Concurrent reactor engineering, separation enhancement and process intensification; comprehensive UniCat approach for Oxidative Coupling of Methane (OCM)

• Autorzy: Godini H. R. , Jaso S. , Martini W. , Stünkel S. , Salerno D. , Xuan S. N. , Song Sh. , Setarehalsadat S. , Trivedi H. , Arellano-Garcia H. , Wozny G.

Warianty tytułu

PL

Inżynieria zbieżna aparatu reakcyjnego i doskonalenie oraz intensyfikacja procesu oddzielania; kompleksowe podejście grupy UniCat do oksydacyjnego sprzężenia metanu (OCM)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

For more than three decades Oxidative Coupling of Methane (OCM) process has been investigated as an attractive alternative for cracking technologies for ethylene production and exploiting the huge resources of natural gas. Developing a uitable catalyst and analyzing proper reactor feeding policy, reviewing and deploying the efficient methods in separation and purification of the undesired and desired products, possible energy saving and process intensification in each section, each has been the subject of many researches in the past. In this paper, these aspects will be addressed simultaneously in a general overview of the main research activities performed in the chair of process dynamics and operation at Berlin Institute of Technology under the context of Unifying Concepts in Catalysis (UniCat) project. Moreover, a cost estimation of the industrial scale OCM process guiding the analysis method to address the potentials and disadvantageous of each OCM scenario structure, highlighted the possible process intensifications potentials in case of energy and equipment.

PL

Proces oksydacyjnego sprzężenia metanu (OCM) był przez ponad trzy dekady rozpatrywany jako atrakcyjna alternatywa dla błyskawicznych technologii wytwarzania etylenu oraz eksploatacji ogromnych zasobów gazu naturalnego. Przedmiotem licznych badań prowadzonych w przeszłości były: opracowywanie właściwego katalizatora i analizowanie odpowiednich metod napędzania aparatu reakcyjnego, poznawanie i stosowanie skutecznych metod oddzielania i oczyszczania produktów pożądanych i niepożądanych, możliwości oszczędzania energii i intensyfikacji procesu na każdym z jego etapów. W artykule niniejszym aspekty te będą omawiane jednocześnie w ramach ogólnego przeglądu najważniejszych działań badawczych podejmowanych w Katedrze Dynamiki Działań Procesowych Berlińskiego Instytutu Technologicznego w kontekście projektu Uni- Cat (ujednolicone koncepcje katalizy). Wyciągnięto wnioski konceptualne i podjęto decyzje z wykorzystaniem danych doświadczalnych dostarczonych przez mini-aparaturę grupy UniCat. Ponadto szacowany koszt procesu oksydacyjnego sprzężenia metanu w skali przemysłowej, odnoszącego metodę analizy do zalet i wad każdego ze scenariuszy OCM, uwydatnił możliwość intensyfikacji procesu w zakresie energii oraz aparatury.

Słowa kluczowe

EN

concurrent engineering; reactor engineering; process synthesis; Oxidative Coupling of Methane (OCM); mini-plant scale experimentation

PL

inżynieria zbieżna; inżynieria aparatu reakcyjnego; synteza procesowa; oksydacyjne sprzężenie metanu (OCM); eksperymenty w skali mini-aparatury

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 109, z. 1-M
• Strony: 63--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Godini H. R.

• Chair of Process Dynamics and Operations, TU Berlin

autor

Jaso S.

autor

Martini W.

autor

Stünkel S.

autor

Salerno D.

autor

Xuan S. N.

autor

Song Sh.

autor

Setarehalsadat S.

autor

Trivedi H.

autor

Arellano-Garcia H.

autor

Wozny G.

Bibliografia

• [1] Zavyalova U., Holena M., Schlögl R., Baerns M., Statistical Analysis of Past Catalytic Data on Oxidative Methane Coupling for New Insights into the Composition of High-Performance Catalysts, Chem. Cat. Chem., 3, 2011, 1935-1947.
• [2] Graf P.O., Lefferts L., Reactive separation of ethylene from the effluent gas of methane oxidative coupling via alkylation of benzene to ethylbenzene on ZSM-5, Chem. Eng. Sci., 64, 2009, 2773-2780.
• [3] Jones C., Leonard J., Sofranko J., Fuels for future: Remote gas conversion, Energy & Fuels, 1, 1987, 12-16.
• [4] Edwards J., Do K., Tyler R., The Oxco process. A new concept for the production of olefins from natural gas, Fuel, 71, 1992, 525-334.
• [5] Linhhoff B., A user guide on process integration for the efficient use of energy. Rugby, Inst. Chem. Engnrs., England 1982.
• [6] Arndt S., Laugel G., Levchenko S., Horn R., Baerns M., Schef fler M., Schlögl R., Schomäcker R., A Critical Assessment of Li/MgO-Based Catalysts for the Oxidative Coupling of Methane, Cat. Rev., Sci. and Eng., 53, 2011, 424-514.
• [7] Simon U., Görke O., Berthold A., Arndt S., Schomäcker R., Schubert H., Fluidized bed processing of sodium tungsten manganese catalysts for the oxidative coupling of methane, Chem. Eng. Journal, 168, 2011, 1352-1359.
• [8] Mleczko L., Baerns M., Catalytic oxidative coupling of methane reaction engineering aspects and process schemes, Fuel Proc. Tech., 42, 1995, 217-248.
• [9] Jaso S., Arellano-Garcia H., Wozny G., Oxidative coupling of methane in a fluidized bed reactor: Influence of feeding policy, hydrodynamics, and reactor geometry, Chem. Eng. Journal, 171, 2011, 255-271.
• [10] Perry R.H., Green D.W., Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, McGraw-Hill 1999.