專利名稱：：用于生產(chǎn)氫的方法用于生產(chǎn)氫的方法本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)氫的燃料和方法。特別地，本發(fā)明涉及燃料混合物，當其與催化劑一起應用時通過自熱重整產(chǎn)生富含氫的氣體。發(fā)明背景氫(H2)的生產(chǎn)是非常重要的過程。它用于油的精煉、精細化學品的生產(chǎn)、和能量的應用。生產(chǎn)氫的一種方法是蒸汽重整法，其中在高溫下烴與蒸汽催化反應以產(chǎn)生氫和碳氧化物。這是最普遍的生產(chǎn)氫、或氫和碳氧化物混合物的方法。目前，天然氣是相對其他烴例如石腦油、LPG、煉廠氣占統(tǒng)治地位的烴原料。在管式爐中的催化蒸汽重整過程由BASF發(fā)明，并且在20世紀30年代早期在美國應用。主要目的是用天然氣生產(chǎn)氫用于加氬作用并且用以合成氨。該方法開始在低壓(0.4-lMPa)和近800。C下實施，并且隨后使用較高的壓力(最高4MPa)和溫度(最高950°C)。蒸汽重整的特別類型是自熱重整，并且也稱為催化部分氧化。這種方法不同于催化蒸汽重整的地方在于通過原料與氧或空氣的部分內(nèi)部燃燒提供熱量，而不是從外來熱源提供。這種方法的變形，使用空氣作為氧化劑，被開發(fā)用于氨合成，并且最近，基于氧的氣化已經(jīng)引入到甲醇的合成中。發(fā)明詳述方法。本發(fā)明包括在引發(fā)劑存在下氧化物與氧化劑的混合。在一個實施方案中，氧化物選自醇、二元醇、三元醇、醚、酮、二酮、酯、碳酸酯、碳酸氫酯(dicarbonate)、草酸酯、糖、和其混合物。在另外的實施方案中，氧化劑選自過氧化氫、有機過氧化物、氫過氧化物、和其混合物。在優(yōu)選的實施方案中，引發(fā)劑包括催化劑。在優(yōu)選的實施方案中，該方法包括氧化物和過氧化氬的混合物流過引發(fā)劑。優(yōu)選的引發(fā)劑是包括用于分解過氧化氫的第一催化劑和用于催化自熱重整氧化物的第二催化劑的催化劑混合物。本發(fā)明的一個方面是用于從氧化物和氧化劑的燃料混合物中產(chǎn)生氫的裝置。在一個實施方案中，該裝置包括用于放置催化劑床和具有用于流入燃料的入口和用于引導富含氫氣的產(chǎn)物料流的出口的外殼。在一個實施方案中催化劑床包括用于分解氧化劑的第一催化劑和用于重整氧化物的第二催化劑的催化劑的混合物。本發(fā)明的另外一個方面是用于產(chǎn)生氫的液體燃料。該液體燃料包括有機化合物和氧化劑。在一個實施方案中有機化合物是氧化物并且優(yōu)選醇，氧化劑是過氧化氫。經(jīng)過如下的詳述，對于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員本發(fā)明其它的目標、優(yōu)點和應用會變得明顯。附圖簡述圖l是用于產(chǎn)生富含氫的氣體的方法、的示意圖；圖2是描述在所希望的燃料組成中氫和氧摩爾組成的圖；圖3是用于產(chǎn)生富含氫的氣體的裝置的一個實施方案；并且圖4是用于產(chǎn)生富含氫的氣體的裝置的另外的設(shè)計。對于化學過程和能源應用的氫生產(chǎn)是非常重要的。催化蒸汽重整和自熱重整的結(jié)合是用于轉(zhuǎn)化烴成富含氫(H2)氣體的有效方法。方法和燃料利用自熱重整并且隨所需產(chǎn)生氫對于間歇過程是非常有用的。間歇氫生產(chǎn)的一種應用是用于燃料電池，其中氫需要是可變的。用于汽車應用的實例如表i所示。表l、用于汽車應用的替代燃料汽一L應用-替代燃料所需范圍300英里平均速度50mph所需的平均推進功率14千瓦電池到車輪的效率0.81存儲方式密度0.9千克/升存儲方式H2容量7重量°/。H2燃料電池性能l0.7伏燃料電池性能2600毫安/平方厘米所需的總能量373MeJ所需的總氫5.5千克存儲方式所需的質(zhì)量79千克存儲方式所需的體積88升23加侖C02減排系數(shù)2.30耗費燃料1.30$/加侖(20H202;1.35$/加侖EtOH)消費者每英里耗費0.10$/英里每英里傳統(tǒng)燃料耗費0.07S/英里本發(fā)明是用于產(chǎn)生氫的方法和燃料。