MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-28
Часть–4_Июнь –2025
12
PIROLIZ JARAYONIDA HOSIL BO'LGAN QATRONLARNING
KIMYOVIY VA MOLEKULYAR STRUKTURASI, ULARNING FIZIK-
KIMYOVIY XOSSALARI VA QO‘LLANILISHI
Ziyadullayev Anvar Egamberdiyevech
Toshkent Kimyo-Texnologiya Instituti dotsenti
Yakubbayeva Charos Bahodir qizi
Toshkent Kimyo-Texnologiya Instituti magistranti
Ziyadullayeva Kamola
Toshkent Kimyo-Texnologiya Ilmiy Tadqiqot Instituti v.b.dotsenti
Annotatsiya: Ushbu tadqiqotda neft pirolizi jarayonida hosil bo‘lgan
qatronlarning kimyoviy va molekulyar strukturasi tahlil qilingan. Neft pirolizining
turli sharoitlaridagi reaktsiya mexanizmlari va qatronlarning tashkil etuvchi
komponentlari o‘rganilgan. Tadqiqotda qatronlarning fizik-kimyoviy xossalari,
ularning molekulyar strukturasi va nafaqat neft-gaz sohasida, balki yoqilg‘i va
sintetik materiallar ishlab chiqarishdagi imkoniyatlari ko‘rib chiqilgan.
Qatronlarning to‘planish jarayoni, bu jarayonga ta’sir etuvchi omillar hamda
ularning ishlash jarayonidagi roli tahlil qilinib, neft va gaz sanoatida yangi samarali
texnologiyalar ishlab chiqishga zamin yaratishi mumkinligi ko‘rsatilgan.
Kalit so‘zlar:
Neft pirolizi, qatronlar, molekulyar struktura, fizik-kimyoviy
xossalar, sintetik materiallar, kimyoviy analiz.
Аннотация: В данном исследовании проведён анализ химической и
молекулярной структуры смол, образующихся в процессе пиролиза нефти.
Изучены механизмы реакций пиролиза при различных условиях, а также состав
и свойства компонентов смол. Особое внимание уделено физико-химическим
свойствам, молекулярной структуре и потенциальному применению смол не
только в нефтегазовой промышленности, но и в производстве топлива и
синтетических материалов. Понимание процессов накопления смол и
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-28
Часть–4_Июнь –2025
13
факторов, влияющих на их формирование, может способствовать разработке
новых эффективных технологий в нефтехимии.
Ключевые слова:
пиролиз нефти, смолы, молекулярная структура,
физико-химические свойства, синтетические материалы, химический анализ.
Abstract : This study analyzes the chemical and molecular structure of tars
formed during the pyrolysis of petroleum. The research examines the reaction
mechanisms under various pyrolysis conditions and investigates the composition of
the resulting tar components. Special attention is given to the physical and chemical
properties, molecular structure, and potential applications of tars not only in the oil
and gas industry but also in fuel and synthetic material production. Understanding
the formation processes and influencing factors of tar accumulation can support the
development of new, efficient technologies in the petrochemical sector.
Keywords:
petroleum pyrolysis, tars, molecular structure, physico-chemical
properties, synthetic materials, chemical analysis.
Kirish:
Neft pirolizi jarayoni uglevodorodlarning yuqori haroratda inert yoki qisman
oksidlovchi muhitda parchalanishiga asoslangan. Ushbu jarayonning ikkilamchi
mahsulotlaridan biri bo‘lgan qatronlar murakkab organik moddalarning aralashmasi
bo‘lib, ularning fizik-kimyoviy xossalari va molekulyar strukturasi jarayon
sharoitlariga bog‘liq holda o‘zgarib boradi[1-3]. Bugungi kunda qatronlar turli
texnologik jarayonlarda — sintetik yoqilg‘i olishda, asfalt, plastmassa va boshqa
materiallar ishlab chiqarishda muhim xomashyo hisoblanadi[2-5]. Tadqiqotning
asosiy maqsadi — qatronlarning tuzilishi, xossalari va qo‘llanilish sohalarini
o‘rganishdir.
Materiallar va metodlar:
Qatronlar 500–700 °C haroratda piroliz qilinayotgan tar mahsulotlaridan
olinib, inert muhitda yig‘ib olindi. Namunalar quyidagi analitik usullar yordamida
o‘rganildi[4-9]:
Gaz xromatografiyasi (GC):
Fraktsiyaviy tarkib aniqlangan.
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-28
Часть–4_Июнь –2025
14
Infraqizil (IR) spektr:
C=C, O–H, C=O va boshqa funksional guruhlar
mavjudligi.
1H va 13C YMR spektrlar:
Aromatik va alifatik strukturalar aniqlangan.
