一种液体有机氢载体全氢苄基甲苯的反应精馏脱氢工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种液体有机氢载体全氢苄基甲苯的反应精馏脱氢工艺，（1）将全氢苄基甲苯作为反应原料送入反应精馏塔，反应精馏塔全塔使用加压操作；（2）反应精馏塔的塔顶采出物料进入冷凝器实现气液分离，其中：气相为氢气，进入压缩机或燃料电池；液相为轻组分，进入下一级脱氢或富液临时储罐；反应精馏塔的塔底采出物料为重组分，并经过再沸器后进入贫氢储罐，用于加氢。本发明专利技术设计合理，改良了LOHC脱氢工段，利用反应精馏技术保持催化剂床层的高反应物浓度以加快脱氢速率，同时从塔顶与塔底分离出不同的脱氢产物，以克服现有固定床反应器脱氢速率低，能耗高，以及同时需要额外的分离、净化工段的缺点。化工段的缺点。化工段的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种液体有机氢载体全氢苄基甲苯的反应精馏脱氢工艺
[0001]
：本专利技术涉及一种液体有机氢载体全氢苄基甲苯的反应精馏脱氢工艺。
[0002]
技术介绍
：20世纪以来世界各国的工业化浪潮带来了化石燃料消费量的极大提升，大量的CO2排放导致的全球变暖成为了当今人类急需解决的重要问题，氢气由于单位质量能量密度高、零CO2排放而引起人们的注意。
[0003]目前制约氢能大规模利用的主要问题在于氢气的储存与运输。其中液体有机氢载体（LOHC）是一种化学储氢技术，它能在室温和常压条件下以液体有机物的形式储存氢，具有相对较好的稳定性、安全性以及高体积和重量储氢密度，相对于其他储氢技术更加适用于远距离长时间的运输过程。出于上述的原因，LOHC技术在许多国家都得到了积极的研究。然而，目前多采用固定床反应器对LOHC进行脱氢，但现有固定床反应器存在脱氢速率低，能耗高，以及同时需要额外的分离、净化工段的缺点。因此，较低的反应速率以及高能耗是制约LOHC应用的瓶颈问题，有必要对LOHC脱氢工段进行改良。
[0004]
技术实现思路
：本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本专利技术所要解决的技术问题是提供一种液体有机氢载体全氢苄基甲苯的反应精馏脱氢工艺，设计合理，有效提高脱氢速率和减低能耗。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种液体有机氢载体全氢苄基甲苯的反应精馏脱氢工艺，包括反应精馏塔，所述反应精馏塔的塔顶采出端连接有冷凝器，反应精馏塔的塔底采出端连接有再沸器；脱氢工艺包括以下步骤：（1）将全氢苄基甲苯作为反应原料送入反应精馏塔，反应精馏塔全塔使用加压操作；（2）反应精馏塔的塔顶采出物料进入冷凝器实现气液分离，其中：气相为氢气，进入压缩机或燃料电池；液相为轻组分，进入下一级脱氢或富液临时储罐；反应精馏塔的塔底采出物料为重组分，并经过再沸器后进入贫氢储罐，用于加氢。
[0006]进一步的，在步骤（1）中，反应原料的纯度为70
‑
99.9%；所述反应精馏塔的操作压力为0.5
‑
2.5bar。
[0007]进一步的，在步骤（2）中，反应精馏塔的反应段催化剂负载量为0.3
‑
5%，反应精馏塔的反应段催化剂装填形式为拟固定床式装填和拟填料式装填，反应精馏塔的精馏段和提馏段填料采用规整填料或散堆填料。
[0008]进一步的，在步骤（2）中，反应精馏塔采用单个反应段或双反应段。
[0009]进一步的，在步骤（2）中，所述冷凝器温度为25
‑
60℃，压力为常压。
[0010]进一步的，在步骤（2）中，产出氢气速率为60
‑
233kg/kg
cat
/h，纯度不低于99.89%；反应精馏塔的塔顶采出物料中，H12
‑
BT的纯度为70
‑
95%，反应精馏塔的塔底采出物料中，H0
‑
BT的纯度为90
‑
95%，脱氢度为25
‑
35%。
[0011]进一步的，所述反应精馏塔采用多个，多个反应精馏塔相串联并形成多级反应精
馏，前一级的反应精馏塔的塔顶采出物料进入下一级反应精馏塔作为原料；每个反应精馏塔的塔底采出物料分别经过再沸器后进入贫氢储罐，用于加氢。
