專利名稱：一種合成氣高效制備低碳醇的反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種合成氣高效制備液體燃料的反應(yīng)裝置，特別涉及到一種利用煤、天然氣和生物質(zhì)等經(jīng)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化所得合成氣為原料，在雙層催化劑作用下，高效制備低碳醇的裝置。
背景技術(shù)：
能源是現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，清潔燃料的供給能力關(guān)系著國民經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展，是國家戰(zhàn)略安全保障的基礎(chǔ)之一。目前我國液體燃料(如汽油、柴油、LPG等)主要來自于石油，隨著石油資源的日益枯竭，液體燃料的供應(yīng)將面臨巨大的威脅。由煤、天然氣、生物質(zhì)等含碳資源經(jīng)氣化生產(chǎn)合成氣(CCHH2)，合成氣再催化轉(zhuǎn)化合成烴類、低碳混合醇等清潔燃料和其它化學(xué)品已成為國內(nèi)外能源化工領(lǐng)域的研究熱點，也是緩解我國石油資源短缺，實現(xiàn)含碳資源高效潔凈轉(zhuǎn)化最為現(xiàn)實可行的途徑之一。低碳混合醇(簡稱低碳醇)是指由C1-C5醇構(gòu)成的液體混合物。低碳醇主要用途是作為潔凈汽油添加劑，這主要是因為混合醇中含有一定量的高級醇(C2+醇)，對水的穩(wěn)定性好，溶劑化效果也相對比較好，而且可以明顯提高汽油辛烷值，增強其抗震性能，在這方面，低碳醇有望取代污染嚴(yán)重的甲基叔丁基醚(MTBE);其次，低碳醇具有燃燒充分、效率高且CO、NOx及烴類排放量少等優(yōu)點，可以替代石油單獨用作發(fā)動機新一代低污染的清潔燃料，并且可以在不改變現(xiàn)有發(fā)動機結(jié)構(gòu)的情況下使用。另外，低碳醇經(jīng)分離可得到乙、丙、丁、戊醇等經(jīng)濟價值較高的醇類，還可作為LPG代用品和通用化學(xué)溶劑等。由此可以看出，低碳醇中所含高級醇的量越大，其熱值和經(jīng)濟價值越高，如何提高低碳醇中所含高級醇的產(chǎn)率和選擇性是合成氣制備液體燃料領(lǐng)域需要解決的關(guān)鍵問題之一。CO加氫合成低碳醇(反應(yīng)式I)反應(yīng)過程通常伴隨著甲醇、烴類和CO2等副產(chǎn)物的生成，高選擇性和高活性并具有優(yōu)良穩(wěn)定性的催化劑的設(shè)計與開發(fā)是低碳醇合成技術(shù)的關(guān)鍵。國內(nèi)外研究者對適合該過程的催化劑進行了廣泛的研究和探索，目前研究相對比較集中的催化劑體系主要有貴金屬Rh基催化劑、改性甲醇合成催化劑和改性F-T合成催化劑體系等。其中，貴金屬Rh基催化劑成本高，產(chǎn)物中含有大量烷烴，不適宜于工業(yè)化應(yīng)用。改性甲醇合成催化劑包括高溫(高壓)和低溫(低壓)兩類，改性低溫(低壓)Cu-Zn系甲醇催化劑反應(yīng)條件溫和，醇產(chǎn)率高，但選擇性較差，Cu活性組分易燒結(jié)，而且產(chǎn)物中甲醇含量高；改性高溫(高壓)Zn-Cr系甲醇催化劑主要產(chǎn)物為甲醇和支鏈異丁醇，反應(yīng)條件較為苛刻，但由于其較高的醇選擇性一直受到關(guān)注。改性F-T合成催化劑主要包括Fe、Co或Ni改性低溫(低壓)甲醇合成催化劑及堿改性Mo基催化劑，其中有代表性的為Cu-Co催化劑和鑰系耐硫催化劑，Cu-Co催化劑以法國石油研究所(IFP)為代表，主要產(chǎn)物為直鏈正構(gòu)醇，反應(yīng)活性和C2+醇的選擇性較高，但總醇選擇性較低且產(chǎn)物中含水較多；鑰系耐硫催化劑由美國Dow化學(xué)公司開發(fā)，操作條件相對溫和，產(chǎn)物主要為直鏈正構(gòu)醇，具有獨特的抗硫性，可避免耗資巨大的深度脫硫，降低經(jīng)濟成本，而且由于鑰硫催化劑高的變換反應(yīng)活性，產(chǎn)物水含量低，有利于產(chǎn)品的后續(xù)脫水。