Study of Rh/Ce0.75Zr0.25O2 – δ/θ-Al2O3/FeCrAl Catalyst Regeneration after Diesel Fuel Autothermal Reforming

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

A study of soot (coke) formation on the surface of a structured Rh/Ce0.75Zr0.25O2/Al2O3/FeCrAl catalyst during autothermal reforming of diesel fuel into synthesis gas was performed. The SEM studies revealed the formation of fibrous carbon particles of 5–50 µm in size on the catalyst surface. It was found that the process of coke formation occurs on the catalytic coating surface, causes no exfoliation and/or damage of the catalytic layer, and the carbon deposits are readily oxidized during catalyst regeneration by oxygen or water vapor. Intensive oxidation of soot with oxygen begins at a temperature of 450°C; a major part of carbon deposits is oxidized even before the reactor furnace reaches the operating temperature of diesel fuel autothermal reforming (750°C). Water vapor oxidizes carbon deposits as well, but less efficiently than oxygen. The catalyst regeneration with water vapor proceeds actively at a temperature of 750°C that proves the possibility of catalyst self-regeneration in the process of diesel fuel autothermal reforming, which is performed with water excess.

About the authors

V. A. Shilov

Boreskov Institute of Catalysis Siberian Branch of Russian Academy of Science; Novosibisk State University

Author for correspondence.
Email: sva@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Prosp. Lavrentieva, 5; Russia, 630090, Novosibirsk, Pirogova, 2

V. N. Rogozhnikov

Boreskov Institute of Catalysis Siberian Branch of Russian Academy of Science

Email: sva@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Prosp. Lavrentieva, 5

D. I. Potemkin

Boreskov Institute of Catalysis Siberian Branch of Russian Academy of Science; Novosibisk State University

Email: sva@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Prosp. Lavrentieva, 5; Russia, 630090, Novosibirsk, Pirogova, 2

P. V. Snytnikov

Boreskov Institute of Catalysis Siberian Branch of Russian Academy of Science

Email: sva@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Prosp. Lavrentieva, 5