[0012]进一步的，所述反应精馏塔采用背包式反应精馏塔，反应精馏塔的物料进口与预反应器相连接，反应精馏塔的液相侧采口连接由背包反应器。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有以下效果：本专利技术设计合理，改良了LOHC脱氢工段，利用反应精馏技术保持催化剂床层的高反应物浓度以加快脱氢速率，同时从塔顶与塔底分离出不同的脱氢产物，以克服现有固定床反应器脱氢速率低，能耗高，以及同时需要额外的分离、净化工段的缺点，极大拓展苄基甲苯作为液体有机氢载体的应用场景，具有出色的经济效益。
[0014]附图说明：图1是本专利技术实施例一中单反应段反应精馏塔工艺流程图；图2是本专利技术实施例二中双反应段反应精馏塔工艺流程图；图3是本专利技术实施例三中多反应精馏塔串联工艺流程图；图4是本专利技术实施例四中背包式反应精馏塔工艺流程图。
[0015]图中：1
‑
富液储罐；2
‑
富液临时储罐；3
‑
反应精馏塔；4
‑
贫氢储罐；5
‑
冷凝器；6
‑
再沸器；7
‑
进料泵；8
‑
一级反应精馏塔；9
‑
二级反应精馏塔；10
‑
三级反应精馏塔；11
‑
一级反应精馏塔冷凝器；12
‑
一级反应精馏塔再沸器；13
‑
二级反应精馏塔冷凝器；14
‑
二级反应精馏塔再沸器；15
‑
三级反应精馏塔冷凝器；16
‑
三级反应精馏塔再沸器；17
‑
预反应器；18
‑
背包反应器。
[0016]具体实施方式:下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。
[0017]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语
“ꢀ
纵向”、
“ꢀ
横向”、
“ꢀ
上”、
“ꢀ
下”、
“ꢀ
前”、
“ꢀ
后”、
“ꢀ
左”、
“ꢀ
右”、
“ꢀ
竖直”、
“ꢀ
水平”、
“ꢀ
顶”、
“ꢀ
底”、
“ꢀ
内”、
“ꢀ
外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0018]原理说明：反应精馏技术是一种具有广阔应用前景的过程强化技术，一般用于可逆反应和连串反应，通过不断地将生成物分离出反应体系从而打破反应平衡，促进反应正向进行。LOHC脱氢过程可以视为不可逆的连串反应，在反应精馏塔中能够将富氢LOHC富集在反应段，同时不断地将贫氢LOHC分离出去，维持高反应物浓度从而提高反应速率，因此能够解决LOHC反应速率低的问题。
[0019]苄基甲苯（H0
‑
BT/H12
‑
BT）体系是一种常见的LOHC，其脱氢反应过程如图所示，反应物为全氢苄基甲苯（H12
‑
BT），完全脱氢产物为苄基甲苯（H0
‑
BT），同时存在中间产物H6
‑
BT。体系中苄基甲苯H0
‑
BT沸点为280
o
C，H12
‑
BT沸点为270
o
C，同时H12
‑
BT常压下可在大于240
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体有机氢载体全氢苄基甲苯的反应精馏脱氢工艺，其特征在于：包括反应精馏塔，所述反应精馏塔的塔顶采出端连接有冷凝器，反应精馏塔的塔底采出端连接有再沸器；脱氢工艺包括以下步骤：（1）将全氢苄基甲苯作为反应原料送入反应精馏塔，反应精馏塔全塔使用加压操作；（2）反应精馏塔的塔顶采出物料进入冷凝器实现气液分离，其中：气相为氢气，进入压缩机或燃料电池；液相为轻组分，进入下一级脱氢或富液临时储罐；反应精馏塔的塔底采出物料为重组分，并经过再沸器后进入贫氢储罐，用于加氢。2.根据权利要求1所述的一种液体有机氢载体全氢苄基甲苯的反应精馏脱氢工艺，其特征在于：在步骤（1）中，反应原料的纯度为70
‑
99.9%；所述反应精馏塔的操作压力为0.5
‑
2.5bar。3.根据权利要求1所述的一种液体有机氢载体全氢苄基甲苯的反应精馏脱氢工艺，其特征在于：在步骤（2）中，反应精馏塔的反应段催化剂负载量为0.3
‑
5%，反应精馏塔的反应段催化剂装填形式为拟固定床式装填和拟填料式装填，反应精馏塔的精馏段和提馏段填料采用规整填料或散堆填料。4.根据权利要求1所述的一种液体有机氢载体全氢苄基甲苯的反应精馏脱氢工艺，其特征在于：在步骤（2）中，反应精馏塔采用单个反应段或双反应段。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨臣，林毅，王清莲，邱挺，尹旺，叶长燊，黄智贤，陈杰，
申请(专利权)人：清源创新实验室，
类型：发明
国别省市：