[發(fā)明專利]一種轉(zhuǎn)化甲醇的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410258110.8
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN104003845A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭洪臣;李騰;張婧
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: C07C31/20
• 分類號: C07C31/20;C07C29/34;B01J19/08
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 李寶元;梅洪玉

1.一種轉(zhuǎn)化甲醇的方法，其特征在于，該方法為甲醇分子的選擇性活化和活化的甲醇分子轉(zhuǎn)化為乙二醇：具體步驟如下：

(一)選擇下述放電形式中的一種

①介質(zhì)阻擋放電：介質(zhì)阻擋放電采用高壓交流電源，電源頻率取1kHz～60kHz；介質(zhì)阻擋放電為板板式反應(yīng)器、管板式反應(yīng)器、針板式反應(yīng)器或線筒式反應(yīng)器，阻擋介質(zhì)貼在電極表面或置于兩極之間；

A、針板式反應(yīng)器的高壓極為帶有金屬針陣列的金屬板，接地極為金屬板；高壓極和接地極水平地固定在反應(yīng)器殼體內(nèi)，其間距為高壓極的金屬針下端點(diǎn)到接地極的金屬板之間的垂直距離；兩極之間設(shè)阻擋介質(zhì)；在針板式反應(yīng)器的器壁上開設(shè)反應(yīng)物進(jìn)口和產(chǎn)物出口；

B、管板式反應(yīng)器的高壓極為金屬管，接地極為金屬板；金屬板水平地固定在管板式反應(yīng)器的殼體內(nèi)，金屬管垂直于金屬板的中心；高壓極和接地極之間設(shè)阻擋介質(zhì)；甲醇和載氣從金屬管進(jìn)入或從管板式反應(yīng)器上端開設(shè)的反應(yīng)物進(jìn)口進(jìn)入，下端開設(shè)產(chǎn)物出口；金屬管的直徑為0.2-15mm；金屬板與金屬管的直徑比值為1-30；

C、板板式反應(yīng)器的高壓極和接地極均為金屬板；高壓極和接地極之間設(shè)阻擋介質(zhì)，阻擋介質(zhì)為單層或多層；在板板式反應(yīng)器的器壁上開設(shè)反應(yīng)物進(jìn)口和產(chǎn)物出口；

以上三種帶有板式電極的反應(yīng)器的高壓極和接地極的間距為0.1-50mm；

D、線筒式反應(yīng)器的高壓極為金屬絲，接地極為金屬材料；電極間距為0.2-25mm；線筒式反應(yīng)器的上端設(shè)反應(yīng)物進(jìn)口；

介質(zhì)阻擋放電中的阻擋介質(zhì)的總厚度為0.1-20mm；

②電暈放電：采用針板式反應(yīng)器，高壓極為帶有尖端的金屬絲、接地極為金屬板，或高壓極為金屬板、接地極為帶有尖端的金屬絲；高壓極和接地極的間距為0.3-20mm，電源采用高壓直流電源；

③脈沖電暈放電：采用線筒式反應(yīng)器，高壓極為金屬絲，接地極為金屬筒；高壓極和接地極的間距為4-50mm；電源采用脈沖直流高壓電源，使用儲(chǔ)能電容通過火花間隙向負(fù)載泄放的方式產(chǎn)生脈沖電壓，脈沖直流高壓電源的峰值電壓為15-80kV；脈沖直流高壓電源的脈沖重復(fù)頻率為5-200Hz；

④輝光放電：采用線筒式反應(yīng)器或板板式反應(yīng)器；電源采用脈沖直流高壓電源或脈沖交流高壓電源；采用脈沖直流高壓電源時(shí)，用儲(chǔ)能電容通過火花間隙向負(fù)載泄放的方式產(chǎn)生脈沖電壓，脈沖直流高壓電源的峰值電壓為10-60kV；脈沖直流高壓電源的脈沖重復(fù)頻率為10-150Hz；采用脈沖交流高壓電源時(shí)，脈沖交流高壓電源的峰值電壓為0-60kV；脈沖交流高壓電源的脈沖重復(fù)頻率為5-60Hz；所采用的電極材料為金屬；兩極間距1-60mm；

⑤射頻放電：使用外部電容偶聯(lián)的管狀流動(dòng)式等離子反應(yīng)器，兩極間距0-30mm；采用的射頻電源，射頻電源的高頻為1-150MHz，氣體放電形成等離子體的頻率可取5-40MHz；電極為金屬材料；

⑥滑動(dòng)電弧放電：滑動(dòng)電弧等離子體發(fā)生器，其中，刀片式電極為金屬材料；刀片式電極的厚度為1-15mm；兩刀片式電極的間距為1-15mm；滑動(dòng)電弧等離子體發(fā)生器上的噴嘴直徑為1-8mm；刀片式電極起弧端距噴嘴距離為3-30mm；

⑦微波等離子放電：采用矩形波導(dǎo)微波化學(xué)諧振腔式反應(yīng)器，該矩形波導(dǎo)微波化學(xué)諧振腔式反應(yīng)器由石英材料制成，矩形波導(dǎo)微波化學(xué)諧振腔式反應(yīng)器上端開設(shè)反應(yīng)物進(jìn)口；微波源工作頻率為2.45GHz，微波源的輸入功率為7-800W；矩形波導(dǎo)微波化學(xué)諧振腔式反應(yīng)器的內(nèi)徑為5-45mm；

(二)優(yōu)化反應(yīng)體系條件

上述甲醇分子的選擇性活化和活化的甲醇分子轉(zhuǎn)化為乙二醇過程中放電溫度取10-650℃；放電壓力取-0.2MPa～-0.061MPa；

載氣為N₂、H₂、H₂O、He、Ar、O₂、CO、CO₂、CH₄、C₂H₆中的一種或二種以上混合，載氣與甲醇的摩爾比為0-30。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用介質(zhì)阻擋放電時(shí)，電源頻率為7kHz-17kHz；反應(yīng)器的殼體為絕緣材料制成，單個(gè)反應(yīng)器或多個(gè)反應(yīng)器并聯(lián)實(shí)現(xiàn)放電；所述阻擋介質(zhì)選擇絕緣材料，其總厚度為1-2.5mm；所述金屬管的直徑為3-8mm；其中，帶有板式電極的反應(yīng)器極間距為4-10mm，線筒式反應(yīng)器極間距為2-8mm。