vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2022-58-2-178-185vestich-720Research ArticleАНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯANALYTICAL CHEMISTRYСостав тяжелой парафинистой нефти Речицкого месторождения и пиролизного масла, полученного из резинотехнических отходовComposition of heavy paraffinic oil from the Rechitsa field and pyrolysis oil obtained from rubber wasteГенароваТ. Н.HenaravaT. M.

Генарова Татьяна Николаевна - кандидат химических наук, ученый секретарь ИТМО им. А.В. Лыкова НАН Беларуси; старший преподаватель БГУ.

ул. П. Бровки,15, 220072, Минск; ул. Ленинградская, 4, 220000, Минск.

Tatsiana M. Henarava - Ph. D. (Chemistry), Scientific Secretary, A.V. Luikov Heat and Mass Transfer Institute of the National Academy of Science of Belarus; Senior Lecturer, Belarusian State University.

15, P. Brovka str., 220072, Minsk; 14, Leningradskaya Str., 220030, Minsk.

tatiana-susliako@mail.ruЛещевС. М.LeschevS. M.

Лещев Сергей Михайлович - доктор химических наук, профессор.

ул. Ленинградская, 14, 220030, Минск.

Sergey M. Leschev - D. Sc. (Chemistry), Professor, Belarusian State University.

14, Leningradskaya Str., 220030, Minsk.

leschev.sergey54@gmail.comКартузоваА. А.KartuzavaA. A.

Картузова Алеся Александровна - студентка.

ул. Ленинградская, 4, 220000, Минск.

Alesya А. Kartuzava– Student, Belarusian State University.

14, Leningradskaya Str., 220030, Minsk.

Институт тепло- и массобмена имени А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси; Белорусский государственный университетA.V. Luikov Heat and Mass Transfer Institute of the National Academy of Science of Belarus; Belarusian State UniversityБелорусский государственный университетBelarusian State University202208062022582178185Copyright © Генарова Т.Н., Лещев С.М., Картузова А.А., 20222022Генарова Т.Н., Лещев С.М., Картузова А.А.Henarava T.M., Leschev S.M., Kartuzava A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/720

Проблема альтернативных источников углеводородных топлив в настоящее время чрезвычайно актуальна. Постоянный рост органополимерных отходов, в частности автомобильных шин, стимулировал поиск способов их переработки. Известно, что перспективным методом их переработки является пиролиз в различных режимах [1]. Комплексное изучение состава и свойств образующихся пиролизных масел, полученных из отработанных шин, позволит выяснить возможность их использования в качестве вторичного сырья для производства углеводородных топлив. В работе с использованием метода экстракционной пробоподготовки определен компонентный состав тяжелой парафинистой нефти Речицкого месторождения и пиролизного масла, полученного при термической обработке резинотехнических изделий в среде азота, методами ИК-спектроскопии, элементного и ГХ-МС анализа. Кроме того, определены их фракционный состав, плотности фракций, а также йодное число. На основании полученных результатов сделаны выводы о схожести и различиях пиролизного масла с нефтью. Высказано предположение, что жидкие продукты пиролиза после соответствующей обработки могут быть использованы в качестве добавок к нефтепродуктам, что способствует решению проблем не только как утилизации отработанных шин, так и истощения легкодоступных запасов нефти.

The problem of alternative sources of hydrocarbon fuels is currently of great importance. The constant growth of organopolymer waste, in particular, automobile tires, has stimulated the search for ways to recycle them. It was found that a promising method of their processing is pyrolysis in various modes [1]. A comprehensive study of the composition and properties of the resulting pyrolysis oils obtained from used tires will make it possible to find out the possibility of their use as a secondary raw material for the production of hydrocarbon fuels. In this work, the component composition of heavy paraffinic oil from the Rechitsa field and pyrolysis oil obtained during the thermal treatment of rubber products in a nitrogen atmosphere, by methods of IR spectroscopy, elemental and GC-MS analysis, has been investigated. In addition, their fractional composition, density of fractions, as well as iodine number have been determined. Based on the results obtained, conclusions were drawn about the similarities and differences between pyrolysis oil and petroleum. It has been suggested that liquid pyrolysis products, after appropriate treatment, can be used as additives to petroleum products, which contributes not only to solving the problems of both the disposal of used tires, but also the depletion of readily available oil reserves.

