Технологии производства ацетилена в XX веке. Основные тенденции их развития в парадигме низкоуглеродной экономики будущего

В обзоре рассмотрены способы получения ацетилена, как реализованные в промышленности и имеющие значительную историю, так и новые, находящиеся на стадии лабораторных исследований и демонстрационных стендов. Обсуждена возможность перехода от технологий получения ацетилена, сопровождающихся образованием значительного количества парниковых газов (карбидный способ, окислительный пиролиз природного газа), к «низкоуглеродным» либо «безуглеродным» плазмохимическим процессам переработки природного газа и угля с использованием энергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками (энергия ветра, солнечная энергия).

1. Schobert H. // Chemical reviews. 2014. V. 114. №. 3. Р. 1743-1760.

2. Pässler P. et al. Acetylene //Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. – 2000.

3. https://ec.europa.eu/clima/policies/eu-climate-action/law_en (дата обращения: 25.08.2021)

4. Технология переработки углеводородных газов: Учебник для вузов / В.С. Арутюнов, И.А. Голубева, О.Л. Елисеев, Ф.Г. Жагфаров. М.: Юрайт, 2020. 723 с. (Высшее образование). Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. URL: https://urait.ru/bcode/447433 (дата обращения: 25.08.2021)

5. https://www.prnewswire.com/news-releases/acetylene-industry-review-2015-2019-and-forecast-to-2030---growing-applications-across-various-industries-301005161.html (дата обращения: 25.08.2021)

6. https://www.reportsanddata.com/report-detail/acetylene-market (дата обращения: 25.08.2021)

7. https://www.globenewswire.com/news-release/2019/04/12/1803145/0/en/Global-Acetylene-Gas-Market-is-Projected-to-Grow-at-US-6090-Mn-by-2025-End-QY-Research-Inc.html (дата обращения: 25.08.2021)

8. https://www.statista.com/statistics/933160/global-market-value-of-acetylene (дата обращения: 25.08.2021)

9. https://www.marketintellica.com/report/MI42508-global-acetylene-gas-market-study-2016 (дата обращения: 25.08.2021)

10. I. Kudryashova, E. Kharlampenkov, N. Zakharova, A. Kolevatova. Ecological-and-Economic Evaluation of Vinyl Chloride Production in Mineral Resource Clusters. E3S Web of Conferences 41, 02025 (2018). IIIrd International Innovative Mining Symposium; https://doi.org/10.1051/e3sconf/20184102025 (дата обращения: 25.08.2021)

11. https://ru.scribd.com/doc/40218529/Petrochemical-Industry-Overview-Chemical-Economics-Handbook-SRI-Consulting (дата обращения: 25.08.2021)

12. https://www.iea.org/reports/the-future-of-petrochemicals (дата обращения: 25.08.2021)

13. https://ihsmarkit.com/products/chemical-technology-pep-ethylene-ethane-steam-cracking-29h.html (дата обращения: 25.08.2021)

14. Wang B. et al. // Journal of Cleaner Production. 2021. V. 295. Р. 126377.

15. Huo H. et al. // Energy. 2021. Р. 120566.

16. Teong S.P., Zhang Y. // Journal of Bioresources and Bioproducts. 2020. V. 5. P. 96-100.

17. Guo J., Zheng D. // Industrial & engineering chemistry research. 2012. V. 51. №. 41. P. 13414-13422.

18. Diercks R. et al. // Chemical Engineering & Technology: Industrial Chemistry‐Plant Equipment‐Process Engineering‐Biotechnology. 2008. V. 31. №. 5. P. 631-637.

19. Mi Y., Zheng D., Jiang X. // Journal of Cleaner Production. 2016. V. 112. P. 1676-1682.

20. Mi Y. et al. // Fuel processing technology. 2014. V. 119. P. 305-315.

21. Mustafa A. et al. // Journal of Energy Chemistry. 2020. V. 49. P. 96-123.

22. Kanniche M. et al. // Applied Thermal Engineering. 2010. V. 30. №. 1. P. 53-62.

23. Bhown A.S., Freeman B.C. // Environmental science & technology. 2011. V. 45. №. 20. P. 8624-8632.

24. Li A. et al. // ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 2018. V. 6. №. 8. P. 9560-9565.

25. Li Y. et al. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2016. V. 55. №. 18. P. 5257-5262.

26. Liu Q. et al. // CIESC J. 2013. V. 64. P. 2573-2579.

27. Сафаралеева Р.А. Современные технологии получения ацетилена // Международная научно-практическая конференция молодых исследователей им. Д.И. Менделеева. 2016. С. 158–160.

