[发明专利]一种低温、低功率的低碳醇类化合物的微波处理工艺

说明书

本发明涉及低碳醇转化领域，尤其涉及一种低温、低功率的低碳醇类化合物的微波处理工艺。具体包括：将低碳醇类化合物与吸波物质进行混合，并在微波条件下反应，制得氢气、一氧化碳、二氧化碳以及低碳烃类化合物；或，将低碳醇类化合物、吸波物质与催化剂进行混合，并在微波条件下反应，制得氢气、一氧化碳、二氧化碳以及低碳烃类化合物；其中，低碳醇类化合物与吸波物质的质量比为(0.01～5)：1。本发明通过对反应工艺及条件进行优化，能够有效提高低碳醇类化合物的转化率，提高产物中氢气含量。同时，所述工艺能够大幅降低反应温度，且加热速率和反应速率较高，能耗较低，经济效益更好，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及低碳醇转化领域，尤其涉及一种低温、低功率的低碳醇类化合物的微波处理工艺。

背景技术

目前由经济能源效益较低的低碳醇类物质转化为能量效益更高、环境更友好的烯烃类和氢能是研究热点。例如，甲醇因其低碳富氢，易储存运输而作为一种重要的战略储备能源，无论是通过分子筛催化剂将其转化为高经济效益的乙烯和丙烯，还是通过金属催化剂进行甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇水蒸气重整变成氢气、一氧化碳和二氧化碳，均具有很高的经济价值和社会效益。

最近研究表明，甲醇重整是一种具有很大吸引力的制氢选择，因为甲醇不含硫，体积能量密度高，氢碳比为4:1，且具有可生物降解性。与其它醇相比，甲醇是首选，因其不含C-C键，氢提取温度要低得多，约为200-300℃，而乙醇和甲烷转化温度要高得多，分别为400℃和500℃。

目前，传统条件下，低碳醇类化合物的烯烃转化反应条件仍然较为苛刻。比如，甲醇转化的最优选温度仍需要大于300℃，才能得到较好的产物选择性；同时，高温大大不仅提高了对设备和催化剂的要求，反应所需的高能耗也对经济环境带来巨大压力。如CN106008128 A公开了一种甲醇制丙烯的反应再生系统和方法，其利用单段绝热固定床反应器由甲醇制备烯烃，反应器的进口压力为0.15～1MPa，反应温度为350～450℃；CN105949021 A中公开了一种甲醇催化脱水制备丙烯的系统和方法，其采用流化床反应器，脱水反应器和催化剂再生器的操作压力为0.1～1MPa，脱水反应温度为400～500℃，催化剂再生温度为450～650℃；CN 105060247 A中公开了一种用于启动重整制氢装置的启动系统，其中报道了甲醇水蒸气重整反应，其重整制氢装置包括重整器壳体及位于重整制氢装置壳体内的燃烧室和重整室，一般地，重整室中需要350～409℃，而燃烧室中需要405～570℃，重整制氢装置才能正常工作。

而针对低碳醇类化合物较为苛刻的转化条件，目前现有技术仍将优化方向聚焦于流化床、固定床反应器的优化、温度的调整以及新催化剂的探索上，尚无人尝试微波条件下的低碳醇类化合物转化研究。

发明内容

本发明提供一种低温、低功率的低碳醇类化合物的微波处理工艺，用以解决现有技术中低碳醇转化反应时高温能耗的缺陷，实现一种升温快、低能耗、高转化率且产物中能源物质含量高的低碳醇类化合物的转化处理工艺。

本发明提供的低碳醇类化合物的转化处理工艺，是将低碳醇类化合物与吸波物质进行混合，并在微波条件下反应，制得氢气、一氧化碳、二氧化碳以及低碳烃类化合物；或，

将所述低碳醇类化合物、吸波物质与催化剂进行混合，并在微波条件下反应，制得氢气、一氧化碳、二氧化碳以及低碳烃类化合物；

其中，所述低碳醇类化合物与吸波物质的质量比为(0.01～5)：1。

本发明发现，在微波的高能量密度下，化学键的稳定性会受到较大影响，促进低碳醇类化合物在相对较低温度下的高效转化，从而有效提高低碳醇类化合物的转化率。后续进一步研究发现，所述低碳醇类化合物与吸波物质为上述比例时，产物中氢气含量显著提高，且能够有效降低产物中二氧化碳的含量，进而提高了产物价值。

作为优选，所述低碳醇类化合物进料的质量空速为0.01～5h^-1。