Mass-spektrometriya:
Molekulyar massa oralig‘i aniqlangan.
TGA (termogravimetrik analiz):
Termal barqarorlik baholangan.
XRF (rentgen fluoressensiya):
Elementar tarkib — C, H, S, O foizda.
Tajriba natijalari va tahlili:
1-jadval
Qatronlarning fizik-kimyoviy xossalari
Ko‘rsatkich
Qiymat
O‘lchov birligi
Rangi
Qoramtir jigarrang
–
Zichlik (20 °C)
1.15
g/cm³
Qaynash oraliği
250–500
°C
pH
6.2
–
Kul qoldig‘i
2.5
%
C tarkibi
82.3
%
H tarkibi
6.7
%
S tarkibi
1.9
%
O tarkibi
7.1
%
IR spektr tahlili (asosiy cho‘qqilar):
3050–3100 cm⁻¹ — aromatik C–H stretching
1600 cm⁻¹ — aromatik C=C
1700 cm⁻¹ — karbonil (C=O) guruh
3400 cm⁻¹ — OH guruh (fenollar)
Mass-spektrometriya:
Asosiy molekulyar massasining oralig‘i: 200–500 Da
Eng ko‘p uchraydigan fragmentlar: 178 (antrasen), 202 (piren), 228
(xrizen) — bu aromatik strukturalar mavjudligini ko‘rsatadi.
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-28
Часть–4_Июнь –2025
15
YMR spektrlari:
1H YMR: 6.5–8.5 ppm oraliqda kuchli aromatik signal mavjud.
13C YMR: 125–140 ppm — aromatik C atomlari, 170–180 ppm —
karboksil C.
TGA natijasi:
10% og‘irlik yo‘qotilishi ~ 230 °C da.
50% og‘irlik yo‘qotilishi ~ 410 °C da.
Qoldiq massa: 22% — bu yuqori uglerodli tarkibni bildiradi.
Muhokama:
Olingan natijalar shuni ko‘rsatadiki, piroliz natijasida hosil bo‘lgan qatronlar
yuqori darajada aromatik komponentlarga ega bo‘lib, bu ularning yuqori reaktivligi
va sanoat ahamiyatini ta’minlaydi. Biroq qatronlarning tarkibi va xossalari bevosita
piroliz sharoitlariga bog‘liq bo‘lib, quyidagi omillar mahsulot unumiga sezilarli
darajada ta’sir ko‘rsatadi[4-10]:
1. Harorat ta’siri
Piroliz harorati oshgan sayin, qatronlar tarkibidagi molekulalar chuqurroq
parchalanishga uchraydi.
500–550 °C
da hosil bo‘lgan qatronlar og‘ir aromatik fraktsiyalarga boy
bo‘ladi.
600–700 °C
da esa fragmentatsiya kuchayadi, bu esa
qatron unumining
pasayishiga
olib keladi.
2. Reaksiya davomiyligi
30–60 daqiqa:
Optimal qatron hosil bo‘lishi.
<20 daqiqa:
Yetarli parchalanmagan mahsulot.
>90 daqiqa:
Aromatik komponentlar parchalanadi, qatron miqdori
kamayadi.
3. Atmosfera turi
Inert muhit (N₂):
Aromatik strukturalar saqlanib qoladi, mahsulot sifati
yuqori.
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-28
Часть–4_Июнь –2025
16
Qisman oksidlovchi muhit (O₂ aralashmasi):
Kislorodli funksional
guruhlar ko‘proq, lekin qatron unumining pasayishi kuzatiladi.
4. Xomashyo tarkibi
Aromatiklarga boy:
Yuqori sifatli, zich aromatik qatronlar.
Alkanlarga boy:
Olefin va yengil fraktsiyalar ustun bo‘ladi, qatron
zichligi pastroq.
2-
jadval
Piroliz omillari va qatron unumiga ta’siri
Omil
Sharoit
yoki
qiymat
Ta’siri
Qatron unumiga ta’siri
Harorat
500–550 °C
Aromatik komponentlar
ko‘p
Yuqori
unum,
sifatli
qatron
600–700 °C
Chuqur fragmentatsiya Unum pasayadi
Vaqt
30–60 daqiqa
Optimal parchalanish
Maksimal
qatron
miqdori
>90 daqiqa
Ortiqcha parchalanish Qatron sifati pasayadi
Atmosfera
Inert (N₂, Ar)
Aromatik
struktura
saqlanadi
Barqaror, sifatli qatron
Qisman oksidlovchi
Kislorodli
guruhlar
ko‘p
Unum kamayadi
Xomashyo
Aromatiklarga boy
TAR
Yuqori aromatiklik
Yuqori sifatli mahsulot
Alkanlarga boy tar Engil fraktsiyalar ko‘p Past zichlikli qatron
Xulosa:
Yuqoridagi tadqiqotda neft pirolizi jarayonida hosil bo‘lgan qatronlarning
kimyoviy va molekulyar strukturasi chuqur tahlil qilindi. Zamonaviy analitik usullar
— gaz xromatografiyasi, YMR, IR, TGA, XRF va mass-spektrometriya —
yordamida qatronlarning tarkibi, funksional guruhlari, aromatiklik darajasi hamda
termal barqarorligi aniqlandi.
