SOME FEATURES OF THE PROCESS OF INTERACTION OF IRON WITH METHANE AT A TEMPERATURE OF 900°C AND A PRESSURE OF 100 MPA

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Using the original high-gas pressure unit (IHPV), experiments were conducted for the first time on the interaction of iron with methane at a temperature of 900°C and a pressure of 100 MPa. Complex methods (microprobe, Raman spectroscopy, chromatography, mass balance calculations) are used for a thorough analysis of fluid compositions and metallic phases formed in experiments. For the first time, experimental and theoretical quantitative data on the composition of the fluid and the composition of the fluid components dissolved in the metal were obtained. Unlike the previously studied Fe3C–H2 system, in experiments, when Fe reacts with methane, there is an active interaction of carbon formed due to the pyrolysis of methane with iron up to the synthesis of Fe3C carbide. The experiments have shown that increasing pressure inhibits significantly hydrogen yield during methane conversion on metallic iron. Carbon saturation of iron with the formation of Fe3C is not complete within the entire volume of the metal during 24 h runs at 900°С. Employing molybdenum containers facilitates CH4 decomposition.

Sobre autores

L. Aranovich

Institute of Experimental Mineralogy of the Russian Academy of Sciences; Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: olga_geolog@mail.ru
Russian, Chernogolovka; Russian, Moscow

E. Persikov

Institute of Experimental Mineralogy of the Russian Academy of Sciences

Email: olga_geolog@mail.ru
Russian, Chernogolovka

P. Bukhtiyarov

Institute of Experimental Mineralogy of the Russian Academy of Sciences

Email: olga_geolog@mail.ru
Russian, Chernogolovka

O. Shaposhnikova

Institute of Experimental Mineralogy of the Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: olga_geolog@mail.ru
Russian, Chernogolovka

A. Nekrasov

Institute of Experimental Mineralogy of the Russian Academy of Sciences

Email: olga_geolog@mail.ru
Russian, Chernogolovka

Bibliografia

  1. Wood B.J. Hydrogen: an important constituent of the core? // Science. 1997. V. 278. P. 1727.
  2. Маракушев А.А., Маракушев С.А. Происхождение и флюидная эволюция Земли // Пространство и Время. 2010. Т. 1. С. 98–118.
  3. Sweeney R. The role of hydrogen in geological processes in the Earth’s interior // Solid State Ionics. 1997. V. 97. P. 393–97.
  4. Williams Q., Hemley R.J. Hydrogen in the deep earth // Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 2001. V. 29. P. 365–418.
  5. Narygina O., Dubrovinsky L.S., McCammon C.A., et al. X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy study of fcc iron hydride FeH at high pressures and implications for the composition of the Earth’s core // Earth and Planetary Science Letters. 2011. V. 307. P. 409–414.
  6. Morard G., Andrault D., Antonangeli D., et al. Fe–FeO and Fe–Fe3C melting relations at Earth’s core–mantle boundary conditions: Implications for a volatile-rich or oxygen-rich core // Earth and Planetary Science Letters. 2017. V. 473. P. 94–103.
  7. Litasov K.D., Shatskiy A.F., Ohtani E. Interaction of Fe and Fe3C with hydrogen and nitrogen at 6–20 GPa: a study by in situ X-Ray diffraction // Geochemistry International. 2016. V. 54. P. 914–921.
  8. Aranovich L.Y., Persikov E.S., Bukhtiyarov P.G., et al. Interaction of Fe3C with hydrogen: On compatibility of carbon with hydrogen in metallic Fe // Petrology. 2021. V. 29 (6). P. 696–702.
  9. Henghui Wang, Guangqiang Li, Jianghua Ma, Dong Zhao. The effect of methane decomposition on the formation and magnetic properties of iron carbide prepared from oolitic hematite // RSC Adv. 2017. 7. 3921–3927. https://doi.org/10.1039/C6RA26166C
  10. Галактионова Н.В. Водород в металлах. Москва: Металлургия. 1967. 303 с.
  11. Sugimoto H., Fukai Y. Solubility of hydrogen in metals under high hydrogen pressures: thermodynamical calculations // Acta Metallurgica et Materialia. 1992. V. 40 (9). P. 2327–2336.
  12. Олейников Б.В., Округин А.В., Томшин М.Д. и др. Самородное металлообразование в платформенных базитах. Якутск: ЯФ СО АН СССР. 1985. 124 с.
  13. Churakov S.V., Gottschalk M. Perturbation theory based equation of state for polar molecular fluids: i. pure fluids // Geochim. Cosmochim. Acta. 2003. V. 67. P. 2397–2414.
  14. Аранович Л.Я. Флюидно-минеральные равновесия и термодинамические свойства смешения флюидных систем // Петрология. 2013. Т. 21. С. 588–599.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
2.

Baixar (47KB)
3.

Baixar (791KB)
4.

Baixar (119KB)
5.

Baixar (31KB)

Declaração de direitos autorais © Л.Я. Аранович, Э.С. Персиков, П.Г. Бухтияров, О.Ю. Шапошникова, А.Н. Некрасов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».