Ученые КазНУ разрабатывают новую технологию переработки отработанных моторных масел

Ученые Научно-исследовательского института новых химических технологий и материалов и кафедры физической химии, катализа и нефтехимии Казахского национального университета имени аль-Фараби разрабатывают ресурсосберегающую и экологически эффективную технологию получения качественных моторных топлив и других ценных органических соединений путем гидрокрекинга отработанных моторных масел под давлением водорода.

Актуальность исследования обусловлена глобальной проблемой: ежегодно в мире образуется около 40–60 миллионов тонн отработанных моторных масел, однако перерабатывается лишь около 40% из них, а остальные сжигаются в теплогенерирующих установках, загрязняя окружающую среду. Согласно Стокгольмской конвенции, эти масла относятся к числу самых опасных загрязнителей планеты. В Казахстане процесс регенерации отработанных масел не получил широкого распространения: он включает не менее шести стадий, требует дополнительных затрат и не позволяет полностью восстановить исходные свойства масла.

Ключевая особенность проекта — использование в качестве катализаторов трансформированных материалов на основе отходов рудопереработки металлургических производств (в том числе красного шлама — отхода переработки бокситовой руды Павлодарского алюминиевого завода) и природных цеолитов. Подобный подход впервые системно исследуется как в мире, так и в Казахстане. По предварительным данным ученых, суммарный выход бензина и дизельного топлива при гидрокрекинге в присутствии отхода бокситовой руды превышает 77%, а давление водорода и температура процесса в 2–2,5 раза ниже, чем в известных зарубежных методах.

В рамках проекта исследователи изучают структурные и поверхностные свойства катализаторов современными физико-химическими методами (ИК-спектроскопия, электронная микроскопия, рентгеноспектральный и рентгенофазовый анализ), определяют оптимальные условия процесса гидрокрекинга (давление водорода, температура, соотношение отработанного масла и катализатора, продолжительность процесса), а также анализируют углеводородный состав получаемых жидких дистиллятов и основные физико-химические показатели топливных фракций (октановое и цетановое числа, содержание серы, вязкость, плотность и др.) методами хромато-масс-спектрометрии и газожидкостной хроматографии.

По результатам исследования будет разработан лабораторный технологический регламент конверсии отработанных моторных масел в бензин, керосин, дизельное топливо и другие органические соединения (жидкие парафины, изопарафины, нафтены, ароматические углеводороды) с выходом более 90%. Проект рассчитан на три года — с 2025 по 2027 год — и реализуется в рамках приоритетного направления «Экология, окружающая среда и рациональное природопользование».

Принципиальное отличие проекта от существующих аналогов заключается в том, что предлагаемый метод обеспечивает селективность по жидким продуктам (бензин, керосин, дизельное топливо) на уровне около 92%, тогда как в зарубежных методах, как правило, преимущественно получают лишь дизельное топливо. Ориентация технологии на отечественное сырье и промышленные отходы делает её экологически и экономически конкурентоспособной.

Ожидается, что результаты проекта не только помогут решить проблему утилизации отходов транспортной и металлургической отраслей, но и позволят обеспечить топливно-энергетический рынок страны качественными моторными топливами и ценными нефтехимическими реагентами на основе новой отечественной технологии, а также существенно сократить экономические затраты на добычу и переработку нефти. Разрабатываемый лабораторный регламент будет также использоваться в дипломных, магистерских и PhD-проектах факультета химии и химической технологии КазНУ имени аль-Фараби.