由此看來，不同的催化劑體系表現(xiàn)出不同的優(yōu)勢和缺陷。催化劑研究的重點就在于探索不同活性中心的最佳匹配、構(gòu)效關(guān)系及合成低碳醇的選擇性規(guī)律等方面，從而提高低碳醇產(chǎn)物中的高級醇選擇性和產(chǎn)率等。美國專利US 20100088951公開了一種新型催化劑Cu-Zn-K-Co (或Mn或Co-Μη) /Al2O3 (或SiO2或CNTs)，以煤、天然氣和生物質(zhì)等經(jīng)氣化重整所得合成氣為原料，可制備出熱值較甲醇和乙醇高，且與丁醇相當(dāng)?shù)挠杉状?、乙醇、丙醇、丁醇和烴類所構(gòu)成的混合液體燃料。國內(nèi)專利CN 102247852A公開了一種Cu-Fe-Co基改性F-T合成催化劑，其中，Cu是合成甲醇的活性成分，有利于CO的非解離吸附，對合成醇有利；F_T組元Co或Fe組分有利于CO的解離吸附，促使單碳中間體CH/的形成，而高活性的單碳中間體相互結(jié)合，形成C-C鍵，實現(xiàn)碳鏈增長，該類催化劑以Cu-Fe作為主活性組分，少量Co作為助活性組分用于調(diào)節(jié)Cu-Fe間的相互作用，表現(xiàn)出較高的高級醇選擇性，同時催化劑制備方法簡單，成本低，性能穩(wěn)定，易于工業(yè)放大生產(chǎn)。nC0+2nH2 — CnH2n+10H+(n-l)H20(I)除催化劑外，通過選擇合適的工藝技術(shù)和反應(yīng)器，有效減少反應(yīng)副產(chǎn)物的生成，對于提高低碳醇的選擇性和產(chǎn)率也是至關(guān)重要的。美國專利US 20100088951公開了一種利用逆水煤氣變換反應(yīng)(RWGS，反應(yīng)式2)與甲醇合成、甲醇合成乙醇以及乙醇合成丁醇等反·應(yīng)相結(jié)合，在Cu/水滑石催化劑和膜分離系統(tǒng)的作用下，避免了低碳醇合成過程中所有副反應(yīng)的發(fā)生。美國專利US 20090182176A1公開了一種將生物質(zhì)和含烴原料經(jīng)部分氧化和/或氣化所得合成氣中間體分離后與生物質(zhì)經(jīng)發(fā)酵所得醇中間體分離后共同進行重整合成低碳醇的工藝技術(shù)，促進了低碳醇選擇性的提高。傳統(tǒng)的固定床反應(yīng)器高級醇選擇性和產(chǎn)率均較低，難以滿足工業(yè)化需求。在雙層床反應(yīng)器中，上層低溫催化劑將合成氣盡可能多地轉(zhuǎn)化為甲醇，下層高溫催化劑則促進碳鏈增長，將上層反應(yīng)所得產(chǎn)物進一步轉(zhuǎn)化為高級醇，從而使高級醇的產(chǎn)率和選擇性最大化。美國Lehigh大學(xué)的Beretta等人曾報道,在合成異丁醇過程中，使用Cs_Cu/Zn0/Cr2031 | Cs_Zn0/Cr203雙層床催化劑較單層床Cs_Cu/Zn0/Cr203催化劑具有更高的異丁醇產(chǎn)率。目前，雙層床反應(yīng)器的研究集中于支鏈醇的合成，但還未見相關(guān)專利報道。C02+H2 — CCHH2O(2)

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對如何提高合成氣制備液體燃料如低碳醇中所含高級醇的產(chǎn)率和選擇性這一關(guān)鍵問題，提供一種利用煤、天然氣和生物質(zhì)等經(jīng)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化所得合成氣為原料，在雙層催化劑作用下，高效制備低碳醇的裝置。