28. Zhang Q., Wang J., Wang T. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2016. V. 55. №. 30. P. 8383-8394.

29. Yefei L.I.U. et al. // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2011. V. 19. №. 3. P. 424-433.

30. Fincke J.R. et al. // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2002. V. 22. №. 1. P. 105-136.

31. Holmen A., Rokstad O.A., Solbakken A. // Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development. 1976. V. 15. №. 3. P. 439-444.

32. Kang H. et al. // Fuel Processing Technology. 2016. V. 148. P. 209-216.

33. Антонов В.Н., Лапидус А.С. Производство ацетилена. М.: Химия, 1970. 415 с.

34. Kopylov S.N., Gubina T.V. // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2016. V. 90. №. 1. P. 43-47

35. Likhanov V.A., Rossokhin A.V. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2020. V. 734. №. 1. P. 012207.

36. Трошин К.Я., Борисов А.А. // Горение и взрыв. 2017. Т. 10. №. 1. С. 34–38.

37. Chen L. et al. // Proceedings of the Combustion Institute. 2019. V. 37. №. 4. P. 5715-5722.

38. BASF, Preparation of acetylene and synthesis gas, US5789644 A, 1998.

39. HOECHST, GB Patents Nos. 921,305 and 958,046.

40. Трошин К.Я. // Химическая физика. 2019. Т. 38. №. 8. С. 3–11.

41. Li H.F. et al. // Angewandte Chemie. 2018. V. 130. №. 10. P. 2692-2696.

42. Hall K.R., Cantrell J.G., Weber, Jr B.R. // Natural Gas Processing from Midstream to Downstream. 2018. P. 499-507.

43. Zhang Q., Wang J., Wang T. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2017. V. 56. №. 18. P. 5174-5184.

44. Порсин А.В. и др. // Теоретические основы химической технологии. 2014. Т. 48. №. 4. С. 426–433.

45. Wang Z., Zheng D., Jin H. // International journal of hydrogen energy. 2007. V. 32. №. 16. P. 4030-4039.

46. Гарифзянова Г.Г. // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2008. Т. 51. № 11. С. 98–100.

47. Zhifang W., Zheng D. // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2008. V. 16. №. 5. P. 812-818.

48. Cao S., Wang D., Wang T. // Chemical engineering science. 2010. V. 65. №. 8. P. 2608-2618.

49. Gladish H. // Hydrocarbon Process. Petrol. Refiner. 1962. V. 41. P. 159-164.

50. Slovetskii D.I. // Petroleum Chemistry. 2006. V. 46. №. 5. P. 295-304.

51. Mueller R., Kaske G. // Erdoel Kohle, Erdgas, Petrochem. Brennst.-Chem.;(Germany, Federal Republic of). 1984. V. 37. №. 4.

52. Slovetskii D.I. // High Energy Chemistry. 2006. V. 40. №. 2. P. 86-92.

53. Olsvik O., Rokstad O. A., Holmen A. // Chemical Engineering & Technology: Industrial Chemistry-Plant Equipment-Process Engineering-Biotechnology. 1995. V. 18. №. 5. P. 349-358.

