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"10.29235/1561-8331-2025-61-4-304-314vestich-982Research ArticleАНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯANALYTICAL CHEMISTRYЭкстракционно-хроматографическое определение состава бензиновой фракции пиролизата автомобильных шин, гидрированного на различных катализаторахExtraction-chromatographic determination of the composition of the gasoline fraction of pyrolyzed automobile tires, hydrogenated on various catalystshttps://orcid.org/0000-0001-5378-1718ЛещёвС. М.LeschevS. M.

Лещёв Сергей Михайлович – доктор химических наук, профессор

ул. Ленинградская, 14, 220030, Минск

Leschev Sergey M. – Dr. Sc. (Chemistry), Professor

14, Leningradskaya Str., 220030, Minsk

leschev.sergey54@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8400-6359ЗаяцМ. фZayatsM. F.

Заяц Михаил Федорович – доктор химических наук, доцент, заведующий кафедрой

ул. Ленинградская, 14, 220030, Минск

Zayats Mikhail F. – Dr. Sc. (Chemistry), Associate Professor, Head of the Department

14, Leningradskaya Str., 220030, Minsk

mikhail_zayats@tut.byИгнатенкоД. С.IgnatenkoD. S.

Игнатенко Дарья Сергеевна – ведущий специалист

пер. Промышленный, 9, 222823, Свислочь, Пуховичский р-н, Минская обл.

Ignatenko Darya S. – Leading Specialist

9, Promyshlenny lane, 222823, Svisloch, Pukhovichi region, Minsk area

dashaignatenko131213@gmail.comЮсевичА. И.UsevichA. I.

Юсевич Андрей Иосифович – кандидат химических наук, доцент, доцент кафедры

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Usevich Andrew I. – Ph.D. (Chemistry), Associate Professor, Associate Professor Department

13а, Sverdlov Str., 220006 Minsk

usevich@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8320-6570ТрусовК. И.TrusauK. I.

Трусов Кирилл Игоревич – ассистент

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Trusau Kiryl I. – Assistant

13а, Sverdlov Str., 220006 Minsk

trusov2269@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7418-3538ОсипёнокЕ. М.AsipionakK. M.

Осипёнок Екатерина Михайловна – ассистент

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Asipionak Katsiaryna M. – Assistant

13а, Sverdlov Str., 220006 Minsk

ekaterinaosipenok@gmail.comКурманП. В.KurmanP. V.

Курман Петр Владимирович – кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник

ул. Академика Купревича, 5/2, 220084, Минск

Kurman Peter V. – Ph. D. (Chemistry), Leading Researcher

5/2, Akademician Kupre- vich Str., 220084, Minsk

peter_kurman@tut.byБелорусский государственный университетBelarusian State UniversityООО «БЕЛЭКОТЕХНИКА»BelekotechnikaБелорусский государственный технологический университетBelarusian State Technological UniversityИнститут биоорганической химии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Bioorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus202503122025614304314Copyright © Лещёв С.М., Заяц М.ф., Игнатенко Д.С., Юсевич А.И., Трусов К.И., Осипёнок Е.М., Курман П.В., 20252025Лещёв С.М., Заяц М.ф., Игнатенко Д.С., Юсевич А.И., Трусов К.И., Осипёнок Е.М., Курман П.В.Leschev S.M., Zayats M.F., Ignatenko D.S., Usevich A.I., Trusau K.I., Asipionak K.M., Kurman P.V.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/982

С применением предварительной экстракционной пробоподготовки и последующего ГХ-МС анализа, а также стандартных физико-химических методов анализа нефтепродуктов определен углеводородный состав бензиновой фракции (температурный интервал выкипания 32–180 °С) пиролизата автомобильных шин до и после ее гидрированния на алюмоплатиновом и алюмоникельмолибденовом катализаторах. С применением экстракции установлено, что изученная 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 исходная бензиновая 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 почти не содержит серы и олефинов. 

Using preliminary extraction sample preparation and subsequent GC-MS analysis, as well as standard physicochemical methods for analyzing petroleum products, the hydrocarbon composition of the gasoline fraction (boiling point range of 32–180 °C) of tire pyrolysate was determined before and after its hydrogenation on aluminoplatinum and aluminumnickel-molybdenum catalysts. Using extraction, it was found that the studied fraction contains small amounts of watersoluble components. Treatment of the fraction with oleum made it possible to selectively determine the content of saturated hydrocarbons in the pyrolysate, since alkenes and arenes are destroyed by oleum. Based on the results obtained, it was concluded that the original gasoline fraction of the pyrolysate cannot be used as a component of motor fuels due to the high content of sulfur and alkenes. Hydrogenation on a platinum catalyst significantly reduces the content of sulfur and alkenes, but it remains quite high. The use of an alumina-nickel-molybdenum catalyst in hydrotreating allows for a sharp reduction in the content of the above components, but at the same time the content of aromatic hydrocarbons increases significantly. The pyrolysate obtained during hydrogenation on this catalyst can be considered as a potential additive to commercial petroleum products, since it contains virtually no sulfur or olefins.

