REGULARITIES OF COOLIGOMERIZATION OF C9 FRACTION AND HEAVY PYROLYSIS TAR MONOMERS

Досліджено закономірності коолігомеризації фракції С9 піролізу дизельного палива з важкою смолою піролізу вприсутності каталізатора катіонної полімеризації – AlCl3. Вивчено залежність виходу та фізико-хімічнихвластивостей отриманих коолігомерів від співвідношення фракція С9 / важка смола піролізу та умов процесу.Встановлено оптимальні умови.Исследованы закономерности соолигомеризации фракции С9 пиролиза дизельного топлива с тяжелой смолойпиролиза в присутствии катализатора катионной полимеризации – AlCl3. Изучена зависимость выхода ифизико-химических свойств полученных соолигомеров от соотношения фракция С9/тяжелая смола пиролиза иусловий процесса. Установлены оптимальные условия.Regularities of cooligomerization of С9 fraction of diesel fuel pyrolysis and heavy pyrolysis tar withcationic polymerization catalyst - AlCl3, have been investigated. The obtained cooligomer yield and physicochemicalproperties dependences on the C9 fraction/heavy pyrolysis tar ratio and process conditions have been studied. Theoptimal conditions have been determined

Дослідження естерифікації суміші нижчих дикарбонових кислот 2-етилгексан-1-олом у присутності п-толуенсульфонової кислоти

Regularities of esterification of the mixture of lower dicarboxylic acids (succinic, glutaric, adipic) by 2-ethylhexan-1-ol in the presence of catalysts – p-toluensulfonic and sulfuric acids under non-stationary conditions were studied. It was found that in the presence of mineral acid, the reaction flows at a lower rate. Application of benzene as a substance that facilitates separation of water, formed in the esterification reaction, makes it possible, due to a lower reaction temperature, to decrease energy consumption of the process at an increase in conversion of dicarboxylic acids from 95.8 to 99.5 %. It was shown that the use of activated carbon of different brands simultaneously with catalysis by p-toluensulfonic acid with virtually the same effectiveness can decrease chromaticity intensity of esterification products by more than three times. The use of finely dispersed activated carbon 208CP and DCL 200 compared with coarse-grained activated carbon BAU-A additionally provides higher intensity of esterification reaction due to improvement of removal of water from the reaction mixture. It was found that an increase in the content of activated carbon DLC 200 by more than 0.3 % by weight in the reaction mixture contributes to a sharp decrease in the process intensity. This influence is explained by neutralization of a part of the catalysts by alkaline components of activated carbon, which decreases its active concentration and inhibits the reaction. Optimum conditions of the esterification process were proposed. The authors determined dependences of density and kinematic viscosity of the mixture of diesters of succinic, glutaric and adipic acids, and 2-ethylhexan-1-ol, separated from the esterification reaction products, on temperature and described them with regression equationsИсследована этерификация низших дикарбоновых кислот 2-этилгексан-1-олом, катализируемая п-толуолсульфоновой кислотой. Определено влияние бензола, катализатора, активированного угля на продолжительность реакции, конверсию карбоксильных групп реагентов и интенсивность окраски реакционной смеси. Установлены оптимальные условия процесса получения смеси диэфиров янтарной, глутаровой, адипиновой кислот и определены состав и физические свойства этой смесиДосліджено естерифікацію нижчих дикарбонових кислот 2-етилгексан-1-олом, каталізовану п-толуенсульфоновою кислотою. Визначено вплив бензену, каталізатора, активованого вугілля на тривалість реакції, конверсію карбоксильних груп реагентів та інтенсивність забарвлення реакційної суміші. Встановлено оптимальні умови процесу одержання суміші діестерів бурштинової, глутарової, адипінової кислот і визначено склад та фізичні властивості цієї суміш

Дослідження процесу епоксидування вуглеводнів фракції С9 та ненасичених коолігомерів пероксіетановою кислотою

