chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2017-12-4-36-42chemicallytech-102Research ArticleCHEMISTRY AND TECHNOLOGY OF INORGANIC MATERIALSХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВTHE PYROCARBON FORMATION MECHANISM DURING THE HYDROCARBON PYROLYSIS PROCESSМЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ПИРОУГЛЕРОДА В ПРОЦЕССЕ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯПешневБ. В.PeshnevB. V.

доктор технических наук, профессор кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Moscow 119571, Russia

noemail@neicon.ruФилимоновА. С.FilimonovA. S.

ассистент кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Moscow 119571, Russia

noemail@neicon.ruБаулинС. В.BaulinS. V.

аспирант кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Moscow 119571, Russia

baulinsv@yandex.ruСледзьО. С.SledzO. S.

студентка кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Moscow 119571, Russia

noemail@neicon.ruАсиловаН. Ю.AsilovaN. Yu.

доцент кафедры органической химии

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Moscow 119571, Russia

noemail@neicon.ruМосковский технологический университет (Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова)РоссияMoscow Technological University (M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies)Russian Federation2017280820171243642Copyright © Peshnev B.V., Filimonov A.S., Baulin S.V., Sledz O.S., Asilova N.Y., 20172017Пешнев Б.В., Филимонов А.С., Баулин С.В., Следзь О.С., Асилова Н.Ю.Peshnev B.V., Filimonov A.S., Baulin S.V., Sledz O.S., Asilova N.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/102

Experimental results confirming the mechanism of pyrocarbon formation through the steps of high-molecular pyrolysis products forming in the gas phase are presented. Adsorption of high-molecular pyrolysis products on the active centers of the substrate localized at the boundaries of the contacts of its crystallites and their subsequent carbonization is confirmed. The decreasing in the length of the substrate crystallites contact boundaries leads to the increase in the content of high-molecular compounds in the gas and to the decrease in the hydrogen concentration is shown. The relation between the composition of the exhaust gas and the surface of the sealing material creates the prerequisites for controlling the pyro-consolidation process according the composition of the off-gas. The composition of high-molecular liquid pyrolysis products was identified. The difference in the composition of high-molecular pyrolysis products of the propane-butane fraction and the electric cracking gas was established. The influence of raw materials and pyrolysis conditions on the group composition of high-molecular pyrolysis products formed is shown.

Представлены экспериментальные результаты, подтверждающие механизм образования пироуглерода через стадии возникновения в газовой фазе высокомолекулярных продуктов пиролиза, их адсорбции на активных центрах подложки, локализующихся на границах контактов ее кристаллитов, и последующей карбонизации. Показано, что сокращение протяженности границ контактов кристаллитов подложки приводит к увеличению содержания в газе высокомолекулярных соединений и снижению концентрации водорода. Взаимосвязь между составом отходящего газа и поверхностью уплотняемого материала создает предпосылки для управления процессом пироуплотнения по составу отходящего газа. Идентифицирован состав высокомолекулярных жидких продуктов пиролиза. Установлено различие в составах высокомолекулярных продуктов пиролиза пропан-бутановой фракции и газа электрокрекинга. Показано влияние сырья и условий пиролиза на групповой состав образующихся высокомолекулярных продуктов пиролиза.

