CH₄和CO₂共转化制备H₂和CO的方法及装置

摘要

CH 4和CO 2共转化制备H 2和CO的方法及装置，属于石油化工和煤化工技术领域。反应气体CH 4与CO 2按摩尔比1∶1～4∶1预混；进入等离子体反应器反应；经聚砜膜H 2分离器分离；CO分离器分离；剩余的气体送回至与原料气预混；循环制备得到H 2和CO。气体预混器(1)、等离子体反应器(2)、H 2分离器(3)、CO分离器(4)依次相连，CO分离器未分离气体出口与预混器入口相连。本发明还提供了包括反应－分离－分离－反应－分离－分离2次或多次的方法及装置。本发明避免了催化剂失活造成的反应终止，实现了低温下H 2和CO的制备；有效地降低了能耗，CH 4和CO 2转化率高，产品选择性好。

主权项

CH4和CO2共转化制备H2和CO的方法，其特征在于，该方法按如下步骤进行：(1)反应气体CH4与CO2进入气体预混器中预混；(2)经过预混后的混合气体进入等离子体反应器反应；(3)从等离子体反应器流出的混合气体经过H2分离器将H2分离出来；(4)步骤(3)中H2被分离后剩下的气体再进入CO分离器进行CO分离；分离出来的气体通过高温碳炉，与高温碳炉过量碳反应生成目标CO气体；(5)步骤(4)CO分离出去剩余的气体几乎全部是CH4；将剩余的CH4通过与原料气预混回到等离子体反应器中循环利用，与新原料气一起进行下一个反应‑分离‑分离循环，从而不断得到H2和CO；所述进料气体CH4与CO2的摩尔比为1∶1～4∶1；整个方法过程的操作温度为20℃～200℃，操作压力为1atm～10atm。