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An Approach Using Oxidative Coupling of Methane for Converting Biogas and Acid Natural Gas into High-Calorific Fuels
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2018-10-18 , DOI: 10.1021/acs.iecr.8b03495 Sergey Sokolov 1 , Dominik Seeburg 1 , Sebastian Wohlrab 1 , Markus Friedel 2 , Jörg Nitzsche 2 , Evgenii V. Kondratenko 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2018-10-18 , DOI: 10.1021/acs.iecr.8b03495 Sergey Sokolov 1 , Dominik Seeburg 1 , Sebastian Wohlrab 1 , Markus Friedel 2 , Jörg Nitzsche 2 , Evgenii V. Kondratenko 1
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Biogas is a renewable resource with prospects in production of commodity chemicals or for power generation. The latter implies co-usage of biogas and natural gas in gas distribution nets but puts a restriction on the higher heating value (HHV) of all gases pumped into the net. In this contribution, we analyzed and experimentally validated the potential of the oxidative coupling of methane (OCM) as a method for upgrading biogas HHV. The effects of the reaction conditions, i.e., reaction temperature, feed CH4/O2 ratio, and co-feeding of CO2 or H2O, on HHV of the resulting gas mixtures were studied. The highest HHV of 11.48 kW·h·m–3 after water condensation was obtained when performing the OCM reaction over Mn–Na–WOx/SiO2 catalyst at 800 °C using a feed with CH4/O2 ratio of 12 and 30 vol% water. This performance was possible thanks to 86% selectivity to C2 hydrocarbons (C2H4 and C2H6) at 15.2% methane conversion. It was also possible to increase the selectivity to 100% when carbon oxides formed in the OCM reaction were hydrogenated to methane in a separate reactor containing a Fe2O3 catalyst and thus to obtain a gas mixture with HHV of 12.0 kW·h·m–3. Such combined approach can open an environmentally friendly way for upgrading biogas or natural gas with high CO2 content for direct applications in gas distribution nets when using green source of energy for H2O splitting to H2 and O2 required for the OCM and hydrogenation reactions, respectively.
中文翻译：
一种利用甲烷氧化偶联将沼气和酸性天然气转化为高热燃料的方法
沼气是一种可再生资源，在生产日用化学品或发电方面具有前景。后者意味着沼气和天然气在配气网中的共同使用，但对泵入网中的所有气体的较高的热值（HHV）进行了限制。在此贡献中，我们分析并实验验证了甲烷氧化偶联（OCM）的潜力，该方法可作为升级沼气HHV的方法。研究了反应条件，即反应温度，进料CH 4 / O 2比率以及CO 2或H 2 O的共进料对所得气体混合物的HHV的影响。最高HHV为11.48 kW·h·m –3在Mn–Na–WO x / SiO 2催化剂上，在800°C下使用CH 4 / O 2比为12和30 vol％的进料进行OCM反应后，获得了水凝结后。由于在15.2％的甲烷转化率下对C 2烃（C 2 H 4和C 2 H 6）的选择性为86％，因此可以实现此性能。当在单独的包含Fe 2 O 3催化剂的反应器中将OCM反应中形成的碳氢化合物氢化成甲烷时，还可以将选择性提高到100％，从而获得HHV为12.0 kW·h·m的气体混合物。–3。当使用绿色能源将H 2 O分解为OCM和加氢所需的H 2和O 2时，这种组合方法可以为升级高CO 2含量的沼气或天然气以直接应用于气体分配网开辟一种环境友好的方式。反应分别。
更新日期：2019-02-07
中文翻译：
一种利用甲烷氧化偶联将沼气和酸性天然气转化为高热燃料的方法
沼气是一种可再生资源，在生产日用化学品或发电方面具有前景。后者意味着沼气和天然气在配气网中的共同使用，但对泵入网中的所有气体的较高的热值（HHV）进行了限制。在此贡献中，我们分析并实验验证了甲烷氧化偶联（OCM）的潜力，该方法可作为升级沼气HHV的方法。研究了反应条件，即反应温度，进料CH 4 / O 2比率以及CO 2或H 2 O的共进料对所得气体混合物的HHV的影响。最高HHV为11.48 kW·h·m –3在Mn–Na–WO x / SiO 2催化剂上，在800°C下使用CH 4 / O 2比为12和30 vol％的进料进行OCM反应后，获得了水凝结后。由于在15.2％的甲烷转化率下对C 2烃（C 2 H 4和C 2 H 6）的选择性为86％，因此可以实现此性能。当在单独的包含Fe 2 O 3催化剂的反应器中将OCM反应中形成的碳氢化合物氢化成甲烷时，还可以将选择性提高到100％，从而获得HHV为12.0 kW·h·m的气体混合物。–3。当使用绿色能源将H 2 O分解为OCM和加氢所需的H 2和O 2时，这种组合方法可以为升级高CO 2含量的沼气或天然气以直接应用于气体分配网开辟一种环境友好的方式。反应分别。
京公网安备 11010802027423号