Close

Переработка пластика в нефть: Про нефть из пластиковых бутылок / Аналитика

Содержание

Про нефть из пластиковых бутылок / Аналитика

Никогда не апеллируй к лучшим качествам человека.
Возможно, он ими не располагает.
Надежней обращаться к его личному интересу.
© Р. А. Хайнлайн. «Достаточно времени для любви, или жизни Лазаруса Лонга».

В этом году в середине декабря в Европейской части России неожиданно наступила зима, и, как обычно бывает в таких случаях, риторика по поводу использования альтернативных видов топлива и энергии ушла на второй план. Гибриды, электромобили, этиловый спирт, биодизель из водорослей и рапса, прочая альтернативная экзотика – как хорошо обсуждать это в тепле салона автомобиля, работающего на привычном бензине, или в тепле кухни, глядя на синие язычки газового пламени под разогревающимся чайником. Как бы это печально не звучало, но все эти «зелёные» инициативы, проекты борьбы с потеплением мирового климата и предложения по переходу на использование альтернативной энергии и топлива всегда будут наталкиваться на оценку человечества с точки зрения чистой выгоды.
Далеко ходить за примерами не нужно: вряд ли кто-то из нас готов заплатить лишнюю сотню долларов за материнскую плату или тысячу за сервер только лишь «за красивые глаза» производителя, увлекательно обещающего спасение планеты и какую-то маловразумительную экономию электричества за счёт возросшей цены изделия. В перспективе многие не отказались бы сменить нынешний бензиновый или дизельный автомобиль на более перспективный электромобиль. Но лишь немногие и только на первых порах будут руководствоваться при этом экологическими соображениями, а скорее — соображениями престижа и «модности» такой покупки; большинство при этом ни за что не заплатит за электромобиль удвоенную цену обычного бензинового или дизельного автомобиля с таким же набором удобств, разве что цена топлива перед этим подскочит на порядок. Цинизм трезвого расчёта – вот на чём зиждется современная цивилизация, и вряд ли что-то существенное изменится в поведении человечества в обозримом будущем.
Единственный выход из порочной и с годами лишь усиливающейся практики загрязнения самой планеты и её атмосферы – находить и внедрять более выгодные технологии получения энергии нежели существующие на сегодняшний день традиционные способы. Именно тогда вездесущий вектор человеческого цинизма, во всём ищущего выгоды, из тормозящего фактора в деле сохранения живой природы превратится в фактор помогающий.
Что мы имеем на сегодняшний день? Как правило, технологии получения, скажем, новых видов альтернативного топлива для автомобилей требуют или огромных капиталовложений, окупаемость которых порой рассчитывается на десятилетия, или таких затрат других видов энергии на промежуточных стадиях, при которых в финале производство такого топлива становится воистину «золотым», нерентабельным, особенно по сравнению с затратами на обычную перегонку нефти. В неоднократных тематических публикациях раздела IT-байки на тему получения и использования альтернативных видов автомобильного топлива мы рассматривали самые различные виды сырья, однако ещё ни разу не касались темы использования для этой цели отходов человеческой жизнедеятельности. Ну, разве что отходы канализации и фабричных сливов для «кормёжки» водорослей, однако ни разу речь не заходила о вторичном использовании органического мусора. Между тем, человечество уже давным-давно приспособилось генерировать несметные объёмы потенциальных мусорных «ресурсов» для производства топлива в промышленных масштабах. Взять, к примеру, наиболее распространённый вид органического мусора – пластиковые бутылки. Попробуйте мысленно прикинуть количество пластика, который мы регулярно отправляем на свалку – все эти многочисленные бутылки и упаковки из-под разных напитков, масел, консервов и так далее, тому подобное. Ежегодно это десятки килограмм в масштабе одной семьи, тонны и десятки тонн в масштабе дома и вовсе уж немыслимые мегатонны в масштабах мегаполисов.

