[发明专利]有机液体的部分脱氢

说明书

本发明涉及通过有机液体的部分脱氢生产氢的工艺，所述工艺包括：供应至少一种具有氢化度DHplus的有机液体的步骤，使所述液体部分地脱氢的步骤，首先收取气态氢并且其次收取具有氢化度DHminus的所述有机液体的步骤，并且其中比率DHplus/DHminus在1和25之间，不包括端点。本发明还涉及氢化/脱氢循环，其包括至少用于通过有机液体的部分脱氢来生产氢的本发明的工艺和所述有机液体的至少一个氢化反应。

本发明涉及使用液体有机化合物、尤其是带有芳族环的液体有机化合物的氢运输，所述液体有机化合物可被氢化以“运输”氢分子，然后脱氢以释放所述氢分子。

芳族分子的使用已经在氢运输和存储领域中进行了研究(称为“液体有机氢载体(Liquid Organic Hydrogen Carrier)”技术并且也称为“LOHC”)。

该原理首先在于将氢固定在载体分子上。这是氢化步骤。所述载体分子优选在环境温度下为液体。该氢化的载体分子可容易地运输和处理，并且尤其是比处于气态或液体状态的氢更容易处理和更安全。该原理然后在于释放存在于载体分子上的氢，有利地靠近于并且优选地紧邻于消耗位点。这是脱氢步骤。

在所考虑的分子中，苄基甲苯和/或二苄基甲苯的使用是一种关注的选择，其已在科学文献中和专利文献中进行了研究和发表。

专利EP2925669相应地描述了包含苄基甲苯和/或二苄基甲苯的异构体的混合物在用于固定和释放混合物中的或来自混合物的氢的催化方法中的用途。A.Bulgarin等人的工作(Int.Journal of Hydrogen Energy,45(1),(2020),712-720)涉及在280℃至300℃的温度下在氧化铝上的铂(platinum-on-alumina)催化剂的存在下对全氢二苄基甲苯进行脱氢。

除了氢化和脱氢步骤的即时性能外，循环的顺序和性能水平的保持(氢固定/释放产率)也是该技术的经济方面的关键参数。此外，在二苄基甲苯(DBT)的情况下，该循环基于全氢二苄基甲苯(H18-DBT)的全部氢化，但释放18个氢原子的全部脱氢是在苛刻的运行条件(280℃至300℃)下进行的，所述操作条件接近于DBT的稳定性极限(330℃至350℃)。这不仅具有导致性能在循环中逐渐下降的缺点，而且还影响长期的运行产率，更不用说所生产的氢的纯度，由于由载体分子形成的副产物，所生产的氢在循环中降解。

迄今为止提出的解决方案虽然很有希望，但相当不令人满意。原因是目前提出的携带氢的液体在氢化/脱氢循环中经历显著的降解，因此必须相对经常地更换。

今天仍然需要能够固定和释放氢的在工业上可实践的方法，所述方法在比目前已知的条件更温和的条件下进行，以通过有利于大量氢固定/释放循环来寄予该技术的大规模开发的保证，同时保持载体液体的性能水平并且因此提供一种在经济上与氢的大规模的运输、生产和使用的发展相容的技术，尤其是在用于运输的氢发动机中，例如汽车、火车和船，仅指出设想的主要用途。

发明人现已发现，可如下进行大量的氢固定/释放循环(氢化/脱氢)，使用包含至少一个芳族环体系的有机载体液体，通过限制所述载体液体在循环中的降解的速率，并且因此能够更经济有效地运输和供应氢，尤其是在载体液体的寿命和在使所述载体液体脱氢的运行结束时的氢纯度方面。

根据本发明的以下描述，进一步的优点将变得显而易见。

接着，在第一方面，本发明涉及一种通过有机液体的部分脱氢生产氢的工艺(process，方法，过程)，所述工艺包括：

-供应至少一种具有氢化度DH_plus的有机液体的步骤，

-使所述液体部分地脱氢的步骤，

-首先收取气态氢并且其次收取具有氢化度DH_minus的所述有机液体的步骤，