專利名稱：一種等離子體活化二氧化碳制備二甲醚的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種制備二甲醚的裝置，尤其是一種采用等離子體活化二氧化碳制備二甲醚的裝置。
背景技術：
二甲醚是一種重要的化工原料，它可用于許多精細化學品的合成，在醫(yī)藥、農藥、染料、日用化學品等行業(yè)中有著廣泛的用途。目前合成二甲醚的方法有三種:1，兩步法工藝，即合成氣先合成甲醇，甲醇再脫水制備二甲醚。2，一步法工藝，即合成氣直接合成二甲醚。這兩種方法缺點是嚴重腐蝕設備、污染嚴重、操作條件惡劣、催化劑毒性大。3，以二氧化碳為原料催化加氫合成二甲醚。但是二氧化碳轉化非常困難，只能在非常苛刻的條件下進行，因此也消耗大量的熱能，因此成本很高。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種采用等離子體活化二氧化碳制備二甲醚的裝置，利用介質阻擋放電產生等離子體將二氧化碳活化并在催化劑的作用下一步轉化為二甲醚。本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下:一種等離子體活化二氧化碳制備二甲醚的裝置主要由等離子體活化裝置、直流高頻高壓發(fā)生器和二氧化碳加氫制二甲醚固定床反應器構成。各部件結構:所述等離子體活化裝置為一耐壓30MPa的密封裝置，壁內襯石英管，裝置的兩端設有二氧化碳氣進口和活化二氧化碳氣出口，進出口均設有螺紋或法蘭密封件，裝置內:活化二氧化碳氣出口內襯石英管之間裝有高壓板式電極，二氧化碳氣進口裝有高壓針式電極，兩電極與螺紋或法蘭密封件之間有絕緣體隔離；所述直流高頻高壓發(fā)生器提供的電壓范圍為5 14kV，頻率為I 12kHz，其接地極為板電極；所述二氧化碳加氫制二甲醚固定床反應器，為帶溫度控制的固定床反應器:固定床反應器上、下兩端分別設進口和出口、出口裝有閥門，外壁有帶溫度控制器的加熱套；反應器內上下各設催化劑支撐層，在上下支撐層之間裝有固體催化劑，在固體催化劑中裝有溫度計；各部件連接關系:直流高頻高壓發(fā)生器一端通過氫氣管上的三通分別與等離子體活化裝置的高壓板式電極、接地板電極連接；另一端通過二氧化碳氣管上的三通與等離子體活化裝置的高壓針式電極連接；氫氣管通過閥門和三通分別與二氧化碳加氫制二甲醚固定床反應器的進口和等離子體活化裝置的活化二氧化碳氣出口連接，二氧化碳氣管通過閥門與等離子體活化裝置的二氧化碳氣進口連接。[0013]本實用新型的有益效果是:在兩極之間加上直流電壓，產生介質阻擋放電等離子體，對二氧化碳活化，活化后的二氧化碳再與氫氣發(fā)生催化加氫反應而獲得二甲醚。二氧化碳為非常不活潑，往往需要高溫、高壓才能發(fā)生反應，或者反應較慢。經活化后的二氧化碳易于與其它物質發(fā)生，在相同的壓力及溫度下，可獲得更高的二甲醚收率。
以下結合附圖對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的結構示意圖。圖中，第一閥門1，二氧化碳加氫制二甲醚固定床反應器2，催化劑支撐層3，溫度控制器4，加熱套5，固體催化劑6，溫度計7，第二閥門8，9.(這個9應該刪掉吧？)壓力表9，第一三通10，絕緣體11，板電極12，石英管13，等離子體活化裝置14，針電極15，絕緣體16，第二三通17，第三閥門18，直流高頻高壓發(fā)生器19，接地極20。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳述:本實用新型的結構如
