GIDRODEKhLORIROVANIE 1,4-DIKhLORBENZOLA V SISTEMAKh, SODERZhAShchIKh BENZOTIOFEN, NAFTALIN I 1-KhLORNAFTALIN, V PRISUTSTVII SUL'FIDNYKh NENANESENNYKh KATALIZATOROV, SINTEZIRUEMYKh IN SITU

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

С целью изучения каталитической активности в конкурирующих процессах гидрогенолиза бикомпонентных систем (1,4-дихлорбензол/бензотиофен, 1,4-дихлорбензол/нафталин, 1,4-дихлорбензол/1-хлорнафталин) синтезированы моно- и биметаллические системы на основе ненанесенных сульфидов переходных металлов (Ni, W, Co, Mo, Fe). Наибольшие степени дехлорирования и обессеривания в параллельном процессе гидродехлорирования 1,4-дихлорбензола и гидрообессеривания бензотиофена достигаются в присутствии биметаллических NiWS, NiMoS и CoWS, в параллельном процессе гидродехлорирования 1,4-дихлорбензола и гидрирования нафталина — в присутствии биметаллических систем NiWS, NiMoS и FeMoS, в параллельном процессе гидродехлорирования и гидрирования 1,4-дихлорбензола и 1-хлориафталина — в присутствии биметаллических систем NiWS, CoMoS и NiMoS, что говорит о высокой активности именно NiMoS и NiWS среди всех исследуемых систем. Исследование морфологии и фазового состава NiWS, как наиболее активного катализатора, полученного in situ из маслорастворимых прекурсоров в реакционной среде, посредством рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии указывать на наличие на поверхности катализаторов фазы дисульфида вольфрама, сульфида никеля и смешанной фазы NiWS. Показано увеличение скорости реакции гидрообессеривания в присутствии NiWS и хлорсодержащего соединения. Взаимное ингибирование процессов дехлорирования и гидрирования наблюдается в двухкомпонентной системе, содержащей 1,4-дихлорбензол и нафталин и 1,4-дихлорбензол и 1-хлориафталин. Установлено, что в жидком продукте каталитической переработки смеси поливинилхлорида и полиспирола в присутствии in situ синтезированного катализатора NiWS содержится до 33% ароматических (в том числе хлорароматических ~10%) компонентов, в системе также установлено присутствие до 6% хлоралканов.

About the authors

E. G Dzhabarov

Author for correspondence.
Email: dzhabarov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0001-5490-8610

N. N Petrukhina

Email: dzhabarov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-6125-902X

к.т.н., с.н.с.

E. M Zakharyan

Email: dzhabarov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0001-8850-2141

к.х.н., н.с.

