一种以萘为储氢剂的催化加氢方法技术

本发明专利技术公开了一种以萘为储氢剂的催化加氢方法，其特征在于以萘为载体、以非晶态Ni/Al合金为催化剂，在压力2.0～5.0MPa、温度100℃～280℃下催化加氢生成十氢萘用以储存氢气。本发明专利技术与现有技术相比具有储氢设备简单，储氢量大，方法简单，成本低廉，储氢反应高度可逆，可方便实现氢的储存和释放，而且储存，运输都非常安全，反应转化率高，萘的转化率可达99.6%，十氢萘的收率达99.2%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学工程
的储氢材料领域，具体的说是一种以萘为储氢剂的催化加氢方法。
技术介绍
能源是人类存在和可持续发展的物质基础。因石油、煤、天然气等传统能源的不可循环利用性，太阳能、风能、地热能、氢能等可替代的能源早已被重视并不断得到开发，其中氢能源被公认为是最有前途的未来能源之一。以有机体氢化物储氢是近年来研究储氢的新方法之一，当需要储氢时，利用不饱和有机物与氢反应，形成氢化物，从而将氢储存；当需要放氢时，通过控制温度和/或压力使金属氢化物放氢。该技术与传统的金属氧化物储氢和高压压缩储氢技术相比，具有储氢量大，能量密度高，储氢设备简单，氢的储存、运输都非常安全方便，储氢反应高度可逆，储氢材料可循环使用等特点。在常用的有机液体氢化物中，芳烃是最佳储氢剂，主要有苯、甲苯、萘等，利用萘加氢的高度可逆化学反应储氢是近年来开发的一项新型储氢技术，萘的理论储氢质量可达13%。该储氢系统由储氢剂的加氢反应、氢载体的运输及脱氢反应3个过程组成。因而寻求一种高效萘加氢催化方法是储氢系统的第一步，有着重要的意义。芳烃催化加氢的催化剂目前主要有贵金属系列和非贵金属系列两大类，贵金属系列包括Pd、Pt等系列的催化剂，其催化效率高，但价格昂贵，在高温高压苛刻反应条件下容易失活。非贵金属系列主要指镍系催化剂，包括雷尼镍和负载镍催化剂等，它们的成本相对低廉，但也存在一定的局限性，如耐热性差、非晶态合金具有结构易调变、配位高度不饱和及化学均匀等独特的性质。非晶态Ni/Al合金催化剂与传统的雷尼镍、负载型催化剂相比，它的颗粒直径更小，更均匀，具有更高的比表面积，其催化活性更高，但目前将非晶态Ni/Al合金做催化剂用于萘加氢的化学储氢方法还未见报导。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供的一种以萘为储氢剂的催化加氢方法，它采用萘为储氢剂催化加氢反应来储存氢气，储氢反应高度可逆，可方便实现氢气的储存和释放，而且储氢量大，能量密度高，储氢设备简单，氢的存储、运输都非常安全，反应具有很高的转化率，储氢材料和催化剂均可重复使用，生产成本低。实现本专利技术的具体技术方案是：一种以萘为储氢剂的催化加氢方法，其特征在于以萘为载体，以非晶态Ni/Al合金为催化剂，在压力2.0～5.0MPa、温度100℃～280℃下催化加氢生成十氢萘用以储存氢气.本专利技术一种典型的制备方法，包括以下步骤：（1）萘加氢反应：将萘溶于十氢萘或四氢萘溶剂中，配制得到反应原料，再加入Ni/Al催化剂后置入反应釜，并用氢气置换釜内空气，然后向釜内通入压力为4.0～5.0MPa的氢气进行催化加氢反应，反应温度为100℃～280℃，反应时间为4～8小时，反应结束后冷却至常温出料，反应的生成物为十氢萘，转化率99%以上；（2）催化剂的分离：将上述反应生成的十氢萘进行过滤，回收Ni/Al合金催化剂。所述步骤（1）所用溶剂为十氢萘或四氢萘，十氢萘或四氢萘与固体萘的重量百分比为20%～50%和80%～50%。所述采用非晶态Ni/Al合金为催化剂，Ni和Al的重量百分比为40%～60%和60%～40%。回收的催化剂，将其浸入乙醇或水中进行保存，以备再次使用。本专利技术与现有技术相比具有储氢设备简单，储氢量大，方法简单，成本低廉，储氢反应高度可逆，可方便实现氢的储存和释放，而且储存，运输都非常安全，反应转化率高，萘的转化率可达99.6%，十氢萘的收率达99.2%。具体实施方式以下将通过具体的实施例对本专利技术做进一步的阐述：实施例1（1）萘加氢反应在250ml高压反应釜中加入12克萘，10克十氢萘和0.2克市售非晶态Ni/Al合金催化剂，通入氢气置换釜内空气3次，通入1克氢气，其氢气压力为4.0MPa，加氢完毕后升温加热反应，烘箱温度设定为150℃，反应时间为5小时，反应结束后，将反应釜取出，冷却至室温出料，取样测得萘转化率为99.2%。（2）催化剂的分离将上述反应生成的十氢萘进行过滤，回收非晶态Ni/Al合金催化剂，将其浸入乙醇或水中进行保存，以备再次使用。实施例2（1）萘加氢反应在250ml高压反应釜中加入12克萘，8克四氢萘和0.5克市售非晶态Ni/Al合金催化剂，通入氢气置换釜内空气3次，通入1克氢气，其氢气压力为2.0MPa，加氢完毕后升温加热反应，烘箱温度设定为200℃，反应时间为4小时，反应结束后，将反应釜取出，冷却至室温出料，取样测得萘转化率为99.5%。（2）催化剂的分离将上述反应生成的十氢萘进行过滤，回收非晶态Ni/Al合金催化剂，将其浸入乙醇或水中进行保存，以备再次使用。实施例3（1）萘加氢反应在250ml高压反应釜中加入12克萘，5克十氢萘和0.5克市售非晶态Ni/Al合金催化剂，通入氢气置换釜内空气3次，通入1.5克氢气，其氢气压力为5.0MPa，加氢完毕后升温加热反应，烘箱温度设定为150℃，反应时间为8小时，反应结束后，将反应釜取出，冷却至室温出料，取样测得萘转化率为99.3%。（2）催化剂的分离将上述反应生成的十氢萘进行过滤，回收非晶态Ni/Al合金催化剂，将其浸入乙醇或水中进行保存，以备再次使用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以萘为储氢剂的催化加氢方法，其特征在于以萘为载体，以Ni/Al合金为催化剂，在压力2.0‑5.0Mpa、温度100℃～280℃下催化加氢生成十氢萘用以储存氢气。

【技术特征摘要】
1.一种以萘为储氢剂的催化加氢方法，其特征在于以萘为载体，以Ni/Al合金为催化剂，在压力2.0-5.0Mpa、温度100℃～280℃下催化加氢生成十氢萘用以储存氢气。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）萘加氢反应：将萘溶于十氢萘或四氢萘溶剂中，配制得到反应原料，再加入Ni/Al催化剂后置入反应釜，并用氢气置换釜内空气，然后向釜内通入压力为4.0～5.0MPa的氢气进行催化加氢反应，反应温度为100℃～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张叶，徐莉，樊玲，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，南化集团研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32