RU2815988C1 - Method and device for producing solid carbon and hydrogen from associated petroleum gas - Google Patents
Method and device for producing solid carbon and hydrogen from associated petroleum gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815988C1 RU2815988C1 RU2023126387A RU2023126387A RU2815988C1 RU 2815988 C1 RU2815988 C1 RU 2815988C1 RU 2023126387 A RU2023126387 A RU 2023126387A RU 2023126387 A RU2023126387 A RU 2023126387A RU 2815988 C1 RU2815988 C1 RU 2815988C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- petroleum gas
- associated petroleum
- alloy
- carbon
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 23
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- FWWGXZYUURXJLK-UHFFFAOYSA-N glycyrin Chemical compound C=1C=2C(OC)=C(CC=C(C)C)C(OC)=CC=2OC(=O)C=1C1=CC=C(O)C=C1O FWWGXZYUURXJLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Ce+3].[Ce+3] DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к химической технологии, в частности к пьезоэлектрохимическим реакциям, стимулированным ультразвуковым излучением (пьезокатализ), и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для конверсии попутного нефтяного газа в твёрдый углерод и водород, на месте нефтедобычи. The invention relates to chemical technology, in particular to piezoelectrochemical reactions stimulated by ultrasonic radiation (piezocatalysis), and can be used in the oil industry for the conversion of associated petroleum gas into solid carbon and hydrogen at the oil production site.
Попутный нефтяной газ (ПНГ) - смесь различных газообразных углеводородов, выделяющихся в процессе добычи и подготовки нефти. Основные компоненты ПНГ - метан СН4 (61-62 %), пропан С3Н8 (17-24 %), этан С2Н6 (7-16 %) и бутан С4Н10 (3-7%). Утилизация ПНГ требует больших капитальных затрат на его транспортировку до газоперерабатывающих заводов для химической переработки, что рентабельно только для крупных месторождений нефти. Соответственно, практически весь добываемый на малых месторождения ПНГ сжигается на факелах, что связано с отсутствием на рынке технических решений, подходящих для переработки ПНГ на месте нефтедобычи.Associated petroleum gas ( APG ) is a mixture of various gaseous hydrocarbons released during the production and treatment of oil. The main components of APG are methane CH 4 (61-62%), propane C 3 H 8 (17-24%), ethane C 2 H 6 (7-16%) and butane C 4 H 10 (3-7%). Utilization of APG requires large capital costs for its transportation to gas processing plants for chemical processing, which is only profitable for large oil fields. Accordingly, almost all APG produced in small fields is flared, which is due to the lack of technical solutions on the market suitable for processing APG at the oil production site.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время активно разрабатываются новые каталитические методы конверсии попутного нефтяного газа в твёрдый углерод и водород.Currently, new catalytic methods for converting associated petroleum gas into solid carbon and hydrogen are being actively developed.
Из уровня техники известен патент RU2790380 от 12.11.2020, в котором предложен способ получения водорода и пироуглерода из углеводородов, в реакторе при температурах, составляющих от 1000° до 1800°C, при использовании инертного газа и каталитических углеродных частиц.Patent RU2790380 dated November 12, 2020 is known from the prior art, which proposes a method for producing hydrogen and pyrocarbon from hydrocarbons in a reactor at temperatures ranging from 1000° to 1800°C, using an inert gas and catalytic carbon particles.
Недостатком указанного способа является высокий расход инертного газа, высокое потребление энергии и сложность технологического процесса. The disadvantage of this method is the high consumption of inert gas, high energy consumption and the complexity of the technological process.
Из уровня техники известна работа (Steinberg et al. Fossil fuel decarbonization technology for mitigating global warming // Int. J. Hydrogen Energy, 24, 771, 1999), в которой предложен реактор для разложения метана, в состав которого входит ванна с расплавленным металлом. В этом реакторе пузырьки метана проходят через ванну с расплавленным оловом или медью при высоких температурах (900°С или более), с образованием на поверхности металла твёрдого углерода и выделением газообразного водорода, вследствие каталитического разложения метана на поверхности металлических капель. A work is known from the prior art (Steinberg et al. Fossil fuel decarbonization technology for mitigating global warming // Int. J. Hydrogen Energy, 24, 771, 1999), which proposes a reactor for methane decomposition, which includes a bath of molten metal . In this reactor, methane bubbles pass through a bath of molten tin or copper at high temperatures (900°C or more), forming solid carbon on the metal surface and releasing hydrogen gas due to the catalytic decomposition of methane on the surface of metal droplets.
