Архив

Актуальные выпуски:

Обзор краткого содержания статей

Выбор параметров просмотра

2026 г., № 3
Раздел: Экологизация производства

Очистка газовых выбросов нефтегазоконденсатных месторождений на гетерогенном катализаторе (на примере Среднеботуобинского месторождения)

М.С. Иванова, К.О. Томский

Образующиеся при сгорании углеводородного топлива диоксиды углерода и серы могут улавливаться несколькими способами. Из них наиболее эффективным и экономически целесообразным способом является каталитический. Целью данной работы является изучение процесса каталитической очистки от диоксидов углерода и серы газов горения попутного нефтяного газа Среднеботуобинского нефтегазоконденсатного месторождения (СБНГКМ) во фторсодержащих средах, таких как суспензии фторида кальция с различными концентрациями, и определение оптимальных параметров проведения процесса очистки от диоксидов углерода и серы в рассматриваемых суспензиях. Исследование каталитической очистки от диоксидов углерода и серы в среде суспензий фторидов кальция проводили при атмосферном давлении и температуре, равной 25 ^оС. Диоксиды углерода и серы пропускали через систему, состоящую из суспензии фторида кальция с концентрациями в пределах от 0,05 М до 1,4 М. Для определения влияния скорости подачи очищаемых газов на сорбцию суспензией фторида кальция CO2 пропускали при скоростях подачи от 0,03 до 0,118 л/мин. Для восстановления каталитической способности отработанной суспензии фторида кальция через систему пропускали кислород воздуха в течение 1 ч. В результате проведённой регенерации каталитическая система полностью восстанавливала свои окислительные способности. В работе показана принципиальная возможность проведения каталитической очистки газов горения в среде фторида кальция от СО₂ и SO₂. На примере попутного нефтяного газа СБНГКМ определены оптимальные параметры очистки: скорость подачи газов в сорбент, равная 100 мл/мин, и концентрация каталитической системы, равная 0,4 моль/л.

Нажмите, чтобы открыть

Ключевые слова: диоксид углерода, каталитическая очистка выбросов газов, фторид кальция, выбросы углекислого газа, гетерогенные фторсодержащие системы, активация диоксида углерода

Развернуть Список процитированных источников

1. Gambhir A., Tavoni M. Direct air carbon capture and sequestration: how it works and how it could contribute to climate-change mitigation //One Earth. 2019. V. 1. No. 4. P. 405–409. doi: 10.1016/j.oneear.2019.11.006

2. Wu H., Chen W., Wu J., Zheng Z., Duan L. Synergistic removal of SOx and NOx in CO2 compression and purification in oxy-fuel combustion power plant // Energy Fuels. 2019. V. 33. No. 12. P. 12621–12627. doi: 10.1021/ acs.energyfuels.9b03284

3. Антонов К.Л., Поддубный В.А., Маркелов Ю.И., Буевич А.Г., Медведев А.Н., Манжуров И.Л. Некоторые итоги мониторинга парниковых газов в арктическом регионе России // Арктика: экология и экономика. 2018. № 1. С. 56–67. doi: 10.25283/2223-4594-2018-1-56-67

4. Эшмухамедов М.А., Понамарёва Т.В., Раевская Е.Г. Очистка газовых выбросов от диоксида серы с помощью активированного гранулированного сорбента // Химическая безопасность. 2020. Т. 4. № 1. C. 170–182. doi: 10.25514/CHS.2020.1.17012

5. Khairulin S.R., Ismagilov Z.R., Kerzhentsev M.A., Salnikov A.V., Loginov L.I., Philippov A.G., Vildanov A.F., Mazgarov A.M. Carbon materials for cleaning gases from hydrogen sulfide and prospects for their use in base technologies for associated petroleum gas treatment // Chemistry for sustainable development. 2018. V. 26. No. 6. P. 679–689. doi: 10.15372/CSD820180615

6. Bellamy R., Geden O., Fridahl M., Cox E., Palmer J. Editorial: Governing carbon dioxide removal //Front. Clim. 2021. V. 3. Article No. 816346. doi: 10.3389/ fclim.2021.816346

7. Moustakas N.G., Lorenz F., Dilla M., Peppel T., Strunk J. Pivotal role of holes in photocatalytic CO2 reduction on TiO2 // Chemistry. 2021. V. 27. No. 68. P. 17213–172196. doi: 10.1002/chem.202103070

8. Yu H.B., Huang J.H., Jiang L.B., Leng L.J., Yi K.X., Zhang W., Zhang C.Y., Yuan X.Z. In situ construction of Sn-doped structurally compatible heterojunction with enhanced interfacial electric field for photocatalytic pollutants removal and CO2 reduction // Appl. Catal. B: Environ. 2021. V. 298. Article No. 120618. doi: 10.1016/j. apcatb.2021.120618

9. Шепелев И.И., Пиляева О.В., Еськова Е.Н., Кирюшин Е.В. Решение проблем очистки газовых выбросов в глинозёмном производстве // Проблемы региональной экологии. 2020. № 1. С. 111–115. doi: 10.24411/1728323X-2020-11111

10. Блиновская Я.Ю., Мазлова Е.А. Выбросы парниковых газов при добыче и переработке угля: состояние проблемы и технологии сокращения // Учёные записки РГГМУ. 2019. № 54. C. 145–154. doi: 10.33933/20742762-2019-54-145-154

11. Дружинин П.В., Шкиперова Г.Т., Поташева О.В. Оценка влияния развития экономики на состояние окружающей среды и выбросы парниковых газов // Друкеровский вестник. 2018. № 2. С. 203–215.

