[发明专利]一种二氧化碳催化合成新能源碳氢物质的装置及方法

权利要求书

1.一种二氧化碳催化合成新能源碳氢物质的装置，其特征在于，它包含CO+2H₂混合气种子罐、减压阀一、聚合反应器、输出阀、减压阀二、减压阀三、加氢氢化反应器、水冷器、气液分离器、气体缓冲罐、减压阀四及气体循环泵，CO+2H₂混合气种子罐的输出口依次连接减压阀一和聚合反应器，聚合反应器通过CH₄+2H₂混合气输出管道依次连接输出阀和减压阀二，减压阀二输出CH₄+2H₂原料；二氧化碳原料通过减压阀三输入加氢氢化反应器，且聚合反应器与加氢氢化反应器连接；加氢氢化反应器依次连接水冷器和气液分离器，气液分离器将气体输送至气体缓冲罐，气体缓冲罐连接减压阀四，减压阀四输出CO+2H₂原料；气体缓冲罐的气体出口连接气体循环泵，气体循环泵连接至CO+2H₂混合气种子罐的输入口。

2.一种二氧化碳催化合成新能源碳氢物质的方法，其特征在于，它包含如下反应过程：

CO+2H₂混合气种子罐内储存有CO+2H₂混合气，混合气的成分为：

CO 33.3％；H₂ 66.6％；

混合气在室温下，气体压力为≥0.5MPa，经减压阀一减压至0.3MPa进入聚合反应器，在200℃的温度下，CO+2H₂在聚合反应器F-1催化剂上发生聚合反应，化学方程式表示：

接着CH₄+2H₂+H₂O混合气与外部输入的二氧化碳原料经减压阀三进入加氢氢化反应器，在250℃的温度下，CO₂+CH₄+2H₂+H₂O在加氢氢化反应器内的催化剂上发生反应：

化学反应式：

热混合气经水冷器冷却，进入气液分离器分离出反应生成的水，2CO+4H₂气体进入气体缓冲罐，一部分经减压阀四输出作为化工碳氢化合物基础材料，一部分经气体出口与气体循环泵入口相接，气体被压缩至CO+2H₂混合气种子罐，经减压阀一、聚合反应器转化为CH₄+2H₂+H₂O，经CH₄+2H₂混合气输出管道、输出阀、减压阀二提供CH₄+2H₂合成甲烷的原料至合成甲烷工厂使用；

从聚合反应器出口的CH₄+2H₂+H₂O混合气同时进入加氢氢化反应器、水冷器、气液分离器、气体缓冲罐、气体出口、气体循环泵，进入CO+2H₂混合气种子罐，气体循环泵的不断循环，消耗了外部的二氧化碳原料，而产出的是CH₄+2H₂原料或CO+2H₂原料，得到低成本的CH₄+2H₂原料或CO+2H₂原料的化工基础原料。

3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳催化合成新能源碳氢物质的方法，其特征在于，它的反应原理：

CO+2H₂混合气种子罐内的CO+2H₂混合气在聚合反应器反应被转化为CH₄+2H₂+H₂O，生成物的氢在数量上被增加，反应式：

CH₄+2H₂外加CO₂在加氢氢化反应器内被转化为2CO+4H₂，生成物的碳氢在数量上被增加：

生成物2CO+4H₂通过压缩机循环至反应(1)、(2)，生成更多的CO和H₂碳氢化合物；循环反应使碳氢物质被成倍增加，反应式为：

如此循环，生成更多的CO和H₂碳氢化合物，在循环过程中仅需要外部的CO₂及时补给；按照反应式(1)、(2)，CO+2H₂被增加为2CO+4H₂，消耗的是外部输入的CO₂.以来源丰富、价格低廉的CO₂为原料转化为CO+H₂碳氢化工基础原料被产生。