Недостатком указанного способа является высокое потребление энергии, сложность технологического процесса и быстрое загрязнение поверхности капель металла углеродом с потерей каталитических свойств.The disadvantages of this method are high energy consumption, complexity of the technological process and rapid contamination of the surface of metal droplets with carbon with loss of catalytic properties.
Из уровня техники известна работа (D. Esrafilzadeh et al. Room temperature CO2 reduction to solid carbon species on liquid metals featuring atomically thin ceria interfaces// NATURE COMMUNICATIONS (2019) 10:865, https://doi.org/10.1038/s41467-019-08824-8), в которой описан способ каталитического получения твёрдого углерода из СО2 в системе содержащий жидкий металл Ga-In-Sn, наночастицы катализатора (в виде металлического церия),Н2О и органический растворитель. Твёрдый углерод образуется в результате каталитических реакций разложения СО2 на границе поверхности капель металла Ga-In-Sn и металлического Се, с образованием СеО2, при комнатной температуре.The work known from the prior art (D. Esrafilzadeh et al. Room temperature CO 2 reduction to solid carbon species on liquid metals featuring atomically thin ceria interfaces// NATURE COMMUNICATIONS (2019) 10:865, https://doi.org/10.1038/ s41467-019-08824-8), which describes a method for the catalytic production of solid carbon from CO 2 in a system containing liquid metal Ga-In-Sn, catalyst nanoparticles (in the form of metallic cerium), H 2 O and an organic solvent. Solid carbon is formed as a result of catalytic reactions of CO 2 decomposition at the interface of the surface of Ga-In-Sn metal droplets and metal Ce, with the formation of CeO 2 , at room temperature.
Недостатком данного способа является необходимость постоянной замены отработавшего катализатора, вследствие быстрого образования окислов церия и высокая стоимость металлов Ga и In. The disadvantage of this method is the need to constantly replace the spent catalyst due to the rapid formation of cerium oxides and the high cost of the metals Ga and In.
Наиболее близким к данному изобретению является патент WO2021077164 от 21.10.2019, в котором описан способ каталитического получения твёрдого углерода при пропускании углекислого газа через систему, включающую диспергированный жидкий металл, преимущественно галлий, твёрдые наночастицы интерметаллида серебра Ag0.72 Ga0.28 , являющиеся катализатором, и органический растворитель диметилформамид. При облучении ультразвуковым облучением, в данной системе возникает трибоэлектрический эффект, что приводит к поляризации интерметаллида Ag0.72 Ga0.28 и запускает процесс электрохимического разложения газа. Описанный процесс происходит при температуре до 200°С, что исключает загрязнение металла-катализатора твёрдым углеродом. Недостатком данного изобретения является использование дорогостоящих металлов галлия и серебра, и большое содержание в системе вредного органического растворителя диметилформамида (до 90 % объёма).The closest to this invention is patent WO2021077164 dated October 21, 2019, which describes a method for the catalytic production of solid carbon by passing carbon dioxide through a system including dispersed liquid metal, predominantly gallium, solid nanoparticles of silver intermetallic Ag 0.72 Ga 0.28 , which are a catalyst, and organic solvent dimethylformamide. When irradiated with ultrasonic irradiation, a triboelectric effect occurs in this system, which leads to the polarization of the Ag 0.72 Ga 0.28 intermetallic compound and triggers the process of electrochemical decomposition of the gas. The described process occurs at temperatures up to 200°C, which eliminates contamination of the catalyst metal with solid carbon. The disadvantage of this invention is the use of expensive metals gallium and silver, and the high content of the harmful organic solvent dimethylformamide in the system (up to 90% of the volume).
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Задачей изобретения является создание способа прямой конверсии попутного нефтяного газа в твёрдый углерод и газообразный водород, для его переработки на месте добычи.The objective of the invention is to create a method for the direct conversion of associated petroleum gas into solid carbon and hydrogen gas for its processing at the production site.
Технический результат заключается в получении твёрдого углерода и водорода из попутного нефтяного газа при низкой температуре и высоким коэффициентом полезного действия.The technical result consists in producing solid carbon and hydrogen from associated petroleum gas at low temperature and high efficiency.
