Анотація до роботи:

Тарасов В.Ю. Основи піролізу природного газу в рідкому високотемпературному теплоносії. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.07 – хімічна технологія палива і паливно-мастильних матеріалів. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2007.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню реакцій піролізу природного газу у рідкому високотемпературному теплоносії для виробництва водню, і енергозабеспечення її окисненням утвореного вуглецю, розробці методології вивчення кінетики реакцій та підготовці матеріалів для промислового виробництва.

Встановлені основні кінетичні параметри піролізу природного газу та окиснення утвореного вуглецю у розплаві хлориду натрію. Встановлена залежність термічного піролізу природного газу від газодинамічних параметрів потоку.

Визначено оптимальні умови процесів піролізу та окиснення. Досягнуто вміст водню у продуктах піролізу 92%_об. Отримані експериментальні результати, висновки та рекомендації можуть бути використані для розроблення нових енергозберігаючих технологій виробництва водню, вуглецю та теплової енергії.

1. Визначені й сформульовані теоретичні й експериментальні основи ресурсозберігаючої технології здійснення високо ендо- чи екзотермічних (ДН > 100 кДж/моль.) реакцій у рідкому високотемпературному теплоносії, розробленні на прикладі нового процесу виробництва водню піролізом ПГ з окисненням утвореного вуглецю.

2 Встановлені закономірності, які забезпечують максимальний вміст водню в газі піролізу ПГ:

- при діаметрі вихідного отвору ПГ до 5 мм ступінь перетворення залежить лише від температури;

- піроліз інгібірується утвореним раніше воднем тому при русі бульбашки по розплаву і діаметрі вихідного отвору ПГ до 5 мм концентрація водню не змінюєтся;

- піроліз в розплаві виключає (на відміну від газофазного процесу) утворення побічних органічних продуктів, що пов’язано з переходом вуглецю (продукту реакції та автокаталізатора піролізу) у рідку фазу.

3. Визначені умови, що забезпечують вміст водню в продуктах реакції, близький до 100%:

- реакції піролізу здійснюють в розплаві NaCl, який є хімічно індиферентним до реагентів, продуктів реакції та матеріалу реактора;

- температура піролізу ПГ~1200–1400К, а окиснення вуглецю ~1500–1600К;

- реакції піролізу ПГ й окиснення утвореного вуглецю проводять у герметично розділених за газовою фазою зонах реактора, які мають загальний циркулюючий теплоносій, що забезпечує теплообмін між зонами;

- рух ПГ в бульбашковому режимі забезпечує (у порівнянні зі струменевим) піроліз при більш низьких температурах;

- уніс вуглецю з розплаву виключається при вмісті його у теплоносії менше 8% мас.

4. Запропонована одноступенева технологія виробництва водню з ПГ, яка забезпечує зниження капвкладень у 3 рази у порівнянні з 4–5-ступеневою паровою конверсією.

5. Витрата ПГ в технології та енергозабезпеченні пропонованого процесу в РВТ теоретично складає 0,20–0,32 м³ на 1 м³ водню, а досягнута величина на сучасних зарубіжних агрегатах парової конверсії – 0,4 м³ ПГ.

6. Результати роботи використовувались при виконанні: Науково-технічної програми МОН України «Створення технології виробництва аміаку з енерговитратами на рівні 4–5 Гкал/т»; вихідних даних для дослідної установки виробництва синтез-газу з антрациту марки АШ для ВАТ ДЕК „Центренерго України”.

Основний зміст роботи опубліковані в таких роботах:

1. Гликин М.А., Тарасов В.Ю., Гликина И.М., Мамедов Б.Б. Пиролиз природного газа. Производство водорода в жидком высокотемпературном теплоносителе. // Хімічна промисловість України. – 2005. – № 4. – с. 18-24.

Дисертантом проведено розрахунок і порівняння витрат енергії на виробництво водню паровою конверсією ПГ і його піроліз з окисненням утвореного вуглецю та експериментальні дослідження процесу піролізу ПГ в РВТ.

2. Гликин М.А., Тарасов В.Ю., Гликина И.М., Бродская И.И. Производство водорода пиролизом природного газа. Исследование в жидком высокотемпературном теплоносителе. // Хімічна промисловість України. –2006. –№ 1(72). – с. 38-42.

Дисертантом проведені експериментальні дослідження впливу температури, витрати і діаметру реактора і запропонована методика розрахунку часу контакту при піролізі ПГ в РВТ.

3. Гликин М. А., Тарасов В. Ю., Гликина И.М., Зубцов Е.И. Неорганические солевые расплавы в органическом синтезе. Технология производства водорода и синтез-газа. // Вісник НТУ ХПІ. Сер. Хiмiя, хiмiчнi технологiї та екологiя – 2006.–№ 11.–с. 59-66.

Дисертантом проведені розрахунок і порівняння витрат енергії на виробництв водню. Експериментальні дослідження впливу температури, швидкості газу у вільному перетині реактора на процес піролізу ПГ у РВТ, а також впливу концентрації вуглецю у теплоносії, тривалості та інтенсивності продувки на процес окиснення вуглецю у РВТ.

4. Глікін М.А., Тарасов В.Ю., Глікіна І.М., Заїка Р.Г.. Нова енергозберігаюча технологія виробництва водню // Вісник Нац. у–ту „Львівська політехніка”. Сер. хiмiя, технологія речовин та їх застосування. – 2006. – № 553. – с. 144 – 149.

