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