12. Leonov V.Ye., Serdyuk A.D. The catalytic neu-V.Ye., Serdyuk A.D. The catalytic neu-V.Ye., Serdyuk A.D. The catalytic neu-.Ye., Serdyuk A.D. The catalytic neu-Ye., Serdyuk A.D. The catalytic neu-., Serdyuk A.D. The catalytic neu-Serdyuk A.D. The catalytic neu-A.D. The catalytic neu-A.D. The catalytic neu-.D. The catalytic neu-D. The catalytic neu-. The catalytic neu-The catalytic neutralization of exhaust gases in ship power plants // Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S.O. Makarova. 2018. V. 10. No. 5. P. 1015– 1024. doi: 10.21821/2309-5180-2018-10-5-1015-1024

13. Носырев М.А., Комляшев Р.Б., Ильина С.И., Кабанов О.В. Очистка газовых выбросов от диоксида серы на промышленных предприятиях // Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. № 8. С. 24–27. doi: 10.18412/1816-0395-2018-8-24-27

14. Газалеева Г.И., Дмитриева Е.Г., Демин А.И. Применение карбамидного метода для очистки отходящих агломерационных газов от диоксида серы // Чёрная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 9. С. 1086–1092. doi: 10.32339/0135-5910-2019-9-1086-1091

15. Черемисина О.В., Пономарева М.А., Болотов В.А. Утилизация технологических газов перспективными сорбционными материалами // Вестник ЮжноУральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2020. Т. 20. № 2. С. 93–100. doi: 10.14529/ met200209

16. Masoud S.M., Vorobyeva D.V., Petropavlovskikh D.A., Bruneaub Ch., Osipov S.N. Fluorine-containing rutheniumbased olefin metathesis catalysts // Russ. Chem. Rev. 2021. V. 90. No. 4. P. 419–450. doi: 10.1070/RCR4984

17. Shokova E.A., Tafeenko V.A., Kovalev V.V. Trifluoroacetic anhydride as an activator in the acylation of aryl methyl ketones with carboxylic acids // Russ. J. Org. Chem. 2020. V. 56. No. 10. P. 1770–1774. doi: 10.1134/ S1070428020100164

18. Abdollahi M., Larimi A., Jiang Z., Khorasheh F., Ghotbi C. Photocatalytic oxidative desulfurization of model fuel over visible light-active Cu-impregnated carbon-doped TiO2 // J. Clean. Prod. 2022. V. 380. Article No. 134968. doi: 10.1016/j.jclepro.2022.134968

19. Kong Z., Xue Y., Hao T., Wu J., Zhang Y., Rong C., Chen H., Song L., Li D., Pan Y., Li Y. Carbon-neutral treatment of N,N-dimethylformamide-containing wastewater by up-flow anaerobic sludge blanket: CO2 reduction and bioenergy cleaner production // J. Clean. Prod. 2022. V. 380. Article No. 134880. doi: 10.1016/j.jclepro.2022.134880

20. Abhishek K., Shrivastava A., Vimal V., Gupta A.K., Bhujbal S.K., Biswas J.K., Singh L.S., Ghosh P., Pandey A., Sharma P., Kumar M. Biochar application for greenhouse gas mitigation, contaminants immobilization and soil fertility enhancement: a state-of-the-art review // Sci. Total Environ. 2022. V. 853. Article No. 158562. doi: 10.1016/j. scitotenv.2022.158562

21. Ozcan M.C., Karaman B.P., Oktar N., Dogu T. Dimethyl ether from syngas and effect of CO2 sorption on product distribution over a new bifunctional catalyst pair containing STA@SBA-15 // Fuel. 2022. V. 330. Article No. 125607. doi: 10.1016/j.fuel.2022.125607

22. Ruan H., Wu S., Chen X., Zou J., Liao J., Cui H., Dong Y., Qiu Y., Shen J. Capturing CO2 with NaOH solution from reject brine via an integrated technology based on bipolar membrane electrodialysis and hollow fiber membrane contactor // Chem. Eng. J. 2022. V. 450. Article No. 138095. doi: 10.1016/j.cej.2022.138095

23. Sooriyan S.K., Ibrahim N., Hanif M.A., Hasan M., Abdullah S., Adriansyah A.A., Setianto B., Syafiuddin A. Performance optimization of sulfur dioxide (SО2) desulfurization by oil palm-based activated carbon using boxbehnken design // Biointerf. Res. Appl. Chem. 2022. V. 12. No. 6. P. 7972–7982. doi: 10.33263/BRIAC126.79727982

24. Hu X., Bobbink F.D., van Muyden A., Talebi Amiri M., Bonnin A., Maréchal F., Nazeeruddin M.K., Qi Z., Dyson P.J. Cycloaddition of biogas-contained CO2 into epoxides via ionic polymer catalysis: an experimental and process simulation study // Ind. Eng. Chem. Res. 2021. V. 60. No. 49. P. 17942–17948. doi: 10.1021/acs.iecr.1c03895

25. Alkhatib I.I.I., Khalifa O., Bahamon D., AbuZahra M.R.M., Vega L.F. Sustainability criteria as a game changer in the search for hybrid solvents for CO2 and H2S removal // Sep. Purif. Technol. 2021. V. 277. Article No. 119516. doi: 10.1016/j.seppur.2021.119516

26. Vishnetskaya M.V., Mel’nikov M.Ya. Transformation of organic and inorganic compounds in trifluoroacetic acid // Russ. J. Phys. Chem. 2016. V. 90. No. 9. P. 1909–1911. doi: 10.1134/S0036024416090314

УДК: 54.058

DOI: 10.25750/1995-4301-2026-3-131-140

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. Creative Commons License