Steam Conversion of Ethane and Methane–Ethane Mixtures in Membrane Reactor with a Foil from Pd–Ru Alloy

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The features of steam conversion of ethane and methane-ethane mixtures containing 5, 10 and 15% ethane in a membrane reactor with a 30 μm thick Pd–Ru foil at temperatures of 1800 and 3600 h–1 and steam/feed rations of 3 and 5 have been investigated. Comparative experiments with “non-membrane” reaction have shown that in the membrane reactor the feedstock conversion to form H2 and CO2 increases and ethane hydrocracking decreases. Increasing the rate of H2 recovery through the membrane by permeate evacuation leads to an increase in the yield of H2 and CO2. With a decrease in the steam/feed ratio from 5 to 3, the ethane hydrocracking and the rate of carbon deposits formation increases. Optimal conditions for steam conversion of ethane and methane-ethane mixtures are T = 773 K, feed space velocity of 1800 h–1 and steam/feed ratio of 5. The established regularities are similar to those obtained earlier for other types of raw materials (mixtures of methane with propane, propane, n-butane, a mixture simulating the average composition of associated petroleum gas) in this membrane reactor.

About the authors

L. P. Didenko

Institute of Problems of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ludi@icp.ac.ru
Russia, 142432, Moscow oblast, Chernogolovka

V. N. Babak

Institute of Problems of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: ludi@icp.ac.ru
Russia, 142432, Moscow oblast, Chernogolovka

L. A. Sementsova

Institute of Problems of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: ludi@icp.ac.ru
Russia, 142432, Moscow oblast, Chernogolovka

T. V. Dorofeeva

Institute of Problems of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: ludi@icp.ac.ru
Russia, 142432, Moscow oblast, Chernogolovka

P. E. Chizhov

Institute of Problems of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: ludi@icp.ac.ru
Russia, 142432, Moscow oblast, Chernogolovka

S. V. Gorbunov

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Email: ludi@icp.ac.ru
Russia, 119334, Moscow

References

  1. Филиппов С.П., Ярославцев А.Б. // Успехи химии. 2021. Т. 90. № 6. С. 627. (Filippov S.P., Yaroslavtsev A.B. // Russian Chemical Reviews. 2021. V. 90. № 6. P. 627).
  2. Dincer I., Acar C. // Int. J. Hydrogen Energy. 2015. V. 40. P. 11094.
  3. Грязнов В.М. // Докл. АН СССР. 1969. Т. 189. С. 794.
  4. Gryaznov V.M. // Platinum Met. Rev. 1986. V. 30. P. 68.
  5. Грязнов В.М., Ермилова М.М., Орехова Н.В., Скакунова Е.В. // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1988. № 4. С. 750. (Gryaznov V.M., Ermilova M.M., Orekhova N.V., Skakunova E.V. // Russ.Chem. Bull., International Edition. 1988. V. 37. P. 637).
  6. Gryaznov V.M. // Sep. Purif. Rev. 2000. V. 29. P. 171.
  7. Habib M.A., Harale A., Paglieri S., Alrashed F.S., Alsayoud A., Rao M.V., Nemitallah M.A., Hossain S., Hussien M., Ali A., Haque M.A., Abuelyamen A., Shakeel M.R., Mokheimer E.M.A., Ben-Mansour R. // Energy Fuels. 2021. V. 35. № 7. P. 5558.
  8. Jokar S.M., Farokhnia A., Tavakolian M., Pejman M., Parvasi P., Javanmardi J., Zare F., Clara Gonçalves M., Basile A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. https://doi.org/10.1016/
  9. Anzelmo B., Wilcox J., Liguori S. // J. Membr. Sci. 2018. V. 565. P. 25.
  10. Anzelmo B., Wilcox J., Liguori S. // J. Membr. Sci. 2018. V. 568. P. 113–120.
  11. Shirasaki Y., Tsuneki T., Ota Y., Yasuda I., Tachibana S., Nakajima H., Kobayashi K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2009. V. 34. P. 4482.
  12. Kim C.-H., Han J.-Y., Kim S., Lee B., Lim H., Lee K.-Y., Ryi S.-K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. № 15. P. 7684.
  13. Диденко Л.П., Бабак В.Н., Семенцова Л.А., Дорофеева Т.В., Чижов П.Е., Горбунов С.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2021. Т. 11. № 5. С. 336. (Didenko L.P., Babak V.N., Sementsova L.A., Dorofeeva T.V., Chizhov P.E., and Gorbunov S.V. // Membranes and Membrane Technologies. 2021. V. 3. № 5. P. 302).
  14. Angeli S.D., Pilitsis F.G., Lemonidou A.A. // Catalysis Today. 2015. V. 242. P. 119.
  15. Veranitisagul C., Koonsaeng N., Laosiripojana N., Laobuthee A. // J. Ind. Eng. Chem. 2012. V. 18. P. 898.
  16. Li S., Gong J. // Chem. Soc. Rev. 2014. V. 43. P. 7245.
  17. Jeong S., Kim S., Lee B., Ryi S.-K., Lim H. // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. P. 7693.
  18. Бурханов Г.С., Рошан Н.Р., Горбунов С.В., Касьянов В.С., Кутербеков К.А., Бекмырза К.Ж., Мерзадинова Г.Т. // Металлы. 2021. № 2. С. 71.
  19. Бабак В.Н., Диденко Л.П., Семенцова Л.А., Квурт Ю.П. // Теоретические основы химической технологии. 2022. Т.56. № 3. С. 282. (Babak V.N., Didenko L.P., Sementsova L.A., Kvurt J.P. // Theoretical foundations of chemical engineering. 2022. V. 56. № 3. P. 279).
  20. Диденко Л.П., Семенцова Л.А., Бабак В.Н., Чижов П.Е., Дорофеева Т.В., Квурт Ю.П. // Мембраны и мембранные технологии. 2020. Т. 10. № 2. С. 99. (Didenko L.P., Babak V.N., Sementsova L.A., Chizhov P.E., Dorofeeva T.V., Kvurt J.P. // Membranes and Membrane Technologies. 2020. V. 2. № 2. P. 85.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1MB)
3.

Download (102KB)
4.

Download (91KB)
5.

Download (70KB)
6.

Download (75KB)
7.

Download (48KB)

Copyright (c) 2023 Л.П. Диденко, В.Н. Бабак, Л.А. Семенцова, Т.В. Дорофеева, П.Е. Чижов, С.В. Горбунов

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».