專利名稱：一種用鎂基儲氫材料對噻吩進(jìn)行加氫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用鎂基儲氫材料對噻吩進(jìn)行加氫的方法。
背景技術(shù)：
在用焦?fàn)t煤氣合成甲醇的工藝流程中，有甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)和甲醇合成反應(yīng)，這兩步 反應(yīng)一般都采用銅基催化劑，但銅基催化劑對硫敏感，易于硫化中毒，所以需先對焦?fàn)t煤氣 進(jìn)行深度凈化，盡可能地脫除其中的含硫化合物。焦?fàn)t煤氣先用栲膠法等方法脫除其中的 硫化氫后，可再用水解法脫除煤氣中的硫氧化碳和二硫化碳，但是水解法對煤氣中的噻吩 基本不起作用。噻吩經(jīng)加氫反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為硫化氫(C4H4S+4H2 —CA。+貼)，再用氧化鋅等脫 硫劑可將硫化氫吸收(ZnO+H2S —ZnS+H^)，從而實現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的深度脫硫。目前所用的硫 化物加氫催化劑一般為鐵鉬、鎳鉬、鈷鉬，反應(yīng)溫度350 45(TC、壓強(qiáng)1. 0 2. 5MPa，其存 在的問題是，鉬、鎳、鈷金屬催化劑資源少、成本高、易失活，加氫反應(yīng)在高溫和高壓下進(jìn)行， 致使對設(shè)備材質(zhì)要求高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用鎂基儲氫材料對噻吩進(jìn)行加氫的方法。 本發(fā)明為實現(xiàn)其目的所采用的技術(shù)方案是 —種用鎂基儲氫材料對噻吩進(jìn)行加氫的方法，包括步驟 a以活性炭、鐵、錳與鎂為原料制取儲氫材料； b使噻吩與步驟a獲得的儲氫材料接觸，在250 35(TC溫度條件下進(jìn)行反應(yīng)生成 硫化氫。 上述步驟a中，以活性炭為載體，用浸漬法負(fù)載鐵和錳，然后與鎂粉在氫氣中進(jìn)行
反應(yīng)球磨即可制得上述儲氫材料。 上述步驟a中包括步驟 al將活性炭在FeCl3和MnC^水溶液中浸漬一定時間后，烘干，再在氫氣流中于一 定溫度下處理一定時間，待冷卻后為負(fù)載Fe和Mn活性炭，再與鎂粉混合形成含鎂混合物；
a2將上述含鎂混合物裝入球磨罐，用氫氣置換球磨罐內(nèi)的空氣，并充氫氣至1 2MPa，再置于球磨機(jī)中球磨2 4小時即可制得上述儲氫材料。 上述步驟al中，F(xiàn)eCl3和MnCl2的用量均為活性炭的lwt% 5wt^，活性炭在 FeCl3和MnCl2水溶液中的浸漬時間為10 60分鐘；在氫氣中處理浸漬過FeCl3和MnCl2 的活性炭的溫度為500 90(TC、時間為30 60分鐘。 上述步驟al中，含鎂粉混合物中，負(fù)載Fe和Mn活性炭占10wt % 30wt % 。
本發(fā)明的有益效果是用鎂基儲氫材料作為噻吩加氫的氫源和催化劑，使噻吩加 氫轉(zhuǎn)化為硫化氫，不使用稀有金屬和重金屬催化劑，反應(yīng)壓強(qiáng)不超過1. OMPa、反應(yīng)溫度不超 過35(TC，對加氫反應(yīng)器材質(zhì)要求低。 本發(fā)明的原理是Fe和Mn是氫氣分子解離為原子以及噻吩加氫反應(yīng)的催化劑，活性炭的比表面積大，可使Fe和Mn有較高的分散度；活性炭是鎂粉球磨的良好助磨劑，能有 效地防止鎂粉團(tuán)聚，使鎂粉易于磨至納米級，以改善鎂的吸氫和放氫動力學(xué)性能；儲氫材料 的放氫溫度為250 35(TC，釋放至材料表明的高活性氫與噻吩發(fā)生反應(yīng)，使噻吩在溫和的 條件下即可轉(zhuǎn)化為硫化氫。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明
