Окислительный пиролиз этана в условиях адиабатического сжатия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В условиях адиабатического сжатия исследовали окислительный пиролиз этана в диапазоне температур 1100–1450 К. В начальных смесях при постоянном содержании этана 2 %(об.) содержание кислорода изменялось от 0 до 1,05 %(об.). Диапазоны степеней превращения этана 6%–86%, кислорода 8%–97%. Были определены основные (этилен, водород, метан и СО) и второстепенные продукты реакции. Состав смеси продуктов качественно совпадает с продуктами пиролиза этана, ранее исследованного в реакторе адиабатического сжатия. Установлено, что увеличение отношения O2/C2H6  в исследованном диапазоне приводит к монотонному снижению остаточного содержания этана, увеличению остаточного содержания кислорода и к увеличению степени превращения обоих исходных компонентов. С ростом отношения O2/C2H6 происходит увеличение выходов Н2, СО, СН4, ацетилена, бутадиена-1,3 и некоторых других углеводородов. Значение выхода этилена проходит через максимум примерно при α=0,05.

Об авторах

Игорь Васильевич Билера

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: bilera@ips.ac.ru

кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник

Россия, Москва

Список литературы

  1. Лапидус А. С. Современное состояние промышленных способов производства ацетилена // Химия ацетилена. Тр. III Всесоюзн. конф. / Отв. ред. А. А. Петров. — М.: Наука, 1972. С. 5–16.
  2. Passler P., Hefner W., Buckl K., Meinass H., Meiswinkel A., Wernicke H.-J., Ebersberg G., Muller R., Bassler J., Behringer H., Mayer D. Acetylene // Ullmann’s encyclopedia of industrial chemistry. — Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2012. Vol. 1. P. 277–326. doi: 10.1002/14356007.a01_097.pub3.
  3. Дубровай К. К., Шейнман А. Б. Окислительный крэкинг. — М.-Л.: ОНТИ НКТП СССР, 1936. 393 с.
  4. Тменов Д. Н., Гориславец С. П. Интенсификация процессов пиролиза. — Киев: Техника, 1978. 192 с.
  5. Арутюнов В. С. Окислительная конверсия природного газа. — М.: КРАСАНД, 2011. 640 с.
  6. Арутюнов В. С., Магомедов Р. Н. Газофазный оксипиролиз легких алканов // Успехи химии, 2012. Т. 81. № 9. С. 790–822.
  7. Арутюнов В. С., Савченко В. И., Седов И. В., Никитин А. В., Магомедов Р. Н., Прошина А. Ю. Кинетические закономерности и технологические перспективы селективного окислительного крекинга легких алканов // Успехи химии, 2017. Т. 86. № 1. С. 47–74.
  8. Cavani F., Ballarini N., Cericola A. Oxidative dehydrogenation of ethane and propane: How far from commercial implementation? // Catal. Today, 2007. Vol. 127. P. 113–131. doi: 10.1016/j.cattod.2007.05.009.
  9. Najari S., Saeidi S., Concepcion P., Dionysiou D. D., Bhargava S. K., Lee A. F., Wilson K. Oxidative dehydrogenation of ethane: Catalytic and mechanistic aspects and future trends // Chem. Soc. Rev., 2021. Vol. 50. No. 7. P. 4564–4605. doi: 10.1039/D0CS01518K.
  10. Sampson R. J. The reaction between ethane and oxygen at 600–630 // J. Chem. Soc., 1963. P. 5095–5106. doi: 10.1039/JR9630005095.
  11. Jones J. H., Daubert T. E., Fenske M. R. Oxidation and oxidative dehydrogenation of ethane and propane // Ind. Eng. Chem. Proc. DD., 1969. Vol. 8. No. 1. P. 17–25. doi: 10.1021/i260029a004.
