Metanasyon - Methanation

Metanasyon karbon monoksit ve karbon dioksit (CO dönüşümü olan _x metan) (CH ₄ ) aracılığıyla hidrojenasyon . CO _x'in metanasyon reaksiyonları ilk olarak 1902'de Sabatier ve Senderens tarafından keşfedildi .

CO _x metanasyonun birçok pratik uygulaması vardır. Proses gazlarından karbon oksit giderme aracıdır ve ayrıca mobil yakıt hücresi uygulamaları için yakıt işlemcilerinde PROX'a alternatif olarak tartışılmaktadır .

Sentetik doğal gaz üretmenin bir yolu olarak metanasyon 1970'lerden beri düşünülmüştür. Daha yakın zamanlarda , mevcut doğal gaz depolama ile birlikte güçten gaza sistemleri kullanarak güneş veya rüzgar enerjisinden üretilen enerjiyi depolamanın bir yolu olarak kabul edildi .

kimyasal reaksiyonlar

Aşağıdaki reaksiyonlar sırasıyla karbon monoksit ve karbon dioksitin metanasyonunu tanımlar:

{\ce {CO + 3H2 -> CH4 + H2O}}

-206 kJ/mol

{\ce {CO2 + 4H2 -> CH4 + 2 H2O}}

-164 kJ/mol

Metanasyon reaksiyonları ekzotermik olarak sınıflandırılır ve oluşum enerjileri listelenir.

CO olup anlaşmazlık vardır ₂ metanasyon ilk birleştirilebilirlik bir adsorbe ile gerçekleşir adatom hidrojen ve hidrojenasyon öncesi oksijen ara maddelerinin oluşturulması ya da ayrışan ve hidrojenlenmiş önce bir karbonil oluşturur. CO metanasyon karbon oksijen bağı sadece yüksek lH de gözlemlenen bir birleştirici bir mekanizma ile hidrojenasyon öncesi kırık disosiyatif mekanizma yoluyla methanated inanılmaktadır ₂ konsantrasyonları.

Farklı taşınan bir metal üzerinde metanasyon Reaksiyon katalizörler Ni, Ru ve Rh dahil olmak üzere yaygın CH üretimi için araştırılmıştır ₄ den sentez gazı gaz girişimlerine ve diğer güç. Nikel, yüksek seçiciliği ve düşük maliyeti nedeniyle en yaygın kullanılan katalizördür.

Endüstriyel uygulamalar

Sentetik doğal gazın yaratılması

Metanasyon, sentetik veya ikame doğal gazın (SNG) oluşturulmasında önemli bir adımdır . Kömür veya odun, sadece son bir arıtma adımından geçmesi gereken kullanılabilir bir gaz üretmek için metanasyona tabi tutulması gereken bir üretici gaz oluşturan gazlaştırmaya tabi tutulur.

İlk ticari sentetik gaz tesisi 1984 yılında açıldı ve Beulah, Kuzey Dakota'daki Great Plains Synfuel tesisidir. Halen faaldir ve karbon kaynağı olarak kömür kullanarak 1500 MW değerinde SNG üretmektedir. Açılışından bu yana geçen yıllarda, talaş gibi diğer karbon kaynakları kullanılarak başka ticari tesisler açıldı.

Fransa'da Nantes'ta bulunan AFUL Chantrerie, Kasım 2017'de gösterici MINERVE'yi başlattı. 14 Nm3/günlük bu metanasyon ünitesi, Top Industrie tarafından Leaf'in desteğiyle gerçekleştirilmiştir. Bu kurulum, bir CNG istasyonunu beslemek ve doğal gaz kazanına metan enjekte etmek için kullanılır.

