[发明专利]等离子体反应器及其应用和提高低碳烷烃的转化率和/或目标产物选择性的方法在审
申请号: | 202111567217.7 | 申请日: | 2021-12-20 |
公开(公告)号: | CN116351350A | 公开(公告)日: | 2023-06-30 |
发明(设计)人: | 周明川;任君朋;张婧;张铁;孙峰;徐伟 | 申请(专利权)人: | 中国石油化工股份有限公司;中石化安全工程研究院有限公司 |
主分类号: | B01J19/08 | 分类号: | B01J19/08;B01J19/00;C07C2/80;C07C11/04;C07C11/24 |
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地址: | 100728 北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 等离子体 反应器 及其 应用 提高 烷烃 转化 目标 产物 选择性 方法 | ||
1.一种等离子体反应器,包括反应器本体(101)和设置在所述反应器本体(101)内的至少一个电极(3),其特征在于,还包括至少一个侧线进料管(4),至少一个侧线进料管(4)穿过所述反应器本体(101)延伸至所述电极(3)的下方或侧方,各个侧线进料管(4)与所述反应器本体(101)侧壁之间的夹角α各自独立地为10-90°。
2.根据权利要求1所述的等离子体反应器,其特征在于,所述夹角α为40-90°。
3.根据权利要求1所述的等离子体反应器,其特征在于,所述侧线进料管(4)的延伸端到所述反应器本体(101)侧壁之间的距离m与所述反应器本体(101)的半径d的比值为0.1-0.9:1。
4.根据权利要求1所述的等离子体反应器,其特征在于,所述侧线进料管(4)设置在所述反应器本体(101)由上至下的1-5个水平面内,相邻的两个水平面之间的距离优选为所述反应器本体(101)长度的0.1-0.3倍;
优选地,在同一水平面内,所述侧线进料管(4)成对设置且总数量为2-10;
优选地,在同一水平面内,各个侧线进料管(4)沿所述反应器本体(101)的圆周方向均匀排布,且各个侧线进料管(4)与所述反应器本体(101)侧壁之间的夹角α相同。
5.根据权利要求1所述的等离子体反应器,其特征在于,所述侧线进料管(4)的延伸端位于所述电极(3)中部位置的下方;
优选地,至少一个侧线进料管(4)的延伸端位于所述电极(3)的下方;
优选地,在垂直方向上,所述侧线进料管(4)的延伸端与所述电极(3)中部之间的距离为所述电极(3)总长度的0.1-1。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的等离子体反应器,其特征在于,所述等离子体反应器还包括气体喷嘴(9)、反应物出口(8)以及与所述反应器本体(101)连接的绝缘座(102),所述气体喷嘴(9)设置在所述绝缘座(102)上,所述反应物出口(8)设置在所述反应器本体(101)上远离所述绝缘座(102)的一端;
所述电极(3)连接在所述绝缘座(102)上,所述侧线进料管(4)的延伸端位于所述电极(3)和所述反应物出口(8)之间。
7.根据权利要求6所述的等离子体反应器,其特征在于,所述电极(3)成对设置,该成对的两个电极对称分布在所述气体喷嘴(9)所在轴线的相对两侧,所述两个电极之间的距离在由所述气体喷嘴(9)到反应物出口(8)的方向上逐渐增大;
优选地,所述反应器本体(101)的最大内径D为70-100mm,长度为150-300mm;所述成对电极中两个电极之间的最小间距h为1-4mm,所述电极(3)与所述气体喷嘴(9)之间的最短距离H为10-50mm;
优选地,所述成对电极中两个电极之间的内夹角β为20°-70°;
和/或,在同一水平面内,所述成对设置的电极(3)为一对或三对,所述一对或三对的电极沿所述反应器本体(101)的圆周方向均匀排布。
8.根据权利要求1所述的等离子体反应器,其特征在于,所述等离子体反应器还包括供换热介质流通的夹套(2),所述夹套(2)设置在所述反应器本体(101)外;
和/或,所述反应器本体(101)远离所述电极(3)的一端设置有装填催化剂的催化剂床层(5);
和/或,所述反应器本体(101)远离所述电极(3)的一端为倒锥体。
9.权利要求1-8中任意一项所述的等离子体反应器在低碳烷烃转化中的应用。
10.一种提高低碳烷烃的转化率和/或目标产物选择性的方法,该方法包括:在权利要求1-8中任意一项所述的等离子体反应器中,将低碳烷烃引入所述反应器本体(101)内进行放电反应,然后将所述放电反应的产物与氢气或含CO气体接触进行加氢或羰基化反应;
其中,所述氢气或含CO气体通过侧线进料管(4)引入所述等离子体反应器的反应器本体(101)内。
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