Исследование катализаторов и закономерностей процесса каталитической очистки гелиевого концентрата от водорода

Приведены результаты исследования Pt и Pd катализаторов, нанесенных на γ-оксид алюминия, в реакции окисления водорода для применения в процессах очистки гелиевого концентрата (ГК). Проведено сопоставление свойств приготовленных катализаторов со свойствами зарубежного катализатора сравнения. В лабораторном реакторе на смеси, имитирующей ГК, проведено исследование «зажигания» и дезактивации катализаторов при комнатной температуре, что моделирует условия на входном участке промышленного адиабатического реактора, а также изучены свойства катализаторов при температурах 200, 250 и 300 °C в условиях, моделирующих протекание реакции в средней части и на выходе промышленного реактора. Исследован вторичный процесс образования водорода при температурах 250–300 °C, который объясняется протеканием реакций паровой конверсии метана и этана, присутствующих в модельной смеси, имитирующей гелиевый концентрат. Результаты работы могут найти применение при разработке отечественных катализаторов для очистки гелия, получаемого из природного газа.

1. Якуцени В.П. // Нефтегазовая технология. Теория и практика. 2009. Т.4. №1.

2. https://itek.ru/reviews/ekspert-rossiya-stanet-mirovym-liderom-po-proizvodstvu-geliya/

3. https://irkutskoil.ru/press-center/glava-ink-gelievyy-zavod-zapushchen-v-rezhime-opytnogo-primeneniya/

4. J. Kim, J. Yu, S. Lee, A. Tahmasebi, C.-H. Jeon, J. Lucas. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. P. 40073-40104. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.09.236

5. Загоруйко А.Н., Лопатин С.А., Микенин П.Е., Елышев А.В. // Катализ в промышленности. 2022. Т. 22. № 4. С. 22-27. DOI 10.18412/1816-0387-2022-4-22-27

6. C. Zhang, J. Zhang, J. Maa. // Int. J. Hydrogen Energy. 2012. V. 37. P. 12941-12946. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2012.05.073

7. J. Zhang, K. Zhao, X. Li, B. Li, D. Zhang, L. Xie. Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. P. 35014-35026. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.08.049

8. Y. Li, X. Zhu, Y. Chen, S. Zhang, J. Li, J. Liu. // J. Energy Chemistry. 2020. V. 47. P. 138-145. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2019.12.004

9. F. Jiang, F. Zhu, F. Yang, X. Yan, A. Wu, L. Luo, X. Li, J. Zhang. // ACS Catal. 2020. V. 10. I. 1. P. 604–612. https://doi.org/10.1021/acscatal.9b04598

10. G.M. Arzac, O. Montes, A. Fernández. // App. Catal. B: Env. 2017. V. 201. P. 391–399. http://dx.doi.org/10.1016/j.apcatb.2016.08.042

11. Łomot D., Karpiński Z. // Res. Chem. Intermed. 2015. V. 41. P. 9171—9179. https://doi.org/10.1007/s11164-015-1935-3

12. J. Kim, J. Yu, S. Lee, A. Tahmasebi, C.-H. Jeon, J. Lucas. // Intern. J. of Hydrogen Energy. 2021. V. 46. I. 80. P. 40073-40104.

13. A.E. Kozhukhova, S.P. du Preez, D.G. Bessarabov. // Int. J. Hydrogen Energy. 2024. V. 51 B. P. 1079-1096. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.09.119

14. K. Inagawa, D. Matsumura, M. Taniguchi, S. Uegaki, T. Nakayama, J. Urano, T. Aotani, H. Tanaka. // J. Phys. Chem. C. 2023. V. 127. P. 11542−11549. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.3c02237

15. F. Giarratano, G.M. Arzac, V. Godinho, D. Hufschmidt, M.C. Jiménez de Haro, O. Montes, A. Fernández. // App. Cat. B: Env. 2018. V. 235. P. 168–176. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2018.04.064

16. S. Kaneko, T. Arakawa, M. Ohshima, H. Kurokawa, H. Miura. // Appv Catv A: Gen. 2009. V. 356. P. 80–87. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2008.12.022

17. H.-J. Eom, J. H. Jang, D.-W. Lee, S. Kim, K.-Y. Lee. // J. Mol. Cat. A: Chemical. 2011. V. 349. P. 48-54. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2011.08.017

18. F.-C. Buciuman, F. Patcas, J.-C. Menezo, J. Barbier, T. Hahn, H.-G. Lintz. // App. Cat. B: Env. 2002. V. 35. P. 175-183. https://doi.org/10.1016/S0926-3373(01)00250-8

19. Y. Varun, I. Sreedhar, S. A. Singh. // J. Env. Chem. Eng. 2022. V. 10. P. 108384. https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.108384

20. https://catalysts.basf.com/multimedia/literature-library/adsorbents/adsorbents-for-deoxo

21. https://www.clariant.com/en/Solutions/Products/2019/07/22/08/33/EnviCat-GP

22. https://www.topsoe.com/our-resources/knowledge/our-products/catalysts/ck-304