[发明专利]使用等离子体技术制备乙炔的方法和装置

权利要求书

1.一种使用等离子体技术制备乙炔的方法，其特征在于，将含有至少一种烃的气体通入等离子体源的非热等离子体中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，激发频率在0.1-500GHz范围内，优选在0.3-6GHz范围内。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，除了含烃气体以外，还加入至少一种工艺气体，所述工艺气体特别是包含选自氢、氩、氮、氧、碳、氦、氟、氯和氖的元素或者它们的化合物，和/或还加入液体反应物，尤其是气溶胶形式的液体反应物，和/或还加入固体材料，尤其是小粒子(微粒或纳米粒子)形式的固体材料，以及特别是全部或部分地由催化剂材料组成的固体材料，以及优选地，将所述液体或固体添加剂从输出气体流中再次分离，在需要时进行处理，而后再引入到入口气体流中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将未被转化为乙炔的从反应室中流出的气体的烃部分，特别是氢部分，与残余气体和乙炔分离，而后全部或部分地再引入到所述反应室中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以大于10/1、特别是大于15/1、优选大于20/1的H/C比使过量的氢在反应室中占优势，特别是，将含烃气体(KG)，特别是CH₄，和工艺气体(P)，特别是H₂，以1:5至1:20的比例(KG:P)通入到反应室中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在等离子体催化过程中，在反应室中存在0.1毫巴至1巴的压力，或者高达30巴的正压力，特别是约10-300毫巴的压力，优选约50-200毫巴的压力。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，只有烃气体(KG)被引入到所述等离子体室中，其中，所述烃气体的流量超过能够由输入功率理论上最大转化的流量至少2倍，优选10至20倍或更高，其中，优选地，将在第一次通过期间未被转化为乙炔的烃气体(KG)与产物气体流分离并且全部或部分地再引入到等离子体室中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，基于反应的测量和最终产品的测量，控制气体的压力和/或比例，特别是通过OES(发射光谱法)、GC(气相色谱法)和MS(质谱法)的测量方法。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述等离子体气体在等离子体源的下游进行冷却，例如，通过气体急冷器或液体急冷器。

10.一种用于根据前述权利要求中任一项的使用等离子体技术制备乙炔的装置，其特征在于，所述装置包括非热等离子体源，在其反应室中存在有含有至少一种烃的气体，所述气体由进料管线连续地补充。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置另外包括向所述反应室供给工艺气体的进料部。

12.根据权利要求10和11中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括在产品侧上的分离氢气与乙炔的分离单元，特别是钯管，以及优选地，进一步包括使分离的氢气全部或部分地返回到所述等离子体反应室中的再循环。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括在产品侧上的分离乙炔与残余气体的分离单元，以及，优选地，所述残余气体另外包括使残余气体全部或部分地返回到所述反应室中的再循环。