54. Dinh D.K. et al. // RSC advances. 2019. V. 9. №. 56. P. 32403-32413.

55. Krestinin A.V. // Combustion and Flame. 2000. V. 121. №. 3. P. 513-524.

56. Krestinin A.V., Moravsky A.P. // Chemical physics letters. 1998. V. 286. №. 5-6. P. 479-484.

57. Slovetskii D.I. et al. // High Energy Chemistry. 2002. V. 36. №. 1. P. 44-52.

58. An H. et al. // Fuel Processing Technology. 2018. V. 172. P. 195-199.

59. Bao W. et al. // Journal of chemical industry and engineering China. 2008. V. 59. №. 2. P. 472.

60. Kim K.S. et al. // IEEE transactions on plasma science. 2005. V. 33. №. 2. P. 813-823.

61. Juan L. et al. // Plasma Science and Technology. 2003. V. 5. №. 3. P. 1815.

62. Fincke J.R. et al. // Industrial & engineering chemistry research. 2002. V. 41. №. 6. P. 1425-1435.

63. Fincke J.R. et al. // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2002. V. 22. №. 1. P. 105-136.

64. Bolouri K.S., Amouroux J. // Plasma chemistry and plasma processing. 1986. V. 6. №. 4. P. 335-348.

65. Yao S., Nakayama A., Suzuki E. // Catalysis today. 2001. V. 71. №. 1-2. P. 219-223.

66. Li X.S. et al. // Journal of Physics D: Applied Physics. 2008. V. 41 №. 17. P. 175203.

67. Inada Y. et al. // Journal of Physics D: Applied Physics. 2014. V. 47. №. 17. P. 175201.

68. Dors M. et al. // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2014. V. 34. №. 2. P. 313-326.

69. Diamy A.M. et al. // Vacuum. 2001. V. 61. №. 2-4. P. 403-407.

70. Heintze M., Magureanu M. // Journal of applied physics. 2002. V. 92. №. 5. P. 2276-2283.

71. Liu C., Mallinson R., Lobban L. // Journal of catalysis. 1998. V. 179. №. 1. P. 326-334.

72. http://vyazma-gas.ru/index.php/poleznaya-informatsiya/2015-01-25-16-12-15/istoriya-atsetilena (дата обращения: 25.08.2021)

73. Bittner D., Wanzl W. // Fuel Processing Technology. 1990. V. 24. P. 311-316.

74. Peuckert C., Baumann H., Bittner D., Klein J., Juntgen H. Method for production of Acetylene. U.S. Patent 4,378,232, March 29, 1983.

75. Fei W. et al. // Plasma Science and Technology. 2006. V. 8. №. 3. P. 307.

76. Yan B. et al. // Chemical engineering journal. 2012. V. 207. P. 109-116.

77. Jupudi R.S., Zamansky V., Fletcher T.H. // Energy & Fuels. 2009. V. 23. №. 6. P. 3063-3067.

78. Fletcher T.H., Barfuss D., Pugmire R.J. // Energy & Fuels. 2015. V. 29. №. 8. P. 4921-4926.

79. Richards A.P., Fletcher T.H. // Fuel. 2016. V. 185. P. 171-180.

80. Ma J. et al. // Fuel Processing Technology. 2017. V. 167. P. 721-729.

81. Shuang Y. et al. // Energy & Fuels. 2010. V. 24. №. 5. P. 2991-2998.

82. Wu C., Chen J., Cheng Y. // Fuel Processing Technology. 2010. V. 91. №. 8. P. 823-830.

83. Chen L. et al. // Journal of Physics D: Applied Physics. 2009. V. 42. №. 5. P. 055505.

84. Bao W.R., Chang L.P., Lu Y.K. // Process safety and environmental protection. 2006. V. 84. №. 3. P. 222-226.

85. Mueller R., Kirker L., Peuckert C. Process for the production of acetylene and synthesis or reduction gas from coal in an electric arc process. U.S. Patent 4,588,850, May 13, 1986.

86. Berkowitz N. An introduction to coal technology academic press // New York. 1979. V. 36.

87. Peuckert C., Müller R. // Proceedings of the Seventh International Symposium on Plasma Chemistry, ed. CJ Timmermans. 1985. P. 274-279.

88. Yan B., Lu W., Cheng Y. China goes green: cleaner production of chemicals. 2012.

89. Zhang M. et al. // Energies. 2017. V. 10. №. 4. P. 513.

90. Zhang M. et al. // Chemical Engineering and Processing-Process Intensification. 2018. V. 128. P. 257-262.

91. López J.A., Lu C. // IEEE Transactions on Power Systems. 2020. V. 35. №. 5. P. 3459-3469.

92. Arora K. et al. // Mathematics. 2021. V. 9. №. 2. P. 186.