Использование медных катализаторов на металлических носителях для риформинга спиртов - RU2005115096A

Реферат

1. Способ риформинга спирта, включающий в себя приведение в контакт исходной сырьевой смеси газов, содержащей спирт, с катализатором риформинга, чтобы получить смесь продуктов риформинга, содержащую водород, причем катализатор риформинга содержит медьсодержащую активную фазу на поверхности металлического губчатого носителя, при этом содержание меди в катализаторе риформинга больше, чем содержание меди в металлическом губчатом носителе.

2. Способ по п.1, в котором исходная сырьевая смесь газов содержит первичный спирт, выбранный из группы, состоящей из метанола, этанола и их смесей.

3. Способ по п.2, в котором способ дополнительно включает введение водорода из смеси продуктов риформинга и кислорода в топливный элемент для получения электроэнергии.

4. Способ по п.1, в котором катализатор риформинга имеет площадь поверхности от примерно 10 м²/г до примерно 100 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

5. Способ по п.4, в котором катализатор риформинга имеет площадь поверхности от примерно 25 м²/г до примерно 100 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

6. Способ по п.5, в котором катализатор риформинга имеет площадь поверхности от примерно 30 м²/г до примерно 80 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

7. Способ по п.1, в котором катализатор риформинга содержит, по меньшей мере, примерно 10 мас.% меди.

8. Способ по п.1, в котором катализатор риформинга содержит от примерно 10 до примерно 90 мас.% меди.

9. Способ по п.1, в котором металлический губчатый носитель катализатора риформинга имеет площадь поверхности, по меньшей мере, примерно 10 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

10. Способ по п.9, в котором металлический губчатый носитель катализатора риформинга имеет площадь поверхности, по меньшей мере, примерно 50 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

11. Способ по п.10, в котором металлический губчатый носитель катализатора риформинга имеет площадь поверхности, по меньшей мере, примерно 70 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

12. Способ по п.9, в котором металлический губчатый носитель содержит никель.

13. Способ по п.12, в котором металлический губчатый носитель содержит, по меньшей мере, примерно 50 мас.% никеля.

14. Способ по п.13, в котором металлический губчатый носитель содержит, по меньшей мере, примерно 85 мас.% никеля.

15. Способ по п.12, в котором катализатор риформинга содержит от примерно 10 до примерно 80 мас.% меди.

16. Способ по п.15, в котором катализатор риформинга содержит от примерно 20 до примерно 45 мас.% меди.

17. Способ по п.12, в котором катализатор риформинга содержит от примерно 5 до примерно 100 мкмоль/г никеля на поверхности упомянутого катализатора.

18. Способ по п.17, в котором катализатор риформинга содержит от примерно 10 до примерно 80 мкмоль/г никеля на поверхности упомянутого катализатора.

19. Способ по п.18, в котором катализатор риформинга содержит от примерно 15 до примерно 75 мкмоль/г никеля на поверхности упомянутого катализатора.

20. Способ по п.12, в котором смесь газов содержит первичный спирт, выбранный из группы, состоящей из метанола, этанола и смесей из них.

21. Способ по п.12, дополнительно включающий введение водорода из смеси продуктов риформинга и кислорода в топливный элемент для получения электроэнергии.

22. Способ по п.1, в котором медьсодержащая активная фаза содержит медное покрытие, по меньшей мере, частично покрывающее поверхность металлического губчатого носителя.

23. Способ по п.1, в котором упомянутую исходную сырьевую смесь газов приводят в контакт с упомянутым катализатором для риформинга при температуре ниже примерно 400°С.

24. Способ по п.1, в котором упомянутую исходную сырьевую смесь газов приводят в контакт с упомянутым катализатором для риформинга при температуре от примерно 200 до примерно 375°С.

25. Способ по п.24, в котором упомянутую исходную сырьевую смесь газов приводят в контакт с упомянутым катализатором для риформинга при температуре от примерно 250 до примерно 325°С.

26. Способ по п.1, в котором катализатор риформинга внедряют на поверхность гранулированного или монолитного субстрата.

27. Способ по п.26, в котором катализатор риформинга включает в себя никелевый губчатый носитель.

28. Способ риформинга этанола, включающий в себя приведение в контакт исходной сырьевой смеси газов, содержащей этанол, с катализатором риформинга при температуре ниже примерно 400°С с получением смеси продуктов риформинга, содержащей водород, причем упомянутый катализатор риформинга, содержит медь на поверхности металлического носителя.

29. Способ по п.28, в котором упомянутая исходная сырьевая смесь газов контактирует с упомянутым катализатором риформинга при температуре от примерно 250 до примерно 300°С.

