MX2012010052A - Metodo para producir hidrogeno destinado a su almacenamiento y transporte. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un método para producir hidrógeno enfocado a almacenamiento y transporte, por medio del cual, el hidrógeno para almacenamiento y transporte necesario para realizar sin problemas un método de hidruro químico orgánico se pueda producir industrial y eficientemente a bajo costo; el método es un método para producir hidrógeno enfocado a almacenamiento y transporte en un método de hidruro químico orgánico, en el que: el proceso de hidrogenación de un compuesto aromático usa, como una fuente de hidrógeno para la reacción del compuesto aromático, se produce un gas de reacción por medio de una reacción de reformación y se ajusta una concentración de hidrógeno de 30 a 70% en volumen por una reacción de desplazamiento; y se separa un compuesto aromático hidrogenado de una mezcla de reacción obtenida en el proceso de hidrogenación, al que le sigue una purificación.

Description

MÉTODO PARA PRODUCIR HIDRÓGENO DESTINADO A SU ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un método para producción de hidrógeno enfocado a almacenamiento y transporte que tiene una forma que es apropiada para almacenamiento y transporte, en particular, con un método para producción de hidrógeno enfocado a almacenamiento y transporte con un compuesto aromático hidrogenado (hidruro químico orgánico) producido de manera eficiente a un bajo costo en el método de hidruro químico orgánico, el compuesto aromático hidrogenado sirve como un vehículo de hidrógeno adecuado para almacenamiento masivo de hidrógeno y/o transporte de larga distancia de hidrógeno.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En años recientes, el control de emisión de dióxido de carbono, el cual es un gas de efecto invernadero, ha estado ganando ímpetu. Como un resultado, se ha progresado al desarrollar y aplicar prácticamente tecnologías de aplicación de energía de hidrógeno, las cuales se usan para celdas de combustible estacionario, vehículos de hidrógeno, vehículos de celdas de combustible y similares. Se han desarrollado intensamente tecnologías para almacenamiento y transporte de hidrógeno para suministrar hidrógeno como un combustible para las celdas de combustible estacionario, vehículos de hidrógeno, vehículos de celdas de combustible y similares. Además, el desarrollo de una estación de hidrógeno como infraestructura para suministrar hidrógeno a vehículos de hidrógeno y vehículos de celda de combustible ha alcanzado su etapa de demostración.

Además, la estación de hidrógeno incluye una estación de hidrógeno de tipo en sitio en la que el hidrógeno se produce internamente en el área de estación y un tipo fuera del sitio para la que se transporta el hidrógeno producido por fuera. La primera, la estación de hidrógeno en sitio, implica un problema en el que se produce una gran cantidad de monóxido de carbono (CO) como un subproducto en la producción de hidrógeno y, eventualmente, es inevitable despedir una cantidad considerable de dióxido de carbono (C02). De ese modo, la estación de hidrógeno fuera del sitio la corriente principal en la actualidad.

Para la estación de hidrógeno fuera del sitio es necesario transportar el hidrógeno producido fuera de la estación de hidrógeno. Existen ya conocidos: el método para almacenar y/o transportar hidrógeno como hidrógeno comprimido o hidrógeno líquido (por ejemplo, véase PTL (Documento de Patente) No. 1 (JP 4279546 B)) y el llamado método de hidruro químico orgánico, el método que implica hidrogenar un compuesto aromático tal como un tolueno con hidrógeno para almacenar, de esa manera, se convierte el compuesto en un compuesto aromático hidrogenado tal como metilciclohexano (MCH), y después almacenar y/o transportar el compuesto aromático hidrogenado como un químico en estado líquido a temperatura ambiente a presión atmosférica. En particular, este último, el método de hidruro químico orgánico está llamando la atención porque el método no incluye un riesgo potencial atribuido a presión ultra alta o a una temperatura extremadamente baja, a diferencia del primero.

Por ejemplo, "Hydrogen Energy State-of-the-Art Technology" (supervisada por Tokio Ohta), NTS Inc. (1995) introduce que el método de hidruro químico orgánico se discutió como un método de MCH capaz de transportar hidrógeno como metilciclohexano obtenido por hidrogenación de tolueno en el proyecto Euro-Quebec para producir hidrógeno al utilizar electricidad generada por abundante energía hidráulica en Canadá y transportar el hidrógeno a Europa a través del Océano Atlántico.

