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

L. P. Didenko; Диденко Л. П.; V. N. Babak; Бабак В. Н.; L. A. Sementsova; Семенцова Л. А.; T. V. Dorofeeva; Дорофеева Т. В.; P. E. Chizhov; Чижов П. Е.; S. V. Gorbunov; Горбунов С. В.

doi:10.31857/S2218117223020037

Паровая конверсия этана и его смесей с метаном в мембранном реакторе с фольгой из Pd–Ru сплава

Авторы: Диденко Л.П.¹, Бабак В.Н.¹, Семенцова Л.А.¹, Дорофеева Т.В.¹, Чижов П.Е.¹, Горбунов С.В.²
Учреждения:
1. Институт проблем химической физики РАН
2. Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
Выпуск: Том 13, № 2 (2023)
Страницы: 83-95
Раздел: Статьи
URL: https://journal-vniispk.ru/2218-1172/article/view/137989
DOI: https://doi.org/10.31857/S2218117223020037
EDN: https://elibrary.ru/HYVKWL
ID: 137989

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследованы закономерности паровой конверсии этана и метан-этановых смесей, содержащих 5, 10 и 15% этана, в реакторе с мембраной в виде фольги толщиной 30 мкм из сплава Pd–6% Ru и никелевым катализатором марки НИАП-03-01. Реакцию изучали при следующих условиях: температуры 773 и 823 К, объемные скорости сырья 1800 и 3600 ч^–1, соотношения пар/сырье 3 и 5. Паровую конверсию этана исследовали в температурном интервале 773–853 К. Сравнительные эксперименты в традиционном реакторе показали, что в мембранном реакторе увеличивается превращение сырья по реакции паровой конверсии с образованием Н₂ и СО₂ и снижается его гидрокрекинг. Вакуумирование пермеата приводит к возрастанию выхода Н₂ и СО₂. При снижении соотношения пар/сырье от 5 до 3 увеличивается гидрокрекинг сырья и скорость образования углеродных отложений. Оптимальными условиями паровой конверсии метан-этановых смесей являются Т = 773 К (этана – температурный интервал 773–853 К), 1800 ч^–1 и пар/сырье 5. Установленные закономерности сходны с полученными ранее для других видов сырья (смесей метана с пропаном, пропана, н-бутана, смеси, моделирующей средний состав попутного нефтяного газа) в данном мембранном реакторе.

Ключевые слова

метан-этановая смесь, этан, паровая конверсия, мембранный реактор

Список литературы

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).
Dincer I., Acar C. // Int. J. Hydrogen Energy. 2015. V. 40. P. 11094.
Грязнов В.М. // Докл. АН СССР. 1969. Т. 189. С. 794.
Gryaznov V.M. // Platinum Met. Rev. 1986. V. 30. P. 68.
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).
Gryaznov V.M. // Sep. Purif. Rev. 2000. V. 29. P. 171.
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.
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/
Anzelmo B., Wilcox J., Liguori S. // J. Membr. Sci. 2018. V. 565. P. 25.
Anzelmo B., Wilcox J., Liguori S. // J. Membr. Sci. 2018. V. 568. P. 113–120.
Shirasaki Y., Tsuneki T., Ota Y., Yasuda I., Tachibana S., Nakajima H., Kobayashi K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2009. V. 34. P. 4482.
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.
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).
Angeli S.D., Pilitsis F.G., Lemonidou A.A. // Catalysis Today. 2015. V. 242. P. 119.
Veranitisagul C., Koonsaeng N., Laosiripojana N., Laobuthee A. // J. Ind. Eng. Chem. 2012. V. 18. P. 898.
Li S., Gong J. // Chem. Soc. Rev. 2014. V. 43. P. 7245.
Jeong S., Kim S., Lee B., Ryi S.-K., Lim H. // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. P. 7693.
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.
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).
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.)