В работе представле ны сравнительные результаты исследований эффективности двух типов каталитических материалов в реакции паровой конверсии метана. Первыш тип таких материалов относится к разработанным авторами катализаторам широкого назначе ния на сте кловолокнистой тканой основе (к стекловолокнистым тканым катализаторам - СВТК). СВТК-элемент представляет собой изделие, сотканное из силикатных аморфных стекловолокон (содержание кремнеземной составляющей носителя SiO2 55-98% масс.) в форме полотнищ или сеток с различными способами тканья, активированных каталитическими металлическими компонентами (Pt, Pd, Ag, Cr, Ni, Mn, Co и др.), набор и соотношение которык определяется требованиями каждого конкретного каталитического процесса. В экспериментах использованы образцы СВТК сеточного плетения, активированные платиной (содержание Pt 0,10-0,15 масс.%). При температуре 8000С и подаче метана 20 см3/мин его конверсия достигает максимума в 85% с выходом водорода 75 %. Проведенные ресурсные испытания стабильности процесса паровой конверсии метана на разработанных нами стеклотканых катализаторах при температурах 700-8000С в жестких условиях режимов периодического «пуск/остановка» в те -че ние не скольких месяцев подтвердили стабильность конверсии с выходом водорода на уровне 50%. Кроме того, было проведено прямое экспериментальное исследование каталитической активности серпентинита (широко распростране нной породы земной коры) в отношении реакции паровой конверсии метана -реакции образования «синтез-газа». Флюиды, содержащие CH4+H2O, являются одним из наиболее распространенных типов флюидов в земной литосфере. Серпентинит, как по своему составу (MgO-SiO2 - основа, легированная каталитически активными компонентами Fe, Ni, Cr), так и по структуре (тонковолокнистая, тонкопористая матрица), является весьма близким аналогом традиционно используемых в промышленном катализе искусстве нных каталитических материалов. Основные результаты экспериментов: конверсия метана в водород возрастает с температурой и при 825ОС составляет 14 %; конверсия метана в СО и СО2 при той же температуре составляет 3 % по каждому компоненту; неожиданным результатом экспериментов было качественное обнаружение в продуктах превращения CH3OH и C2H5OH. В технологическом процессе паровой конверсии метана на стандартных катализаторах кислородсодержащие углеводороды не образуются. Результаты проведенных экспериментов говорят о необходимости развертывания систематических исследований каталитич ских свойств широкого сп ктра пород з мной коры по отнош нию к разнообразным маршрутам химич ских пр вращ ний компон нтов флюидов и, т м самым, к дальн йш му развитию малоизуч нного направле ния в геохимии - «каталитиче ской геохимии».
The paper presents comparative results of studies of two types of catalytic materials effectiveness in the reaction of steam reforming of methane. The first type of such material was developed by the authors to the fiberglass woven basis catalysts (fiberglass woven catalysts - FGWC). FGWC-item is a product made from the amorphous silicate glass (the silica component carrier was SiO2 and its content was 55-98 wt.%) in the form of panels or grids with different ways of textile activated catalytic metal components (Pt, Pd, Ag, Cr, Ni, Mn, Co and others), the set and value of which are determined by the requirements of each particular catalytic process. In the experiments the FGWC-samples were used with mesh netting and activated with platinum (Pt content from 0.10 to 0.15 wt.%). At the temperature of 8000C and methane flow of 20 cm3/min, its conversion reaches maximum at 85% with a hydrogen yield of 75 %. Life tests of stability of steam reforming process of methane on developed FGWC catalysts at the temperatures of 700-800°C in the harsh conditions of periodic "start/stop" modes within a few months confirmed the stability of conversion with release of hydrogen at 50%. Fluids, containing CH4+H2O, are one of the most common types of fluids in the earth’s lithosphere. Besides that, direct experimental investigation of catalytic activity of serpentinite (widespread rocks of the earth’s crust) in relation to the reaction of steam reforming of methane - reaction of "synthesis gas" formation was carried out. Serpentinite, due to its composition (MgO-SiO2 - based and containing the catalytically active components - Fe, Ni, Cr) and structure (fine fiber, finely porous matrix), is a very close analog to the artificial catalytic materials traditionally used in industrial catalysis. The main results of experiments is follows: methane conversion to hydrogen increases with temperature and at 825 C is 14 %; methane conversion to CO and CO2 at the same temperature is 3 % for each component; an unexpected result of the experiments was qualitative detection of CH3OH and C2H5OH in the products of conversion. In the process of steam reforming of methane at standard catalysts oxygen-containing hydrocarbons are not formed. Experimental results suggest the need to deploy of systematic studies of the catalytic properties of wide range of the earth’s crust rocks in relation to the various routes of chemical transformations of the fluid’s components and thus to the further development of the little studied trends in Geochemistry - "catalytic Geochemistry".
The authors declare that there are no conflicts of interest present.