Además, PTL No. 2 (JP 2002-134, 141 A) propone un sistema de almacenamiento y suministro de hidrógeno para almacenar o suministrar hidrógeno al utilizar una reacción de hidrogenación para un vehículo de almacenamiento de hidrógeno orgánico líquido y una reacción de deshidrogenación de un vehículo de suministro de hidrógeno orgánico líquido por medio de un catalizador soportado con metal, el sistema de almacenamiento y suministro de hidrógeno incluye una parte de almacenaje del vehículo de almacenamiento de hidrógeno para almacenar un vehículo de almacenamiento de hidrógeno orgánico líquido tal como tolueno, una parte de almacenaje del vehículo de suministro de hidrógeno para almacenar un vehículo de suministro de hidrógeno orgánico líquido /compuesto aromático hidrogenado( tal como metilciclohexano, un recipiente de reacción que tiene un catalizador soportado con metal para conducir una reacción de hidrogenación al vehículo de almacenaje de hidrógeno orgánico líquido y una reacción de deshidrogenación del vehículo de suministro de hidrógeno orgánico líquido, medio de suministro para suministrar el vehículo de almacenamiento de hidrógeno orgánico líquido o el vehículo de suministro de hidrógeno orgánico líquido de la anteriormente mencionada parte de almacenaje del vehículo de almacenamiento de hidrógeno o la anteriormente mencionada parte de almacenamiento del vehículo de suministro de hidrógeno al anteriormente mencionado recipiente de reacción como es requerido, y un separador de hidrógeno para separar hidrógeno generado en el anteriormente mencionado recipiente de reacción.

Además, PTL No. 3 (JP 2007-269,522 A) propone un sistema de almacenamiento-transporte de hidrógeno mediante un método de hidruro químico orgánico, que incluye un sistema de almacenamiento de hidrógeno para almacenar hidrógeno como un compuesto aromático hidrogenado, un sistema de suministro de hidrógeno para producir hidrógeno y un compuesto aromático por medio de una reacción de deshidrogenación, un medio para transportar el compuesto aromático hidrogenado del sistema de almacenamiento de hidrógeno al sistema de suministro de hidrógeno, y un medio de transporte del compuesto aromático recuperado para transportar el compuesto aromático del sistema de suministro de hidrógeno al sistema de almacenamiento de hidrógeno, el sistema de almacenamiento-transporte está equipado internamente con un aparato de remoción de inhibidor de reacción para remover inhibidores de reacción que son sustancias tóxicas para un catalizador de deshidrogenación y/o un catalizador de hidrogenación que tiene alta eficiencia de almacenamiento de hidrógeno y que es capaz de lograr fácilmente el almacenamiento y transporte de energía de hidrógeno por medio de un método de hidruro químico orgánico (método OCH) con el solo simple proceso.

Por cierto, se consideran muchas fuentes de suministro de hidrógeno que incluyen: un proceso de electrólisis de agua, un proceso de gasificación de carbón e hidrógeno como subproducto en refinerías. Sin embargo, en la actualidad, la corriente principal de la producción de hidrógeno está provista desde una planta refinadora de petróleo para suministrar una gran cantidad de hidrógeno necesario para descomposición de hidrogenación para refinación de petróleo y desulfuración de hidrogenación de aceite pesado. En el proceso para producción de hidrógeno, las reacciones de reformación tal como una reacción de reformación de vapor, una reacción de reformación de oxidación automática, y una reacción de reformación de oxidación parcial, se emplean al usar una nafta o gas natural como una carga de alimentación.

Además, cuando se produce hidrógeno por medio de aquellas reacciones de reformación, un gas de síntesis producido por las reacciones de reformación incluye una gran cantidad de monóxido de carbono. De este modo, se purifica el gas de síntesis se purifica al causar que el monóxido de carbono (CO) reaccione con vapor de agua (H2O), de esa manera, se convierten en dióxido de carbono (CO2) e hidrógeno (H2) (reacción de desplazamiento), posteriormente, sometiendo un gas de síntesis rico en hidrógeno obtenido después de la reacción de desplazamiento a tratamiento de remoción de gas ácido, de esa forma, se reduce el contenido de dióxido de carbono de aproximadamente 0.1 a 0.5% en volumen, luego convierte una pequeña cantidad de monóxido de carbono remanente en metano (CH4)en presencia de un catalizador de hidrogenación, y realizar un tratamiento de enfriamiento si es necesario para, de esa forma, remover el metano subproducto. Alternativamente, en años recientes, han habido muchos casos en los que la purificación de hidrógeno se realiza al remover un gas ácido, monóxido de carbono, y metano de un gas después de la reacción de desplazamiento con un aparato de absorción oscilante de presión (PSA, por sus siglas en inglés) y el hidrógeno resultante se comercializa como hidrógeno de pureza alta (99% en volumen o más).

