CN1640812A - 制备氢气的方法和制备氢气的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在与汽油等相同的转化条件下，通过高效转化柴油燃料以高选择性和高产率连续地制备氢气的方法。通过使三种彼此具有不同功能的催化剂处于复合状态，随后对柴油燃料的转化反应进行控制，可以在与汽油等相同的转化条件下，高效地对柴油燃料进行转化，从而高效、高产率地连续制备氢气。

Description

制备氢气的方法和制备氢气的装置
相关申请的交叉引用
本申请是基于2004年1月14日提交的在先日本专利申请2004-007199并要求其优先权，该申请的全部内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及通过高效转化柴油燃料以高产率制备氢气的方法。
背景技术
氢能是作为未来石油的替代能源而受到关注的清洁能源，并且近年来作为例如燃料电池或内燃机的能源而得到了应用。就内燃机而言，对将氢气用于氢燃料发动机、富氢燃料发动机以及将其作为除去NOx的还原剂等已经进行了研究。近年来，如上所述，人们对氢气的应用进行了多种形式的研究，与这些研究相一致，各种关于氢气制备方法的研究也已经取得了进展。如非专利文献1(SEA Tech Pap Ser(Soc Automot Eng)，[D0244B(0148-7191)]，SAE-2001-01-0234，第6页，2001年)中所述，对于氢气的制备方法，人们已经对燃料转化法进行了常规研究，并且燃料转化中所使用的燃料主要是天然气或汽油。
另一方面，尽管柴油燃料在用作氢气来源时被认为具有很高的价值，但其中仍存在多种问题。具体地说，例如，当将柴油燃料在铑-铂负载催化剂存在下进行转化时，首先与汽油的转化相比，反应需要更高的温度(800℃～1000℃)。这是因为随着碳值的增大，转化所必需的反应温度也在增高。而且，随着反应温度的升高，不但能量损失变大，而且催化剂易于烧结。其次，与汽油转化相比，含碳物质易于在催化剂上沉积。这是因为柴油燃料中含有的烃与汽油中的烃相比具有更多的碳原子，因此，转化反应难以进行。如非专利文献2(美国能源部报告(US DOE Report)，ANL-CMT-CP-102382，2000年5月9日)中所述，为了抑制含碳物质的沉积，需向反应器中加入过量的氧化剂(蒸汽、氧气或空气)，当向其中加入过量蒸汽时，热效率将下降，并且需要大量能量以获得氢气，同时，当加入过量氧气时，由于过度燃烧，氢气产率将下降。此外，当提供过量的氧化剂时，需要从氢气中将未反应的氧化剂分离并回收。
发明内容
由于上述原因，通常极少报导基于燃料转化将柴油燃料用于氢气制备的事例，并且目前还没有实现通过转化柴油燃料来制备氢气的方法。当可以通过连续转化反应由柴油燃料有效地供应氢气时，据认为不但用于燃料电池或内燃机的燃料可以实现多样化，而且这种供应可以有助于含氢资源的有效利用，因此，建立通过转化柴油燃料来制备氢气的方法是特别有用的。
因此，本发明的目的是提供一种在与汽油等相同的转化条件下，通过高效转化柴油燃料以高选择性和高产率连续制备氢气的方法。
为解决上述问题，发明人随后进行了深入研究，结果发现当通过使用彼此具有不同功能的三种催化剂的复合物来控制柴油燃料的转化反应时，可以在与汽油等相同的转化条件下，通过高效转化柴油燃料以高选择性和高产率连续地制备氢气，从而实现了本发明。更具体地，根据本发明提供下列方面：
