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Keywords:

  • methane oxidative coupling;
  • fluidised-bed reactors

Abstract

The methane oxidative coupling performance of a fixed-bed reactor was successfully translated to a bubbling fluidised-bed reactor and this reaction mode was superior to spouted-bed, inclined and mechanically-agitated fluidised-bed units. Also, a two-stage bubbling fluidised-bed reactor with inter-stage addition of oxygen had the same performance as the single-stage unit, for the same total oxygen input, over a wide range of operating conditions. Overall the bubbling fluidised-bed is preferred, catalytic reactions dominate over non-catalytic gas phase reactions in determining the reactor performance, the gas phase exhibited plug-flow behaviour and the performance was independent of the gas phase oxygen partial pressure for a given oxygen input. The best hydrocarbon yield achieved in this study was 19.4%.

La performance du couplage oxydatif au méthane d'un réacteur à lit fixe a été reproduite avec succès dans un réacteur à lit fluidisé bouillonnant, et ce mode de réaction s'est avéré supérieur aux lits fluidisés jaillissant inclinés et agités mécaniquement. De měme, nous avons obtenu avec un réacteur à lit fluidisé bouillonnant diphasique, avec addition d'oxygène inter-étagée, la měme performance qu'avec une unité monophasique pour la měme alimentation en oxygène totale, et ce pour une large gamme de conditions de fonctionnement. Globalement, le lit fluidisé obtient notre faveur: les réactions catalytiques l'emportent sur les réactions non catalytiques de la phase gazeuse dans l'estimation des performances, la phase gazeuse montre un comportement d'écoulement piston et la performance est indépendante de la pression partielle d'oxygène en phase gazeuse pour une alimentation en oxygène donnée. Le meilleur rendement en hydrocarbures dans l'étude est de 19,4%.