Además, Petrochemistry Process, NPTL (documento no de patente) No. 1 (Japan Petroleum Institute (ed.), pp. 57-67 (1998)) introduce que los procesos de reacción de reformación, además de un proceso de reformación de vapor, de un proceso de oxidación parcial en el que se suministra calor de reacción por una parte de combustión de hidrocarburo como un material con oxígeno y un proceso de reformación autotérmico en el que la reacción se realiza en un recipiente de reacción al combinar la oxidación parcial y la reformación de vapor, y aquellos procesos son capaces de cumplir la demanda de un aparato más grande y de cumplir la demanda de protección ambiental, en comparación con los procesos convencionales de reformación de vapor. Se describe además que también se ha progresado en desarrollar un proceso en el que no se use una unidad de separación de aire y se use aire en lugar de oxígeno puro, sin embargo, cuando se separa el nitrógeno de un gas después de una reacción, es necesario tratar un gas de síntesis acompañante.

Por otro lado, el Process Handbook, NTPL No. 2 (el Japan Petroleum Institute (ed.), p. 141 (1986)) introduce procesos de hidrogenación de compuestos aromáticos que se pueden usar en el método de hidruro químico orgánico. En el proceso, la reacción de hidrogenación se lleva a cabo en presencia de un catalizador de hidrogenación para convertir un compuesto aromático tal como tolueno a un compuesto aromático hidrogenado tal como metilciclohexano, la cantidad de generación de calor derivada de la reacción de hidrogenación es grande, y por ello se trabajan varios métodos para remover calor. Uno de los métodos implica diluir previamente hidrógeno con un gas inerte tal como nitrógeno para que la concentración de hidrógeno sea limitada, de aproximadamente 70% en peso o menos y luego someter el gas mixto resultante a la reacción. De este modo, se considera que la remoción eficiente de calor permite realizar la reacción a temperaturas relativamente bajas en las que se producen menos subproductos. Sin embargo, una gran cantidad de nitrógeno es necesario para el proceso de hidrogenación a gran escala, y cuando el nitrógeno excesivo no está disponible, se requiere un aparato para producir nitrógeno provisto junto con un aparato de reacción de hidrogenación.

Lista de documentos de la técnica anterior Documentos de patente (PTL) [PTL No. 1 ] JP 4.279.546 B [PTL No. 2] JP 2002-134,141 A [PTL No. 3] JP 2007-269,522 A Documentos no-patente (N PTL) [NPTL No. 1 ] el Japan Petroleum Institute (ed.), pp. 57-67 (1998) [NPTL No. 2] el Japan Petroleum Institute (ed.), p. 141 (1986) BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En vista de lo anterior, los inventores de la presente invención lo consideraron como un aspecto para encontrar una forma para producir, industrialmente y eficientemente a bajo costo, hidrógeno para almacenamiento y transporte que sea necesario para realizar sin problemas un método de hidruro químico, para utilizar efectivamente energía de hidrógeno necesario para la reducción de emisión de dióxido de carbono, lo cual es un aspecto general. Los inventores han examinado totalmente y estudiado intensivamente un proceso de reacción en un proceso de producción de hidrógeno para producir hidrógeno que se usa para una reacción de reformación en un proceso de hidrogenación para producir, al realizar una reacción de hidrogenación de un compuesto aromático, hidrógeno para almacenamiento y transporte que esté conformado de un compuesto aromático hidrogenado. Como resultado, los inventores han encontrado, contrario a las expectativas, que la introducción de hidrógeno producido por una reacción de reformación a un proceso de hidrogenación de un compuesto aromático sin purificar por completo el hidrógeno, puede omitir un proceso de remoción de gas ácido y un proceso de purificación de hidrógeno al usar un aparato de PSA, ambos necesarios para producir hidrógeno, un proceso de producción de oxígeno también se puede omitir en caso de una reacción de reformación de oxidación automática y una reacción de reformación de oxidación parcial, y también se puede omitir un proceso de producción de nitrógeno usando un aparato para producir nitrógeno en el proceso de hidrogenación de un compuesto aromático en el método de hidruro químico. Como resultado, se ha completado la presente invención.