(1)由柴油燃料制备氢气的方法，该方法包括下列步骤：
部分氧化步骤，通过使用第一催化剂对部分柴油燃料进行部分氧化以产生氢气和热量；
裂解步骤，通过使用第二催化剂、所产生的氢气和热量对未被部分氧化的其余部分的柴油燃料进行裂解以产生比柴油燃料中所含有的烃具有更小分子量的烃；和
转化步骤，通过使用第三催化剂使所述具有更小分子量的烃进行转化反应，以转化所述具有更小分子量的烃来产生氢气；
(2)如(1)中所述的制备氢气的方法，其中转化步骤中的转化反应是通过选自蒸汽转化法、部分氧化法和自热转化法中的至少一种工艺进行的，所述自热转化法是蒸汽转化法和部分氧化法的结合；
(3)如(1)或(2)中所述的制备氢气的方法，其中部分氧化步骤、裂解步骤和转化步骤在空气、氧气和蒸汽的气氛中进行；
(4)如(1)至(3)中任一步骤所述的制备氢气的方法，其中部分氧化步骤、裂解步骤和转化步骤是连续进行的；
(5)一种由柴油燃料制备氢气所使用的装置，该装置包括：
部分氧化单元，该单元通过使用第一催化剂对部分柴油燃料进行部分氧化以产生氢气和热量；
裂解单元，该单元通过使用第二催化剂、所产生的氢气和热量对未被部分氧化的其余部分的柴油燃料进行裂解以产生比柴油燃料中所含有的烃具有更小分子量的烃；和
转化单元，该单元通过使用第三催化剂对所述更小分子量的烃进行转化反应以产生氢气；
(6)如(5)中所述的制备氢气的装置，其中转化步骤中的转化反应是通过选自蒸汽转化法、部分氧化法和自热转化法中的至少一种工艺进行的，所述自热转化法是蒸汽转化法和部分氧化法的结合；
(7)如(5)或(6)中所述的制备氢气的装置，其中所述部分氧化步骤、裂解步骤和转化步骤在空气、氧气和蒸汽的气氛中进行；
(8)如(5)至(7)中任一步骤所述的制备氢气的装置，其中所述部分氧化步骤、裂解步骤和转化步骤是连续进行的；和
(9)由柴油燃料制备汽油的方法，该方法包括下列步骤：
通过使用第一催化剂对部分柴油燃料进行部分氧化以产生氢气和热量；和
通过使用第二催化剂、所产生的氢气和热量对未被部分氧化的其余部分的柴油燃料进行裂解以产生比柴油燃料中所含有的烃具有更小分子量的烃。
本发明的制备氢气的方法用示意图显示于图1中。如图1所示，在本发明的制备氢气的方法中，在将柴油燃料进行轻质化(即将其转化为易于转化的烃)后，在与汽油等相同的转化条件下，通过对转化后的烃进行高效转化以高选择性和高产率连续地制备氢气。因此，本发明的制备氢气的方法，可以通过对通常难以转化的柴油燃料进行转化，从而有效地制备氢气。更详细地，如图2所示，在根据本发明的制备氢气的方法中，从柴油燃料的轻质化和轻质柴油的高效转化方面考虑，对转化催化剂进行设计，其特征在于通过以下方法来制备氢气：通过使用第一催化剂来进行部分氧化、通过使用第二催化剂来进行裂解和通过使用第三催化剂来进行转化反应。即，根据本发明，通过使三种彼此具有不同功能的催化剂处于复合状态并控制柴油燃料的转化反应，可以在与汽油等相同的转化条件下，通过对柴油燃料进行高效转化以高选择性和高产率连续地制备氢气。进一步地，在根据本发明的制备氢气的方法中，反应按照作为整体的下述化学反应式(1)进行以制备氢气。更进一步地，在设计转化催化剂时，预计可以通过增大负载金属的分散度或使它们处于复合状态来实现低温转化反应，并且可以通过调节催化剂载体的酸-碱度来对含碳材料进行轻质化。此外，气化作用的加速和氧化作用的加速预计可以通过加入作为第三成分的至少一种诸如钾(K)或铯(Cs)的碱金属的氧化物、诸如钙(Ca)或锶(Sr)的碱土金属的氧化物和诸如镧(La)的稀土金属的氧化物来实现。
