【技术实现步骤摘要】
一种甲醇直裂解制备H2的催化渗透性一体化膜反应器及应用
本专利技术涉及甲醇为原料制备H2
，具体涉及一种甲醇直裂解制备H2的催化渗透性一体化膜反应器及应用。
技术介绍
现有的甲醇制氢技术比较普遍与成熟，主要是甲醇与水蒸气作为原料，在250～280℃及一定压力条件并在含铜催化剂作用下进行甲醇裂解转化的反应，得到含70％H2与30％CO2的转化气，并经过常规的变压吸附(PSA)技术得到最终的H2产品，在国内外也已经被广泛应用。不过甲醇水蒸气转化制氢过程，需要一定的外部热源为其反应提供热量，而且附产出大量的温室气体CO2。因此，甲醇水蒸气转化制氢属于环境不友好型。甲醇直裂解制备H2(MATCD)的过程，实际上就是合成气为原料合成甲醇的逆过程，进而采用一定的催化剂对甲醇进行无氧直接裂解制备H2副产CO，国内外进行了许多研究与开发，但能实现大规模商业化应用的几乎很少，主要是面临如下几个方面的挑战：第一，甲醇无氧催化直裂解产生H2的反应，一般需要更高的反应温度或反应压力，但是过高的温度会使得甲醇在一定压力下容易导致...
【技术保护点】
1.一种甲醇直裂解制备H
【技术特征摘要】
1.一种甲醇直裂解制备H2的催化渗透性一体化膜反应器，其特征在于，所述膜反应器包括催化剂基体材料和由含质量分数20～30％的铜与10～20％的钴的活性组分、含质量分数1～10％的镧的助催化组分以及含质量分数1～5％的钾的修饰增强剂嵌入经预处理的多层碳纳米管所构成的无机碳纳米膜，所述催化剂基体材料为质量分数为5～10％的金属钯分散在多孔的γ-三氧化二铝陶瓷圆管形成的支撑体；所述膜反应器还包括进口和出口。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇直裂解制备H2的催化渗透性一体化膜反应器，其特征在于，所述无机碳纳米膜的厚度为10nm～1μm，膜孔径为0.20～10nm。
3.根据权利要求1所述的一种甲醇直裂解制备H2的催化渗透性一体化膜反应器，其特征在于，所述支撑体还包括由耐高温的不锈钢、烧结合金、金属钯管、氧化铝-氧化锆-氧化钛中的任意两种组分组成的复合陶瓷管。
4.根据权利要求1所述的一种甲醇直裂解制备H2的催化渗透性一体化膜反应器，其特征在于，所述催化基体材料的制备方法采用浸渍-煅烧法、喷雾沉积法、溶胶-凝胶法、固体颗粒烧结法中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的一种甲醇直裂解制备H2的催化渗透性一体化膜反应器，其特征在于，所述浸渍-煅烧法为先将γ-三氧化二铝陶瓷管浸渍于含金属钯前驱体硝酸钯或硝酸铵钯溶液中后取出，然后经过抽真空干燥、惰性气体气氛流动中600～700℃煅烧2～4h，并经由氮气吹扫降温后，形成含5～10％金属钯分散在多孔的γ-三氧化二铝陶瓷圆管支撑体。
6.根据权利要求1所述的一种甲醇直裂解制备H2的催化渗透性一体化膜反应器，其特征在于，所述无机碳纳米管膜采用醇热溶-焙烧法、等体积浸渍、沉积沉淀法中的任意一种方法制作。
7.根据权利要求6所述的一种甲醇直裂解制备H2的催化渗透性一体化膜反应器，其特征在于，所述醇热溶-焙烧法为先将经预处理的多层碳纳米管加入到无水乙醇或聚乙烯醇溶液，经过加热搅拌形成浆状后，加入铜钴双金属催化剂制备前驱体为硝酸铜和硝酸钴的混合溶液，助催化剂前驱物为硝酸镧与修饰增强剂硝酸钾的混合溶液，以及乙醇或聚乙烯醇溶液，再加入氨水，调节混合溶液pH至大于10为止，然后采用涂覆或喷涂的方法将质量分数为5～10％的金属钯分散在多孔的γ-三氧化二铝陶瓷圆管支撑体的内管中，经过加热至100～140℃、进行超声或微波照辐射以...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟雨明，汪兰海，陈运，刘开莉，蔡跃明，蒋强，
申请(专利权)人：四川天采科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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