一种全液相加氢技术制造技术

本发明专利技术公开了一种全液相加氢技术，属于加氢站领域。本发明专利技术中通过以生物质衍生物作为原料通过水相重整制氢技术获取氢气，是一条低碳环保的新能源道路，在寻找化石能源替代品的今天极具发展潜力。选择乙二醇为多元醇的代表物进行水相重整制氢反应，针对贵金属造价高的问题研究了Pd系催化剂的掺杂改性，根据Ni系催化剂的缺点设计制备出多种催化剂，并详细考察了各系列催化剂乙二醇水相重整制氢性能。

A Whole Liquid Phase Hydrogenation Technology

【技术实现步骤摘要】
一种全液相加氢技术
本专利技术涉及加氢站领域，尤其涉及一种全液相加氢技术。
技术介绍
氢能的高热值和清洁性使其成为替代化石能源的理想能源。现有的工业化制氢技术或者由于采用石油为原料，不具有可持续性，或者经过电解耗费能量，转化效率低下，在未来的氢能发展方面不占优势。采用生物质衍生物进行水相重整技术来获取氢气具有转化率高、设备简单、原料来源广泛和气相产物易于纯化等优点，被视为最具发展潜力的新型制氢技术。本文设计制备了多种催化剂，并对乙二醇的水相重整制氢反应进行了研究，取得了一定的效果，但仍然存在一些问题需要在后续的工作中进行更深一步的研究。目前的加氢站使用的加氢方式一般选择运输氢来进行补充，而氢气的储存有没有太好的办法，从而导致加氢站的建设缓慢，并且效果较差，先在通过在加氢站内建造乙醇水相重整设备，可以减少运输成本和储存成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决加氢站运输和储存成本较高的问题，而提出的一种全液相加氢技术，有效解决加氢站运输和储存成本较高的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种全液相加氢技术，包括以下步骤；S1、乙醇原料输送车将乙醇原料送达加氢站内部设立的乙醇原料储罐，并将乙醇原料输送至原料缓冲预热罐；S2、向加氢站内设立的高压反应釜中加入经氢气还原的催化剂，并打开控制阀，向高压反应釜中注入原料缓冲预热罐中的乙醇原料，并打开气路阀，向高压反应釜中加入氮气，并升压到2.5-3MPa，并通过外部电路控制高压反应釜底部的夹套升温装置进行升温，升温至200-250℃，持续进行搅拌；S3、反应过程中持续搅拌2.5-3.5h，将高压反应釜中的气相，经换热器初步降温处理后，通过管道输送到气液分离罐中，并对气液分离罐进行持续降温处理，降温至5-15℃，持续分离时间15-25min，之后将其中的气相输送至下一单元；S4、将S3中分离出的气相，通过管道输送到填料干燥塔中，之后将气相输送至Pd膜分离器，用以制备高纯度纯净氢气，供给加氢站使用；S5、将S3中分离出的液相，通过循环泵返回S2中的高压反应釜单元，进行再循环处理；S6、对S4中Pd膜分离器产生的渗余气，通过循环泵，返回高压反应釜中，充当高压反应釜升压气进行循环。优选地，所述S2中高压反应釜搅拌速率为350r/min。优选地，所述S1-S6步骤结束之后，可将催化剂取出经循环水式多用真空泵抽滤，用去离子水反复洗涤，置于真空干燥箱中低温干燥12-16h后重复使用。优选地，所述S4中的填料干燥塔底部设置有回收池，所述回收池中液体通过管道返回高压反应釜中循环反应。优选地，所述S2中使用的催化剂采用Ni/γ-Al2O3。优选地，所述Ni/γ-Al2O3采用以下步骤制备：控制Ni金属的负载量为3wt％，称取一定质量的γ-Al2O3载体置于容器中，之后向其中加入一定量0.05mol/L的硝酸镍溶液；将装好药品的容器置于室温下保持10-14h，之后在110-130℃下干燥12-14h，并在400-500℃下焙烧2.5-3.5h，之后对焙烧产物进行研磨，并在氢气环境下进行还原，制备得到Ni/γ-Al2O3。优选地，所述加氢站还包括数据采集、处理和安全监控系统，用以实时采集并记录加氢站中储氢罐、压缩机和加气机的运行参数，从而对S2中的高压反应釜的运行状况进行调整，使加氢站处于一个动态平衡的状态。优选地，所述S1-S6中的各路管道都设置有电磁阀。与现有技术相比，本专利技术提供了一种全液相加氢技术，具备以下有益效果：1.本专利技术中以生物质衍生物作为原料通过水相重整制氢技术获取氢气，是一条低碳环保的新能源道路，在寻找化石能源替代品的今天极具发展潜力。选择乙二醇为多元醇的代表物进行水相重整制氢反应，针对贵金属造价高的问题研究了Pd系催化剂的掺杂改性，根据Ni系催化剂的缺点设计制备出多种催化剂，并详细考察了各系列催化剂乙二醇水相重整制氢性能。2.本专利技术以等体积浸渍法为制备方法，常用的γ-Al2O3为载体制备了金属总理论负载量为3wt％的Pd/γ-Al2O3、PdNi/γ-Al2O3和Ni/γ-Al2O3催化剂，对浓度为20wt％％的乙二醇溶液进行水相重整制氢反应，考察单金属和双金属催化剂的催化活性。实验结果表明，Pd/γ-Al2O3催化剂上的氢气选择性和乙二醇转化率分别为38.9％和13.7％，烷烃选择性仅为11.3％。虽然Ni/γ-Al2O3催化剂上金属Ni的负载量仅为3％，仍然获得了37.7％的氢气选择性，保持了与Pd/γ-Al2O3催化剂相当的水平，但由于Ni系催化剂的甲烷化活性较高，导致其上的烷烃选择性达到37.8％PdNi/γ-Al2O3催化剂上表现出最高的氢气选择性，接近50％，乙二醇转化率也达到22％左右，H2-TPR和XPS结果表明，此时PdNi/γ-Al2O3催化剂上Pd与Ni形成合金，且二者之间有较强的相互作用，促进中间产物CO从金属活性位上的脱附，活性组分的分散度也得以提高，催化剂上的金属粒径较小，获得了更大的比表面积和更多的金属活性位，促进了水相重整制氢反应的顺利进行。反应后催化剂积碳含量结果表明，PdNi/γ-Al2O3催化剂上由于生成的积碳无法在Pd表面沉积导致积碳量最低，Ni/γ-Al2O3催化剂上发生了CO歧化和甲烷裂解反应在催化剂表面形成了大量的积碳，较大的比表面积和较小的合金粒径增加了PdNi合金的分散度，抑制了Ni的烧结，提高了PdNi/γ-Al2O3催化剂的抗积碳能力。附图说明图1为本专利技术提出的一种全液相加氢技术的工艺流程图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。实施例1：一种全液相加氢技术，包括以下步骤；S1、乙醇原料输送车将乙醇原料送达加氢站内部设立的乙醇原料储罐，并将乙醇原料输送至原料缓冲预热罐；S2、向加氢站内设立的高压反应釜中加入经氢气还原的催化剂，并打开控制阀，向高压反应釜中注入原料缓冲预热罐中的乙醇原料，并打开气路阀，向高压反应釜中加入氮气，并升压到2.5-3MPa，并通过外部电路控制高压反应釜底部的夹套升温装置进行升温，升温至200-250℃，持续进行搅拌；S3、反应过程中持续搅拌2.5-3.5h，将高压反应釜中的气相，经换热器初步降温处理后，通过管道输送到气液分离罐中，并对气液分离罐进行持续降温处理，降温至5-15℃，持续分离时间15-25min，之后将其中的气相输送至下一单元；S4、将S3中分离出的气相，通过管道输送到填料干燥塔中，之后将气相输送至Pd膜分离器，用以制备高纯度纯净氢气，供给加氢站使用；S5、将S3中分离出的液相，通过循环泵返回S2中的高压反应釜单元，进行再循环处理；S6、对S4中Pd膜分离器产生的渗余气，通过循环泵，返回高压反应釜中，充当高压反应釜升压气进行循环。进一步，优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全液相加氢技术，其特征在于：包括以下步骤；S1、乙醇原料输送车将乙醇原料送达加氢站内部设立的乙醇原料储罐，并将乙醇原料输送至原料缓冲预热罐；S2、向加氢站内设立的高压反应釜中加入经氢气还原的催化剂，并打开控制阀，向高压反应釜中注入原料缓冲预热罐中的乙醇原料，并打开气路阀，向高压反应釜中加入氮气，并升压到2.5‑3MPa，并通过外部电路控制高压反应釜底部的夹套升温装置进行升温，升温至200‑250℃，持续进行搅拌；S3、反应过程中持续搅拌2.5‑3.5h，将高压反应釜中的气相，经换热器初步降温处理后，通过管道输送到气液分离罐中，并对气液分离罐进行持续降温处理，降温至5‑15℃，持续分离时间15‑25min，之后将其中的气相输送至下一单元；S4、将S3中分离出的气相，通过管道输送到填料干燥塔中，之后将气相输送至Pd膜分离器，用以制备高纯度纯净氢气，供给加氢站使用；S5、将S3中分离出的液相，通过循环泵返回S2中的高压反应釜单元，进行再循环处理；S6、对S4中Pd膜分离器产生的渗余气，通过循环泵，返回高压反应釜中，充当高压反应釜升压气进行循环。

