Установление химического состава жидких продуктов термокаталитического расщепления углеводородных смесей
DOI:
https://doi.org/10.15328/cb2026_114Ключевые слова:
пиролиз, сопиролиз, термокатализ, отходы, угольная пыль, пластмассы\, госсиполовая смола, нефтешламАннотация
В работе представлены результаты комплексного экспериментального исследования процессов совместного пиролиза углеродсодержащих отходов различного происхождения, включая угольную пыль месторождения Кулан, отходы пластмасс на основе полиэтилена и полипропилена, госсиполовую смолу, выделенную из соапстока производства хлопкового масла, а также нефтешлам нефтеперерабатывающего завода «Petro Kazakhstan Oil Products» (г. Шымкент). Эксперименты проведены в широком температурном интервале 500-700 °C при атмосферном давлении в инертной (N₂) и слабокислотной (CO₂) газовых средах. С использованием экстракционных методов выполнены фракционное разделение и идентификация компонентов жидких продуктов пиролиза. Установлено, что природа газовой среды и температура процесса оказывают определяющее влияние на выход и соотношение масляной, смолистой, асфальтеновой фракций и нерастворимых веществ. Показано, что при совместном термокаталитическом расщеплении индивидуальных отходов и их смесей (1:1:1:1) формируется жидкий продукт с преобладанием масел и смол при пониженном содержании асфальтенов. Выявлен выраженный синергетический эффект сопиролиза, связанный с деструкцией полифенольных структур и жирных кислот госсиполовой смолы с образованием водорода, способствующего стабилизации активных углеводородных радикалов, возникающих при термическом разложении угольной пыли и полимерных отходов. Это приводит к интенсификации реакций вторичного синтеза с образованием олефинов, ароматических углеводородов и смолистых соединений, а также к перераспределению фракционного состава жидких продуктов в сторону увеличения доли масел при повышении температуры. Хроматомасс-спектрометрический анализ показал, что сопиролиз многокомпонентной смеси обеспечивает формирование углеводородных продуктов с равномерным распределением по основным классам соединений, что подтверждает перспективность данного подхода для комплексной переработки разнородных углеродсодержащих отходов.
Библиографические ссылки
1. Romanova TA, Mikhailova ES, Ismagilov ZR (2017) Chemistry for Sustainable Development 25(6):544–551. https://doi.org/10.15372/CSD20170602
2. Aubakirov Y, Tashmukhambetova Z, Imanbayev Y, Nurtazina N, Kenzheyev B, Toshtay K (2024) ES Mater Manuf 24:1123. https://doi.org/10.30919/esmm1123
3. Li X, He L, Xu Z, Wang Z, Zhang S (2024) Process Saf Environ Prot 187:1010-1021. https://doi.org/10.1016/j.psep.2024.05.037
4. Singh RK, Gu S, Baliarsingh N (2025) S Afr J Chem Eng 54:216-230. https://doi.org/10.1016/j.sajce.2025.08.005
5. Yang Y, Wang Q, Li H (2023) Molecules 28(5)2313. https://doi.org/10.3390/molecules28052313
6. Zhang Q, Zhang S, Liu J, Chen X, Li W (2023) RSC Advances 13:33852–33862. https://doi.org/10.1039/D3RA06925G
7. Xie B, Zhang X, Gu S, Du Y, Wu J (2025) J Anal Appl Pyrolysis 193:107424. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2025.107424
8. Tashmukhambetova Z, Aubakirov Y, Imanbayev Y, Nurtazina N, Kenzheyev B (2024) Chem J Kaz 3:157-166. https://doi.org/10.51580/2024-3.2710-1185.41
9. Wang YP, Zhang SM, Wu QH, Duan DL, Liu YH, et al (2019) International Int J Agric Eng 12(6)202–208. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20191206.4599
10. Wang Y, Dai L, Wang R, Fan L, Liu Y, et al (2016) J Anal Appl Pyrolysis 119:251–258. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2016.01.008
11. Smith J, Johnson M, Lee A (2019) Fuel 255:115773. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.03.030
12. Zhang X, Hu H, Pan H, Li D, Yan Y (2021) Nanomaterials 11(7):1659. https://doi.org/10.3390/nano11071659
13. Mousavi MV, Rezvani B, Hallajisani A (2025) J Energy Inst 119 102007. https://doi.org/10.1016/j.joei.2025.102007
14. Xuan W, Yan S, Dong Y (2023) Processes 11(9):2764. https://doi.org/10.3390/pr11092764
15. Marwani M, Trifarizy MD (2024) J Electr Eng Comput Sci 5(1):29–34. https://doi.org/10.51630/ijes.v5i1.104
16. Hamd MI, Akream NS, Gheni SAK (2025) J Pet Sci Res 15(3):68–84. https://doi.org/10.52716/jprs.v15i3.958
17. Silva RJO, Graf K, Leite ML (2025) J Eng Appl Sci 72:251. https://doi.org/10.1186/s44147-025-00799-2
18. Damayanti D, Saputri DR, Marpaung DSS., Yusupandi F, Sanjaya A, et al (2022) Polymers 14(15)3133. https://doi.org/10.3390/polym14153133
19. Hu C, Tang Z, Yao D, Yang H, Shao J, Chen H (2020) J Clean Prod 260:121102. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121102
20. Hong D, Li P, Xi T, Guo S (2021) Energy 218:119553. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.119553
21. Larionov K, Kaltaev A, Slyusarsky K, Gvozdyakov D, Zenkov A, et al (2022) Appl Sci 12(3):1012. https://doi.org/10.3390/app12031012
22. Chu Z, Li Y, Zhang C, Fang Y, Zhao J (2023) J Environ Chem Eng 11:109692. https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.109692
23. Di X, Pan H, Li D, Hu H, Hu Z, Yan Y (2021) Environ Sci Pollut Res 28:15536–15552. https://doi.org/10.1007/s11356-021-12872-z
24. Imanbayev Ye, Tileuberdi Ye, Aubakirov Ye et al (2025) Processes 13(11):3404. https://doi.org/10.3390/pr13113404
25. Bian H, Chen S, Qi J, Zhang L, Li Y. (2026) J Anal Appl Pyrolysis 193:107428. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2025.107428
26. Han L, Li J, Qu C, Shao Z, Yu T, Yang B (2022) Sustainability 14(13):7574. https://doi.org/10.3390/su14137574
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Авторы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License (CC BY-NC-ND 4.0), которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
