Гринишин К. О. Одержання компонентів моторних палив на основі продуктів переробки відходів термопластів

Ця дисертаційна робота присвячена актуальній технологічно-екологічній проблемі – дослідженню процесу низькотемпературного піролізу відходів термопластів з метою одержання компонентів моторних палив. Переробка термопластичних полімерних відходів низькотемпературним піролізом дає змогу отримати максимальну кількість рідкого продукту – піроконденсату – який в подальшому може бути використаний для виробництва товарних моторних палив. Крім цього отримують гази піролізу та незначну кількість твердого продукту – пірокарбону, які є побічними продуктами процесу піролізу. Мета дисертаційної роботи полягає у розробленні основ технології одержання компонентів моторних палив з піроконденсату піролізу відходів термопластів. У першому розділі дисертаційної роботи розглянуто проблему накопичення полімерних відходів в Україні та світі, наведено класифікацію методів утилізації полімерних відходів. Описано основні методи утилізації полімерних відходів: захоронення, спалювання, рециклінг, сольволіз (гідроліз, гліколіз, метаноліз), конверсія (термічний піроліз, каталітичний піроліз, газифікація). Вказано переваги та недоліки цих методів утилізації полімерних відходів. Описано методи переробки гумових відходів. Зроблено висновок, що метод низькотемпературного термічного піролізу полімерних відходів заслуговує на особливу увагу, оскільки він дає змогу отримувати максимальну кількість рідких вуглеводнів і є технічно простим та порівняно недорогим. На підставі аналізу літератури сформульовано мету та основні завдання, які необхідно вирішити в дисертаційній роботі. У другому розділі дисертаційної роботи наведено загальну характеристику вибраних для проведення подальших досліджень відходів термопластів: поліетилену високої густини, поліпропілену і полістиролу. Відходи цих полімерів є найбільш масовими полімерними відходами, а їхня вторинна переробка традиційними методами ускладнена. Описано методики проведення аналізів та експериментів, які використовувалися під час виконання дисертаційної роботи. У третьому розділі дисертаційної роботи наведено результати досліджень низькотемпературного піролізу відходів поліетилену, поліпропілену та полістиролу. На підставі результатів термогравіметричного аналізу вибрано оптимальні умови піролізу (для відходів поліетилену – 410 С; поліпропілену – 380 С; полістиролу – 400 С). Для порівняння проведено низькотемпературний піроліз гумових відходів. Встановлено, що вихід цільового продукту (піроконденсату) піролізу відходів термопластів є значно вищим, ніж піроконденсату піролізу гумових відходів. Встановлено принципову можливість використання світлих фракцій, виділених з піроконденсату піролізу відходів термопластів, як компонентів товарних бензинів та дизельних палив за умови додаткової переробки на нафтопереробних заводах. У четвертому розділі дисертаційної роботи вивчено вплив режиму процесу піролізу відходів поліетилену і поліпропілену на вихід та властивості піроконденсату. Встановлено, що чим вищою є температура піролізу тим нижчим є вихід рідкого продукту – піроконденсату. За вищих температура утворюється піроконденсат легшого фракційного складу. Вивчено склад та властивості вузьких фракцій і залишку, виділених з піроконденсату піролізу відходів поліетиленову і поліпропілену, проведеного в різних режимах. Встановлено, що усі фракції та залишок містять ненасичені вуглеводні, що підтверджується високим значенням йодного числа. У п’ятому розділі дисертаційної роботи описані технологічні аспекти одержання компонентів моторних палив методом низькотемпературного піролізу відходів термопластів. Розроблено технологічні рекомендації для одержання компонентів моторних палив з піроконденсату піролізу цих відходів. Запропоновано напрямки використання побічних продуктів процесу піролізу відходів термопластів. Запропоновано використовувати пірокарбон як адсорбент для збору і локалізації розливів нафти і нафтопродуктів на твердих та водних поверхнях. Розроблено основи технології низькотемпературного піролізу відходів термопластів – запропоновано принципову технологічну схему установки піролізу, складено технологічну карту, розраховано матеріальний баланс процесу піролізу. Розраховано виробничу собівартість піроконденсату піролізу відходів термопластів та підтверджено доцільність та високу ефективність переробки відходів термопластів методом низькотемпературного піролізу для одержання компонентів моторних палив. Результати проведених досліджень впроваджено в навчальний процес кафедри хімічної технології переробки пластмас Національного університету «Львівська політехніка» для підготовки студентів спеціальності 161 «Хімічні технології та інженерія» в теоретичних заняттях з дисципліни «Сучасні тенденції вторинної переробки полімерних відходів», що підтверджено актом впровадження.