【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及清洁煤化工与清洁天然气化工，尤其涉及一种将合成气高效转化的反应装置与方法。
技术介绍
1、烯烃是最重要的化工原料之一，为合成多种塑料，纤维与医物等提供了基础。比如，中国目前的乙烯与丙烯产量均已经超过5000万吨/年，丁二烯产量超过600万吨/年；高碳数α烯烃用于聚乙烯的共聚与各种精细化工品生产，构筑起一个庞大的化学与材料的产品网络。目前，烯烃主要通过石油原料的裂解而得，其他正在发展的路线包括煤经甲醇制备烯烃，以及乙烷脱氢制备乙烯路线。石油路线的瓶颈在于资源依赖。而煤经甲醇制备烯烃则具有路线长，设备投资大，碳排放大的特征。
2、相比较而言，将合成气不经过甲醇，直接制备烯烃，具有路线短，投资低的优点。但是存在着co转化不完全，产物分离步骤繁琐复杂，产物中氢气的循环利用所花费的物耗与能耗高等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种将合成气高效转化的反应装置与方法，使合成气最大程度转化为烯烃的同时，使产物中不含co或含极少量co，并减少产物中水的含量，从而简化了后期烯烃的分离工序。具有流程短，成本低的优点。
2、具体
技术实现思路
如下：
3、第一方面，本专利技术提供一种将合成气高效转化的反应装置，所述装置包括一级反应器和二级反应器；所述一级反应器与二级反应器之间通过多孔板相隔；
4、所述一级反应器用于使合成气发生催化转化，获得含烯烃的混合气体；
5、所述二级反应器用于使所述一级反应器中
6、所述一级反应器设置有加热装置，所述二级反应器设置有换热装置，以实现独立控温。
7、可选地，所述一级反应器被配置为固定床或流化床，所述二级反应器被配置为固定床或流化床。
8、可选地，所述一级反应器和所述二级反应器均被配置为固定床。
9、可选地，所述一级反应器的底部设置有原料气入口；所述二级反应器的顶部设置有产品气出口；
10、所述二级反应器设置有两个催化剂装填口，分别靠近所述多孔板和所述产品气出口设置。
11、第二方面，本专利技术一种将合成气高效转化的方法，所述方法适用于上述第一方面所述的反应装置，所述方法包括如下步骤：
12、s1、将合成气通过原料气入口通入一级反应器，合成气在金属基催化剂的作用下，反应获得含烯烃的混合气体；所述混合气体包括水蒸气、co、co2和c1-c7烃；
13、s2、所述混合气体经多孔板的孔隙进入二级反应器，并在水煤气催化剂的作用下，所述混合气体中的co与水蒸气发生催化转化，生成氢气，得到不含co的产品气；
14、s3、将所述产品气通过产品气出口排出二级反应器，进行分离处理后，得到氢气和目标产物烯烃；所述氢气进一步用于配置所述合成气，做循环使用。
15、可选地，步骤s1中，所述一级反应器中的温度通过加热装置控制，所述温度为240-280℃；
16、所述金属基催化剂为铁基催化剂或钴基催化剂；
17、所述一级反应器为固定床时，所述金属基催化剂的粒径为0.3-6mm；
18、所述一级反应器为流化床时，所述金属基催化剂的时粒径为0.03-0.3mm。
19、可选地，步骤s2中，所述二级反应器中的温度通过换热装置控制，所述温度为180-220℃；
20、所述水煤气催化剂为铁基催化剂或铜基催化剂；
21、所述二级反应器为固定床时，所述金属基催化剂的粒径为0.3-6mm；
22、所述二级反应器为流化床时，所述金属基催化剂的时粒径为0.03-0.3mm。
23、可选地，步骤s1中，所述合成气的空速范围为1000-10000ml/gcat/h。
24、可选地，步骤s2中，所述混合产物1在二级反应器中的空速为1000-20000ml/gcat/h。
25、可选地，所述合成气中，h2与co的体积比为1.25:1～2.5:1。
26、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
27、本专利技术提供的一种将合成气高效转化的反应装置，所述装置包括一级反应器和二级反应器；所述一级反应器与二级反应器之间通过多孔板相隔；所述一级反应器用于使合成气发生催化转化，获得含烯烃的混合气体；所述二级反应器用于使所述一级反应器中未反应完的co与反应生成的水蒸汽发生催化转化，生成氢气，最终获得不含co与水蒸汽的产品气；所述一级反应器设置有加热装置，所述二级反应器设置有换热装置，以实现独立控温。本专利技术提供的反应装置使合成气最大程度转化为烯烃的同时，产物中不含co，产物中含水量也大大降低，这简化了后期烯烃的分离工序。具有流程短，成本低的优点。
28、本专利技术还提供了一种将合成气高效转化的方法，借助一级反应器使合成气在金属基催化剂的作用下，反应获得由水蒸气、co、co2和烃组成的混合气体，混合气体进一步在二级反应器中进行催化处理，使其中的co与水蒸气发生催化转化，生成氢气，以除去产物中的co。由于二级反应器产品气出口收集的物质几乎不含co和水，使得后序的分离装置减少33％。投资成本降低25％，运行成本降低20％。并且，由于混合气体自身携带有大量热能，在进入二级反应器进行进一步反应时，无需对混合气体中的水蒸气与co的进一步转化无需额外提供热能，借助换热装置有效控制二级反应器中利用一级反应器中的反应热为二级反应器供热，实现节能减排目标。分离得到的氢气可直接用于合成气配置，实现氢气的循环利用。相较于不经二级反应器的转化，直接利用混合产物1中的氢，本专利技术避免了氢碳比调制时花费的物耗与能耗，可以节省成本20％。
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1.一种将合成气高效转化的反应装置，其特征在于，所述装置包括一级反应器和二级反应器；所述一级反应器与二级反应器之间通过多孔板相隔；
2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述一级反应器被配置为固定床或流化床，所述二级反应器被配置为固定床或流化床。
3.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于，所述一级反应器和所述二级反应器均被配置为固定床。
4.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述一级反应器的底部设置有原料气入口；所述二级反应器的顶部设置有产品气出口；
5.一种将合成气高效转化的方法，其特征在于，所述方法适用于上述权利要求1-4任一所述的反应装置，所述方法包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的将合成气高效转化的方法，其特征在于，步骤S1中，所述一级反应器中的温度通过加热装置控制，所述温度为240-280℃；
7.根据权利要求5所述的将合成气高效转化的方法，其特征在于，步骤S2中，所述二级反应器中的温度通过换热装置控制，所述温度为180-220℃；
8.根据权利要求5所述的将合成
9.根据权利要求5所述的将合成气高效转化的方法，其特征在于，步骤S2中，所述混合产物1在二级反应器中的空速为1000-20000ml/gcat/h。
10.根据权利要求5所述的将合成气高效转化的方法，其特征在于，所述合成气中，H2与CO的体积比为1.25:1～2.5:1。
...【技术特征摘要】
1.一种将合成气高效转化的反应装置，其特征在于，所述装置包括一级反应器和二级反应器；所述一级反应器与二级反应器之间通过多孔板相隔；
2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述一级反应器被配置为固定床或流化床，所述二级反应器被配置为固定床或流化床。
3.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于，所述一级反应器和所述二级反应器均被配置为固定床。
4.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述一级反应器的底部设置有原料气入口；所述二级反应器的顶部设置有产品气出口；
5.一种将合成气高效转化的方法，其特征在于，所述方法适用于上述权利要求1-4任一所述的反应装置，所述方法包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的将合成气高效转化的...
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