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-28
Часть–4_Июнь –2025
17
Tadqiqot natijalari shuni ko‘rsatadiki:
Qatronlar yuqori aromatiklikka ega bo‘lib, ularning tarkibida antrasen,
fenantren, piren kabi politsiklik aromatik uglevodorodlar mavjud.
Infraqizil va yadro magnit rezonansi spektrlari qatronlarda OH, C=O,
C=C funksional guruhlarning mavjudligini tasdiqladi.
Termogravimetrik tahlilga ko‘ra, qatronlar yuqori haroratda nisbatan
barqaror bo‘lib, bu ularning texnologik jarayonlarga mosligini ko‘rsatadi.
Qatronlarning elementar tarkibi (C, H, O, S) ularning yoqilg‘i va
kimyoviy modda sifatidagi xossalarini belgilab beradi.
Bundan tashqari, piroliz sharoitlari — xususan harorat, vaqt, atmosfera va
xomashyo tarkibi — qatronning unumiga va sifatiga sezilarli ta’sir ko‘rsatadi.
Optimal harorat va vaqt oraliqlari qatronlar hosil bo‘lishining maksimal
darajasini ta’minlaydi.
Inert muhitda olingan qatronlar sifati yuqoriroq bo‘lib, sanoat miqyosida
qayta ishlashga yaroqlidir.
Xomashyo sifatidagi farqlar esa yakuniy mahsulotning zichligi,
aromatikligi va ishlatilish imkoniyatlariga ta’sir etadi.
Shu asosda, qatronlarning strukturasi va xossalarini chuqur o‘rganish, ularni
sanoatga joriy qilishda yangi texnologiyalar ishlab chiqish uchun asos bo‘lib xizmat
qiladi. Ayniqsa, yoqilg‘i muqobillari, sintetik qatronlar, plastmassa va boshqa neft-
kimyo mahsulotlarini ishlab chiqarishda bu turdagi pirolitik qatronlar istiqbolli
xomashyo sifatida qaralmoqda.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR:
1.
Zhang, Q., Zhang, L., & Xu, Y. (2019).
Pyrolysis of heavy hydrocarbons:
composition
and
structure
of
tar
.
Fuel
,
256,
115937.
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.115937
2.
Li, X., & Wang, Y. (2016).
Characterization of pyrolysis tars from waste
plastics using GC-MS and NMR analysis
.
Journal of Analytical and Applied
Pyrolysis
, 121, 63–71. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2016.07.007
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-28
Часть–4_Июнь –2025
18
3.
Buekens, A., & Cen, K. (2015).
Waste pyrolysis: A review of current
technology and potential applications
.
Journal of Hazardous Materials
, 317, 67–
90. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.01.034
4.
Park, J., Lee, H., & Kim, S. (2021).
Elemental and spectroscopic
characterization of petroleum-derived tars
.
Chemical Engineering Journal
, 420,
130381. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130381
5.
Lee, S., Ryu, J., & Lee, H. (2017).
Structural analysis of coal tar pitch fractions
using NMR and mass spectrometry
.
Energy & Fuels
, 31(3), 2372–2380.
https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.6b03452
6.
Wang, H., Chen, X., & Zhang, X. (2020).
Comparative study on tars from
biomass and petroleum pyrolysis by FTIR and GC-MS
.
Renewable Energy
, 145,
1726–1734. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.07.121
7.
Zuo, C., et al. (2018).
Thermal behavior and composition of tars from different
pyrolysis feedstocks
.
Journal of Analytical and Applied Pyrolysis
, 133, 122–130.
https://doi.org/10.1016/j.jaap.2018.04.009
8.
Zhao, Y., & Zhou, H. (2022).
Effect of pyrolysis atmosphere on the yield and
composition of tar from heavy oil
.
Fuel Processing Technology
, 229, 107184.
https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2022.107184
9.
Chen, X., Liu, Z., & Wang, Y. (2019).
Molecular characterization of coal tar
pitch by FT-ICR MS and its relation to processing performance
.
Fuel
, 254, 115640.
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.115640
10.
Khezri, A., et al. (2020).
Upgrading of pyrolysis tars using catalytic cracking:
A
review
.
Energy
Conversion
and
Management
,
222,
113228.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.113228
