一种甲基环己烷脱氢方法技术

本发明专利技术提供了一种甲基环己烷脱氢方法。该方法包括：步骤1：向具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂供电，使所述甲基环己烷脱氢催化剂达到第一目标温度；步骤2：使预热至第二目标温度的含有甲基环己烷的原料气与达到第一目标温度的所述甲基环己烷脱氢催化剂接触，实现甲基环己烷脱氢。本发明专利技术的提供的技术方案对催化剂和原料气分别进行加热且通过对催化剂施加电流产生热量的方式实现催化剂加热，能够强化甲基环己烷脱氢反应中热传递、消除催化剂存在的温度梯度、提高催化剂利用率、提高反应性能的甲基环己烷脱氢方法。的甲基环己烷脱氢方法。的甲基环己烷脱氢方法。

【技术实现步骤摘要】
一种甲基环己烷脱氢方法


[0001]本专利技术属于储氢
，涉及一种甲基环己烷脱氢方法。

技术介绍

[0002]氢能具有清洁、可再生、燃烧后无碳氧化物和有害气体排放等特点，被认为是一种有潜力的新能源。在氢能的应用过程中，其高密度储运是氢能发展的重要环节，同时也是氢能发展的瓶颈。储氢方法主要分为高压气态储氢、低温液态储氢、固体材料储氢以及有机液态储氢。相对其它储氢方式，有机液态储氢使得氢可在常温常压下以液态运输，储运过程安全，但存在脱氢过程中能耗高，脱氢催化剂性能不满足需求等问题，因此开发低能耗、高性能的脱氢体系对氢能产业发展具有重要意义。在众多有机储氢载体(甲基环己烷、环己烷以及十氢化萘)中，甲基环己烷
‑
甲苯可在较宽的温度范围(178
‑
373K)下以液体形式存在，且甲基环己烷脱氢后产物为甲苯，毒性较苯(环己烷脱氢后的产物)更低，因此得到人们广泛关注。但甲基环己烷并未大规模应用于储氢过程中，主要是由于甲基环己烷脱氢过程为强吸热反应，传统固定床反应器难以实现稳定、高效供热，并且脱氢催化剂性能欠佳。
[0003]鉴于以上所述，传统催化反应方式，热源位于催化剂外部，传热过程效率低且热损失大，导致催化剂温度场不均匀，催化剂利用率显著下降，造成催化剂性能降低。

