[发明专利]一种木质素单体酚类模型化合物水相重整制氢方法

说明书

一种木质素单体酚类模型化合物水相重整制氢方法，该发明主要利用水相重整制氢的方法，对木质素单体模型化合物进行转化，得到清洁能源氢气，优点在于可应用于含水的或水溶性的原料，并具有优异的水气转化反应性能、相对较低的反应温度和较高的压力。在水相重整反应中，通过调控反应压力（0.5‑5Mpa）和温度，使得反应物进行水气转化反应，从而得到低CO含量和高氢气产率的产品。

技术领域

本发明属于生物质资源能源化利用技术领域，尤其涉及将生物质热解后的一种木质素单体酚类模型化合物水相重整制氢方法。

背景技术

能源是人类社会发展重要的能量来源，随着人类社会的发展，不可再生能源日益枯竭，可再生能源在人类社会发展中的地位越来越重要，可再生能源包括生物质能、太阳能、风能等，其中生物质通过热解得到的单体化合物通过进一步的炼制可得到人类生活所需的氢能等。

氢气是一种清洁、高效、可再生的新能源，被誉为21世纪最具潜力的替代能源。现有的氢气制备方法-化石燃料法，消耗的是石油、煤、天然气等无法可再生能源。

在所有生物油成分中，酚类化合物是重要的组成之一，酚类化合物的利用对生物油的充分利用具有重要的意义。来自生物油重整制得的H₂和合成气可用于生物炼制或整合到传统的油品精炼过程中，如氢化、氨化、制甲醇、费托合成等。

重整制氢是一种较为完善的技术。主要有下面的几种方法：水蒸气重整（SR）、自供热重整（ATR）、干气重整（DR）、水相重整（APR）及可再生羧化物的部分氧化。

文献可查的酚类化合物重整制氢主要采用水蒸气重整制氢，制氢过程中需要通过加热将水气化，该过程具有耗能高的缺点，且产物中存在大量的CO与氢气混杂。

水相重整是由Dumesic教授提出的一种有效方法，它可以在水相条件下利用来自生物质的反应物生产氢气和烷烃。

发明内容

为了解决木质素单体酚类模型化合物制氢的难题，本发明提供一种利用水相重整制氢的方法，对木质素单体模型化合物进行转化，得到清洁能源氢气，该发明的优点在于可应用于含水的或水溶性的原料，并具有优异的水气转化反应性能、相对较低的反应温度和较高的压力。在水相重整反应中，通过调控反应压力（0.5-5Mpa）和温度，使得反应物进行水气转化反应，从而得到低CO含量和高氢气产率的产品。

本发明一种木质素单体酚类模型化合物水相重整制氢方法如下：

1、用分析天平称取定量的Ni/ZSM-5催化剂，放入体积为100mL的高压反应釜中，然后在高压反应釜中加入定量的木质素基酚类溶液；

2、将高压反应釜搅拌轴的搅拌速率调为130r/min，并往高压反应釜通入反应所需的氢气并保持反应在液相中进行；

3、关闭高压反应釜上的气体出口阀，利用热电偶将高压反应釜迅速升至反应温度并停留一定时间；

4、反应结束后，将高压反应釜放置于冰水浴中，使其迅速降至室温；

5、气体收集袋通过气体出口阀收集高压反应釜中的气相产物进行成分分析，然后打开高压反应釜，用一次性吸管取出液相产物进行组分分析；

6、结合气相产物和液相产物，分析得到木质素基酚类化合物水相加氢脱氧反应的转化率和产物选择性。

附图说明

图1为本发明实验反应装置示意图。

图中：1、高压反应釜；2、热电偶；3、液相产物；4、搅拌轴；5、气体出口阀；6、气相产物；7、氢气。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明所要保护的范围并不限于此。