反应式(1)
部分氧化步骤
本发明的制备氢气的方法首先包括使用第一催化剂对部分柴油燃料进行部分氧化的部分氧化步骤，所述柴油燃料中所含有的烃均具有约8～23个碳原子。部分氧化的反应式的例子如下所示。尽管部分氧化按照下述化学反应式(2)进行，但可以将该部分氧化反应中所产生的氢气和热量应用于下一步的裂解中。这里所使用的术语“使用第一催化剂对部分柴油燃料进行部分氧化”意思是有一部分烃分子被部分氧化，所述烃分子均具有约8～23个碳原子，因此，其余的烃分子则没有被部分氧化。此外，可以使用普通的部分-氧化催化剂作为第一催化剂，例如可以方便地使用Rh/Al2O3。
反应式2
裂解步骤
接着，本发明的制备氢气的方法包括通过使用第二催化剂、在部分氧化步骤中所产生的氢气和热量对在部分氧化步骤中未被部分氧化的那部分柴油燃料进行裂解的裂解步骤。在该裂解步骤中，反应按照下述化学反应式(3)进行，然后，通过反复的β-裂解将柴油燃料轻质化。这里所使用的术语“β-裂解”意思是，通过使3配位的碳阳离子的β位的碳-碳键相对削弱而使碳正离子进行β-裂解，由于所产生的一级碳正离子不稳定，因此其异构化为二级碳正离子，随后使该二级碳正离子再次进行β-裂解。因此，通过进行该裂解反应，可以将柴油燃料轻质化，使柴油燃料中所含有的具有约8～23个碳原子的烃转化为具有约3～8个碳原子的烃。此外，可以使用普通的裂解催化剂作为裂解所使用的第二催化剂。例如，可以方便地使用Pt/SiO2-Al2O3与Pt/USY(含铂的高稳定性Y型沸石)的混合物。
反应式3
转化步骤
本发明的制备氢气的方法包括使用第三催化剂对已通过裂解轻质化的柴油燃料进行转化反应来制备氢气的转化步骤。通过裂解步骤将柴油燃料轻质化，即使在低温下也可以进行有效的转化反应。此外，可以使用普通的转化催化剂作为第三催化剂，例如可以方便地使用Rh-Rt/Al2O3。
转化步骤中的转化反应可以通过蒸汽转化法、部分氧化法以及将这些方法混合使用的自热转化法中的至少一种工艺进行。此时，这里所使用的术语“蒸汽转化法”的意思是用蒸汽使烃转化以产生氢气、一氧化碳和二氧化碳的方法。此外，如上所述，术语“部分氧化法”的意思是通过使用空气中的氧和高纯氧等使烃转化以产生氢气和一氧化碳的方法。在根据本发明的制备氢气的方法中，可以采用这些转化反应方法中的至少一种来制备氢气。
而且，本发明的制备氢气的方法的特征在于所述部分氧化步骤、裂解步骤和转化步骤是在空气、氧气和蒸汽的气氛下，在同一个反应器中进行来制备氢气。
此外，本发明的制备氢气的方法可以通过任何一种间歇系统和连续系统进行。当将反应气体连续加入反应器中时，使用催化剂的转化反应可以稳定地进行，同时几乎不降低氢气的产率，所以优选使用连续系统。