Технический результат достигаются при помощи предложенного способа, заключающегося в том, что попутный нефтяной газ пропускается через жидкую смесь, состоящую из расплава сплава 0,5 Bi-0,25Sn-0,25Pb (температура плавления 94°С), содержащую твёрдые наночастицы пьезоэлектрика BaTiO3 и глицирин С3Н5(ОН)3, помещённую в кварцевый реактор. При облучении реактора ультразвуком, при температуре не более 120°С (не выше температуры фазового перехода BaTiO3), образуется жидкая смесь, состоящая из капель жидкого сплава 0,5 Bi-0,25Sn-0,25Pb, диспергированных в глицирине, содержащих на поверхности твёрдые наночастицы пьезоэлектрика BaTiO3 и газовых пузырьков попутного нефтяного газа. Облучённые ультразвуком наночастицы BaTiO3 поляризуются, на их поверхности возникает пьезоэлектрический потенциал из-за генерации зарядов разного знака (дырки h+ и электроны e-), который запускает электрохимическую реакцию разложения углеводородов. The technical result is achieved using the proposed method, which consists in passing associated petroleum gas through a liquid mixture consisting of a melt of the alloy 0.5 Bi-0.25Sn-0.25Pb (melting point 94°C) containing solid nanoparticles of the piezoelectric BaTiO 3 and glycerin C 3 H 5 (OH) 3 placed in a quartz reactor. When the reactor is irradiated with ultrasound, at a temperature of no more than 120°C (not higher than the phase transition temperature of BaTiO 3 ), a liquid mixture is formed consisting of drops of the liquid alloy 0.5 Bi-0.25Sn-0.25Pb, dispersed in glycyrin, containing surfaces of solid nanoparticles of piezoelectric BaTiO 3 and gas bubbles of associated petroleum gas. BaTiO 3 nanoparticles irradiated with ultrasound are polarized, a piezoelectric potential appears on their surface due to the generation of charges of different signs (holes h + and electrons e - ), which triggers the electrochemical reaction of hydrocarbon decomposition.
Реакция пьзоэлектрохимического разложения попутного газа, с помощью поляризованной ультразвуковым излучением наночастицы BaTiO3, в системе 0.5 Bi-0.25Sn-0.25Pb -глицерин выглядит следующим образом:The reaction of piezoelectrochemical decomposition of associated gas, using BaTiO 3 nanoparticles polarized by ultrasonic radiation, in the 0.5 Bi-0.25Sn-0.25Pb-glycerol system is as follows:
CnHm(газ)+ (h+|BaTiO3|e-) → nC(тв) + 0.5mH2(газ) C n H m(gas) + (h + |BaTiO 3 |e - ) → nC (s) + 0.5mH 2 (gas)
Образовавшийся твёрдый углерод, из-за разницы плотностей, накапливается на поверхности жидкой смеси, а образовавшийся водород отводиться из реактора в специальную ёмкость накопления.The resulting solid carbon, due to the difference in density, accumulates on the surface of the liquid mixture, and the resulting hydrogen is removed from the reactor into a special storage tank.
Экспериментально показано, что для эффективного диспергирования жидкого сплава 0,5 Bi-0,25Sn-0,25Pb в глицерине, соотношение объёмов жидкого сплава и глицерина в жидкой смеси, должно составлять 2:1 соответственно.It has been experimentally shown that for effective dispersion of the liquid alloy 0.5 Bi-0.25Sn-0.25Pb in glycerin, the ratio of the volumes of the liquid alloy and glycerin in the liquid mixture should be 2:1, respectively.
Концентрация наночастиц BaTiO3 в каплях 0.5 Bi-0.25Sn-0.25Pb, необходимая для эффективного разложения углеводородов, зависит от размера частиц и мощности ультразвукового излучения. Экспериментально показано, что при размере 200 нм наночастиц BaTiO3 и мощности ультразвукового излучения 165 Вт частотой 40 кГц, соотношение сплава 0.5 Bi-0.25Sn-0.25Pb и наночастиц BaTiO3, должна составлять 92 вес.% и 8 вес.% соответственно.The concentration of BaTiO3 nanoparticles in 0.5 Bi-0.25Sn-0.25Pb droplets required for effective decomposition of hydrocarbons depends on the particle size and the power of ultrasonic radiation. It has been experimentally shown that with a size of 200 nm BaTiO 3 nanoparticles and an ultrasonic radiation power of 165 W with a frequency of 40 kHz, the ratio of the 0.5 Bi-0.25Sn-0.25Pb alloy and BaTiO 3 nanoparticles should be 92 wt.% and 8 wt.%, respectively.
