生物乙醇脱水制乙烯填充床微反应器

摘要

一种生物乙醇脱水制乙烯填充床微反应器，主要解决采用燃烧法供热进行乙醇催化脱水反应的反应器技术问题，及反应器在燃烧法供热方式下催化剂床层温度均布问题，同时也解决如何在微反应器中快速高效填充大量颗粒催化剂的技术问题。本发明通过有序排列两种微通道板芯和三种隔板，以扩散焊或钎焊封装成混联连通的、交替的催化燃烧腔和催化脱水反应腔，并采用分层燃烧工艺，顺利解决了以上问题。该集成微反应器的催化床层温度均匀，可实现高空速(10～100h-1)操作，乙醇转化率与乙烯选择性都高于98％，该微反应器经过并行放大可用于生物乙醇制乙烯的规模化工业生产。

主权项

一种生物乙醇脱水制乙烯填充床微反应器，其主体由≥2组微通道板芯叠合而成，所述板芯按功能分为二类，分别为用以实现催化脱水反应的吸热板芯和催化燃烧反应的放热板芯，两类板芯均由≥1片具有多条平行微通道平板叠加而成，每两板芯间夹隔板，其特征为：所述微通道平板上的微通道贯通平板，构成一个板芯的平板间无隔板叠加，每个平板均存在一个用于填充催化剂的开放端；每个平板两侧边开有贯通平板的1‑2个条形边孔，该边孔形成了用于相邻板芯上介质的输入和/或输出通道；所述隔板上开有贯通隔板的2‑4个条形边孔，其与板芯平板上的边孔或板芯平板上的微通道相连通，其长度与板芯上的边孔长度相等；交叠的微通道板芯形成催化脱水反应和催化燃烧反应的若干流道，所述用以实现同一反应的若干流道构成至少一个介质流程板片组，每相邻两个板芯交替、且介质相间错流排布；隔板上用以流通同一反应介质的边孔平行设置，而用以流通不同反应介质的边孔相邻设置；若功能相同的相邻两板芯内介质流向相反，则其间每一隔板及板芯上用以流通此反应介质的边孔数为1个；若功能相同的相邻两板芯内介质流向相同，则其间每一隔板及板芯上用以流通此反应介质的边孔数为2个；若功能相同的任意相邻两板芯内介质流向相反，即板芯串联，则所有板芯间的隔板上开有相邻的2个边孔；若相邻两吸热板芯内介质流向相同，即板芯并联，而相邻两放热板芯内介质流向相反，则于并联两吸热板芯间的隔板上开有3个边孔；若用以进行两个反应的所有流程板片组含两个及以上板芯并联，则于并联板芯间的至少其一隔板上开有4个边孔。