  12. Taylor J. E., Kulich D. M. Homogeneous gas-phase with a wall-less reactor. Oxygen–ethane reaction. Pyrolyses. III. The a double reversal in oxygen and surface effects // Int. J. Chem. Kinet., 1973. Vol. 5. No. 3. P. 455–468. doi: 10.1002/kin.550050314.
  13. Шеверденкин Е. В., Арутюнов В. С., Рудаков В. М., Савченко В. И., Соколов О. В. Кинетика парциального окисления алканов при высоких давлениях. Окисление этана и метан-этановых смесей // Теор. основы хим. технол., 2004. Т. 38. № 3. С. 332–336.
  14. Магомедов Р. Н., Прошина А. Ю., Арутюнов В. С. Газофазный окислительный крекинг этана в атмосфере азота // Кинетика и катализ, 2013. Т. 54. № 4. С. 401–412. doi: 0.7868/S0453881113040114.
  15. Burch R., Crabb E. M. Homogeneous and heterogeneous contributions to the catalytic oxidative dehydrogenation of ethane // Apll. Catal. A — Gen., 1993. Vol. 97. No. 1. P. 49–65. doi: 10.1016/0926-860X(93)80066-Y.
  16. Choudhary V. R., Mulla S. R. Coupling of thermal cracking with noncatalytic oxidative conversion of ethane to ethylene // AIChE J., 1997. Vol. 43. No. 6. P. 1545–1550. doi: 10.1002/aic.690430516.
  17. Chen Q., Schweitzer E. J. A., Van Den Oosterkamp P. F., Berger R. J., De Smet C. R. H., Marin G. B. Oxidative pyrolysis of ethane // Ind. Eng. Chem. Res., 1997. Vol. 36. No. 8. P. 3248–3251. doi: 10.1021/ie960585z.
  18. Колбановский Ю. А., Щипачев В. С., Черняк Н. Я. и др. Импульсное сжатие газов в химии и технологии. — М.: Наука, 1982. 240 с.
  19. Колбановский Ю. А. Метод адиабатического сжатия в исследованиях кинетики и механизма реакций с участием фторсодержащих карбенов // Успехи химии, 1989. Т. 58. № 11. С. 1800–1814.
  20. Buravtsev N. N., Kolbanovsky Yu. A. Intermediates of thermal transformations of perfluoro-organic compounds. New spectral data and reactions // J. Fluorine Chem., 1999. Vol. 96. No. 1. P. 35–42. doi: 10.1016/S0022-1139(98)00325-X.
  21. Сальникова Л. В., Семочкина А. Е., Билера И. В. Дегидрирование этана при импульсном пиролизе и оксипиролизе // Тезисы VIII Всеросс. науч.-техн. конф. <<Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России>>. — М.: РГУНГ им. И. М. Губкина, 2010. Ч. 1. С. 281–282.
  22. Билера И. В. Высокотемпературный гомогенный пиролиз этана в реакторе адиабатического сжатия // Горение и взрыв, 2017. Т. 10. № 2. С. 12–17.
  23. Билера И. В. Сопиролиз диметилового эфира и этана в условиях адиабатического сжатия // Горение и взрыв, 2020. Т. 13. № 4. С. 20–28. doi: 10.30826/ CE20130403.
  24. Buravtsev N. N., German L. S., Grigor’ev A. S., Kolbanovskii Yu. A., Ovsyannikov A. A., Volkonskii A. Yu. Trifluoromethylfluorocarbene formation and reactions under C2F5SiF3 pulsed adiabatic compression pyrolysis // Mendeleev Commun., 1993. Vol. 3. No. 4. P. 133–134. doi: 10.1070/MC1993v003n04ABEH000254.
  25. ScanView — an application and chromatogram database. https://community.agilent.com.
  26. Heracleous E., Lemonidou A. A. Homogeneous and heterogeneous pathways of ethane oxidative and non-oxidative dehydrogenation studied by temperature-programmed reaction // Appl. Catal. A — Gen., 2004. Vol. 269. P. 123–135. doi: 10.1016/j.apcata.2004.04.007.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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».