如上所述，通过实施本发明的制备氢气的方法，可以在与汽油等相同的转化条件下，使柴油燃料高效转化，从而以高选择性和高产率连续地制备氢气。此外，柴油燃料的转化可在低温下进行，从而减少了诸如水或空气等氧化剂的用量。除这些特点以外，还可获得如下所述的各种效果。第一，可以减弱诸如催化剂的烧结和催化剂上积炭等问题，从而使催化剂的失活受到抑制，因此，催化剂的使用寿命得到了延长。由于这个原因，可以减少催化剂的用量，因此可以实现低成本。而且，由于催化剂上的积炭受到抑制，因此催化剂的压力损失受到抑制，从而可以提高液体的时空间速度(LHSV)。第二，在反应装置中可使用通用材料，从而降低了反应器的制造成本。此外，还使得小型反应器的设计成为可能。第三，由于转化是在柴油燃料的轻质化之后进行的，从而可以控制氢气、一氧化碳和二氧化碳的摩尔比。第四，与传统方法相比，不但可以缩短转化反应的起动时间，而且可以减小在转化反应的起动时间中的能量消耗。
此外，通过使用本发明的制备氢气的装置可以得到与如上所述相同的效果。此外，甚至当反应在裂解步骤被迫中止而未经进一步处理至转化步骤时，也可以替代氢气而得到汽油。
根据本发明，可以在与汽油等相同的转化条件下高效转化柴油燃料，从而以高选择性和高产率连续地制备氢气。
附图说明
图1是根据本发明制备氢气的方法的机理解释图；
图2是根据本发明制备氢气的方法的机理解释图；
图3是根据本发明的用于制备氢气的装置10的示意图；和
图4是根据本实施方式制备氢气的方法的解释图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本发明的实施方式进行描述。
图3显示了根据本发明的用于制备氢气的装置10的简要构成。如图3所示，根据本发明用来制备氢气的装置10，该装置是用于制备氢气的连续制备型装置，其中包括柴油燃料导入系统、水导入系统、背景气体导入系统、柴油燃料气化系统、水汽化系统、转化反应装置、氢气分离-回收装置和分析系统。将柴油燃料与背景气体混合，然后将所得的混合气体导入气体流速控制系统，该气体流速控制系统配备有穿过节流阀、浮子控制阀的流量计等的。然后将所引入的混合气体导入转化反应装置并在其中进行转化，从而产生含氢气体。随后可以通过诸如气相色谱的分析系统对所产生的含氢气体的成分进行分析，然后，将含氢气体送至氢气分离-回收装置，随后在其中回收氢气。除去氢气后的残留废气可以用废气处理系统进行处理。在本发明的制备氢气的方法中，除氢气外，还可产生作为副产物的一氧化碳、二氧化碳和烃。
本发明的制备氢气的方法中所使用的原料为柴油燃料。所述柴油燃料含有烷烃、烯烃、芳香烃化合物等，其中所含有的烃均主要具有8～23个碳原子。作为转化剂，可以使用选自水、空气、氧气和二氧化碳中的至少一种物质。对于水，不只是纯净水，而且雨水、自来水、初步处理的废水等均可以使用。而且，如上所述，作为用于本发明的制备氢气的方法中的三种催化剂，即，代表第一催化剂的部分氧化催化剂，代表第二催化剂的裂解催化剂和代表第三催化剂的转化催化剂，分别可以使用其常规的普通催化剂。用于制备氢气的装置没有特别限制，可以使用任何常规的已知装置。作为该用于制备氢气的装置，可以包括固定床流动型反应器、间歇型反应器等。转化反应可在500℃～900℃范围内进行，并且氢气的浓度可以通过转化所产生的产物的蒸气压进行调节。
根据本发明，尽管转化反应可以通过将柴油燃料直接导入转化反应装置中进行，但优选将柴油燃料在诸如空气等背景气体中气化后，将所得到的气体混合物导入至转化反应装置中。此外，当使用空气作为背景气体时，空气/燃料的重量比例优选在2～20的范围内。这是因为，随着背景气体中氧气浓度的升高，转化反应中所产生的氢气将被氧化，会有更多的氢气转化成水，从而降低了氢气的回收率。
