[發(fā)明專利]一種利用二氧化碳和甲烷合成甲醇的方法和裝置有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110337797.4 | 申請(qǐng)日： | 2021-03-30 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113072426B | 公開（公告）日： | 2022-08-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 章旭明;賀子俊;聞人業(yè)圣;朱祖超 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 浙江理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C07C31/04 | 分類號(hào)： | C07C31/04;C07C29/00;H01B17/58;H01R4/66 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務(wù)所 11569 | 代理人： | 馬叢 |
| 地址： | 310018 浙江省*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 利用 二氧化碳 甲烷 合成 甲醇 方法 裝置 | ||
本發(fā)明提供了一種利用二氧化碳和甲烷合成甲醇的方法和裝置，屬于甲醇合成技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的利用二氧化碳和甲烷合成甲醇的方法，包括以下步驟：以氬氣為載氣，二氧化碳進(jìn)行第一介質(zhì)阻擋放電形成氧自由基等離子體射流，甲烷進(jìn)行第二介質(zhì)阻擋放電形成甲基?氫基混合等離子體射流，氧自由基等離子體射流和甲基?氫基混合等離子體射流進(jìn)行自由基反應(yīng)，得到甲醇。本發(fā)明提供的方法，通電情況下，二氧化碳、甲烷分別被擊穿形成化學(xué)性質(zhì)活躍的氧自由基、甲基?氫基，氧自由基和甲基?氫基在常溫常壓下合成甲醇；而且，以氬氣為載體能夠使氣體更容易被電離。本發(fā)明提供的方法，在常溫常壓下即可制備得到甲醇，方法簡單，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及甲醇合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用二氧化碳和甲烷合成甲醇的方法和裝置。
背景技術(shù)
目前，人們對(duì)能源的需求量越來越大，而作為不可再生能源的煤、石油和天然氣等化石燃料的儲(chǔ)量逐漸減少以及燃燒化石燃料造成的溫室效應(yīng)問題日趨嚴(yán)重。因此，如何將二氧化碳、甲烷等溫室氣體轉(zhuǎn)換為有價(jià)值的清潔能源成為一個(gè)亟需解決的問題。
甲醇不僅是重要的化工原料、溶劑，而且還是性能優(yōu)良的能源和車用燃料。甲醇與異丁烯反應(yīng)得到MTBE(甲基叔丁基醚)，它是高辛烷值無鉛汽油添加劑，亦可用作溶劑，除此之外，還可制烯烴和丙烯，解決資源短缺問題。利用二氧化碳和甲烷合成甲醇不僅能夠緩解溫室效應(yīng)，還能夠?qū)崿F(xiàn)資源的有效利用。
中國專利CN102307835A使公開了一種用由天然氣和二氧化碳聯(lián)合重整生成的合成氣合成甲醇的方法，經(jīng)由聯(lián)合重整制備合成氣，其中在催化劑 Ni/Ce/MgAlOx或Ni/Ce-Zr/MgAlOx存在下，天然氣蒸汽重整與甲烷二氧化碳重整同步進(jìn)行，然后在催化劑Cu-ZnO-Al2O3/CeZrOx存在下，從所得的合成氣合成甲醇，其中，甲醇合成在反應(yīng)溫度為200～400℃、反應(yīng)壓力為 30～60kg/cm條件下進(jìn)行。中國專利CN103979492A公開了一種二氧化碳-甲烷自熱重整制備合成氣的工藝方法，將甲烷、二氧化碳和氧氣送入裝填有重整催化劑的二氧化碳-甲烷自熱重整反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行混合，使甲烷和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，以該氧化反應(yīng)釋放的熱量為熱源，使甲烷和二氧化碳發(fā)生重整反應(yīng)，制備出合成氣，其中，二氧化碳-甲烷自熱重整反應(yīng)器內(nèi)的工作溫度為 700～1250℃，工作壓力為1～3MPa。然而，上述高溫高壓的條件不但限制了二氧化碳和甲烷合成甲醇的規(guī)模化生產(chǎn)而且造成了額外的能源浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種利用二氧化碳和甲烷合成甲醇的方法和裝置，本發(fā)明提供的方法在常溫常壓下即可制備得到甲醇，耗能低，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種利用二氧化碳和甲烷合成甲醇的方法，包括以下步驟：
(1)以氬氣為載氣，二氧化碳進(jìn)行第一介質(zhì)阻擋放電，得到氧自由基等離子體射流；
(2)以氬氣為載氣，甲烷進(jìn)行第二介質(zhì)阻擋放電，得到甲基-氫基混合等離子體射流；
(3)將所述氧自由基等離子體射流和所述甲基-氫基混合等離子體射流進(jìn)行自由基反應(yīng)，得到甲醇；
所述步驟(1)和步驟(2)同時(shí)進(jìn)行。
優(yōu)選的，所述第一介質(zhì)阻擋放電和第二介質(zhì)阻擋放電的工作電壓獨(dú)立地為25～30kV，放電功率獨(dú)立地為20～50W；采用的電源為高壓射頻電源，所述高壓射頻電源的頻率為13.56MHz。
優(yōu)選的，所述二氧化碳和甲烷的流速獨(dú)立地為500～700mL/min。
優(yōu)選的，步驟(1)和步驟(2)中所述氬氣的流速獨(dú)立地為3～4L/min。
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