Использование метода ИК-спектроскопии при анализе эффективности селективной очистки масляных экстрактов

Одним из способов очистки от канцерогенных углеводородов масляных экстрактов, применяемых в качестве масел-пластификаторов для резинотехнических изделий, является жидкостная экстракция. Эффективность этого метода во многом определяется селективными и растворяющими свойствами разделяющего агента. Однако при осуществлении сравнительного анализа перспективных методов экстрагирования важно также использовать оперативные методы исследования состава получаемых продуктов. Рассмотрено влияние природы селективных растворителей на эффективность очистки масляных экстрактов от полициклических ароматических компонентов, включающих канцерогенные углеводороды (бенз(а)пирен, бенз(е)пирен, бенз(а)антрацен, хризен, бенз(b)флуорантен и т.д.). Используя метод ИК-Фурье спектроскопии, исследован структурно-групповой состав образцов очищенного масляного экстракта и экстрактов второй ступени очистки. Установлено, что по эффективности экстрагирования полициклических ароматических углеводородов из масляных экстрактов исследуемые растворители можно расположить в следующий возрастающий ряд: диметилсульфоксид < N-метилпирролидон + 10% масс. этиленгликоля < N-метилпирролидон + 50% масс. триэтиленгликоля. При использовании растворителя N-метилпирролидон + 50% масс. триэтиленгликоля снижается доля полиалкилзамещенных и конденсированных ароматических структур в очищенном масляном экстракте на 16,8%, выход масляного экстракта возрастает более чем на 25% масс. в сравнении с экстракционной очисткой растворителем N-метилпирролидон + этиленгликоль, который обеспечивает очистку масляных экстрактов согласно требованиям Евросоюза (Директива № 2005/69/ЕС). Следовательно, растворитель N-метилпирролидон + 50% масс. триэтиленгликоля целесообразно использовать для очистки масляных экстрактов от компонентов, оказывающих техногенное воздействие на окружающую среду и здоровье человека, а метод ИК-спектроскопии – при анализе эффективности селективной очистки масляных экстрактов.

1. Шалашова А. А., Новоселов А. С., Лазарев М. А, Щепалов А. А. Некоторые параметры рафинатов и масел пластификаторов для автомобильных шин после очистки от канцерогенноопасных компонентов путем использования пропиленкарбоната как экстрагента исходных сырьевых смесей // Вестник технологического университета. 2017. Т. 20, N 20. С. 64–66.

2. Шалашова А. А., Семенычева Л. Л., Новоселов А. С., Лазарев М. А., Щепалов А. А. Алкилирование нефтяной экстрагированной тяжелой фракции некоторыми субстрактами с целью снижения содержания опасны ПАУ // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия. 2019. Т. 11, N 1. С. 42–49. https://doi.org/10.14529/chem190105.

3. Antonova S. A., Tonkonogov B. P., Kislyakova A. Yu., Dorogochinskaya V. A. Production technologies of various types of environmentally friendly plasticizer oils // Chemistry and technology of fuels and oils. 2020. Vol. 56, no. 3. P. 373–389. https://doi.org/10.1007/s10553-020-01148-0.

4. Заглядова С. В., Антонов С. А., Маслов И. А., Китов М. В., Рудяк К. Б., Лейметер Т. Д. Технология производства экологически безопасных маселпластификаторов // Нефтехимия. 2017. Т. 57. N 6. С. 726–736. https://doi.org/10.7868/S0028242117060168.

5. Tonkonogov B. P., Bagdasarov L. N., Kozhevnikov D. A., Karimova A. F. Separation of solvent extracts using liquid propane to obtain petroleum plasticizers // Chemistry and Technology of Fuels and Oils.2013. Vol. 49, no. 5. P. 369–374. https://doi.org/10.1007/s10553-013-0456-2.

6. Флисюк О. М., Константинов В. А., Лихачёв И. Г., Борисова Е. И. Экстракционная очистка маселпластификаторов // Модернизация и инновационное развитие топливно-энергетического комплекса: материалы III Междунар. науч.-практ. конф. (Санкт-Петербург, 09 октября 2020 г.). СПб.: Изд-во НИЦ «МашиноСтроение», 2020. С. 29–31. https://doi.org/10.26160/2618-8953-2019-3-29-31.

7. Гольдберг О. Д. Контроль производства масел и парафинов. Л.-М.: Химия, 1964. 248 с.

8. Грушова Е. И., Бондарук О. Н., Талерко Е. С. Исследование влияния активирующих добавок на экстракционные свойства фенола // Труды БГТУ. Серия IV. Химия и технология органических веществ. 2001. Т. 1, N 4. С. 73–76.

9. Глебовская Е. А. Применение инфракрасной спектроскопии в нефтяной геохимии. Л.: Недра, 1971. 140 с.

10. Garmarudi A. B., Khanmohammadi М., Fard H. G., de la Guardia М. Origin based classification of crude oils by infrared spectrometry and chemometrics // Fuel. 2019. Vol. 236. P. 1093–1099. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.09.013.

11. Guiliano М., Mille G., Kister J., Muller J. F. Etude des specters IRTF de charbons francais demineralises et de leurs maceraux // Journal of Chemical Physics. 1988. Vol. 85. P. 963–970. https://doi.org/10.1051/jcp/1988850963.

12. Berthold Р., Staude В., Bernhard U. IR-spektrometrische strukturgruppe analyse aromaten baltiger mineralölprodukte // Schmierungstechnik. 1976. N. 7. P. 280–283.

13. Сафиева Р. З., Кошелев В. Н., Иванова Л. В. ИК-спектрометрия в анализе нефти и нефтепродуктов // Вестник Башкирского государственного университета. 2008. Т. 13, N 4. С. 869–874.

14. Агаев С. Г., Землянский Е. О., Гультяев С. В. Парафиновые отложения Верхнесалатского месторождения нефти Томской области // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2006. N 3. С. 8–12.

15. Koshelev V. N., Gordadze G. N., Ryabov V. D., Chernova O. B. Transformations of crude oils in in-situ combustion and prolonged contact with the environment // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2005. Vol. 41, no. 2. P. 104–107. https://doi.org/10.1007/s10553-005-0030-7.

16. Парфенова П. М., Косякова Л. С., Артемьев В. Ю., Григорьев Е. Б., Шафиев И. М. Физико-химическая характеристика конденсатов Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения // Вести газовой науки: сб. науч. ст. 2012. N 3 (11). Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов. С. 20–35.

17. Савельев В. В., Саидбеков И. Ч., Сурков В. Г., Головко А. К., Мракин А. Н. Структура смол и асфальтенов жидких продуктов термолиза озонированного органического вещества разного типа // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. N 12. С. 1597–1600.

18. Грушова Е. И., Юсевич А. И. Применение добавок химических соединений для интенсификации процессов экстракции, флотации, адсорбции: монография. Минск: Из-во БГТУ, 2006. 172 с.

19. Казакова Л. П., Крейн С. Э. Физикохимические основы производства нефтяных масел. М.: Химия, 1978. 320 с.

20. Проблемы совершенствования технологии производства и улучшения качества нефтяных масел: сб. тр.; под ред. Е. Н. Заяшникова М.: Нефть и газ, 1996. 198 с.