用于无水卤化氢和无水二氧化碳合成的设备制造技术

一种用于从有机卤化物流体，例如全氟化碳流体和制冷剂流体，合成无水卤化氢流体以及无水二氧化碳以便对其进行环境安全处置的设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于无水卤化氢和无水二氧化碳合成的设备相关申请的交叉引用本申请要求于2011年4月12日提交的美国临时专利申请号61/474,657的权益，特此将其通过引用进行结合，如同完全在此陈述一样。专利
本专利技术涉及一种用于无水卤化氢和二氧化碳合成的设备。在热催化式反应器A中，二氧化碳是从一氧化碳和水合成的。在热催化式反应器B中，卤化氢流体是从有机卤化物流体、无水氢气以及无水二氧化碳合成的。专利技术背景有机卤化物家族是非常广泛的。本专利技术涉及制冷剂流体和全氟代流体的家族。在最近的80年里已经完成了可观数量的有机卤化物流体的化学合成，包括大多数的制冷剂流体例如氯氟烃(下文中的“CFC”)、氢氯氟烃(“HCFC”)、氟烷(“FC”)、氢氟烷(“HFC”)以及氢氟烯烃(“HFO”)。已经确定的是一些流体，具体地是用作制冷剂的化合物，已经促进了大气中的臭氧的耗损和全球变暖。已经采取国际措施来逐步淘汰这些制冷剂和类似化合物的使用。目前，科学界关注的是保护环境，特别是关于任何化学污染，包括二氧化碳到大气的释放。目前，有机卤化物流体(例如制冷剂)的处理和/或分解要求一种设备，这种设备可以包括使用极其高的温度。例如，用于制冷剂分解的某些设备会要求将这些化合物在还原条件下加热到约1,300℃至20,000℃的温度。因此，对于一种用于在较不严苛的条件下即低于1,300℃的温度下处理有机卤化物流体的设备存在需要。专利技术概述因此，本专利技术是针对一种用于无水卤化氢和无水二氧化碳合成的方法，这种方法基本上消除了一种或多种由于相关技术的限制和缺点引起的问题。示例性实施例提供了一种用于无水卤化氢和二氧化碳合成的新型设备。在热催化式反应器A中，二氧化碳可以从一氧化碳和水来合成。在热催化式反应器B中，卤化氢流体可以从有机卤化物流体、氢气和无水二氧化碳来合成。在一个示例性实施例中，单元1的双反应器A和B，其中在一个或多个双反应器的组中，在第一散热容器(heatsinkvessel)的反应器A中发生一种热催化反应，在第二散热容器的反应器B中发生一种热催化反应并且第三散热容器提供了用于平衡在第一和第二散热容器中的热量的装置。在一个方面中，这些实施例提供了一种用于热催化合成无水卤化氢流体和无水二氧化碳的设备。在热催化式反应器A中，从一氧化碳和水合成了二氧化碳和氢气。在热催化式反应器B中，从有机卤化物流体、氢气和无水二氧化碳合成了卤化氢流体。在另一个方面中，这些实施例提供了一种具有双反应器A和B的设备，其中在反应器A中，反应物是一氧化碳和水，该反应器在从1atm至30atm的压力范围内和在300℃至900℃的温度范围内以低能量的放热反应形成了二氧化碳和氢气。在反应器B中，反应物是有机卤化物流体、无水氢气和无水二氧化碳，该反应器在从1atm至30atm的压力范围内以及在600℃至900℃的温度范围内形成了卤化氢流体和一氧化碳。在另一个方面中，这些实施例提供了一种具有氢气扩散器的设备，其中氢原子产量是至少等于来自这种有机卤化物流体的卤素原子的数目。在另一个方面中，这些实施例提供了一种具有质量控制装置的设备以将二氧化碳分子的流量调整到是至少等于其他反应物的碳原子的数目，从而形成无水卤化氢流体和一氧化碳。在另一个方面中，这些实施例提供了一种用于有机卤化物流体(例如制冷剂流体和全氟化碳流体)的热催化分解的设备。在另一个方面中，这些实施例提供了一种具有热催化式反应器的设备，该热催化式反应器用于将一氧化碳和水转化为氢气和二氧化碳。在另一个方面中，这些实施例提供了一种具有热催化式反应器的设备，该热催化式反应器用于将有机卤化物转化为无水卤化氢和一氧化碳。在另一个方面中，这些实施例提供了一种使用热催化反应的设备，该热催化反应(类似于水-煤气变换反应)使用催化剂用于将一氧化碳和水转化为氢气和二氧化碳。