該方法包括在引發(fā)劑的存在下混合氧化物和氧化劑。優(yōu)選的氧化物和氧化劑是液體，或氧化物和氧化劑的混合物在通常環(huán)境溫度例如從-40。C到50。C或這個溫度范圍的一部分下形成主要為液體混合物，特別地，從0。C到40。C。當使混合物與引發(fā)劑接觸時，氧化劑分解并且產(chǎn)生熱、氧和水。該混合物可以在引發(fā)劑接觸混合物時混合，或與混合物預混合并且隨后與引發(fā)劑接觸。得到的熱和水同時引起氧化物的蒸汽重整，根據(jù)e2HsOH+H20催化劑>2CO+4H2(式1)引發(fā)劑可以為任何用于氧化劑分解開始的手段，并且包括，但不限于，熱、化學添加劑、和催化劑。熱作為引發(fā)劑可以通過電阻加熱電線，或部分燃料燃燒提供。當與燃料混合時化學添加劑與氧化劑反應以產(chǎn)生熱和氧時，可以是適宜的引發(fā)劑。化學引發(fā)劑的實例為高錳酸鉀(KMn04)。優(yōu)選地，引發(fā)劑可以為催化劑，其中選擇催化劑以氧化劑的分解和產(chǎn)生熱和氧。使用加拿大卡爾加里市Hyprotech公司的HYSYSTM的熱力學數(shù)據(jù)，乙醇與過氧化氫的反應顯示該反應優(yōu)選的產(chǎn)生一氧化碳和氫。對于以下反應，反應的結(jié)果如表2所示C2H5OH(g)+H202(g)^^2CO(g)+3H2(g)+H20(g)(式2)表2、乙醇與過氧化氫氧化的熱力學TCAHKcalASCal/KAGKcalKLog(K)0.000-22.421108.483-52.0534.482E+04141.652100.000-20.837113.457-63.1741.008E+03737.003200.000-19.698116.182-74.6703.113E+03434.493300.000-18.941117.644-86.3698.637E+03232.936400.000-18.493118.371-98.1747.526E+03131.877500.000-18.265118.689-110.0301.274E+03131,105600.000-18.187118.786-121.卯53.276E+03030.515700.000-18.230117.741-133.7821.115E+03030.047■000-18.375118.599-145.6504.617E+02929.664卯O.OOO-18.609118.391-157.5002.206E+02929.344IOOO扁-18.922118.135-169.3261.172E+02929.069分子式分子量克/摩爾濃度重量％數(shù)量摩爾數(shù)量克體積升或毫升C2HsOH(g)46.06957.526l細46.06922.414H202(g)34.01542.474l細34.01522.414克/摩爾重量％摩爾克升或毫升CO(g)28.01069.9532扁56.02144.827H2(g)2.0167.5513扁6.04767.241H20(g)18.01522.496l扁18.01522.414這表明當使用過氧化氫作為氧化劑生產(chǎn)氫時，放出大量的能量?？梢栽趯嶒炇乙?guī)模量上進行實驗來驗證產(chǎn)生了充分的熱而不需要加入另外的熱以重整醇的混合物和水。實施例1純的乙醇與30%的過氧化氫水溶液在大氣條件下混合。該混合物用催化劑Mn02氧化。該測試包括混合2gm的純乙醇與2gm30。/。的過氧化氫。該反應放熱量大，并且產(chǎn)生大量的氣體。氣體產(chǎn)物組合物包括約30體積％的H2，約22體積％的C02，和少量的CO;并且液體產(chǎn)物組合物包括乙氧基乙酸、和2-丙醇，基于氣相色語-質(zhì)譜(GC-MS)。該方法如圖l所示。燃料包括例如乙醇與過氧化氫的混合物通過入口12進入反應器10。