技术实现思路

[0004]基于现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种能够强化甲基环己烷脱氢反应中热传递、消除催化剂存在的温度梯度、提高催化剂利用率、提高反应性能的甲基环己烷脱氢方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种通过分区控温强化甲基环己烷脱氢的甲基环己烷脱氢方法，其中，该方法包括：
[0006]步骤1：向具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂供电，使所述甲基环己烷脱氢催化剂达到第一目标温度；
[0007]步骤2：使预热至第二目标温度的含有甲基环己烷的原料气与达到第一目标温度的所述甲基环己烷脱氢催化剂接触，实现甲基环己烷脱氢。
[0008]本专利技术提供的甲基环己烷脱氢方法通过对具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂施加电流产生热量并启动反应，这种加热方式使催化剂受热更均匀，从而提高催化剂利用率和甲基环己烷脱氢反应性能。
[0009]在上述方法中，优选地，在步骤1之前进一步包括：
[0010]向具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂通入还原性气体，在加热条件下使该甲基环己烷脱氢催化剂实现还原；
[0011]更优选地，所述还原性气体为氢气体积浓度为5
‑
100％(以氢氮混合气的总体积为100％计)；进一步优选地，所述还原性气体为氢气体积浓度为10％(以氢氮混合气的总体积为100％计)的氢氮混合气；
[0012]更优选地，所述还原在300
‑
600℃下进行；进一步优选地，所述还原在400℃下进行；
[0013]更优选地，所述还原的时间为1h；
[0014]更优选地，通过向具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂供电的方式实现加热；
[0015]更优选地，通过向具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂提供外加热源的方式实现加热，其中外加热源包括电热、燃料燃烧热以及太阳能热中的一种或两种以上的组合；在一具体实施方式中，通过向具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂提供外加电热的方式实现加热，外加电热由通电后的电热丝供给。
[0016]在上述方法中，优选地，所述第一目标温度为200
‑
400℃。
[0017]在上述方法中，优选地，所述第二目标温度为300℃。
[0018]在上述方法中，优选地，所述原料气中甲基环己烷的浓度为1
‑
100％；更优选地，所述原料气中甲基环己烷的体积浓度为10
‑
100％；。
[0019]在上述方法中，优选地，所述甲基环己烷脱氢反应的反应体积空速为200
‑
5400h
‑1；更优选地，所述甲基环己烷脱氢反应的反应空速为5400h
‑1。
[0020]在上述方法中，优选地，该方法进一步包括：通过外加热源对含有甲基环己烷的原料气进行预热，获取得到预热至第二目标温度的含有甲基环己烷的原料气的步骤；其中，外加热源包括电热、燃料燃烧热以及太阳能热中的一种或两种以上的组合。
[0021]在上述方法中，优选地，所述具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂的结构为固体粉末结构、固体颗粒结构、泡沫结构和纤维结构中的一种或两种以上的组合。
[0022]在上述方法中，优选地，所述具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂中的甲基环己烷脱氢催化活性组分包括铂、钯、铱、镍、铁、钴、锌、镓、铟、锡中的一种或两种以上的组合。
[0023]在上述方法中，优选地，所述具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂为导电材料和甲基环己烷脱氢催化材料的复合材料；
[0024]更优选地，所述导电材料包括导体和半导体的至少一种；进一步优选地，所述导电材料为铁；
[0025]更优选地，所述导电材料的结构为固体粉末结构、固体颗粒结构、泡沫结构和纤维结构中的一种或两种以上的组合；进一步优选地，所述导电材料的结构为泡沫结构；
[0026]更优选地，所述甲基环己烷脱氢催化材料包括载体和负载在所述载体上的甲基环己烷脱氢催化剂中的甲基环己烷脱氢催化活性组分；进一步优选地，所述甲基环己烷脱氢催化材料中的甲基环己烷脱氢催化活性组分的含量为0.1
‑
20wt％；进一步优选地，所述载体包括Al2O3载体(在一具体实施方式中，所述载体选用晶型为α的Al2O3商业载体)；进一步优选地，采用浸渍法、沉淀法、离子交换法、共混合法以及喷涂沉积中的至少一种实现将甲基环己烷脱氢催化活性组分负载到载体上；在一具体实施方式中，所述甲基环己烷脱氢催化材料通过下述方式制备得到：将甲基环己烷脱氢催化活性组分前驱体浸渍到载体上，经干燥、焙烧制备得到甲基环己烷脱氢催化材料；其中，所述焙烧的温度优选为300
‑
550℃；其中，所述干燥的温度控制为60
‑
100℃；其中，载体在使用前优选在500℃下预处理2h；
[0027]更优选地，采用浸渍法、涂覆法、沉积法以及原位生长法中的至少一种实现导电材料和甲基环己烷脱氢催化材料的复合；进一步优选地，所述具备导电能力的甲基环己烷脱
氢催化剂通过下述方式制备得到：将甲基环己烷脱氢催化材料分散在易挥发的有机溶剂中并涂覆在导电材料上，经干燥得到具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂；再优选地，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇及正己烷中的一种或两种以上的组合；再优选地，所述导电材料在使用前优选进行有机溶剂洗涤、酸洗、碱洗以及水洗中的一种或两种以上的组合；其中，所述有机溶剂洗涤用有机溶剂优选包括丙酮、甲醇和乙醇中的一种或两种以上的组合；其中，所述酸洗用酸优选包括盐酸、硫酸和硝酸中的一种或两种以上的组合；其中，所述碱洗用碱优选包括氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的一种或两种以上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲基环己烷脱氢方法，其中，该方法包括：步骤1：向具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂供电，使所述甲基环己烷脱氢催化剂达到第一目标温度；步骤2：使预热至第二目标温度的含有甲基环己烷的原料气与达到第一目标温度的所述甲基环己烷脱氢催化剂接触，实现甲基环己烷脱氢。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤1之前进一步包括：向具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂通入还原性气体，在加热条件下使该甲基环己烷脱氢催化剂实现还原；优选地，所述还原性气体为氢气体积浓度为5
‑
100％；更优选地，所述还原性气体为氢气体积浓度为10％；优选地，所述还原在300
‑
600℃下进行；更优选地，所述还原在400℃下进行。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一目标温度为200
‑
400℃；所述第二目标温度为200
‑
400℃。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述原料气中甲基环己烷的体积浓度为1
‑
100％；优选地，所述原料气中甲基环己烷的体积浓度为10
‑
100％；所述甲基环己烷脱氢反应的反应体积空速为200
‑
5400h
‑1；优选地，所述甲基环己烷脱氢反应的反应空速为5400h
‑1。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂的结构为固体粉末结构、固体颗粒结构、泡沫结构和纤维结构中的一种或两种以上的组合。6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，所述具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂中的甲基环己烷脱氢催化活性组分包括铂、钯、铱、镍、铁、钴、锌、镓、铟、锡中的一种或两种以上的组合。7.根据权利要求1或6所述的方法，其中，所述具备导电能力的甲基环己烷脱氢催化剂为导电材料和甲基环己烷脱氢催化材料的复合材料；优选地，所述导电材料包括导体和半导体的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜桂元，崔国庆，徐春明，王文涵，
申请(专利权)人：北京孚威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：