Представлен подход к кондиционированию попутного нефтяного или природного газа. В основе метода лежит процесс каталитического пиролиза легких углеводородов С1–С4 на многокомпонентных сплавных частицах. В результате такого процесса фракция углеводородов С2–С4 подвергается пиролизу с образованием водорода и углеродных нановолокон (УНВ), накапливающихся на катализаторе. Наибольшую активность в разложении смеси С2–С4 проявляет эквиатомный сплав [CoFeNi], промотированный добавлением 7 ат.% меди ([CoFeNi]Cu7). Максимальный выход УНВ при 650 °С составил 106 г/гкат за 30 мин. Показано, что такой сплав может быть успешно использован для каталитического разложения фракции С2–С4 в смеси с метаном. Определена зависимость выхода УНВ от концентрации фракции С2–С4 в модельной смеси. Установлено, что при пиролизе смеси с объемным соотношением С2–С4 /СH4 = 10/90 в течение 30–180 мин не происходит заметной дезактивации катализатора. Выход УНВ после 180 мин реакции составил 160 г/гкат. Средняя конверсия фракции С2–С4 за один проход достигает 20 %. Методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии и низкотемпературной адсорбции азота изучена морфология и структура полученных УНВ.
The paper presents an approach to the conditioning of associated petroleum or natural gas. The method is based on the process of catalytic pyrolysis of light hydrocarbons С1-С4 on multicomponent alloy particles. As a result of such a process it is possible to obtain mainly a mixture of СH4+H2, since it is the fraction of С2-С4 that is subjected to pyrolysis with the formation of hydrogen and carbon nanofibers (CNF). Equiatomic alloy [CoFeNi] promoted by addition of 7 at.% Cu ([CoFeNi]Cu7) shows the highest activity in decomposition of C2-C4 mixture. The maximum yield of CNF at 650 °C was 106 g/gcat in 30 min. It is shown that such an alloy can be successfully used for catalytic decomposition of С2-С4 fraction in a mixture with methane. The dependence of CNF yield on the concentration of С2-С4 fraction in the model mixture has been determined. It was found that at pyrolysis of the mixture with the volume ratio С2-С4/СH4 = 10/90 within 30-180 min there is no appreciable deactivation of the catalyst. The yield of CNF after 180 min of reaction was 160 g/gcat. The average conversion of the С2-С4 fraction in one pass reaches 20 %. The morphology and structure of the obtained CNF were studied by scanning and transmission electron microscopy and low-temperature nitrogen adsorption.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.