[发明专利]用于分离介质混合物的方法和分离设备

说明书

一种用于分离介质混合物的方法包括以下方法步骤：将包含第一介质并且包含第二介质的所述介质混合物供给到分离设备(4)的第一热交换器区段(5)中，其中所述第一介质是氢气，并且所述第二介质是至少部分蒸汽态的氢载体介质；将作为氢载体介质的热交换器介质供给到所述分离设备(4)的所述第一热交换器区段(5)中；将热量从所述介质混合物传递到所述热交换器介质，并且因此加热所述热交换器介质、冷却所述第一介质以及至少部分地冷凝所述第二介质；将冷凝的第二介质与第一气态介质分离。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求德国专利申请DE 10 2019 202 657.5的优先权，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于分离介质混合物的方法和分离设备，并且涉及一种用于提供氢的方法和布置结构。

背景技术

在化学处理过程中，诸如在氢载体介质的脱氢中，形成包含多种介质，特别是不同的介质和/或处于不同物质状态的介质，的介质混合物。介质的处理和进一步使用需要分离介质混合物中的介质。

US 5,180,560 A公开了一种用于使液态氢化物脱氢的装置。

发明内容

本发明的目的是更高效地进行介质混合物的分离，使得特别是在经济上相关的条件下进行分离是可能的。

该目的通过权利要求1、7、9和14的特征来实现。本发明的实质是，为了分离介质混合物，还发生热传递。特别地，发生了从介质混合物到热交换器介质的热传递。根据本发明，已经发现，由此可以以改善的方式分离介质混合物中的介质。介质混合物包含第一介质和第二介质。第一介质是氢气。第二介质是至少部分蒸汽态的。“蒸汽态的”特别是指第二介质是蒸发的液体，其由于冷凝作用而可以冷凝以产生液体。第二介质是氢载体介质，特别是液态有机氢载体介质，其也被称为液态有机氢载体(LOHC)。第二介质特别地包含LOHC蒸汽和/或夹带的LOHC液滴。特别地，LOHC可以可逆地载氢以及又卸荷氢。LOHC的物理化学性质与常规液体燃料高度相似，这意味着可以使用对来自燃料物流部门的LOHC进行运输的泵和油轮以及用于对其进行储存的容器。在有机液体中以化学键形式储存的氢能够在标准条件下进行长时间未加压储存，而不会显著损失氢。已知的LOHC包括具有至少一个π电子系统的芳族化合物，所述芳族化合物在催化氢化作用下被转化成相应的饱和脂环族化合物。LOHC的实例是：作为纯物质的二苄基甲苯和苄基甲苯；异构体混合物；或者这些物质彼此的混合物。LOHC还可以是具有至少一个π电子系统的多环杂芳族化合物，所述多环杂芳族化合物通过氢化作用转化成相应的包含杂原子(诸如氮或氧)的饱和多环化合物。LOHC特别地是N-乙基咔唑、N-丙基咔唑、N-异丙基咔唑、N-丁基咔唑或这些物质的混合物。LOHC也可以是具有大量π共轭电子系统的低聚物或聚合物，它们通过氢化作用转化成相应的饱和化合物。为了释放氢，氢载体介质(即LOHC)在存在催化剂的情况下通过供应热量而脱氢，从而LOHC被转化成卸荷形式。在LOHC的卸荷过程中，氢经由催化的脱氢反应从有机分子或有机分子的混合物中释放出来。这意味着，借助于催化的脱氢反应，经由反应容器中至少部分负荷的氢载体介质的物理转变来实现氢的释放。

热交换器介质是氢载体介质，特别是液态有机氢载体介质(LOHC)。

特别地，用于第二介质和用于热交换器介质的氢载体介质是相同的。“相同”是指用于第二介质的物质系统和用于热交换器介质的物质系统是相同的。“相同”是指第二介质是处于至少部分卸荷状态的氢载体介质，其可以通过负荷(即氢化)而转化成处于至少部分负荷状态的氢载体介质。在该至少部分负荷状态下，氢载体介质是热交换器介质。“相同”还意味着，特别地，对于第二介质和对于热交换器介质，氢载体介质的负荷程度(也称为氢化程度)可以不同。

第二介质特别地是至少部分卸荷的氢载体介质(LOHC^-)。至少部分卸荷的氢载体介质的负荷程度特别是至多50％，特别是至多40％，特别是至多30％，特别是至多20％，以及特别是至多10％。