Институт химии нефти СО РАН

Кинетические закономерности превращения компонентов природного газа в ароматические углеводороды

Одностадийный синтез ароматических углеводородов из газообразных алканов на цеолитсодержащем катализаторе характеризуется сложными кинетическими закономерностями, и поэтому изучение его кинетики следует проводить с привлечением метода математического моделирования, используя экспериментально полученные данные по влиянию различных факторов на выход и состав продуктов. Варьированием расхода сырья при сохранении одинакового времени контакта установлены области протекания процесса превращения природного газа: при расходе сырья от 8,3 до 25,0 мл/мин процесс протекает во внешнедиффузионной области, увеличение расхода сырья более 25,0 мл/мин позволяет перевести процесс в кинетическую область. Результаты кинетических исследований представлены в виде кинетических кривых превращения природного газа в ароматические углеводороды на катализаторе 0,5% Ga-4,0% Mo/ZSM-5/10% Al₂O₃, полученных при временах контакта 0,72-3,6 с и температурах 600-750°C (рисунок 1). Для компонентов природного газа составлены возможные реакции их превращения на данном катализаторе и с привлечением справочных данных рассчитано изменение термодинамических функций в ходе этих реакций. Определены скорости образования и расходования компонентов при протекании процесса. На основе полученных данных установлены наиболее вероятные маршруты превращений компонентов реакционной смеси и кинетические закономерности процесса, что дает возможность для проведения моделирования его кинетики и расчета основных параметров реакторного узла.

Д.х.н. А.В. Восмериков