Мы пластик породили, мы его… используем ещё раз

Чем привлекательна идея производства топлива из органики, накопленной человечеством в виде пустых пластиковых бутылок – так это дешевизной и доступностью этих «энергетических ресурсов». И действительно, получение мегатонн сырья не требует многомиллионных вложений на геологическую разведку месторождений, разработки глубоких шахт или бурения глубоких скважин. Дело за малым: научиться перерабатывать доступные и очень дешёвые отходы из пластика в какую-либо разновидность высокоэнергетического топлива, пригодного для дальнейшего использования с помощью уже существующей энергетической инфраструктуры. И вот с этим до недавнего времени была значительная заминка, ибо все известные варианты превращения мусорной органики в ценное топливо были сопряжены с высоким энергопотреблением в процессе переработки, сводящем на нет все выгоды такой альтернативной энергетики. Однако в этом году ситуация с рентабельностью такой переработки, похоже, наконец-то изменилась. Причём, в кои-то веки разговор не о лабораторном открытии, лишь через годы обещающем стать выгодным коммерческим проектом. На этот раз речь о промышленной установке под названием Envion Oil Generator (EOG), производства одноимённой компании Envion. Опытная эксплуатация первой такой установки началась в сентябре 2009 года на одном из предприятий по переработке твёрдого мусора в штате Мэриленд, США. В теории смысл процесса переработки выглядит достаточно просто и логично: поскольку пластик, имеющий преимущественно «нефтяное» происхождение, потенциально хранит в себе огромный объём энергии, которая пока уходит буквально в утиль, есть смысл поискать способы освобождения этой энергии в приемлемом виде. Например, конвертировать пластиковый мусор во что-то подобное его первоначальному состоянию в виде жидкой синтетической нефти. На практике же пока лишь немногие разработчики технологий смогли добиться практических результатов с разумным расходом энергии на собственно процесс переработки. В частности, генератор компании Envion является первой в своём роде, позволяющей относительно недорого конвертировать практически любой тип пластикового мусора в жидкое топливо. Технические характеристики технологии, реализованной в Envion Oil Generator, можно описать следующим образом: из одной тонны пластикового сырья получается от трёх до пяти полноценных 42-галлоновых баррелей высококачественной синтетической нефти лёгких или средних фракций. То есть, одна такая установка способна ежегодно перерабатывать до 10 тысяч тонн пластикового мусора, выдавая при этом до 50 тысяч баррелей синтетической нефти. Никто ещё не подсчитывал количество пластикового мусора, закапываемого в землю в России, зато есть цифры по США: внедрение установок Envion Oil Generator в их национальном масштабе позволило бы генерировать ежегодно более 150 млн баррелей синтетической нефти. Экономический эффект от внедрения этой технологии в глобальном масштабе можете подсчитать сами, исходя из того, что порядка 8% всей нефти, добываемой в мире ежегодно, расходуется как раз на производство пластика. Установки Envion Oil Generator, работая по замкнутому циклу без применения каких-либо катализаторов, способны перерабатывать любые сорта пластикового мусора без предварительной его сортировки. Особенность технологического процесса Envion заключается в том, что в процессе конвертации пластика в нефть не производится массовое сжигание какого-либо дополнительного топлива, необходима лишь минимальная энергетическая подпитка. Поскольку питание установки производится от электрического источника, процесс переработки полностью автоматизирован и при желании может управляться даже через интернет. На месте требуется присутствие лишь двух операторов, при этом один из них управляет процессом загрузки предварительно измельчённой пластиковой массы в приёмный бункер, а второй просто «следит за лампочками» системы контроля безопасности.
Несмотря на ограниченный характер информации о применяемой технологии переработки, точно известно, что автономная установка Envion Oil Generator состоит из двухэтажного химического реактора, оснащённого встроенной мешалкой пластиковой массы и нагревающими инфракрасными элементами с электрическим питанием. Отдельно подчёркивается, что процесс преобразования пластика проистекает при ограниченном доступе кислорода в реактор. Благодаря применению электрической схемы питания и системы с закрытым контуром появляется возможность точнейшего контроля температуры процесса преобразования, а значит и высокой степени переработки сырья. По данным компании, до 82% пластика перерабатывается в жидкое топливо. В течение года потребуется от двух до четырёх остановок на техническое обслуживание установки по её очистке от не переработанных отходов (что значительно меньше чем при традиционной переработке мусора), при этом остаточный осадок также может быть сожжён для выработки энергии – правда, с меньшей эффективностью чем получаемое топливо. Выход готовой продукции, несомненно, напрямую зависит от сортов пластика, поступающих на переработку, но в любом случае конвертирование тонны пластиковых отходов даст 3-5 баррелей искусственной нефти, при этом, согласно данным Envion, на производство одного барреля топлива затрачивается от 59 до 98 киловатт-часов электричества (сравнимо с расходом электричества в отдельно взятой квартире за несколько дней). И ещё один штрих к «портрету» техпроцесса: когда речь идёт о переработке любого пластика, подразумевается именно любой пластмассовый мусор, включая крупногабаритный упаковочный материал, пакеты, контейнеры от маргарина, бутылки из-под колы и кефира, канистры и пробки. Исключение составляют разве что бутылки из полиэтилентерефталата (PET), и то лишь по причине и без того высокой их стоимости на рынке вторичной переработки (по отдельным данным, нынче — до 500 евро за тонну сырья).
Установка Envion Oil Generator может быть передана в эксплуатацию на муниципальном уровне – например, предприятиям вблизи городских свалок, именно городской мусор содержит до 24% пластиковых отходов. Таким образом, появляется возможность постоянно избавляться от значительных объёмов пластикового мусора без необходимости его транспортировки на дальние расстояния, получая взамен постоянный источник превосходного топлива. Кстати упомянуть, получаемая в результате переработки синтетическая нефть изначально очищена и на 99% лишёна осадков, что позволяет беспрепятственно использовать её для производства бензинов, дизельного топлива, керосина и авиационного топлива.
Финальный продукт, по сведениям очевидцев, выглядит как «слегка загустевший лимонад» при этом его запах представляет собой «нечто среднее между запахом бензина и дизельного топлива». Согласно информации от представителей компании Envion, у них уже есть как минимум один потребитель продукции, готовый скупать получающийся продукт для дальнейшей переработки в автомобильное топливо, и в настоящее время ведутся переговоры с множеством других перерабатывающих компаний. Судя по характеру получающегося продукта, обычным нефтеперегонным заводам вряд ли потребуется существенное изменение технологии для переработки такого сырья.
Обратимся, наконец, к тем цифрам, которые способны трансформировать извечный эгоизм трезвого человеческого расчёта из врага в друга «зелёных технологий». Согласно данным Envion, стоимость переработки пластикового мусора в синтетическое топливо составляет менее $10 за баррель получаемого продукта. Иными словами, при полной ежегодной загрузке одной установки EOG десятью тысячами тонн пластика, цена переработки мусора составляет примерно $17 за тонну. Сравните эти данные с расходами порядка $70-$200 за тонну при традиционной переработке мусора, или с расходами порядка $50 — $150 за тонну по специальной программе вторичного использования пластика, по которой перерабатывается в среднем не более 6,8% всего пластмассового мусора.
Вот теперь желающие могут взять калькулятор и посчитать экономический эффект от внедрения такой технологии переработки пластикового мусора в искусственную нефть. Стоимость первой установки Envion Oil Generator «под ключ» составила порядка $5 млн, возможно, в перспективе она будет снижена благодаря тому, что в Envion планируют не только выпускать установки EOG самостоятельно, но также наладить из выпуск по лицензии – как в США, так и во всём мире.
Хочу также отметить, что эту публикацию не стоит воспринимать как похвалу или рекламу именно установке Envion Oil Generator. Просто Envion оказалась первой, кому удалось добиться столь высокой рентабельности коммерческой переработки пластикового мусора в приемлемое для дальнейшей обработки топливо. Здесь уместно вспомнить крылатую фразу в адрес Штирлица, которую Юлиан Семёнов приписал Мюллеру: «что знают двое, знает и свинья». Сдаётся мне, если Envion «пожадничает» с ценой лицензирования своей технологии, в самое ближайшее время появится множество патентных заявок на схожие химические реакторы для переработки пластика в синтетическое топливо. Такую технологию – при условии её действительно высокой рентабельности, вряд ли удастся сохранить в незамутнённо-эксклюзивном виде, прецеденты были.
Однако вернёмся к калькулятору. Мощность установки EOG известна, затраты на электроэнергию можете посчитать в зависимости от региональных тарифов. Разумеется, пластиковый мусор сам себя сортировать и измельчать на свалках не будет, так что определённые затраты также понадобятся на стадии предварительной подготовки сырья. Но ведь в любом случае, горы пластикового мусора сегодня в большинстве случаев буквально закапываются в землю без какой-либо переработки или попросту сжигаются с достаточно низкой эффективностью.
Теперь попробуем составить мысленный ряд из перспективных на сегодняшний день технологий производства альтернативных видов автомобильного и авиационного топлива – из сельскохозяйственных культур, водорослей, этилового спирта и так далее. Процесс переработки пластика образца Envion окажется в этом ряду далеко не самым затратным, а может быть и наиболее рентабельным, а уж с экологической точки зрения – несомненно, одним из наиболее полезных для планеты. Сдаётся, даже для тех стран, где натуральной нефти завались-залейся, отказ от переработки пластиковых отбросов с такой заманчивой рентабельностью со временем будет выглядеть непростительным преступлением. Тем более что, как бы анекдотично это не звучало, пока что пластиковые отходы можно смело отнести к категории самых настоящих возобновляемых ресурсов – как ветер, солнце или урожай рапса и кукурузы. Поскольку в обозримом будущем от использования пластика и, соответственно, «генерирования» мегатонн пластикового мусора, никто отказываться не собирается.
Ссылки по теме:
Дополнительно по теме:

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Синтетическая нефть из отходов пластмассы: slanceviy_glas — LiveJournal

По оценке Всемирного банка в 2016 году в мире было произведено 242 млн тонн пластиковых отходов или 12% всех твердых отходов.

Пилотный завод OMV ReOil производит синтетическую нефть из использованных пластмасс

Австрийская нефтегазовая компания OMV в рамках празднования 60-летия своего нефтеперерабатывающего завода Швехат представила общественности пилотную установку по переработке пластиковых отходов в синтетическую нефть.
Из 100 килограммов отходов пластика установка производит 100 литров синтетической нефти в час.


OMV изучает потенциал использованных пластмасс с 2011 года. В 2013 году на заводе в Швехате было запущено первое испытательное оборудование с производительностью около 5 кг использованных пластмасс в час. Испытательная установка следующего уровня — с производительностью до 100 кг в час — начала эксплуатацию в 2018 году и производит 100 литров синтетической нефти в час. Эта сырая нефть затем подвергается дальнейшей обработке на НПЗ Швехат, чтобы стать топливом или базовыми материалами для индустрии пластмасс, создавая экономичную, круговую экономику.

OMV инвестировала около 10 млн. евро в проект в целом, а Австрийское агентство по продвижению исследований (FFG) субсидировало 10% затрат.

Процесс переработки включает термический крекинг при температурах, превышающих 300 градусов Цельсия. Это проверенная технология переработки, при которой углеводороды средней и длинной цепей крекируются в углеводороды с более короткой цепью. Это означает, что эта круговая экономика также основана на круговой технологии: короткоцепочечная сырая нефть превращается в длинноцепочечные пластмассы, которые затем возвращаются в короткоцепочечную сырую нефть с помощью метода ReOil.
OMV имеет патент на этот процесс в Европе, США, России, Австралии, Японии, Индии, Китае и других странах.

Следующим этапом должно быть создание установки, способной перерабатывать 2000 килограммов использованного пластика в час, что будет способствовать сокращению количества отходов и созданию более разнообразной основы для поставок сырой нефти.
В компании считают, что подобным образом можно перерабатывать до трети пластиковых отходов Австрии.
OMV Group


https://www.youtube.com/watch?v=6gQgcxxWWxg

Пиролизная установка по переработке пластика, пиролиз нефтешламов.

Наименование: Пиролизная установка цикличного действия на 10 тн, по переработке пластика

Функция: Оборудование по переработке пластиков в бензин, дизельное топливо и мазут

Тип отходов: Пластики( PP, PE, PS, ABS, остатки бумаги, домашний мусор, пластиковые кабель, пластиковые сплетения)

Установка для пиролиза пластиковых отходов способна превратить пластиковые отходы в жидкое топливо и газ, используя технологию пиролиза.

Полученными продуктами являются 50-60% печное топливо,

30-35% твердый остаток

 8-10% горючих газов.

Этот проект выгоден, и не вреден для окружающей среды, а так же помогает снизить глобальную зависимость от нефти при производстве дизельного топлива.

