В Сургуте разработали метод превращения нефтяных отходов в ценные медицинские материалы
Специалисты Сургутского государственного университета (СурГУ) вместе с исследовательской группой разработали метод обработки плазмой, позволяющий перерабатывать более половины отходов нефтепереработки в материалы, востребованные в медицине и электронике. Итоги работы опубликованы в журнале Petroleum Research.
Нефть содержит множество органических соединений, которые при перегонке разделяются на различные фракции в зависимости от температуры кипения. Легкие фракции используются для создания растворителей и автомобильного бензина, средние фракции — для производства авиационного топлива, дизельного топлива, полимеров и ряда моющих средств.
Тяжелые фракции, такие как гудрон, традиционно считаются отходами нефтепереработки и подлежат утилизации, пояснили ученые из СурГУ. Вместе с коллегами из Томского политехнического университета они предложили инновационный способ быстрой трансформации утилизируемых остатков в углеродные наноматериалы: нановолокна, графитоподобные структуры и нанолуковицы.
Ключевым фактором эффективности получения этих материалов, применимых в медицинской и электронной сферах, является структура асфальтенов — веществ, которые по массе и химическому составу значительно превосходят октан из бензина. "Асфальтены напоминают смесь крупных, прочных кубиков конструктора и множества маленьких, хрупких элементов», — объяснила младший научный сотрудник Научно-образовательного центра Института естественных и технических наук СурГУ Валентина Егорова.
«В реакторе мелкие элементы слипаются в плотный комок (аморфный графит), тогда как крупные кубики не расплавляются, а формируют сложные и полезные структуры — нановолокна и наносферы», — добавила она.
Учёный уточнила, что обработка асфальтенов происходит в плазменной дуге с температурой около 10 000 К (10 273 °С). Продолжительность процесса — примерно одна минута, что делает данный метод более эффективным по сравнению с существующими технологиями бескислородного нагрева отходов.
«Мы установили, что выход твердых полезных продуктов из асфальтенов превышает 50% от первоначальной массы, что является высокими показателем для подобных технологий переработки», — отметила Егорова.
В дальнейшем исследователи планируют внедрить технологию на промышленном уровне и расширить её применение на другие типы нефтяного сырья. Работа проводится при поддержке Российского научного фонда и гранта Фонда научно-технологического развития Ханты-Мансийского автономного округа — Югры.
Исследование выполняется в рамках страт...