在另一个方面中，这些实施例提供了一种使用热催化反应的设备，该热催化反应使用催化剂用于将有机卤化物转化为无水卤化氢和一氧化碳。在另一个方面中，这些实施例提供一种用于布置双反应器A和B的设备，其中进行反应不要求能量输入。在另一个方面中，这些实施例提供了一种设备以控制在这些反应物的卤化物原子与氢原子之间的平衡以仅形成无水卤化氢流体。在另一个方面中，这些实施例提供了一种设备以便控制在反应器B中的二氧化碳(防止任何碳(碳烟)的形成)并且以便仅形成一氧化碳。在另一个方面中，这些实施例提供了一种具有双反应器的装备。在反应器A中，不存在有机卤化物、有机氯化合物或分子氯的存在并且在反应器B中，没有分子氧的存在，从而防止了二噁英和呋喃的形成。在另一个方面中，这些实施例提供了一种设备，该设备用于从氢气、二氧化碳和有机卤化物(例如CFC、HCFC、FC和HFC)作为反应物流体在一种催化剂的存在下在反应器B的反应区内转化而合成卤化氢和一氧化碳。在另一个方面中，这些实施例提供了一种设备，该设备用于将从氢气扩散器离开的任何氢气、一氧化碳和/或二氧化碳再循环至反应器A的入口。本专利技术的附加特征和优点将在下面的说明中给出，并且在某种程度上将会从说明书中清楚或是可以通过实施本专利技术而获知。通过具体在其书面说明书和权利要求连同附图中所指出的结构将认识并得到本专利技术的这些目标和其他优点。为了实现这些和其他的优点并且根据本专利技术的目的，如所体现的并且概括地描述的，一种用于处理和/或分解有机卤化物流体的系统包括：一个双反应器单元，这个单元具有在一个第一散热容器内的一个第一反应器、在一个第二散热容器内的一个第二反应器以及一个第三散热平衡容器；其中该第一反应器与该第二反应器是流体地连接的，这样使得在一个反应器内出现的一种反应的产物被送入另一个反应器之中。在本专利技术的另一个方面中，一个双反应器单元包括：一个第一散热容器(包括一个第一反应器)；一个第二散热容器(包括一个第二反应器)；一个第三散热平衡容器；以及一个循环器；其中该第一散热容器流体地连接到该第二散热容器、该第三散热平衡容器以及该循环器。应理解的是以上概括说明以及以下详细说明二者都是示例性的和解释性的并且旨在提供本专利技术的如提出权利要求的进一步解释。附图简要说明图1是本专利技术使用的设备100的流程图布置的一个实施例。图2是本专利技术使用的设备100的双反应器单元1的一个实施例的简图。本专利技术的详细说明尽管这种设备的以下详细说明包含很多展示目的的具体细节，但是要理解的是本领域普通技术人员将会意识到对以下细节的很多实例、变体和改变都是在本专利技术的范围和精神内。因此，给出了在此所述的本专利技术的示例性实施例，而没有对这个提出了权利要求的方法专利技术的任何概括性丢失，并且在没有在其上强加限制。有机卤化合物(halidecompound)和/或制冷剂的流体可以包括CFC、HCFC、FC、HFC和HFO(这些流体包括至少一种流体化合物)，例如制冷剂流体，这些制冷剂流体包括但不限于：R10(四氯化碳)、R11(三氯氟甲烷)、R12(二氯二氟甲烷)、R13(一氯三氟甲烷)、R14(四氟甲烷)、R21(二氯氟甲烷)、R22(氯二氟甲烷)、R23(三氟甲烷)、R30(二氯甲烷)、R31(氯氟甲烷)、R32(二氯甲烷)、R40(氯甲烷)、R41(氟甲烷)、R152a(二氟乙烷)、R110(氯乙烷)、R112(一氯二氟乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理和/或分解有机卤化物流体的系统，该系统包括：一个双反应器的单元，该单元具有在一个第一散热容器内的一个第一反应器、在一个第二散热容器内的一个第二反应器以及一个第三散热平衡容器；其中该第一反应器与该第二反应器是流体地相连的，这样使得在一个反应器内发生的一种反应的产物被送入另一个反应器之中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.12 US 61/474,657;2011.05.04 US 13/100,9421.