本发明属于乙烯制备装置技术领域，特别涉及一种乙醇制乙烯的微波套管装置。
背景技术：
乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)、合成乙醇(酒精)的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、乙醛和炸药等，尚可用作水果和蔬菜的催熟剂，乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的75％以上，在国民经济中占有重要的地位。世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。
乙醇脱水制乙烯、制乙醚是热效应相反的两个过程，升高温度有利于脱水制乙烯(吸热反应)，而降低温度对脱水制乙醚更为有利(微放热反应)。乙烯的实验室制法是把乙醇和浓硫酸按1：3混合迅速加热到170℃，使乙醇分解制得。浓硫酸在反应过程里起催化剂和脱水剂的作用。方程式为：
该方法耗费了大量昂贵的浓硫酸，且由于浓硫酸具有强腐蚀性，安全性很差。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种乙醇制乙烯的微波套管装置，以微波的强吸收体——活性炭作为微波场中的吸热介质，以活性氧化铝与ZSM-5分子筛混合物作为乙醇脱水制乙烯的催化剂，实现乙醇的分子内脱水制乙烯。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种乙醇制乙烯的微波套管装置，包括设置于微波发生器9中的玻璃套管反应器4，玻璃套管反应器4的外管中设置有催化剂床层8，内管中设置有颗粒活性炭床层5，外管与内管在底部连通，玻璃套管换热器2的乙醇出口连接设置在玻璃套管反应器4内管顶部的注射器3，玻璃套管反应器4外管顶部设置有与玻璃套管换热器2的热介质入口连接的产品出口。
所述玻璃套管换热器2连接有加压泵1。
所述玻璃套管反应器4的外管下端设置有小孔玻璃支承筛板7，用以支撑催化剂床层8。
所述玻璃套管反应器4的内管中设置有多层颗粒活性炭床层5，每层均以大孔玻璃支承筛板6支撑。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本装置为间壁式传热，清洁高效，使用寿命长。
2)专用的吸波剂、催化剂和反应条件可极大提高反应的转化率。
3)节约大量浓硫酸。
4)出口气通过套管换热器与原料换热实现了能量的综合利用。
5)反应物系的热量一部分直接接受自微波辐射，另一部分来自与高温颗粒活性炭直接接触的热量传递，操作弹性大，可控性好，低压操作，保证安全。
6)注射器一旦堵塞，颗粒活性炭可有效吸收微波能以保护磁控管。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，一种乙醇制乙烯的微波套管装置，包括设置于微波发生器9中的玻璃套管反应器4，玻璃套管反应器4的外管中设置有催化剂床层8，内管中设置有颗粒活性炭床层5，玻璃套管反应器4的外管下端设置有小孔玻璃支承筛板7，用以支撑催化剂床层8，催化剂为活性氧化铝与ZSM-5分子筛混合物。玻璃套管反应器4的内管中设置有2～5层颗粒活性炭床层5，每层均以大孔玻璃支承筛板6支撑，活性炭颗粒选择10～20目。外管与内管在底部通过小孔玻璃支承筛板7上的小孔实现连通，玻璃套管换热器2的乙醇出口连接设置在玻璃套管反应器4内管顶部的注射器3，玻璃套管反应器4外管顶部设置有与玻璃套管换热器2的热介质入口连接的产品出口。玻璃套管换热器2连接有加压泵1。
乙醇原料经加压泵1加压并在套管换热器2与出口产品气换热升温至70～120℃后自上而下通过注射器3注入玻璃套管反应器4的内管。内管的颗粒活性炭床层5吸收的微波能一部分提升套管间催化剂床层温度至240～400℃，另一部分将液体乙醇气化并提升乙醇蒸汽的温度至180～320℃。乙醇蒸汽经过内管的2～5层颗粒活性炭床层5后自下而上经催化剂床层反应，反应后气体包含乙烯、水、少量乙醚和乙醇，温度为240～400℃，在与原料乙醇在套管换热器2换热冷却至160～180℃后去脱水装置。原料乙醇的转化率高达99％以上。