此外，为了进行本发明的转化反应，优选预先将柴油燃料与背景气体混合来制备反应气体，然后将制得的反应气体导入至转化反应装置中。反应气体的浓度和流速对氢气产率有很大的影响。为使每小时的氢气产量最大化，优选增大柴油燃料的浓度以使气体流速较大。通常，将柴油燃料与背景气体彼此混合，使得空气/燃料的比例为4～10。反应压力并没有特别限制，优选为常压下的1个大气压。
下面，将对本发明的实施方式进行描述，但应当理解，本发明并不局限于此。
催化剂的制备
第一催化剂(部分氧化催化剂)：Rh/Al2O3
在制备作为第一催化剂的部分氧化催化剂时，首先制备了γ-Al2O3。具体地说，将预先制备的约100g的γ-Al2O3分散到盛有200mL高纯水的500mL烧杯中。向所得分散体中加入由TEFLON®制成的搅拌子，然后，在室温下用配备有加热板的磁力搅拌器温和搅拌数分钟。从中将水除去后，将该操作重复三次。覆盖所处理的γ-Al2O3以避免灰尘的进入，然后在80℃进行过夜真空干燥，从而通过蒸发从中除去水分。该干燥处理结束后，将所得γ-Al2O3转移至贮存容器中，然后将该容器存放在干燥器中直至使用。
然后，通过沉淀-沉积法制备作为第一催化剂的部分氧化催化剂Rh/Al2O3。分别称取25g的Al2O3干燥粉末及按照铑金属计为5重量％的硝酸铑Rh(NO3)3。然后，将γ-Al2O3、350mL高纯水和有机碱N(CH3)4OH·5H2O加入到500mL的三颈烧瓶中，然后加热混合，从而制得温度为60℃的浆液。每次少量地向500mL三颈烧瓶中缓慢加入硝酸铑水溶液(以缓慢方式加入从而使温度保持在60℃)。如此将硝酸铑水溶液加入完毕后，在60℃将所得混合物搅拌1小时，然后，在通过蒸发将其中的水分除去后，将所得浆液放入100℃的烘箱中，并在其中干燥固化12小时。将所得经干燥固化的催化剂放入600℃的电烘箱中，并在其中煅烧4小时。
第二催化剂(裂解催化剂)：Pt/SiO2-Al2O3，Pt/USY
在制备作为第二催化剂的裂解催化剂时，首先制备了SiO2-Al2O3。将预先制备的约100g的SiO2-Al2O3分散到盛有200mL高纯水的500mL烧杯中。向所得分散体中加入由TEFLON®制成的搅拌子，然后，在室温下用配备有加热板的磁力搅拌器温和搅拌数分钟。从中将水除去后，将该操作重复三次。覆盖所处理的SiO2-Al2O3以避免灰尘的进入，然后在80℃进行过夜真空干燥，从而通过蒸发从中除去水分。在该干燥处理结束后，将所得SiO2-Al2O3转移至贮存容器中，然后将该容器存放在干燥器中直至使用。
此外还制备了USY。将预先制备的约100g的超稳定性Y型沸石(USY)分散到盛有200mL高纯水的500mL的烧杯中。在所得分散体中加入由TEFLON®制成的搅拌子，然后，在室温下用配备有加热板的磁力搅拌器温和搅拌数分钟。从中将水除去后，将该操作重复三次。覆盖所处理的USY以避免灰尘的进入，然后在80℃进行过夜真空干燥，从而通过蒸发从中除去水分。该干燥处理结束后，将所得USY转移至贮存容器中，然后将该容器存放在干燥器中直至使用。
然后，通过浸渍法来制备Pt/SiO2-Al2O3。分别称取25g的SiO2-Al2O3干燥粉末及按照铂金属计为1重量％的氯铂酸H3PtCl6·5.3H2O。然后，将氯铂酸溶于盛有200mL高纯水的500mL烧杯中，向所得的铂的水溶液中加入由TEFLON®制成的搅拌子，然后将铂的水溶液用磁力搅拌器进行搅拌从而使水溶液中的铂处于均匀分散状态。将准确称取的SiO2-Al2O3每次少量地缓慢加入到铂的水溶液中。用磁力搅拌器将所得到的含有SiO2-Al2O3的分散体缓慢搅拌60分钟，然后静置6小时。在用加热板加热并用玻璃棒搅拌条件下，通过蒸发来干燥固化处于浆液状态的分散体，然后将经过干燥固化的制品在100℃的烘箱放置12小时。将所得到的经过干燥固化的催化剂放置于500℃的烘箱中，并在其中煅烧4小时。
