Дезактивация металлсодержащих пентасилов в процессе неокислительной конверсии метана

• Автор: Козлов, Владимир Валерьевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Свойства метана

1.1.1. Ресурсы метана.

1.1.2. Область потребления метана и природного газа

1.1.3. Современные процессы получения химических продуктов

из метана

1.1.4. Масштабы химической переработки метана.

1.2. Строение и структура цеолитов.

1.2.1. Влияние модифицирующих добавок на каталитические свойства цеолитных катализаторов.
1.3. Каталитические процессы активации метана
1.3.1. Окисление метана в метанол.
1.3.2. Окисление метана в формальдегид
1.3.3. Двухстадийный процесс конверсии метана в высшие углеводороды
1.3.4. Неокислительная конверсия метана.
1.3.4.1 .Механизм образования углеводородов на
МеМ5 катализаторах
1.4. Дезактивация МеМ5 катализаторов.
1.5. Морфология кокса
1.5.1. Поликристаллический графит.
1.5.2. Угольные дендриты
1.5.3. Трубчатые графитовые нити
1.5.4. Угольные пленки, слои пироуглерода.
1.5.5. Сажа.
Глава 2. Экспериментальная часть.
2.1. Методика приготовления катализаторов
2.2. Исследование катализаторов физикохимическими методами
2.3. Исследование катализаторов методом термопрограммируемой десорбции аммиака
2.4. Исследование каталитической активности цеолитных катализаторов
2.5 Методики проведения окислительной регенерации.
Глава 3. Обсуждение результатов
3.1. Исследование структуры цеолитов методами ИКспектроскопии рентгенофазового анализа и адсорбции метанола
3.2. Исследование активности цеолитных катализаторов в процессе неокислительной конверсии метана.
3.3. Исследование кислотных свойств цеолитных катализаторов
3.4. Удельная поверхность цеолитных катализаторов
3.5. Исследование природы коксовых отложений катализаторов.
3.6. Особенности активных центров и морфология металлсодержащих цеолитных катализаторов, природа образующихся
на их поверхности коксовых отложений
3.6.1. Исследование морфологии Усодержащего цеолита, локализации и природы продуктов уплотнения, образующихся
на катализаторе
3.6.2. Исследование морфологии Мьсодержащего цеолита и природы кокса, образующегося на катализаторе.
3.6.3. Изучение состава и морфологии содержащих цеолитов
с различным силикатным модулем
Заключение
Литература


Из горючих газов часто присутствуют тяжелые углеводороды, иногда в небольших количествах содержатся водород Н2 и еще реже окись углерода СО. В состав некоторых газов входит сероводород 2. Из негорючих газов всегда в различных концентрациях присутствуют азот 2, аргон Аг и углекислый i С. В очень небольших количествах встречаются гелий Не и некоторые другие инертные газы неон , криптон Кг, ксенон Хе. В составе любых природных газов всегда есть пары воды. Среди тяжелых газообразных углеводородов в составе природного газа преобладают алканы. Из них основную долю составляют этан и пропан, в меньших количествах присутствуют бутан, пентан, гексаи, гептан и более тяжелые углеводороды гомологического ряда метана. Из всех углеводородов метанового ряда метай химически самый устойчивый. Поэтому в условиях осадочных пород, где метан образует газовые залежи и где обычно восстановительная геохимическая среда, он может сохраняться десятки и сотни миллионов лет. Современные оценки резервов природного газа очень неопределенны и часто пересматриваются как в сторону увеличения, так и уменьшения. В среднем они оцениваются примерно в 5 трлн м3. Однако имеются и значительно более высокие оценки 2. Образование нефти и природного газа в осадочных породах тесно связано с относительно недавней геологической историей верхних км земной коры и с образованием самих осадочных пород. Существуют также гипотезы абиогенного происхождения природного газа 4, 5. Как новый энергоноситель в структуре потребляемых мировых энергоресурсов природный газ начал приобретать значение с х годов XX века. Значение природного газа как энергоносителя в перспективе будет неуклонно возрастать. Эксплуатация и транспортирование природных газов аналогичны эксплуатации нефти, но отличаются тем, что технологические процессы эксплуатации газовых месторождений намного проще нефтяных, а стоимость транспортирования и хранения природных газов намного выше стоимости транспортирования и хранения жидких углеводородов. Широкое применение природные газы находят в промышленности в качестве восстанавливающего агента, прежде всего в металлургии, потребляющей на эти цели значительные его количества. В качестве относительно нового перспективного направления использования метана в металлургической промышленности можно указать на использование его для восстановления отходящих сернистых газов с получением в качестве побочного продукта производства элементарной серы 6, 7. Компримированный природный газ КПГ, а также сжиженные нефтяные газы находят раниченное применение в качестве альтернативного моторного топлива. Поиск путей эффективного превращения метана в химические продукты в течение более лет является одной из основных целей исследований, прежде всего в области катализа. Можно выделить два главных направления переработки метана прямую конверсию в продукты и непрямую, в основном через предварительное получение синтезгаза. Примерами непрямой конверсии метана могут служить такие широко используемые промышленные процессы, как синтез метанола и аммиака, а также процесс ФишераТропша синтез углеводородов, процесс МТв фирмы Мобил и ряд других. Однако эти последние процессы в современных условиях малорентабельны 8, поэтому большие усилия, особенно в течение последних лет, были направлены на поиск прямых путей конверсии метана. Наиболее интенсивно исследовалась окислительная конденсация димеризация метана в этан и этилен ОКМ и парциальное окисление метана в метанол ПОММ. Изучались также пути прямой окислительной функциализации метана в другие, помимо метанола, продукты типа СН3Х, где X атом или функциональная группа, например, в метилхлорид или в метил бисульфат. Однако до сих пор экономические преимущества ни одного из таких методов не были показаны, и в настоящее время синтезгаз является основным первичным продуктом переработки метана, на основе которого осуществляется синтез целевых продуктов метанола, синтетического бензина, дизельного топлива, диметилового эфира и т. Важным фактором при оценке перспектив различных направлений переработки метана является стоимость продуктов, получаемых из единицы объема переработанного газа 9.