Разработка ученых СПбГУПТД сделает производство пластика в России дешевле и экологичнее
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) разработали новый способ получения терефталевой кислоты (ТФК) — сырья для производства пластика. Кислоту предлагают получать из отходов текстильной отрасли. Сейчас в России ТФК выпускает только одно предприятие, которое удовлетворяет 70% спроса на продукт, остальная часть поставляется из Китая. Технология химиков СПбГУПТД позволит импортозаместить ТФК без строительства нового производства. А кроме того, новый метод экологичнее и экономичнее традиционного, а также способен синтезировать продукт с минимальным содержанием примесей.
«В России до 80% потребления терефталевой кислоты используется в производстве ПЭТ — полиэтилентерефталата, основного сырья для выпуска одного из самых популярных в мире видов пластика, который применяется в пищевой, медицинской и химической промышленности, в автомобилестроении и электротехнической отрасли. По данным на 2025 год, ежегодная потребность в ТФК в России составляет около 500 тыс. т., из них порядка 150 тыс. т. ввозится из-за рубежа. Однако по прогнозу аналитиков, так как рынок ПЭТ в России в ближайшие два года вырастет более чем на 20%, возрастет и необходимость в производстве ТФК», — рассказывает профессор кафедры химических технологий им. проф. А. А. Хархарова СПбГУПТД, руководитель проекта «Стратегическое сырье для легкой промышленности» Елена Сашина.
Способ, разработанный учеными Университета промышленных технологий и дизайна, не только удовлетворит потребность рынка, но и позволит получать терефталевую кислоту, содержащую чистый продукт без катализаторных ядов.
«Традиционный промышленный способ получения терефталевой кислоты заключается в каталитическом окислении п-ксилола. Под действием кислорода, повышенного давления и высокой температуры (180-230°C) ароматический углеводород сначала превращается в п-толуиловый альдегид, а затем в п-толуиловую кислоту. При дальнейшем окислении п-толуиловой кислоты образуются терефталевая кислота и 4-карбоксибензальдегид. При этом обычно используют агрессивную среду — уксуснокислую. Помимо жестких условий реакции есть еще один недостаток — образование побочных продуктов, которые являются катализаторными ядами в дальнейших химических технологиях, где сырьем является терефталевая кислота», — комментирует один из авторов разработки профессор кафедры химических технологий им. проф. А. А. Хархарова СПбГУПТД Анна Михайловская.
Ученые университета синтезируют ТФК в мягких условиях, для создания которых необходимы лишь температура не выше 150 °С, водная среда и атмосферное давление. Технология представляет собой процесс специфического каталитического гидролиза полиэфирного волокна через получение растворимой в воде соли кислоты, а затем кристаллизации самой кислоты. Таким образом сначала отделяются нерастворимые в воде текстильно-вспомогательные вещества, например, красители, диспергаторы, препараты малосминаемой и водоотталкивающей отделки, а на стадии кристаллизации происходит удаление растворимых в воде примесей.
Еще одним преимуществом новой технологии является простота внедрения. Для этого не требуется строить новое предприятие, так как химики предлагают синтезировать ТФК из отходов текстильных предприятий. Достаточно оборудовать текстильные производства цехом, в котором будет работать участок измельчения отходов, реактор атмосферного давления для синтеза терефталевой кислоты, а также участок для очистки, фильтрования и сушки ТФК.
Дополнительно технология решит экологическую проблему, связанную с загрязнением окружающей среды синтетическими трудноразлагаемыми текстильными изделиями, в числе которых одежда, интерьерные ткани, а также утепляющие материалы, например, синтепон.