ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВЫДЕЛЕНИЯ ДИПЕНТЕНА ИЗ ЖИДКОСТИ, ПОЛУЧЕННОЙ ПОСРЕДСТВОМ ПИРОЛИЗА АВТОПОКРЫШЕК В РАСПЛАВЕ СВИНЦА
Аннотация
Работа направлена на экспериментальное обоснование параметров выделения дипентена (dl-лимонена) из пиролизной жидкости, полученной пиролизом в расплаве свинца автопокрышек отечественных и зарубежных марок. Пиролизная жидкость выделена в условиях, способствующих снижению содержания серы и повышению доли дипентена в прямоконтактном реакторе в расплаве свинца и в диапазоне температур 400-470 °С. Опробован способ выделения дипентена из пиролизной жидкости путем ее дистилляции при нормальном давлении, в вакууме, а также двухступечатой перегонки (вначале с водяным паром, затем вакуумной дистилляции) с получением фракций, обогащенных дипентеном. Получены результаты, которые демонстрируют, что на этом этапе исследования химически нестабильная фракция полиеновых углеводородов в составе пиролизной жидкости активно полимеризуется во время перегонок. Проведен хроматографический анализ исходных образцов и полученных фракций от перегонок, который показал, что в исходном сырье содержится свыше 100 химических веществ с содержанием дипентена не более 17%. На основании оценки полученных количественных характеристик установлены параметры дистилляции, обеспечивающие максимальный выход дипентена. В предложенных условиях достигнуто обогащение дипентеном отдельных фракциях в ~4-6 раз по сравнению с исходным его содержанием в пиролизной жидкости. При перегонке в вакууме выделена фракция с выходом 19,6% с содержанием дипентена до 40,8%, выделена узкая фракция с выходом 4,8% с максимальным содержанием дипентена 49,9%. При перегонке с паром и последующей вакуумной разгонкой с суммарным выходом 17% выделены фракции с содержанием дипентена 24-36 %. Для дальнейшего концентрирования дипентена, очевидно, потребуются проведение более сложных операций химического синтеза и фракционирования. Полученные данные могут представлять интерес при разработке нового технологического процесса пиролиза шин в расплаве тяжелых металлов (свинца), повышению его эффективности за счет выделения экономически важных компонентов для получения товарных продуктов.
Литература
Islam M.R., Il K.S, Haniu H., Beg M.R.A. Fire-tube heating pyrol-ysis of car tire wastes: end uses of product liquids as fuels and chem-icals. Internat. Energy J. 2008. V. 9. N 3. P. 189-198.
Juma M., Koreňová Z., Markoš J., Annus J., Jelemenský Ľ. Pyrolysis and combustion of scrap tire. Review. Petroleum Coal. 2006. V. 48. N 1. P. 15-26.
Danon B., Van der Gryp P., Schwarz C.E., Gorgens J.F. A review of dipentene (dl-limonene) production from waste tire pyrolysis. J. Analyt. Appl. Pyrol. 2015. V. 112. P. 1-13. DOI: 10.1016/j.jaap.2014.12.025.
Stanciulescu M., Ikura M. Limonene ethers from tire pyrolysis oil. Part 1: Batch experiments. J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2006. V. 75. N 2. P. 217-225. DOI: 10.1016/j.jaap.2005.06.003.
Skomorokhova S.N., Nikolaev A.N. Conditioning of spent ion-exchange resins followed by solidification in the alkali-slag long-lived matrix with an increased level of filling with resins. Orient. J. Chem. 2015. 31(4). P. 2165-2178.
Skomorokhova S.N., Nikolaev A.N. The immobilization of the ash residue produced as a result of processing ra-dioactive ion-exchange resins in a lead melt. Asian J. Mi-crobiol., Biotechnol. and Environ. Sci. 2016. 18(4). P. 1063-1069.
Ulyanov V.V., Alexeyev V.V., Gulevsky V.A., Storozhenko A.N. Prospects of using liquid metal coolants in fast reactors. Res. J. Pharmaceut., Biolog. and Chem. Sci. 2016. V. 7. N 1. P. 1130-1139.
