Ученые Томского политеха нашли способ производить основу для моющих средств и специальных реагентов для нефтяной промышленности из дешевых побочных продуктов нефтепереработки. Это позволит России отказаться от импорта таких материалов. Первая пробная партия ценного вещества уже получена в лаборатории.
ПАВы повсеместно применяются в качестве основы для синтетических моющих средств, а также используются в химической и нефтяной промышленности. Например, при производстве деэмульгаторов, противокоррозийных химреагентов. Также ПАВы используются для интенсификации нефтеотдачи.
Они производятся из различных типов сырья, в том числе на основе нефтяных сульфонатов. В России существуют технологии синтеза нефтяных сульфонатов, однако они в основном базируются на зарубежных разработках. И продукты, производившиеся ранее таким образом, преимущественно экспортировались за рубеж, где использовались для производства бытовых моющих средств. На отечественный рынок продукция на основе российского сырья поступала уже в готовом виде.
«В качестве сырья в действующих технологиях сульфирования используются чаще всего альфа-олефины и линейные алкилбензолы. Это продукты процессов основного органического синтеза. В целом это довольно дорогое сырье, так как он получено в результате нескольких стадий химического передела. При этом сейчас экспорт сырья и импорт готовой продукции очень сильно сдерживается в силу санкционного давления. Поэтому есть важная задача — перепрофилировать действующие производства на получение крайне востребованных ПАВов, химреагентов. Кроме того, это перспективное направление не только для внутреннего рынка, но и для экспорта в дружественные страны. Наш проект важен еще и потому, что позволяет не только сохранить и развить компетенции по технологиям сульфирования, но и совершенствовать действующие технологические объекты», — отметила руководитель проекта, профессор отделения химической инженерии Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Елена Ивашкина.
Ранее научный коллектив разработал комплексную математическую модель процесса сульфирования алкилбензолов — основных ингредиентов в формулах современных бытовых и промышленных моющих средств. С ее помощью выявлены оптимальные характеристики конструкции, позволяющие повысить эффективность процесса и значительно сократить число остановок и промывок химреакторов.
Как добавила Елена Ивашкина, имеющийся у коллектива научный задел, включая цифровой двойник производства, позволил перейти к экспериментам с альтернативным сырьем.
Проанализировав имеющиеся данные, политехники предложили использовать для производства нефтяных сульфонатов различные низкомаржинальные побочные продукты вторичных процессов нефтепереработки. Например, тяжелые газойли коксования, крекинга и прочих термодеструктивных процессов. В настоящее время они используются, например, в качестве компонентов для котельных топлив.
«Это продукты с низкой стоимостью, однако они являются потенциальным сырьем для сульфирования и получения нефтяных сульфонатов. А это уже высокомаржинальный продукт», — пояснила эксперт.
Для проведения экспериментов было приобретено новое высокотехнологичное оборудование — установка сульфирования. Подобная установка используется для производства сульфокислот, их солей и других серосодержащих продуктов с применением в качестве сульфирующих агентов, например, серного ангидрида и других реагентов.
Елена Ивашкина подытожила, что уже удалось получить и проанализировать пробную партию нефтяных сульфонатов на основе низкокачественных продуктов вторичной нефтепереработки, что подтверждает гипотезу ученых о возможности синтеза с применением альтернативных источников сырья. На следующем этапе планируется отработать методику, наработать новые партии и сосредоточиться на оптимизации параметров синтеза для увеличения выхода продукта и улучшения его качества.
Разработка ведется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