пиролизпиролизные масланефтьГХ-МС методpyrolysispyrolysis oilsoilGC-MS methodАвторы выражают особую благодарность сотрудникам Института тепло- и массобмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси кандидатам химических В.В. Грушевскому, технических В.В. Савчину и физико-математических А.И. Леончику наук за помощь в проведении экспериментов.The authors are especially grateful to V.V. Grushevsky (Ph. D, Chemistry), V.V. Savchin (Ph. D, Engineering) and A.I. Leonchik (Ph. D, Physics and Mathematics) for the help with experiments.ReferencesCharacterization of the liquid products obtained in tyre pyrolysis / Laresgoiti M. F. [et al.] // J. Anal. Appl. Pyrolysis. -2004. - Vol. 71, N 2. - P. 917-934. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2003.12.003Laresgoiti M. F., Caballero B. M., de Marco I., Torres A., Cabrero M. A., Chomon M. J. Characterization of the liquid products obtained in tyre pyrolysis. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2004, vol. 71, no. 2, pp. 97-934. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2003.12.003Wiriyaumpaiwong, S. Distillation of pyrolytic oil obtained from fast pyrolysis of plastic wastes / S. Wiriyaumpaiwong, J. Jamradloedluk // Energy Procedia. - 2017. - Vol. 138. - P. 111-115. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.10.071Wiriyaumpaiwong S., Jamradloedluk J. Distillation of pyrolytic oil obtained from fast pyrolysis of plastic wastes. Energy Procedia, 2017, vol. 138, pp. 11-115. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.10.071Qualitative and quantitative analysis of pyrolysis oil by gas chromatography with flame ionization detection and comprehensive two-dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry / T. Sfetsas [et al.] // Journal of Chromatography. - 2011. - Vol. 1218, N 21. - P. 3317-3325. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2010.10.034Sfetsas T., Michailof C., Lappas A., Li Q., Kneale B. Qualitative and quantitative analysis of pyrolysis oil by gas chromatography with flame ionization detection and comprehensive two-dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry. Journal of Chromatography, 2011, vol. 1218, no. 21, pp. 3317-3325. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2010.10.034Nkosi, N. A review and discussion of waste tyre pyrolysis and derived products proceedings / N. Nkosi, E. Muzenda // The World Congress on Engineering. - 2014. - Vol 2. - P. 979-985.Nkosi N., Muzenda E. A review and discussion of waste tyre pyrolysis and derived products proceedings. The World Congress on Engineering, 2014, vol 2, pp. 979-985.Lin, C. Y. Crude Oil, Oil, Gasoline and Petrol / C. Y. Lin, R. S. Tjeerdema // Encyclopedia of Ecology. - 2008. -P. 797-805. https://doi.org/10.1016/b978-008045405-4.00382-7Lin C. Y., Tjeerdema R. S. Crude Oil, Oil, Gasoline and Petrol. Encyclopedia of Ecology, 2008, pp. 797-805. https://doi.org/10.1016/b978-008045405-4.00382-7Production and droplet combustion characteristics of waste tire pyrolysis oil / A. Muelas [et al.] // Fuel Processing Technology. - 2019. - Vol. 196. - P. 1-10. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2019.106149Muelas A., Callen M. S., Murillo R., Ballester J. Production and droplet combustion characteristics of waste tire pyrolysis oil. Fuel Processing Technology, 2019, vol. 196, pp. 1-10. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2019.106149Performance and emissions of an automotive diesel engine using a tire pyrolysis liquid blend / J. D. Martinez [et al.] // Fuel. - 2014. - Vol. 115. - P. 490-499. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.07.051Martinez J. D., Rodriguez-Fernandez J., Sanchez-Valdepenas J., Murillo R., Gartfa T. Performance and emissions of an automotive diesel engine using a tire pyrolysis liquid blend. Fuel, 2014, vol. 115, pp. 490-499. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.07.051Alternative fuel produced from thermal pyrolysis of waste tires and its use in a DI diesel engine / W.-C. Wang [et al.] // Applied. Thermal. Engineering. - 2016. - Vol. 93. - P. 330-338. