Изображение на обложке

Экстракционно-хроматографическое определение состава дизельной фракции пиролизата автомобильных шин, гидрированной на различных катализаторах

S. M. Leschev, M. F. Zayats, D. S. Ignatenko, A. I. Usevich, K. I. Trusau, K. M. Asipionak, P. V. Kurman

Аннотация


С применением предварительной экстракционной пробоподготовки и последующего ГХ-МС анализа, а также стандартных физико-химических методов анализа нефтепродуктов определен углеводородный состав дизельной фракции (температурный интервал выкипания 180–315 °С) пиролизата автомобильных шин до и после ее гидрированния на алюмоплатиновом и алюмоникельмолибденовом катализаторах. Пиролиз осуществлялся при температуре 500 °C в атмосфере азота. Гидрирование проводилось в автоклаве с использованием водорода под давлением 6.5-6.8 МПа при температуре 350-360 °C. Методика пробоподготовки включала экстракцию образцов до и после гидроочистки с использованием н-гексана, а также извлечение водорастворимых компонентов с помощью щелочных и кислотных растворов. С применением экстракционно-хроматографического метода установлено, что исходная дизельная фракция содержит небольшие количества водорастворимых компонентов. Обработка фракции олеумом позволила селективно определить содержание насыщенных углеводородов в пиролизате, поскольку алкены и арены разрушаются олеумом. На основании полученных результатов сделан вывод, что данная фракция пиролизата в силу высокого содержания серы и алкенов не может быть использована в качестве компонента моторных топлив. Гидрирование на платиновом катализаторе заметно уменьшает содержание серы и алкенов, однако оно остается достаточно высоким. Использование при гидроочистке алюмоникельмолибденового катализатора позволяет резко снизить содержание указанных компонентов, но при этом значительно возрастает содержание ароматических углеводородов. Полученный при гидрировании на данном катализаторе пиролизат может рассматриваться в качестве потенциальных добавок к товарным нефтепродуктам, поскольку он практически не содержит серы и олефинов.

Ключевые слова: резина; пиролиз; пиролизат; дизельная фракция; экстракционная пробоподготовка; ГХ-МС анализ; катализатор; гидрирование; алкены; ароматические углеводороды; сера.


Ключевые слова


резина; пиролиз; пиролизат; дизельная фракция; экстракционная пробоподготовка; ГХ-МС анализ; катализатор; гидрирование; алкены; ароматические углеводороды; сера.

Полный текст:

PDF

Литература


REFERENCES

Nkosi N., Muzenda E. A review and discussion of waste tyre pyrolysis and derived products. Proceedings of the World Congress on Engineering, London, 2014, vol. 2, pp. 979-985.

Kalitko U., Chun Yao Wu M. Tire scrap pyrolysis recycling by steaming way: heat-mass balance solutions and developments. Pyrolysis : Types, Processes, and Industrial Sources and Products: ed. by W. S. Donahue, J. C. Brandt. Nova Science Pub. Inc., 2009, pp. 1-37.

Quek A., Balasubramanian R. Liquefaction of waste tires by pyrolysis for oil and chemicals – a review. J. Anal. Appl. Pyrolysis, 2013, vol. 101, pp. 1-16. doi: 10.1016/j.jaap.2013.02.016.

Perondi D., Scopel B., Collazzo G., Silva J., Botomé M., Dettmer A., Godinho M., Vilela A. C. Characteristics of pyrolysis products from waste tires and spent foundry sand co-pyrolysis. Prog. Rubber Plast. Technology, 2016, vol. 32, no. 4. pp. 213-240. doi: 10.1177/147776061603200403.

Islam M.R., Parveen M., Haniu H., Sarker M R I. Innovation in pyrolysis technology for management of scrap tire: a solution of energy and environment. Int. J. Environ. Sci. Dev., 2010, vol. 1, no. 1, pp. 89-96. doi: 10.7763/IJESD.2010.V1.18.

Khan M.Z.H., Hossain M.I., Halder P.K., Hasan M.R., Al-Mamun M.R. Fuel properties of pyrolytic tire oil and its blends with diesel fuel – towards waste management. Int. J. Environ. Waste Manag., 2016, vol. 18, no. 4, pp. 335-348. doi: 10.1504/IJEWM.2016.10002722.

