一种液体有机物的快速脱氢方法及专用文丘里喷射器技术

本发明专利技术公开了一种液体有机物的快速脱氢方法，该快速脱氢方法采用喷射回路反应器，以粉末型Pd/Al2O3为催化剂，对十二氢

【技术实现步骤摘要】
一种液体有机物的快速脱氢方法及专用文丘里喷射器


[0001]本专利技术属于氢气脱除
，具体涉及一种采用新型反应器设备——回路反应器进行液体有机物快速脱氢的工艺方法。

技术介绍

[0002]由于全球气候变暖和环境污染等问题，全世界的节能减排任务日益严峻，氢能是最理想化的清洁能源，是现如今最有发展潜力的可再生资源。在此背景下，氢能的发展前景引起了世界范围内的高度重视，同时氢能发展也已经被列入我国未来发展的领域。
[0003]氢的储存是一个至关重要的技术，已经成为氢能利用走向规模化的瓶颈。储氢问题涉及氢生产、运输、最终应用等所有环节，储氢问题不解决，氢能的应用则难以推广。氢是气体，它的输送和储存比固体煤、液体石油更困难。一般而论，氢气可以气体、液体、化合物等形态储存。氢的储存方式主要有高压气态储氢、低温液态储氢和储氢材料储氢等。
[0004]高压气态储氢是最常用的氢气储存方式，也是最成熟的储氢技术，且在常温下就可以进行。但是，它最大的弱点是单位质量的储氢密度只有1％(质量分数)左右，无法满足更高应用的要求。低温液态储氢由于其特定的低温目前只适用于航天领域。
[0005]液体有机物储氢技术在储氢密度和储运便利性上兼具优势，但当前有机液体氢化物储氢技术的难点在于氢气的释放，脱氢过程是一个强吸热、高度可逆的反应并且高温下存在容易发生裂解、积碳等副反应和催化剂易失活，存在生产效率低、催化剂成本高氢气释放量有限等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有技术中的缺陷，提供一种快速高效的脱氢方式，在提高生产效率同时减少催化剂的用量。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种快速高效的新型脱氢方法。具体方案如下：
[0008]一种液体有机物的快速脱氢方法，该快速脱氢方法采用喷射回路反应器，以粉末型Pd/Al2O3为催化剂，对十二氢
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N
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乙基咔唑进行脱氢处理；所述喷射回路反应器中文丘里喷射器的进口段开口内径：喷嘴内径：气室收口内径：混合段长度：扩散段长度的比例为34:(1.5～3)：(2.5～6)：(400～500)：(1000～1500)，扩散段的开口角度为8
°
～15
°
。
[0009]脱氢反应式如下：
[0010][0011]本专利技术以喷射回路反应器为反应设备，通入的氢气在文丘里喷射器中形成具有大比表面积的微小气泡，增大液固接触，加快反应速度；同时物料从反应釜底部经循环泵、热
交换器进入文丘里喷射器，气液固混合物料和反应釜内物料进行冲击，起到促进分散混合的效果，促进反应进一步进行。
[0012]而针对具体的某一化学反应过程，文丘里喷射器的设计结构尺寸极大的影响了反应物质之间相互分散接触的效果，从而最终影响化工生产效率。本专利技术对文丘里喷射器结构尺寸进行设计，更加适用于十二氢
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N
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乙基咔唑储氢，能有效减少了脱氢时间，提高生产效率。
[0013]进一步的，粉末型Pd/Al2O3催化剂中Pd负载量为2wt％；所述十二氢
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N
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乙基咔唑与粉末型Pd/Al2O3催化剂的用量比例为10～16g：1g。
[0014]更为具体的，针对仅以十二氢
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N
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乙基咔唑，无溶剂状态进行储氢后液体有机物的储运时，对于该液体有机物快速脱氢方法包括如下步骤：向喷射回路反应器中加入十二氢
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N
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乙基咔唑、以及Pd/Al2O3催化剂粉末，向体系中通入氢气完成空气置换，升温至反应温度后，立即充入氢气至反应压力，同时调节文丘里喷射器喷嘴处流体线速度，进行脱氢反应；整个反应过程中维持体系中反应压力为常压，反应温度为180～200℃，文丘里喷射器喷嘴处流体线速度为80～110m/s。
[0015]采用喷射回路反应器进行脱氢反应，可以有效降低反应压力，增加工艺安全性，减少设备投资。
[0016]且由于无溶剂参与反应，单位液体的脱氢量大大提高，氢气释放量获得了大幅度提升，进一步节约了储运成本。
[0017]在部分实施例中，作为优选的，喷射回路反应器中文丘里喷射器的进口段开口内径：喷嘴内径：气室收口内径：混合段长度：扩散段长度的比例为34:2.8：5：480：1450，扩散段的开口角度为11
°
；反应过程中控制文丘里喷射器喷嘴处流体线速度为105m/s；所述反应温度为195℃。
[0018]在部分实施例中，作为优选的，十二氢
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N
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乙基咔唑与粉末型Pd/Al2O3催化剂的用量比例为10g：1g。
[0019]针对N
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乙基咔唑在加氢过程中以溶剂参与后，获得储氢产物以十二氢
