Пиролиз пластика − химики объясняют технологию, которая пытается справиться с пластиковыми отходами путем нагревания

В 1950 году мировое производство пластика составляло около 2 миллионов тонн. Сейчас оно составляет около 400 миллионов тонн, что означает рост почти на 20 000%.

Как материал, он обладает, по-видимому, безграничным потенциалом. Пластик недорогой в производстве, лёгкий и прочный. Его применение варьируется от упаковки продуктов питания и напитков до одежды и предметов медицинского назначения.

Когда срок службы пластикового изделия подходит к концу, его разложение может занять очень много времени, в некоторых случаях до 500 лет. Но даже после этого пластиковые частицы не исчезают полностью, а распадаются на всё более мелкие частицы, в конечном итоге превращаясь в микропластик, который попадает в почву, где мы выращиваем пищу, в воду, которую пьем, и в воздух, которым дышим.

Исследования связывают этот микропластик с такими проблемами со здоровьем, как диабет, болезни сердца и низкая мужская фертильность.

Местные власти и производители годами полагались на переработку как на способ предотвращения накопления пластиковых отходов. Однако, несмотря на все усилия по сортировке и разделению вторсырья, большая часть пластика по-прежнему оказывается на свалках или, что ещё хуже, в зелёных зонах и водоёмах.

В связи с такой широкой распространенностью пластика поиск новых способов управления и переработки пластиковых отходов становится всё более важным. Пиролиз пластиковых отходов — одна из технологий, которая может помочь решить эту проблему.

Это относительно новый метод, поэтому исследователи пока обладают лишь ограниченным знанием процесса пиролиза. Как химики-аналитики, мы стремимся понять состав сложных смесей, особенно новых, образующихся, например, в результате пиролиза пластиковых отходов.

Преимущества пиролиза

При эффективном проведении пиролиз пластика дает ряд преимуществ.

Расширяя переработку за пределы пластиковых бутылок и молочных кувшинов, пиролиз может сократить объемы загрязнения пластиковыми отходами, которые попадают на свалки и в океаны.

Кроме того, переработка пластиковых отходов в пригодные к использованию продукты может способствовать снижению спроса на производство новых пластиков из нефтяных углеводородов. Побочные продукты могут быть использованы при производстве переработанных пластиков.

Некоторые исследователи также тестируют пиролизные масла, чтобы выяснить, можно ли использовать их вместо бензина для транспортных средств. Газы, образующиеся при пиролизе, могут даже генерировать энергию, питающую пиролизный реактор, делая процесс более самоподдерживающимся и снижая потребность во внешних источниках энергии.

В настоящее время около 15–20 % продуктов пиролиза перерабатываются в новый пропилен и этилен, а большая часть — около 80–85 % — превращается в дизельное топливо, водород, метан и другие химикаты.

Хотя пиролиз пластика выглядит многообещающим, он также сталкивается с трудностями. Стоимость создания и эксплуатации пиролизных установок высока. Рентабельность процесса зависит от наличия подходящих пластиковых отходов, рыночного спроса на производимые масла и газы, а также стоимости энергии и персонала, необходимого для эксплуатации реактора.

Ещё одна проблема — контроль качества. Большинство видов пластика могут подвергаться пиролизу, но разные виды пластика образуют масла с разным химическим составом. Учёным необходимо понять состав этих масел, прежде чем промышленность сможет определить, на каких типах пластика сосредоточиться и как каждое масло может создавать новые материалы.