Современные катализаторы и способы неокислительного превращения метана

  • D. Golinsky Институт проблем переработки углеводородов СО РАН
  • N. Vinichenko Институт проблем переработки углеводородов СО РАН
  • E. Zatolokina Институт проблем переработки углеводородов СО РАН
  • V. Pashkov Институт проблем переработки углеводородов СО РАН
  • E. Paukshtis Институт проблем переработки углеводородов СО РАН
  • T. Gulyaeva Институт проблем переработки углеводородов СО РАН
  • P. Pavluchenko Институт проблем переработки углеводородов СО РАН
  • O. Krol Институт проблем переработки углеводородов СО РАН
  • A. Beliy Институт проблем переработки углеводородов СО РАН
Ключевые слова: цеолиты, нанесённые катализаторы, метан, хемосорбция, ароматические углеводороды

Аннотация

В работе проведено обобщение имеющихся данных по современным способам неокислительной конверсии метана и катализаторам для представленных процессов. Рассмотрены закономерности превращения молекулы на цеолитных и металлоксидных системах (двустадийные процессы). Также представлены результаты исследований по совместному превращению метана и н-пентана. Показано влияние природы металла, типа носителя, а также условий проведения процесса на особенности хемосорбции метана и степень его дегидрирования. Изучена реакционная способность образующихся углеводородных фрагментов в реакции образования ароматических углеводородов с н-пентаном.

 

Литература

Lykov O.P., Shlikhter E.B. Gazokhimiya, 2010, № 6, р. 32—38.

Storonsky N.M., Khryukin V.T., Mitronov D.V., Shvachko Ye.V. Russian Journal of General Chemistry, 2008, v. 52, № 6, p. 63-72.

Kiryushin P.A., Knizhnikov A.YU., Kochi K.V., Puzanova T.A., Uvarov S.A. Poputnyy neftyanoy gaz v Rossii: szhigat' nel'zya, pererabatyvat'. M.: Vsemirnyy fond dikoy prirody (WWF), 2013, 88 р.

Mastalerz M. Future Energy (Second Edition), 2014, p. 145.

Boswell R., Yamamoto K., Lee S., Collett T., Kumar P., Dallimore S. Future Energy (Second Edition) Improved, Sustainable and Clean Options for our Planet, 2014, p. 159.

Novikov Yu.N. Neftegazovaya Geologiya. Teoriya I Praktika, 2013, v. 8, №1, p. 9.

Anshits A.G., Voskresenskaya E.N. Sorosovskiy obrazovatel'nyy zhurnal, 1999, № 9, p. 38-43.

Arutyunov V.S., Strekova L.N. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2017, v. 426, p. 326–342.

Mordkovich V.Z., Sineva L.V., Kul'chakovskaya E.V., Asalieva E.Yu. Catalysis in Industry, 2015, v. 15, № 5, p. 23-45.

Khassin А.А. Gazokhimiya, 2008, № 2, p. 28-36.

Yide X., Xinhe B., Liwu L. Journal of Catalysis, 2003, v. 216, p. 386.

Wang L., Tao L., Xie M., Xu G. Catalysis Letters, 1993, v. 21. p. 35-41.

Breck D.W. Zeolite Molecular sieves. M.: Mir, 1976, 781 p.

Busca G. Microporous and Mesoporous Materials, 2017, v. 254. p. 3-16.

Majhi S., Mohanty Pr., Wang H., Pant K.K. Journal of Energy Chemistry, 2013, v. 22, p. 543–554.

Liu S., Wang L., Ohnishi R., Ichikawa M. Journal of Catalysis, 1999, v. 181, p. 175–188.

Wang D.Y., Kan Q.B., Xu N., Wu P., Wu T.H. Catalysis Today, 2004, v. 93–95, p. 75–80.

Martı´nez A., Peris E., Sastre G. Catalysis Today, 2005, v. 107–108, p. 676–684.

Liu H., Yang S., Wu S., Shang F., Yu X., Xu C., Guan J., Kan Q. Energy, 2011, v. 36, p. 1582-1589.

Liu H., Wu S., Guo Y., Shang F., Yu X., Ma Y., Xu C., Guan J., Kan Q. Fuel, 2011, v. 90, p. 1515-1521.

Mamonov N.A., Grigoriev D.A., Mikhailov M.N., Alkhimov S.A., Fadeeva E.V., Kustov L.M. Russian Chemical Reviews, 2013, т. 82, № 6, c. 567-585.

Vosmerikov A.V., Korobitsyna L.L., Kozlov V.V., Arbuzova N.V., Zaikovskii V.I., Zhuravkov S.P. Kinetics and Catalysis, 2011, т. 52, № 3, р. 427-433.

