1 Отзыв на автореферат диссертации ШАПОВАЛОВОЙ Оксаны

Отзыв
на
автореферат
диссертации
ШАПОВАЛОВОЙ
Оксаны
Вячеславовны
«Окислительная конверсия природного газа и биогаза в синтез-газ в объемных
проницаемых матрицах», представленной на соискание ученой степени кандидата
химических наук по специальности 02.00.04 – физическая химия
Центральное место в
исследованиях лаборатории профессора Арутюнова
Владимира Сергеевича занимает установление закономерностей и оптимизация условий
селективного окисления низших углеводородов. В данном направлении выполнена
диссертация Шаповаловой О.В., актуальность которой определяется необходимостью
переработки метана и метансодержащих газов с целью решения проблем энергетики и
производства ценной химической продукции из ненефтяного сырья.
Задачи, поставленные в работе, тесно связаны с современными тенденциями
развития газохимии. Это в первую очередь - поиск эффективных и экономичных
технологий получения синтез-газа. Большие перспективы открывает использование для
этой цели горелочных устройств на основе объемных проницаемых матриц, позволяющих
максимально использовать тепло реакции, что открывает принципиально новые
возможности для создания простых и малотоннажных газохимических производств.
Пути решения поставленных задач предусматривают установление влияния
термодинамических параметров на равновесный выход продуктов парциального
окисления метана, определение роли материала матрицы и ее морфологических
характеристик
и
оптимизацию
теплового
режима
в
горелочном
устройстве.
Экспериментальные результаты были получены на специально сконструированных
установках, позволяющих, в широком диапазоне варьировать параметры процесса.
Влияние термодинамических факторов (температура и начальное соотношение метана и
кислорода), влияющих на распределение продуктов при изобарических и адиабатических
условиях, проанализировано с использованием современной программы GASEQ.
Остановимся на наиболее важных результатах, полученных Шаповаловой О.В. В
частности,
они
касаются
беспламенного
горения
метановоздушных
смесей
стабилизированного поверхностью проницаемых объемных матриц. Установлено, что при
низкой концентрации кислорода резко снижается температура сгорания за счет снижения
вклада глубокого окисления. Это приводит к неустойчивости горения и снижению
конверсии метана. Концентрационные пределы устойчивого горения могут быть
существенно расширены за счет применения матриц с каталитически активной
поверхностью.
1
Окисление метана было проведено с использованием корундовой матрицы с
нанесенными металлами (Pt, Pd и Ni). Найдено, что активные матрицы (с Pt и Pd) резко
расширяют пределы горения однако при этом снижается выход компонентов синтез-газа в
результате глубокого окисления метана. Менее активные в этом процессе Ni-содержащие
катализаторы обеспечивают более высокие селективности и выход целевых продуктов.
Следует подчеркнуть, автор установил оптимальное содержание Ni в катализаторе,
которое составляет 5%.
Большой интерес представляют собой результаты, полученные при исследовании
влияние
на
пределы
устойчивой
конверсии
предварительного
подогрева
топливовоздушной смеси до 200-400оС, в т.ч. за счет дополнительной рекуперации тепла
продуктов окисления. Предложенные методы рекуперации тепла открывают возможность
устойчивой конверсии в синтез-газ газовых смесей с предельно низкой калорийностью, в
т.ч. биогаза с содержанием СО2 до 60%.
В качестве замечания можно отметить следующее. На стр.7 сказано «Ввиду низкой
экзотермичности целевой реакции (1), ее тепла недостаточно для поддержания
автотермического протекания процесса со 100 %-ной селективностью по СО и Н2…». С
этим утверждением трудно согласится, поскольку автотермический характер реакции
зависит не только от теплового эффекта процесса, но и от исходной температуры
конвертируемых газовых смесей, а также от режима отвода тепла. Кроме того 100 %-ная
селективность по СО и Н2 практически не достигается.
Указанное замечание не снижает высокой оценки работы. По актуальности,
научной новизне и практической значимости диссертация Шаповаловой О.В. отвечает
всем требованиям ВАК России, а ее автор заслуживает присуждения ученой степени
кандидата химических наук по специальности 02.00.04 – физическая химия.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ
ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН)
Москва, 119991, Ленинский пр., д. 47, тел.: 84951376352, E-mail: ny@ioc.ac.ru
Зав. лаб. ИОХ РАН
д.х.н. проф.
Н.Я. Усачев
Подпись Н.Я. Усачева заверяю
Ученый секретарь ИОХ РАН
к.х.н.
Коршевец И.К.
2