We have studied regularities of the epoxidation process of the С9 fraction of liquid by-products of the pyrolysis of hydrocarbons and co-oligomers based on the С9 fraction with peracetic acid. It is established that the use of the specified system makes it possible to achieve high values of conversion for double bonds and the selectivity of epoxidation process, sufficiently high yield of epoxy-containing co-oligomers. We established the possibility to use the С9 fraction of liquid by-products of hydrocarbon pyrolysis (the accompanying product of ethylene production) as a raw material for obtaining epoxides, which is a rational method in order to dispose of the fraction. We analyzed experimental dependences of reagents consumption and the formation of epoxide in the reaction of the С9 fraction epoxidation. It was established that the resulting values for selectivities of the epoxidation process by double bonds when obtaining epoxy-containing co-oligomers are the highest in the case of epoxidation of co-oligomers, synthesized by the heterogeneous catalytic co-oligomerization of the С9 fraction S9 hydrocarbons using, as a catalyst, activated bentonite clay. The synthesized epoxy-containing co-oligomers retain residual unsaturation. It is obvious that the unsaturated bonds of styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, allylbenzene links at the ends of a co-oligomer macromolecules are easily epoxidized. The selectivity of epoxidation of co-oligomers, obtained by different methods of co-oligomerization of the С9 fraction hydrocarbons (homogeneous catalytic, heterogeneous catalytic, initiated, and thermal) is different (60.2‒96.1 %) and depends on the nature of the starting co-oligomer. Using the methods of 1H NMR-, Raman-, and infrared spectroscopy, we confirmed the high content of epoxy groups in the composition of epoxy-containing co-oligomers and the progress of the epoxidation reaction. Applying the method of 1H NMR spectroscopy, we established the presence of epoxy groups formed based on the resulting vinyl double bonds of co-oligomers. Due to the content of oxirane oxygen and a high reaction ability of the oxirane ring, epoxy-containing co-oligomers can act as the raw material for subsequent obtaining of various chemical substances: glycols, carbonyl compounds, plasticizers, polymers.Исследованы закономерности процесса эпоксидирования фракции С9 жидких побочных продуктов пиролиза углеводородов и коолигомеров на основе фракции С9 пероксиэтановой кислотой. Установлено, что использование указанного эпоксидирующего агента позволяет достичь высоких значений конверсии ненасыщенных связей и селективности процесса эпоксидирования. Использование фракции С9 (побочного продукта производства этилена) в качестве сырья для получения эпоксидов является оптимальным способом ее утилизации. Методами 1Н-ЯМР, Раман- и ИК-спектроскопии подтверждено содержание эпоксидных групп в составе эпоксидсодержащих коолигомеров и протекание реакции эпоксидированияДосліджено закономірності процесу епоксидування фракції С9 рідких побічних продуктів піролізу вуглеводнів та коолігомерів на основі фракції С9 пероксіетановою кислотою. Встановлено, що використання вказаного епоксидуючого агенту дозволяє досягнути високих значень конверсії подвійних зв’язків та селективності процесу епоксидування. Використання фракції С9 (побічного продукту виробництва етилену) як сировини для одержання епоксидів є раціональним методом утилізації фракції. Методами 1Н-ЯМР, Раман- та ІЧ-спектроскопії підтверджено вміст епоксидних груп у складі епоксидвмісних коолігомерів та перебіг реакції епоксидуванн

Дослідження ефективності кавітаційного очищення стічних вод жиркомбінату від органічних та біологічних забруднень в присутності різних газів

