Катализаторы для процесса конверсии метана

Abstract

Бұл мақалада табиғи газды каталитикалық өңдеудің метанның жартылай, толық, су буымен, көмірқышқылды тотығуы және ыдырау секілді заманауи бағыттары көрсетілген. Үлкен энергетикалық ресурстарымен бай Қазақстан үшін газ ресурстарын құнды химиялық өнімдерді алуға мүмкіндік беретін жаңа газхимиялық технологияларды құру маңызды болып табылады. Қазіргі уақытта осы реакцияларға негізделген процестер өндірісте Қазақстанда жүзеге асырылған жоқ. Реакциялардың әрқайсысы үшін жақсы өнімділікке жететін каталитикалық жүйелер көрсетілген. Барлық процестерде ауыспалы валентті металдар негізіндегі оксидті катализаторлар белсенді де тиімді болып табылады. Болашақта осы катализаторлардың белсенділігін арттыру бағытында жұмыс жасалуы қажет. Катализаторлар тасымалдағыштың ылғал сыйымдылығы бойынша капиллярлы сіңіру әдісімен дайындалып, 2000С 2 сағат бойы кептіріліп, 5000С-та 3 сағат қақталды.
 Мақала бойынша синтез-газ алу үшін метанның жартылай тотығу реакциясында никель-цирконий (3%NiО-2%ZrО2) негіздегі катализатор белсенділік көрсетті. Аталған катализатор бойынша реакция өнімдері - Н2 - 60.5 көл.%, СО - 30.5 көл.% құрады. Метанның көмірқышқылды конверсиясы реакциясындағы никель-кобальт-церий (3%NiО-7%Со2О3-0,5%Сe2O3) катализаторында метанның конверсиясы 95,6%-ды құрады және сутегі мен көміртегі монооксидінің шығымы 47,0 және 45,9 көл %-ға тең. Церий оксидімен модифирленген 3%NiО-2%СеО2/γ-Al2O3 катализаторы метанның толықтай тотығу реакциясында төменгі температураның өзінде (350 оС) метанның 29,6% конверсияға ұшырайды. Метанның сутегі газына ыдырау реакциясы үшін темір негізіндегі катализаторлар тиімді болып табылады. 5 мас.% Fe/ɣ-Al2O3 катализаторында 700оС кезінде метанның конверсиясы 2% құрап, 850оС-та оның мөлшері 13 % -ға және сутегі газының шығымы 5,8 көл.% - ға дейін артатынын көруге болады.