Влияние состава окислителя на матричную конверсию пропан-бутановой смеси и деградацию фехралевой матрицы

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Показана стабильность матричной конверсии пропан-бутановой смеси в синтез-газе при использовании в качестве окислителя атмосферного воздуха. Исследовано влияние количества кислорода в окислителе на деградацию материала фехралевой матрицы (проволока состава Fe — 23%, Cr — 4%, Al). Выявлено, что устойчивость фехралевой проволоки в условиях матричной конверсии пропан-бутановой смеси снижается при увеличении степени обогащения воздуха техническим кислородом. С использованием растровой и просвечивающей электронной микроскопии (с возможностью микрорентгеноспектрального анализа) проведено сравнительное изучение микроструктуры, элементного и фазового состава исследуемого сплава в различных условиях воздействия газовой среды при высокотемпературной конверсии углеводородных газов. С использованием методологии CALPHAD установлен фазовый состав формирующейся оксидной пленки на поверхности фехраля в интервале температур 1000–1500°С.

Авторлар туралы

Алексей Озерский

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН; Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н. Н. Семенова РАН

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: alex.ozersky.1992@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6765-1401

к.х.н.

Ресей, 142432, г. о. Черноголовка, пр. Академика Семенова, д. 1; 119991, г. Москва, ул. Косыгина, д. 4, корп. 1

Вадим Отнельченко

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: alex.ozersky.1992@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-3045-8846
Ресей, 142432, г. о. Черноголовка, пр. Академика Семенова, д. 1; 141701, г. Долгопрудный, Институтский пер., д. 9

Алексей Никитин

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН; Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н. Н. Семенова РАН

Email: alex.ozersky.1992@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8236-3854

к.х.н.

Ресей, 142432, г. о. Черноголовка, пр. Академика Семенова, д. 1; 119991, г. Москва, ул. Косыгина, д. 4, корп. 1

Илья Фокин

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: alex.ozersky.1992@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3652-2575

к.т.н.

Ресей, 142432, г. о. Черноголовка, пр. Академика Семенова, д. 1

Владимир Арутюнов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН; Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н. Н. Семенова РАН

Email: alex.ozersky.1992@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0339-0297

д.х.н., проф.

Ресей, 142432, г. о. Черноголовка, пр. Академика Семенова, д. 1; 119991, г. Москва, ул. Косыгина, д. 4, корп. 1

Сергей Манохин

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН; Тольяттинский государственный университет

Email: alex.ozersky.1992@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1683-5614

к.т.н.

Ресей, 142432, г. о. Черноголовка, пр. Академика Семенова, д. 1; 445020, г. Тольятти, ул. Белорусская, д. 14

Иван Неласов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН; Тольяттинский государственный университет

Email: alex.ozersky.1992@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6305-8985

к.ф.-м.н.

Ресей, 142432, г. о. Черноголовка, пр. Академика Семенова, д. 1; 445020, г. Тольятти, ул. Белорусская, д. 14

Юрий Колобов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН; Тольяттинский государственный университет

Email: alex.ozersky.1992@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9645-9999

д.ф.-м.н., проф.

Ресей, 142432, г. о. Черноголовка, пр. Академика Семенова, д. 1; 445020, г. Тольятти, ул. Белорусская, д. 14

Игорь Седов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН; Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Email: alex.ozersky.1992@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9648-4895

к.х.н.

Ресей, 142432, г. о. Черноголовка, пр. Академика Семенова, д. 1; 109028, г. Москва, Покровский б-р, д. 11