實施例l 在杏殼活性炭中加入FeCl3和MnCl2， 二者的用量分別為該活性炭的2wt %和 3wt^，再加入水，水的質(zhì)量為活性炭的15倍，浸漬30分鐘，去掉溶液，于ll(TC烘干，再轉(zhuǎn) 入直徑為20mm的反應(yīng)管中，通氫氣，升溫至800°C ，恒溫40分鐘，冷卻后為負(fù)載Fe和Mn活 性炭，然后與鎂粉混合形成含鎂混合物，含鎂混合物中負(fù)載Fe和Mn活性炭占10wt^，裝入 250mL真空球磨罐，磨球與物料質(zhì)量比為40 : 1，通氫氣置換排除球磨罐內(nèi)空氣，再充入氫 氣到2MPa，并置于ND7-2型行星球磨機(jī)中球磨3小時，球磨機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為270r/min，制得儲 氫材料，然后將儲氫材料裝入間歇式反應(yīng)釜，加入噻吩，加熱至300°C ，恒溫30分鐘，反應(yīng)后 測得儲氫材料中26%的氫與噻吩反應(yīng)轉(zhuǎn)入了硫化氫。
實施例2 與實施例1不同之處在于，F(xiàn)eCl3和MnC^二者的用量均為活性炭的5wt^，活性炭 在FeCl3和MnCl2水溶液中的浸漬時間為10分鐘，烘干后通氫氣處理的溫度為50(TC、時間 為60分鐘，所制得儲氫材料與噻吩接觸進(jìn)行反應(yīng)后34%的氫轉(zhuǎn)入了硫化氫。
實施例3 與實施例1不同之處在于，F(xiàn)eCl3和MnC^二者的用量均為活性炭的lwt^，活性炭 在FeCl3和MnCl2水溶液中的浸漬時間為60分鐘，烘干后通氫氣處理的溫度為90(TC、時間 為30分鐘，所制得儲氫材料與噻吩接觸進(jìn)行反應(yīng)后22%的氫轉(zhuǎn)入了硫化氫。
實施例4 與實施例1不同之處在于，球磨制備儲氫材料時，含鎂混合物中，負(fù)載Fe和Mn活 性炭占30wt^，球磨罐中所充氫氣壓強(qiáng)為lMPa，球磨時間為4小時，所制得儲氫材料與噻吩 接觸進(jìn)行反應(yīng)后29%的氫轉(zhuǎn)入了硫化氫。
實施例5 與實施例1不同之處在于，活性炭浸漬FeCl3和MnCl2后通氫氣處理的溫度 為700°C、時間為50分鐘，球磨制備儲氫材料時，含鎂混合物中，負(fù)載Fe和Mn活性炭占 20wt^，球磨罐中所充氫氣壓強(qiáng)為lMPa，球磨時間為2小時，所制得儲氫材料與噻吩接觸進(jìn) 行反應(yīng)后26%的氫轉(zhuǎn)入了硫化氫。
實施例6 與實施例l不同之處在于，F(xiàn)eCl3和MnC^二者的用量分別為活性炭的lwt % 和4wt%，活性炭在FeCl3和MnCl2水溶液中的浸漬時間為30分鐘，通氫氣處理的溫度為 80(TC、時間為40分鐘，球磨制備儲氫材料時充入球磨罐氫氣的壓強(qiáng)為3MPa，球磨時間為2 小時，所制得儲氫材料與噻吩接觸進(jìn)行反應(yīng)后27%的氫轉(zhuǎn)入了硫化氫。
實施例7
與實施例1不同之處在于，球磨制備儲氫材料時，含鎂混合物中，負(fù)載Fe和Mn活 性炭占15wt^，充入球磨罐氫氣的壓強(qiáng)為lMPa，球磨時間為5小時，所制得儲氫材料與噻吩 接觸進(jìn)行反應(yīng)后19%的氫轉(zhuǎn)入了硫化氫。
實施例8 與實施例l不同之處在于，F(xiàn)eCl3和MnC^二者的用量分別為活性炭的3wt% 和2wt %，活性炭在FeCl3和MnCl2水溶液中的浸漬時間為20分鐘，通氫氣處理的溫度 為750°C、時間為45分鐘，球磨制備儲氫材料時，含鎂混合物中，負(fù)載Fe和Mn活性炭占 25wt^，所制得儲氫材料與噻吩接觸進(jìn)行反應(yīng)的溫度為25(TC，反應(yīng)后46%的氫轉(zhuǎn)入了硫 化氫。 實施例9 與實施例1不同之處在于，球磨制備儲氫材料時，含鎂混合物中，負(fù)載Fe和Mn活 性炭占15wt^，球磨時間為4小時，所制得儲氫材料與噻吩接觸進(jìn)行反應(yīng)的溫度為2S(TC， 反應(yīng)后28%的氫轉(zhuǎn)入了硫化氫。
實施例10 與實施例1不同之處在于，F(xiàn)eCl3和MnCl2 二者的用量均為活性炭的2wt，活性炭 在FeCl3和MnCl2水溶液中的浸漬時間為20分鐘，通氫氣處理的溫度為70(TC、時間為35分 鐘，球磨制備儲氫材料時，含鎂混合物中，負(fù)載Fe和Mn活性炭占30wt % ，球磨時間為2小 時，所制得儲氫材料與噻吩接觸進(jìn)行反應(yīng)的溫度為35(TC，反應(yīng)后30%的氫轉(zhuǎn)入了硫化氫。
