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. По словам ученых, в России существуют технологии синтеза нефтяных сульфонатов, однако они, в основном, базируются на зарубежных разработках. И продукты, получаемые ранее таким образом, в основном, экспортировались за рубеж, где использовались для производства бытовых моющих средств. На отечественные рынки 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 результат 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»,
Ранее научный коллектив разработал комплексную математическую модель процесса сульфирования алкилбензолов – ключевых 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.
«У нас накоплен большой задел в данном направлении, разработан цифровой двойник действующего производственного объекта, предложены решения по оптимизации конструкции реакторного оборудования. Развивая тематику, мы приступили к экспериментальным исследованиям, непосредственно, синтезу ПАВ из альтернативного типа сырья в лабораторных условиях», – добавляет ученый.
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, имеющий потенциально широкий рынок. Нашей задачей было провести поисковые исследования, подтверждающие гипотезу, что синтез из этих видов сырья возможен», – поясняет 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.
«Нам уже удалось получить и проанализировать пробную партию нефтяных сульфонатов на основе низкокачественных продуктов вторичной нефтепереработки. Это подтверждает нашу гипотезу о возможности синтеза с применением альтернативных источников сырья. Далее мы планируем отработать методику качественно, наработать новые партии, сосредоточившись на оптимизации параметров синтеза для увеличения выхода продукта и улучшения его качества», – подытоживает Елена Ивашкина.
Особенности исследования и уже полученные результаты были представлены на XXVI Международной Конференции по химическим реакторам (ХимРеактор-26), прошедшей в конце октября в Минске.