Описание чертежей изобретенияDescription of the drawings of the invention
На чертеже схематически показано устройство для получения твёрдого углерода и водорода из попутного нефтяного газа, содержащее кварцевый реактор 1 с рабочей жидкой смесью 2, крышку 3 с патрубком для отвода водорода, и ёмкостью для его накопления 4,с клапаном 5, барабатажную трубку 6, подводящий шланг 7 от баллона с попутным нефтяным газом 8, с расходомером 9, ультразвуковую ванну 10 с кремнийорганической жидкостью 11,с погружным нагревателем 12, оснащённым термодатчиком 13, управляемым терморегулятором 14.The drawing schematically shows a device for producing solid carbon and hydrogen from associated petroleum gas, containing a quartz reactor 1 with a working liquid mixture 2, a cover 3 with a pipe for removing hydrogen, and a container for its accumulation 4, with a valve 5, a drum tube 6, an inlet hose 7 from a cylinder with associated petroleum gas 8, with a flow meter 9, an ultrasonic bath 10 with silicone liquid 11, with an immersion heater 12, equipped with a temperature sensor 13, controlled by a thermostat 14.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
920 грамм металлического порошка с составом 0,5 Bi-0,25Sn-0,25Pb смешиваются с 80 граммами нанопорошка тетрагональной фазы BaTiO3, чистотой 99,9 %, с размером частиц 200 нм, и 60 мл глицерина, смесь помещается в кварцевый реактор. Реактор помещается в ультразвуковую ванну типа "УЗВ-12/200 МП", мощностью 165 Вт, частотой 40 кГц, заполненную кремнийорганической жидкостью ПЭС 132-25 и нагревают с помощью погружного нагревателя до температуры 110°С. После расплавления смеси, реактор закрывают крышкой с патрубком для отвода водорода, соединённым с открытым клапаном ёмкости накопления, далее через отверстие в крышке, опускают барбатажную кварцевую трубку до дна реактора, соединённую подводящим шлангом с баллоном, заполненным 10 молями имитацией попутного нефтяного газа с составом 0.6 СН4 - 0.2 С3Н8 - 0.15С2Н6 - 0.05 С4Н10, оснащённому расходомером. Жидкую смесь барботируют газом со скоростью 22,4л в час, в течение 10 часов. Твёрдый углерод образуется на поверхности жидкой смеси, водород отводиться через патрубок крышки в ёмкость для накопления. После окончания барботирования, клапан ёмкости накопления водорода закрывается, барбатажную трубку вынимают, всплывшие наверх хлопья углерода удаляют с поверхности жидкой смеси, протравливают в соляной кислоте, промывают в дистиллированной воде, сушат и взвешивают. В результате вес образовавшегося углерода составил 189,3 грамма, что соответствует 92,7 % конверсии попутного нефтяного газа в твёрдый углерод, при этом вес образовавшегося водорода составил 49,7 грамм.920 grams of metal powder with the composition 0.5 Bi-0.25Sn-0.25Pb are mixed with 80 grams of BaTiO tetragonal phase nanopowder3, 99.9% purity, with a particle size of 200 nm, and 60 ml of glycerol, the mixture is placed in a quartz reactor. The reactor is placed in an ultrasonic bath of the UZV-12/200 MP type, power 165 W, frequency 40 kHz, filled with organosilicon liquid PES 132-25 and heated using an immersion heater to a temperature of 110°C. After melting the mixture, the reactor is closed with a lid with a pipe for removing hydrogen, connected to the open valve of the storage tank, then through a hole in the lid, a bubble quartz tube is lowered to the bottom of the reactor, connected by a supply hose to a cylinder filled with 10 moles of imitation associated petroleum gas with a composition of 0.6 CH4 - 0.2 C3N8 - 0.15С2N6 - 0.05 C4N10, equipped with a flow meter. The liquid mixture is bubbled with gas at a rate of 22.4 liters per hour for 10 hours. Solid carbon is formed on the surface of the liquid mixture, hydrogen is discharged through the lid pipe into the accumulation container. After bubbling is completed, the valve of the hydrogen storage tank is closed, the bubble tube is removed, the carbon flakes that float to the top are removed from the surface of the liquid mixture, pickled in hydrochloric acid, washed in distilled water, dried and weighed. As a result, the weight of the resulting carbon was 189.3 grams, which corresponds to 92.7% conversion of associated petroleum gas into solid carbon, while the weight of the resulting hydrogen was 49.7 grams.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2815988C1 true RU2815988C1 (en) | 2024-03-25 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021077164A1 (en) * | 2019-10-21 | 2021-04-29 | Newsouth Innovations Pty Limited | Catalysts or catalytic systems comprising liquid metals and uses thereof |
