Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2025 номер 1

Реакции паровой и паровоздушной конверсия бутанола позволяют получать синтез-газ, который может быть использован в качестве сырья в ряде химических приложений или топлива для твердооксидных топливных элементов. Эффективность протекания этих реакций в значительной мере определяется теплообменом. В случае эндотермической реакции - паровой конверсии метана, необходимо обеспечить передачу тепла от стенок реактора внутрь слоя катализатора. При паровоздушной конверсии, являющейся термонейтральной или слабо экзотермической реакцией, в лобовом слое катализатора возникает локальный перегрев, тепловой эффект которого необходимо перераспределить по всему слою для компенсации эндотермического эффекта, преобладающего в хвостовой части. Для повышения теплопереноса в данной работе использованы структурированные катализаторы на основе теплопроводящих подложек - металлических сеток. Такие катализаторы представляют собой сложный композитный материал с многоуровневой структурой “структурированная металлическая подложка - структурный оксидный компонент - активный оксид - наночастицы металлов или сплавов”, который совмещает в себе функции теплообменника, распределителя потока и, собственно, катализатора, что позволяет контролировать тепло- и массоперенос, регулировать газодинамическое сопротивление в реакторе и оптимизировать количество каталитического материала. В настоящей работе представлены результаты по приготовлению и исследованию физико-химических и каталитических свойств Pt-, Rh-, Pd-, Ru- и Ni-содержащих структурированных катализаторов, нанесенных на фехралевый (FeCrAl) сетчатый носитель. Приготовленные структурированные катализаторы были испытаны в реакциях паровой и автотермической конверсии н-бутанола в синтез-газ. Наибольшую активность в указанных реакциях проявил родиевый структурированный катализатор. Краткосрочные лабораторные ресурсные испытания в течение 15 ч не выявили наличие сажи на поверхности катализатора, а состав продуктов реакции был близок к термодинамически равновесному. Этот катализатор может быть рекомендован для использования в риформерах паровой и паровоздушной конверсии бутанола-1 с целью получения синтез-газа.