 

Выход жидкости при пиролизе на установке цикличного действия  с разных видов пластика  :

 

Сырье

Коэффициент выхода топлива

Сырье

Коэффициент выхода топлива

 
 

PE

85%~95%

Рыболовная сеть,защитная сетка.

45%~50%

 

PP

80%~90%

Пластиковый пакет

40%

 
 

PS

80%~90%

Пластиковая посуда

20%

 

ABS

40%

Отходы бумажной фабрики

20%~30%

 

PVC

N/A

Бытовой мусор

20%~50%

 

PET

N/A

Пластиковый кабель

60%~80%

 

Чистый белый пластик

60%~70%

Чистый пластиковый пакет

50%

 

 

 

Конечные Продукты

Применение

Пиролизная жидкость(50%-75%)

  1. Используется в качестве отопительного материала, реализуется на цементные заводы, стекольные заводы, керамические заводы, сталеплавильные заводы, котельные и др.
  2. Используется как топливо в мазутном генераторе.
  3. После обесцвечивания и дезодорации пиролизной жидкости  получается дизель, который используется для трактора, дизельных генераторов и т.д.

Углеродная сажа (30% -35%)

      Шлак для строительства.

Горючий Газ (8%-10%)

     1. Для собственного производства в качестве топлива, замены угля, дров, мазута( для          поддержания технологического процесса).
     2. Хранить лишний газ в газгольдере  для следующего нагрева реактора.

 Видео , установка по переработке пластика в сборе :

 

 

Переработка мусора в нефть :: ПВ.РФ Международный промышленный портал


Как извеcтнo, oтхoды пoлимерoв – этo нoвoе «cтихийнoе» бедcтвие. Пoлиэтиленoвые пакеты cтали прoклятием нашегo cущеcтвoвания. Они загрязняют вoдные пути, путаютcя в ветвях деревьев и куcтoв и раcпадаютcя coтни лет на бoлее мелкие чаcтицы. Делo в тoм, что плаcтмаccа разлагаетcя очень долго, накапливаяcь на поверхноcти земли и в водах океана. Каждый год Америке иcпользуют 380 млн плаcтиковых пакетов, и только в среднем 7% из них подвергаются вторичной переработке. Управление охраны окружающей среды США привело неутешительные данные, согласно которым только за 2008 г. в этом государстве образовалось свыше 3 млн т отходов. Только 13,6% из них было утилизировано. «Пугающие» прогнозы были опубликованы консалтинговой компанией Petro Strategies, специалисты которой пришли к выводу, что запасов нефти в мире хватит до 2057 г., а газа – до 2064 г.

Такие неутешительные прогнозы и увеличение объема неутилизированных отходов пластмасс дают возможность утверждать, что скоро на Земле не останется природных ресурсов, которые используются при производстве пластмасс, особенно на углеводородной основе. Именно из этого вида пластика изготавливают корпуса для электронных устройств. Отметим, что получать нефть можно не только из электронных отходов, но из любого пластика, который отвечает необходимым критериям. Так, большинство видов пластмасс, которые используются для электроники, производится из углеводородов. Прежде всего, речь идет об АБС-пластике, поликарбонате и полипропилене. Правда, в ПВХ и некоторых других пластиках нет углеводородов, а это означает, что их превратить в нефть невозможно.

В Японии очень мало мест, куда можно свозить мусор, как и во всем мире. Но мы можем превратить повседневный продукт в источник топлива и уменьшить скопление пластиковых пакетов.

Машина, которая перерабатывает полиэтиленовые пакеты в топливо, пластик, обратно в нефть, была изобретена в Японии. Создатель этого потрясающего и, что немаловажно, компактного девайса – Акинори Ито из Blest Corporation. Плюс его маленькой машины в том, что предметы не нужно измельчать.

Вдохновение Ито пришло из простого понимания того, что пластик изготавливается из нефти, поэтому его обратное превращение в нефть не должно быть очень сложным. Высокоэффективная, экологически чистая машина может обрабатывать полиэтилен, полистирол и полипропилен, но не ПЭТ-бутылки.

Переработка пластмасс происходит следующим образом: в аппарат необходимо загрузить ненужный пластик (пакеты, бутылки и пр. изделия). Необходимо сказать, что перед загрузкой пластиковый мусор необходимо очищать от грязи и остатков пищи.

При нагреве в электрическом нагревателе пластик преобразуется в газ, который далее охлаждается в водяном радиаторе. Пластиковый мусор в установке разогревается, выделяющиеся в процессе пары направляются в специальную систему труб, где они оседают, охлаждаются и конденсируются в сырую нефть. Сырую нефть можно использовать для теплогенераторов и печей или переработать в бензин.

Акинори Ито: «Вы просто закладываете пластиковые пакеты и коробки внутрь в том виде, в каком они у вас есть. Тогда проще понять, что они превращаются в нефть. Я включаю агрегат… температура начнет подниматься. Пластик начинает плавиться и превращаться в жидкость. После того, как жидкость закипит, газ начнет проходить через трубочку в воду. Это вода из-под крана, она охлаждает газ и превращает газ в нефть. Нефть может просто гореть. Но вы также можете продолжить процесс переработки и получить бензин, дизельное топливо и керосин. Полученную нефть вы можете использовать для работы автомобиля или мотоцикла, или генератора, бойлера, плиты. Вы можете использовать также как обычную нефть. Если сжечь 1 кг пластика, он превратится в 3 кг углекислого газа. Моим способом из 1 кг пластика можно получить около 1 литра нефти».

Разговоры о глобальном потеплении ведутся с 2000 г. При загрузке в чудо-машину 1 кг пластика на выходе получим 1 л нефтепродукта, затрачивая при этом 1 кВт электрической энергии, но без вредоносных выбросов СО2 в атмосферу.

Когда Акинори Ито впервые создал такой процесс переработки летом 2010 г., он пояснил, что путем преобразования пластика в нефть исключается загрязнение окружающей среды СО2: «В Японии мы используем нефть, которая приходит к нам издалека – из Ирака, Ирана, Саудовской Аравии. Ее очищают на нефтеперерабатывающем заводе и привозят на танкерах. А мы покупаем ее на заправочных станциях. Выброс СО2 очень высок. Если бы пластиковый мусор превращался обратно в нефть, наш суммарный выброс в атмосферу был бы гораздо ниже. Если бы весь мир начал это делать, то количество углекислого газа сократилось бы значительным образом. При помощи электричества и тепла мы можем превратить его обратно в нефть и сократить выброс СО2 примерно на 80%. Даже в развитых странах мусор выбрасывают безразличные к окружающей среде люди. В развивающихся странах, даже если им не все равно, они не знают как… Поэтому я привожу этот агрегат и обучаю их. Это единственный агрегат, который можно перевозить самолетом. Мы привозим его в Африку, на Филиппины или на Маршалловы острова. И вместе с местными детьми мы собираем мусор и делаем нефть. Люди начинают понимать, что это не мусор. Эти пластиковые отходы, крышки от бутылок, ланч-боксы – это нефть. Поэтому когда ребенок это понимает, мусор исчезает. Люди не знают, что мусор – это нефть. Поэтому они его выбрасывают. Если они узнают, что он превращается в нефть, тогда они будут собирать его. Это нефтяное месторождение, пластиковое нефтяное месторождение».

Хотя конечный продукт переработки пластика – топливо, которое будет потом сожжено с выделением СО2, инновационный метод рециркуляции революционизировал способы переработки пластмассы. Для этой системы подходят бытовые, домашние материалы. Таким образом, это сильно способствует созданию энергетической независимости среди потребителей и уменьшению необходимости извлекать больше нефти из земли.
Изобретенный Акинори Ито аппарат выпускается в различных модификациях, как для промышленного, так и для домашнего пользования.


Переработка пластмасс в нефть уже используется в промышленности. Так, недалеко от Вашингтона работает большое предприятие, которое на данный момент тестирует аналогичный процесс.


Установка Акинори Ито Be-h доступна всем желающим, кто готов заплатить за нее 10 тыс. долл. Но Ито надеется понизить эту цену по мере того, как приобретение его аппарата станет более популярным и распространенным. Изобретатель высказывает предположение, что когда его аппарат «поставят на конвейер», стоимость Be-h упадет и переработка пластмасс в нефть в домашних условиях станет более доступной.