30. Способ по п.28, в котором катализатор риформинга имеет теплопроводность при 300 К, по меньшей мере, примерно 50 Вт/м·К.

31. Способ по п.30, в котором катализатор риформинга имеет теплопроводность при 300 К, по меньшей мере, примерно 70 Вт/м·К.

32. Способ по п.31, в котором катализатор риформинга имеет теплопроводность при 300 К, по меньшей мере, примерно 90 Вт/м·К.

33. Способ по п.28, в котором способ дополнительно включает в себя введение в топливный элемент водорода из смеси продуктов риформинга и кислорода для получения электроэнергии

34. Процесс по п.28, в котором катализатор риформинга имеет площадь поверхности от примерно 10 м²/г до примерно 100 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

35. Процесс по п.34, в котором катализатор риформинга имеет площадь поверхности от примерно 25 м²/г до примерно 100 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

36. Процесс по п.35, в котором катализатор риформинга имеет площадь поверхности от примерно 30 м²/г до примерно 80 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

37. Способ по п.28, в котором катализатор риформинга содержит, по меньшей мере, примерно 10 мас.% меди.

38. Способ по п.37, в котором катализатор риформинга содержит от примерно 10 до примерно 90 мас.% меди.

39. Способ по п.28, в котором металлический носитель включает в себя металлическую губку.

40. Способ по п.39, в котором металлический губчатый носитель катализатора для риформинга имеет площадь поверхности, по меньшей мере, примерно 10 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

41. Процесс по п.40, в котором металлический губчатый носитель катализатора для риформинга имеет площадь поверхности, по меньшей мере, примерно 50 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

42. Способ по п.41, в котором металлический губчатый носитель катализатора для риформинга имеет площадь поверхности, по меньшей мере, примерно 70 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

43. Способ по п.39, в котором металлический губчатый носитель включает в себя никель.

44. Способ по п.43, в котором металлический губчатый носитель содержит, по меньшей мере, примерно 50 мас.% никеля.

45. Способ по п.44, в котором металлический губчатый носитель содержит, по меньшей мере, примерно 85 мас.% никеля.

46. Способ по п.43, в котором катализатор риформинга содержит от примерно 10 до примерно 80 мас.% меди.

47. Способ по п.46, в котором катализатор риформинга содержит от примерно 20 до примерно 45 мас.% меди.

48. Способ по п.43, в котором катализатор риформинга содержит от примерно 5 до примерно 100 мкмоль/г никеля на поверхности упомянутого катализатора.

49. Способ по п,48, в котором катализатор риформинга содержит от примерно 10 до примерно 80 мкмоль/г никеля на поверхности упомянутого катализатора.

50. Способ по п.49, в котором катализатор риформинга содержит от примерно 15 до примерно 75 мкмоль/г никеля на поверхности упомянутого катализатора.

51. Способ по п.43, в котором способ дополнительно включает в себя введение водорода из смеси продуктов риформинга и кислорода в топливный элемент для получения электроэнергии.

52. Способ по п.28, в котором катализатор риформинга внедряют на поверхность гранулированного или монолитного субстрата.

53. Способ по п.52, в котором катализатор риформинга включает в себя никелевый губчатый носитель.

54. Способ получения электроэнергии от топливного элемента, включающий в себя: приведение в контакт исходной сырьевой смеси газов, содержащей этанол, с катализатором дегидрирования в реакционной зоне дегидрирования, с получением смеси продуктов, содержащей водород, где упомянутый катализатор дегидрирования включает в себя медь на поверхности металлического носителя; введение водорода из смеси продуктов и кислорода в топливный элемент с получением электроэнергии и отходящего из топливного элемента потока газов, содержащего метан; введение отходящего из топливного элемента потока газов и кислорода в камеру сгорания; и сгорание отходящего из топливного элемента потока газов в камере сгорания.

55. Способ по п.54, в котором исходная сырьевая смесь газов дополнительно содержит воду.

56. Способ по п.55, в котором зона реакции дегидрирования дополнительно содержит катализатор конверсии водяного пара, эффективный для катализирования реакции конверсии водяного пара между моноксидом углерода, получаемым путем дегидрирования этанола, и водой с образованием диоксида углерода и водорода.

57. Способ по п.56, в котором катализатор конверсии водяного пара отделен от катализатора дегидрирования.

58. Способ по п.54, дополнительно включающий передачу теплоты сгорания, полученной в камере сгорания, к зоне реакции дегидрирования.

59. Способ по п.54, дополнительно включающий поглощение энергии сгорания для генерации механической и/или дополнительной электрической энергии.

