Метанның матрицалық түрленуі: заңдылықтары, артықшылықтары және практикалық перспективалары
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc24(2)127-136Кілт сөздер:
табиғи газ, матрицалық түрлендіру, ішінара тотығу, синтез газыАңдатпа
Жер қыртысындағы дәстүрлі емес табиғи газдың айтарлықтай қоры оны ұзақ мерзімді перспективада тек негізгі энергия көзі ретінде ғана емес, сонымен қатар негізгі мұнай-химия өнімдерінің кең ауқымын өндіру үшін экономикалық тұрғыдан тартымды шикізат ретінде қарастыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, газ химиясының дамуы метанды термодинамикалық тұрғыдан тұрақсыз қосылыстарға айналдыру үшін қажетті көп сатылы процестердің жоғары технологиялық күрделілігі мен энергия сыйымдылығымен шектеледі.
Бұл шектеулерді жеңудің перспективалы тәсілдерінің бірі - реакция өнімдерінің ішкі жылуын қалпына келтіруге негізделген және беттік жану жағдайында жүзеге асырылатын табиғи газды синтез газына және сутегіне автотермиялық матрицалық түрлендіру технологиясы. Бұл тәсіл процестің жылу тиімділігін арттыруға және оның процесін жобалауды жеңілдетуге мүмкіндік береді.
Осы жұмыста метан матрицасын ауамен түрлендірудің негізгі физика-химиялық принциптері қарастырылады, бүгінгі күнге дейін қол жеткізілген нәтижелер қорытындыланады және оны практикалық қолданудың ең перспективалы бағыттары талданады.
Әдебиеттер тізімі
(1) V.S. Arutyunov, G.V. Lisichkin. Energy resources of the 21st century: problems and forecasts. Can renewable energy sources replace fossil fuels? Russian Chemical Reviews 86(8) (2017) 777-804. Crossref
(2) K. Aasberg-Petersen, I. Dybkjær, C.V. Ovesen, N.C. Schjødt, J. Sehested, et al. Natural gas to synthesis gas – Catalysts and catalytic processes. Journal of Natural Gas Science and Engineering 3 (2011) 423-459. Crossref
(3) I. Dybkjær, K. Aasberg-Petersen. Synthesis gas technology: Large-scale applications. Canadian Journal of Chemical Engineering 94 (2016) 607-612. Crossref
(4) E.A. Mazanets. In: Proc. 6th Nat. Gas Convers. Symp., Girdwood, Alaska, USA, 2001. Studies in Surface Science and Catalysis 136 (2001).
(5) C.M. Chen, D.L. Bennett, M.F. Carolan, E.P. Foster, W.L. Schinski, et al. ITM syngas ceramic membrane technology for synthesis gas production. In: Proc. 7th Nat. Gas Convers. Symp., Dalian, China, 2004. Studies in Surface Science and Catalysis 147 (2004) 55.
(6) T. Mazanec, S. Perry, L. Tonkovich, Y. Wang. Microchannel gas-to-liquids conversion – thinking big by thinking small. In: Proc. 7th Nat. Gas Convers. Symp., Dalian, China, 2004. Studies in Surface Science and Catalysis 147 (2004) 169.
(7) L.D. Schmidt. Modeling millisecond reactors. In: Proc. 6th Nat. Gas Convers. Symp., Girdwood, Alaska, USA, 2001. Studies in Surface Science and Catalysis 136 (2001).
(8) L.E. Basini, A. Guarinoni. Short Contact Time Catalytic Partial Oxidation (SCT-CPO) for synthesis gas processes and olefins production. Industrial & Engineering Chemistry Research 52 (2013) 17023-17037. Crossref
(9) M. Toledo, V. Bubnovich, A. Saveliev, L. Kennedy. Hydrogen production in ultrarich combustion of hydrocarbon fuel in porous media. International Journal of Hydrogen Energy 34 (2009) 1818-1827.