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乙基咔唑的1,4
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二氧杂环己烷溶液形态进行储运时，该液体有机物的快速脱氢方法包括如下步骤：向喷射回路反应器中加入十二氢
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N
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乙基咔唑的1,4
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二氧杂环己烷溶液(即储氢产物)、以及Pd/Al2O3催化剂粉末，向体系中通入氢气完成空气置换，升温至反应温度后，立即充入氢气至反应压力，同时调节文丘里喷射器喷嘴处流体线速度，进行脱氢反应；整个反应过程维持体系的反应压力为0.5～0.7MPa，反应温度为180～200℃，文丘里喷射器喷嘴处流体线速度为80～110m/s；其中，十二氢
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N
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乙基咔唑的1,4
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二氧杂环己烷溶液中十二氢
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N
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乙基咔唑的质量浓度为10％～25％。
[0020]在部分实施例中，作为优选地，喷射回路反应器中文丘里喷射器的进口段开口内径：喷嘴内径：气室收口内径：混合段长度：扩散段长度的比例为34:2.4：4：450：1250，扩散段的开口角度为10
°
；反应过程中控制文丘里喷射器喷嘴处流体线速度为95m/s，反应压力为0.6MPa，反应温度为190℃。
[0021]在部分实施例中，作为优选的，述十二氢
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N
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乙基咔唑与粉末型Pd/Al2O3催化剂的用量比例为14～16g：1g。
[0022]本专利技术相比现有技术具有以下优点：
[0023]1、本专利技术采用喷射回路反应器进行脱氢工艺，可明显减少脱氢时间，提高生产效率。
[0024]2、本专利技术仅采用粉末型催化剂即能达到较好的催化效果，不涉及催化剂成型，节约催化剂生产成本，并且催化剂利用率(单位时间单位质量催化剂转化的反应物)高。
[0025]3、本专利技术采用的反应器体积小，大大降低了生产投资成本。
附图说明
[0026]图1为本专利技术采用氧化铝载体的XRD图谱；
[0027]图2为本专利技术采用氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体有机物的快速脱氢方法，其特征在于，所述快速脱氢方法采用喷射回路反应器，以粉末型Pd/Al2O3为催化剂，对十二氢
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N
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乙基咔唑进行脱氢处理；所述喷射回路反应器中文丘里喷射器的进口段开口内径：喷嘴内径：气室收口内径：混合段长度：扩散段长度的比例为34:(1.5～3)：(2.5～6)：(400～500)：(1000～1500)，扩散段的开口角度为8
°
～15
°
。2.根据权利要求2所述的快速脱氢方法，其特征在于，所述粉末型Pd/Al2O3催化剂中Pd负载量为2wt％；所述十二氢
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N
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乙基咔唑与粉末型Pd/Al2O3催化剂的用量比例为10～16g：1g。3.根据权利要求2所述的快速脱氢方法，其特征在于，所述液体有机物快速脱氢方法包括如下步骤：向喷射回路反应器中加入十二氢
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N
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乙基咔唑、以及Pd/Al2O3催化剂粉末，向体系中通入氢气完成空气置换，升温至反应温度后，立即充入氢气至反应压力，同时调节文丘里喷射器喷嘴处流体线速度，进行脱氢反应；整个反应过程中维持体系中反应压力为常压，反应温度为180～200℃，文丘里喷射器喷嘴处流体线速度为80～110m/s。4.根据权利要求3所述的快速脱氢方法，其特征在于，所述文丘里喷射器的进口段开口内径：喷嘴内径：气室收口内径：混合段长度：扩散段长度的比例为34:2.8：5：480：1450，扩散段的开口角度为11
°
；反应过程中控制文丘里喷射器喷嘴处流体线速度为105m/s；所述反应温度为195℃。5.根据权利要求4所述的快速脱氢方法，其特征在于，所述十二氢
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N
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乙基咔唑与粉末型Pd/Al2O3催化剂的用量比例为10g：1g。6.根据权利要求2所述的快速脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅华，
申请(专利权)人：江苏诺盟氢能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：