De esta manera, la presente invención proporciona un método que produce hidrógeno enfocado a almacenamiento y transporte, por medio del cual el hidrógeno para almacenamiento y transporte que es necesario para realizar sin problemas un método de hidruro químico orgánico se pueda producir industrial y eficientemente a un costo bajo.

Es decir, la presente invención proporciona un método para producir hidrógeno para almacenamiento y transporte en un método de hidruro químico orgánico, que comprende: producir un compuesto aromático hidrogenado en un proceso de hidrogenación en el que una reacción de hidrogenación de un compuesto aromático se lleva a cabo den presencia de un catalizador de hidrogenación; almacenar y/o transportar el compuesto aromático hidrogenado resultante como hidrógeno para almacenamiento y transporte; realizar una reacción de deshidrogenación del compuesto aromático hidrogenado en presencia de un catalizador de deshidrogenación, de ese modo, produciendo hidrógeno; y usar el hidrógeno resultante para aplicación, en la que: el proceso de hidrogenación del compuesto aromático usa como una fuente de hidrógeno para la reacción del compuesto aromático un gas de reacción que se produce por una reacción de reformación y se ajusta a una concentración de hidrógeno de 30 a 70% en volumen por medio de una reacción de desplazamiento se hace reaccionar con el compuesto aromático y el compuesto aromático hidrogenado se separa de una mezcla de reacción.

En la presente invención, la reacción de reformación para producir el gas de reacción en el proceso de hidrogenación no está particularmente limitada. Ejemplos de la reacción de reformación incluyen de preferencia una reacción de reformación de vapor conocida como un método para producir un gas de síntesis en refinerías y similares, una reacción de reformación de oxidación y una reacción de reformación de oxidación parcial.

Aquí, el término "reacción de reformación de vapor" se refiere a una reacción para producir un gas de síntesis que contiene de 40 a 70% en volumen de hidrógeno, de 40 a 70% en volumen de monóxido de carbono, de 1 a 20 % en volumen de dióxido de carbono y de 1 a 30% en volumen de agua al causar que vapor de agua reaccione con un gas natural y/o hidrocarburos tales como nafta, LPG, o un gas asociado producido como un subproducto cuando se produce un gas natural.

Además la reacción de reformación de oxidación parcial y la reacción de reformación de oxidación automática son cada una, una reacción para producir gas de síntesis que contiene de 40 a 70% en volumen de hidrógeno, de 40 a 70% en volumen de monóxido de carbón, de 1 a 20% en volumen de dióxido de carbono y de 1 a 30% en volumen de agua al causar que el oxigeno reaccione con un gas natural y/o con un gas asociado producido como un subproducto cuando se produce un gas natural y, de preferencia, son cada uno la reacción para producir el gas de síntesis que contiene de 40 a 70% en volumen de hidrógeno, de 40 a 70% en volumen de monóxido de carbono, de 1 a 20% en volumen de dióxido de carbono, de 1 a 30% de volumen de agua y de 1 a 40% en volumen de nitrógeno al usar aire como una fuente de oxígeno para reacción.

Las condiciones de reacción en la reacción de reformación pueden ser las mismas condiciones que aquellas en reacciones convencionales de reformación y las instalaciones equipadas en refinerías y similares se pueden usar sin ninguna modificación.

Después, el gas de síntesis obtenido por la reacción de reformación se introduce al convertidor de CO, en el que el gas de síntesis se somete a la reacción de desplazamiento para causar que el monóxido de carbono (CO) en el gas de síntesis reaccione con vapor de agua (H20), de esta manera, los convierte en hidrógeno (H2) y dióxido de carbono (C02). Aquí, los gases de síntesis derivados de varios tipos de reacciones de reformación, se someten cada uno, en general, a la reacción de desplazamiento bajo condición de reacción de dos pasos que incluyen una condición de temperatura alta (350 a 450X en presencia de un catalizador basado en Fe203-Cr203) y una condición de temperatura baja (200 a 300°C en presencia de un catalizador basado en CuO-Cr2C>3), de esa forma se produce un gas de síntesis rico en hidrógeno que contiene de 50 a 70% en volumen de hidrógeno, de 30 a 50% en volumen de dióxido de carbono, de 1 a 20% en volumen de agua y de 1 a 10 % en volumen de monóxido de carbono remanente.

