Улеводородное топливо получают из пластикового мусора. Специалисты назвали свою технологию гидротермальным сжижением (hydrothermal liquefaction). Она позволяет плавить полимеры пропилена, а затем растворять их в сверхкритической воде (в этом состоянии вещество находится «между» жидкой и газообразной фазой).
Как только пластмасса превращается в нафту (горючую смесь жидких углеводородов), ее уже можно использовать в качестве сырья или в последующем разделить на другие продукты.
Около пяти миллиардов тонн пластиковых отходов скопилось за последние 50 лет на свалках и в природной среде. Отходы полипропилена составляют около 23% от общего количества отходов пластика. Превращение отходов полипропилена в полезные продукты может снизить накопленные отходы и связанные с ними риски для окружающей среды и здоровья человека.
Процесс переработки назван гидротермальным сжижением
В этом исследовании модель полипропилена была преобразована в нефть с использованием сверхкритической воды при 380–500°С и 23 МПа в течение времени реакции 0,5–6 ч.
До 91% массовой доли полипропилена было превращено в масло при 425°С со временем реакции 2–4 часа или при 450°С со временем реакции 0,5–1 часа.
Более высокие температуры реакции (> 450°C) или более длительное время реакции (> 4 ч) привели к большему количеству продуктов газа. Нефтепродукты состояли из олефинов, парафинов, циклических соединений и ароматических соединений. Около 80–90% массовой доли масляных компонентов имели тот же диапазон температур кипения, что и нафта (25–200°C), и значения нагрева 48–49 МДж/кг.
Предварительные анализы показывают, что этот процесс конверсии является положительным для чистой энергии и потенциально имеет более высокую энергоэффективность и более низкие выбросы парниковых газов, чем при сжигании и механической переработке. Масло, полученное из полипропилена, потенциально может быть использовано в качестве смеси бензина или сырья для других химикатов.
Проблема загрязнения окружающей среды пластиком с каждым годом становится всё более актуальной. Хотя часть пластикового мусора отправляется в переработку, на сегодняшний день речь идёт лишь о небольшой доле таких отходов. В то же время, значительная часть пластика — по некоторым оценкам, до 12 миллионов тонн в год — попадают в океан. Пластиковый мусор обнаруживают, в том числе, в мелких рыбах и медузах, а поскольку эти существа являются пищей для других морских обитателей, микроскопические частицы пластика «поднимаются» по пищевой цепи, угрожая, в том числе, и людям, употребляющим в пищу рыбу. Крупные морские обитатели тоже страдают от такого мусора.
«Наша стратегия состоит в том, чтобы создать силу, способную утилизировать и перерабатывать полиолефиновые отходы в различные полезные продукты, включая полимеры, нафту и чистое топливо.
Наша технология способна одновременно увеличить прибыль перерабатывающей промышленности и сократить мировую массу пластикового мусора», — говорит ведущий исследователь, профессор Линда Ван (Linda Wang).