пиролизатынефти и их фракцииэкстракционная пробоподготовкаГХ-МС анализгидрированиеалкеныароматические углеводородысераpyrolysatesoils and their fractionsextraction sample preparationGC-MS analysishydrogenationalkenesaromatic hydrocarbonssulfurReferencesNkosi, N. A review and discussion of waste tyre pyrolysis and derived products proceedings / N. Nkosi, E. Muzenda // The World Congress on Engineering WCE 2014, July 2–4, 2014. – London, U.K., 2014. – Vol. 2. – P. 979–985.Nkosi N., Muzenda E. A review and discussion of waste tire pyrolysis and derived products proceedings. The World Congress on Engineering WCE 2014, July 2–4, 2014, vol. 2. London, U.K., 2014, pp. 979–985.Kalitko, U. Tire scrap pyrolysis recycling by steaming way: heat-mass balance solutions and developments / U. Kalitko, M. Chun Yao Wu // Pyrolysis: Types, Processes / eds. W. S. Donahue, J. C. Brandt. – Nova Science Publishers, Inc., 2009. – P. 1–37.Kalitko U., Chun Yao Wu M. Tire scrap pyrolysis recycling by steaming way: heat-mass balance solutions and deve- lopments. Donahue W. S., Brandt J. C. (eds.). Pyrolysis: Types, Processes. Nova Science Publishers, Inc., 2009, pp. 1–37.Quek, A. Liquefaction of waste tires by pyrolysis for oil and chemicals – a review / A. Quek, R. Balasubramanian // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. – 2013. – Vol. 101. – P. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2013.02.016Quek A., Balasubramanian R. Liquefaction of waste tires by pyrolysis for oil and chemicals – a review. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2013, vol. 101, pp. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2013.02.016Characteristics of pyrolysis products from waste tyres and spent foundry sand co-pyrolysis progress in rubber / D. Perondi, B. S. Scopel, G. C. Collazzo [et al.] // Progress in Rubber, Plastics and Recycling Technology. – 2016. – Vol. 32, № 4. – P. 213–240. https://doi.org/10.1177/147776061603200403Perondi D., Scopel B. S., Collazzo G. C., Silva J. P., Botomé M. L., Dettmer A., Godinho M., Vilela A. C. F. Charac- teristics of pyrolysis products from waste tires and spent foundry sand co-pyrolysis progress in rubber. Progress in Rubber, Plastics and Recycling Technology, 2016, vol. 32, no. 4, pp. 213–240. https://doi.org/10.1177/147776061603200403Innovation in pyrolysis technology for management of scrap tire: a solution of energy and environment / M. Rofiqul, R. Islam, M. Parveen [et al.] // International Journal of Environmental Science and Development. – 2010. – Vol. 1, № 1. – P. 89–96. https://doi.org/10.7763/ijesd.2010.v1.18Islam 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. International Journal of Environmental Science and Development, 2010, vol. 1, no. 1, pp. 89–96. https://doi.org/10.7763/ijesd.2010.v1.18Fuel properties of pyrolytic tyre oil and its blends with diesel fuel – towards waste management / M. Z. H. Khan, Md. I. Hossain, P. K. Halder [et al.] // International Journal of Environment and Waste Management. – 2016. – Vol. 18, № 4. – P. 335–348. https://doi.org/10.1504/ijewm.2016.081835Khan M. Z. H., Hossain Md. I., Halder P. K., Hasan Md. R., Mamun Md. R. A. Fuel properties of pyrolytic tire oil and its blends with diesel fuel – towards waste management. International Journal of Environment and Waste Management, 2016, vol. 18, no. 4, pp. 335–348. https://doi.org/10.1504/ijewm.2016.081835Ilkilic, C. Fuel production from waste vehicle tires by catalytic pyrolysis and its application in a diesel engine / C. Ilkilic, H. Aydin // Fuel Processing Technology. – 2011. – Vol. 92. – P. 1129–1135. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2011.01.009Ilkilic, C., Aydın H. Fuel production from waste vehicle tires by catalytic pyrolysis and its application in a diesel engine. Fuel Processing Technology, 2011, vol. 92, pp. 1129–1135. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2011.01.009Evaluation of the properties of tyre pyrolysis oils obtained in a conical spouted bed reactor / J. Alvarez, G. Lopez, M. Amutio [et al.] // Energy. – 2017. – Vol. 128. – P. 463–474. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.03.163Alvarez J., Lopez G., Amutio M., Mkhize N. M., Danon B., van der Gryp P., Görgens J. F., Bilbao J., Olazar M. Eva- luation of the properties of tire pyrolysis oils obtained in a conical spouted bed reactor. Energy, 2017, vol. 128, pp. 463–474. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.03.163Rowhani, A. Scrap Tyre Management Pathways and Their Use as a Fuel – a Review / A. Rowhani, Th. J. Rainey // Energies. – 2016. – Vol. 9, № 11. – P. 888–913. https://doi.org/10.3390/en9110888Rowhani A., Rainey Th. J. Scrap Tire Management Pathways and Their Use as a Fuel – a Review. Energies, 2016, vol. 9, no. 11, pp. 888–913. https://doi.org/10.3390/en9110888Генарова, Т. Н. Анализ жидких продуктов пиролиза резинотехнических отходов / Т. Н. Генарова, С. М. Лещев. – Мн. : ИТМО, 2022. – 243 с.Genarova T. N., Leshchev S. M. Analysis of liquid products of pyrolysis of rubber waste. Minsk, ITMO, 2022. 243 p. (in Russian).Радченко, Е. Д. Промышленные катализаторы гидрогенизационных процессов нефтепереработки / Е. Д. Радченко, Б. К. Нефедов, Р. Р. Алиев. – М. : Химия, 1987. – 224 с.Radchenko E. D., Nefedov B. K., Aliev R. R. Industrial catalysts for hydrogenation processes in oil refining. Moscow, Khimiya Publ., 1987. 224 p. (in Russian).Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности : ГОСТ 3900-2022. – Взамен ГОСТ 3900-85 : введ. РБ 01.01.2023. – Мн. : Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2023. – 48 с.State Standard 3900-2022. Oil and oil products. Methods for determining density. Minsk, Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification, 2023. 48 p. (in Russian).Продукты химические жидкие. Метод определения показателя преломления : ГОСТ 18995.2-2022. – Взамен ГОСТ 18995.2-73 : введ. РБ 01.01.2023. – М. : Рос. ин-т стандартизации, 2023. – 8 с.State Standard 18995.2-2022. Liquid chemical products. Method for determination of refractive index. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2023. 8 p. (in Russian).Нефтепродукты светлые. Методы определения йодных чисел и содержания непредельных углеводородов : ГОСТ 2070-82. – Взамен ГОСТ 2070-55 : введ. РБ 01.07.1983. – М. : Гос. ком. по стандартам СССР, 1983. – 6 с.State Standard 2070-82. Light petroleum products. Methods for determination of iodine numbers and content of unsa- turated hydrocarbons. Moscow, State Committee for Standards of the USSR, 1983. 6 p. (in Russian).Нефтепродукты. Метод определения кислотности и кислотного числа : ГОСТ 5985-2022. – Взамен ГОСТ 5985-79 : введ. РБ 01.01.2023. – М. : Рос. ин-т стандартизации, 2023. – 16 с.State Standard 5985-2022. Petroleum products. Method for determination of acidity and acid number. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2023. 16 p. (in Russian).Нефтепродукты. Определение содержания серы (ламповый метод) : ГОСТ 32403-2013. – Введ. РБ 01.01.2015. – М. : Стандартинформ, 2014. – 24 с.State Standard 32403-2013. Petroleum products. Determination of sulfur content (lamp method). Moscow, Standartin- form Publ., 2014. 24 p. (in Russian).Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания : ГОСТ 21261-2021. – Взамен ГОСТ 21261-91 : введ. РБ 01.01.2023. – М. : Рос. ин-т стандартизации, 2022. – 30 с.State Standard 21261-2021. Petroleum products. Method for determining the higher calorific value and calculating the lower calorific value. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2022. 30 p. (in Russian).Рекомендации по измерению молекулярной массы нефти методом криоскопии в бензоле на установке Крион-1. – URL: cdn.termexlab.ru/files/c9a56e94/50bd/4281/8d68/b35f5373ac09.pdf. (дата обращения: 07.05.2024).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 7 May 2024) (in Russian).Нефтепродукты и углеводородные растворители. Метод определения анилиновой точки и ароматических углеводородов : ГОСТ 12329-2021. – Взамен ГОСТ 12329-77 : введ. РБ 01.01.2023. – М. : Рос. ин-т стандартизации, 2022. – 17 с.State Standard 12329-2021. Petroleum products and hydrocarbon solvents. Method for determination of aniline point and aromatic hydrocarbons. Moscow, Russian Institute of Standardization, 2022. 17 p. (in Russian).Ouedraogo, A. S. Recent progress of metals supported catalysts for hydrodeoxygenation of biomass derived pyrolysis oil / A. S. Ouedraogo, P. R. Bhoi // Journal of Cleaner Production. – 2020. – Vol. 253. – Art. 119957. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.119957Ouedraogo A. S., Bhoi P. R. Recent progress of metals supported catalysts for hydrodeoxygenation of biomass derived pyrolysis oil. Journal of Cleaner Production. 2020, vol. 253, Art. 119957. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.119957.Бензин неэтилированный АИ-92-К5-Евро «BN». – URL: https://v.belorusneft.by/sitebeloil/ru/center/azs/center/fuelandService/quality/benzin-avtomobilnyj-bn92/. (дата обращения: 02.05.2025).Unleaded gasoline AI-92-K5-Euro «BN». Available at: https://v.belorusneft.by/sitebeloil/ru/center/azs/center/fuelandService/quality/benzin-avtomobilnyj-bn92/ (Accessed 2 May 2025) (in Russian).

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