實施例11 與實施例1不同之處在于，球磨制備儲氫材料時，含鎂混合物中，負(fù)載Fe和Mn活 性炭占25wt^，充入球磨罐氫氣的壓強(qiáng)為lMPa、球磨時間為2小時，所制得儲氫材料與噻吩 接觸進(jìn)行反應(yīng)的溫度為33(TC，反應(yīng)后27%的氫轉(zhuǎn)入了硫化氫。
實施例12 與實施例l不同之處在于，F(xiàn)eCl3和MnC^二者的用量分別為活性炭的5wt% 和lwt % ，活性炭在FeCl3和MnCl2水溶液中的浸漬時間為20分鐘，通氫氣處理的溫度 為900°C、時間為35分鐘，球磨制備儲氫材料時，含鎂混合物中，負(fù)載Fe和Mn活性炭占 20wt% ，，所制得儲氫材料與噻吩接觸進(jìn)行反應(yīng)的溫度為270°C ，反應(yīng)后31 %的氫轉(zhuǎn)入了硫 化氫。 實施例13 與實施例1不同之處在于，F(xiàn)eCl3和MnC^二者的用量均為活性炭的4wt^，活性 炭在FeCl3和MnCl2水溶液中的浸漬時間為15分鐘，通氫氣處理的溫度為85(TC、時間為55 分鐘，球磨制備儲氫材料時，含鎂混合物中，負(fù)載Fe和Mn活性炭占25wt % ，，所制得儲氫材 料與噻吩接觸進(jìn)行反應(yīng)的溫度為31(TC，反應(yīng)后40%的氫轉(zhuǎn)入了硫化氫。
權(quán)利要求
一種用鎂基儲氫材料對噻吩進(jìn)行加氫的方法，特征在于其包括步驟a以活性炭、鐵、錳與鎂為原料制取儲氫材料；b使噻吩與步驟a獲得的儲氫材料接觸，在250～350℃溫度條件下進(jìn)行反應(yīng)生成硫化氫。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鎂基儲氫材料對噻吩進(jìn)行加氫的方法，其特征在于所述 步驟a中，以活性炭為載體，用浸漬法負(fù)載鐵和錳，然后與鎂粉在氫氣中進(jìn)行反應(yīng)球磨即可 制得所述儲氫材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用鎂基儲氫材料對噻吩進(jìn)行加氫的方法，其特征在于所述 步驟a中包括步驟al將活性炭在FeCl3和MnCl2水溶液中浸漬一定時間后，烘干，再在氫氣流中于一定溫 度下處理一定時間，待冷卻后為負(fù)載Fe和Mn活性炭，再與鎂粉混合形成含鎂混合物；a2將上述含鎂混合物裝入球磨罐，用氫氣置換球磨罐內(nèi)的空氣，并充氫氣至1 2MPa， 再置于球磨機(jī)中球磨2 4小時即可制得所述儲氫材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用鎂基儲氫材料對噻吩進(jìn)行加氫的方法，其特征在于所述 步驟al中，F(xiàn)eCl3和MnCl2的用量均為活性炭的lwt% 5wt^，活性炭在FeCl3和MnCl2水 溶液中的浸漬時間為10 60分鐘；在氫氣中處理浸漬過FeCl3和MnCl2的活性炭的溫度為 500 900。C、時間為30 60分鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用鎂基儲氫材料對噻吩進(jìn)行加氫的方法，其特征在于所述 步驟al中，含鎂粉混合物中，負(fù)載Fe和Mn活性炭占10wt % 30wt % 。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用鎂基儲氫材料對噻吩進(jìn)行加氫的方法，特征是包括步驟a.以活性炭、鐵、錳與鎂為原料制取儲氫材料；b.使噻吩與步驟a獲得的儲氫材料接觸，在250～350℃溫度條件下進(jìn)行反應(yīng)生成硫化氫。上述步驟中，以活性炭為載體，用浸漬法負(fù)載鐵和錳，然后與鎂粉在氫氣中進(jìn)行反應(yīng)球磨即可制得所述儲氫材料。本發(fā)明用鎂基儲氫材料作為噻吩加氫的氫源和催化劑，使噻吩加氫轉(zhuǎn)化為硫化氫，不使用稀有金屬和重金屬催化劑，反應(yīng)壓強(qiáng)不超過1.0MPa、反應(yīng)溫度不超過350℃，對加氫反應(yīng)器材質(zhì)要求低。
文檔編號C01B17/00GK101734628SQ200910231148
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者周仕學(xué), 康鳳楠, 張光偉, 張同環(huán), 張鳴林, 李桂江, 楊敏建, 王斌, 陳海鵬, 馬懷營 申請人:山東科技大學(xué)