При переработке нефти и ее продуктов образуется твердый остаток — нефтяной кокс. Его применяют в алюминиевой, электродной и химической промышленности, а еще в качестве топлива. Ученые Пермского Политеха создали на основе нефтяного кокса углеродный сорбент, который можно использовать и для очистки воды.
В Пермском Политехе нашли способ очистки воды с помощью продуктов нефтепереработки / ©Getty images
Результаты разработки исследователи представили в журнале «Известия вузов. Химия и химическая технология». Исследование они выполнили в рамках проекта Пермского НОЦ мирового уровня «Рациональное недропользование».
«Сегодня процессы по углублению переработки нефти достаточно актуальны. Несмотря на то, что передовые предприятия реализуют практически безотходные технологии в этой области, средняя глубина переработки «черного золота» в нашей стране составляет 74 процента.
По этим показателям Россия уступает многим развитым странам. Мы предложили получать из нефтяных остатков дробленый активный уголь, который можно применять в качестве сорбента для очистки воды», – рассказывает руководитель разработки, заведующий кафедрой «Химические технологии» Пермского Политеха, доктор технических наук Валерий Рябов.
Для этого исследователи использовали промышленный нефтяной кокс марки КЭЛ с повышенным содержанием летучих веществ. Химики также изучили влияние различных пропиток на эффективность обработки кокса и дальнейшие характеристики сорбента. Ученые определили наиболее эффективную технологию его получения.
Она включает предварительную обработку кокса водным раствором семнадцатипроцентной ортофосфорной кислоты, а также фильтрование и высушивание. Затем ученые провели его термообработку при температуре 800 градусов Цельсия в инертной атмосфере и активировали в среде водяного пара при температуре 850-900 градусов.
Сорбенты на основе активных углей чаще производят из углеродсодержащих материалов минерального и органического происхождения: древесного и бурого угля, каменноугольного кокса, торфа, скорлупы кокосовых и грецких орехов и косточковых растений. Но для этих целей можно применять и материалы нефтяного происхождения, считают ученые.
«С помощью различных способов воздействия на сырье, например, введения присадок, изменения температуры и скорости нагрева, можно изменить его структуру и получить материал с необходимыми свойствами», – поясняет доцент кафедры «Химия и биотехнология» Пермского Политеха, кандидат химических наук Елена Фарберова.
Технология исследователей из Пермского Политеха позволила развить пористую структуру материала. Активный уголь на основе нефтяного кокса обладает необходимыми характеристиками, близкими к промышленным образцам активных углеродных сорбентов. Полученный материал можно использовать для очистки воды.
