Устройство для плазмохимического получения ацетилена из метана

Устройство для получения ацетилена из метана плазмохимическим методом с камерой СВЧ-активированной конверсии газа может быть использовано для высокоселективного и экологически чистого малотоннажного производства ацетилена, являющегося исходным компонентом для многоцелевого органического синтеза, в частности получения хлоропроизводных этана, этилена, бензола и его производных, бутадиена и его хлоропроизводных, а также уксусного альдегида. Устройство содержит СВЧ-камеру, имеющую металлические стенки из нержавеющей стали, магнетрон, работающий на частоте 2,45 ГГц с мощностью 1 кВт и волноводом. В центральной части камеры устанавливается плазменный реактор из кварцевого стекла, имеющий два независимых блока для напуска газа: блок для подачи подогретого газа до температуры 323ºК и блок для подачи газа с температурой окружающей среды. Для уменьшения температуры стенок реактора в процессе генерации плазмы устанавливается вихревая труба с компрессором и распылителем охлажденного воздуха, температура охлажденного потока регулируется величиной давления на входе в камеру энергетического разделения вихревой трубы. Предлагаемое устройство позволяет создать внутри реактора зону генерации активных частиц внутри плазмы и зоны релаксации - синтеза из этих частиц ацетилена на периферических участках плазмы вблизи стенок реактора. Для образования этих зон метан подается в реактор через два входа, в одном из которых газ имеет температуру окружающей среды, а в другом подогревается. Кроме того, в предлагаемом устройстве возможен подбор оптимальной скорости газового потока, времени горения плазмы и давления газа в реакторе. Эти параметры определяют время и, поэтому степень воздействия плазмы на конвертируемый метан, что позволяет получать ацетилен с наименьшим количеством образующегося углерода. Для стабилизации зон релаксации стенки реактора обдуваются охлажденным воздухом из вихревой трубы, установленной на разрядной камере. При этом достигается высокий уровень конверсии метана в ацетилен с минимальными энергетическими затратами и выходом продукта до 80% от теоретически возможного.