в

Вчені навчилися робити паливо з пластика

Процес хімічної конверсії (гідротермальне скраплення) дає пластиковим відходам нове життя, наприклад, у якості бензину, дизельного палива чи сировини для інших хімікатів.

Лінда Ванг перетворила пластик в нафту
Інженер-хімік Лінда Ванг очолила дослідницьку групу, яка придумала новий спосіб перетворення звичайного пластика в нафту, credit: Purdue Research Foundation/Vincent Walter

Щорічно виробляється мільйони метричних тонн пластику, величезний відсоток якого осідає в природі у вигляді сміття, оскільки, насправді, дуже маленький відсоток пластика повторно переробляється. Тому дослідники з різних країн світу сьогодні старанно працюють над тим, щоб винайти якомога більше способів перетворення цих відходів на щось цінне, наприклад, у різні види палива. Американські вчені з Університету Пердью зробили багатообіцяючий крок до цієї мети за допомогою нової технології хімічної конверсії, яка може перетворити більшість типів пластиків на паливо. Пластикові відходи давно стали великою екологічною проблемою, оскільки вони з величезною швидкістю забруднюють світовий океан. Наприклад, в 2015 році було підраховано, що від 5 до 12.7 мільйона метричних тонн пластикових відходів щороку потрапляє в океан.

Вирішення цієї проблеми набагато складніше, ніж пошук нових способів переробки матеріалу, який вже заполонив планету, але це, безумовно, крок у правильному напрямку. Робота дослідників з Університету Пердью сфокусована на типі пластика, який називається поліолефін. Це найбільш поширений тип термопластика, який присутній скрізь – від кришечок пляшок для води до наукових інструментів. Лінда Ванг (Linda Wang), професор хімії в Університеті Пердью і лідер дослідницької групи, каже:

«Робити паливо з пластика – цілком реально. Наша стратегія полягає в тому, щоб створити рушійну силу для переробки шляхом перетворення відходів поліолефінів в широкий спектр цінних продуктів, включаючи полімери, нафту (суміш вуглеводнів) або чисте паливо. Наша технологія хімічної конверсії здатна збільшити прибуток переробної промисловості і скоротити обсяг пластикових відходів у світі».

Зверніть увагу: Вчені підрахували, що 90% бутильованої води містить мікропластик.

В рамках цієї стратегії, Ванг та її команда звернулися до методики хімічної конверсії, яка називається гідротермальне скраплення – це процес нагрівання матеріалів до помірних температур під високим тиском для перетворення їх у масло (нафта). В цьому експерименті дослідники змогли перетворити 91 відсоток поліолефіну в масло, що складається з парафінів, циклічних з’єднань, ароматичних сполук та олефінів, ненасичених вуглеводнів, які служать основою для поліолефінів.

Вчені вважають, що цей результат відкриває ряд вражаючих можливостей. Наприклад, отримане масло і його інгредієнти можуть бути перетворені на бензин, дизельне паливо і сировину для різних хімікатів. За оцінками команди, паливо із пластику (поліолефіну), щороку зможе покривати близько чотирьох відсотків світового попиту на бензин і дизельне паливо. В даний час вчені з Університету Пердью намагаються оптимізувати процес хімічної конверсії. Вони також шукають партнерів і спонсорів, які допоможуть їм виробляти паливо з пластика в комерційному масштабі.

Гідротермальне скраплення

Гідротермальне скраплення (HTL) – це процес перетворення всіх видів біомаси в сире біомасло. По суті, на виході виходить біо-нафта, яка дуже схожа на викопну сиру нафту. Процес характеризується дуже високими рівнями ефективності. Він споживає приблизно 10-15 відсотків енергії біомаси вихідної сировини, в результаті чого енергоефективність складає 85-90 відсотків.

Великою перевагою гідротермального скраплення є те, що воно приймає всі види біомаси: стічні води, гній, деревину, компост і рослинну сировину, а також відходи домашніх господарств, м’ясних фабрик, молочного виробництва і всіх інших подібних галузей. Вчені кажуть, що цей процес є найбільш гнучким з усіх методик виробництва рідкого палива, що пов’язано зі значно меншими витратами у порівнянні з піролізом, біоетанолом, газифікацією по Фішеру-Тропшу.

Гідротермальне скраплення - перетворення біомаси в нафту
Процес гідротермального скраплення

Як робиться гідротермальне скраплення: біомаса впорскується в попередньо нагрітий до 400°C реактор, потім піддається термічній обробці під високим тиском протягом приблизно 15 хвилин, після чого швидко охолоджується до температури 70°C. Температура 400°C і високий тиск створюють так званий надкритичний стан (ні рідина, ні газ), при якому біомаса легко розкладається. Метод HTL не завдає шкоди навколишньому середовищу, оскільки в нього не входять шкідливі розчинники, а його енергоефективність дуже висока. Вода, яка є побічним продуктом цього процесу, має низький вміст вуглецю і може бути рециркульована та очищена для досягнення якості питної води.

Неочищене біо-масло, отримане в процесі гідротермального скраплення, стабільне при зберіганні і має порівняно низькі вимоги до збагачення, частково через високу частку середніх дистилятів. Його можна відразу використовувати у вигляді палива для важких двигунів, або гідрувати чи термічно модернізувати для отримання дизельного палива, бензину і реактивного палива за допомогою існуючих технологій нафтопереробки. Сира нафта HTL має високу теплотворну здатність (характеризує кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні палива масою 1 кг), приблизно 35-39 МДж/кг.

Що Ви про це думаєте?

Коментарі

Напишіть відгук

Завантажується…