此外，类似地Pt/USY也通过浸渍法来制备。分别称取25g的USY干燥粉末及按照铂金属计为1重量％的氯铂酸H3PtCl6·5.3H2O。然后，将氯铂酸溶于盛有200mL高纯水的500mL的烧杯中，向所得的铂的水溶液中加入由TEFLON®制成的搅拌子，然后用磁力搅拌器对铂的水溶液进行搅拌从而使得水溶液中的铂处于均匀分散状态。将准确称取的USY每次少量地缓慢加入到铂的水溶液中。用磁力搅拌器将所得到的含有USY的分散体缓慢搅拌60分钟，然后静置6小时。在用加热板加热并用玻璃棒搅拌的条件下，通过蒸发来干燥固化处于浆液状态的分散体，然后经干燥固化的制品在100℃的烘箱中放置12小时。将所得到的经干燥固化的催化剂放入400℃的烘箱中，并在其中煅烧4小时。
最后，将所制备的Pt/SiO2-Al2O3和Pt/USY各称取10g，然后，将这些粉末形式的催化剂在玛瑙研钵中研磨使其彼此物理混合，从而制得Pt/SiO2-Al2O3与Pt/USY的混合催化剂。
第三催化剂(转化催化剂)：Rh-Pt/Al2O3
通过浸渍方法来制备作为第三催化剂的转化催化剂Rh-Pt/Al2O3。具体地说，分别称取如上所述作为部分氧化催化剂而制备的20克Rh/Al2O3粉末及按照铂金属计为1重量％的氯铂酸H3PtCl6·5.3H2O。然后，将氯铂酸溶于盛有200mL高纯水的500mL烧杯中，向所得的铂的水溶液中加入由TEFLON®制成的搅拌子，然后用磁力搅拌器对铂的水溶液进行搅拌从而使得水溶液中的铂处于均匀分散状态。将准确称取的Rh/Al2O3每次少量地缓慢加入到铂的水溶液中。用磁力搅拌器将所得到的含有Rh/Al2O3的分散体缓慢搅拌60分钟，然后静置6小时。在用加热板加热并用玻璃棒搅拌的条件下，通过蒸发来干燥固化处于浆液状态的分散体，然后将经干燥固化的制品在100℃的烘箱中放置12小时。将所得到的经干燥固化的催化剂放入500℃的烘箱中，并在其中煅烧4小时。
柴油燃料的转化
如上所述，可以通过使用作为部分氧化催化剂的Rh/Al2O3、作为裂解催化剂的Pt/SiO2-Al2O3与Pt/USY(含铂的高稳定性Y型沸石)的混合物和作为转化催化剂的Rh-Pt/Al2O3、并利用如图3所示的制备氢气的装置10来处理柴油燃料。转化反应装置中所使用的催化剂和转化反应的要点如图4所示。转化反应在如下条件下进行：相对于催化剂的液体时空间速度(LHSV)为0.5～20、蒸汽与柴油燃料的摩尔比例即蒸汽(mol)/碳(mol)的比例为0～5、反应温度为500℃～1000℃。而且，在对所产生的气体进行分析时，只要是涉及有机化合物，均可使用配备有氢火焰离子检测器(FID)的气相色谱(GC)(商标：GC-390B，Unipack S；购自GL Science)，并且在涉及H2时，则采用配备有热导检测器(TCD)的气相色谱(GC)(商标：GC-390B，MS-5A；购自Shimadzu)。
