Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,909

КАТАЛИТИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕННЫХ ПРОДУКТОВ ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА

Курина Л.Н. Аркатова Л.А. Галактионова Л.В.
Природный газ используется, главным образом, в энергетических целях: тепловые электростанции на природном газе наиболее экологически чистые. В небольших количествах  метан используют в металлургической промышленности,  для производства синтез-газа с последующей конверсией в ценные органические продукты (диметиловый эфир, ацетальдегид и др.) Для производства ДМЭ наиболее подходящим является получение  синтез-газа (СО + Н2) методом углекислотной конверсии метана (УКМ), вследствие того, что в данном процессе образуется эквимолярная смесь СО и водорода:  CH4 + CO2 = 2 CO + 2 H2, что необходимо для получения диметилового эфира.

В настоящее время для получения синтез-газа в промышленности используется процесс паровой конверсии метана с дальнейшей его переработкой в метиловый спирт. Однако, в последнее время все больший интерес исследователей привлекают пока еще нереализованные на практике процессы парциального окисления и углекислотной конверсии метана, так как они расширяют возможности эффективного использования природного газа.

В представленной работе исследованы интерметаллиды переходных металлов (системы Ni-Al,Co-Al) в качестве контактных масс углекислотной конверсии метана. Впервые для синтеза катализаторов данного процесса применен метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) , так как он связан с низкими энергозатратами, экспрессностью и высокой производительностью. Катализаторы данного типа отличаются термической стабильностью, механической прочностью и высокой теплопроводностью.

Высокую активность при температурах выше 1010 K проявила система на основе Ni3Al. Интерметаллиды состава  NiAl и Ni2Al3 - неактивны. Рентгенофазовый анализ образцов NiAl и Ni2Al3 и СоAl свидетельствовал об однофазности полученных систем и их  неизменности в фазовом составе после проведения экспериментов. Ni3Al, CoxAly - многофазные системы, где наряду с фазами Ni3Al и CoAl присутствовали фазы NiAl, металлического Ni и гексагонального и кубического Со. После каталитических исследований кроме указанных фаз обнаружены фазы карбида никеля, кобальта и графитоподобного углерода.

В ходе осуществления процесса углекислотной конверсии метана имеет место незначительное зауглероживание  поверхности катализаторов.

Происхождение неактивного углерода может осуществляться либо через разложение метана: CH4 = C + 2 H2, ΔHº298 = 75 кДж/моль,  либо через диспропорционирование СО

2CO = С + CO2, ΔHº298 = -172 кДж/моль.

Так как диспропорционирование СО является экзотермической реакцией, константа ее равновесия уменьшается с увеличением температуры, следовательно, в условиях высоких температур, в которых реализуется УКМ, одной из наиболее вероятных реакций образования углерода является крекинг метана (эндотермическая реакция). Углерод, образованный в ходе реакции УКМ наблюдается в нитевидной форме, а лимитирующей стадией для образования филаментарного углерода является  диффузия углерода через частицу металла. Движущей силой этого процесса является тепло, генерируемое экзотермическими поверхностными процессами (адсорбция СО и диспропорционирование).

Таким образом, предложен новый способ синтеза катализаторов, проявивших высокую каталитическую активность в процессе углекислотного риформинга метана. Повышенная активность связана с образованием многофазных систем, наличием межфазных границ, а также стабилизацией кластеров никеля необходимого размера.


Библиографическая ссылка

Курина Л.Н., Аркатова Л.А., Галактионова Л.В. КАТАЛИТИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕННЫХ ПРОДУКТОВ ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА // Современные наукоемкие технологии. – 2007. – № 1. – С. 57-58;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=24008 (дата обращения: 22.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074