El gas que se vuelve rico en hidrógeno después de la reacción de desplazamiento necesita tener una concentración de hidrógeno de al menos 30% en volumen o más y 70% en volumen o menos, de preferencia 50% en volumen o más y 70% en volumen o menos. Como resultado, el gas rico en hidrógeno se puede usar como un gas de reacción para una fuente de hidrógeno sin cualquier tratamiento adicional en el proceso de hidrogenación de un compuesto aromático en el método de hidruro químico orgánico. Cuando el gas de reacción tiene una concentración de hidrógeno menor a 30% en volumen, la relación de un gas de dilución se vuelve más grande, lo que causa el problema en el que el recipiente de reacción se vuelve más grande de lo necesario. Por el contrario, cuando el gas de reacción tiene una concentración de hidrógeno mayor a 70% en volumen, la relación de un gas de dilución se vuelve más grande, lo que causa el problema en el que es difícil obtener un efecto de dilución.

Después, en la presente invención, el gas de reacción conformado por un gas de síntesis con una concentración de hidrógeno de 30 a 70% en volumen por la reacción de desplazamiento se introduce directamente al proceso de hidrogenación de un compuesto aromático en el método de hidruro químico orgánico sin purificación de hidrógeno o producción de nitrógeno. En el proceso de hidrogenación, la reacción de hidrogenación de un compuesto aromático se realiza en presencia de un catalizador de hidrogenación, de esa forma, se convierte el compuesto aromático en un compuesto aromático hidrogenado que sirve como hidrógeno para almacenamiento y transportación, y al mismo tiempo se lleva a cabo una reacción de metanación del monóxido de carbono remanente dejado en el gas de reacción.

En la reacción de hidrogenación del compuesto aromático, el compuesto aromático es hidrogenado en presencia de un catalizador de hidrogenación al usar el gas de reacción como una fuente de hidrógeno bajo condiciones de una temperatura de reacción de 150°C o mayor y 250°C o menor, de preferencia 160°C o mayor y 220X o menor y una presión de reacción de 0.1 MP o mayor y 5 MP o menor, de preferencia 0.5 MP o mayor y 3 MP o menor, de esa manera se convierte el compuesto aromático en un compuesto aromático hidrogenado. Además, en la reacción de metanación que ocurre de manera simultánea, el monóxido de carbono en el gas de reacción se convierte en metano.

En la presente invención, es posible usar benceno, tolueno, xileno, naftaleno, metilnaftaleno, antraceno o similares como un compuesto aromático para usar en el proceso de hidrogenación. El tolueno es preferido desde el punto de vista en el que el tolueno tiene un rango amplio desde el punto de fusión al punto de ebullición en el que su fase líquida se puede mantener sin usar un solvente en cualquier ambiente general. Además, es posible usar como un catalizador de hidrogenación, un catalizador producido al causar un soporte tal como alumina, sílice, sílice-alúmina para soportar un metal activo tal como platino, níquel, paladio, rodio, iridio o rutenio. Se prefiere níquel o un óxido de níquel en el que el níquel sirve como un metal activo, desde el punto de vista de selectividad de reacciones.

El gas productor de reacción obtenido en el proceso de hidrogenación del compuesto aromático es, posteriormente, enfriado a 70°C o menos, de preferencia 40°C o menos, y se somete a separación de aire-líquido para remover el dióxido de carbono. El agua también se separa y remueve y se recupera un compuesto aromático hidrógeno como el hidruro químico orgánico para el vehículo de hidrógeno para almacenamiento y transporte que se comercializa.

De acuerdo con el método para producir hidrógeno para almacenamiento y transporte de la presente invención, el hidrógeno para almacenamiento y transporte que es necesario para realizar sin problemas un método de hidruro químico orgánico se pueda producir industrial y eficientemente a un costo bajo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS En los dibujos anexos: La figura 1 es un diagrama explicativo que ¡lustra un flujo de proceso de un método para producir hidrógeno para almacenamiento y transporte de acuerdo con una primera modalidad de la presente invención en caso en que se adopta una reacción de reformación de vapor como una reacción de reformación; y la figura 2 es un diagrama explicativo que ilustra un flujo de proceso de un método para producir hidrógeno para almacenamiento y transporte de acuerdo con una segunda modalidad de la presente invención en caso en que se adopta una reacción de reformación de oxidación parcial como una reacción de reformación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN De aquí en adelante, las modalidades de la presente invención se describen específicamente de acuerdo con los flujos de proceso ilustrados en las figuras anexas.