圖1所示，一種等離子體活化二氧化碳制備二甲醚的裝置由等離子體活化裝置14、直流高頻高壓發(fā)生器19和二氧化碳加氫制二甲醚固定床反應器2構成:各部件結構:所述等離子體活化裝置14為一耐壓30MPa的密封裝置，壁內襯石英管13，裝置的兩端設有二氧化碳氣進口和活化二氧化碳氣出口，進出口均設有螺紋或法蘭密封件，裝置內:活化二氧化碳氣出口內襯石英管之間裝有高壓板式電極12，二氧化碳氣進口裝有高壓針式電極15，兩電極與螺紋或法蘭密封件之間有絕緣體16隔離；所述直流高頻高壓發(fā)生器19提供的電壓范圍為5 14kV，頻率為I 12kHz，其接地極20為板電極；所述二氧化碳加氫制二甲醚固定床反應器2，為帶溫度控制的固定床反應器:固定床反應器上、下兩端分別設進口和出口、出口裝有第一閥門I，外壁有帶溫度控制器4的加熱套5 ;反應器內上下各設催化劑支撐層3，在上下支撐層之間裝有固體催化劑6，在固體催化劑中裝有溫度計7 ；各部件連接關系:直流高頻高壓發(fā)生器19 一端通過氫氣管上的第一三通10分別與等離子體活化裝置14的高壓板式電極12、接地極20連接；另一端通過二氧化碳氣管上的第二通17與等離子體活化裝置的高壓針式電極15連接；氫氣管通過第二閥門8和三通分別與二氧化碳加氫制二甲醚固定床反應器2的進口和等離子體活化裝置14的活化二氧化碳氣出口連接，二氧化碳氣管通過第三閥門18與等離子體活化裝置14的二氧化碳氣進口連接。本實用新型工作時:從通過第三閥門18進入等離子體活化裝置14的CO2，通過針電極15進入等離子體活化裝置14內，將高壓針電極15 —高壓板式電極12連接在直流高頻高壓發(fā)生器19上，該直流高頻高壓發(fā)生器19產生的電壓范圍為5 14kV，頻率為I 12kHz。此時產生介質阻擋放電等離子體，使得CO2被活化?；罨蟮腃O2從等離子體活化裝置14的活化二氧化碳氣出口輸出與氫氣管送來的H2按體積比1: 2 1: 5混合進入二氧化碳加氫制二甲醚固定床反應器2，在二氧化碳加氫合成二甲醚催化劑的作用下，在反應空速為1000 δΟΟΟΙΓ1，反應壓力為2 5MPa，反應溫度為220 280°C的條件下進行氣固相催化反應，得到的產物二甲醚。二甲醚從二氧化 碳加氫制二甲醚固定床反應器2出口經第一閥門I收取。
權利要求1.一種等離子體活化二氧化碳制備二甲醚的裝置，其特征在于:主要由等離子體活化裝置、直流高頻高壓發(fā)生器和二氧化碳加氫制二甲醚固定床反應器構成: 各部件結構: 所述等離子體活化裝置為一耐壓30MPa的密封裝置，壁內襯石英管，裝置的兩端設有二氧化碳氣進口和活化二氧化碳氣出口，進出口均設有螺紋或法蘭密封件，裝置內:活化二氧化碳氣出口內襯石英管之間裝有高壓板式電極，二氧化碳氣進口裝有高壓針式電極，兩電極與螺紋或法蘭密封件之間有絕緣體隔離； 所述直流高頻高壓發(fā)生器提供的電壓范圍為5 14kV，頻率為I 12kHz，其接地極為板電極； 所述二氧化碳加氫制二甲醚固定床反應器，為帶溫度控制的固定床反應器:固定床反應器上、下兩端分別設進口和出口、出口裝有閥門，外壁有帶溫度控制器的加熱套；反應器內上下各設催化劑支撐層，在上下支撐層之間裝有固體催化劑，在固體催化劑中裝有溫度計； 各部件連接關系: 直流高頻高壓發(fā)生器一端通過氫氣管上的三通分別與等離子體活化裝置的高壓板式電極、接地板電極連接；另一端通過二氧化碳氣管上的三通與等離子體活化裝置的高壓針式電極連接； 氫氣管通過閥門和三通分別與二氧化碳加氫制二甲醚固定床反應器的進口和等離子體活化裝置的活化二氧化碳氣出口連接，二氧化碳氣管通過閥門與等離子體活化裝置的二氧化碳氣進口連接。
專利摘要本實用新公開了一種等離子體活化二氧化碳制備二甲醚的裝置。該裝置主要由等離子體活化裝置、直流高頻高壓發(fā)生器和二氧化碳加氫制二甲醚固定床反應器組成。等離子體活化裝置為一耐壓、密封裝置，內襯石英管，以直流、高頻介質阻擋放電為等離子體源，其高壓電極為一針－板式電極。二氧化碳加氫制二甲醚為一帶溫度控制的固定床反應器。本實用新型中二氧化碳在兩電極之間形成介質阻擋放電等離子體區(qū)被活化后與氫氣一起進入反應器反應轉化為二甲醚。本實用新型的優(yōu)點是應用本實用新型制備二甲醚，反應不需要高溫、高壓，反應速度快。經活化后的二氧化碳易與其它物質發(fā)生反應，在相同的壓力及溫度下，可獲得更高的二甲醚收率。
文檔編號C07C41/01GK202945185SQ20122069378
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權日2012年12月14日
發(fā)明者秦祖贈, 蘇通明, 劉瑞雯, 李立碩, 劉自力 申請人:廣西大學