Переработка пластмасс в нефть в домохозяйствах дает возможность использовать полученное «черное золото» в качестве топлива для некоторых типов электрогенераторов, печей.

Профессор Георгий Лисичкин, заведующий лабораторией органического катализа кафедры химии нефти и органического катализа химического факультета МГУ, не разделяет оптимизма Акинори Ито в отношении использования аппарата в домашних условиях. Господин Лисичкин отмечает, что не существует генераторов электроэнергии для коттеджей, которые работали бы на нефти. Да и переработка пластмасс в «черное золото» требует достаточно большого количества пластикового мусора. По мнению профессора, подобное устройство куда более оправдано не в домохозяйствах, а на производственных предприятиях.

Екатерина Борисова

Как превратить полиэтилен в дизельное топливо

Превратить полиэтиленовый мусор в дизельное топливо смогли китайские и американские ученые. В чем заключается сложность переработки пластика и сколько в Мировом океане плавает мусорных островов, рассказывает отдел науки «Газеты.Ru».

Пластмассы — это материалы, основой которых чаще всего являются синтетические полимеры. Перечислить все сферы применения пластмасс очень сложно: эти материалы используются при производстве упаковок самых разнообразных типов, электротехники, мебели, медицинского оборудования и т.д. При этом процесс изготовления большей части пластмасс назвать экологичным довольно сложно: они, как правило, производятся из полимеров, получаемых из нефти, угля или природного газа. Утилизация пластмасс вызывает еще больше вопросов — разлагаются они не одну сотню лет, а значит, их необходимо перерабатывать.

Сам по себе процесс переработки пластика не представляет собой ничего сложного: пластик нужно измельчить, расплавить, а затем отлить из него новую продукцию.

Но этот способ работает исключительно в том случае, если весь подвергающийся переплавке пластик принадлежит к одному типу и обладает очень высокой степенью чистоты (а на практике такое случается достаточно редко). Существуют, конечно, и другие способы переработки, но они требуют серьезных затрат энергии и ресурсов — высокого давления, а также температуры более 400°C. Кроме того, такая переработка разлагает пластмассы на многочисленные составляющие — углеводородные соединения, но с ними потом очень сложно работать.

Китайские и американские ученые разработали новый способ утилизации пластиковых отходов, который значительно отличается от существующих ныне — хотя бы тем, что после его применения пластик перестает быть пластиком. Ученые работали с полиэтиленом, который является самой распространенной в мире пластмассой. С полным текстом работы можно ознакомиться в журнале Science Advances.

Полиэтилен представляет собой длинную цепь соединения углерода с водородом, и задача при переработке полиэтилена состоит в том, чтобы разбить эту цепь на более короткие кусочки, которые могут быть использованы для создания других веществ.

Разработанный учеными метод состоит из двух этапов, каждый из которых проходит при участии катализатора. Первый катализатор — это молекулы, в состав которых входит атом иридия (очень твердого серебристо-белого металла платиновой группы). Этот катализатор как бы выталкивает водород из цепи углеродного остова полиэтилена. Когда полиэтилен теряет водород, некоторые одинарные связи между атомами углерода становятся двойными — после этого становится возможным применение второго катализатора.

Второй катализатор основан на атомах рения (плотного серебристо-белого переходного металла) и алюминия с добавлением соединений нефти. Под действием этого вещества двойные связи между атомами углерода разрываются, и к концам получившихся кусочков присоединяются молекулы соединений нефти. Но на этом процесс не заканчивается: в ходе первой химической реакции, как уже говорилось, атомы водорода выталкиваются из цепочки, что приводит к образованию двойных связей между атомами углерода. Но этот же самый водород может использоваться повторно для превращения двойных связей обратно в одинарные — и тогда весь процесс повторяется снова.

Авторы исследования утверждают, что после нескольких часов химических реакций длинные молекулярные цепочки, из которых состоит полиэтилен, превращаются в короткие «обрывки». Кстати, без нагревания не обойтись и в этом процессе — однако здесь хватает температуры 150°C.

В конечном итоге полиэтилен распадается на три типа составляющих. Первый — это химические соединения (например, бутан), которые могут использоваться для проведения других химических реакций. Второй — это восковые вещества, которые также можно применять в промышленности, при изготовлении других типов пластика.

И третий тип — это дизельное топливо.

Немного изменяя разные части процесса, ученые смогли влиять на пропорции получающихся восковых веществ и топлива — они утверждают, что топливом может стать бóльшая часть полиэтилена. Среди других плюсов этого способа переработки полиэтилена химики называют высокую эффективность и достаточно мягкие условия прохождения реакции.

Запуск этого процесса переработки пластика в промышленных масштабах может быть запущен в Китае уже в этом году, запатентовать метод ученые собираются в 2017 году.

Превращение полиэтилена в дизельное топливо является реальным способом решения проблемы утилизации пластиковых отходов.

Пластиковые отходы, в частности, представляют собой серьезную угрозу для существования морских экосистем. Так, скопления пластиковых отходов в Мировом океане образуют так называемые мусорные острова — на данный момент их известно пять (один в Индийском океане и по два — в Тихом и Атлантическом). Морские птицы, а также обитатели океана могут заглатывать кусочки пластика, что зачастую приводит к гибели животных. Кроме того, пластик впитывает в себя другие загрязняющие воду вещества, превращаясь в их разносчика и заражая ими еще большую территорию. По оценкам ученых, ежегодно в океаны сбрасывается около 8 млн тонн пластиковых отходов, которые попадают в организмы 90% морских птиц. В январе появился прогноз ученых, по которому к 2050 году масса пластика в океане сравняется с массой обитающих в нем рыб.

Ученые разработали новый способ получения топлива из пластика / +1

Фото: Unsplash

Исследователи из Центра инноваций в области пластмасс (Center for Plastics Innovation, CPI) при Делавэрском университете разработали новый способ химической переработки пластиковых отходов. Процесс занимает мало времени, требует небольшого количества ресурсов и позволяет превращать разные виды пластика в бензин, дизельное и реактивное топливо, смазочные материалы. Исследование опубликовано в научном журнале Science Advances.

Авторы работы отмечают, что пластиковые отходы обычно перерабатываются механически: они сортируются, очищаются, измельчаются и переплавляются. Однако такой способ требует больших объемов первичного сырья, а из полученных материалов не всегда можно изготовить изделия высокого качества. Химические способы переработки считаются более надежными и универсальными. Но процесс занимает длительное время, происходит при высоком давлении и высоких температурах. Это приводит к большим энергозатратам и, как следствие, наносит ущерб окружающей среде.

Ученые сосредоточились на переработке полиолефинов — термопластичных полимеров, из которых производится полиэтилен низкой и высокой плотности, полипропилен, полистирол. В основу новой технологии лег процесс гидрокрекинга, который применяется в нефтеперерабатывающей промышленности с XX века и позволяет превращать компоненты нефти в различные виды топлива. Во время гидрокрекинга пластик расщепляется на молекулы углерода, которые затем насыщаются водородом.

Для гидрокрекинга исследователи задействовали бифункциональный катализатор, который содержит два типа каталитических центров — кислотные и металлические. В качестве катализирующих компонентов выступили цеолиты и оксиды металлов. Цеолиты — это минералы, обладающие сорбирующими, каталитическими, ионообменными и другими функциями. Их применяют в качестве адсорбентов в водоочистительном оборудовании, а также добавляют в моющие средства для смягчения воды.

«По отдельности эти два катализатора плохо справляются с задачей. Комбинация творит чудеса», — объясняет ведущий автор исследования Дион Влахос. Ученые использовали мелкопористый цеолит со структурным типом FAU (HY) и наночастицы платины, нанесенные на вольфрамированный диоксид циркония (Pt/WO3/ZrO2). Они обнаружили, что в результате реакции из полиэтилена низкой плотности можно получить смесь бензина, дизельного топлива и топлива для реактивных двигателей. Процесс занял около двух часов и происходил при относительно низкой температуре — около 250 °C.

Авторы работы подчеркивают, что для широкого внедрения этого способа в промышленности требуются дополнительные исследования. Но уже сейчас понятно, что он не требует больших материальных затрат. Кроме того, новый метод позволяет перерабатывать смешанные пластмассы разных типов. «Это не экзотические материалы, поэтому мы можем начинать думать о том, как использовать эту технологию», — добавляет Дион Влахос.