Chen L.Y., Lin L.W., Xu Z.S., Li X.S., Zhang T. Journal of Catalysis, 1995, v. 157, I. 1, p. 190-200.

Shu Y., Ohnishi R., Ichikawa M. Journal of Catalysis, 2002, v. 206, I. 1, p. 134-142.

Zang C.-L., Li S., Yuan Y., Zhang W.-X., Wu T.-H., Lin L.-W. Catal. Lett, 1998, v. 56, p. 207–213.

Ma D., Lu Y., Su L., Xu Z., Tian Z., Xu Y., Lin L., Bao X. J. Phys. Chem, 2002, v. 106, p. 8524-8530.

Ding W., Meitzner G.D., Iglesia E. Journal of Catalysis, 2002, v. 206, I. 1, p. 14-22.

Ma S., Guo X., Zhao L., Scott S., Bao X. Journal of Energy Chemistry, 2013, v. 22, p. 1-20.

Song Y., Sun C., Shen W., Lin L. Catalysis Letters, 2006, v. 109, I. 1-2, p. 21-24.

Song Y., Sun C., Shen W., Lin L. Applied Catalysis A: General, 2007, v. 317, I. 2, p. 266-274.

Solymosi F., Csereny A., Szoke A., Bansagi T., Oszko A. J. Catal, 1997, v. 165, I. 2, p. 150–161.

Luo W., Bruijnincx P.C.A., Weckhuysen B.M. Journal of Catalysis, 2014, v. 320, p. 33–41.

Kozlov V.V., Korobitsyna L.L., Vosmerikov A.V., Zaikovsky V.I. Chemistry for sustainable Development, 2014, v. 22, № 6, p. 619-624.

Sayari A., Wang H.T., Goodwin Jr. J.G. Journal of Catalysis, 1985, v. 93, I. 2, p. 209-476.

Hassan A., Sayari A. Applied Catalysis A: General, 2006, v. 297, p. 159–164.

Malinowski A., Ohnishia R., Ichikawa M. Catalysis Letters, 2004, v. 96, I. 3–4, p. 141-146.

Liu H., Shen W., Bao X., Xu Y. Applied Catalysis A: General, 2005, v. 295, p. 79–88.

Su L., Liu L., Zhuang J., Wang H., Li Y., Shen W., Xu Y., Bao X. Catalysis Letters, 2003, v. 91, I. 3–4, p. 155-167.

Tshabalala T.E., Coville N.J., Scurrell M.S. Catalysis Communications, 2016, v. 78, p. 37–43.

Ohnishi R., Issoh K., Wang L., Ichikawa M. Studies in Surface Science and Catalysis, 2000, v. 130, p. 3603-3608.

Weckhuysen B.M., Wang D., Rosynek M. P., Lunsford J.H. Journal of Catalysis, 1998, v. 175, p. 338–346.

Vosmerikova A.V., Echevskii G.V., Korobitsyna L.L., Arbuzova N.V., Kodenev E.G., Velichkina L.M., Zhuravkov C.P. Kinetics and Catalysis, 2007, v. 48, I. 3, p. 409–413.

Abdelsayed V., Smith M.W., Shekhawat D. Applied Catalysis A: General, 2015, v. 505, p. 365–374.

Vosmerikov A.V., Zaykovskii V.I., Korobitsyna L.L., Kodenev E.G., Kozlov V.V., Echevskii G.V. Scientific Bases for the Preparation of Heterogeneous Catalysts, 2006, v. 162, p. 913-920.

Stepanov A.A., Arbuzova N.V., Kozlov V.V. Problemy geologii i osvoyeniya nedr, 2013, p. 78-80.

Fila V., Bernauer M., Bernauer B., Sobalik Z. Catalysis Today, 2015, v. 256, p. 269–275.

Kozlov V.V., Korobitsyna L.L. Problemy geologii i osvoyeniya nedr, 2013, p. 59-60.

Vosmerikov A.V., Korobitsyna L.L., Kozlov V.V., Barbashin Y.E., Zaikovskii V.I., Echevskii G.V., Zhuravkov S.P. Kinetics and Catalysis, 2009, v. 50, № 5, p. 725-733.

Aboul-Gheit A.K., Awadallah A.E., Aboul-Enein A.A., Mahmoud A.H. Fuel, 2011, v. 90, I. 10, p. 3040-3046.

Tian M., Zhao T.Q., Chin P.L., Liu B.S., Cheung A.S.-C. Chemical Physics Letters, 2014, v. 592, p. 36–40.

Liu B., Yang Y., Sayari A. Applied Catalysis A: General, 2001, v. 214, I. 1, p. 95-102.

Zhang Y., Wang D., Fei J., Zheng X. Australian Journal of Chemistry, 2002, v. 55, I. 8, p. 531 – 534.

