Экстракционно-хроматографическое определение состава бензиновой фракции пиролизата автомобильных шин, гидрированного на различных катализаторах

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. 

1. Nkosi, 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.

2. 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.

3. 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.2013.02.016

4. Characteristics 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/10.1177/147776061603200403

5. Innovation 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.v1.18

6. Fuel 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.2016.081835

7. Ilkilic, 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.2011.01.009

8. Evaluation 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.2017.03.163

9. Rowhani, 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/en9110888

10. Генарова, Т. Н. Анализ жидких продуктов пиролиза резинотехнических отходов / Т. Н. Генарова, С. М. Лещев. – Мн. : ИТМО, 2022. – 243 с.

11. Радченко, Е. Д. Промышленные катализаторы гидрогенизационных процессов нефтепереработки / Е. Д. Радченко, Б. К. Нефедов, Р. Р. Алиев. – М. : Химия, 1987. – 224 с.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. Нефтепродукты. Определение содержания серы (ламповый метод) : ГОСТ 32403-2013. – Введ. РБ 01.01.2015. – М. : Стандартинформ, 2014. – 24 с.

17. 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.

18. 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).

19. 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.

20. 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.2020.119957

21. 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).