The use of cavitation technologies for the processes of cleaning wastewater from a fat-and-oil plant is one of the promising methods for enhancing water quality indicators. The supply of gases of different nature, such as nitrogen, oxygen, air, the mixture of nitrogen and oxygen in the ratio of 1:1, to the cavitation zone was proposed.The influence of the nature of bubbled gases both under the influence of the US and without it on the change in chemical oxygen demand and microbial number was studied. Effective constants of the rate of destruction of organic compounds and biological contaminants were calculated. It was found that the highest value of effective constant of the rate of water disinfection from MO (5.13∙10-4 s-1) was achieved at nitrogen bubbling. The highest value of water disinfection under cavitation conditions (99.9 %) was achieved in the atmosphere of nitrogen, and the highest value of degree of destruction of organic compounds of 64.3% was achieved at the simultaneous influence of the air and the US.It was determined that the process of destruction of organic contaminants and disinfection of wastewater of the fat-and-oil plant can be described by applying the kinetic equation of the first order. The relative series of influence of the nature of the studied gases on cavitation cleaning of water were established.It was shown that cleaning wastewater of the fat-and-oil plant during simultaneous bubbling of gases in the cavitation field during destruction of organic compounds is by 5–35.7 % and during water disinfection from MO by 1–90.5 % more effective than the influence of the US alone.The use of the proposed cavitation technology for cleaning wastewater of the fat-and-oil plant enables complete water disinfection from harmful MO and simultaneous destruction of organic substances. This makes it possible to eliminate the negative impact of harmful substances, contained in wastewater, for protection of the environment and the water basin of Ukraine.Использование кавитационных технологий для процессов очистки сточных вод жиркомбината является одним из перспективных методов для улучшения показателей качества воды. Была предложена подача в кавитационная зону газов различной природы, а именно: азота, кислорода, воздуха, смеси азота и кислорода в соотношении 1: 1.Исследовано влияние природы барботированых газов, как в условиях действия УЗ так и без него, на изменение химического потребления кислорода и микробного числа. Рассчитаны эффективные константы скорости разрушения органических соединений и биологических загрязнений. Установлено, что высшее значение эффективной константы скорости обеззараживания воды от МО (5,13∙10-4 с-1) было достигнуто при барботировании азота. Высшее значение степени обеззараживания воды в кавитационных условиях (99,9 %) было достигнуто в атмосфере азота, а степени разрушения органических соединений – 64,3 % при одновременном действии воздуха и УЗ.Определено, что процесс разрушения органических примесей и обеззараживания сточных вод жиркомбината можно описать, применив кинетическое уравнение первого порядка. Установлено относительные ряды влияния природы исследуемых газов на кавитационную очистку воды.Показано, что очистка сточных вод жиркомбината при одновременном барботирования газов в кавитационное поле при разрушении органических соединений на 5–35,7 %, при обеззараживании воды от МО на 1–90,5 эффективнее, чем действие самого УЗ.Использование предложенной кавитационной технологии для очистки сточных вод жиркомбината позволяет полностью обеззаразить воду от вредных МО и одновременного разрушения органических веществ. Это позволяет устранить негативное влияние вредных веществ, содержащихся в сточных водах для сохранения окружающей среды и водного бассейна УкраиныВикористання кавітаційних технологій для процесів очищення стічних вод жиркомбінату один із перспективних методів для покращення показників якості води. Було запропоновано подачу в кавітаційну зону газів різної природи, а саме: азоту, кисню, повітря, суміші азоту та кисню у співвідношенні 1:1.Досліджено вплив природи барботованих газів, як в умовах дії УЗ так і без нього, на зміну хімічного споживання кисню та мікробного числа. Розраховано ефективні константи швидкості руйнування органічних сполук та біологічних забруднень. Встановлено, що найвищого значення ефективної константи швидкості знезараження води від МО (5,13∙10–4 с–1) було досягнуто при барботуванні азоту. Найвищого значення ступеня знезараження води в кавітаційних умовах (99,9 %) було досягнуто в атмосфері азоту, а ступеня руйнування органічних сполук – 64,3 % при одночасній дії повітря та УЗ.Визначено, що процес руйнування органічних домішок та знезараження стічних вод жиркомбінату можна описати застосувавши кінетичне рівняння першого порядку. Встановлено відносні ряди впливу природи досліджуваних газів на кавітаційне очищення води. Показано, що очищення стічних вод жиркомбінату при одночасному барботуванні газів у кавітаційне поле при руйнуванні органічних сполук на 5–35,7 %, при знезараженні води від МО на 1–90,5 % ефективніше, ніж дія самого УЗ.Використання запропонованої кавітаційної технології для очищення стічних вод жиркомбінату дозволяє повністю знезаразити воду від шкідливих МО та одночасного руйнування органічних речовин. Це дозволяє усунути негативний вплив шкідливих речовин, які містяться у стічних водах для збереження навколишнього середовища та водного басейну Україн