Kubota T., Oshima N., Nakahara Y., Yanagimoto M., Okamoto Y. Journal of the Japan Petroleum Institute, 2006, v. 49, I. 3, p. 127-133.

Aboul-Gheit A.K., Awadallah A.E., El-Kossy S.M., Mahmoud A.H. Journal of Natural Gas Chemistry, 2008, v. 17, p. 337–343.

Vosmerikova L.N., Vosmerikov A.V., Barbashin Ya.E., Kozlov V.V., Zaikovskii V.I. Petroleum Chemistry, 2009, т. 49, № 1, p. 47-52.

Aboul-Gheit A.K., Awadallah A.E. Journal of Natural Gas Chemistry, 2009, v. 18, p. 71–77.

Burns S., Hargreaves J.S.J., Pal P., Parida K.M., Parija S. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2006, v. 245, p. 141–146.

Wang L.S., Xu Y.D., Wong S.-T., Cui W., Guo X. Applied Catalysis A: General, 1997, v. 152. p. 173-182.

Ngobeni M.W., Carley A.F., Scurrell M.S., Nicolaides C.P. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2009, v. 305, p. 40–46.

Tshabalala T.E., Coville N.J., Scurrell M.S. Applied Catalysis A: General, 2014, v. 485, p. 238–244.

Kojima R., Kikuchi S., Ma H., Bai J., Ichikawa M. Catalysis Letters, 2006, v. 110, I. 1–2. p. 15-21.

Cheng X., Yan P., Zhang X., Yang F., Dai C., Li D., Ma X.-X. Molecular Catalysis, 2017, v. 437, p. 114-120.

Larachi F., Oudghiri-Hassani H., Iliuta M.C., Grandjean B.P.A., McBreen P.H. Catalysis Letters, 2002, v. 84, I. 3–4, p. 183–192.

Xie M.-s., Yang X., Chen W.-h., Tao L.-x., Wang X.-l., Xu G.-f., Wang L.-s., Xu Yi-de, Liu S.-t., Guo X.-x. Studies in Surface Science and Catalysis, 1997, v. 105, p. 869-876.

Shu Y., Xu Y., Wong S.-T., Wang L., Guo X. Journal of Catalysis, 1997, v. 170, p. 11–19.

Li W., Meitzner G.D., Borry III R.W., Iglesia E. Journal of Catalysis, 2000, v. 191, p. 373–383.

Belgued M, Paréja P., Amariglio A. Nature, 1991, v. 352, p. 789–790.

Koerts T., Deelen M.J.A., van Santen R.A. J. Catal., 1992, v. 138, p. 101–114.

Marceau E., Tatibouёt J.M., Che M., Saint-Just J. Natural gas conversion V, Studies in Surface Science and Catalysis,1998, v. 119, p. 247–252.

Belgued M., Amariglio A., Paréja P., Amariglio H. J. Catal. 1996, v. 159, p. 441–449.

Paréja P., Molina P., Amariglio A., Amariglio H. Appl. Catal. A: Gen., 1998, v. 168, p. 289–305.

Belgued M., Amariglio A., Lefort L., Paréja P., Amariglio H. J. Catal., 1996, v. 161, p. 282–291.

Karakaya C., Kee R.J. Progress in Energy and Combustion Science, 2016, v. 55, p. 60–97.

Moya S.F., Martins R.L., Schmal M. Appl. Catal. A: Gen., 2011, v. 396, p. 159–169.

Martins R.L., Baldanza M.A.S., Souza M.M.V.M., Schmal M. Appl. Catal. A: Gen., 2007, v. 318, p. 207–212.

Barrabés N., Föttinger K., Dafinov A., Medina F., Rupprechter G., Llorca J., Sueiras J.E. Appl. Catal. B: Environ., 2009, v. 87, p. 84–91.

Odier E., Schuurman Y., Zanthoff H., Millet C., Mirodatos C. Stud. Surf. Sci. Catal., 2001, v. 133, p. 327–332.

Mueller V.H., Dudukovi´c M.P., Lo C.S. Appl. Catal. A: Gen., 2014, v. 488, p. 138–147.

Ota A, Kunkes E.L, Kröhnert J., Schmal M, Behrens M. Appl. Catal. A: Gen., 2013, v. 452, p. 203–213.

Szanyi J., Goodman D.W. Rev. Sci. Instrum. 1993, v. 64, p. 2350–2352.

Lee M.B., Yang Q.Y., Ceyer S.T. J. Chem. Phys., 1987, v. 87, p. 2724–2741.

Valden M., Pere J., Xiang N., Pessa M. Chem. Phys. Lett., 1996, v. 257, p. 289–296.