60. Способ по п.59, в котором энергию сгорания из упомянутой камеры сгорания используют для приведения в движение генератора с целью получения дополнительной электрической энергии.

61. Способ по п.59, в котором зона дегидрирования и камера сгорания являются частью энергетической системы автотранспортного средства и/или полученная механическая энергия используется для приведения в движение автотранспортного средства.

62. Способ по п.54, дополнительно включающий введение в камеру сгорания отдельного источника топлива для холодного запуска и сжигание отдельного источника топлива для холодного запуска в присутствии кислорода.

63. Способ по п.62, в котором отходящий из топливного элемента поток газов и источник топлива для холодного запуска вводят в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания с источником универсального топлива, способного осуществлять сгорание метана и/или отдельного источника топлива для холодного запуска.

64. Способ по п.63, в котором зона дегидрирования и источник универсального топлива двигателя внутреннего сгорания являются частью энергетической системы автотранспортного средства, при этом способ дополнительно включает в себя поглощение энергии сгорания для генерации механической и/или дополнительной электрической энергии и использование упомянутой механической энергии и/или упомянутой электрической энергии для приведения в движение транспортного средства.

65. Способ по п.54, в котором упомянутая исходная сырьевая смесь газов контактирует с упомянутым катализатором дегидрирования при температуре ниже примерно 400°С.

66. Способ по п.65, в котором упомянутая исходная сырьевая смесь газов контактирует с упомянутым катализатором для дегидрирования при температуре от примерно 250 до примерно 300°С.

67. Способ по п.54, в котором катализатор дегидрирования имеет теплопроводность при 300 К, по меньшей мере, примерно 50 Вт/м·К.

68. Способ по п.67, в котором катализатор дегидрирования имеет теплопроводность при 300 К, по меньшей мере, примерно 70 Вт/м·К.

69. Способ по п.68, в котором катализатор дегидрирования имеет теплопроводность при 300 К, по меньшей мере, примерно 90 Вт/м·К.

70. Процесс по п.54, в котором катализатор дегидрирования имеет площадь поверхности от примерно 10 м²/г до примерно 100 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

71. Процесс по п.70, в котором катализатор дегидрирования имеет площадь поверхности от примерно 25 м²/г до примерно 100 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

72. Способ по п.71, в котором катализатор дегидрирования имеет площадь поверхности от примерно 30 м²/г до примерно 80 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

73. Способ по п.54, в котором катализатор дегидрирования содержит, по меньшей мере, примерно 10 мас.% меди.

74. Способ по п.73, в котором катализатор дегидрирования содержит от примерно 10 до примерно 90 мас.% меди.

75. Способ по п.54, в котором металлический носитель катализатора для дегидрирования содержит металлическую губку.

76. Способ по п.75, в котором металлический губчатый носитель катализатора дегидрирования имеет площадь поверхности, по меньшей мере, примерно 10 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

77. Способ по п.76, в котором металлический губчатый носитель катализатора для дегидрирования имеет площадь поверхности, по меньшей мере, примерно 50 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

78. Способ по п.77, в котором металлический губчатый носитель катализатора для дегидрирования имеет площадь поверхности, по меньшей мере, примерно 70 м²/г, измеренную методом Брунауэра-Эмметта-Теллера.

79. Способ по п.75, в котором металлический губчатый носитель содержит никель.

80. Способ по п.79, в котором металлический губчатый носитель содержит, по меньшей мере, примерно 50 мас.% никеля.

81. Способ по п.80, в котором металлический губчатый носитель содержит, по меньшей мере, примерно 85 мас.% никеля.

82. Способ по п.79, в котором катализатор дегидрирования содержит от примерно 10 до примерно 80 мас.% меди.

83. Способ по п.82, в котором катализатор дегидрирования содержит от примерно 20 до примерно 45 мас.% меди.

84. Способ по п.82, в котором катализатор дегидрирования содержит от примерно 5 до примерно 100 мкмоль/г никеля на поверхности упомянутого катализатора.

85. Способ по п.84, в котором катализатор дегидрирования содержит от примерно 10 до примерно 80 мкмоль/г никеля на поверхности упомянутого катализатора.

86. Способ по п.85, в котором катализатор дегидрирования содержит от примерно 15 до примерно 75 мкмоль/г никеля на поверхности упомянутого катализатора.

87. Способ по п.54, в котором катализатор для дегидрирования внедряют на поверхность гранулированного или монолитного субстрата.

88. Способ по п.40, в котором катализатор для дегидрирования включает в себя никелевый губчатый носитель.