專利名稱：采用等離子體轉化甲烷和二氧化碳制備汽油的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及制備汽油的裝置，尤其是一種采用等離子體轉化甲烷和二氧化碳制備汽油的裝置。
甲烷轉化的現有技術需要高溫，有些同時還需要高壓，而且轉化率不高，增加了成本，而二氧化碳轉化也非常困難，只能在非常苛刻的條件下進行，因此也消耗大量的熱能，成本很高。
本實用新型的目的是提供一種采用等離子體轉化甲烷和二氧化碳制備汽油的裝置，能在普通的溫度和壓力下，利用交流電產生氣體阻擋放電等離子體并將甲烷和二氧化碳這兩種極穩定的溫室氣體轉化為汽油。
本實用新型的目的是這樣實現的高壓電極為一毛刷，其外環套有一石英反應管，該石英反應管外環套有一恒溫油浴，石英反應管和恒溫油浴之間填有固態催化劑；所述的高壓電極連接交流電壓發生器，其接地電極即為恒溫油浴的金屬筒，交流電壓發生器產生的交流電壓范圍為6KV～100KV，頻率為50HZ～100MHZ，電流密度0.01A/m2～10A/m2；所述的進氣嘴穿過恒溫油浴筒體連通固態催化劑層的上部；所述的上密封蓋、下密封蓋、恒溫油浴筒體將筒內的部分予以密封，在下封蓋上裝有一出料嘴，出料嘴上安裝有一溫度測量頭，進氣嘴上安裝有一壓力測量頭；所述的固體催化劑可以是不銹鋼或分子篩催化劑，厚度為1.5～10mm所述的分子篩催化劑是X型、Y型、A型、ZSM-5型、13X型。
本實用新型的優點和積極效果是在普通的溫度和壓力下通過在兩電極之間加上交流電壓，形成氣體阻擋放電等離子體，使甲烷和二氧化碳混合氣體轉化為汽油，其中以C5以上支鏈烴為主，支鏈烴/直鏈烴≈9/1，辛烷值也很高，是一種正常的汽油。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述本實用新型主體為一圓筒狀，從外層到內層為外層為恒溫油浴筒體6，恒溫油浴內裝有恒溫油7，恒溫油浴筒體上部制有進氣嘴13，下部制有出油嘴14。緊鄰恒溫油浴筒體內層的為固態催化劑層5，該固態催化劑可以是不銹鋼或分子篩催化劑，如分子篩催化劑是X型、Y型、A型、ZSM-5型、13X型，厚度為1.5～10mm。催化劑層以內套有毛刷電極8石英反應管4，該毛刷電極為高壓電極，連接交流電壓發生器12，其接地電極即為恒溫油浴的金屬筒，交流電壓發生器產生的交流電壓范圍為6KV～100KV，頻率為50HZ～10MHZ，電流密度0.01A/m2～10A/m2。
上密封蓋11、下密封蓋3、恒溫油浴筒體將筒內的部分予以密封，在下密封蓋上裝有一出料嘴1，本實施例中出料嘴在下封蓋的中部，出料嘴上安裝有一溫度測量頭2，進氣嘴9穿過恒溫油浴筒體連通固態催化劑層的上部，進氣嘴上安裝有一壓力測量頭10。
本實用新型工作原理為通過控制恒溫油浴的溫度使筒體內部的溫度恒定，溫度為25～460℃，通過壓力測量頭控制筒內壓力為100KPa～300KPa，先通入隋性氣體如氦氣、氖氣、氬氣之一約10分鐘，然后切換成甲烷和二氧化碳混合氣，要求二氧化碳和甲烷的最佳摩爾比為1∶1～1∶5，在高壓電極上通交流電壓，電壓范圍6KV～100KV，頻率為50HZ～10MHZ，電流密度0.01A/m2～10A/m2。此時固態催化劑層形成氣體阻擋放電等離子體，使甲烷和二氧化碳轉化為氣態烴、液態烴，氣態烴通過出料嘴流出，液態烴一般流在催化劑孔隙內。其中液態烴均用氣相色譜定量分析，液態烴經SHELL瑞士公司分析證明為C5以上的以支鏈烴為主的汽油成分。結束反應需要斷電、斷氣、降低油浴溫度。
權利要求1．一種采用等離子體轉化甲烷和二氧化碳制備汽油的裝置，由電極、恒溫油浴、石英反應管、交流發生器構成，其特征在于高壓電極為一毛刷電極，其外套有一石英反應管，該石英反應管外環套有一恒溫油浴，石英反應管和恒溫油浴之間填有固態催化劑。
2．根據權利要求1所述的采用等離子體轉化甲烷和二氧化碳制備汽油的裝置，其特征在于所述的高壓電極連接交流電壓發生器，其接地電極即為恒溫油浴的金屬筒，交流電壓發生器產生的交流電壓范圍為6KV～100KV，頻率為50HZ～10MHZ，電流密度0.01A/m2～10 A/m2。
3．根據權利要求1所述的采用等離子體轉化甲烷和二氧化碳制備汽油的裝置，其特征在于進氣嘴穿過恒溫油浴筒體連通固態催化劑層的上部。
4．根據權利要求1、2、3所述的采用等離子體轉化甲烷和二氧化碳制備汽油的裝置，其特征在于上密封蓋、下密封蓋、恒溫油浴筒體將筒內的部分予以密封，在下封蓋上裝有一出料嘴，出料嘴上安裝有一溫度測量頭，進氣嘴上安裝有一溫度測量頭，進氣嘴上安裝有一壓力測量頭。
5．根據權利要求1所述的采用等離子體轉化甲烷和二氧化碳制備汽油的裝置，其特征在于固體催化劑可以是不銹鋼或分子篩催化劑，厚度為1.5～10mm。
6．根據權利要求5所述的采用等離子體轉化甲烷和二氧化碳制備汽油的裝置，其特征在于分子篩催化劑是X型、Y型、A型、ZSM-5型、13X型。
專利摘要本實用新型涉及一種采用等離子體轉化甲烷和二氧化碳制備汽油的裝置。其主要特征是高壓電極為一毛刷電極,其外環套有一石英反應管,該石英反應管外環套有一恒溫油浴,石英反應管和恒溫油浴之間填有固態催化劑。本實用新型在普通的溫度和壓力下通過在兩電極之間加上交流電壓,形成氣體阻擋放電等離子體,使甲烷和二氧化碳混合氣體轉化為汽油,其中以C5以上支鏈烴為主,支鏈烴/直鏈烴≈9/1,辛烷值也很高是一種正常的汽油。
文檔編號C10G5/00GK2455719SQ0026761
公開日2001年10月24日 申請日期2000年12月22日 優先權日2000年12月22日
發明者劉昌俊, 張月萍, 顏秀茹 申請人:天津大學