Methane conversion to ethane and ethylene by oxidative coupling

Abstract

ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาปฏิกิริยาออกชิเดทีฟคัปปลิงของมีเทน โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา 2 ชนิด ได้แก่ Mn/AI/Li/nM และ Mg/AI/Li/nM โดยที่ M แทนCe, Pr, Sm และ ท แทนอัตราส่วนเชิงอะตอมของM ตัวเร่ง ปฏิกิริยาถูกเตรียมด้วยวิธีการเคลือบฝังแบบเปียกทั้งที่มีและไม่มีตัวรองรับ ปฏิกิริยาดังกล่าวกระทำที่อุณหภูมิในช่วง 600-750 ºซ โดยมีค่าความเร็วเชิงสเปชในช่วง 2000-8000 ต่อชั่วโมง และมีอัตราส่วนเชิงโมลขาเข้า ของ CH4/O2 เท่ากับ 1-5 จากการศึกษานี้ได้ผลสรุปว่า Mg/AI/Li/0.1 Pr เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมที่สุดในบรรดาตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งหมดที่ได้ทำการทดสอบ ทั้งนี้ตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวข้างต้นให้ค่าการเปลี่ยนของมีเทนสูงถึง 45.48% และให้เอทิลีน 30.38% ที่อุณหภูมิ 700 ºซ ความเร็วเชิงสเปซ 2000 ต่อชั่วโมงและอัตรา ส่วน CH4/O2 เท่ากับ 1 ผลการทดลองที่ได้ปรากฏชัดเจนว่า MgO มีประสิทธิภาพสูงกว่า MnO2 มาก และ Al2O3 มีส่วนช่วยต่อการทำให้ระบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้มีพื้นที่ผิวสูง ในที่นี้ได้เสนอว่า Li อาจทำหน้าที่เป็นตำแหน่งที่ว่องไวต่อการทำปฏิกิริยาในขณะที่ AI ทำหน้าที่เป็นตัวรองรับ Mg ทำหน้าที่เป็นสารให้ความเป็นเบสและ Pr ทำหน้าที่เป็นสารช่วยสนับสนุนการเกิดปฏิกิริยาสำหรับระบบตัวเร่งปฏิกิริยาตังกล่าว