為達到以上目的，本實用新型采取了以下技術(shù)方案一種合成氣高效制備低碳醇的反應(yīng)裝置，包括有一高溫電爐，以及置于該高溫電爐內(nèi)的雙層床反應(yīng)器，該雙層床反應(yīng)器頂部設(shè)有原料氣進口和套管，底部設(shè)有尾氣出口和支撐管，所述套管內(nèi)插入一熱電偶，并使用與該熱電偶相連的溫度控制器調(diào)節(jié)催化劑的還原溫度或低碳醇合成的反應(yīng)溫度，所述支撐管用于支撐所述雙層床反應(yīng)器內(nèi)部中間位置處設(shè)置的催化劑床層，該催化劑床層由上至下依次為甲醇或高級醇催化劑顆粒床層、石棉支撐床層、高級醇或逆水煤氣變換反應(yīng)催化劑顆粒床層和石棉支撐床層，其中所述甲醇催化劑和高級醇催化劑組合體系、高級醇催化劑和逆水煤氣變換反應(yīng)催化劑組合體系中的催化劑可相互更換裝填床層，催化劑上下床層高度分別為X、y，通過改變X、y可獲得不同組成的低碳醇；包括有與所述原料氣進口相連，用于提供還原氣的H2進口、提供反應(yīng)原料的合成氣進口和對所述反應(yīng)裝置整個系統(tǒng)進行檢漏所用的N2進口，以及分別用于調(diào)節(jié)H2、合成氣和N2流量的氣體質(zhì)量流量控制器和配套的氣體流量顯示儀；還包括有與所述尾氣出口相連，對反應(yīng)產(chǎn)物進行氣液分離的冷阱，獲得的液體產(chǎn)物經(jīng)所述冷阱底部設(shè)置的針型閥收集，余下的氣體產(chǎn)物經(jīng)由測定氣體產(chǎn)物壓力的壓力表、控制所述反應(yīng)裝置整個系統(tǒng)壓力的背壓閥、測定氣體產(chǎn)物流量的流量計進入尾氣循環(huán)氣路或尾氣排空出口 ；所述尾氣循環(huán)氣路經(jīng)由用于控制催化劑還原后氣體產(chǎn)物或低碳醇合成反應(yīng)后氣體產(chǎn)物倒流的單向閥和壓力表連接至氣體壓縮機，氣體產(chǎn)物經(jīng)所述氣體壓縮機增壓后經(jīng)由壓力表和單向閥分別進入所述還原氣H2進口或所述反應(yīng)原料合成氣進口 ；所述尾氣循環(huán)氣路同時設(shè)置有在線氣相色譜儀，用于在線分析催化劑還原后氣體產(chǎn)物或低碳醇合成反應(yīng)后氣體產(chǎn)物的組成，以此來確定所述反應(yīng)裝置整個系統(tǒng)中需要補充的H2或合成氣的含量。合成氣高效制備低碳醇的工藝流程分為檢漏、還原、反應(yīng)三步首先，為了保證整個裝置的連續(xù)、穩(wěn)定、安全運行，同時，確保系統(tǒng)中氧氣含量較低，打開N2進口充入N2,通過所述背壓閥調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)的壓力至反應(yīng)階段所需壓力，保持恒定，并使用肥皂泡對整個系統(tǒng)的氣路連接處進行檢漏，然后打開尾氣排空出口，將含有氧氣的檢漏尾氣排入大氣中；檢漏完成后，打開H2進口充入H2，采用所述溫度控制器、氣體質(zhì)量流量控制器和背壓閥分別·調(diào)節(jié)催化劑還原過程中所需的溫度、空速和壓力，對裝填于所述雙層床反應(yīng)器中的催化劑組合體系進行還原，還原過程中產(chǎn)生的H2尾氣進入壓縮機進行增壓，通過單向閥循環(huán)進入所述還原氣H2進口，并采用所述在線氣相色譜儀在線監(jiān)測催化劑還原后氣體產(chǎn)物的組成，以確定由H2進口需要補充的H2含量；催化劑還原一段時間后，使用所述溫度控制器調(diào)節(jié)雙層床反應(yīng)器溫度至100°C以下，打開合成氣進口充入反應(yīng)原料氣，采用所述溫度控制器、氣體質(zhì)量流量控制器和背壓閥分別調(diào)節(jié)低碳醇合成過程中所需的溫度、空速和壓力等反應(yīng)條件，所述雙層催化劑在這些條件下進行合成氣制取低碳醇反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)所述反應(yīng)器底部設(shè)置的尾氣出口排出，通過所述冷阱進行氣液分離，所得液體產(chǎn)物待反應(yīng)結(jié)束后收集，并使用離線氣相色譜儀進行分析，所得氣體產(chǎn)物通過所述流量計檢測流量后經(jīng)所述氣體壓縮機進行增壓，通過單向閥循環(huán)進入所述反應(yīng)原料合成氣進口，并采用所述在線氣相色譜儀在線監(jiān)測低碳醇合成反應(yīng)后氣體產(chǎn)物的組成，以確定由反應(yīng)原料合成氣進口需要補充的反應(yīng)原料合成氣的含量。