Дослідження процесу епоксидування соєвої олії пероцтовою кислотою

The main principle of green chemistry is the use of renewable, ecological raw materials, which will contribute to subsequent biodegradation and reduction of toxicity of the product in the production of polymers. Vegetable oil (VO) is the cheapest and most common biological raw material, the use of which has such advantages as low toxicity and natural biodegradation.We analyzed experimental dependences of the consumption of reagents and the accumulation of epoxide in the interaction between a solution of soybean oil (SO) in toluene and the epoxidizing systems H2O2/acetic acid (AA)/KU-2´8 and H2O2/acetic anhydride (AAn)/KU-2´8.It was established that the use in the process of epoxidation of soybean oil of the specified systems makes it possible to achieve high values of selectivity of epoxidation by double bonds. The resulting values of selectivities in the epoxidation process by double bonds and by the consumption of peroxide when studying the epoxidizing system Н2О2/AAn/KU-2´8 are higher. The advantages of using the specified epoxidizing system include a reduction in the total volume and mass of the reaction mixture. Obtaining the epoxidized soybean oil with a low resulting value of bromine number provides subsequent good thermal and oxidative stability of materials on its base.We calculated the values of rate constants of the epoxidation reaction of SO at different temperatures. By using the methods of IR and Raman spectroscopic studies, we demonstrated structural changes in raw materials and confirmed the progress of the epoxidation reaction. The developed technique for recalculating the values of bromine, iodine numbers of products of the epoxidation reaction, unsaturation and epoxy number, selectivity of the process in the epoxidation of mixtures of unsaturated compounds allows comparing the results of research. The use of the specified technique also makes it possible to draw unambiguous comparative conclusions about the effectiveness of reagents consumption and the selectivity of reaction. In this case, there is a possibility to improve the technology of obtaining the epoxidized compounds. The calculation formulas obtained were applied to analyze the progress of the epoxidation process of soybean oil.Исследованы кинетические закономерности процесса эпоксидирования соевого масла эпоксидирующими системами Н2О2 /уксусная кислота (УК)/КУ-2×8 и Н2О2/уксусный ангидрид (УА) КУ-2×8. Установлено, что использование указанных систем позволяет достичь высоких значений селективности эпоксидирования ненасыщенных связей. Создана методика вычислений и пересчета результатов при эпоксидировании смесей ненасыщенных соединений, которая позволяет проводить контроль процесса эпоксидирования на стадии синтеза и совершенствовать технологию получения эпоксидированных продуктов. Методами ИК- и Раман-спектроскопических исследований показаны структурные изменения в сырье и подтверждено протекание реакции эпоксидированияДосліджено кінетичні закономірності процесу епоксидування соєвої олії епоксидуючими системами Н2О2/оцтова кислота (ОК)/КУ-2´8 та Н2О2/оцтовий ангідрид (ОА)/КУ-2´8. Встановлено, що використання вказаних систем дозволяє досягнути високих значень селективності епоксидування за подвійними зв’язками. Опрацьовано методику обчислень та перерахунку результатів при епоксидуванні сумішей ненасичених сполук, що дозволяє проводити контроль процесу епоксидування на стадії синтезу та вдосконалювати технологію одержання епоксидованих продуктів. Методами ІЧ- та Раман-спектроскопічних досліджень показано структурні зміни у сировині та підтверджено перебіг реакції епоксидуванн