пироуглеродпиролизсмолы пиролизавысокомолекулярные соединениягетерогенный факторактивные центрыpyrocarbonpyrolysispyrolysis resinshigh-molecular compoundsheterogenetic factoractive centersReferencesСмирнова Н.С., Шляпин Д.А., Суровикин Ю.В., Аношкина Е.А., Темерев В.Л., Шитова Н.Б., Цырульников П.Г. Влияние углеродного носителя на каталитические характеристики Pd/сибунит и Pd-Ga/сибунит в процессе жидкофазного гидрирования ацетилена // Химия Твердого Топлива, 2015. № 1. С. 17-22.Smirnova N.S., Shlyapin D.A., Surovikin Yu.V., Anoshkina E.A., Temerev V.L., Shitova N.B., Tsyrulnikov P.G. The influence of the carbon support on the catalytic characteristics of Pd / sibunite and Pd-Ga / sibunite during the liquid phase hydrogenation of acetylene // Khimiya tverdogo topliva (Solid Fuel Chemistry). № 1. P. 17–22. (in Russ.).Суровикин Ю.В., Шайтанов А.Г., Резанов И.В. Электропроводность частиц нанокомпозита на основе технического углерода // Динамика систем, механизмов и машин. 2016. Т. 3. № 1. С. 296-300.Surovikin Yu.V., Shaytanov A.G., Rezanov I.V. Electrical conductivity of nanocomposite particles based on carbon black // Dinamika system, mekhanizmov i mashin (The dynamics of Systems, Mechanisms and Machines). 2016. V. 3. № 1. P. 296–300. (in Russ.).Суровикин Ю.В., Лихолобов В.А., Сырьева А.В. Свойства пироуглеродной матрицы гранулированного нанокомпозита // Динамика систем, механизмов и машин. 2016. Т. 3. № 1. С. 288-295.Surovikin Yu.V., Lykholobov V.A., Syrieva A.V. Properties of the pyrolytic matrix of a granular nanocomposite // Dinamika system, mekhanizmov i mashin (The dynamics of Systems, Mechanisms and Machines). 2016. V. 3. № 1. P. 288–295. (in Russ.).Grisdale R.O. The formation of black carbon // J. Appl. Phys. 1953. V. 24. № 9. P. 1082-1091.Grisdale R.O. The formation of black carbon // J. Appl. Phys. 1953. V. 24. № 9. P. 1082–1091.Grisdale R.O. The formation of carbon black // J. Appl. Phys. 1953. V. 24. № 9. P. 1288-1296.Grisdale R.O. The formation of carbon black // J. Appl. Phys. 1953. V. 24. № 9. P. 1288–1296.Костиков В.И. Углерод-углеродные композиционные материалы // ЖВХО им. Д.И. Менделеева. 1989. Т. 34. № 5. С. 492-501.Kostikov V. I. Carbon-carbon composite materials // ZhVHO im. D.I. Mendeleeva (Mendeleev Chemistry Journal). 1989. V. 34. № 5. P. 492–501. (in Russ.).Теснер П.А., Городецкий А.Е., Бородина Л.М., Денисевич Е.В., Ляхов А.Г. Двухстдийная модель образования пироуглерода и ее экспериментальная проверка // ДАН СССР. 1977. Т. 235. № 2. С. 410-413.Tesner P.A., Gorodetsky A.E., Borodina L.M., Denisevih E.V., Lyahov A.G. Two-stage model of pyrocarbon formation and its experimental verification // DAN SSSR (Reports of the Academy of Sciences of the USSR). 1977. V. 235. № 2. P. 410–413. (in Russ.).Филимонов А.С., Пешнев Б.В., Асилова Н.Ю. Механизм образования пироуглерода на поверхности технического углерода // Вестник МИТХТ. 2013. Т. 8. № 3. С. 112-116.Filimonov A.S., Peshnev B.V., Asilova N.Yu. The mechanism of pyrolytic carbon formation on the carbon black surface // Vestnik MITHT (Fine Chemical Technologies). 2013. V. 8. № 3. P. 112–116. (in Russ.).Филимонов А.С., Пешнев Б.В., Суровикин Ю.В., Трофимова Н.Н., Асилова Н.Ю. Влияние угле- родной поверхности на закономерности образования пироуглерода // Вестник МИТХТ. 2014. Т. 9. № 6. С. 99-102.Filimonov A.S., Peshnev B.V., Surovikin Yu.V., Trofimova N.N., Asilova N.Yu. Influence of the carbon surface on the pattern of pyrolytic carbon formation // Vestnik MITHT (Fine Chemical Technologies). 2014. V. 9. № 6. P. 99–102. (in Russ.).Суровикин Ю.В., Шайтанов А.Г., Сырьева А.В., Резанов И.В. Свойства частиц нанодисперсного технического углерода после термического воздействия // В cб.: Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства. Материалы 5-й Междунар. науч.-техн. конф. 2015. С. 119-120.Surovikin Yu.V., Shaytanov A.G., Syreva A.V., Rezanov I.V. The properties of particles of nanodispersed technical carbon after thermal exposure // In book: Tekhnika i tekhnologiya nephtekhimicheskogo i nephtegazovogo proizvodstva (Technique and technology of petrochemical and oil and gas production). The Materials of the 5th Int. scientific and technical conf. 2015. P. 119–120. (in Russ.).Эстрин Р.И. Разработка метода комплексного анализа саж (технического углерода): дис. ... канд. техн. наук. М., 1988. 173 с.Estrin R.I. Development of a method for the integrated analysis of soot (carbon black): The diss. ... Ph.D. (Engineering). Moscow, 1988. 173 p. (in Russ.).Песин О.Ю., Эстрин Р.И. Метод комплексного анализа саж (КомпАС) и перспективы его ис- пользования // Химия твердого топлива. 1997. № 3. С. 14-28.Pesin O.Yu., Estrin R.I. The method of complex analysis of soot (CompAS) and the prospects for its use // Khimiya tverdogo topliva (Solid Fuel Chemistry). 1997. № 3. P. 14–28. (in Russ.).Эстрин Р.И. Информационные возможности метода комплексного анализа саж // Наука и технология углеводородов. 2000. № 4 (11). С. 92-101.Estrin R.I. Information capabilities of the method of complex analysis of soot // Nauka i tehnologiya uglevodorodov (Science and Technology of Hydrocarbons). 2000. № 4 (11). P. 92–101. (in Russ.).Гусев А.И. Наноструктуры, наноматериалы, нанотехнологии. М.: Физматлит, 2007. 416 с.Gusev A.I. Nanostructures, nanomaterials, nanotechnologies. Moscow: Phismatlit Publ., 2007. 416 p. (in Russ.).Химические вещества из угля / под ред. Фальбе Ю. М.: Химия, 1980. 616 с.Chemicals from coal / Ed. by Falbe Yu. Moscow: Khimiya Publ., 1980. 616 p. (in Russ.).Сюняев З.И. Нефтяной углерод. М.: Химия, 1980. 271 с.Sunyaev Z.I. Oil carbon. Moscow: Khimiya, Publ., 1980. 271 p. (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.