References

  1. Millute-Plepiene J., Frâne A., Almasi A. M. Overview of polyvinyl chloride (PVC) waste management practices in the Nordic countries // Clean. Eng. Technol. 2021. V. 4. ID 100246. https://doi.org/10.1016/j.clet.2021.100246
  2. Chanda M. Chemical aspects of polymer recycling // AIEPR. 2021. V. 4. P. 133–150. https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.06.002
  3. Karisson M. B., Benedini L., Jensen C. D., Kamp A., Henriksen U. B., Thomsen T. P. Climate footprint assessment of plastic waste pyrolysis and impacts on the Danish waste management system // J. Environ. Manage. 2024. V. 351. ID 119780. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.119780
  4. Drage D., Sharkey M., Al-Omran L. S., Stubbings W. A., Berresheim H., Coggins M., Rosa A. H., Harrad S. Halogenated flame retardants in Irish waste polymers: Concentrations, legislative compliance, and preliminary assessment of temporal trends // Environ. Pollut. 2022. V. 309. ID 119796. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.119796
  5. Khami L., Martin L., Putaski L. Cellular and physiological mechanisms of halogenated and organophosphorus flame retardant toxicity // Sci. Total Environ. 2023. V. 897. ID 165272. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165272
  6. Cheng Y., Ekici E., Yildiz G., Yang Y., Coward B., Wang J. Applied machine learning for prediction of waste plastic pyrolysis towards valuable fuel and chemicals production // J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2023. V. 169. ID 105857. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2023.105857
  7. Forevo-Franco R., Canete-Vela I., Berdugo-Vilches T., Gonzalez-Arias J., Maric J., Thunman H., Seemann M. Correlations between product distribution and feedstock composition in thermal cracking processes for mixed plastic waste // Fuel. 2023. V. 341. ID 127660. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.127660
  8. Calero M., Solis R. R., Muñoz-Batista M. J., Pérez A., Blázquez G., Martín-Lara M. A. Oil and gas production from the pyrolytic transformation of recycled plastic waste: An integral study by polymer families // Chem. Eng. Sci. 2023. V. 271. ID 118569. https://doi.org/10.1016/j.ces.2023.118569
  9. Kumar M., Bolan Sh., Padhye L., Konarova M., Foong Sh.Y., Lam f Su Sh., Wagland S., Cao R., Li Y., Batalha N., Ahmed M., Pandey A., Siddique K. H. M., Wang H., Rinklebe J., Bolan N. Retrieving back plastic wastes for conversion to value added petrochemicals: Opportunities, challenges and outlooks // Appl. Energy. 2023. V. 345. ID 121307. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.121307
  10. Petrukhina N. N., Dzhabarov E. G., Zakharyan E. M. Catalysts for hydrodechlorination of chlorinated polymers and organic waste // Russ. Chem. Rev. 2025. V. 94 (5). RCR5166. https://doi.org/10.59761/RCR5166
  11. Yu H., Qu J., Liu Y., Yan H., Li X., Zhou C., Jin Y., Zhang C., Dai J., Bi X. Co-pyrolysis of biomass and polyvinyl chloride under microwave irradiation: Distribution of chlorine // Sci. Total Environ. 2022. V. 806. Part 4. ID 150903. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150903
  12. Jing P., Hong J., Taiping Q., Junfeng Z., Ke T. Transformation and kinetics of chlorine-containing products during pyrolysis of plastic wastes // Chemosphere. 2021. V. 284. ID 131348. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.131348
  13. Yanik J., Uddin M. A., Ikeuchi K., Sakata Y. The catalytic effect of Red Mud on the degradation of poly (vinyl chloride) containing polymer mixture into fuel oil // Polym. Degrad. Stab. 2001. V. 73 (2). P. 335–346. https://doi.org/10.1016/S0141-3910(01)00095-7
  14. Bhaskar T., Uddin M. A., Kaneko J., Kusaba T., Matsui T., Muto A., Sakata Y., Murata K. Liquefaction of mixed plastics containing PVC and dechlorination by calcium-based sorbent // Energy & Fuels. 2003. V. 17 (1). P. 75–80. https://doi.org/10.1021/ef020091g
  15. Dzhabarov E. G., Petrukhina N. N. Hydrodechlorination of 1,4-dichlorobenzene over unsupported sulfide catalysts // Petrol. Chem. 2022. V. 62. P. 1334–1342. https://doi.org/10.1134/S0965544122110032
  16. Dzhabarov E. G., Kar’min V. D., Petrukhina N. N., Zakharyan E. M. In situ synthesis of unsupported nickel phosphides and their activity in 1,4-dichlorobenzene hydrodechlorination // Petrol. Chem. 2024. V. 64 (10). P. 1169–1178. https://doi.org/10.1134/s0965544124080103
