Экологичная переработка растворителей: новый стандарт для промышленности
В стенах Российского технологического университета МИРЭА учёные воплощают в жизнь смелые решения, призванные повысить экологическую безопасность химических производств. Команда специалистов Института тонких химических технологий имени М. В. Ломоносова нашла способ эффективно разделять промышленные смеси тетрагидрофурана (ТГФ), этилацетата и воды — растворителей, без которых сложно представить себе современную фармацевтику и органический синтез. Благодаря новаторскому подходу инженеров, процесс очистки теперь становится более экономичным и бережным к природе.
Использование ТГФ и этилацетата связано с большими масштабами применений в промышленности, однако их удаление из сточных вод традиционно сопряжено с большими расходами энергии. Причина — образование трудноразделимых азеотропных смесей, ради разделения которых стандартные процессы требуют значительных затрат и сложной технической инфраструктуры.
Передовые технологии и интеллектуальный подход: взгляд учёных
Данила Рудаков, доцент кафедры химии и технологии основного органического синтеза РТУ МИРЭА, подчёркивает: «Наша задача заключалась в том, чтобы минимизировать энергозатраты и серьёзно повысить эффективность отделения растворителей от воды». Для решения поставленных целей исследовательская группа обратилась к экстрактивной ректификации с добавлением диметилсульфоксида (ДМСО) как селективного агента. Эта идея открывает путь к более эффективному управлению сложными многокомпонентными системами, что критично для современных химических производств.
Основной новацией стала адаптация ректификационных колонн: специалисты ввели боковые секции и организовали специальные отборы паровой фазы. Такой подход позволил добиться колоссального снижения энергопотребления по сравнению с привычными методами, исключая необходимость внедрения сложных и дорогостоящих теплообменных комплексов.
Простота и надежность: новые решения — большие возможности
Елена Анохина, профессор кафедры химии и технологии основного органического синтеза РТУ МИРЭА, делится результатами: «Мы продемонстрировали, что отбор потока в паровой фазе в сочетании с дополнительными секциями колонны обеспечивает тот же, а зачастую и превосходящий, энергосберегающий эффект по сравнению со сложными технологическими схемами». Такое инженерное решение не только упрощает процесс модернизации установок действующих предприятий, но и максимально увеличивает отдачу от каждой вложенной в производство единицы энергии.
Высокая точность расчетов и отработка технологии на самых современных программных симуляторах гарантирует, что новая методика очистки успешно интегрируется в масштабные промышленные процессы. Предприятия получают сразу несколько преимуществ: сокращение расходов, уменьшение негативного воздействия на окружающую среду и повышение культурной ответственности перед будущими поколениями.
Вклад в «зеленую» химию и промышленную устойчивость
«Наши результаты — это вклад в укрепление позиций России на мировом рынке экологически ориентированных технологий, ведь снижение углеродного следа становится обязательным критерием для производства XXI века», — подчёркивает Андрей Тимошенко, профессор кафедры химии и технологии основного органического синтеза. Новая технология даёт химическим предприятиям средство решать сразу несколько ключевых задач: минимизировать энергозатраты, снизить выбросы парниковых газов и улучшить качество удаляемых растворителей до повторного использования или утилизации.
Использование безопасного для природы и эффективного диметилсульфоксида (ДМСО) предоставляет дополнительный инструментарий для борьбы с загрязнением и экономией ресурсов. Такая стратегия вписывается в мировую тенденцию перехода на «зелёные» методы переработки и способствует формированию позитивного имиджа отрасли.
Потенциал для роста и внедрения в промышленность
Компьютерное моделирование показало, что предложенный подход не только широко применим на действующих производственных линиях, но и легко масштабируется под разные объёмы сырья. Гарантированная надёжность, простота внедрения и высокая экологическая эффективность открывают перед отечественными и зарубежными предприятиями новые перспективы экономного и современного производства. Дальнейшее развитие работы учёных может привести к созданию стандартов для инновационных очистных комплексов на базе РТУ МИРЭА, которые будут востребованы в крупнейших промышленных кластерах страны и мира.
Работа исследовательской команды РТУ МИРЭА выполнена при поддержке гранта Государственного задания Российской Федерации (No FSFZ-2023-0003) и открывает широкие возможности для внедрения современных принципов «зеленой» химии. По мнению разработчиков, этот проект — только первый шаг к будущему, где эффективные, экономичные и экологичные технологии становятся индустриальным стандартом. Успехи Данилы Рудакова, Елены Анохиной и Андрея Тимошенко внушают основания для оптимизма: умные разработки российских учёных способны сделать химическую индустрию более ответственной и безопасной для окружающей среды и здоровья людей.
Источник: scientificrussia.ru