Ulyanov V.V., Gulevskiy V.A., Martynov P.N., Fomin A.S., Shelemetev V.M., Sadovnichiy R.P., Niyazov S.A.S. The use of Pb and Pb-Bi coolants in new technolo-gies for processing solid, liquid and gaseous media. Izv. Vuzov. Yadernaya Energetika. 2012. N 4. С. 102-109 (in Russian).
Shipei Xu, Dengguo Lai, Xi Zeng. Pyrolysis characteristics of waste tire particles in fixed-bed reactor with internals. Carbon Resour. Convers. 2018. DOI: 10.1016/j.crcon.2018.10.001.
Riedewalda F., Goodea K., Sextonb A., Sousa-Gallagherc M.J. Scrap tyre recycling process with mol-ten zinc as direct heat transfer and solids separation fluid: A new reactor concept. MethodsX. 2016. V. 3. P. 399-406.
Williams P.T. Pyrolysis of waste tyres: a review. Waste Manage-ment. 2013. V. 33. P. 1714-1728. DOI: 10.1016/j.wasman.2013.05.003.
Hossain S., Rahman A.N.M. Production of liquid fuel from pyrolysis of waste tires. Intern. J. Sci. Eng. Res. 2015. V. 6. N 11. P. 1224-1229.
Pakdel H., Pantea D.M., Roy C. Production of dl-limonene by vacuum pyrolysis of used tires. J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2001. V. 57. N 1. P. 91-107. DOI: 10.1016/S0165-2370(00)00136-4.
Quek A., Balasubramanian R. Liquefaction of waste tires by py-rolysis for oil and chemicals – A review. J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2013. V. 101. P. 1-16. DOI: 10.1016/j.jaap.2013.02.016.
Cunliffe A.M., Williams P.T. Composition of oils derived from the batch pyrolysis of tyres. J. Anal. Appl. Pyrolysis. 1998. V. 44. P. 131-152. DOI: 10.1016/S0165-2370(97)00085-5.
Laresgoiti M.F., Caballero B.M., De Marco I., Torres A., Cabrero M.A., Chomon M.J. Characterization of the liquid prod-ucts obtained in tire pyrolysis. J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2004. V. 71. N 2. P. 917-934. DOI: 10.1016/j.jaap.2003.12.003.
Roy C., Chaala. A., Darmstadt H. The vacuum pyroly-sis of used tires: End-uses for oil and carbon black prod-ucts. J. Anal. Appl. Pyrolysis. 1999. V. 51. N 1-2. P. 201-221. DOI: 10.1016/S0165-2370(99)00017-0.
Dai X., Yin X., Wu C., Zhang W., Chen Y. Pyrolysis of waste tires in a circulating fluidized-bed reactor. Energy. 2001. V. 26. P. 385-99. DOI: 10.1016/S0360-5442(01)00003-2.
Rofiqul I.M., Haniu H., Rafiqul A.B.M. Limonene-rich liquids from pyrolysis of heavy automotive tire wastes. J. Environ. Engin. 2007. V. 2. N 4. P. 681-695. DOI: 10.1299/jee.2.681.
Ulyanov V.V., Koshelev M.M., Kharchuk S.E., Gulevskii V.A., Timochkin A.V. Study of the pyrolysis of solid organic polymers by their heating with metal melt. Petrol. Chem. 2018. V. 58. N 1. P. 68-75. DOI: 10.1134/S0965544118010140.
Martinez J.D., Puy N., Murillo R., Garcia T., Navarro M.V., Mastral A.M. Waste tyre pyrolysis – a review. Re-newable and Sustainable Energy Reviews. 2013. V. 23. P. 179-213. DOI: 10.1016/j.rser.2013.02.038.
Rachkov V.I., Martynov P.N., Askhadullin R.Sh., Grigorov V.V., Denisova N.A., Loginov N.I., Melnikov V.P., Mikheyev A.S., Portyanoy A.G., Serdun E.N., Sorokin A.P., Storozhenko A.N., Ulyanov V.V., Yagodkin I.V. Innovative technologies developed at SSC RF-IPPE. Izv. Vuzov. Yadernaya energetika. 2014.
N 1. P. 16-38.