В будущем ученые планируют выяснить, какие еще виды пластика можно перерабатывать с помощью этого метода, а также понять, какие продукты можно получить в результате. Они также намерены сотрудничать с другими учеными из CPI, чтобы узнать о возможностях производства новых изделий из отходов. Кроме того, в ближайшие 10–20 лет исследователи планируют перейти на возобновляемые источники энергии, которые сделают процесс химической переработки еще более экологичным.

Как еще можно решить проблему пластиковых отходов

Фото: iStock

В работе отмечается, что уровень переработки пластика во многих странах мира остается низким. Так, в США, по данным Агентства по охране окружающей среды, в 2017 году большую часть (75,8%, или почти 26,8 млн т) пластиковых отходов отправили на свалки, 15,8% (5,5 млн т) сожгли и только 8,4% (2,9 млн т) переработали. В Европе, согласно информации статистического агентства Statista, перерабатывается 30% пластиковых отходов. Однако показатели различаются в зависимости от страны. Если в Германии на свалках оказывается только 0,1% пластиковой упаковки, то в Испании — 38,2%. В России, как сообщается на сайте компании — поставщика финансовой информации Refinitiv, ежегодно в переработку поступает от 5% до 12% пластиковых отходов.

При этом объемы производства пластика во всем мире быстро растут. Если в 1950 году было произведено 2 млн т пластика, то в 2017 году — уже 348 млн т. По мере наращивания производственных мощностей увеличивается объем пластиковых отходов: уже сейчас в Мировом океане находится около 150 млн т пластика. Такие данные приводятся в докладе Breaking the Plastic Wave. Его совместно подготовили международная некоммерческая организация The Pew Charitable Trusts и компания SYSTEMIQ, разрабатывающая и реализующая проекты в области устойчивого развития. Эксперты смоделировали несколько сценариев развития событий. Если не произойдет кардинальных изменений, то к 2040 году объемы производства пластика увеличатся в два раза. А объемы пластика, попадающего в океан, вырастут втрое — с нынешних 11 млн т до 29 млн т. Это эквивалентно 50 кг пластика на каждый метр береговой линии по всей планете.

Более оптимистичный сценарий предполагает, что к 2040 году объем попадающего в океан пластика сократится на 80%. Но для этого власти и бизнес должны принимать эффективные меры. В частности, необходимо сокращать производство пластика, а также снижать спрос на изделия из этого материала, поощряя потребителей использовать многоразовые предметы. Важно также вовлекать людей в раздельный сбор отходов, особенно в странах со средним и низким уровнем доходов, и совершенствовать методы сортировки и переработки пластика.

Автор

Евгения Чернышёва

Переработка пластика в топливо

Сегодня проблема накопления мировых запасов бытового мусора стала как никогда более актуальной, поскольку человечество уже давным-давно начало генерировать несметные объёмы бытового мусора. Взять, например, наиболее распространённый на земле вид органического мусора – обычные пластиковые бутылки.

Попробуйте только мысленно прикинуть то количество пластика, который мы ежедневно отправляем на свалку – все бутылки и пластмассовые упаковки из-под напитков, масел, пищевых продуктов, консервов и так далее. Ежегодно это несколько десятков килограмм в масштабе каждой семьи, а в масштабах всего мира это и вовсе немыслимые мегатонны. И вполне логично, что необходимо искать новые технологии переработки мусора, иначе наша планета рискует превратиться в одну огромную свалку. Причем, хотелось бы не просто перерабатывать мусор во что-то более компактное, а делать это так, чтобы данное занятие было рентабельным с экономической точки зрения.

Еще одной проблемой, являющейся достаточно актуальной для нашей планеты, является получение новых альтернативных источников энергии. Все дело в том, что мировые запасы нефти и газа постепенно истощается, что приводит к неизменному росту стоимости данных энергоносителей.

А значит, человечеству необходимо искать новые технологии получения альтернативного топлива. Но что мы имеем сегодня? Как правило, все предлагаемые технологии получения альтернативного топлива требуют либо огромных капиталовложений, благодаря чему окупаемость подобных проектов составляет десятилетия, либо таких крупных затрат иных видов энергии, что в итоге производство такого топлива становится совершенно нерентабельным, в особенности по сравнению с затратами, необходимыми для обычной перегонки нефти.

Лучшие умы планеты думали над решением этих проблем, и к ним пришла гениальная мысль – проверить, возможно ли организовать получение синтетической нефти из бытового мусора. И результаты превзошли все их ожидания – оказалось, что пластиковые отходы можно переработать таким образом, чтобы в конечном итоге получилось топливо, ничем не уступающее нефти. И данная технология стала считаться невероятно перспективной.

Переработка пластмассы в топливо

Чем привлекательна идея получения топлива из пластиковых отходов, накопленных человечеством за долгие годы – так это дешевизной и широчайшей доступностью этих самых «энергетических ресурсов». И действительно, в сравнении с нефтью, для получения мегатонн сырья не нужны многомиллионные вложения на геологическую разведку месторождений, разработку глубоких шахт либо бурение глубоких скважин.

Дело оставалось за малым: было необходимо научиться перерабатывать доступные и невероятно дешёвые пластиковые отходы в какое-нибудь высокоэнергетическое топливо, пригодное для дальнейшего использования с учетом уже существующей энергетической инфраструктуры.

Именно это до недавнего времени являлось значительной проблемой, поскольку все известные ученым варианты превращения пластикового мусора в ценное топливо были неразрывно сопряжены в процессе переработки с высоким энергопотреблением. А это сводило на нет все преимущества такой альтернативной энергетики, поскольку добыча топлива из пластика оставалась достаточно нерентабельной.

Но несколько лет назад постоянное развитие переработки пластика сделало огромный шаг вперед, и ситуация с рентабельностью подобной переработки кардинально изменилась. Причём, в данном случае разговор идет не о лабораторном открытии, которое лишь через годы обещает стать выгодным коммерческим проектом.

Американская компания Envion выпустила готовую установку, позволяющую получать синтетическую нефть из пластиковых отходов. Опытная эксплуатация подобной установки началась еще в сентябре 2009 года в штате Мэриленд, что в США. Результаты испытаний всех просто ошеломили, и поэтому сегодня многие производители оборудования для переработки мусора переняли эту технологию.

Если вы не можете понять, как же можно получать нефть из пластмассы, то мы попытаемся объяснить это вам в двух словах. Пластик это материал, имеющий «нефтяное» происхождение, а следовательно, он потенциально хранит в себе огромнейшие объёмы энергии. А следовательно, эту энергию, которая сегодня попросту уходит в утиль, можно освободить, конвертировав пластиковый мусор в его первичное состояние – нефть.

Технические характеристики технологии, которую удалось реализовать американцам, можно описать следующим образом: используя одну тонну пластикового сырья, можно получить от трёх до пяти баррелей синтетической нефти средних или легких фракций. Причем качество полученной из пластика нефти было весьма высоко. Так же было подсчитано, что одна установка, перерабатывающая пластик в нефть способна за год переработать 10 тысяч тонн пластиковых отходов, выдавая при этом от 30 до 50 тысяч баррелей высококачественной синтетической нефти. А ведь это всего одна установка!

Никто никогда не считал, сколько пластикового мусора накопилось в России на полигонах отходов, зато есть точные цифры по США. Внедрение в национальном масштабе установок перерабатывающих пластиковые отходы позволило бы США ежегодно генерировать более 150 млн баррелей высококачественной синтетической нефти. А это бы позволило США существенно сократить свои расходы, идущие на закупку топлива.

Подобный завод по переработке пластмасс в синтетическое топливо может стать довольно рентабельным бизнесом и в России, поскольку хоть в нашей стране и существуют огромные нефтяные запасы, они с каждым годом неизменно сокращаются, а следовательно, нефть поднимается в цене. А вот число пластиковых отходов с каждым годом только лишь увеличивается, что, учитывая бросовую цену такого сырья, делает переработку пластмассы в топливо крайне выгодным занятием.

  • Комментарии к статье
  • Вконтакте

Ученые только что совершили огромный прорыв в сокращении пластиковых отходов

Дионисиос Г. Влахос думает о пластике. Вещи заполняют свалки, но найти для них вторую жизнь кажется дурацкой затеей.

