[发明专利]一种生物甲烷光催化活化制备高碳烃的方法

摘要

一种生物甲烷光催化活化制备高碳烃的反应装置，包括生物甲烷脱除CO₂系统、气泵、预热器、多级并联光催化活化反应器，未转化的甲烷混合气循环套用；光催化活化反应生成的氢气通过钯透氢膜分离器渗透、经过氢气真空泵回收利用，不能渗透的甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和丁烷，经过冷凝冷却器、气体分离器回收高碳烃，未冷凝气体与甲烷合并返回反应体系；本发明可回收副产氢气，由于采用多级并联光催化活化诱导反应，提高了甲烷的停留时间和转化率、促进了反应体系中乙烷、乙烯、丙烷和丁烷的生成，这些链烷烃作为甲烷的助反应剂及光自由基链的引发剂而循环套用，促使甲烷转化为高碳烃C₄⁺的反应温度显著降低、节约了能源、降低了高碳烃的生产成本。

主权项

1.一种生物甲烷光催化活化制备高碳烃的方法，其特征在于将来自储槽的生物甲烷用气泵1a泵入CO2脱除系统2，再将无CO2的甲烷气体在0.1MPa下，经过气泵lb和预热器3a通入多段并联光催化活化反应器中，在装填有催化剂的反应器中,经过多段并联光催化活化反应，控制甲烷单程转化率～10％，避免反应器积碳，得到的混合气产物中含甲烷～90％，乙烷0.1～4％，乙烯0.1～2％，丙烷0.1～2％，丁烷0.1～2％，氢气0.5～5％，反应器出口混合气通过气泵lm、lh和11泵回。甲烷经过多程总转化后得到的混合气中含甲烷～50％，乙烷0.1～20％，乙烯0.1～10％，丙烷0.1～10％，氢气5～20％，丁烷为0.1～10％，将上述含有C1至C4的混合气，经过气液分离器8、冷凝冷却器6‑7、预热器3b及气泵1i、1j和1k，预热至300～400℃,该混合气产物通过钯透氢膜分离器5，在300～400℃通过氢气真空泵9脱除氢气后，剩余混合气体含甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和丁烷及少量氢气，通过气泵依次进入冷凝冷却器6‑7换热，进入气液分离器8，从气液分离器底部出口流出的冷凝液体为高碳烃C4+，顶部出口未冷凝的C1‑C3及少量C4烷烃，与进料气体混合后通过气泵lh循环套用。