  17. Dzhabarov E. G., Petrukhina N. N., Zakharyan E. M. Hydrodechlorination of a two-component mixture of chloroaromatic compounds in the presence of an unsupported sulfide catalyst // Mendeleev Commun. 2023. V. 33. P. 839–840. https://doi.org/10.1016/j.mencon.2023.10.033
  18. Dzhabarov E. G., Petrukhina N. N., Zakharyan E. M., Kuz’min V. D., Tunnanyan B. P. Competitive hydrodechlorination and hydrodenitrogenation on unsupported sulfide catalysts synthesized in situ // Chem. Technol. Fuels Oils. 2024. V. 60 (5). P. 1129–1135. https://doi.org/10.1007/s10553-024-01775-x
  19. Dzhabarov E. G., Petrukhina N. N., Zakharyan E. M. Catalytic properties of unsupported catalysts based on transition metal phosphides in hydrotreating of pyrolysis products of chlorinated polymer wastes // Petrol. Chem. 2025. V. 65 (3). P. 286–297. https://doi.org/10.1134/s0965544125600894
  20. Frimmel J., Zdrazil M. Comparative study of activity and selectivity of transition metal sulfides in parallel hydrodechlorination of dichlorobenzene and hydrodesulfurization of methylthiophene // J. Catal. 1997. V. 167 (1). P. 286–295. https://doi.org/10.1006/jcat.1997.1566
  21. Bello S. S., Wang C., Zhang M., Gao H., Han Z., Shi L., Su F., Xu G. A Review on the reaction mechanism of hydrodesulfurization and hydrodenitrogenation in heavy oil upgrading // Energy Fuels. 2021. V. 35 (14). P. 10998–11016. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.1c01015
  22. Zdrazil M. Effects of catalyst composition and pretreatment on the product distribution in hydrodesulfurization, hydrodenitrogenation and hydrodechlorination // Transition Metal Sulfides. Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on Challenges for Sulphides in Material Sciences and Catalysis. Varna, Bulgaria, September 27–October 1, 1997 / Eds T. Weber, R. Prins, R. A. Van Santen. Springer-Science + Business Media, B.V., 1998. https://doi.org/10.1007/978-94-017-3577-3
  23. Murena F. Catalytic hydroprocessing of chlorobenzene: The effect of thiophene // J. Hazard. Mater. B. 2000. V. 75 (1). P. 49–56. https://doi.org/10.1016/S0304-3894(00)00158-8
  24. Kohli K., Prajapati R., Maity S. K., Sharma B. K. Hydrocracking of heavy crude/residues with waste plastic // JAAP. 2019. V. 140. P. 179–187. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2019.03.013
  25. Munir D., Irfan M. F., Usman M. R. Hydrocracking of virgin and waste plastics: A detailed review // Renew. Sustain. Energy Rev. 2018. V. 90. P. 490–515. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.03.034
  26. Frimmel J., Zdrazil M. Hydrogenolysis of organo-chlorinated pollutants: Parallel hydrodesulfurization of methylthiophene and hydrodechlorination of dichlorobenzene over carbon-supported nickel, molybdenum and nickel-molybdenum sulfide catalysts // J. Chem. Technol. Biotechnol. 1995. V. 63 (1). P. 17–24. https://doi.org/10.1002/jctb.280630103
  27. Korre S. C., Klein M. T., Quam R. J. Polynuclear aromatic hydrocarbons hydrogenation. 1. Experimental reaction pathways and kinetics // Ind. Eng. Chem. Res. 1995. V. 34. P. 101–117. https://doi.org/10.1021/ie00040a008
  28. Korre S. C., Neurock M., Klein M. T., Quam R. J. Polynuclear aromatic hydrocarbons hydrogenation. 2. Quantitative structure/reactivity correlations // Chem. Eng. Mater. Sci. 1994. V. 49. N 24A. P. 4191–4210. https://doi.org/10.1016/S0009-2509(05)80015-6
  29. Martino M., Rosal R., Sastre H., Diez F. V. Hydrodechlorination of dichloromethane, trichloroethane, trichloroethylene and tetrachloroethylene over a sulfided Ni/Mo/v-alumina catalyst // Appl. Catal. B: Environmental. 1999. V. 20. P. 301–307. https://doi.org/10.1016/S0926-3373(98)00120-9
  30. Gioia F., Gallagher E. J., Famigliett V. Effect of hydrogen pressure on detoxification of 1,2,3-trichlorobenzene by catalytic hydrodechlorination with both unsulphided and sulphided Ni-Mo/v-A2O3 catalyst // J. Hazard. Mater. 1994. V. 38 (2). P. 277–291. https://doi.org/10.1016/0304-3894(94)90028-0
  31. Hagh B. F., Allen D. T. Catalytic hydroprocessing of chlorobenzene and 1,2-dichlorobenzene // AIChE J. 1990. V. 36. N 5. P. 773–778. https://doi.org/10.1002/aic.690360514
  32. Kilianienko A., Gryglewicz G., Stolarski M., Gryglewicz S. Hydrodechlorination of chloroaromatic compounds over carbon-supported Ni-Mo catalysts // Pol. J. Environ. Stud. 2008. V. 17 (6). P. 887–893. https://www.clibrary.ru/mjcerz

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».