【技术特征摘要】
1.一种全液相加氢技术，其特征在于：包括以下步骤；S1、乙醇原料输送车将乙醇原料送达加氢站内部设立的乙醇原料储罐，并将乙醇原料输送至原料缓冲预热罐；S2、向加氢站内设立的高压反应釜中加入经氢气还原的催化剂，并打开控制阀，向高压反应釜中注入原料缓冲预热罐中的乙醇原料，并打开气路阀，向高压反应釜中加入氮气，并升压到2.5-3MPa，并通过外部电路控制高压反应釜底部的夹套升温装置进行升温，升温至200-250℃，持续进行搅拌；S3、反应过程中持续搅拌2.5-3.5h，将高压反应釜中的气相，经换热器初步降温处理后，通过管道输送到气液分离罐中，并对气液分离罐进行持续降温处理，降温至5-15℃，持续分离时间15-25min，之后将其中的气相输送至下一单元；S4、将S3中分离出的气相，通过管道输送到填料干燥塔中，之后将气相输送至Pd膜分离器，用以制备高纯度纯净氢气，供给加氢站使用；S5、将S3中分离出的液相，通过循环泵返回S2中的高压反应釜单元，进行再循环处理；S6、对S4中Pd膜分离器产生的渗余气，通过循环泵，返回高压反应釜中，充当高压反应釜升压气进行循环。2.根据权利要求1所述的一种全液相加氢技术，其特征在于：所述S2中高压反应釜搅拌速率为350r/min。3.根据权利要求1所述的一种全液相加氢技术，其特征在于：所述S1-S6步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：余菲，
申请(专利权)人：余菲，
类型：发明
国别省市：辽宁,21