和热电偶TE03。加热控制系统对进入输 液栗P的管道以及通过输液栗输送的液体流经的管道进行温控加热，进而改变液态储氢载 体的粘度，改进反应效果。
[0036] 储氢罐和预热器之间的管线上设置有截至阀GV1、过滤器F1、稳压阀PSV1、干燥器 ACl以及两套以上并联的气体质量流量控制器系统。如图1所示为2套并联的气体质量流 量控制器系统，一套气体质量流量控制器系统分别依次连接截至阀GV2、过滤器F2、质量流 量控制器FT/FV1和截至阀GV3,另一套气体质量流量控制器系统分别依次连接截至阀GV4、 过滤器F3、质量流量控制器FT/FV2和截至阀GV5,质量流量控制器FT/FV1和FT/FV2具有 不同的流量控制范围，反映具体需要改变氢气流量可以切换不同的质量流量控制器。
[0037] 预热器Y为气液共混式预热器，即在预热之前氢气与液态储氢载体混合，然后进 入预热器，可实现边加热边共混，使得氢气与液态储氢载体在进入固定床塔釜之前充分预 混，提尚反应效果。
[0038] 固定床反应塔釜为单管式固定床反应器，内部填充有加氢催化剂和惰性材料，单 管式固定床反应器外部设置有一段式加热控温装置，通过循环导热油使塔釜内部保持恒定 温度。惰性材料填充在单管式固定床反应器的上部和下部，中间填充加氢催化剂和惰性材 料的混合物，惰性材料占混合物总质量的0%~60%。加氢催化剂为含有Ru、Ni的负载型 金属催化剂，催化剂的粒径为〇. 6~I. 0mm。惰性材料为二氧化娃、氧化错、活性炭中的一种 或两种或以上混合物，惰性材料的粒径为〇. 25~0. 5_。催化剂和惰性材料都为球状。
[0039] 在固定床反应塔釜内态储氢载体在加氢催化剂的作用下进行加氢化学反应生成 液态氢源材料，反应产物进入分离装置进行分离。
[0040] 分离装置包括依次连接的冷凝器5和气液分离器6,在气液分离器的出液口设置 有取样器7,用于随时测量产物的氢化率。气液分离器的出气口设置有湿式气体流量计8， 用于计量未反应的氢气，未反应的氢气可以循环利用。
[0041 ] 液态有机储氢载体进行连续式加氢的方法： (1)催化剂填充：单管式固定床反应器上端填充43. 3mL的惰性材料Al2O3 (Φ0. 25~ 0. 5mm)，25cm高；中间填充催化剂50% RuAl2O3 (Φ0. 6~1.0 mm)和50%惰性材料Al2O3的 混合物，80cm高；下端填充25mL惰性材料Al2O3 (Φ 3mm)，15cm高。
[0042] (2)活化催化剂：用氮气将反应釜中的空气赶出，通入纯氢至4~5MPa，升温至 200°C，保持 2h。
[0043] (3)设定气液体预热器的温度为200°C，设定反应釜温度为120°C。
[0044] (4)塔釜通入氢气，设置釜压7MPa，并使进出口氢气平衡。
[0045] (5)液态有机储氢载体咔唑和乙基咔唑的混合物与氢气被混合并经过预热器加热 以气液体积比2000:1混合进入固定床反应釜进行加氢反应。
[0046] (6)从反应釜的液体流经冷凝器到气液分离器，分离出的液体即加氢产物。
[0047] 检测结果为：(A和B分别为液态有机储氢载体的两种组成成分咔唑和乙基咔唑， 加入量为摩尔比1 :1，A12和B12代表产物全氢化咔唑和全氢化乙基咔唑）。
[0048] 实施例1 :单管式固定床反应器中填充HOmL催化剂时，空速0. 3,气液体积比为 2000,输液栗流量0. 7mL/min，氢气流量I. 4L/min，釜压7MPa。反应后的产物见表1 (摩尔百 分比）。
[0049] 表 1
实施例2 :单管式固定床反应器中填充70mL催化剂时，空速0. 5,气液体积比为2000， 输液栗流量0. 58mL/min，氢气流量I. 16L/min，釜压7MPa。反应后的产物见表2 (摩尔百分 比）。
[0050]表 2
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明，任何熟悉此 技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本发明的保 护范围之内。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
【主权项】