一种用于处理和/或分解有机卤化物流体的系统，该系统包括：一个双反应器单元，该单元具有在一个第一散热容器内的一个第一反应器、在一个第二散热容器内的一个第二反应器、一个循环器以及一个第三散热平衡容器，该第三散热平衡容器包括加热装置且被流体地连接到该第一散热容器、流体地连接到该第二散热容器且流体地连接到该循环器；其中该第一反应器与该第二反应器是流体地相连的，这样使得在该第一反应器内出现的一种反应的产物被送入该第二反应器之中，且在该第二反应器内出现的一种反应的反应产物被送入该第一反应器之中。2.如权利要求1所述的系统，其中该第一反应器是包括一个反应区和一种金属催化剂的一个热催化式反应器管，并且其中该第二反应器是包括一个反应区和一种金属催化剂的一个热催化式反应器管。3.如权利要求1所述的系统，其中在该第一反应器中，一氧化碳与水反应以生成二氧化碳和氢气，且其中在该第二反应器中，有机卤化物与二氧化碳和氢气反应以生成一氧化碳和卤化氢，该系统进一步包括：一个二氧化碳收集器，用于收集在该第一反应器中生成的该二氧化碳，其中通过该二氧化碳收集器收集的该二氧化碳被送至该第二反应器。4.如权利要求3所述的系统，还包括一个氢气扩散器，该氢气扩散器流体地连接到该二氧化碳收集器，用于从来自该第一反应器的流体中分离氢气，分离的氢气从该二氧化碳收集器被送至该氢气扩散器。5.如权利要求4所述的系统，还包括处于该氢气扩散器和该第二反应器之间的流动路径中的一个流体连接，及处于该氢气扩散器和一个增湿器之间的一个流体连接，其中该增湿器还被流体地连接到该第一反应器，这样使得通过该氢气扩散器分离的氢气被送至该第二反应器，且剩余的流体被送至该增湿器且然后被送至该第一反应器。6.如权利要求3-5中任一项所述的系统，还包括一个干燥器，该干燥器在该第一反应器和该二氧化碳收集器之间，这样使得从该第一反应器中离开的流体被送至该干燥器且从该干燥器被送至该二氧化碳收集器，其中该干燥器从自该第一反应器离开的该流体中去除水。7.如权利要求6所述的系统，还包括一个第一热交换器，该第一热交换器被布置用于在从该第一反应器送至该干燥器的流体和从该二氧化碳收集器送至该第二反应器的该二氧化碳之间交换热。8.如权利要求3-5和7中任一项所述的系统，还包括一个该有机卤化物的源，其中该有机卤化物从该源被送至该第二反应器。9.如权利要求6所述的系统，还包括一个该有机卤化物的源，其中该有机卤化物从该源被送至该第二反应器。10.如权利要求8所述的系统，还包括一个第二热交换器，该第二热交换器被布置用于在从该源送至该第二反应器的该有机卤化物和来自该第二反应器的流体之间交换热。11.如权利要求9所述的系统，还包括一个第二热交换器，该第二热交换器被布置用于在从该源送至该第二反应器的该有机卤化物和来自该第二反应器的流体之间交换热。12.如权利要求3-5、7、9和11中任一项所述的系统，还包括一个或更多个卤化氢收集器，用于从来自该第二反应器的流体中收集该卤化氢，其中在该第二反应器中生成的该一氧化碳经由该一个或更多个卤化氢收集器被送至该第一反应器。13.如权利要求6所述的系统，还包括一个或更多个卤化氢收集器，用于从来自该第二反应器的流体中收集该卤化氢，其中在该第二反应器中生成的该一氧化碳经由该一个或更多个卤化氢收集器被送至该第一反应器。14.如权利要求8所述的系统，还包括一个或更多个卤化氢收集器，用于从来自该第二反应器的流体中收集该卤化氢，其中在该第二反应器中生成的该一氧化碳经由该一个或更多个卤化氢收集器被送至该第一反应器。15.如权利要求10所述的系统，还包括一个或更多个卤化氢收集器，用于从来自该第二反应器的流体中收集该卤化氢，其中在该第二反应器中生成的该一氧化碳经由该一个或更多个卤化氢收集器被送至该第一反应器。16.如权利要求12所述的系统，还包括一个洗涤器，该洗涤器流体地连接到该第二反应器且流体地连接到该一个或更多个卤化氢收集器中的至少一个，这样使得该洗涤器被允许经由该一个或更多个卤化氢收集器从来自该第二反应器的流体中去除残余的卤化氢，且其中在该第二反应器中...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里奥·塔兰孔三世，
申请(专利权)人：中西制冷剂有限责任公司，
类型：
国别省市：