[发明专利]一种三反应舱的裂解催化循环方法

说明书

本发明公开一种三反应舱的裂解催化循环方法，包括以下步骤：S2:加热第一反应舱室温度，将氮气和氢气组成的混合气体，通过主进料气管经过三项选择阀引入第一反应舱室反应，开通第四通止阀、第二通止阀，其他的通止阀关闭；S3:通过主进料气管，将生物气引入第一反应舱室内反应，保持第四通止阀、第二通止阀处于卡开启状态；S4:通过主进料气管经过三项选择阀将生物气进入第二反应舱室反应，开启第五通止阀、第三通止阀；取出第一反应舱室内的碳纳米管，循环使用。提高反应设备的传质效率，实现原料气和产物气的高效利用。实现反应设备的连续生产，消除空白时间，极大地提高了设备利用率。采用与重力方向相反流体方向，提高生产作业安全性。

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，具体地说是涉及一种三反应舱的裂解催化循环方法。

背景技术

在以生物气(沼气或纯甲烷)为原料气进行催化裂解生产碳纳米管的技术领域中，就目前已公布的实现工业化生产的反应器来看，主要包括固定床、流化床两大类反应器。

这些反应器普遍存在的问题包括：1.传质效率低：(1)缺乏对原料气的气路设计，导致原料气与催化剂接触不充分，有效利用率低。例如专利CN106917163B展示了一种内部安装有多级筒型反应皿的固定床反应器。显而易见，原料气在通过该结构反应器时，必将形成沟流，仅会有少量原料气通过扩散到达反应皿内的催化剂表面并发生催化裂解反应。另一方面，生产的氢气也只能通过相同路径反方向扩散离开催化剂表面。原料气的不足和产物气的滞留必然导致反应平衡的左移，降低反应速率。(2)产物气带出不畅，导致反应平衡左移，生物气转化率低。(3)对尾气缺乏合理的利用设计，导致资源浪费和成本升高。

2.采用间歇式操作模式，设备不能实现连续生产，要经过升温、还原、催化裂解、降温过程，生产准备时间和后处理时间太长，导致设备利用率的极大降低。同时，产物收集和分离困难。

3.安全风险：由于催化剂、碳产物及其它杂质颗粒随流体移动并在喉管、孔隙部位沉积，造成堵塞，进而导致反应系统内气压上升威胁生产作业安全。

发明内容

鉴于以上背景技术的缺点，本发明的目的是提供一种三反应舱的裂解催化循环方法，其解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：

一种三反应舱的裂解催化循环方法，包括以下步骤：

S1:准备第一反应舱室、第二反应舱室和第三反应舱室；第一反应舱室的底部侧面连通有第一进料气管；第一进料气管的中部连通有第一通止阀；第二反应舱室的底部侧面连通有第二进料气管；第二进料气管的中部连通有第二通止阀；第三反应舱室的底部侧面连通有第三进料气管；第三进料气管的中部连通有第三通止阀；第一进料气管、第二进料气管和第三进料气管连通有三项选择阀，三项选择阀连通有主进料气管；第一反应舱室的顶部与第二反应舱室的顶部之间连通有第一输气管，第一输气管上安装有第四通止阀；第二反应舱室的顶部与第三反应舱室的顶部之间连通有第二输气管，第二输气管上安装有第五通止阀；第一反应舱室的顶部与第三反应舱室的顶部之间连通有第三输气管，第三输气管上安装有第六通止阀；

S2:加热第一反应舱室温度，将氮气和氢气组成的混合气体，通过主进料气管经过三项选择阀引入第一反应舱室反应，开通第四通止阀、第二通止阀，其他的通止阀关闭；

S3:通过主进料气管，将生物气引入第一反应舱室内反应，保持第四通止阀、第二通止阀处于卡开启状态；

S4:；通过主进料气管经过三项选择阀将生物气进入第二反应舱室反应，开启第五通止阀、第三通止阀；取出第一反应舱室内的碳纳米管，循环使用。