【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及清洁能源，尤其涉及一种提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法。
技术介绍
1、随着化石能源的不断开采和利用，能源危机和环境污染问题逐渐突出，开发利用新型清洁能源迫在眉睫。氢气是公认最为清洁的能源，但是自然界并不存在天然的氢气，工业上氢气主要通过石油裂解脱氢或者化学重整法获取。石油裂解脱氢制取氢气产量大，但是纯度较低需要经过复杂的提纯。化学重整法制氢即在高温下，将天然气和水蒸气通过催化剂的催化作用发生重整反应，产生富含氢气的混合气，这种方法不仅氢气产量大，而且纯度较高，通常在70％以上。但是天然气易燃易爆，在储存运输中伴随着一定的危险性，因此，目前众多研究者开始采用液态烷烃燃料代替天然气与水蒸气发生重整反应制取氢气。通过液态烷烃燃料例如煤油柴油等重整制氢具有产气量大，效率高，安全性好等优点。
2、化学重整制氢包括部分氧化重整，水蒸气重整以及自热重整三种方式。其中部分氧化重整通过利用空气对碳氢化合物进行部分氧化产生氢气，是一种放热反应，这种方法制取氢气的效率较低，因为碳氢化合物中的h有相当一部分被氧化为h2o。水蒸气重整是以h2o作为氧化剂，能够将h2o以及碳氢化合物中的h元素全部转化为h2，因此水蒸气重整是制氢效率最高的方式，但是此方式具有强力的吸热效应，需要在较高温度下进行。自热重整反应是将水和空气按照一定的比例混合作为氧化剂，这种方式能够实现热量的平衡，即理论上能够表现出0反应热，但是其氢气产率也较低。
3、化学重整法制氢所面临的最大难题在于重整反应的长期稳定性。对于液态的烷烃燃料来说，其碳
4、液态烷烃燃料的重整反应难以长时间运行主要是由于燃料中存在长碳链烷烃、不饱和的芳香烃以及硫化物等化合物。长碳链烷烃在高温下裂解产生热解碳，不饱和芳香烃通过缓慢的聚合反应产生包覆碳，硫化物则对催化剂产生毒化作用使催化剂失活。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，旨在从原理上抑制积碳的产生，从而延长重整催化剂的服役寿命，保证水蒸气重整制氢的长期稳定运行。
2、本专利技术所述提供一种提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，包括以下步骤：
3、(1)将重整催化剂研磨破碎，过筛，得到粒径为100～200目的催化剂；
4、(2)将步骤(1)研磨后的催化剂与石英砂按照1～2:4～5的质量比混合均匀并置于固定床反应器中，通入h2/n2混合气吹扫，加热还原2小时，以使催化剂活化，活化完成后升温至750℃保温；
5、(3)按照液时空速为1～2h-1设置液态烷烃燃料的泵入流量，按照水碳比为3.5设置小分子醇类溶液的泵入流量，泵入到voc蒸发器中后，在蒸发室中分别汽化，设置水蒸发室的温度为120℃，油蒸发室的温度为300℃；
6、(4)经汽化后的水，小分子醇类以及烷烃燃料在n2载气的带动下，流入固定床反应器，在所述催化剂的催化作用下发生重整反应，得到富含氢气的重整尾气。
7、优选的，步骤(1)所述重整催化剂为ru/γ-al2o3催化剂。
8、优选的，步骤(2)所述石英砂的粒径为100～200目。
9、优选的，步骤(2)所述h2/n2混合气中h2的体积比为5～10％。
10、优选的，步骤(2)所述的加热还原的温度为550～600℃。
11、优选的，步骤(3)所述的液态烷烃燃料为柴油，小分子醇类为甲醇或乙醇。
12、优选的，步骤(3)所述的小分子醇类溶液中，小分子醇类含量为20～25vol.％。
13、本专利技术以小分子醇类化合物作为稳定剂，来提高液态烷烃燃料水蒸气重整的长期稳定性。在重整过程中，由于液态烷烃燃料如柴油煤油等在常温下难以与水互溶，通常需通过独立泵入设备将两者泵入蒸发室，使其蒸发为气态，然后才能混合均匀。本专利技术中，将醇类和蒸馏水按照比例配制成一定浓度的溶液，并通过柱塞泵泵入到voc蒸发器中，蒸发器中设有两个独立的蒸发腔室，分别为水蒸发室和油蒸发室。另外一路中，同样通过柱塞泵将液态烷烃燃料泵入到油蒸发室中，两种反应物经过蒸发后在加热的管道中混合均匀，然后导入到管式炉中装有催化剂的固定床反应器发生重整反应。
14、本专利技术中以小分子醇类化合物作为稳定剂，具有以下特点：(1)小分子醇类化合物沸点较低，且与水能够以任意比例互溶，在操作过程中可将醇与水配制成为溶液，因此其添加不会增加重整设备的复杂程度。而且，小分子醇不含或者含有少量c-c键，在重整过程中不会增加裂解积碳的风险；(2)液态烷烃燃料水蒸气重整的反应物体系由c，h和o三种原子构成，根据c-h-o的热力学三元相图分析，随着反应物中h和o元素比例的增加，体系逐渐由热力学积碳区向非积碳区偏移。醇类化合物的添加能够提高反应物中h和o的含量，从而抑制积碳产生。此外，醇也能够通过水蒸气重整反应产生氢气，并且反应的温度较低，在250～300℃即可转化。在低温段产生的氢气有利于促进液态烷烃燃料中硫化物的脱硫过程，从而减弱硫化物对催化剂的毒化效应；(3)液态烷烃燃料中通常包含一些环烷烃和芳香烃等杂质，环烃分子中存在共轭电子对，结构较为稳定，在重整过程中难以转化，高温下易脱氢产生积碳，是导致催化剂积碳的主要原因之一。而醇类化合物作为一种亲核试剂，有助于环烃化合物开环反应的进行，降低积碳的风险。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，以小分子醇类化合物作为稳定剂，重整过程中的较低温度区间内能够与水蒸汽反应产生一定量的氢气，以助于液态烷烃燃料中硫化物的脱硫以及不饱和芳香烃加氢反应的进行。小分子醇类化合物分子中含有较多的-oh基团，以助于对重整过程中积碳的氧化消除，能抑制积碳的产生，从而延长重整催化剂的服役寿命，保证水蒸气重整制氢的长期稳定运行。
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1.一种提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，其特征在于，步骤(1)所述重整催化剂为Ru/γ-Al2O3催化剂。
3.根据权利要求1所述的提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，其特征在于，步骤(2)所述石英砂的粒径为100～200目。
4.根据权利要求1所述的提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，其特征在于，步骤(2)所述H2/N2混合气中H2的体积比为5～10％。
5.根据权利要求1所述的提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，其特征在于，步骤(2)所述的加热还原的温度为550～600℃。
6.根据权利要求1所述的提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，其特征在于，步骤(3)所述的液态烷烃燃料为柴油，小分子醇类为甲醇或乙醇。
7.根据权利要求1所述的提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，其特征在于，步骤(3)所述的小分子醇类溶液中，小分子醇类含量为20～25vol.％。
【技术特征摘要】
1.一种提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，其特征在于，步骤(1)所述重整催化剂为ru/γ-al2o3催化剂。
3.根据权利要求1所述的提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，其特征在于，步骤(2)所述石英砂的粒径为100～200目。
4.根据权利要求1所述的提升液态烷烃燃料重整制氢稳定性的方法，其特征在于，步骤(2)所述h2/n2混合气中h...
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