反應器10包括安置用于分解過氧化氫的分解催化劑的催化劑床。操作條件為大氣壓下并且從-20。C到50。C的溫度。分解反應分解過氧化氫和產(chǎn)生熱以及第一產(chǎn)物料流14，包括水和氧。產(chǎn)物料流14進入包括安置重整催化劑的第二催化劑床的第二反應器20。選擇的重整催化劑用以重整乙醇和水以形成第二產(chǎn)物料流22，其包括含氫、二氧化碳和一氧化碳的氣體。重整反應是吸熱的因此需要加入熱。分解反應的熱通過適宜的熱傳遞方式26傳到第二催化劑床。第二反應器20在大氣壓和介于200。C到1100。C的溫度下操作。任選地，第二產(chǎn)物料流22進入包括第三催化劑床的第三反應器30。第三催化劑床放置有用于實施水煤氣輪換反應的水煤氣輪換(WGS)催化劑。該WGS反應器在大氣壓和介于180。C到300。C的溫度下操作。這在第三產(chǎn)物料流32中轉(zhuǎn)化一氧化碳成二氧化碳的同時產(chǎn)生另外的氫。該方法也用于在過程中產(chǎn)生過量的熱時，任選用熱交換器34預加熱供給分解催化劑的燃料。該方法需要氧化劑，其為易于放出其氧的化合物，并且在放出氧用于進一步化學反應的過程中產(chǎn)生熱量。氧化劑包括，但不限于，過氧化氫、有機過氧化物、氬過氧化物、和其混合物。優(yōu)選地，氧化劑為液體，或者在通常環(huán)境條件下易于溶解在液體中以形成液相。優(yōu)選的氧化劑為過氧化氫、或水中的過氧化氬。當為過氧化氫在水中時，優(yōu)選的過氧化氫水溶液的濃度為低于卯重量％，更優(yōu)選的過氧化氫濃度低于50重量％。用于燃料的適宜混合物的確定包括在混合物中是否有充足的氫和氧。然而，對可能燃料混合物的初步觀察可從整體組成中分析。特別地，考察氫(H)、氧(O)、和碳(C)的比例。一種方法是通過在顯示H、O和C的總組成的三角圖上畫出燃料組成的位置。潛在的燃料和燃料的組分列于表3中并且以原子比畫在圖2上。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>組合物的一個方面是對于增加氧(o)含量，降低活性并且因此降低重整溫度；并且對于增加氫(H)含量，從重整中產(chǎn)生更多的Bb。由圖2,在有機化合物和氧化劑的混合物中優(yōu)選的氫原子濃度為在0.5原子分數(shù)到0.8原子分數(shù)范圍內(nèi)，更優(yōu)選的從0.6原子分數(shù)到0.68原子分數(shù)；并且在混合物中優(yōu)選的氧原子濃度為從0.1原子分數(shù)到0.5原子分數(shù)，更優(yōu)選的從0.15原子分數(shù)到0.35原子分數(shù)。本方法需要有機化合物。選擇的有機化合物為氧化物，即，用向烴至少加入一個氧原子而改變的烴。氧化物包括，但不限于，醇、二醇、三醇、醚、酮、二酮、酯、碳酸酯、碳酸氫酯、草酸酯、有機酸、糖、和其混合物。選擇的氧化物應為在通常環(huán)境條件下一般為液態(tài)，或在通常環(huán)境M下在液體中可以溶解以形成液體溶液的化合物?？扇艿难趸锇?，但不限于，具有12或更少碳原子的醇、具有12或更少碳原子的酮、具有12或更少碳原子的酯、具有12或更少碳原子的二醇、具有12或更少碳原子的三醇、具有12或更少碳原子的醚、具有12或更少碳原子的碳酸酯、具有l(wèi)2或更少碳原子的碳酸氫酯、具有12或更少碳原子的草酸酯、具有12或更少碳原子的有機酸、具有12或更少碳原子的糖、或其混合物。優(yōu)選地，氧化物為醇，包括具有8個或更少碳原子的二醇和三醇，和具有8個或更少碳原子的醚。氧化物優(yōu)選的實例為甲醇和乙醇。其它優(yōu)選的氧化物包括丙醇、丁醇、戊醇、己醇、二甲基醚、異丙基醚、二甲氧基曱烷、和山梨醇。氧化物和氧化劑在引發(fā)劑存在下混合以產(chǎn)生富含氫的氣體。優(yōu)選的引發(fā)劑為催化劑。