Влахос сравнивает это со строительством дома: «Дом построить трудно, а разрушить легко», — говорит он Inverse. “ Это обратная сторона. Пластик очень легко сделать, и его трудно разбить».

Проблема в том, что американцы любят пластик , производя более 14.По данным EPA, только в 2018 году было произведено 5 миллионов тонн пластиковой тары и упаковки. Хотя легко переработать сырую нефть в длинные нити углерода, необходимые для изготовления пластиковых пакетов и бутылок с водой, сложно и неэффективно обратить этот процесс вспять или вообще найти эффективную загробную жизнь. Есть причина, по которой Китай прекратил покупать пластиковые отходы в мире несколько лет назад, и в наши дни это означает, что большая часть нашего «перерабатываемого» пластика оказывается на свалках.

Дело не в том, что пластик невозможно переработать обратно в масло, а затем в другие полезные продукты, такие как бензин (или даже другие виды пластика.) Проблема в том, чтобы сделать это таким образом, чтобы не сжигать больше энергии, чем вы экономите. Бесполезно превращать кучу пластиковых бутылок в бензин, если для его переработки требуется больше топлива, чем оно образуется в процессе.

Влачо, профессор физики Делавэрского университета, возможно, нашел способ все изменить. В новом исследовании Science Advances команда Влахо, возможно, наконец расшифровала код взлома пластика. Буквально.

Что нового — Выяснение способа создания любого количества полезных видов топлива — бензина, топлива для реактивных двигателей, дизельного топлива и даже более совершенных смазочных материалов, таких как моторное масло — из пластмассы эффективным способом — это святой Грааль для ученых-энергетиков. .

«Это первая технология, которая способна перерабатывать самые сложные пластмассы во что-то действительно полезное», — говорит Влахос Inverse . «Это лучший способ переработки одноразового пластика и упаковки, такой как полиэтилен и полипропилен».

Нынешние нефтеперерабатывающие заводы могут легко производить пластик, превращая энергоемкую нефть в длинные нити углерода, необходимые для изготовления легких и прочных пластиковых пакетов или бутылок для воды. Но мы не можем повернуть этот процесс вспять.

Конечно, пластик можно сжигать. Вы можете бросить его в камин, и он создаст тепло. Но это также создает тонны загрязнения (что одновременно неэффективно и отвратительно), и для производства полезного количества тепла требуется огромное количество пластика. Так как же пластик с низкой плотностью энергии может снова превратиться в масло с высокой плотностью энергии?

Обещание перерабатываемого пластика не оправдалось — большая его часть осталась на свалках. Pramote Polyamate/Moment/Getty Images

Как это работает — «Это перерабатывающий завод наоборот», — говорит Влахос.В его методе используются два легкодоступных компонента: цеолит, который, среди прочего, используется для переработки сырой нефти в бензин, и платина. Нанесение на твердый пластик только цеолита разрушает его один раз, после чего процесс останавливается. То же самое в основном верно для платины. Тот или иной катализатор сам по себе неэффективен, но, объединив платину и цеолит как танцующую пару, «они творят чудеса», объясняет Влахос.

Хитрость заключается в том, чтобы «расщепить» длинные цепочки углерода в пластике на короткие цепи C, которые гораздо более полезны и универсальны.Легко «очищать» масло до длинных С-цепей, но очень сложно снова разорвать их на части. Конечно, это часть идеи — вы же не хотите, чтобы ваш полиэтиленовый пакет развалился, когда вы загружаете в него продукты. Поместив оба катализатора в пластиковый сосуд под давлением, Влахос и его команда обнаружили, что могут получать очень высокие выходы полезных углеводородов даже при относительно низких температурах.

Короче говоря, сначала расщепляется платина, а затем в работу вступает цеолит, разрушая ее дальше.Сочетание кислотности цеолита с наночастицами платины обеспечивает высокие выходы жидких углеводородов (масло AKA) с очень небольшим количеством твердых побочных продуктов.

Максимальный выход жидкости составляет 85 процентов от исходного материала, при этом большая часть остального выделяется в виде отходящих газов, оставляя мало твердых частиц. Согласно исследованию, «катализатор активен в преобразовании наиболее распространенных компонентов пластиковых отходов, включая HDPE, PP, полистирол (PS), слоистые композиты PP-PE-PS, а также повседневные пластиковые пакеты, бутылки и т. д.”

Регулировка соотношения двух катализаторов позволяет оптимизировать полученную смесь для создания различных видов топлива, включая все, что угодно, от реактивного топлива до бензина и дизельного топлива. «Магия в материалах, — говорит Влахос. «Поместите катализатор в кастрюлю, вставьте пластик, создайте давление, и вы получите масло».

Он говорит, что потребуется что-то около 300 пол-литровых бутылок с водой, чтобы создать достаточно масла, чтобы сделать галлон бензина, или две кузова пикапа, набитые бутылками с водой, чтобы заполнить один бензобак.

Что дальше — В прошлом году на процесс был подан патент, и проводятся дополнительные исследования, но Влахос говорит, что успешная коммерциализация может быть достигнута в течение пяти-десяти лет. «Если вы попытаетесь сделать это за одну ночь, этого не произойдет», — говорит он, отмечая, что устранение таких загрязнений, как пищевые отходы, на переработанном пластике будет иметь решающее значение.

Миллионы тонн пластика лежат на свалках, и каждый год образуются еще миллионы. Если существует энергоэффективный способ вернуть весь этот углерод и использовать его с пользой, вы можете быть уверены, что мировые энергетические компании внимательно изучат этот процесс и сможете ли вы использовать кучу пустых отходов. бутылки с водой, чтобы создать свой следующий галлон бензина.

Abstract: Одноразовые пластмассы представляют огромную угрозу для окружающей среды, но их переработка, особенно полиолефинов, оказалась сложной задачей. Мы сообщаем о прямом методе селективного преобразования полиолефинов в разветвленные жидкие топлива, включая углеводороды дизельного, реактивного и бензинового ряда, с высоким выходом до 85% по сравнению с Pt/WO3/ZrO2 и цеолитом HY в водороде при температурах до 225°С. С. Процесс протекает по типу тандемного катализа с начальной активацией полимера преимущественно на Pt, с последующим крекингом на кислотных центрах WO3/ZrO2 и цеолита HY, изомеризацией на центрах WO3/ZrO2 и гидрированием олефиновых интермедиатов на Pt.Процесс можно настроить для преобразования различных распространенных пластиковых отходов, включая полиэтилен низкой и высокой плотности, полипропилен, полистирол, повседневные полиэтиленовые бутылки и пакеты, а также композитные пластмассы в желаемое топливо и легкие смазочные материалы.

Кстати, если вам понравилась эта статья, вам понравится мой еженедельный информационный бюллетень с обзорами автомобилей PRNDL. Нажмите здесь, чтобы подписаться бесплатно на Substack. Я даже отвечу на ваши вопросы о новой машине!

Новая технология превращения пластиковых отходов в топливо

Одна из стратегий борьбы с пластиковым загрязнением – превратить океаны пластикового мусора во что-то ценное.Последняя разработка в этом подходе принадлежит команде Университета Пердью, которая разработала метод превращения обычно используемого пластика в масло. Исследователи говорят, что процесс, описанный в ACS Sustainable Chemistry and Engineering, , более энергоэффективен, чем переработка или сжигание пластиковых отходов.

За последние 50 лет в мире образовалось около шести миллиардов тонн пластиковых отходов. Очень мало этих отходов перерабатывается, и почти 80 процентов из них остаются на свалках или в окружающей среде, где они наносят вред дикой природе, выделяют вредные химические вещества и выделяют парниковые газы.

Почти четверть всех пластиковых отходов — это полипропилен, который используется для изготовления пищевых контейнеров, бутылок, труб и одежды. Поэтому инженер-химик Линда Ванг и ее коллеги сосредоточили свои усилия на повторном использовании этого типа пластика. Пластмассы — это углеводороды, которые производятся из нефти и могут быть преобразованы обратно в жидкое топливо. Исследователи обычно использовали для этого процесс, называемый пиролизом, который требует нагрева пластика до высокой температуры.

Команда Purdue использует технику, называемую гидротермальной обработкой. Другие использовали его раньше для преобразования других видов пластикового сырья в масло, но выход этих процессов был низким. Ван и ее коллеги помещают полипропилен в реактор, наполненный водой, и нагревают его до температуры 380–500°C в течение пяти часов при давлении 23 мегапаскаля. При высокой температуре и давлении вода разрушает пластик и превращает его в масло.

