[发明专利]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

权利要求书

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；

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，惰性材料不高于混合物总质量60％；

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SiO₂、Al₂O₃或活性碳，催化剂的粒径为0.6～1.0mm；

所述惰性材料为二氧化硅、氧化铝、活性炭中的至少一种，惰性材料的粒径为0.25～0.5mm。

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。

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：所述储氢罐和预热器之间的管线上设置有截止阀、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。

4.根据权利要求3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。

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。

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：所述分离装置包括依次连接的冷凝器和气液分离器。

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。

8.一种采用权利要求7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。

9.根据权利要求8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℃，保持2小时。

10.根据权利要求8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熔点化合物，低熔点化合物的熔点低于80℃。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述混合物原料被预热到120～250℃。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述加氢反应的条件为压力5～10MPa，并使进出口氢气流量平衡，反应器温度为120～250℃，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。