catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2017-1-11-17catal-405Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYКинетика мягкого парового риформинга пропана в избытке метана на Ni-содержащем катализатореKinetics of Mild Steam Reforming of Propane in the Presence of Excess Methane over a Ni-Containing CatalystУсковС. И.UskovS. I.ctls@kalvis.ruЕникееваЛ. В.EnikeevaL. V.ctls@kalvis.ruПотемкинД. И.PotemkinD. I.ctls@kalvis.ruБеляевВ. Д.BelyaevV. D.ctls@kalvis.ruСнытниковП. В.SnytnikovP. V.ctls@kalvis.ruГубайдуллинИ. М.GubaidullinI. M.ctls@kalvis.ruКирилловВ. А.KirillovV. A.ctls@kalvis.ruСобянинВ. А.SobyaninV. A.ctls@kalvis.ruИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский государственный университет (НГУ)РоссияBoreskov Institute of Catalysis SB RAS, Novosibirsk; Novosibirsk State University, NovosibirskRussian FederationИнститут нефтехимии и катализа РАН (ИНК РАН), УфаРоссияInstitute of Oil Chemistry and Catalysis RAS, UfaRussian FederationИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), НовосибирскРоссияBoreskov Institute of Catalysis SB RAS, NovosibirskRussian FederationИнститут нефтехимии и катализа РАН (ИНК РАН), Уфа; Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ)РоссияInstitute of Oil Chemistry and Catalysis RAS, Ufa; Ufa State University of Oil TechnologiesRussian Federation2017300520171711117Copyright © LLC "KALVIS", 20172017LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/405

Проведены систематические исследования закономерностей протекания реакции низкотемпературной паровой конверсии или мягкого парового риформинга (МПР) пропана в избытке метана на Ni-содержащем катализаторе. Показано, что МПР метан-пропановой смеси протекает по двустадийной схеме, включающей необратимую реакцию паровой конверсии пропана в диоксид углерода и водород и обратимую реакцию метанирования диоксида углерода. При температуре выше ≈250 °С реакция метанирования диоксида углерода является квазиравновесной. Скорость превращения пропана при МПР метан-пропановой смеси имеет первый порядок по пропану и энергию активации ≈120 кДж/моль и практически не зависит от концентраций метана, диоксида углерода, водорода и паров воды. Показано, что эта весьма простая макрокинетическая схема позволяет корректно описывать экспериментальные данные и прогнозировать температуру и скорость потока смеси, при которых достигается полная конверсия пропана.

Regularities of the low-temperature steam conversion or mild steam reforming (MSR) of propane in the presence of excess methane over Nicontaining catalyst were thoroughly studied. MSR of the methane-propane mixture was shown to proceed through two stages including the irreversible steam conversion of methane to carbon dioxide and hydrogen and the reversible reaction of methanation of carbon dioxide. The latter reaction is quasi-equilibrium at above ≈250 °C. The first-order rate independent of the concentrations of methane, carbon dioxide and water vapor and the activation energy equal to ca. 120 kJ/mol are characteristic of the propane transformation during MSR of the methanepropane mixture. This is a rather simple macrokinetic scheme that allows the experimental data to be correctly described and temperature and mixture flow rate to be predicted for achieving the maximal propane conversion.