該催化劑可以包括選自鈣(Ca)、鈧(Sc)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鍶(Sr)、釔(Y)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、锝(Tc)、釕(Ru)、銠(Rh)、把(Pd)、銀(Ag)、鎘(Cd)、鋇(Ba)、鑭(La)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、鴒(W)、錸(Re)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、金(Au)、和汞(Hg)中的一種或多種金屬。該催化劑可包括金屬氧化物、金屬硫化物和其它硫化合物和含金屬的溶膠。優(yōu)選的催化劑包括釩、鐵、鈷、釕、銅、鎳、錳、鉬、鉑、金、銀、鈀、銠、錸、鋨和銥中的一種或多種，更優(yōu)選的催化劑包括鐵、鈷、鎳和錳。催化劑可以沉積在載體上，用于當與氧化物或氧化劑的混合物反應時增加催化劑的表面積。適宜用作載體的物質(zhì)包括，但不限于，無機氧化物例如氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化釔、和分子篩。其它載體包括，但不限于，碳、硅、碳化物、硅藻土、和粘土。當混合氧化物和氧化劑時，必須有充足的氧化劑用于產(chǎn)生充足的熱量以加熱混合物到重整溫度，并且必須有充足的氧化物以重整并產(chǎn)生具有至少2重量。/。氫作為氫(H2)的富含氫的氣體，并且優(yōu)選地至少5重量％，并且更優(yōu)選地至少7重量％。為了得到這種氫濃度，氧化物與氧化劑的質(zhì)量比需要達到0.25到7.5。優(yōu)選地，質(zhì)量比介于0.7到3。本方法用氧化劑分解的熱和水自熱重整氧化物，并且在催化劑的存在下產(chǎn)生富含氫的氣體，即，具有至少5重量。/。氫(H2)的氣體。當氧化劑為過氧化氫時，反應非常劇烈，并且該反應可以用調(diào)節(jié)劑(moderator)或稀釋劑減輕。適宜的稀釋劑為水，其中水為至少部分在氧化劑重整中消耗的，如式1所示。水可以分別加入，或通過使用過氧化氫的水溶液與氧化劑混合。通過使用過氧化氫的水溶液，該方法使用較廉價并且易于產(chǎn)生的氧化劑。本方法可以包括多種催化劑。第一或者分解催化劑可以用于氧化劑的分解，第二或者重整催化劑可以用于氧化物的自熱重整。本方法包括氧化物和氧化劑的混合物流過第一催化劑，其中第一催化劑放熱分解氧化劑以加熱混合物。得到的混合物包括氧化物和氧，并且可能也包括氧化劑分解產(chǎn)生的蒸汽。該混合物然后流過第二催化劑，其中加熱的混合物經(jīng)過重整以產(chǎn)生富含氫的氣體。優(yōu)選地用于分解氧化劑的第一催化劑為包括至少一種選自釩、鐵、鈷、釕、銅、鎳、錳、鉬、鉑、金、銀、鈀、錸、銠、鋨和銥中的金屬的催化劑。該化合物可以為金屬的氧化物、硫化物或其它混合物。更優(yōu)選的化合物為氧化錳(Mn02)。優(yōu)選地用于重整氧化物的第二催化劑為包括至少一種選自鉻、金、鋅、銅、鉑、銀、把、銠、錸、鋨、釕和銥中的金屬的催化劑。該化合物可以為金屬的氧化物、硫化物或其它混合物，更優(yōu)選的化合物包括氧化鋅(ZnO)。本方法包括4吏用通過氧化劑分解產(chǎn)生的熱來加熱氧化物、水和氧以利于催化劑上氧化物的重整。本方法可能包括使用分離的催化劑床，第一催化劑床容納用于分解步驟的分解催化劑，第二催化劑床用于重整步驟。使用分離的催化劑床的一個實施方案包括混合物以逆流的方法流動，其中氧化物和氧化劑的混合物首先流過第一催化劑床，并且然后反向流過與第一催化劑床熱連通的第二催化劑床。催化劑床可能放置在包括放置有第二催化劑床的內(nèi)管和內(nèi)管周圍的放置有第一催化劑床的外管的裝置中。在一個替代性的實施方案中，該方法中氧化物和氧化劑同時流過第一和第二催化劑。催化劑的分解和重整可能混合在一個催化劑床中，其中催化劑由分解加熱，在加熱的混合物存在下發(fā)生重整，從而產(chǎn)生重整氣。任選地，本方法包括水-氣轉(zhuǎn)換過程步驟。