Спосіб конверсії легких вуглеводнів за допомогою електрики та пристрій для його здійснення

1. Спосіб конверсії легких вуглеводнів, таких як метан СН4, етан С2Н6, пропан С3Н8 і бутан С4Н10, шляхом часткового окиснення елементарним киснем O2 або одночасного риформінгу з допомогою кисню О2 і водяної пари Н2О, який відрізняється тим, що один або декілька вуглеводнів, змішаних з водяною парою і/або киснем, піддають дії плазми ковзного електричного розряду, що зумовлює виникнення та підтримку хімічних реакцій часткової або повної конверсії такої суміші в синтез-газ, який становить суміш водню Н2 і монооксиду вуглецю CO і який може супроводжуватися ненасиченими вуглеводнями, такими як етилен С2H4 і/або ацетилен С2H2, одержуваними в ході того ж самого процесу конверсії.

2. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що один або декілька таких перетворюваних  вуглеводнів, згадуваних далі як сировина, вводять у взаємодію з ковзними електричними розрядами, причому таку сировину змішують з газоподібним киснем в об'ємному співвідношенні О2/сировина, яке щонайменше становить 0,22, і тим, що така суміш може також містити водяну пару H2O і/або азот N2, і/або діоксид вуглецю СО2 в будь-яких співвідношеннях, а також тим, що суміш, яка містить сировину і кисень, необов'язково у поєднанні з H2О і/або N2, і/або СO2, має природне походження, одержана промисловим способом або спеціально приготована перед її введенням в реактор електричного розряду, або приготована безпосередньо в самому реакторі шляхом окремого введення попередньо нагрітих газів.

3. Спосіб згідно з п. 1 або 2, який відрізняється тим, що елементарний кисень О2, чистий або у складі збагаченого киснем повітря, або навіть атмосферного повітря, частково або повністю перетворюють у монооксид вуглецю CO введенням у взаємодію з одним або декількома вуглеводнями у супроводі електричних розрядів у присутності або необов'язково у присутності водяної пари і/або діоксиду вуглецю.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що конверсію здійснюють у присутності металічного або керамічного матеріалу (19), температура якого не перевищує 1100°С, який взаємодіє з потоком продуктів, одержаних в результаті часткової конверсії з використанням плазми ковзного електричного розряду, причому у випадку конверсії сировини у синтез-газ такий матеріал активізується лише у присутності такого потоку продуктів, який виходить із зони ковзного електричного розряду, а також тим, що за відсутності такого потоку матеріал дезактивується.

5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що конверсії досягають при тиску від 7 кПа до 600 кПа, а температура будь-якого твердого елемента, який взаємодіє з ковзними електричними розрядами, нижча за 1200°С.

6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що одержують продукти конверсії, які містять H2 і CO, необов'язково у поєднанні з етиленом і/або ацетиленом, причому відносне співвідношення вмісту H2/CO відносно молярної кількості (моль/моль) або об'ємної кількості (об'єм/об'єм) становить від 0,46 до 3,05.

7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що в результаті конверсії вуглеводнева сировина не розкладається на сажу, кокс або смолу, відносна кількість яких перевищувала б 0,5% від маси перетвореного вуглецю.

8. Пристрій (1) для здійснення способу за будь-яким з пп. 1-7, який містить засіб для створення плазми ковзного електричного розряду (4), встановлений у камері (15а), температура якої нижча за 1200°С, сполученій з іншою камерою (15b) без розрядів з допомогою перегородки (14) або інших засобів з метою посилення рециркуляції (23) реагентів у камері (15а) розрядів і одночасно для проходження газу між камерою (15а) розряду і післяплазмовою камерою (15b), температура якої нижча за 1100°С, де хімічно активні частинки, які містяться у продуктах, одержаних в результаті взаємодії реагентів і розрядів, у присутності металічного або керамічного матеріалу (19) беруть участь у конверсії продуктів, які виходять із плазмової камери (15а).