| US20220073345A1 (en) * | 2018-12-14 | 2022-03-10 | Pixel Voltaic Lda | Catalytic methane decomposition and catalyst regeneration, methods and uses thereof |
| RU2790380C1 (en) * | 2019-11-13 | 2023-02-17 | Тиссенкрупп Индастриал Солюшнз Аг | Method and device for producing hydrogen and pyrocarbon from hydrocarbons |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220073345A1 (en) * | 2018-12-14 | 2022-03-10 | Pixel Voltaic Lda | Catalytic methane decomposition and catalyst regeneration, methods and uses thereof |
| WO2021077164A1 (en) * | 2019-10-21 | 2021-04-29 | Newsouth Innovations Pty Limited | Catalysts or catalytic systems comprising liquid metals and uses thereof |
| RU2790380C1 (en) * | 2019-11-13 | 2023-02-17 | Тиссенкрупп Индастриал Солюшнз Аг | Method and device for producing hydrogen and pyrocarbon from hydrocarbons |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Esrafilzadeh D. et al. Room temperature CO2 reduction to solid carbon species on liquid metals featuring atomically thin ceria interfaces NATURE COMMUNICATIONS, 2019, 10:865, p.1-8. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yu et al. | Revisiting Pt/TiO 2 photocatalysts for thermally assisted photocatalytic reduction of CO 2 | |
| US20100258446A1 (en) | Systems including nanotubular arrays for converting carbon dioxide to an organic compound | |
| US9259714B2 (en) | High-efficiency solar water splitting by nanocrystalline cobalt (II) oxide photocatalyst and uses thereof | |
| KR20080027873A (en) | Efficient production of hydrogen | |
| Escobar-Alarcón et al. | Hydrogen production by ultrasound assisted liquid laser ablation of Al, Mg and Al-Mg alloys in water | |
| CN100434165C (en) | Method for preparing visible light catalyst of Nano crystal BiVO4 in high activity through ultrasound chemistry | |
| JP2009535287A (en) | Method for producing hydrogen gas by thermo-chemical decomposition of water using steelworks slag and waste materials | |
| RU2815988C1 (en) | Method and device for producing solid carbon and hydrogen from associated petroleum gas | |
| JP4188156B2 (en) | Particle forming method and particle forming apparatus | |
| CN104176703A (en) | Catalytic membrane reactor, catalytic-coupling and separating membrane tube and manufacturing method of catalytic-coupling and separating membrane tube | |
| FR2997940A1 (en) | PHOTOCATALYTIC PROCESS FOR PRODUCING HYDROGEN AND SULFUR FROM HYDROGEN SULFIDE | |
| Olivares-Ramírez et al. | Hydrogen generation by treatment of aluminium metal with aqueous solutions: procedures and uses | |
| JPH10212101A (en) | Catalyst for producing hydrogen and oxygen and production of the same by thermal decomposition of water | |
| US11305989B2 (en) | Catalytic hydrogen production | |
| CN104831308B (en) | High efficiency thermoelectric chemistry device for producing hydrogen and its hydrogen production process | |
| Rudnev et al. | Pt/SiO 2 and Pt/TiO 2/Ti compositions and their catalytic properties | |
| CN106629836A (en) | Method for preparing porous titanium dioxide block material from porous titanium surface oxidation | |
| TWM526053U (en) | Hydrogen and oxygen separation energy generating system | |
| JPH10263397A (en) | Catalyst for production of hydrogen or oxygen | |
| JPWO2016129009A1 (en) | Method for producing metal vanadium | |
| CN113603162B (en) | Nearly spherical Rh 2 O 3 Method for preparing nano material | |
| JP5854424B2 (en) | Apparatus and method for treating hydrogen-containing gas with alkali particles | |
| CN114015487B (en) | Preparation method of nano ice hydrate | |
| JP2013112576A (en) | Method and apparatus for generating hydrogen | |
| TW201727169A (en) | Energy generation system by separation of hydrogen and oxygen for generating clean energy with high heating value, low cost and no pollution |