[发明专利]制备氢气的方法和装置

权利要求书

1.一种制备包含氢气的产物气体的方法，所述方法包括：

提供位于结构载体上的包含贵金属的第一催化剂，和位于载体介质上的包含非贵金属的第二催化剂；

加热所述第一和第二催化剂；

在所述第一催化剂存在的情况下使包含气态碳氢化合物和蒸汽的气体混合物反应从而产生生成的气体混合物；以及

在所述第二催化剂存在的情况下使所述生成的气体混合物反应以产生包含氢气的产物气体。

2.权利要求1所述的方法，其中所述气态碳氢化合物选自甲烷、天然气、丙烷、石油气、石脑油及其混合物。

3.权利要求1所述的方法，其中所述气态混合物包含以体积计在约0.5％至约15％之间的氢气。

4.权利要求1所述的方法，其中所述贵金属选自铂、铑、钯、钌、铱及其组合。

5.权利要求1所述的方法，其中所述非贵金属包括镍。

6.一种由包含气态碳氢化合物和蒸汽的气体混合物制备包含氢气的产物气体的反应容器，所述反应容器包括：

具有用以接收所述气体混合物的入口和用以排出所述包含氢气的产物气体的出口的细长管；

置于所述管内所述入口和所述出口之间的结构载体；

置于所述结构载体之上的贵金属催化剂；

置于所述管内所述结构载体和所述出口之间的载体介质；

置于所述载体介质之上的非贵金属催化剂。

7.权利要求6所述的反应容器，其中所述细长管具有在约3英寸和约6英寸之间的直径和在约30英尺和约40英尺之间的长度。

8.权利要求6所述的反应容器，其中所述结构载体包括多个排列于所述管内的板以允许所述气体混合物流过所述管和流经所述板，所述贵金属催化剂承载于所述板上。

9.权利要求8所述的反应容器，其中所述贵金属催化剂以约0.015毫克/平方英寸和约15毫克/平方英寸之间的面密度存在于所述板上。

10.权利要求6所述的反应容器，其中所述载体介质包括携带所述非贵金属催化剂的粒状介质。

11.权利要求10所述的反应容器，其中所述粒状介质包括选自氧化锆、氧化铝、铝酸钙、铝酸镁、硅酸铝镁、氧化钛、硅酸铝、氧化锆稳定α氧化铝、部分稳定氧化锆及其组合的陶瓷。

12.权利要求6所述的反应容器，其中所述载体介质包括多个排列于所述管内的板以允许所述气体混合物流过所述反应器和流经所述板，所述非贵金属催化剂承载于所述板上。

13.权利要求6所述的反应容器，其中所述贵金属催化剂选自铂、铑、钯、钌、铱及其组合。

14.权利要求6所述的反应容器，其中所述非贵金属催化剂包括镍。

15.一种由包含气态碳氢化合物和蒸汽的气体混合物制备包含氢气的产物气体的反应器，所述反应器包括：

炉；

多个置于所述炉内的反应容器，至少一个所述反应容器包括：

具有用以接收所述气体混合物的入口和用以排出所述包含氢气的产物气体的出口的室；

置于所述室内所述入口和所述出口之间的结构载体；

置于所述结构载体之上的贵金属催化剂；

置于所述室内所述结构载体和所述出口之间的载体介质；

置于所述载体介质之上的非贵金属催化剂。

16.权利要求15所述的反应器，其中所述室包括细长管。

17.权利要求16所述的反应器，其中所述结构载体从所述入口延伸所述管长度的约5％至约50％。

18.权利要求15所述的反应器，其中所述结构载体包括多个排列于所述室内的板以允许所述气体混合物流过所述室和流经所述板，所述贵金属催化剂承载于所述板上。

19.权利要求18所述的反应容器，其中所述贵金属催化剂以约0.015毫克/平方英寸和约15毫克/平方英寸之间的面密度存在于所述板上。

20.权利要求15所述的反应器，其中所述载体介质包括携带所述非贵金属的粒状介质。