Ilkilic C., Aydin H. Fuel production from waste vehicle tires by catalytic pyrolysis and its application in a diesel engine. Fuel Process. Technol., 2011, vol. 92, no. 5, pp. 1129-1135. doi: 10.1016/j.fuproc.2011.01.009.

Alvarez J., Lopez G., Amutio M., Mkhize N.M., Danon B., Gryp P., Görgens J.F., Bilbao J., Olazar M. Evaluation of the properties of tire pyrolysis oils obtained in a conical spouted bed reactor. Energy, 2017, vol. 128, pp. 463–474. doi: 10.1016/j.energy.2017.03.163.

Rowhani A. Rainey Th. J. Scrap Tire Management Pathways and Their Use as a Fuel – a Review. Energies, 2016, vol. 9, P. 888-913. doi: 10.3390/en9110888.

Genarova T.N., Leshchev S.M. Analiz zhidkih produktov piroliza rezinotehnicheskih othodov [Analysis of liquid products of pyrolysis of rubber waste]. Minsk, ITMO. 2022. 243 p. (in Russian).

Radchenko E.D., Nefedov B.K., Aliev R.R. Promyshlennye katalizatory gidrogenizacionnyh processov neftepererabotki [Industrial catalysts for hydrogenation processes in oil refining]. Moscow, Chemistry Publ., 1987. 224 p. (in Russian).

GOST 3900-2022. Neft' i nefteprodukty. Metody opredelenija plotnosti [State Standard 3900-2022. Oil and oil products. Methods for determining density]. Minsk, Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification Publ., 2023. 48 p. (in Russian).

GOST 18995.2-2022. Produkty himicheskie zhidkie. Metod opredelenija pokazatelja prelomlenija [State Standard 18995.2-2022. Liquid chemical products. Method for determination of refractive index]. Moscow, Russian Institute of Standardization Publ., 2023. 8 p. (in Russian).

GOST 2070-82. Nefteprodukty svetlye. Metody opredelenija jodnyh chisel i soderzhanija nepredel'nyh uglevodorodov [State Standard 2070-82. Light petroleum products. Methods for determination of iodine numbers and content of unsaturated hydrocarbons]. Moscow, State Committee for Standards of the USSR Publ., 1983. 6 p. (in Russian).

GOST 5985-2022. Nefteprodukty. Metod opredelenija kislotnosti i kislotnogo chisla [State Standard 5985-2022. Petroleum products. Method for determination of acidity and acid number]. Moscow, Russian Institute of Standardization Publ., 2023. 16 p. (in Russian).

GOST 32139-2013. Neft' i nefteprodukty. Opredelenie soderzhanija sery metodom jenergodispersionnoj rentgenofluorescentnoj spektrometrii [State Standard 32139-2013. Oil and petroleum products. Determination of sulfur content by energy-dispersive X-ray fluorescence spectrometry]. Moscow, Standartinform Publ., 2014. 23 p. (in Russian).

GOST 21261-2021. Nefteprodukty. Metod opredelenija vysshej teploty sgoranija i vychislenie nizshej teploty sgoranija [State Standard 21261-2021. Petroleum products. Method for determining the higher calorific value and calculating the lower calorific value]. Moscow, Russian Institute of Standardization Publ., 2022. 30 p. (in Russian).

Rekomendacii po izmereniju molekuljarnoj massy nefti metodom krioskopii v benzole na ustanovke Krion-1 [Recommendations for measuring the molecular weight of oil by cryoscopy in benzene using the Krion-1 installation] Available at: cdn.termexlab.ru/files/c9a56e94/50bd/4281/8d68/b35f5373ac09.pdf (accessed 12 July 2024) (in Russian).

GOST 12329-2021. Nefteprodukty i uglevodorodnye rastvoriteli. Metod opredelenija anilinovoj tochki i aromaticheskih uglevodorodov [State Standard 12329-2021. Petroleum products and hydrocarbon solvents. Method for determination of aniline point and aromatic hydrocarbons]. Moscow, Russian Institute of Standardization Publ., 2022. 17 p. (in Russian).

Ouedraogo A.S., Bhoi P.R. Recent progress of metals supported catalysts for hydrodeoxygenation of biomass derived pyrolysis oil. J. Clean. Prod., 2020, vol. 253, pp. 1-19. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.11995.




DOI: https://doi.org/10.15826/analitika.2025.29.3.007

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.