本實用新型，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點本實用新型合成氣高效制備液體燃料的反應(yīng)裝置，利用煤、天然氣和生物質(zhì)等經(jīng)氣化所得合成氣為原料，通過利用雙層催化劑中兩種不同催化劑的協(xié)同效應(yīng)進行低碳醇合成，促進低碳醇合成過程中副產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化，有效提高低碳醇中所含高級醇的產(chǎn)率和選擇性，該系統(tǒng)可推廣至合成氣制備液體燃料的商業(yè)化運行，還可利用到各種組合催化劑體系促進的化工反應(yīng)中；本實用新型合成氣高效制備低碳醇的反應(yīng)裝置，在傳統(tǒng)的催化劑還原或反應(yīng)化工單元基礎(chǔ)上進行優(yōu)化集成，將催化劑還原后的H2尾氣或低碳醇合成反應(yīng)后的氣體產(chǎn)物進行循環(huán)利用，在不降低催化劑還原效果或低碳醇合成效果的情況下，節(jié)省H2和合成氣，有效提高了合成氣制備低碳醇反應(yīng)系統(tǒng)的經(jīng)濟性，同時減少了反應(yīng)尾氣對環(huán)境的污染。
圖I為本實用新型合成氣高效制備液體燃料的反應(yīng)裝置示意圖；圖2為本實用新型合成氣高效制備液體燃料的反應(yīng)裝置中雙層床反應(yīng)器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記說明1、H2進口 ；2、合成氣進口 ；3、N2進口 ；4、氣體質(zhì)量流量控制器；5、氣體流量顯示儀；6、雙層 床反應(yīng)器；61、原料氣進口 ；62、尾氣出口 ；63、套管；64、支撐管；65、熱電偶；66、甲醇催化劑或高級醇催化劑顆粒床層；67、高級醇催化劑或逆水煤氣變換反應(yīng)催化劑顆粒床層；68、石棉支撐床層；7、高溫電爐；8、溫度控制器；9、冷阱；10、針型閥；
11、液體產(chǎn)物出口 ；12、背壓閥；13、流量計；14、氣體壓縮機；15、在線氣相色譜儀；16、尾氣循環(huán)氣路；17、尾氣排空出口 ；18、單向閥；19、壓力表。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型內(nèi)容做進一步詳細說明實施例如圖I和圖2所示，本實施例提供了由煤、天然氣或生物質(zhì)等經(jīng)氣化所得合成氣高效制備低碳醇的反應(yīng)裝置，包括有雙層床反應(yīng)器6，該雙層床反應(yīng)器6內(nèi)徑為8_，置于高溫電爐7內(nèi)，雙層床反應(yīng)器6頂部設(shè)有原料氣進口 61和套管63，底部設(shè)有尾氣出口 62和支撐管64,套管63內(nèi)插入一熱電偶65,并由與熱電偶65相連的溫度控制器8調(diào)節(jié)雙層床反應(yīng)器6的催化劑還原溫度或低碳醇合成反應(yīng)溫度，支撐管64用于支撐雙層床反應(yīng)器6內(nèi)部中間位置處設(shè)置的催化劑床層，該催化劑床層由上至下依次為甲醇催化劑顆粒床層66、石棉支撐床層68、高級醇催化劑顆粒床層67和石棉支撐床層68,甲醇催化劑床層66的裝填高度X為40mm，高級醇催化劑床層67的裝填高度y為160mm ;包括有與原料氣進口 61相連的H2進口 I、合成氣進口 2和N2進口 3，以及分別用于調(diào)節(jié)H2、合成氣和N2流量的氣體質(zhì)量流量控制器4和配套的氣體流量顯示儀5 ;與尾氣出口 62相連的管路上設(shè)置冷阱9，液體產(chǎn)物經(jīng)冷阱9底部設(shè)置的針型閥10和液體產(chǎn)物出口 11進行收集，氣體產(chǎn)物經(jīng)壓力表19、背壓閥12和流量計13進入尾氣循環(huán)氣路16或尾氣排空出口 17 ;尾氣循環(huán)氣路16配備有為氣體產(chǎn)物提供動力使其能循環(huán)利用的氣體壓縮機14，催化劑還原后氣體產(chǎn)物或低碳醇合成反應(yīng)后氣體產(chǎn)物經(jīng)由用于控制倒流的單向閥18和用于測定氣體壓縮機14進口壓力的壓力表19連接至氣體壓縮機14進行增壓后分別進入H2進口 I或合成氣進口 2 ;尾氣循環(huán)氣路16同時設(shè)置有在線氣相色譜儀，用于在線監(jiān)測催化劑還原后氣體產(chǎn)物或低碳醇合成反應(yīng)后氣體產(chǎn)物的組成，以此來確定所述反應(yīng)裝置整個系統(tǒng)中需要補充的H2或合成氣的含量。