Состав отходящих газов при каталитическом синтезе углеродных наноматериалов при пиролитическом разложении пропан-бутановой смеси

Анализ отходящих газов установки пиролиза легких углеводородов в процессе синтеза углеродных наноматериалов является актуальной задачей не только для оценки количества образующихся вредных веществ, но и для обеспечения наибольшей производительности реактора и максимальной степени конверсии исходного сырья. Методом газовой хроматографии проведен качественный и количественный анализ отходящих газов: неконденсируемых газообразных фракций и адсорбируемых ароматических углеводородов. В результате экспериментов было установлено, что основными компонентами отходящих газов являются водород и метан. В соответствии с утвержденной в Республике Беларусь методикой измерены значения 16 полициклических ароматических углеводородов, обнаруженных в отходящих газах. Проведено сравнение полученных значений с нормативными предельно допустимыми концентрациями канцерогенов в воздухе. Установлено, что концентрации пирена, фенантрена, аценафтилена, аценафтена превышают норму в 1,5–6 раз, а содержание таких токсикантов, как бенз(а)антрацен, антрацен, бенз(а)пирен и дибенз(а,h)антрацен значительно превышают норму. Полученная информация позволяет оценить степень опасности для экологии и возможный вклад таких установок в загрязнение окружающей среды, а также прогнозировать защитные меры по снижению вредного воздействия.

1. Улучшение эксплуатационных свойств эластомерных композиций введением углеродных наноматериалов / К. В. Вишневский [и др.] // ИФЖ. – 2012. – Т. 85, № 5. – С. 1000–1005.

2. Влияние углеродных наноматериалов на свойства лакокрасочных покрытий / С. А. Жданок [и др.] // ИФЖ. – 2011. – Т. 84, № 6. – С. 1158–1161.

3. Влияние многостенных нанотрубок на прививку транс-этилен-1,2-дикарбоновой кислоты к макромолекулам полиолефинов / Ю. М. Кривогуз [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2014. – Т. 58, № 4. – С. 47–54.

4. Плиско, Т. В. Структура и свойства дисперсий многостенных углеродных нанотрубок в N,N-диметиламиде / Т. В. Плиско, А. В. Бильдюкевич // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2014. – Т. 58, № 3. – С. 67–70.

5. Исследование процесса синтеза углеродных нанотрубок методом каталитического пиролиза пропан-бутановой смеси, на NiMgy катализаторах / Д. А. Турлаков [и др.] // Фундаментальные и прикладные исследования, инновационные технологии, профессиональное образование: сб. тр. – Тамбов, 2006. – С. 51–52.

6. Об условиях формирования углеродных наноструктур на стальной поверхности реактора из продуктов разложения углеводородов в низкотемпературной плазме. Анализ материала по глубине, гипотеза механизма роста / С. А. Жданок [и др.] // ИФЖ. – 2011. – Т. 84, № 3. – С. 491–497.

7. Разложение летучих органических соединений в плазменно-каталитическим реакторе / С. А. Жданок [и др.] // ИФЖ. – 2009. – Т. 82, № 2. – С. 358–363.

8. Моделирование нестационарных процессов каталитического синтеза углеродных нанотрубок в псевдоожиженном слое / О. С. Рабинович [и др.] // Теоретические основы химической технологии. – 2014. – № 1(48). – С. 3–14.

9. Комплексный характер влияния полициклических ароматических углеводородов на метаболические процессы как важный фактор, определяющий особенности их канцерогенной активации / А. Г. Сыса [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2014. – Т. 58, № 1. – С. 53–56.

10. Грушевский, В. В. Мониторинг полициклических ароматических углеводородов в объектах окружающей среды / В. В. Грушевский // Біялогія і хімія. – 2013. – № 12. – С. 61–68.

11. Quantification of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) found in gas and particle phases from pyrolytic processes using gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS) / Nazly E. Sánchez [et al.] // Fuel. – 2013. – Vol. 107. – P. 246–253. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.01.065