(10) S.O. Dorofeenko, E.V. Polianczyk, M.V. Tsvetkov. Toward the ultimate efficiency of methane to syngas conversion by partial oxidation: A moving bed reactor with parallel preheating of reactants. Fuel 363 (2024) 131005. Crossref
(11) E.G. Lim, E.E. Dames, K.D. Cedrone, A.J. Acocella, T.R. Needham, et al. The Engine Reformer: Syngas production in an engine for compact gas-to-liquids synthesis. Canadian Journal of Chemical Engineering 94 (2016) 623-635. Crossref
(12) R. Cornelissen, E. Tober, J. Kok, T. van de Meer. Generation of synthesis gas by partial oxidation of natural gas in a gas turbine. Energy 31 (2006) 3199-3207.
(13) M. Granovskiy. Integrated coproduction of power and syngas from natural gas to abate greenhouse gas emissions without economic penalties. ACS Omega 6 (2021) 16336-16342. Crossref
(14) A.A. Levikhin, A.A. Boryaev. High-temperature reactor for hydrogen production by partial oxidation of hydrocarbons. International Journal of Hydrogen Energy 48 (2023) 28187-28204. Crossref
(15) K. Aasberg-Petersen, T.S. Christensen, I. Dybkjaer, J. Sehested, M. Østberg, et al. Synthesis gas production for FT synthesis. Studies in Surface Science and Catalysis 152 (2004) 258-405. Crossref
(16) S. Soleimani, M. Lehner. Tri-reforming of methane: Thermodynamics, operating conditions, reactor technology and efficiency evaluation – A review. Energies 15 (2022) 7159. Crossref
(17) A. Nikitin, A. Ozersky, V. Savchenko, I. Sedov, V. Shmelev, V.S. Arutyunov. Matrix conversion of natural gas to syngas: The main parameters of the process and possible applications. Chemical Engineering Journal 377 (2019) 120883. Crossref
(18) V.I. Savchenko, Y.S. Zimin, A.V. Nikitin, I.V. Sedov, V.S. Arutyunov. Utilization of CO₂ in non-catalytic dry reforming of C₁–C₄ hydrocarbons. Journal of CO₂ Utilization 47 (2021) 101490. Crossref
(19) V.S. Arutyunov, L.N. Strekova, V.I. Savchenko, I.V. Sedov, A.V. Nikitin, et al. Prospects of conversion of hydrocarbon gases to liquid products based on nitrogen-rich synthesis gas. Petroleum Chemistry 59 (2019) 370-379. Crossref
(20) K. Hedden, A. Jess, T. Kuntze. From natural gas to liquid hydrocarbons (1). A new concept for the production of liquid hydrocarbons from natural gas in remote areas. Oil Gas European Magazine 3 (1994) 42-44.
(21) A. Jess, R. Popp, K. Hedden. Fischer–Tropsch synthesis with nitrogen-rich syngas: Fundamentals and reactor design aspects. Applied Catalysis A: General 186 (1999) 321-342.
(22) T. Kertthong, M. Schmid, G. Scheffknecht. Non-catalytic partial oxidation of methane in biomass-derived syngas with high steam and hydrogen content optimal for subsequent synthesis process. Journal of the Energy Institute 105 (2022) 251-261. Crossref
(23) V.S. Arutyunov, A.V. Nikitin, V.I. Savchenko, I.V. Sedov. Combined production of hydrogen and methanol without CO₂ emission based on matrix conversion of natural gas. Doklady Chemistry 513 (2023) 361-366. Crossref
Жүктеулер
Жарияланды
Журналдың саны
Бөлім
Лицензия
Авторлық құқық (c) 2026 А.В. Никитин, А.В. Озерский, И.В. Седов, В.И. Савченко, В.С. Арутюнов
Бұл жұмыс Creative Commons атрибуты бойынша лицензияланған. 4.0 Халықаралық лицензия.
Дәйексөзді қалай келтіруге болады