Исследователям удалось превратить 91% пластика в масло.Нефть, представляющая собой смесь различных углеводородных соединений, может быть использована для изготовления строительных блоков для бензина и других видов топлива и химикатов.

Предварительный анализ группы показывает, что процесс преобразования требует меньше энергии и приводит к меньшему количеству выбросов, чем сжигание полипропиленовых пластиков или их механическая переработка. Сейчас команда работает над оптимизацией процесса конверсии для производства высококачественного бензина или дизельного топлива.

Источник: Ван-Тин Чен, Кай Джин и Ниен-Хва Линда Ван.Использование сверхкритической воды для сжижения полипропилена в масло. ACS Устойчивая хим. англ. 2019.

Фото: Карстен тен Бринк, Flickr Creative Commons

Инновации Purdue, превращающие пластик в топливо по доступной цене

WEST LAFAYETTE, Ind. – Hasler Ventures LLC планирует масштабировать до коммерческого уровня запатентованную Университетом Пердью технологию, которая может увеличить объем переработки пластиковых отходов.

Инновация называется «Гидротермальная обработка низкого давления».Он обещает экономически и экологически безопасный способ преобразования полиолефинового пластика, наиболее распространенной формы пластика, в бензин, дизельное топливо и другие дорогостоящие предметы. Исследование, разработанное Линдой Ванг, профессором Максин Спенсер Николс в Школе химического машиностроения Дэвидсона, было опубликовано в выпуске рецензируемого журнала Fuel за 2021 год.

По оценкам Организации Объединенных Наций, ежегодно в океаны попадает более 8 миллионов тонн пластика. Из всех пластмасс, произведенных за последние 65 лет (8.3 миллиарда тонн), около 12% было сожжено и только 9% переработано. Остальные 79% отправились на свалки или в океаны. Всемирный экономический форум прогнозирует, что к 2050 году в океанах будет больше пластиковых отходов, чем рыбы, если отходы будут по-прежнему сбрасываться в водоемы.

 «Ключом к решению этой проблемы является повышение экономической привлекательности сбора и переработки потока пластиковых отходов в более ценные продукты при значительно более низких затратах на переработку», — сказал Дэн Хаслер, генеральный директор Hasler Ventures.«Существующие методы, включая сжигание, пиролиз и механическую переработку, оказались неэффективными или слишком дорогостоящими как с финансовой, так и с экологической точки зрения. Они не смогли привлечь необходимые частные инвестиции в масштабах, достаточных для отвлечения подавляющей тонн пластиковых отходов ежегодно производится на свалке

«Мы полагаем, что сможем сначала в экспериментальном масштабе продемонстрировать, что гидротермальная переработка является менее затратным подходом к производству топлива из пластика, чем из сырой нефти, что делает сбор и переработку пластика прибыльным предприятием, не допуская его попадания на свалки и в океаны.»

Компания Purdue много лет прилагала значительные усилия в этой области, сказал Мунг Чианг, исполнительный вице-президент Purdue по стратегическим инициативам и декан Инженерного колледжа имени Джона А. Эдвардсона.

«Решение этой проблемы пластиковых отходов принесет большую пользу окружающей среде и будущим поколениям», — сказал Чан.

Недавно изобретенный процесс конверсии включает гидротермальное сжижение и эффективное разделение. После того как пластик превращается в нефть или нафту, его можно использовать в качестве сырья для других химикатов или далее разделять на мономеры, специальные растворители или другие продукты.Чистое топливо, полученное из ежегодно образующихся отходов полиолефинов, может удовлетворить 4% годового спроса на бензин или дизельное топливо. Некоторые результаты исследования Вана были опубликованы в журналах ACS Sustainable Chemistry and Engineering в 2019 году и Fuel в 2020 и 2021 годах. Видео о процессе доступно в Интернете.

Hasler Ventures сотрудничает с American Resources Corp. (NASDAQ:AREC), чтобы использовать экспериментальную хроматографическую установку в Индиане, которая в настоящее время находится в стадии разработки, для демонстрации технологии.

Марк Дженсен, президент American Resources Corp., сказал: «После того, как коммерциализированная инновация Purdue будет доказана, она может изменить представление о переработке пластика. Мы рады поддержать этот экологически важный проект».

Автор: Стив Мартин, [email protected]

Источники: Дэн Хаслер, [email protected]

Марк Дженсен

Мунг Чанг

Японский изобретатель построил машину, которая превращает пластиковые пакеты в масло

Давайте поговорим о цифрах.В среднем американцы используют 100 миллиардов пластиковых пакетов в год, которые производятся из 12 миллионов баррелей нефти. Если подумать о том, что один пластиковый пакет разлагается 1000 лет, то получается, что много отходов валяется на свалках или выливается в океан. Что еще хуже, эти полиэтиленовые пакеты даже не разрушаются полностью. Они загрязняются солнечным светом и превращаются в микропластик, который поглощает токсины, загрязняя окружающую среду.

Несмотря на то, что статистика выглядит тревожно, существует множество и, как правило, оригинальных способов правильной переработки пластиковых пакетов.Одно умное решение принадлежит японскому изобретателю Акинори Ито. Ито создал бытовой прибор, который превращает пластиковые пакеты в топливо. Полученное топливо может быть использовано для различных целей, таких как производство тепла.

Будущее пластика

Ито понял, что, поскольку пластиковые пакеты создаются из нефти, их можно вернуть в исходную форму. Добытая сырая нефть может использоваться для обогрева генераторов и некоторых печей. Он может служить альтернативой бензину при очистке и даже может использоваться для питания автомобилей, лодок или мотоциклов.

Из одного килограмма пластика можно получить приблизительно один литр масла. Процесс преобразования требует примерно 1 кВтч электроэнергии, что стоит примерно 20 центов.

Превращая пластик в масло, мы устраняем выбросы CO2. Хотя конечным продуктом по-прежнему является топливо, которое выделяет CO2 при сгорании, этот метод переработки может произвести революцию в способах обращения с пластиковыми отходами. Это повышает осведомленность о потенциале пластикового топлива.

Оригинальная система, предназначенная для домашнего использования, которая может обеспечить энергетическую независимость потребителей.Это, по сути, создает меньшую потребность в добыче нефти из земли.

Как это работает

В машине используется высокоэффективный пиролиз, который представляет собой преобразование соединения в более мелкое и более простое соединение при высоких температурах. Он способен обрабатывать различные виды пластмасс, таких как полиэтилен, полистирол и полипропилен. Однако он не может обрабатывать ПЭТ-бутылки.

Процесс начинается с нагрева пластика. Затем его подают в бескислородную печь под давлением.Он нагревается до 800°F (427°C), что превращает пластик в жидкость. Затем машина переводит жидкость в газообразное состояние. Затем образующийся газ улавливается и хранится для охлаждения. Пар конденсируется, когда он холодный, и образует сырую нефть.

На видео ниже Ито демонстрирует свою машину в работе.

Сырая нефть, производимая машиной, представляет собой смесь бензина, дизельного топлива, керосина и мазута. Машина не производит никаких токсичных веществ при использовании соответствующих материалов, таких как полиэтилен, полистирол и полипропилен.Кроме того, машина производит небольшое количество инертного угольного остатка, который можно утилизировать вместе с обычным мусором.

Преобразование пластиковых отходов в топливо

Пластиковые отходы — огромная проблема в мире. Из-за своей долговечности пластиковые отходы, накопившиеся на свалках и в океанах, имеют тенденцию оставаться в ловушке веками, вызывая глобальный экологический кризис. Несмотря на то, что мы производим около 300 миллионов тонн пластиковых отходов каждый год, только 9% из них перерабатываются. Но почему мы так мало перерабатываем? Причина — нынешняя неэффективность и высокая стоимость переработки пластиковых отходов, что приводит к отсутствию стимулов.Недавно исследователи из Университета штата Вашингтон обнаружили более эффективный метод, который может значительно повысить эффективность химической переработки пластиковых отходов.

