научный сотрудник ИК СО РАН, кандидат химических наук Екатерина Воробьева.
При температурах 320–340 °C выход целевых фракций (керосин + дизель) оставался на высоком уровне — 93–95%, газообразование было минимальным. Температура помутнения полученных продуктов составила ниже −20 °C, теплота сгорания — 43,9 МДж/кг (как у товарного топлива), а содержание ароматических углеводородов не превысило 1%.
— Когда мы только начинали работать с пиролизным маслом, температура замерзания продуктов была около нуля — это совершенно непригодно. Сейчас мы стабильно получаем топливо с температурой помутнением ниже минус 20 и даже ниже -40 °С. Всеволод отлично представил этот общий результат на форуме, и победа — заслуженное признание работы всей команды, — комментирует руководитель группы темплатного синтеза ИК СО РАН, и.о. зав. кафедрой физической химии ФЕН НГУ, кандидат химических наук Екатерина Пархомчук.
Пиролизное масло для исследований было предоставлено компанией ООО «Ониум плюс» (г. Ярославль). Параллельно с лабораторными экспериментами в НГУ компания ведет ресурсные испытания на пилотной установке.
— Для нас критически важно, что катализатор не содержит благородных металлов. Платина — дорого и дефицитно. А никель — доступен, и наши коллеги показали, что при правильной организации процесса он ничуть не уступает в эффективности при переработке высокоолефинового сырья. Высокий выход жидких продуктов, низкая температура помутнения и хорошая теплота сгорания — это параметры, с которыми уже можно выходить на опытно-промышленные испытания. Поздравляем Всеволода и весь коллектив кафедры с победой, — сказал представитель компании ООО «Ониум плюс» Александр Климов.
Информация предоставлена пресс-службой Новосибирского государственного университета
Источник фото: ru.123rf.com