amonyak sentezi

İçinde amonyak üretimi ve CO ₂ olarak kabul edilir zehirler en yaygın olarak kullanılan katalizörlere. Metan, amonyak sentez hızları üzerinde benzer olumsuz etkilere sahip olmadığından, amonyak sentez döngüsünde karbon oksit birikmesini önlemek için birkaç hidrojen üretme adımından sonra metanlaştırma katalizörleri eklenir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Rönsch, Stefan; Schneider, Jens; Matthischke, Steffi; Schlüter, Michael; Götz, Manuel; Lefebvre, Jonathan; Prabhakaran, Praseeth; Bajohr, Siegfried (2016-02-15). "Metanasyon üzerine inceleme - Temellerden mevcut projelere". Yakıt . 166 : 276-296. doi : 10.1016/j.fuel.2015.10.111 .
^ Erkekler, Yong; Kolb, Günter; Zapf, Ralf; Hessel, Volker; Löwe, Holger (2007). "Bir mikro kanal reaktöründe karbon oksitlerin seçici metanasyonu - Gaz katkı maddelerinin birincil taranması ve etkisi". Kataliz Bugün . 125 (1–2): 81–87. doi : 10.1016/j.cattod.2007.02.017 .
^ ^a ^b Miao, Bin; Anne, Su Su Khine; Wang, Xin; Su, Haybin; Chan, Siew Hwa (2016-06-13). "CO2 ve CO metanasyonunun kataliz mekanizmaları" . Kataliz Bilimi ve Teknolojisi . 6 (12): 4048. doi : 10.1039/C6CY00478D . ISSN 2044-4761 .
^ Xavier, K.Ö; Sreekala, R; Raşit, KK A; Yusuff, KK M; Şen, B (1999-02-24). "Metanasyon için Ni/Al ₂ O ₃ katalizörleri üzerinde seryum oksidin doping etkileri ". Kataliz Bugün . 49 (1): 17–21. doi : 10.1016/S0920-5861(98)00403-9 . ISSN 0920-5861 .
^ Utaka, T (2003-06-25). "Cu ve değerli metal katalizörler üzerinde reforme edilmiş yakıtlardan CO çıkarılması". Uygulamalı Kataliz A: Genel . 246 (1): 117–124. doi : 10.1016/S0926-860X(03)00048-6 .
^ Panagiotopoulou, Paraskevi; Kondarides, Dimitris I.; Verykios, Xenophon E. (2008). "Desteklenen asil metal katalizörler üzerinde CO'nun seçici metanasyonu: Metalik fazın doğasının katalitik performans üzerindeki etkileri". Uygulamalı Kataliz A: Genel . 344 (1–2): 45–54. doi : 10.1016/j.apcata.2008.03.039 .
^ Kopyscinski, Ocak; Schildhauer, Tilman J.; Biollaz, Serge MA (2010-08-01). "Kömür ve kuru biyokütleden sentetik doğal gaz (SNG) üretimi - 1950'den 2009'a kadar bir teknoloji incelemesi". Yakıt . 89 (8): 1763-1783. doi : 10.1016/j.fuel.2010.01.027 .
^ "Güç, Nantes'ta hizmette gaza getirme" . Le Moniteur (Fransızca). 2018 . 9 Şubat 2018'de alındı ..
^ Horsand, Kayvan (2007). "Amonyak ünitesinde metanasyon katalitik reaktörünün modellenmesi ve simülasyonu" . Petrol ve Kömür . 49 : 46-53.

[:1-1] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Rönsch, Stefan; Schneider, Jens; Matthischke, Steffi; Schlüter, Michael; Götz, Manuel; Lefebvre, Jonathan; Prabhakaran, Praseeth; Bajohr, Siegfried (2016-02-15). "Metanasyon üzerine inceleme - Temellerden mevcut projelere". Yakıt . 166 : 276-296. doi : 10.1016/j.fuel.2015.10.111 .

[2] Erkekler, Yong; Kolb, Günter; Zapf, Ralf; Hessel, Volker; Löwe, Holger (2007). "Bir mikro kanal reaktöründe karbon oksitlerin seçici metanasyonu - Gaz katkı maddelerinin birincil taranması ve etkisi". Kataliz Bugün . 125 (1–2): 81–87. doi : 10.1016/j.cattod.2007.02.017 .

[:0-3] Miao, Bin; Anne, Su Su Khine; Wang, Xin; Su, Haybin; Chan, Siew Hwa (2016-06-13). "CO2 ve CO metanasyonunun kataliz mekanizmaları" . Kataliz Bilimi ve Teknolojisi . 6 (12): 4048. doi : 10.1039/C6CY00478D . ISSN 2044-4761 .

[4] Xavier, K.Ö; Sreekala, R; Raşit, KK A; Yusuff, KK M; Şen, B (1999-02-24). "Metanasyon için Ni/Al ₂ O ₃ katalizörleri üzerinde seryum oksidin doping etkileri ". Kataliz Bugün . 49 (1): 17–21. doi : 10.1016/S0920-5861(98)00403-9 . ISSN 0920-5861 .

[5] Utaka, T (2003-06-25). "Cu ve değerli metal katalizörler üzerinde reforme edilmiş yakıtlardan CO çıkarılması". Uygulamalı Kataliz A: Genel . 246 (1): 117–124. doi : 10.1016/S0926-860X(03)00048-6 .

[6] Panagiotopoulou, Paraskevi; Kondarides, Dimitris I.; Verykios, Xenophon E. (2008). "Desteklenen asil metal katalizörler üzerinde CO'nun seçici metanasyonu: Metalik fazın doğasının katalitik performans üzerindeki etkileri". Uygulamalı Kataliz A: Genel . 344 (1–2): 45–54. doi : 10.1016/j.apcata.2008.03.039 .

[7] Kopyscinski, Ocak; Schildhauer, Tilman J.; Biollaz, Serge MA (2010-08-01). "Kömür ve kuru biyokütleden sentetik doğal gaz (SNG) üretimi - 1950'den 2009'a kadar bir teknoloji incelemesi". Yakıt . 89 (8): 1763-1783. doi : 10.1016/j.fuel.2010.01.027 .

[8] "Güç, Nantes'ta hizmette gaza getirme" . Le Moniteur (Fransızca). 2018 . 9 Şubat 2018'de alındı ..

[9] Horsand, Kayvan (2007). "Amonyak ünitesinde metanasyon katalitik reaktörünün modellenmesi ve simülasyonu" . Petrol ve Kömür . 49 : 46-53.

Languages

In other projects