В настоящее время существует три вида переработки пластиковых отходов: механическая переработка, сжигание и химическая переработка. Механическая переработка является наиболее широко используемым вариантом переработки и включает в себя механическое измельчение или смешивание пластиковых отходов для повторного использования в аналогичных продуктах. Однако этот процесс приведет к ухудшению качества пластика, и поэтому эти переработанные продукты не находят широкого применения в промышленности.Сжигание может преобразовать пластиковые отходы в тепло и электричество, но этот процесс может привести к выбросу токсичных загрязнителей, таких как кислые газы и тяжелые металлы. Поэтому последний вариант, химическая переработка, при которой пластмассы превращаются в топливо, считается наиболее перспективным процессом переработки пластиковых отходов с наименьшими неблагоприятными последствиями. Однако современная технология химической переработки требует чрезвычайно высоких температур (свыше 300°С), что дорого и неэффективно.

Чтобы улучшить это, эти исследователи исследовали эффекты использования различных металлов в качестве катализаторов, которые являются материалами, которые могут ускорить процесс конверсии, а также варьировать другие условия процесса, такие как температура и давление.Они обнаружили, что, используя комбинацию металлического рутения и углерода в качестве катализатора, они могут превратить 90% пластиковых отходов в топливо всего за один час при более низкой температуре 220°C. Это условие значительно более эффективно и экономично, чем текущий стандарт химической переработки.

Если мы продолжим наши текущие темпы переработки только 9% пластиковых отходов, к 2050 году в нашем океане будет больше пластика, чем рыбы. Это новое открытие может обеспечить многообещающий и более стимулирующий подход к наращиванию процесса переработки пластмасс в ближайшем будущем. .Эти исследователи сейчас работают над расширением и коммерциализацией этого процесса, который будет очень полезен для достижения глобальной цели по сокращению пластиковых отходов.

Первый автор исследования, Чухуа Цзя , является аспирантом кафедры химического машиностроения Университета штата Вашингтон.

Управляющий корреспондент: Вэй Ли

Статья в прессе: Пластиковые отходы теперь можно превратить в топливо для реактивных двигателей за один час, The Academic Times.

Оригинальная статья: Разложение полиэтилена высокой плотности в жидкие углеводородные топлива и смазочные материалы путем гидрогенолиза на катализаторе Ru, Chem Catalysis.

Изображение предоставлено: RitaE с Pixabay

Пластмасса в масло Часто задаваемые вопросы | Агентство по контролю за загрязнением Миннесоты

Чем отличается пластик от масла?

Также называемый пиролизом или деполимеризацией, преобразование пластмасс в масло представляет собой процесс преобразования пластиковых отходов обратно в масло для использования в качестве топлива.Приблизительно десять таких объектов были построены в Соединенных Штатах, в том числе один здесь, в Миннесоте, и эта технология была принята отраслью по обращению с отходами как технология, которая может утилизировать больше пластика со свалок.

Является ли переработка пластика в масло формой вторичной переработки?

Нет. Переработка пластмасс в масло и другие технологии, производящие топливо, лучше соответствуют определению восстановления ресурсов в иерархии отходов. Материал используется для создания энергии, а не перерабатывается в новый продукт.В иерархии отходов он стоит ниже переработки, но предпочтительнее захоронения. MPCA использует иерархию отходов, как определено в законе, в качестве критериев для предпочтительных методов удаления твердых отходов.

«Вторичное использование» означает процесс сбора и подготовки материалов, пригодных для повторного использования, и повторного использования материалов в их первоначальной форме или их использования в производственных процессах, которые не приводят к разрушению материалов, пригодных для повторного использования, таким образом, который исключает их дальнейшее использование. Если будущая переработка пластмасс в нефть будет производить сырье, которое будет использоваться при разработке других полимеров, MPCA пересмотрит свою позицию.

Можно ли использовать вторсырье, разделенное по источникам, при переработке пластика в масло?

Нет. Материалы, собранные в рамках программы вторичной переработки с разделением источников, подлежат вторичной переработке в соответствии с законом (115A.95). Использование материалов, разделенных по источникам, в этом процессе было бы аналогично сбору материалов, разделенных по источникам, для переработки и последующей отправке их на предприятие по переработке отходов в энергию для сжигания для получения энергии. Если бы предприятие попросило использовать материалы, разделенные по источникам, на предприятии по переработке пластика в масло, агентство должно было бы отклонить запрос.На данный момент в МПК запросов не поступало. Этот вопрос был поднят, учитывая, что многие перевозчики в настоящее время принимают расширенный список пластиков (№1–№7) для переработки, а также наблюдается повышенный интерес к конечным рынкам вновь собранных материалов.

Какие требования к разрешениям существуют для предприятий, планирующих перерабатывать пластик в масло в Миннесоте?

Как и в случае с переработкой отходов в энергетические объекты, существуют последствия, выходящие за рамки твердых отходов, которые необходимо учитывать MPCA при разрешении такого рода перерабатывающих предприятий.В зависимости от конкретного процесса возможно, что его можно считать выгодным использованием. По конкретным вопросам о требованиях к разрешениям обращайтесь в MPCA по телефону 1-800-657-3864.

Каковы экологические преимущества использования технологии преобразования пластика в масло?

Экологические преимущества будут варьироваться от объекта к объекту. Конкретная технология переработки и типы используемого сырья будут влиять на уровень экологических выгод от этих объектов.

Пластик можно превратить в топливо, и мы только что нашли для этого отличный метод

Если вы еще не знали, у нас плохие новости: отрасль по переработке пластика сильно отстает.Только 9 процентов пластиковых отходов, когда-либо произведенных, были переработаны. Около 12 процентов было сожжено, и 79 процентов всего пластика, когда-либо произведенного в мире, все еще находятся в мире.

 

Пока мы работаем над тем, чтобы меньше полагаться на эти материалы, исследователи также изучают, как повторно использовать один из самых распространенных видов пластика – полиолефин – превратив его в топливо.

«Одноразовые пластмассы представляют огромную угрозу для окружающей среды, но их переработка, особенно полиолефинов, оказалась сложной задачей», — пишут исследователи из Университета Делавэра (UD) в новой статье.

«Мы сообщаем о прямом методе селективного преобразования полиолефинов в разветвленное жидкое топливо, включая дизельное, реактивное и бензиновое углеводороды».

Это определенно не первый раз, когда ученые превращают пластик в топливо (на самом деле, мы сообщали об этих методах в течение многих лет), но, как и в большинстве наук о материалах, цель состоит в том, чтобы превратить как можно больше пластика в наибольшее количество топлива. , по самой низкой цене и используя наименьшее количество ресурсов для этого.

Новая технология отвечает многим из этих требований: она потребляет на 50% меньше энергии, чем аналогичные технологии, может производиться при температуре обычной кухонной духовки и не требует добавления углекислого газа в атмосферу.Все интересные шаги в правильном направлении.

 

«Пластиковые отходы представляют собой серьезную экологическую проблему. Я считаю, что это исследование может помочь разработать более эффективные методы повторного использования пластика», — сказал Эндрю Дэниелсон, инженер-химик из Университета штата Калифорния.

Команда использует химический процесс, называемый гидрокрекингом, для разрушения углеродных связей в пластике с использованием катализатора, состоящего из минералов, называемых цеолитами, и смешанных оксидов металлов.

(Liu et al., Science Advances, 2021)

Смешанные оксиды металлов используются для разрушения больших молекул, в то время как цеолиты способствуют образованию разветвленных молекул — метод, который упрощает преобразование пластиковой массы в конечный продукт.

«Сами по себе эти два катализатора работают плохо. Вместе они творят чудеса, расплавляя пластмассы и не оставляя после себя никакой пластмассы», — сказал инженер-биомолекулярный отдел UD Дион Влахос.

«Это не экзотические материалы, поэтому мы можем быстро начать думать о том, как использовать эту технологию.»

В качестве дополнительного бонуса команде не нужно разделять различные типы пластика, что полезно, когда многие из продаваемых в настоящее время изделий из пластика являются многокомпонентными — либо в виде композитов, смесей, либо с несколькими слоями разных типов.

 

Это, конечно, далеко не конец пластиковых отходов, и это касается только одного симптома более крупной проблемы. Чтобы создать экономику замкнутого цикла, мы должны в конечном итоге перестать добывать нефть из земли для производства пластика, и это хорошо известно исследователям.

«По мере развития экономики замкнутого цикла миру нужно будет производить меньше оригинального пластика, потому что мы будем повторно использовать материалы, произведенные сегодня, в будущем», — сказал Влахос.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *