Химия. Физикохимические основы газогидратного выделения ксенона и диоксида углерода из метансодержащих газовых смесей

• Название: Физикохимические основы газогидратного выделения ксенона и диоксида углерода из метансодержащих газовых смесей
• Анкор: Химия
• Дата: 04.02.2023
• Размер: 3.02 Mb.
• Имя файла: diss-Kudryavtseva-1313.pdf
• Тип: Диссертация; #919313
• страница: 12 из 14

Sergeeva M., Petukhov A., Vorotyntsev I., Malyshev V., Vorotyntsev V. Influence of hydrogen sulfide on the efficiency of xenon recovery from natural gas by gas hydrate crystallisation //
Petroleum science and technology. – 2019. – V. 37. – № 1. – P. 86-92. DOI:
10.1080/10916466.2018.1506806.
2.
Сергеева М.С., Петухов А.Н., Шаблыкин Д.Н., Малышев В.М., Воротынцев В.М.
Расчет коэффициента распределения ксенона при разделении метансодержащих газовых смесей методом газогидратной кристаллизации // Журнал физической химии. – 2019. – Т. 93. – № 11. –
С. 1737-1745. DOI: 10.1134/S0044453719090255 (Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2019.
– V. 93. – № 11. – P. 2297-2305).
3.
Sergeeva M., Petukhov A., Shablykin D., Trubyanov M., Atlaskin A., Malyshev V.,
Vorotyntsev V. Xenon recovery from natural gas by multiple gas hydrate crystallization: a theory and simulation // Separation science and technology. – 2020. – V. 55. – № 1. – P. 144-154. DOI:
10.1080/01496395.2019.1577454.
4.
Sergeeva M., Mokhnachev N.A., Shablykin D.N., Vorotyntsev A.V., Zarubin D.M.,
Atlaskin A.A., Trubyanov M.M., Vorotyntsev I.V., Vorotyntsev V.M., Petukhov A.N. Xenon recovery from natural gas by hybrid method based on gas hydrate crystallisation and membrane gas separation //
Journal of natural gas science and engineering. – 2021. – V. 86. – № 103740. DOI:
10.1016/j.jngse.2020.103740.
5.
Sergeeva M.S., Petukhov A.N., Shablykin D.N., Mokhnachev N.A., Vorotyntsev I.V.,
Vorotyntsev V.M. Investigation of the gas hydrate equilibrium in CH
4
- CO
2
- H
2
O mixture in the presence of THF - SDS promoters // Fluid Phase Equilibria. – 2021. – V. 546. – № 113170. DOI:
10.1016/j.fluid.2021.113170.
6.
Сергеева М.С., Петухов А.Н., Шаблыкин Д.Н., Степанова Е.А., Воротынцев В.М.
Кинетика образования газовых гидратов метана и диоксида углерода в присутствии промоторов
– тетрагидрофурана и лаурилсульфата натрия // Журнал физической химии. – 2022. – Т. 96. – № 1. – С. 39-46. DOI:
10.31857/S0044453722010216 (Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2022.
– V. 96. – № 1. – P. 54-61).
Объекты интеллектуальной собственности:
7.
Петухов А.Н., Воротынцев В.М., Воротынцев И.В., Воротынцев А.В.,
Сергеева
М.С., Трубянов М.М. Способ получения концентрата ксенона из природного газа. Пат.
RU2754223C1 Российская Федерация, МПК C01B 23/00, F25J 3/02; заявитель и

145 патентообладатель ООО «Мембранные и каталитические системы». № 2020125197; заявл.
29.07.2020; опубл. 30.08.2021. Бюл. № 25. 10 с.: ил.
8.
Сергеева М.С., Петухов А.Н., Воротынцев И.В., Воротынцев В.М. Способ удаления диоксида углерода из природного газа. Пат. RU2761705C1 Российская Федерация,
МПК F25J 3/08, C10L 3/10, B01D 53/81; заявитель и патентообладатель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева» (НГТУ). № 2021110137; заявл. 13.04.2021; опубл. 13.12.2021. Бюл. № 35. 10 с.: ил.
Тезисы докладов и материалов конференций:
9.
Sergeeva M., Petukhov A., Malyshev V., Vorotyntsev V. Xenon recovery from natural gas by gas hydrate crystallisation // 7
th
European Young Engineers Conference. – Warsaw, 23-
25.04.2018. – P. 574.
10.
Сергеева М.С., Петухов А.Н., Малышев В.М., Воротынцев В.М. Влияние концентрации сероводорода на эффективность выделения ксенона при извлечении его из природного газа методом газогидратной кристаллизации // VII Международная конференция с элементами научной школы для молодежи «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества». – Суздаль, 01-05.10.2018. – С. 409-410.
11.
Сергеева М.С., Петухов А.Н., Воротынцев В.М. Извлечение ксенона из природного газа методом газогидратной кристаллизации: выбор оптимального режима // 74-я
Международная молодежная научная конференция «Нефть и газ-2020». – Москва, 28.09-
02.10.2020. – Т. 2. – С. 336-337.
12.
Сергеева М.С., Воротынцев В.М. Исследование равновесия жидкость – пар – газовый гидрат смеси CH
4
/ CO
2
/ ТГФ / Na-ЛС // XXIV Всероссийская конференция молодых ученых-химиков (с международным участием). – Нижний Новгород, 20-22.04.2021. – С. 269.
13.
Сергеева М.С., Петухов А.Н., Воротынцев В.М. Разделение газовой смеси CH
4
-
CO
2
технологией газогидратной кристаллизации: влияние режима, температуры, давления и промотора // 75-я Международная молодежная научная конференция «Нефть и газ-2021». –
Москва, 26-30.04.2021. – Т. 2. – С. 334-335.

146
Список использованной литературы
1.
Афанасьев А.И. и др. Технология переработки природного газа и конденсата. - М.: Недра,
2002. - 517 с.
2.
Мишин В.М. Переработка природного газа и конденсата. - М.: Академия, 1999. - 448 с.
3.
Speight J.G. Natural gas: a basic handbook. - Houston: Gulf Publishing Company, 2007. - 252 p.
4.
Патент N 2485998 Российская Федерация, МПК B01D 53/14 (2006.01), B01D 53/62
(2006.01), B01D 53/96 (2006.01). Способ обработки потока углеводородного газа, имеющего высокую концентрацию диоксида углерода, с использованием бедного растворителя, содержащего водный раствор аммиака: N 2011104713 : заявл. 25.06.2009 : опубл. 20.08.2012 / Браво Ж.Л. и др. - 16 с.
5.
Bellussi G. et al. Silica-aluminas for carbon dioxide bulk removal from sour natural gas //
Microporous Mesoporous Mater. - 2011. - Vol. 146, № 1-3. - P. 134-140.
6.
Hassanpouryouzband A. et al. Gas hydrates in sustainable chemistry // Chem. Soc. Rev. - 2020. -
Vol. 49. - P. 5225-5309.
7.
Бык С.Ш., Макогон Ю.Ф., Фомина В.И. Газовые гидраты. - М.: Химия, 1980. - 296 с.
8.
О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации. 2016.
9.
Патент N 2466086 Российская Федерация, МПК С01В 23/00 (2006.01), В01D 53/00
(2006.01). Способ получения ксенонового концентрата из природного горючего газа, продуктов его переработки, включая техногенные отходящие газы, и устройство для его реализации (варианты) : N 2010105321 : заявл. 16.02.2010 : опубл. 10.11.2012 / Сметанников
В.П. и др. - 34 с.
10. Кнунянц И.Л. Химическая энциклопедия: в 5 т: Т. 2. - М.: Советская энциклопедия, 1990.
- 672 с.
11. Xenon gas market: global industry trend analysis 2012 to 2017 and forecast 2017-2025 [сайт]. –
2020. URL: https://www.persistencemarketresearch.com/market-research/xenon-gas-market.asp
(дата обращения: 17.02.2020).
12. Макогон Ю.Ф. Гидраты природных газов. - М.: Недра, 1974. - 208 с.
13. Sloan E.D., Koh C.A. Clathrate hydrates of natural gases: 3rd ed. - Boca Raton: CRC Press, 2008.
- 721 p.
14. Истомин В.А., Якушев В.С. Газовые гидраты в природных условиях. - М.: Недра, 1992. -
236 с.
15. Castellani B. et al. Hydrate-based removal of carbon dioxide and hydrogen sulphide from biogas mixtures: Experimental investigation and energy evaluations // Biomass Bioenergy. - 2014. - Vol.

147 70. - P. 330-338.
16. Kim K. et al. Status of SF
6
separation/refining technology development for electric industry in
Korea // Sep. Purif. Technol. - 2018. - Vol. 200. - P. 29-35.
17. Mark J.E. Polymer data handbook: 2nd ed. - Oxford: Oxford University Press, 2009. - 1264 p.
18. Газы горючие природные промышленного и коммунально-бытового назначения : ГОСТ
5542-2014 : межгосударственный стандарт : дата введения 01.07.2015.
19. Mokhatab S., Poe W.A., Speight J.G. Handbook of natural gas transmission and processing. -
Burlington: Gulf Professional Publishing, 2006. - 672 p.
20. Rojey A. et al. Natural gas production processing transport. - Paris: Technip, 1997. - 429 p.
21. Kohl A.L., Riesenfeld F.C. Gas purification: 4th ed. - Houston: Gulf Publishing Company, 1985.
- 900 p.
22. Патент N 2259522 Российская Федерация, МПК F25J 3/00, B01D 53/02. Способ извлечения ксенона из газовой смеси : N 2004103284 : заявл. 06.02.2004 : опубл. 27.08.2005 / Волокитин
Л.Б. и др. - 8 с.
23. Патент N 2692188 Российская Федерация, МПК F25J 3/00 (2006.01), B01D 53/04 (2006.01),
C01B 23/00 (2006.01). Способ получения высокообогащенного ксенонового концентрата
(варианты) : N 2018124816 : заявл. 06.07.2018 : опубл. 21.06.2019 / Михайлов С.Е. - 43 с.
24. Патент N 201790034, МПК C01B 23/00. Получение ксенона из насыщенных этаном жидкостей и газов / Шмидт Х.
25. Patent N 102014008770 Germany, Int. Cl. F25J 3/06 (2006.01), C01B 23/00 (2006.01), C10L
3/10 (2006.01). Xenon recovery from methane-containing gases : N 102014008770 : declared
12.06.2014 : published 11.02.2016 / Peters N., Schmidt H. - 13 p.
26. Patent N 2018038793, Int. Cl. C01B 23/00 (2006.01), B01J 20/18 (2006.01), 501L 55/04
(2006.01), B01J 20/34 (2006.01), F2SJ 3/04 (2006.01). Cryogenic adsorption process for xenon recovery : declared 23.08.2016 : published 01.03.2018 / Barrett P.A. et al. - 39 p.
27. Патент N 2685138 Российская Федерация, МПК C01B 23/00 (2019.02), F25J 3/00 (2019.02),
B01D 53/00 (2019.02). Способ получения концентрата ксенона и криптона : N 2018117460
: заявл. 11.05.2018 : опубл. 16.04.2019 / Гузеев В.В., Нестеренко А.А. - 10 с.
28. Taheri M. et al. Simultaneous absorption of carbon dioxide (CO
2
) and hydrogen sulfide (H
2
S) from CO
2
-H
2
S-CH
4
gas mixture using amine-based nanofluids in a wetted wall column // J. Nat.
Gas Sci. Eng. - 2016. - Vol. 28. - P. 410-417.
29. Atlaskin A.A. et al. Comprehensive experimental study of acid gases removal process by membrane-assisted gas absorption using imidazolium ionic liquids solutions absorbent // Sep.
Purif. Technol. - 2020. - Vol. 239: 116578.
30. Rezakazemi M., Heydari I., Zhang Z. Hybrid systems: Combining membrane and absorption

148 technologies leads to more efficient acid gases (CO
2
and H
2
S) removal from natural gas // J. CO
2
Util. - 2017. - Vol. 18. - P. 362-369.
31. Grande C.A. et al. CO
2
capture in natural gas production by adsorption processes // Energy
Procedia. - 2017. - Vol. 114. - P. 2259-2264.
32. Heck H.H. et al. Pressure swing adsorption separation of H
2
S/CO
2
/CH
4
gas mixtures with molecular sieves 4A, 5A, and 13X // Sep. Sci. Technol. - 2018. - Vol. 53, № 10. - P. 1490-1497.
33. Alcheikhhamdon Y., Hoorfar M. Natural gas purification from acid gases using membranes: A review of the history, features, techno-commercial challenges, and process intensification of commercial membranes // Chem. Eng. Process. - 2017. - Vol. 120. - P. 105-113.
34. Баженов С.Д., Любимова Е.С. Мембранные контакторы газ-жидкость для выделения диоксида углерода из газовых сред // Мембраны и мембранные технологии. - 2016. - Т. 6,
№ 3. - С. 213-242.