Дослідження ефективності кавітаційного очищення стічних вод спиртзаводу від органічних забруднень в присутності різних газів

The tendency to preserve water resources and rationally use natural waters promotes finding new methods and improving the existing methods of wastewater treatment. Using the phenomenon of cavitation to intensify the treatment processes we have proposed saturating the cavitation zone with various gases such as nitrogen, oxygen, and the mixture of nitrogen and oxygen in the ratio of 1:1.The study focuses on the impact of the nature of bubbled gases, both with ultrasonic treatment and without it, on the changes in the chemical oxygen demand (COD). The calculated effective rate constants for the destruction of organic compounds in distillery wastewater have proved that the highest value of 1.2 10-4 sec-1 is achieved through bubbling nitrogen in the cavitation zone. The use of nitrogen alone allows reaching the effective rate constant value of 0.7 10-4 sec-1 vs. 0.2 10-4 sec-1 in case when ultrasound is used alone. The highest degree of water treatment in cavitation conditions (63 %) is achieved in the presence of nitrogen, and the lowest (38.8 %) – of the mixture of nitrogen and oxygen in the ratio of 1:1.The differences in the effects of various bubbled gases on distillery wastewater are revealed depending on the electronic excitation energy of water molecules and the formation rates of radicals H and HO that are strong oxidants of the process.It is determined that the destruction of organic impurities in distillery wastewater can be described with the use of the first-order kinetic equation. The research has confirmed the synergistic effect of the joint action of cavitation and nitrogen in the distillery wastewater treatment. The study has determined the relative series of the effects of the nature of certain gases on the cavitation treatment of distillery wastewater and proved that the most effective nitrogen dioxide can increase the degree of the wastewater treatment by 46 % compared to the effect of ultrasound alone. Given the growing problem of inadequate industrial and domestic wastewater treatment, the development of innovative technologies is particularly important. The use of the proposed cavitation technology for the treatment of wastewater from distillery plants can reduce or even completely eliminate the negative impact of contaminants on the environment.Исследовано влияние природы газов на процесс кавитационной очистки сточных вод спиртзавода. Установлен относительный ряд эффективности воздействия природы газов на процесс кавитационного разрушения органических соединений в сточных водах спиртзавода. Определено, что процесс разрушения органических примесей в спиртовых сточных водах можно описать, применив кинетическое уравнение первого порядка. Подтвержден синергический эффект совместного действия кавитации и азота при очистке сточных вод спиртзаводаДосліджено вплив природи газів на процес кавітаційного очищення стічних вод спиртзаводу. Встановлено відносний ряд ефективності впливу природи газів на процес кавітаційного руйнування органічних сполук у стічних водах спиртзаводу. Визначено, що процес руйнування органічних домішок у спиртових стічних водах можна описати кінетичним рівнянням першого порядку. Підтверджено синергічний ефект спільної дії кавітації та азоту при очищенні стічних вод спиртзавод

Research Into Epoxidation Process of the С9 Fraction Hydrocarbons and Unsaturated Co-oligomers by Peroxyethanoic Acid