Yang Q.Y., Johnson A.D., Maynard K.J., Ceyer S.T. J. Am. Chem. Soc. 1989, v. 111, p. 8748–8749.

Beebe T.P., Goodman D.W., Kay B.D., Yates J.T. J. Chem. Phys. 1987, v. 87, p. 2305–2315.

Choudhary T.V., Goodman D.W. Top. Catal., 2002, v. 20, p. 35–42.

John J. Carey, Michael Nolan. Applied Catalysis B: Env., 2016, v. 197, р. 324-336.

Qiao Sun, Zhen Li, Aijun Du, Jiuling Chen, Zhonghua Zhu, Sean C. Smith. Fuel, 2012, v. 96, р. 291-297.

Ruirui Wang, Jingyu Ran, Wenjie Qi, Juntian Niu, Xuesen Du. Computational and Theoretical Chemistry, 2015, v. 1073, р. 94-101.

Yanyan Xi, Bili Chen, Xufeng Lin, Hui Fu, Chuangye Wang. Computational and Theoretical Chemistry, 2016, v. 1076, р. 65–73.

Zhu Z.W., Zheng Q.R. Applied Thermal Engineering, 2016, v. 108, р. 605–613.

John Russell, Peter Zapol, Petr Král, Larry A. Curtiss. Chemical Physics Letters, 2012, v. 536, р. 9–13.

Jingde Li, Eric Croiset, Luis Ricardez-Sandoval. Journal of Mol. Catal. A: Chem. 2012, v. 365, р. 103– 114.

Golinsky D.V., Vinichenko N.V., Pashkov V.V., Udras I.E., Krol O.V., Talzi V.P., Belyi A.S. Kinetics and Catalysis, 2016, v. 57, № 4, p. 504-510.

Vinichenko N.V., Golinsky D.V., Belyi A.S., Pashkov V.V., Krol O.V. Chemistry for sustainable Development, 2015, v. 23, № 6, p. 701-704.

Bukhtiyarov V.I., Zaikovskii V.I., Kashin A.S., Ananikov V.P. Russian Chemical Reviews, 2016, v. 85, № 11, p. 1198-1214.

Pakhomov N.A. Nauchnyye osnovy prigotovleniya katalizatorov: vvedeniye v teoriyu i praktiku. Novosibirsk: Izd-vo SO RAN, 2011, 262 р.

Vinichenko N.V., Golinsky D.V., Pashkov V.V., Zatolokina E.V., Dvoyan A.V., Gulyaeva T.I., Trenikhin M.V., Krol O.V., Belyi A.S. Procedia Engineering, 2016, v. 152, p. 101-109.

Tapin B., Epron F., Especel C., Ly B., Pinel C., Besson M. Catalysis Today, 2014, v. 235, p. 127-133.

Feio L.S.F., Hori C.E., Damyanova S., Noronha F.B., Cassinelli W.H., Marques C.M.P., Bueno J.M.C. Applied Catalysis A: General, 2007, v. 316, I. 1, p. 107-116.

Baranowska K., Okal J. Applied Catalysis A: General, 2015, v. 499, p. 158-167.

Pachatouridou E., Papista E., Iliopoulou E.F., Delimitis A., Goula G., Yentekakis I.V., Marnellos G.E., Konsolakis M. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2015, v. 3, I. 2, p. 815-821.

Carnevillier C., Epron F., Marecot P. Applied Catalysis A: General, 2004, v. 275, I. 1–2, p. 25-33.

Paukshtis Ye.A. Opticheskaya spektroskopiya v adsorbtsii i katalize. Primeneniye IK spektroskopii. Novosibirsk: Institut kataliza SO RAN im. G.K. Boreskova, 2010, 54 р.

Paukshtis Ye.A. Infrakrasnaya spektroskopiya v geterogennom kislotno-osnovnom katalize. Novosibirsk: Nauka. Sib. otd-niye, 1992, 255 р.

Ivanov A.V., Stakheev A.Yu., Kustov L.M. Russian Chemical Bulletin, 1999, v. 48, I. 7, p. 1255-1260.

Smolikov M.D., Shkurenok V.A., Yablokova S.S., Kir'yanov D.I., Paukshtis E.A., Leont'eva N.N., Belyi A.S., Drozdov V.A. Catalysis in Industry, 2017, v. 9, № 1, p. 54-61.

Опубликован
2019-02-01
Как цитировать
Golinsky, D., Vinichenko, N., Zatolokina, E., Pashkov, V., Paukshtis, E., Gulyaeva, T., Pavluchenko, P., Krol, O., & Beliy, A. (2019). Современные катализаторы и способы неокислительного превращения метана. Российский химический журнал, 62(1-2), 55-72. https://doi.org/10.6060/rcj.2018621-2.5