[发明专利]用于无水卤化氢和无水二氧化碳合成的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时专利申请号61/474,659（2011年4月12日提交）的权益，将其通过引用结合在此，如同完全在此提出一样。

发明领域

本发明涉及一种用于合成无水卤化氢和二氧化碳的方法。在热催化式反应器A中，二氧化碳是从一氧化碳和水合成的。在热催化式反应器B中，卤化氢流体是从有机卤化物流体、无水氢气以及无水二氧化碳合成的。

发明背景

有机卤化物家族是非常广泛的。本发明涉及制冷剂流体和全氟代流体的家族。在最近的80年里已经完成了可观数量的有机卤化物流体的化学合成，包括大多数制冷剂流体例如氯氟烃（下文中的“CFC”）、氢氯氟烃（“HCFC”）、氟烷（“FC”）、氢氟烷（“HFC”）以及氢氟烯烃（“HFO”）。

已经确定的是一些流体，具体地是用作制冷剂的化合物，已经促进了大气中的臭氧的耗损和全球变暖。已经采取国际措施来逐步淘汰这些制冷剂和类似化合物的使用。目前，科学界关注的是保护环境，特别是关于任何化学污染，包括二氧化碳到大气的释放。

用于处理和/或分解有机卤化物流体（例如制冷剂）的当前方法可以包括使用极高的温度。例如，用于制冷剂分解的某些方法包括将这些化合物在还原条件下加热到约1300℃至20000℃的温度。因此，对用于在较不严苛的条件下即低于1300℃的温度下处理有机卤化物流体的方法存在需求。

发明概述

因此，本发明是针对一种用于合成无水卤化氢和无水二氧化碳的方法，这种方法基本上消除了一种或多种由于相关技术的限制和缺点造成的问题。

示例性实施例提供了一种新的用于合成无水卤化氢和二氧化碳的方法。在热催化式反应器A中，可以从一氧化碳和水合成二氧化碳。在热催化式反应器B中，从有机卤化物流体、氢气和无水二氧化碳合成卤化氢流体。

在一个示例性实施例中，单元1的双反应器A和B，其中在一个或多个双反应器的组中，在第一散热容器（heat sink vessel）的反应器A中发生一种热催化反应，在第二散热容器的反应器B中发生一种热催化反应并且第三散热容器提供了用于平衡在第一和第二散热容器中的热量的装置。

在一个方面中，这些实施例提供了一种方法用于无水卤化氢流体和无水二氧化碳的热催化合成。在热催化式反应器A中，从一氧化碳和水合成二氧化碳和氢气。在热催化式反应器B中，从有机卤化物流体、氢气和无水二氧化碳合成卤化氢流体。

在另一个方面中，这些实施例提供一种使用双反应器A和B的方法，其中在反应器A中，反应物是一氧化碳和水，这种反应器在从1atm至30atm的压力范围内和在300℃至900℃的温度范围内以低能量的放热反应形成了二氧化碳和氢气。在反应器B中，反应物是有机卤化物流体、无水氢气和无水二氧化碳，该反应器在从1atm至30atm的压力范围内以及在600℃至900℃的温度范围内形成了卤化氢流体和一氧化碳。

在另一个方面中，这些实施例提供一种方法，这种方法具有一个氢气扩散器，其中氢原子产量是至少等于来自这种有机卤化物流体的卤素原子的数目。

在另一个方面中，这些实施例提供一种方法，这种方法具有一个质量控制装置以将二氧化碳分子的流量调整到是至少等于其他反应物的碳原子的数目，从而形成无水卤化氢流体和一氧化碳。

在另一个方面中，这些实施例提供了一种用于有机卤化物流体（例如制冷剂流体和全氟化碳流体）的热催化分解的方法。

在另一个方面中，这些实施例提供了一种使用热催化式反应器的方法，这种热催化式反应器用于将一氧化碳和水转化为氢气和二氧化碳。

在另一个方面中，这些实施例提供了一种使用热催化式反应器的方法，这种热催化式反应器用于将有机卤化物转化为无水卤化氢和一氧化碳。

在另一个方面中，这些实施例提供了一种使用热催化反应（类似于水-煤气变换反应）的方法，这种热催化反应使用催化剂用于将一氧化碳和水转化为氢气和二氧化碳。

在另一个方面中，这些实施例提供了一种使用热催化反应的方法，这种热催化反应使用催化剂用于将有机卤化物转化为无水卤化氢和一氧化碳。

在另一个方面中，这些实施例提供一种用于安排双反应器A和B的方法，其中进行该反应不要求能量输入。

在另一个方面中，这些实施例提供了一种方法用于控制在这些反应物的卤素原子与氢原子之间的平衡以仅形成无水卤化氢流体。