水-氣轉(zhuǎn)換過程步驟包括在升高的溫度的蒸汽的存在下重整氣體料流過第三催化劑。一氧化碳和蒸汽反應以形成氫和二氧化碳，如式3所示。CO+H20做齊']>C02+H2(式3)第三或水煤氣輪換催化劑包括至少一種選自鐵、鈷、鎳、銅、鋅、釔、鋯、鈮、锝、釕、銠、鈀、銀、鎘、鑭、鉿、鉭、鴒、錸、鋨、銥、柏、金和汞中的金屬。優(yōu)選地，水煤氣輪換催化劑沉積在載體上。載體包括列在上面的無機氧化物，并且用于在載體上沉積催化劑氧化物的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知。本方法可以任選地包括用于選擇性氧化在重整氣體料流中的一氧化碳成二氧化碳的氧化步驟。該氧化步驟包括富含氫的重整氣體料流到第四催化劑，其中第四催化劑包括至少一種選自釕、鉑、金和鈀的金屬。本發(fā)明的一個方面是用于實施該方法的裝置。該裝置包括用于放置燃料流過的催化劑床的殼體。該殼體包括用于流入原料料流的入口，其中原料料流為包括至少一種有機氧化物和至少一種氧化劑的混合物的燃料。該裝置包括具有與殼體入口流體連通的入口的第一催化劑床，和用于第一產(chǎn)物料流的出口。第一催化劑床包括用于分解氧化劑的分解催化劑，如上所述。該裝置進一步包括具有與第一催化劑床出口流體連通的入口的第二催化劑床，和用于第二產(chǎn)物料流的出口。第二催化劑床包括用于重整燃料的重整催化劑，如上所述。在一個實施方案中，本裝置進一步包括第三催化劑床。該第三催化劑床包括用于實施水煤氣輪換反應的催化劑CO+H20催化劑>C02+H2適宜的用于水煤氣輪換反應的催化劑包括至少一種選自鐵、鈷、鎳、銅、鋅、釔、鋯、鈮、鉬、锝、釕、銠、釔、銀、鎘、鑭、鉿、鉭、鴒、錸、鋨、銥、鉑、金和汞的金屬。優(yōu)選地催化劑包括至少一種選自鈷、鐵、釕、銅和鎳的金屬。優(yōu)選的用于水煤氣輪換反應的催化劑包括銅(Cu)和氧化鋅(ZnO)。本發(fā)明的一個實施方案是如圖3中所示的裝置。該裝置包括圓筒狀的外殼40。在外殼40內(nèi)第一催化劑床一般以環(huán)狀放置。燃料進入入口44流過第一催化劑床42，并且從第一床出口46流出。第一床出口46與第二催化劑床出口48流體連通。第一催化劑床42的產(chǎn)物料流流過第二催化劑床50并且從第二催化劑床出口52流出。在第一催化劑床42產(chǎn)生的熱向第二催化劑床52提供熱源，其由于在第二催化劑床50中的重整反應的吸熱反應吸收。本裝置的替代性的實施方案包括如圖4中所示的第三催化劑床54。第三催化劑床包括用于實施水煤氣輪換反應的催化劑，其中第二催化劑出口52與笫三催化劑入口56流體連通。產(chǎn)物料流流過催化劑床54并且從第三催化劑床出口58流出富含氫的氣體料流。本發(fā)明包括替代性的構(gòu)造，包括流體反復流過交替的床的催化劑床。作為替代性的實施方案，其還包括，第一和第二催化劑床的混合以提供氧化劑的同時分解和醇或其它氧化物的重整。在設(shè)計中可能包括的優(yōu)選的特征包括在催化劑床中的熱傳導片以利于從一個催化劑床到另一個的熱傳導。在一個替代性的實施方案中，本發(fā)明包括用于方文置催化劑床的外殼，并且具有用于原料料流進入的入口和用于傳遞產(chǎn)物料流的出口。催化劑床包括，用于分解氧化劑和重整有機化合物的組合過程的混合催化劑，其使用通過氧化劑的分解產(chǎn)生的能量以推動重整反應。燃料基本由純組分組成、或包括各成分的組分混合物，其中每一個組分可以為燃料，并且其中當燃料與氧化劑混合時，發(fā)生燃料。氧化劑和燃料一般保持分離，通常由于氧化劑是廉價的，例如空氣，不需要貯存，可以與燃料按所需的那樣混合。例如，在汽車內(nèi)燃機中，氧化劑(空氣)在化油器或燃料注射器中混合。其它氧化劑和燃料必須分離的情況包括與氧化劑接觸時燃燒的自燃燃料。本發(fā)明的特點是燃料和氧化劑混合用于產(chǎn)生H2而不是燃燒并且任選地燃料和氧化劑預混合并形成穩(wěn)定的混合物。需要越來越多的特殊燃料用于特殊的功能。燃料的重要方面是其能易于貯存和運輸。