низкотемпературная паровая конверсиямягкий паровой риформингпропанметанпопутный нефтяной газникелевый катализаторкинетика каталитических реакцийlow-temperature steam conversionmild steam reformingpropanemethaneassociated petroleum gasnickel catalystkinetics of catalytic reactionsReferencesКирюшин П.А., Книжников А.Ю., Кочи К.В., Пузанова Т.А., Уваров С.А. Попутный нефтяной газ в России: «Сжигать нельзя, перерабатывать». Аналитический доклад об экономических и экологических издержках сжигания попутного нефтяного газа в России // WWF Доклад 2013. Экономический факультет МГУ.Кирюшин П.А., Книжников А.Ю., Кочи К.В., Пузанова Т.А., Уваров С.А. Попутный нефтяной газ в России: «Сжигать нельзя, перерабатывать». Аналитический доклад об экономических и экологических издержках сжигания попутного нефтяного газа в России // WWF Доклад 2013. Экономический факультет МГУ.Zyryanova М.М., Snytnikov P.V., Amosov Yu.I., Belyaev V.D., Kireenkov V.V., Kuzin N.A., Vernikovskaya M.V., Kirillov V.A., Sobyanin V.A. // Fuel. 2013. Vol. 108. P. 282—291.Zyryanova М.М., Snytnikov P.V., Amosov Yu.I., Belyaev V.D., Kireenkov V.V., Kuzin N.A., Vernikovskaya M.V., Kirillov V.A., Sobyanin V.A. // Fuel. 2013. Vol. 108. P. 282—291.Rostrup-Nielsen J. Catalytic Steam Reforming // Catalysis, Science and Technology / Ed. Anderson, J.R., Boudart, M. — Berlin: Springer. 1984. V. 2. P 1-119.Rostrup-Nielsen J. Catalytic Steam Reforming // Catalysis, Science and Technology / Ed. Anderson, J.R., Boudart, M. — Berlin: Springer. 1984. V. 2. P 1-119.Rostrup-Nielsen J.R., Sehested J., Nørskov. J.K. // Advances in Catalysis. 2002. V. 47. P. 65—139.Rostrup-Nielsen J.R., Sehested J., Nørskov. J.K. // Advances in Catalysis. 2002. V. 47. P. 65—139.Rostrup-Nielsen J.R. // Catalysis Today. 1993. Vol. 18. P. 305–324.Rostrup-Nielsen J.R. // Catalysis Today. 1993. Vol. 18. P. 305–324.Avetisov A.K., Rostrup-Nielsen J.R., Kuchaev V.L., Bak Hansen J.-H., Zyskin A.G., Shapatina E.N. // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2010. Vol. 315. P. 155—162.Avetisov A.K., Rostrup-Nielsen J.R., Kuchaev V.L., Bak Hansen J.-H., Zyskin A.G., Shapatina E.N. // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2010. Vol. 315. P. 155—162.Zyryanova M.M., Snytnikov P.V., Shigarov A.B., Belyaev V.D., Kirillov V.A., Sobyanin V.A. // Fuel. 2014. Vol. 135. P. 76—82.Zyryanova M.M., Snytnikov P.V., Shigarov A.B., Belyaev V.D., Kirillov V.A., Sobyanin V.A. // Fuel. 2014. Vol. 135. P. 76—82.Мешенко Н.Т., Веселов В.В., Шуб Ф.С., Темкин М.И. // Кинетика и катализ. 1977. Т. 18 (4). С. 962—967.Мешенко Н.Т., Веселов В.В., Шуб Ф.С., Темкин М.И. // Кинетика и катализ. 1977. Т. 18 (4). С. 962—967.Мешенко Н.Т., Веселов В.В. // Химическая технология. 1977. Т. 5. С. 41—45.Мешенко Н.Т., Веселов В.В. // Химическая технология. 1977. Т. 5. С. 41—45.Рождественский В.П., Ерофеева В.И. О соотношении между реакциями окисления пропана водяным паром и его гидрогенолиза в процессе каталитической конверсии // Каталитическая конверсия углеводородов. Вып. 2 / ред. Веселов В.В. Киев: Наукова думка, 1975. С. 97—101.Рождественский В.П., Ерофеева В.И. О соотношении между реакциями окисления пропана водяным паром и его гидрогенолиза в процессе каталитической конверсии // Каталитическая конверсия углеводородов. Вып. 2 / ред. Веселов В.В. Киев: Наукова думка, 1975. С. 97—101.Praharso, Adesina A.A., Trimm D.L., Cant N.W. // Chemical Engineering Journal. 2004. Vol. 99. P. 131—136.Praharso, Adesina A.A., Trimm D.L., Cant N.W. // Chemical Engineering Journal. 2004. Vol. 99. P. 131—136.Голосман Е.З., Ефремов В.Н. // Катализ в промышленности. 2012. Т. 5. С. 36—55 .Голосман Е.З., Ефремов В.Н. // Катализ в промышленности. 2012. Т. 5. С. 36—55 .Ерофеева В.И., Рождественский В.П. Кинетика паровой конверсии пропана и пропан-водородных смесей // Каталитическая конверсия углеводородов. Вып.1 / ред. Веселов В.В. Киев: Наукова думка, 1974. С. 23—29.Ерофеева В.И., Рождественский В.П. Кинетика паровой конверсии пропана и пропан-водородных смесей // Каталитическая конверсия углеводородов. Вып.1 / ред. Веселов В.В. Киев: Наукова думка, 1974. С. 23—29.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.