一种高一氧化碳浓度合成气的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高一氧化碳浓度合成气的制备方法。该方法包括以下步骤：将催化剂装填于反应器；将原料气和水输入反应器与催化剂接触转化为含CO和H2的高CO浓度合成气；其中，所述催化剂为CO2和CH4转化催化剂；所述原料气为CO2、CH4的混合气，或者CO2、CH4、H2的混合气。本发明专利技术回收CO2与甲烷反应或配一定浓度的H2，在CO2和CH4转化催化剂作用下，生产高浓度CO合成气，经常温变压吸附PSA提取CO气体，具有良好的经济效益。的经济效益。的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种高一氧化碳浓度合成气的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种高一氧化碳浓度合成气的制备方法，属于合成气制备


技术介绍

[0002]随着气候变暖，极端气候频发，CO2减排已成人类共识，充分利用CO2并使其方法化，更是迫切需要的绿色低碳技术。目前，大都是利用CO2与CH4反应用于化工生产如丁辛醇等化工产品。
[0003]现有技术一般以煤气化合成气或天然气蒸汽转化合成气为原料，以煤为原料，投资大，CO和H2合成气中CO浓度低，提取CO的成本高。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的在于提供一种高CO浓度合成气的制备方法，通过利用CO2与CH4或者配合一定浓度的H2，通过CO2和CH4转化得到高浓度CO合成气。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供了一种高CO浓度合成气的制备方法，其包括以下步骤：
[0006]将催化剂装填于反应器；
[0007]将原料气和水输入反应器与催化剂接触转化为含CO和H2的高CO浓度合成气；
[0008]其中，所述催化剂为CO2和CH4转化催化剂；
[0009]所述原料气为CO2、CH4的混合气，或者CO2、CH4、H2的混合气。
[0010]在上述方法中，优选地，所述反应器为变温床反应器，并且，所述变温床反应器的入口温度为400
‑
750℃，出口温度为700
‑
950℃，压力为常压
‑
1.0MPa，空速为600
‑/>4000h
‑1。
[0011]在上述方法中，优选地，所述反应器为等温床反应器，并且，所述等温床反应器的温度控制为500℃
‑
950℃，压力为常压
‑
1.0MPa，空速为600
‑
4000h
‑1。
[0012]在上述方法中，优选地，所述催化剂的活性组分为镍，载体为Al2O3、MgO、CaO或其中的两种以上的反应物或混合物，例如：CaAl2O4。
[0013]在上述方法中，优选地，在所述催化剂中，镍的含量为1
‑
25％，余量为载体。
[0014]在上述方法中，优选地，采用感应线圈为变温床反应器供能，所述感应线圈缠绕在反应管的外部，并且，所述反应管从入口到出口的不同位置所缠绕的感应线圈的匝数不同，以控制不同位置处的温度。
[0015]在上述方法中，优选地，采用感应线圈为等温床反应器供能，所述感应线圈均匀地缠绕在反应管外部。
[0016]根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术采用的等温床反应器和变温床反应器均可以为管式，催化剂装填于反应管内，感应线圈均匀缠绕在反应管的外壁上，在感应线圈通电之后，反应管与感应线圈之间产生电磁感应，反应管生热，从而实现对于反应管内部的原料的加热。其中，反应管与感应线圈之间可以以保温材料(例如水泥、防火材料等)填充。
[0017]根据本专利技术的具体实施方案，采用感应线圈为等温床反应器供能时，所述感应线
圈均匀地缠绕在反应管外部。常规的CO2甲烷化装置、CH4蒸汽转化装置是通过燃油、燃气的燃烧提供热量，通过燃烧室内的烧嘴进行燃烧供热，然后通过与反应管换热实现对于反应管的加热，进而加热反应管中的原料，然而由于燃烧室内不同区域的温度不均匀，导致这种换热往往都不均匀，热量会在局部区域集中，无法实现催化剂各部分的温度均能够均匀控制，转化反应也不均匀。而本专利技术通过感应线圈对反应管进行加热，加热效率高，而且感应线圈在反应管均匀分布，能够使反应管均匀地产生电磁感应，能够真正实现等温反应。
[0018]根据本专利技术的具体实施方案，采用感应线圈为变温床反应器供能时，所述感应线圈缠绕在反应管的外部，并且，所述反应管从入口到出口的不同位置所缠绕的感应线圈的匝数不同，以控制不同位置处的温度，入口处的温度较低，感应线圈的匝数可以少一些，随着由入口向出口的逐渐过渡，温度逐渐升高，感应线圈的匝数也逐渐增加。由于常规装置存在的问题，虽然能够使反应管的不同位置具有不同的温度，但是由于燃烧是不可控的，因此，无法真正实现对于反应管的不同位置的温度控制，无法控制变温床反应器的变温程度。而本专利技术通过控制感应线圈在反应管外部缠绕的方式就可以控制电磁感应加热的程度，由此可以相对准确地控制反应管内部不同位置处的催化剂的温度，实现对于变温程度的控制。而且，本专利技术的技术方案可以同时采用多根反应管，并且对于不同的反应管可以实现不同的温度控制，进而控制不同反应管内部的反应过程以及反应结果，这是现有的加热设备所无法实现的。
[0019]在上述方法中，优选地，输入所述感应线圈的电流的频率为中频或高频，其中，所述高频为5
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20KHz，优选为8
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16KHz，更优选为10
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15KHz，进一步优选为12
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14KHz，具体可以为8KHz、8.5KHz、9KHz、9.5KHz、10KHz、10.5KHz、11KHz、11.5KHz、12KHz、12.5KHz、13KHz、13.5KHz、14KHz、14.5KHz、15KHz、15.5KHz、16KHz，也可以是上述范围的端点以及所列举的具体频率值相互组合得到的范围，例如5
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16KHz、5
