Zeitschrift für Nanomedizin und biotherapeutische Entdeckung
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Abstrakt

Modellierung eines Reaktors zur Herstellung von Ethylen aus Methan

NI Fayzullayev

In dieser Studie wurden die katalytische Sauerstoffanreicherung von Methan und der Einfluss verschiedener Faktoren im Prozess der Ethylenherstellung untersucht. Basierend auf den erzielten Ergebnissen wurden die optimalen Bedingungen und die Struktur des Katalysators gewählt: (Mn2O3)x ∙ (Na2MoO4)y ∙ (ZrO2)z. Der Prozess wurde thermodynamisch ausgewertet, um die am besten geeignete Technologie zur Gewinnung von Ethylen aus Methan zu erhalten, und die Auswirkungen verschiedener technologischer Parameter auf seine Haupteigenschaften für die mathematische Modellierung des Reaktors wurden untersucht.

Usbekistan verfügt über riesige Öl- und Erdgasreserven. Erdgas und Erdöl sind bekanntermaßen Reserven nicht erneuerbarer und begrenzter Rohstoffe. Die rationelle Nutzung von Öl und Gas wird dazu beitragen, die chemische Industrie auf ein höheres Niveau zu bringen. Besonderes Augenmerk wird auf die Verwendung hocheffizienter, abfallarmer, wirtschaftlicher, umweltfreundlicher Technologien und den Umweltschutz zur effizienten Nutzung von Öl und Erdgas gelegt. Basierend auf dem Vorstehenden ist eine der wichtigsten Herausforderungen, vor denen die Wissenschaftler der Welt stehen, die Einführung neuer Methoden zur Herstellung von synthetischen Materialien. Taktische Materialien, die für die Volkswirtschaft wichtig sind und importierte Produkte auf der Grundlage lokaler Rohstoffe und Industrieabfälle ersetzen können, und zwar ohne Abfall, umweltfreundlich, qualitativ hochwertig und wettbewerbsfähig. Die Entwicklung neuer Technologien, Gleichzeitig ist die einzige sinnvolle Art, Erdgas zu verarbeiten, die Sauerstoffanreicherung. Dieser Prozess erfolgt in einem Schritt und bei atmosphärischem Druck. Dieser Prozess durchläuft Ethan und Ethan wird unter Ethylenproduktion dehydriert. Unter Berücksichtigung der gesamten Substanz können Sie die folgende Reaktionsfolge schreiben.

Die gasförmigen Reaktionsprodukte wurden mit einem thermochemischen Detektor „Gazokhrom3101“ unter Verwendung des folgenden Thermostats analysiert: Thermostattemperatur 100 ° C , Transportgasflussrate (Luft) 35 ml/min, Länge der mit Aktivkohle gefüllten Säule 1 m, Innendurchmesser 3 mm. Die quantitative Analyse erfolgte mit der Methode der absoluten Bewertung. Die katalytische Aktivität von mehr als 10 Katalysatoren wurde für die Reaktion der Methanoxygenierung getestet. Wie bekannt ist, weisen Mangankatalysatoren eine hohe katalytische Aktivität und Selektivität im Prozess der Ethylenoxidation mit Methan auf. Wir haben daher gelernt, dass Mangankatalysatoren eine fördernde Eigenschaft verschiedener Verbindungen sind.

Die Einführung des ZrO2-Katalysators hatte eine positive Wirkung auf seine Aktivierung. Durch die Zugabe des ZrO2-Katalysators stieg die Ethyleneffizienz von 32,9 % auf 42,8 % und die Ethylenselektivität von 76,5 auf 81,4 %. Weitere Experimente www.tsijournals.com |März 2020 3 (Mn2O3) x∙ (Na2MoO4) y (ZrO2) z unter Beteiligung eines optimalen Katalysators wurden durchgeführt. Die Umwandlung von Methan hängt vom C2-Kohlenwasserstoffprozess ab, von der verwendeten katalytischen Zusammensetzung, aber auch von den Reaktionsbedingungen (Temperatur, Methan, Luft, spezifische Schüttgeschwindigkeit). So lernten wir die Wirkung verschiedener Faktoren auf die Reaktionsrate kennen. Die Schüttgeschwindigkeit wurde bei einer Temperatur von 800°C und einem Verhältnis von CH4:Luft = 1:2 untersucht. Die Änderung der Schüttgeschwindigkeit wurde durch Änderung der Größe des Katalysators erreicht, der im Reaktor verwendet werden muss. Das erste Methan-Luft-Gemisch wurde kontinuierlich zugeführt.

Es wurde jedoch festgestellt, dass zusätzliche Produkte gebildet werden (Zersetzung von Ethylen). Der optimale Wert der Massengeschwindigkeit beträgt 1000 h -1, der Ethylenwert beträgt 42,8 % und die Selektivität beträgt 81,4 %. Die Auswirkung der Temperatur auf die Methanoxidationsreaktion wurde bei konstanter Massengeschwindigkeit (1000 h -1) und einem Verhältnis von Methan:Luft = 1:2 in Gegenwart eines Katalysators optimaler Zusammensetzung mit einem Bereich von 50° in Intervallen von 600-850°C untersucht. Die Ethylenproduktion beginnt bei 600°C. Die höchste Ethylenausbeute wurde bei 800°C beobachtet. Eine Erhöhung der Temperatur von der optimalen Temperatur aus kann den Prozess verschlechtern. Daher nehmen der Ethylengehalt und die Selektivität ab.

Die Wirkung von Methan: Luft mit einer Temperatur von 800 °C und einer Massengeschwindigkeit von 1000 h-1. Um die kinetischen Gesetzmäßigkeiten der Methanoxygenierungsreaktion zu untersuchen, wurde die Wirkung des Methan- und Sauerstoffpartialdrucks auf die Ethylenproduktionsrate bei einer Temperatur von 700 ÷ 800 °C und einer Massengeschwindigkeit von 600 ÷ 1200 h-1 untersucht. Bei der Untersuchung der Wirkung des Partialdrucks der Reaktanten auf die Prozessflussgesetze wurde der Partialdruck des Gases geändert und dieser unverändert gelassen. Um die lineare Rate nicht zu ändern, wurde die erforderliche Menge Argongas in die Reaktionszone geleitet. Die Katalysatorgröße wurde an die spezifischen Geschwindigkeitstestbedingungen für die dauerhafte Lagerung angepasst.