References

  1. Бадмаев С.Д., Беляев В.Д., Собянин В.А. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. С. 394.
  2. Горлова А.М., Симонов П.А., Стонкус О.А., Пахарукова В.П., Снытников П.В., Потемкин Д.И. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 6. С. 773.
  3. Юсенко М.В., Беляев В.Д., Демин А.К., Бронин Д.И., Саланов А.Н., Собянин В.А., Снытников П.В., Потемкин Д.И. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 1. С. 138.
  4. Shigarov A.B., Kireenkov V.V., Kuzmin V.A, Kuzin N.A, Kirillov V.A. // Catal. Today. 2009. V. 144. № 3–4. P. 341.
  5. Alvarez-Galvan M.C., Navarro R.M, Rosa F., Briceño Y., Gordillo Alvarez F., Fierro JL.G. // Int. J. Hydrogen Energy. 2008. V. 33. № 2. P. 652.
  6. Bae J., Lee S., Kim S., Oh J., Choi S., Bae M., Kang I., Katikaneni S.P. // Int. J. Hydrogen Energy. 2016. V. 41. № 44. P. 19990.
  7. Bae M., Cheon H., Oh J., Kim D., Bae J., Katikaneni S.P. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 52. P. 26575.
  8. Ju D.G., Jo S.B., Ha D.S., Kim T.Y., Jung S.Y., Chae H.J., Lee S.C., Kim J.C. // Catalysts. 2019. V. 9. № 7. P. 573.
  9. Karatzas X., Jansson K., Dawody J., Lanza R., Pettersson L.J. // Appl. Catal. B: Env. 2011. V. 101. № 3–4. P. 226.
  10. Karatzas X., Dawody J., Grant A., Svensson E.E., Pettersson L.J. // Catal. Today. 2011. P. 515.
  11. Kim D., Choi S., Jeong S., Bae M., Katikaneni S.P., Bae J., Heo S., Lee J.H. // Chem. Eng. J. 2021. V. 424. P. 13 0564.
  12. Pasel J., Samsun R.C., Meißner J., Tschauder A., Peters R. // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 11. P. 137.
  13. Rogozhnikov V.N., Kuzin N.A., Snytnikov P.V., Potemkin D.I., Shoynkhorova T.B., Simonov P.A., Shilov V.A., Ruban N.V., Kulikov A.V., Sobyanin V.A. // Chem. Eng. J. 2019. V. 374. P. 511.
  14. Rogozhnikov V.N., Potemkin D.I., Ruban, N.V., Shilov V.A., Salanov A.N., Kulikov A.V., Simonov P.A., Gerasimov E.Y., Sobyanin V.A., Snytnikov P.V. // Mater. Lett. 2019. V. 257. P. 126715.
  15. Samsun R.C., Prawitz M., Tschauder A., Meißner J., Pasel J., Peters R. // Appl. Energy. 2020. V. 279. P. 115 882.
  16. Shekhawat D., Gardner T.H., Berry D.A., Salazar M., Haynes D.J., Spivey J.J. // Appl. Catal. A: Gen. 2006. V. 311. № 1–2. P. 8.
  17. Shilov V.A., Rogozhnikov V.N., Zazhigalov S.V., Potemkin D.I., Belyaev V.D., Shashkov M.V., Zagoruiko A.N., Sobyanin V.A., Snytnikov P.V. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 72. P. 35866.
  18. Shilov V.A., Rogozhnikov V.N., Ruban N.V., Potemkin D.I., Simonov P.A., Shashkov M.V., Sobyanin V.A., Snytnikov P.V. // Catal. Today. 2021. V. 379. P. 42.
  19. Shilov V.A., Rogozhnikov V.N., Potemkin D.I., Belyaev V.D., Shashkov M.V., Sobyanin V.A., Snytnikov P.V. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 21. P. 11316.
  20. Younis M.N., Malaibari Z.O., Ahmad W., Ahmed S. // Energy and Fuels. 2018. V. 32. № 6. P. 7054.
  21. Zazhigalov S.V., Rogozhnikov V.N., Snytnikov P.V., Potemkin D.I., Simonov P.A., Shilov V.A., Ruban N.V., Kulikov A.V., Zagoruiko A.N., Sobyanin V.A. // Chem. Eng. Process. Process Intensif. 2020. V. 150. P. 107876.
  22. Zazhigalov S.V., Shilov V.A., Rogozhnikov V.N., Potemkin D.I., Sobyanin V.A., Zagoruiko A.N., Snytnikov P.V. // Catal. Today. 2021. V. 378. P. 240.
  23. Zazhigalov S.V., Shilov V.A., Rogozhnikov V.N., Potemkin D.I., Sobyanin V.A., Zagoruiko A.N., Snytnikov P.V. // Chem. Eng. J. 2022. V. 442. P. 136 160.
  24. Симонов П.А., Шойнхорова Т.Б., Снытников П.В., Потемкин Д.И., Беляев В.Д. Патент RU 2653360 C1, 2017.
  25. Porsin A.V., Kulikov A.V., Rogozhnikov V.N., Serkova A.N., Salanov A.N., Shefer K.I. // Catal. Today. 2016. V. 273. P. 213.
  26. Reshetnikov S.I., Petrov R.V., Zazhigalov S.V., Zagoruiko A.N. // Chem. Eng. J. 2020. V. 380. P. 122374.
  27. Shoynkhorova T.B., Simonov P.A., Potemkin D.I., Snytnikov P.V., Belyaev V.D., Ishchenko A.V., Svintsitskiy D.A., Sobyanin V.A. // Appl. Catal. B: Env. 2018. V. 237. P. 237.
  28. Шилов В.А., Рогожников В.Н., Потемкин Д.И., Снытников П.В. // Кинетика и катализ. 2023. Т. 64. № 1. (в печати).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (2MB)
3.

Download (81KB)
4.

Download (112KB)


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».