Дисертантом проведені розрахунок і порівняння витрат енергії на виробництво водню паровою конверсією ПГ агрегату АМ – 1360 і його піролізом з окисненням утвореного вуглецю та експериментальні дослідження впливу температури та тиску на процес піролізу ПГ у РВТ.

5. Деклараційний патент 17531 Україна, МПК С 01 В 3/32. Спосіб виробництва водню. – Глікін М.А., Тарасов В.Ю., Глікіна І.М. – № 200608026 Заявл. 17.07.06.; Опубл. 27.09.06. Бюл. №9. c. 8.

Встановлені оптимальні умови виробництва водню піролізом ПГ і окисненням утвореного вуглецю.

6. Tarasov V. Yu.,Glikin М.А., Glikina I.M. The synthesis of hydrogen by methane pyrolysis process using the liquid heat-carrier technology // Book of abstracts of the VIII Ukrainian-Polish Symposium "Theoretical and experimental studies of interfacial phenomena and their technological application", 19-24 September 2004. – Odessa, Sergijiwka (Ukraine). – 2004. – P.350-352.

Дисертантом проведені термодинамічний розрахунок і порівняння з експериментальними дослідженнями впливу температури і вмісту вуглецю в теплоносії на процес піролізу ПГ у РВТ.

7. Tarasov V.Yu., Glikin M.A., Glikina I.M. Syntesis of hydrogen by methane pyrolysis process with liquid heat carrier.//Book of abstracts of the IX Polish-Ukrainian Symposium «Theoretical and experimental studies of interfacial phenomena and their technological applications», 5-9 September, 2005. – Sandomierz, Wolka Milanovska (Poland) – 2005. –р.293-296.

Дисертантом виконані експериментальні дослідження впливу гідродинамічних умов на процес піролізу ПГ в розплаві хлориду натрію.

8. Гликин М.А., Гликина И.М., Тарасов В.Ю., Мамедов Б.Б. Пиролиз природного газа в расплаве хлорида натрия. // Материалы Международной научно-технической конференции «Прогресс в технологии горючих ископаемых и химмотологии топливно-масляных материалов», 12-15 сентября 2005 г.–Днепропетровск.–2005.–с.128–131

Дисертантом виконані експериментальні дослідження впливу гідродинамічних умов і продуктів піролізу (водню) на процес піролізу ПГ в розплаві хлориду натрію.

9. Тарасов В.Ю., Гликина И.М., Мамедов Б.Б. Газификация углей в жидком высокотемпературном теплоносителе с получением синтез-газа. // Материалы І Международной инвестиционной научно-практической конференции «Производство синтетического жидкого моторного топлива из углей Донбасса, как составляющая энергетической безопасности Европы». 11-14 октября 2005 г. – Луганск. –2005. – с. 2.5-2.9.

Дисертантом виконані експериментальні дослідження впливу гідродинамічних умов на процес окиснення вуглецю (киснем повітря і водяною парою) в розплаві хлориду натрію.

10. Tarasov V., Glikin M., Glikina I.Hydrogen production technology by natural gas pyrolysis with energy saving. // XVII International Conference on Chemical Reactors and post-Symposium “Catalytic Processing of Renewable Sources: Fuel, Energy, Chemicals”, 15-19 may 2006. – Athens-Crete, (Greece). – 2006. – P.358-361.

Дисертантом виконані експериментальні дослідження впливу гідродинамічних умов, кисню, азоту на процес піролізу ПГ в розплаві хлориду натрію.

11. В.Ю. Тарасов, М.А. Гликин, И.М. Гликина, Е.И. Зубцов, И.П. Кравченко. Производство водорода пиролизом природного газа в жидком высокотемпературном теплоносителе. // Материалы V международной научно-технической конференции по катализу «Укркатализ-V». 4-6 июля 2006 г. – Киев– 2006. – с. 39 – 41.

Дисертантом виконані експериментальні дослідження впливу продуктів піролізу (вуглецю) та відновлених металів на процес піролізу ПГ в розплаві хлориду натрію.

12. Tarasov V. Yu., Glikin M.A., Glikina I.M. The liquid high-temperature heat-carrier in organic synthesis. //Book of abstracts of X Ukrainian-Polish Symposium "Theoretical and experimental studies of interfacial phenomena and their technological application", 26-30 September 2006. – L'viv, (Ukraine). – 2006. Part 2. – p. 161-163.

Диссертантом проведено порівняння традиційних технологій з РВТ (піролізу ПГ і окиснення вуглецю киснем повітря і водяною парою).

13. Тарасов В.Ю. Пиролиз метана в динамических условиях. // Материалы VIII Всеукраинской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Технология-2005», 14-15 апреля 2005 г. – Северодонецк. – 2005. – с.19-20.

Дисертантом запропонована методика розрахунку ступеню перетворення природного газу.

14. Гликин М. А., Тарасов В. Ю., Мамедов Б. Б., Гликина И. М. Пиролиз метансодержащих газов в жидком высокотемпературном теплоносителе. //Материалы VII научно-практической конференции «Переработка энергоресурсных отходов, проблемы экологической безопасности», 21-25 февраля 2005г.–Свалявский район, с. Поляна.–2005–с. 44-47

Автор показав можливість утилізації скидних метанвмісних газів.

15. Гликин М. А., Тарасов В. Ю. Неорганические солевые расплавы в органическом синтезе. / Материалы IX Всеукраинская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Технология-2006», 13-14 апреля 2006 г. – Северодонецк. – 2006. – с.16.

Участь автора полягає в оцінці фізико-хімічних властивостей розплавів неорганічних сполук.