We have studied regularities of the epoxidation process of the С9 fraction of liquid by-products of the pyrolysis of hydrocarbons and co-oligomers based on the С9 fraction with peracetic acid. It is established that the use of the specified system makes it possible to achieve high values of conversion for double bonds and the selectivity of epoxidation process, sufficiently high yield of epoxy-containing co-oligomers. We established the possibility to use the С9 fraction of liquid by-products of hydrocarbon pyrolysis (the accompanying product of ethylene production) as a raw material for obtaining epoxides, which is a rational method in order to dispose of the fraction. We analyzed experimental dependences of reagents consumption and the formation of epoxide in the reaction of the С9 fraction epoxidation. It was established that the resulting values for selectivities of the epoxidation process by double bonds when obtaining epoxy-containing co-oligomers are the highest in the case of epoxidation of co-oligomers, synthesized by the heterogeneous catalytic co-oligomerization of the С9 fraction S9 hydrocarbons using, as a catalyst, activated bentonite clay. The synthesized epoxy-containing co-oligomers retain residual unsaturation. It is obvious that the unsaturated bonds of styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, allylbenzene links at the ends of a co-oligomer macromolecules are easily epoxidized. The selectivity of epoxidation of co-oligomers, obtained by different methods of co-oligomerization of the С9 fraction hydrocarbons (homogeneous catalytic, heterogeneous catalytic, initiated, and thermal) is different (60.2‒96.1 %) and depends on the nature of the starting co-oligomer. Using the methods of 1H NMR-, Raman-, and infrared spectroscopy, we confirmed the high content of epoxy groups in the composition of epoxy-containing co-oligomers and the progress of the epoxidation reaction. Applying the method of 1H NMR spectroscopy, we established the presence of epoxy groups formed based on the resulting vinyl double bonds of co-oligomers. Due to the content of oxirane oxygen and a high reaction ability of the oxirane ring, epoxy-containing co-oligomers can act as the raw material for subsequent obtaining of various chemical substances: glycols, carbonyl compounds, plasticizers, polymers

Дослідження біостійкості захисних ізоляційних покриттів, модифікованих нафтополімерними смолами

Basic patterns of modification of bitumen composites by polymeric petroleum resins (PPR) are processed. Creation of new highly effective metal protecting compositions and study of their action patterns is an important scientific problem. It is found that introduction of PPR to the insulating petroleum bitumen improves the anticorrosive properties of protective coatings for underground pipelines. The adhesive strength of petroleum bitumen coatings is investigated. The mechanism of influence of the PPR components on the technical and operational properties of the compositions is considered. It is shown that the compositions on the basis of insulation bitumen BNI-IV-3, modified by cooligomeric dark PPR have higher anticorrosive characteristics and demonstrate bio-resistance to soil sulfate-reducing bacteria of the genus Desulfovibriodesulfuricans, especially corrosive for pipeline steel. Polymeric petroleum resins as modifiers significantly increase the inhibitory properties of the bitumen matrix and its resistance to soil bacteria. The absence of the catalyst extraction stage significantly reduces the bitumen modification cost. The results of the study of electroinsulating and anticorrosive characteristics of petroleum bitumen mastics, modified by the products of cooligomerization of hydrocarbon pyrolysis by-products confirmed the efficiency of the above materials and compositions on their basis in the protection of main oil and gas pipelines.Установлены основные закономерности модификации битумных композитов нефтеполимерными смолами (НПС). Установлено, что введение НПС в состав изоляционного нефтяного битума улучшает антикоррозионные свойства защитного покрытия для подземных трубопроводов. Исследована адгезионная прочность нефтебитумных покрытий. Показано, что созданные на основе битума изоляционного БНИ-IV-3 композиции, модифицированные соолигомернымы темными НПС, обладают повышенными противокоррозионными характеристиками и проявляют биостойкость к действию коррозионно опасных грунтовых сульфатвосстанавливающих бактерий рода Desulfovibrio desulfuricans. Опрацьовано основні закономірності модифікації бітумних композитів нафтополімерними смолами (НПС). Встановлено, що введення НПС до ізоляційного нафтового бітуму покращує протикорозійні характеристики захисного покриття для підземних трубопроводів. Досліджено адгезійну міцність нафтобітумних покриттів. Показано, що створені на основі бітуму ізоляційного БНИ-IV-3 композиції, модифіковані коолігомерними темними НПС, володіють підвищеними протикорозійними характеристиками та проявляють біостійкість до дії корозійно небезпечних ґрунтових сульфатвідновних бактерій роду Desulfovibrio desulfuricans