Ученые Института нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева РАН разработали новый способ извлечения спиртов и эфиров из промышленных стоков нефтехимических и фармацевтических производств. Исследования поддержаны грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда.
В сточные воды нефтехимических и фармацевтических производств попадает большое количество содержащих кислород органических веществ - оксигенатов. Это спирты и простые эфиры, токсичные для человека и окружающей среды. К примеру, бутиловый спирт используют в качестве промышленного и бытового растворителя, а также сырья для изготовления фармацевтических препаратов. В процессе производства бутилового спирта образуются стоки, в каждом литре которых содержится до 15-20 грамм оксигенатов.
Сейчас очистка сточных вод происходит по пути наименьших затрат. Выращивают особые культуры, которые поглощают оксигенаты, после чего очищенную воду сбрасывают в водоемы.
Молодые ученые-химики предложили другой способ, при котором и вода очищается, и оксигенаты можно отфильтровать из воды и применить с пользой. Они создали полимерные мембраны, не требующие больших затрат на производство и в три раза более эффективные, чем существующие промышленные аналоги.
"Использование фильтров при разделении жидкостей распространено довольно широко, и эффективность этого процесса зависит от выбранных материалов, - пояснили в пресс-службе Российского научного фонда.
Новая мембрана двухслойная, она состоит из пористой полимерной подложки и тонкого разделительного слоя из каучука, синтезированного в институте химии и сплавов, толщиной всего 0,005 миллиметра. В качестве подложки использована микрофильтрационная мембрана, максимально раскрывающая свойства материала разделительного слоя. Через такую мембрану газообразные спирты и эфиры проникают быстрее, чем вода.
Жидкость нагревают до 60 градусов по Цельсию, образуется пар, состоящий из оксигенатов. В результате разработчики получили высокооктановые присадки для бензина и очищенную воду.
Этот процесс экологичен и экономит энергозатраты, считают ученые. Выделенные из загрязненных стоков вещества можно будет использовать как добавки к моторным топливам для повышения их качества. Бензин с такой присадкой расходуется медленнее, а при его сгорании образует меньше выхлопных газов. Кроме того, оксигенаты применяют в качестве органических растворителей или сырья для производства фармацевтических препаратов.
"Разработанные мембраны не только позволяют выделять оксигенаты из сточных вод, но могут быть использованы и для разделения нефтяных и попутных газов. Это актуально для нашей страны, занимающей лидирующие позиции в добыче природного газа", - приводит пресс-служба слова руководителя проекта, ведущего научного сотрудника лаборатории полимерных мембран ИНХС РАН Ильи Борисова.