例如，標準環(huán)境溫度(-40。C-50。C)下液體形式的燃料易于運輸和貯存。這使其易于燃料的運遞至使用燃料的適宜裝置，例如發(fā)動機。可以用于產(chǎn)生氫作為單一混合物的燃料為許多用途提供了相當?shù)谋憷?，例如，石油化工過程的補充氫、用于PEM燃料電池的氫等。優(yōu)選的燃料為具有通過催化劑時產(chǎn)生富含氫的氣體所必須的組成的預混合組合物。優(yōu)選地，燃料在通常暴露的溫度范圍內(nèi)為液體狀態(tài)，并且其包括具有相對低毒性的化學品。不同于燃燒產(chǎn)生氫，其中氫然后被消耗以產(chǎn)生動力，這種燃料是有機化合物和氧化劑的混合物。本文中的術(shù)語燃料指有機化合物和氧化劑的混合物。當燃料與引發(fā)劑混合時，適宜用于產(chǎn)生氫的燃料具有至少20重量％的氧化物濃度，并且氧化劑具有至少15重量％的濃度。燃料具有易于重整產(chǎn)生的氫，并且具有至少5重量％的氫濃度。優(yōu)選地，燃料中的氫濃度為至少7重量％，并且更優(yōu)選地至少9重量％。另外，在混合物中燃料具有至少20重量％的氧。優(yōu)選地，氧濃度大于40重量％，并且更優(yōu)選地大于50重量％。在一個優(yōu)選的實施方案中，有機化合物包括氧化物。適宜的氧化物為在通常環(huán)境條件下基本為液相的混合物，或在通常環(huán)境條件下基本可溶在適當?shù)囊后w中。通常環(huán)境條件一般為0。C到40°C,但是可能包括低至-40。C和高至65。C的溫度。適宜的氧化物包括，但不限于，醇、二醇、三醇、醚、酮、二酮、酯、碳酸酯、碳酸氫酯、草酸酯和碳7jc化合物如糖。優(yōu)選地，氧化物選自廉價的化學品，例如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇。氧化物也包括氧化物的混合物。氧化物的濃度為燃料的20重量％到91重量％。燃料還包括氧化劑。適宜的氧化劑可以為在通常環(huán)境條件下基本液體，或當與適宜的液體例如氧化物或水混合時基本保持液相。適宜的氧化劑包括，但不限于，過氧化氫、有機過氧化氫、和氫過氧化物，優(yōu)選的氧化劑為過氧化劑。燃料中的氧化劑濃度從20重量％到卯重量％。氧化物和氧化劑以0.25到9.8的質(zhì)量比混合，并且優(yōu)選地從0.45到4.0。任選地，燃料包括稀釋劑，其中稀釋劑是這樣的化合物，即當燃料貯存時提供穩(wěn)定性，并且當燃料處理用以產(chǎn)生富含氫的氣體時，有利于從燃料中產(chǎn)生氫。適宜的稀釋劑為水。水為混合物提供穩(wěn)定性，并且是水煤氣輪換反應中的氫源。燃料可以進一步與適宜的有機化合物混合用以控制混合物的性質(zhì)，例如降低混合物的冰點或提高混合物的沸點。當氧化物包括固體時，其需要氧化物在稀釋劑或氧化劑中可溶以便形成液體溶液。實例為糖的水溶液或過氧化氫溶液。作為實例，乙醇用作優(yōu)選的氧化物，過氧化氫作為氧化劑，而水作為稀釋劑，通過計算來確定氫(H2)的產(chǎn)生量。表4列出了不同組成的三種組分的氫量。表4、產(chǎn)生氫的質(zhì)量分數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>結(jié)果表明稀釋劑含量可以很大，并且稀釋劑含量可以高達24重量％，可以產(chǎn)生具有至少7重量％的H2的氣體。稀釋劑具有低于40重量％的濃度。稀釋劑的數(shù)量依賴于氧化物和氧化劑的選擇和相對比例。稀釋劑可以提供水用于重整反應、增加燃料混合物的穩(wěn)定性、或提高其它選擇的物理性能，例如燃料沸點。除了稀釋劑有助于將燃料混合物帶到相對更穩(wěn)定范圍中的價值以外，優(yōu)選地，氧化物的濃度為30重量％到70重量％，氧化劑的濃度為30重量%到70重量％。在替代性的實施方案中，有機化合物包括烴。該烴優(yōu)選鏈烷烴。適宜的烴包括，但不限于甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸垸、十二烷、和其混合物。