1. 一种液态有机储氢载体的连续式加氢反应系统，其特征在于包括：进料系统、预热 器、固定床反应塔釜和分离装置； 所述进料系统通过管线与预热器入口连通，预热器出口通过管线与固定床反应塔釜入 口连通，固定床反应塔釜出口通过管线与分离装置入口连通； 所述预热器为气液共混式预热器，液态有机储氢载体和氢气被混合加热； 所述固定床反应塔釜为单管式固定床反应器，内部填充有加氢催化剂和惰性材料，单 管式固定床反应器外部设置有反应器加热控制系统，对反应器进行温控加热。2. 根据权利要求1所述的连续式加氢反应系统，其特征在于：所述惰性材料填充在单 管式固定床反应器的上部和下部，中间填充加氢催化剂和惰性材料的混合物，惰性材料占 混合物总质量的O%~60%。3. 根据权利要求2所述的连续式加氢反应系统，其特征在于：所述加氢催化剂为贵金 属与贵金属或与非贵金属组成的双金属或三金属负载型催化剂，采用多元醇法制备多金属 负载型催化剂方法制备加氢催化纳米颗粒，再将制得纳米核壳颗粒负载沉积到多孔载体表 面上制备而成，贵金属为Pd、Pt、Ru、Rh，非贵金属为Ni、Co、Fe，多孔载体为多孔Si02、Al2O3 或活性碳，催化剂的粒径为〇. 6~I. 0mm。4. 根据权利要求3所述的常规负载型金属催化剂，其特征在于：所述惰性材料为二氧 化娃、氧化错、活性炭中的至少一种，惰性材料的粒径为0. 25~0. 5_。5. 根据权利要求4所述的连续式加氢反应系统，其特征在于：所述进料系统包括储存 氢气的储氢罐和储存液态储氢载体的储液罐，所述储液罐外部设置有温控装置，使储液罐 保持恒定温度。6. 根据权利要求5所述的连续式加氢反应系统，其特征在于：所述储氢罐和预热器之 间的管线上设置有截至阀、过滤器、稳压阀、干燥器以及两套以上并联的气体质量流量控制 器系统；所述每套气体质量流量控制器系统包括1个具有不同流量控制范围的质量流量控 制器。7. 根据权利要求6所述的连续式加氢反应系统，其特征在于：所述储液罐和预热器之 间的所有管线外设置有管线加热控制系统，对流经的液体进行温控加热。8. 根据权利要求7所述的连续式加氢反应系统，其特征在于：所述反应器加热控制系 统为一段式或分段式加热控温装置，通过循环导热介质对反应器进行加热控温。9. 根据权利要求8所述的连续式加氢反应系统，其特征在于：所述分离装置包括依次 连接的冷凝器和气液分离器。10. 根据权利要求9所述的连续式加氢反应系统，其特征在于：所述气液分离器的出液 口设置有取样器，出气口设置有湿式气体流量计。11. 一种采用权利要求10所述反应系统对液态有机储氢载体进行连续式加氢的方法， 其特征在于包括以下步骤： (1) 将惰性材料填充在单管式固定床反应器的上部和下部，中间填充加氢催化剂和惰 性材料的混合物，并活化催化剂； (2) 通入恒定流量的氢气和液态有机储氢载体，混合物原料被预热后送入单管式固定 床反应器进行加氢反应； (3) 反应产物流经冷凝器到气液分离器，分离出的液体即加氢产物。12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述活化催化剂的过程是先向单管式 固定床反应器通惰性气体，然后通入氢气和惰性气体的混合气体，其中氢气的质量含量为 5%~30%，升温至300°C，保持2小时。13. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述液态有机储氢载体包括至少两种 不同的储氢组分，储氢组分为不饱和芳香烃或杂环不饱和化合物，且至少一种储氢组分为 低恪点化合物，低恪点化合物的恪点低于80°C。14. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述混合物原料被预热到120~ 250。。。15. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述加氢反应的条件为压力5~ lOMPa，并使进出口氢气流量平衡，反应器温度为120~250°C，进入单管式固定床反应器的 液体原料与氢气体积比为1000~2500:1。
【专利摘要】本发明公开了一种液态有机储氢载体的连续式加氢反应系统及加氢反应方法，包括：进料系统、预热器、固定床反应塔釜和分离装置；所述进料系统通过管线与预热器入口连通，预热器出口通过管线与固定床反应塔釜入口连通，固定床反应塔釜出口通过管线与分离装置入口连通；所述固定床反应塔釜内部填充有加氢催化剂和惰性材料，固定床反应塔釜表面夹层内通过循环导热介质使塔釜内部保持恒定温度。本发明采用连续式加氢反应系统主要采用单管式固定床反应器，单管式固定床反应器内部填充加氢催化剂和惰性材料，液体进料系统中所有管线均设计了伴热加热控制系统，能对流经系统的液体进行温控加热，系统中设计了多套气体质量流量控制器系统，系统中的预热器设计为气液共混式预热器，有利于提高液态储氢载体的加氢效果。
【IPC分类】C01B3/00, B01J23/46
【公开号】CN105060244
【申请号】CN201510548314
【发明人】程寒松, 杨明, 汪泉, 周凌, 孙雁龙, 管一龙, 李洪波
【申请人】江苏氢阳能源有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月31日