Переробка полімерних відходів методом низькотемпературного піролізу
Автор: Максимів Святослав Ярославович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Хімічні технології та інженерія (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Магістерська кваліфікаційна робота присвячена дослідженню нового підходу до утилізації полімерних відходів, зокрема полістиролу, шляхом його низькотемпературного піролізу з метою отримання компонентів моторних палив. Запропонований метод переробки термопластичних полімерів дозволяє досягти високого виходу рідкої фракції – піроконденсату, який може бути використаний як сировина для подальшого виробництва товарних бензинових і дизельних палив. У процесі також утворюються побічні продукти – пірогази та пірокарбон (твердий залишок), які можуть бути раціонально використані. Враховуючи глобальну екологічну проблему накопичення полімерних відходів, які не розкладаються впродовж тривалого часу, запропонована технологія піролізу дозволяє не лише утилізувати ці відходи, а й одержати корисні продукти з доданою вартістю. Щорічно у світі генерується значна кількість таких відходів, що забруднюють довкілля, включаючи водойми та ґрунти. У межах дослідження було сформовано наукові засади процесу низькотемпературного піролізу полістиролу та доведено можливість отримання з піроконденсату фракцій, придатних для подальшого використання як складових моторних палив. Експериментально встановлено, що при піролізі полістирольних відходів утворюється близько 84,9 % мас. піроконденсату, 7,5 % мас. газової фази та 7,6 % мас. твердого залишку. Піроконденсат підлягає подальшому фракціонуванню з отриманням бензинової, дизельної фракцій та залишку, які можуть бути доопрацьовані на нафтопереробних підприємствах для виробництва пального та мастил. Розроблено технологічні рекомендації щодо вторинної переробки бензинової та дизельної фракцій з метою приведення їхніх властивостей у відповідність до вимог нормативних документів щодо товарних моторних палив. Також обґрунтовано способи використання побічних продуктів: пірогази – як джерело енергії для забезпечення енергетичних потреб самої установки; залишок перегонки – як домішку до мазуту або сировину для мастил; твердий залишок – як ефективний адсорбент для видалення нафти та нафтопродуктів з поверхні ґрунтів і води. У межах роботи запропоновано принципову технологічну схему установки для піролізу полістирольних відходів, розроблено технологічну карту, здійснено розрахунок матеріального балансу процесу. Визначено економічні показники – собівартість піроконденсату склала 3212,82 грн/т, що суттєво нижче за середню вартість сирої нафти за ринковими цінами. Ключові слова: відходи полімерів, полістирол, утилізація, піроліз, піроконденсат, моторні палива, бензин, дизельне паливо, пірокарбон.