優(yōu)選地，烴在通常環(huán)境條件下基本為液相，或基本可溶解在液相中。各種有機化合物以過氧化氫作為氧化劑水作為稀釋劑的氫產(chǎn)物的比較列于表5和6中。除了烴，醇和其它可能的化合物，還包括糖(葡萄糖)溶解在水和過氧化氫的溶液中。表5、有機化合物性質(zhì)比較<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表6、<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>權(quán)利要求1.一種用于產(chǎn)生含H2的氣體的方法，其包括，在包括催化劑的引發(fā)劑的存在下氧化物與液體氧化劑接觸以產(chǎn)生含H2的氣體。2.如權(quán)利要求l所述方法，其進一步包括氧化物和液體氧化劑穿過分解催化劑，產(chǎn)生包括氫和一氧化碳的中間氣體產(chǎn)物；并且中間產(chǎn)物氣體穿過重整催化劑產(chǎn)生包括氫和一氧化碳的產(chǎn)物氣體。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中氧化劑選自過氧化氫、有機過氧化物、氫過氧化物、和其混合物組成的組。4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中氧化物選自具有12或更少碳原子的醇、具有12或更少碳原子的酮、具有12或更少碳原子的酯、具有12或更少碳原子的二醇、具有12或更少碳原子的三醇、具有12或更少碳原子的醚、具有12或更少碳原子的有機酸、具有12或更少碳原子的糖、或其混合物組成的組。5.如權(quán)利要求1到4中任一項所述的方法，其中氧化物選自曱醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、l-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、l-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、叔-戊基醇、l-己醇、2-己醇、3-己醇、二曱基醚、二乙基醚、異丙基醚、甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚、葡萄糖、山梨醇、和其混合物組成的組。6.如權(quán)利要求2到5中任一項所述的方法，其中分解催化劑包括選自Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Sn、和其混合物組成的組的金屬。7.如權(quán)利要求1到6中任一項所述的方法，其中金屬分散在載體上，其中栽體為選自氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化釔、碳、碳化硅、硅藻土、粘土、分子篩、和其混合物組成的組的無機氧化物。8.如權(quán)利要求2到5中任一項所述的方法，其中重整催化劑包括選自Cr、Au、Zn、Cu、Pt、Ag、Pd、Rh、Re、Os、Ru、Ir和其混合物組成的組的金屬。9.如權(quán)利要求1到8中任一項所述的方法，其中氧化物和氧化劑以大約0.25到大約9.75的質(zhì)量比混合。10.如權(quán)利要求1到9中任一項所述的方法，其中氧化物和過氧化氫以大約0.7到大約3的質(zhì)量比混合。全文摘要公開了一種用于從富含氫的化合物中產(chǎn)生氫的方法和裝置。該方法使用氫過氧化物作為富含氫化合物的氧化劑以形成混合物，以便當混合物暴露于催化劑時形成富含氫的氣體。文檔編號C01B3/32GK101400600SQ200680053852公開日2009年4月1日申請日期2006年2月13日優(yōu)先權(quán)日2006年2月13日發(fā)明者A·R·奧羅斯卡爾,C·M·雷納,K·M·旺當布舍,L·T·內(nèi)梅特申請人:環(huán)球油品公司