35. Jusoh N. et al. Current development and challenges of mixed matrix membranes for CO
2
/CH
4
separation // Sep. Purif. Rev. - 2016. - Vol. 45, № 4. - P. 321-344.
36. Wang F. et al. Experimental study on hydrate-based CO
2
removal from CH
4
/CO
2
mixture //
Energy. - 2016. - Vol. 104. - P. 76-84.
37. Zhong D.-L. et al. Evaluation of CO
2
removal from a CO
2
+ CH
4
gas mixture using gas hydrate formation in liquid water and THF solutions // Appl. Energy. - 2015. - Vol. 158. - P. 133-141.
38. Long X. et al. Hydrate equilibrium measurements for CH
4
, CO
2
, and CH
4
+ CO
2
in the presence of tetra-n-butyl ammonium bromide // J. Chem. Eng. Data. - 2016. - Vol. 61, № 11. - P. 3897-
3901.
39. Ricaurte M. et al. CO
2
removal from a CO
2
– CH
4
gas mixture by clathrate hydrate formation using THF and SDS as water-soluble hydrate promoters // Ind. Eng. Chem. Res. - 2013. - Vol.
52, № 2. - P. 899-910.
40. Zheng J. et al. Clathrate hydrate formation of CO
2
/CH
4
mixture at room temperature: Application to direct transport of CO
2
-containing natural gas // Appl. Energy. - 2019. - Vol. 249. - P. 190-203.
41. Davy H. The Bakerian Lecture. On some of the combinations of oximuriatic gas and oxygen, and on the chemical relations of these principles, to inflammable bodies // Proc. R. Soc. Lond. - 1832.
- Vol. 1. - P. 385-388.
42. Jager M.D., Ballard A.L., Sloan E.D. The next generation of hydrate prediction: II. Dedicated aqueous phase fugacity model for hydrate prediction // Fluid Phase Equilib. - 2003. - Vol. 211,
№ 1. - P. 85-107.
43. Сергеева М.С. и др. Расчет коэффициента распределения ксенона при разделении метансодержащих газовых смесей методом газогидратной кристаллизации // Журн. физ. химии. 2019. - Т. 93, № 11. - С. 1737–1745.

149 44. Englezos P. et al. Kinetics of formation of methane and ethane gas hydrates // Chem. Eng. Sci. -
1987. - Vol. 42, № 11. - P. 2647-2658.
45. Jeffrey G.A., McMullan R.K. The clathrate hydrates // Prog. Inorg. Chem. - 1967. - Vol. 8. - P.
43-108.
46. Kirchner M.T. et al. Gas hydrate single-crystal structure analyses // J. Am. Chem. Soc. - 2004. -
Vol. 126, № 30. - P. 9407-9412.
47. Sowjanya Y., Prasad P.S.R. Formation kinetics & phase stability of double hydrates of C
4
H
8
O and CO
2
/CH
4
: A comparison with pure systems // J. Nat. Gas Sci. Eng. - 2014. - Vol. 18. - P. 58-
63.
48. Kang S.-P., Lee H. Recovery of CO
2
from flue gas using gas hydrate: Thermodynamic verification through phase equilibrium measurements // Environ. Sci. Technol. - 2000. - Vol. 34, № 20. - P.
4397-4400.
49. McMullan R.K., Jeffrey G.A. Polyhedral clathrate hydrates. IX. Structure of ethylene oxide hydrate // J. Chem. Phys. - 1965. - Vol. 42, № 8. - P. 2725-2732.
50. Mak T.C.W., McMullan R.K. Polyhedral clathrate hydrates. X. Structure of the double hydrate of tetrahydrofuran and hydrogen sulfide // J. Chem. Phys. - 1965. - Vol. 42, № 8. - P. 2732-2737.
51. Lederhos J.P. et al. Structure H clathrate hydrate equilibria of methane and adamantane // AIChE
J. - 1992. - Vol. 38, № 7. - P. 1045-1048.
52. Rodger P.M. Methane hydrate: melting and memory // Ann. N. Y. Acad. Sci. - 2006. - Vol. 912,
№ 1. - P. 474-482.
53. Патент N 2576738 Российская Федерация, МПК F25J 3/08 (2006.01). Способ очистки природного газа и устройство для его осуществления : N 2014145778 : заявл. 14.11.2014 : опубл. 10.03.2016 / Крючков В.А. и др. - 19 с.
54. Рид Р., Праусниц Д., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: 3-е изд. / ред. Соколов Б.И. -
Ленинград: Химия, 1982. - 592 с.
55. Eslamimanesh A. et al. Application of gas hydrate formation in separation processes: A review of experimental studies // J. Chem. Thermodyn. - 2012. - Vol. 46. - P. 62-71.
56. Torré J.-P. et al. CO
2
enclathration in the presence of water-soluble hydrate promoters: Hydrate phase equilibria and kinetic studies in quiescent conditions // Chem. Eng. Sci. - 2012. - Vol. 82. -
P. 1-13.
57. Lal B., Nashed O. Chemical additives for gas hydrates: 1st ed. - Cham: Springer, 2020. - 94 p.
58. Mech D., Gupta P., Sangwai J.S. Kinetics of methane hydrate formation in an aqueous solution of thermodynamic promoters (THF and TBAB) with and without kinetic promoter (SDS) // J.
Nat. Gas Sci. Eng. - 2016. - Vol. 35, Part B. - P. 1519-1534.
59. Seo Y. et al. Experimental measurements of hydrate phase equilibria for carbon dioxide in the

150 presence of THF, propylene oxide, and 1,4-dioxane // J. Chem. Eng. Data. - 2008. - Vol. 53, № 12. - P. 2833-2837.
60. Broseta D., Dicharry C., Torré J.-P. Hydrate-based removal of CO
2
from CH
4
+ CO
2
gas streams
// Gas hydrates 2: geoscience issues and potential industrial applications. - 2018. - P. 285-314.
61. Jager M.D. et al. Experimental determination and modeling of structure II hydrates in mixtures of methane + water + 1,4-dioxane // Fluid Phase Equilib. - 1999. - Vol. 165, № 2. - P. 209-223.
62. Torré J.P. et al. 1,3 Dioxolane versus tetrahydrofuran as promoters for CO2-hydrate formation:
Thermodynamics properties, and kinetics in presence of sodium dodecyl sulfate // Chem. Eng.
Sci. - 2015. - Vol. 126. - P. 688-697.
63. Maekawa T. Equilibrium conditions of clathrate hydrates formed from xenon and aqueous solutions of acetone, 1,4-dioxane and 1,3-dioxolane // Fluid Phase Equilib. - 2013. - Vol. 339. -
P. 15-19.
64. Maekawa T. Equilibrium conditions for clathrate hydrates formed from carbon dioxide or ethane in the presence of aqueous solutions of 1,4-dioxane and 1,3-dioxolane // Fluid Phase Equilib. -
2014. - Vol. 384. - P. 95-99.
65. Seo Y.-T., Kang S.-P., Lee H. Experimental determination and thermodynamic modeling of methane and nitrogen hydrates in the presence of THF, propylene oxide, 1,4-dioxane and acetone
// Fluid Phase Equilib. - 2001. - Vol. 189, № 1-2. - P. 99-110.
66. Jones C.Y., Nevers T.J. Temperature-dependent distortions of the host structure of propylene oxide clathrate hydrate // J. Phys. Chem. C. - 2010. - Vol. 114, № 9. - P. 4194-4199.
67. Keawprajak A. Effects of tetramethylene sulfone solvent additives on conductivity of
PEDOT:PSS film and performance of polymer photovoltaic cells // Org. Electron. - 2013. - Vol.
14, № 1. - P. 402-410.
68. Xia Z. et al. Gas hydrate formation process for simultaneously capture of CO
2
and H
2
S // Energy
Procedia. - 2019. - Vol. 158. - P. 5705-5710.
69. Xia Z. et al. Hydrate-based capture of acidic gases for clean fuels with new synergic additives //
Energy Procedia. - 2017. - Vol. 105. - P. 648-653.
70. Pahlavanzadeh H., Kamran-Pirzaman A., Mohammadi A.H. Thermodynamic modeling of pressure-temperature phase diagrams of binary clathrate hydrates of methane, carbon dioxide or nitrogen+tetrahydrofuran, 1,4-dioxane or acetone // Fluid Phase Equilib. - 2012. - Vol. 320. - P.
32-37.
71. Partoon B. et al. Impact of acetone on phase boundary of methane and carbon dioxide mixed hydrates // Fluid Phase Equilib. - 2016. - Vol. 412. - P. 51-56.