在整個反應(yīng)裝置系統(tǒng)的檢漏過程中，首先打開N2進口 3，使用背壓閥12調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)壓力為6. 5MPa，用肥皂泡對整個系統(tǒng)的氣路連接處，尤其是雙層床反應(yīng)器與氣路的連接處進行檢漏，檢漏完成后，打開尾氣排空出口 17，將含有氧氣的檢漏尾氣排入大氣中；在對雙層催化劑進行還原過程中，首先打開H2進口 I，H2由原料氣進口 61充入反應(yīng)器中，并由尾氣出口 62導(dǎo)出，經(jīng)冷阱9進入背壓閥12，使用背壓閥12調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)壓力為1.5MPa，使用氣體質(zhì)量流量控制器4調(diào)節(jié)氣體流量顯示儀5所顯示的H2流量使反應(yīng)裝置內(nèi)的體積空速達到UOOtr1,然后打開氣體壓縮機14，使系統(tǒng)中氣體循環(huán)起來，待氣流穩(wěn)定后，開啟溫度控制器8，調(diào)節(jié)雙層床反應(yīng)器6的催化劑還原溫度為400°C，隨著催化劑還原的進行，由在線氣相色譜檢測儀15在線監(jiān)測催化劑還原后尾氣的組成，以確定由H2進口 I所需補充的H2含量；催化劑還原一段時間后，使用溫度控制器8調(diào)節(jié)雙層床反應(yīng)器6的溫度至100°C以下，打開合成氣進口 2將合成氣由原料氣進口 61充入反應(yīng)器中，采用溫度控制器8、氣體質(zhì)量流量控制器4和背壓閥12調(diào)節(jié)低碳醇合成的溫度、空速和壓力分別為280-3401^28001^和6. 5MPa，在這些條件下進行合成氣制取低碳醇反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)尾氣出口 62排出，通過冷阱9進行氣液分離，所得液體產(chǎn)物待反應(yīng)結(jié)束后收集，并使用離線氣相色譜儀進行分析，所得氣體產(chǎn)物通過流量計13測定流量后經(jīng)氣體壓縮機14進行增壓，通過單向閥18循環(huán)進入合成氣進口 2，隨著低碳醇合成反應(yīng)的進行，采用在線氣相色譜儀15在線監(jiān)測反應(yīng)后的氣體產(chǎn)物組成，確定由合成氣進口 2所需補充的合成氣含量。本實施例中所用甲醇催化劑為已實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的CuZnAl甲醇合成催化劑，所用高級醇催化劑為專利CN 102247852A公開的一種Cu-Fe-Co基改性F-T合成催化劑。所用合成氣為生物質(zhì)快速熱解所得生物油經(jīng)氣化反應(yīng)產(chǎn)生的合成氣，其平均組成為V(H2) V(CO) V (CO2) V (CH4) V(N2) = 51. 3 29. 4 4. 9 5. I 9.3，·其中H2/C0 = I. 74，合成氣制取低碳醇反應(yīng)8h，所得結(jié)果如下表
反應(yīng)溫度醇時空收率C2+醇選擇性醇分布wt%
°Cg (kg-h)1%甲醇乙醇丙醇丁醇戊醇C5+醇
280321.432.967.114.78.6 5.63.4 0.6
300279.654.845.228.911.7 7.15.8 1.3
320196.167.332.732.514.2 9.49.3 1.9
340170.376.623.435.116.8 10.510.1 4.1進一步的，本實施例中雙層床反應(yīng)器6的內(nèi)徑可根據(jù)需要進行設(shè)計；甲醇催化劑顆粒床層66裝填的甲醇催化劑可更換為高級醇催化劑，相應(yīng)地，高級醇催化劑顆粒床層67裝填的高級醇催化劑更換為逆水煤氣變換反應(yīng)催化劑，且床層高度x、y均在20-160mm范圍內(nèi)可調(diào)，以獲得不同組成的低碳醇。以上所述僅為本實用新型示意性的于實驗室階段的具體實施方式