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.09.056Wang W.-C., Bai C.-J., Lin C.-T., Prakash S. Alternative fuel produced from thermal pyrolysis of waste tires and its use in a DI diesel engine. Applied Thermal Engineering, 2016, vol. 93, pp. 330-338. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.09.056Characteristics of pyrolysis products from waste tyres and spent foundry sand co-pyrolysis progress in rubber / D. Perondi [et al.] // Plastics and Recycling Technology. - 2016. - Vol. 32, N 4. - P. 213-240. https://doi.org/10.1177/147776061603200403Perondi D., Scopel B. S., Collazzo G. C., Silva J. P., Botome M. L., Dettmer A., Godinho M., Faria Vilela A. C. Characteristics of pyrolysis products from waste tyres and spent foundry sand co-pyrolysis progress in rubber. Plastics and Recycling Technology, 2016, vol. 32, no. 4, pp. 213-240. https://doi.org/10.1177/147776061603200403Kan, T. Fuel production from pyrolysis of natural and synthetic rubbers / T. Kan, V. Strezov, T. Evans // Fuel. - 2017. -Vol. 191. - P. 403-410. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.11.100Kan T., Strezov V., Evans T. Fuel production from pyrolysis of natural and synthetic rubbers. Fuel, 2017, vol. 191, pp. 403-410. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.11.100Ложечник, А. В. Исследование пиролиза резины в шнековом реакторе / А. В Ложечник, В. В. Савчин // ИФЖ. -2016. - Т. 89, № 6. - С. 1504-1508.Lozhechnik A. V., Savchin V. V. Pyrolysis of rubber in a screw reactor. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2016, vol. 89, no. 6, pp. 1482-1486. https://doi.org/10.1007/s10891-016-1517-2Химический состав нефти Крапивинского месторождения / В. П. Сергун [и др.] // Изв. Томск. политехн. унта. Инжиниринг георесурсов. - 2017. - Т. 328, № 7. - С. 59-66.Sergyn V. P., Cheshkova T. V., Sagachenko T. A., Min R. S. Chemical composition of petroleum from the Krapivinskoye oilfield. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov = Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering, 2017, vol. 328, no. 7, pp. 59-66 (in Russian).Батманов, К. Б. Исследование нефти и конденсата Карачаганакского месторождения / К. Б. Батманов // Нефтегазовое дело. - 2008. - С. 1-9.Batmanov K. B. Research of oil and condensate of the Karachaganak field. Neftegazovoe delo = Petroleum Engineering, 2008, pp. 1-9 (in Russian).Тарасевич, Б. Н. ИК-спектры основных классов органических соединений. Справ. материалы / Б. Н. Тарасевич. - М.: МГУ им. М. В. Ломоносова, 2012. - 53 с.Tarasevich B. N. IR spectra of the main classes of organic compounds. Reference materials. Moscow: Lomonosov Moscow State University, 2012. 53 p. (in Russian).Экстракционная пробоподготовка пиролизного масла отработанных автомобильных шин при его компонентном и количественном ГХ-МС анализе / С. М. Лещев [и др.] // Аналитика и контроль. - 2019. - Т. 23, № 1. -С. 401-409. https://doi.org/10.15826/analitika.2019.23.3.004Leshchev S., Henarava T., Savchin V., Levkina V. Extraction sample preparation of pyrolysis oil of of waste automobile tyres at its qualitative and quantitative GC-MS analysis. Analitika i kontrol' = Analytics and control, 2019, vol. 23, no. 1, pp. 401-409 (in Russian). https://doi.org/10.15826/analitika.2019.23.3.004Henarava, T. Distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons between solid and liquid phases during deasphalting of pyrolysis oils from waste tires / T. Henarava, S. Leschev, V. Levkina // High Temperature Material Processes (An International Quarterly of High-Technology Plasma Processes). - 2020. - Vol. 24, N 4. - P. 293-304. https://doi.org/10.1615/hightempmatproc.2020037083Henarava T., Leschev S., Levkina V. Distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons between solid and liquid phases during deasphalting of pyrolysis oils from waste tires. High Temperature Material Processes (An International Quarterly of High-Technology Plasma Processes), 2020, vol. 24, no. 4, pp. 293-304. https://doi.org/10.1615/hightempmatproc.2020037083

The authors declare that there are no conflicts of interest present.