Primera modalidad La figura 1 ilustra un flujo de profeso del caso en el que se adopta una reacción de reformación de vapor como la reacción de reformación de acuerdo con la primera modalidad de la presente invención.

En el flujo de proceso de la figura 1 , las condiciones de reacción de una reacción de reformación en el proceso se establecieron a 900X y 2.15 MPaG, las condiciones de reacción de una reacción de desplazamiento en el proceso de cambio se establecieron a 250°C y 2.0 MPaG, y además, las condiciones de reacción de una reacción de hidrogenación en el proceso de hidrogenación se establecieron a 250°C y 1.9 MPaG. Luego se lleva a cabo una simulación de balance de masa en cada punto dentro del flujo de proceso. Los resultados se muestran en el cuadro 1 descrito a continuación.

CUADRO 1 Segunda modalidad La figura 2 ilustra un flujo de profeso del caso en el que se adopta una reacción de reformación de oxidación parcial como reacción de reformación de acuerdo con la segunda modalidad de la presente invención.

En el flujo de proceso de la figura 1 , las condiciones de reacción de una reacción de reformación en el proceso de reformación se establecieron a 1 ,050°C y 2.15 MPaG, las condiciones de reacción de una reacción de desplazamiento en el proceso de cambio se establecieron a 250°C y 2.0 MPaG, y además, las condiciones de reacción de una reacción de hidrogenación en el proceso de hidrogenación se establecieron a 250°C y 1.9 MPaG. Luego se llevó a cabo una simulación de balance de masa en cada punto dentro del flujo de proceso. Los resultados se muestran en el cuadro 2 descrito a continuación.

CUADRO 2 Los resultados de la simulación del balance de masa de acuerdo con la primera modalidad y aquella de acuerdo con la segunda modalidad mostrada en el cuadro 1 y cuadro 2 anteriores, respectivamente, indican que cada uno de los gases de síntesis ricos en hidrógeno se producen por una reacción de desplazamiento, se pueden usar como gases de reacción para una fuente de hidrógeno que se usa en la reacción de hidrogenación de un compuesto aromático en un proceso de hidrogenación.

EJEMPLOS EJEMPLO 1 Para verificar los resultados de la simulación de la primera modalidad, se usó un material simulado que tiene la composición mostrada en la corriente No. 5 de la figura 1 y corriente No. 5 en el concepto "No. de corriente" en el cuadro 1 (5 en un círculo en la figura 1 y cuadro 1 ) para llevar a cabo una prueba de reacción de hidrogenación. Se usó un catalizador comercialmente disponible de sílice-alúmina soportado con Ni como catalizador para una reacción de hidrogenación. Se llenó un tubo de reacción con 10 ce del catalizador en un probador de reacción de tipo flujo. La presión del tubo de reacción se elevó a 2.0 MPa bajo flujo de hidrógeno. Además, la temperatura de una capa de catalizador se elevó a 400°C y se mantuvo este estado durante 3 horas para llevar a cabo la reducción preliminar del catalizador. Luego, la temperatura de la capa del catalizador se redujo a 220°C bajo flujo de nitrógeno y el nitrógeno se reemplazó por un gas de material simulado. En este punto, el gas de material simulado que tuvo una composición de 67% de hidrógeno, 1.0% de monóxido de carbono, 17.0% de dióxido de carbono y 15% de agua se suministró a un recipiente de reacción. Adicionalmente, se suministró tolueno en una cantidad equivalente a un tercio de la cantidad de hidrógeno en el gas de material simulado para llevar a cabo una reacción de hidrogenación.