，并非用以限制本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。
權(quán)利要求1.一種合成氣高效制備低碳醇的反應(yīng)裝置，其特征在于包括有一高溫電爐(7)，以及置于該高溫電爐(7 )內(nèi)的雙層床反應(yīng)器(6 )，該雙層床反應(yīng)器(6 )頂部設(shè)有原料氣進口( 61)和套管(63)，底部設(shè)有尾氣出口(62)和支撐管(64)，所述套管(63)內(nèi)插入一熱電偶(65)，并與溫度控制器(8 )相連接，所述支撐管(64 )用于支撐所述雙層床反應(yīng)器(6 )內(nèi)部中間位置處設(shè)置的催化劑床層，該催化劑床層由上至下依次為甲醇催化劑或高級醇催化劑顆粒床層(66 )、石棉支撐床層(68 )、高級醇催化劑或逆水煤氣變換反應(yīng)催化劑顆粒床層(67 )和石棉支撐床層(68)，所述甲醇催化劑或高級醇催化劑顆粒床層(66)和高級醇催化劑或逆水煤氣變換反應(yīng)催化劑顆粒床層(67)中的催化劑可相互更換裝填床層，床層高度分別為X、I ; 還包括有與所述原料氣進口(61)相連，用于提供還原氣的H2進口(I)、提供反應(yīng)原料的合成氣進口(2)和對所述反應(yīng)裝置整個系統(tǒng)進行檢漏所用的N2進口(3)，以及分別用于調(diào)節(jié)H2、合成氣和N2流量的氣體質(zhì)量流量控制器(4)和配套的氣體流量顯示儀(5)； 還包括有與所述尾氣出口( 62 )相連，對反應(yīng)產(chǎn)物進行氣液分離的冷阱(9 )，冷阱(9 )底 部設(shè)置有針型閥(10)，冷阱(9)氣體出口管路上分別設(shè)有壓力表(19)、控制所述反應(yīng)裝置整個系統(tǒng)壓力的背壓閥(12)和測定氣體產(chǎn)物流量的流量計(13)進入尾氣循環(huán)氣路(16)，同時在尾氣循環(huán)氣路(16)上設(shè)置有尾氣排空出口( 17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合成氣高效制備低碳醇的反應(yīng)裝置，其特征在于所述尾氣循環(huán)氣路(16)經(jīng)由用于控制還原后氣體產(chǎn)物或反應(yīng)后氣體產(chǎn)物倒流的單向閥(18)和壓力表(19)連接至氣體壓縮機(14)，氣體產(chǎn)物經(jīng)所述氣體壓縮機(14)增壓后經(jīng)由所述壓力表(19)和單向閥(18)分別進入所述還原氣H2進口(I)或所述反應(yīng)原料合成氣進口(2);所述尾氣循環(huán)氣路(16 )上同時設(shè)置有在線氣相色譜儀(15)。
專利摘要本實用新型公開了一種利用煤、天然氣和生物質(zhì)等經(jīng)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化所得合成氣為原料，在雙層催化劑作用下，高效制備液體燃料如低碳醇的裝置，包括有雙層床反應(yīng)器，該反應(yīng)器內(nèi)裝填甲醇催化劑與高級醇催化劑或高級醇催化劑與逆水煤氣變換反應(yīng)催化劑的組合體系，氫氣或合成氣進入反應(yīng)器內(nèi)進行催化劑還原或低碳醇合成，所得尾氣經(jīng)冷阱氣液分離，液體產(chǎn)物收集后由離線氣相色譜儀分析，氣體產(chǎn)物經(jīng)氣體壓縮機增壓后，經(jīng)由壓力表和單向閥分別進入氫氣進口或合成氣進口循環(huán)參與催化劑還原或低碳醇合成，由在線氣相色譜儀監(jiān)測進入反應(yīng)器中的循環(huán)氣體產(chǎn)物組成。本實用新型有效提高了合成氣制備低碳醇中高級醇的產(chǎn)率和選擇性，以及整個反應(yīng)裝置系統(tǒng)的經(jīng)濟性。
文檔編號C07C31/125GK202754918SQ20122018818
公開日2013年2月27日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者陳新德, 陳勇, 郭海軍, 熊蓮, 李尚貴, 張海榮, 謝羽娜 申請人:中國科學(xué)院廣州能源研究所