Әдебиет тізімі

  1. Якубсон К. И. Перспективы производства и использования водорода как одно из направлений развития низкоуглеродной экономики в Российской Федерации (обзор) // ЖПХ. 2020. Т. 93. № 12. С. 1675–1695. https://doi.org/10.31857/S0044461820120014 [Yakubson K. I. Prospects for production and use of hydrogen as one of directions of the development of low-carbon economy in the Russian Federation // Russ. J. Appl. Chem. 2020. V. 93. N 12. P. 1775–1795].
  2. Kolos G., Gritsch A., Morillo A., Tuttlies U., Bernnat J., Op ferkuch F., Eigenberger G. Heat-integrated reactor concepts for catalytic reforming and automotive exhaust purification // Appl. Catal. B. 2007. V. 70. N 1–4. P. 16–30. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2006.01.030
  3. Миронова Д. Ю., Баранов И. В., Капустин Д. С., Кожухов Ю. В., Свинкин И. А. Применение концепции промышленного симбиоза к нефтегазовому сектору на примере переработки попутного нефтяного газа // Нефтегаз. дело. 2023. Т. 21. № 3. С. 220–231. https://doi.org/10.17122/ngdelo–2023–3–220–231
  4. Кириллов В. А., Амосов Ю. И., Шигаров А. Б., Кузин Н. А., Киреенков В. В., Пармон В. Н., Аристович Ю. В., Грицай М. А., Светов А. А. Экспериментальное и теоретическое исследование процесса переработки попутного нефтяного газа в нормализованный газ посредством мягкого парового риформинга // Теорет. основы хим. технологии. 2017. Т. 51. № 1. С. 15–30. https://doi.org/10.7868/S0040357117010110 [Kirillov V. A., Amosov Y. I., Shigarov A. B., Kireenkov V. V., Parmon V. N., Kuzin N. A., Aristovich Y. V., Gritsay M. A., Svetov A. A. Experimental and theoretical study of associated petroleum gas processing into normalized gas by soft steam reforming // Theor. Found. Chem. Eng. 2017. V. 51. N 1. P. 12–26. https://doi.org/10.1134/S0040579517010110].
  5. Захаров И. В. Технология утилизации попутного нефтяного газа с использованием отводящих факельных газов // Газ. пром-сть. 2018. № 3 (765). C. 60–66.
  6. Hognon C., Simon Yv., Marquaire P.-M., Courson C., Kiennemann A. Hydrogen production by catalytic partial oxidation of propane over CeO2 // Chem. Eng. Sci. 2018. V. 181. P. 46–57. https://doi.org/10.1016/j.ces.2018.01.038
  7. Pagani D., Livio D., Donazzi A., Beretta A., Groppi G., Maestri M., Tronconi E. A kinetic analysis of the partial oxidation of C3H8 over a 2% Rh/Al2O3 catalyst in annular microreactor // Catal. Today. 2012. V. 197. N 1. P. 265–280. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2012.09.004
  8. Dorofeenko S. O., Polianczyk E. V. Enhancing efficiency of hydrocarbons to synthesis gas conversion in a counterflow moving bed filtration combustion reactor // Int. J. Hydrog. Energy. 2019. V. 44. N 57. P. 30039–30052. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.09.208
  9. Schoeg I., Newcomb S. R., Ellzey J. L. Ultra-rich combustion in parallel channels to produce hydrogen-rich syngas from propane // Int. J. Hydrog. Energy. 2009. V. 34. N 12. P. 5152–5163. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2009.03.036
  10. Арутюнов В. С., Савченко В. И., Седов И. В., Шмелев В. М., Никитин А. В., Фокин И. Г., Эксанов С. А., Шаповалова О. В., Тимофеев К. А. Экспериментальные исследования конверторов природного газа в синтез-газ на основе проницаемых объемных матриц // ЖПХ. 2016. Т. 89. № 11. С. 1450–1458 [Arutyunov V. S., Savchenko V. I., Sedov I. V., Nikitin A. V., Fokin I. G., Eksanov S. A., Shmelev V. M., Shapovalova O. V., Timofeev K. A. Experimental studies of natural gas to synthesis gas converters based on permeable cavity matrices // Russ. J. Appl. Chem. 2016. V. 89. N 11. P. 1816–1824. https://doi.org/10.1134/S1070427216110124].
  11. Никитин А. В., Савченко В. И., Седов И. В., Тимофеев К. А., Шмелев В. М., Арутюнов В. С. Матричная конверсия метана в синтез-газ с низким содержанием азота // Горение и взрыв. 2017. Т. 10. № 1. С 28–33. https://www.elibrary.ru/xvginx
  12. Nikitin A., Ozersky A., Savchenko V., Sedov I., Shmelev V., Arutyunov V. Matrix conversion of natural gas to syngas: The main parameters of the process and possible applications // Chem. Eng. J. 2019. V. 377. ID 120883. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.01.162
  13. Шмелев В. М. Горение природного газа на поверхности матриц из высокопористой металлической пены // Хим. физика. 2010. Т.29. № 7. С. 27–36. https://www.elibrary.ru/msqtef
  14. Озерский А. В., Никитин А. В., Зимин Я. С., Савченко В. И., Седов И. В., Арутюнов В. С. Получение водорода из пропан-бутановой смеси в совмещенном процессе матричной и паровой конверсии // ЖПХ. 2021. Т. 94. № 7. С. 874–881. https://doi.org/10.31857/S0044461821070082 [Ozerskii A. V., Nikitin A. V., Zimin Y. S., Savchenko V. I., Sedov I. V., Arutyunov V. S. Production of hydrogen from propane–butane mixture in a combined process of matrix and steam conversion // Russ. J. Appl. Chem. 2021. V. 94. N 7. P. 927–933. https://doi.org/10.1134/S1070427221070090].
  15. Шаповалова О. В., Арутюнов В. С., Синев М. Ю. Окислительная конверсия пропан-бутановой смеси в синтез-газ и водород в объемной матричной горелке // Горение и взрыв. 2011. № 4. С. 34–37. https://www.elibrary.ru/slbuez
  16. Andersson J. O., Helander T., Höglund L., Shi P., Sundman Bo. Thermo-Calc & DICTRA, computational tools for materials science //Calphad. 2002. V. 26. N 2. С. 273312. https://doi.org/10.1016/S0364-5916(02)00037-8
  17. Никитин А. В., Озерский А. В., Тимофеев К. А., Комаров И. К., Зимин Я. С., Седов И. В., Шмелев В. М., Арутюнов В. С. Влияние добавок водяного пара на процесс матричной конверсии метана в синтез-газ // Горение и взрыв. 2018. Т. 11. № 2. С. 18–23. https://doi.org/10.30826/CE18110203 https://www.elibrary.ru/xpupsh

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2024