Al transcurrir 5 horas después del inicio de la reacción, una fracción en la salida del tubo de reacción se separó en un gas y un líquido. Después de eso, se sometió una muestra de fase gaseosa y una muestra de fase líquida a un análisis por cromatografía de gas y se midió el contenido de agua de la muestra de fase líquida. La composición de la fracción en la salida del tubo de reacción se determinó para ser 5.5 % de hidrógeno, menor que 0.1 % de monóxido de carbono, 31.1 % de dióxido de carbono, 2.7% de metano, 14.8% de agua, 0.7% de tolueno y 32.2% de MCH. A partir del resultado, se descubrió que el dióxido de carbono y el agua eran inertes bajo condiciones de la reacción de hidrogenación de tolueno en presencia de un catalizador de níquel y se convirtió el monóxido de carbono en metano por medio de una reacción de metanación. Además, se descubrió que el porcentaje de conversión hidrógeno fue de aproximadamente 96% y se pudo llevar a cabo una buena reacción aproximadamente que concuerda con el resultado de la simulación de acuerdo con la primera modalidad.

EJEMPLO 2 En seguida, para verificar los resultados de la simulación de la segunda modalidad, se realizó la misma prueba de reacción de hidrogenación que en el ejemplo 1 , se usó un material simulado que tiene la composición mostrada en la corriente No. 6 de la figura 2 y No. de corriente 6 en el concepto "No. de corriente" en el cuadro 2 (6 en un círculo en la figura 2 y cuadro 2). El gas de material simulado que tuvo una composición de 38.0% de hidrógeno, 1 .0% de monóxido de carbono, 14.0% de dióxido de carbono, 30.0% de nitrógeno y 17% de agua, se suministró a un recipiente de reacción. Al haber transcurrido 5 horas después del inicio de la reacción, se determinó la composición de la fracción en la salida del tubo de reacción de la misma forma que en el ejemplo 1 para que fuera 2.6 % de hidrógeno, menos de 0.1 % de monóxido de carbono, 18.4% de dióxido de carbono, 2.6% de metano, 39.4% de nitrógeno, 22.3% de agua, 0.7% de tolueno y 14.0 de MCH. A partir de los resultados, se descubrió que el porcentaje de conversión de hidrógeno fue de aproximadamente 95% y se pudo llevar a cabo una buena reacción aproximadamente que concuerda con el resultado de la simulación de acuerdo con la primera modalidad.

Claims (6)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un método para producir hidrógeno para almacenamiento y transporte por medio de un método de hidruro químico orgánico que comprende: producir un compuesto aromático en un proceso de hidrogenación en el que se lleva a cabo una reacción de hidrogenación de un compuesto aromático en presencia de un catalizador de hidrogenación; almacenar y/o transportar el compuesto aromático hidrogenado resultante como un vehículo de hidrógeno para almacenamiento y transporte; llevar a cabo una reacción de deshidrogenación del compuesto aromático hidrogenado en presencia de un catalizador de deshidrogenación, de esa forma producir hidrógeno; y usar el hidrógeno resultante en el mercado como energía limpia o materias primas, en donde: como una fuente de hidrógeno para una reacción del compuesto aromático, el proceso de hidrogenación del compuesto aromático usa un gas de reacción producido por una reacción de reformación y ajustado una concentración de hidrógeno de 30 a 70% en volumen por medio de una reacción de desplazamiento; y el compuesto aromático hidrogenado se separa de una mezcla de reacción obtenida en el proceso de hidrogenación, al que le sigue una purificación.

2 - El método para producir hidrógeno enfocado a almacenamiento y transporte de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la reacción de reformación es una de: reacción de reformación de vapor, reacción de reformación de oxidación automática y una reacción de reformación de oxidación parcial.

3. - El método para producir hidrógeno enfocado a almacenamiento y transporte de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado además porque una fuente de oxígeno para reacción usada en una de: la reacción de reformación de oxidación automática y la reacción de reformación de oxidación parcial, es aire.

4. - El método para producir hidrógeno enfocado a almacenamiento y transporte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque en el proceso de hidrogenación se lleva a cabo una reacción de metanación de monóxido de carbono remanente en el gas de reacción de forma simultánea con la reacción de hidrogenación del compuesto aromático.

5.- El método para producir hidrógeno enfocado a almacenamiento y transporte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque el compuesto aromático comprende tolueno y el compuesto aromático hidrogenado que sirve como un vehículo de hidrógeno enfocado a almacenamiento y transporte, comprende metilciclohexano.

6.- El método para producir hidrógeno enfocado a almacenamiento y transporte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque el catalizador de hidrogenación usado en el proceso de hidrogenación del compuesto aromático es uno de: níquel y un óxido de níquel.