利用根据本发明的制备氢气的装置10而得到的氢气产率如表1所示。在常规普通工艺中在催化剂单独使用的情况下，以及在本发明的制备氢气的方法中三种催化剂以复合状态使用的情况下，随着反应温度的升高，氢气产率也大大提高。在常规的普通工艺中，当LHSV为1且蒸汽/碳比例也为1时，在反应温度为623℃或更低时只能得到较低的氢气产率。而且，即使在升高反应温度的条件下，例如达到923℃，氢气产率也仅为63.4％。与此相比，利用根据本发明的制备氢气的方法，即使当反应温度为623℃时，氢气产率也可为67.2％，是常规的普通工艺中所得氢气产率的7倍。而且，当反应温度升高到723℃时，氢气的产率增大到88.5％。从这些结果可以证实，通过本发明的制备氢气的方法，即，通过允许彼此具有不同功能的三种催化剂在复合状态下对柴油燃料进行转化，同时通过对转化反应进行控制，可以在比常规方法更低的温度下高效地制备氢气。
                                表1
    催化剂   反应温度(℃)    氢气产率(％)
普通工艺 Rh-Pt/Al2O3        523623723773923        4.89.949.860.563.4
本发明工艺     Rh/Al2O3+Pt/USYPt/SiO2-Al2O3+Rh-Pt/Al2O3 523623723 27.367.288.5
                       LHSV＝1，蒸汽/碳＝1
此外，当使用本发明的制备氢气的装置，在LHSV为1且蒸汽/碳比例为1的条件下将反应温度设定为623℃时，氢气产率可以在66.3％～70.8％连续保持10小时。鉴于这些结果，可以肯定根据本发明的制备氢气的方法可以在连续稳定的方式下长时间地运行。

Claims (6)

1.由柴油燃料制备氢气的方法，该方法包括下列步骤：
部分氧化步骤，通过使用第一催化剂对部分柴油燃料进行部分氧化以产生氢气和热量；
裂解步骤，通过使用第二催化剂、所产生的氢气和热量对未被部分氧化的其余部分的柴油燃料进行裂解以产生比柴油燃料中所含有的烃具有更小分子量的烃；和
转化步骤，通过使用第三催化剂使所述具有更小分子量的烃进行转化反应，以转化所述具有更小分子量的烃来产生氢气。
2.如权利要求1所述的制备氢气的方法，其中转化步骤中的转化反应是通过选自蒸汽转化法、部分氧化法和自热转化法中的至少一种工艺进行的，所述自热转化法是蒸汽转化法和部分氧化法的结合。
3.如权利要求1或2所述的制备氢气的方法，其中部分氧化步骤、裂解步骤和转化步骤在空气、氧气和蒸汽的气氛中进行。
4.如权利要求1～3任一项所述的制备氢气的方法，其中部分氧化步骤、裂解步骤和转化步骤是连续进行的。
5.由柴油燃料制备氢气的装置，该装置包括：
部分氧化单元，该单元通过使用第一催化剂对部分柴油燃料进行部分氧化以产生氢气和热量；
裂解单元，该单元通过使用第二催化剂、所产生的氢气和热量对未被部分氧化的其余部分的柴油燃料进行裂解以产生比柴油燃料中所含有的烃具有更小分子量的烃；和
转化单元，该单元通过使用第三催化剂对所述具有更小分子量的烃进行转化反应以产生氢气。
6.由柴油燃料制备汽油的方法，该方法包括下列步骤：
通过使用第一催化剂对部分柴油燃料进行部分氧化以产生氢气和热量；
通过使用第二催化剂、所产生的氢气和热量对未被部分氧化的其余部分的柴油燃料进行裂解以产生比柴油燃料中所含有的烃具有更小分子量的烃。
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