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15KHz、5
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10KHz、8
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20KHz、8
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15KHz、8
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10KHz、10
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20KHz、10
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16KHz、10
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12KHz、9
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20KHz、9
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15KHz、12
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15KHz、12
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14KHz、12
‑
20KHz；所述中频为300
‑
3000Hz，优选400
‑
2000Hz，更优选为500
‑
1000Hz，具体可以为300Hz、400Hz、500Hz、600Hz、700Hz、800Hz、900Hz、1000Hz、1100Hz、1200Hz、1300Hz、1400Hz、1500Hz、1600Hz、1700Hz、1800Hz、1900Hz、2000Hz、2100Hz、2200Hz、2300Hz、2400Hz、2500Hz、2600Hz、2700Hz、2800Hz、2900Hz、3000Hz，也可以是上述范围的端点以及所列举的具体频率值相互组合得到的范围，例如300
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3000Hz、300
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1500Hz、600
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3000Hz、600
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2000Hz、1000
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3000Hz、1000
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2000Hz、1200
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3000Hz、1200
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2000Hz、15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高一氧化碳浓度合成气的制备方法，其包括以下步骤：将催化剂装填于反应器；将原料气和水输入反应器与催化剂接触转化为含CO和H2的高CO浓度合成气；其中，所述催化剂为CO2和CH4转化催化剂；所述原料气为CO2、CH4的混合气，或者CO2、CH4、H2的混合气。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应器为变温床反应器，并且，所述变温床反应器的入口温度为400
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750℃，出口温度为700
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950℃，压力为常压
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1.0MPa，空速为600
‑
4000h
‑1。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应器为等温床反应器，并且，所述等温床反应器的温度控制为500℃
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950℃，压力为常压
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1.0MPa，空速为600
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4000h
‑1。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述催化剂的活性组分为镍，载体为Al2O3、MgO、CaO或其中的两种以上的反应物或混合物。5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述催化剂中，镍的含量为1
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25％，余量为载体。6.根据权利要求2所述的方法，其中，采用感应线圈为变温床反应器供能，所述感应线圈缠绕在反应管的外部，并且，所述反应管从入口到出口的不同位置所缠绕的感应线圈的匝数不同，以控制不同位置处的温度。7.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周红军，吴全贵，徐春明，
申请(专利权)人：北京碳零氢电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：