Способ капсулирования газов Советский патент 1988 года по МПК B01D53/02 

Изобретение относится к технике хранения любых газов, в том числе ядовитых и радиоактивных, кроме окислительных, с применением физической адсорбцин и может быть использовано IB различных отраслях народного хозяйт |ства.

: Цель изобретения - увеличение ко- Ьшчества закапсулированного газа в расчете на массовую единицу адсорбента.

i Пример. Емкость капсулирова йия микропористого активированного угля, имеющего объем микропор W фО,68 см /г, объем мезопор ,15 см /г и объем микропор Vi ФО,66-0,72 см /г, взятый из промыш- JjIeннoй партии, при капсулироваиии ме- jraHa при давлении МПа и температуре Т, К в течение 5 ч сос- авляет 0,57 ммоль/г. Минимальный раз йер входных окон в микропоры проьвлш- хенных углеродных адсорбентов доста- tO4Ho велик ( А), чтобы осуществлят апсупирование таких газов, как N, AT, Кг, Н, СН. С целью уменьшения размера входных окон в микропоры уг- Ьеродного адсорбента, последний под- ; ёргают высокотемпературной обработке Ь атмосфере таких углеводородов как .м |ган, бензол, ацетилен, в результате которой углеводороды разлагаются, образующийся пироуглерод осаж- Йается на поверхности мезо- и макро- tiop адсорбента, частично прикрывая {входные окна в микропоры. После тат 1СОЙ обработки углеродный адсорбент способен капсулировать значительные количества газов (СН4, N, Кг), превосходящие значения, полученные для синтетичейких цеолитов при тех же давлениях и температурах капсулироваг ния. После предварительной обработки этого угля в потоке метана, нагретого до температуры 900 К, при парциальном давлении метана 13,3 кПа в течение 3 ч, привес осажденного пиро- углерода составляет 51,5 мае.%j-емкость капсулирования модифицированного углеродного адсорбента при тех же условиях капсулирования метана. Измеренная после сброса Температуры И затем давления, возрастает более чем в 10 раз и составляет 6,78 ммоль/г Емкость капсулирования метана синтетическим цеолитом типа KNAA при температуре капсулирования К и

давлении МПа в течение 27 ч составляет 2,29 ммоль/г.

Пример 2. Емкость каасулиро- вания азота исходньш углеродным адсорбентом при температуре К и давлении ,5 МПа в течение 5 ч составляет 0,09 ммоЛь/г. После обработки этого же адсорбента в потоке метана, нагретого до температуры 800 К,при парциальном давлении метана 13,3 кПа в течение 26 ч, в результате чего привес осажденного пи- роуглерода составляет 56,А мас.%, емкость капсулирования азота модифицированным углеродным адсорбентом при температуре К, давлении азота МПа и продолжительности капсулирования 5 ч составляет 5,2 ммоль/г. Емкость капсулирования азота синтетическим цеолитом типа KNaA при тех же температуре, давлении капсулирования и продолжительности 3 ч почти в 1,5 раза меньше, а именно 3,15 ммоль/г.

П р и м е р 3. Образец углеродного микропористого адсорбента обрабатывают в потоке бензола, нагретого до температуры К при парциальном давлении бензола Р,ч „ 6,7 кПа

в течение J ч, в результате чего при вес осажденного пироуглерода составляет 40 мас.%. Емкость капсулирования метана углеродным адсорбентом, обработанным-по указанной технологии составляет 4,48 ммоль/г при температуре Ту, 600 К, давлении метана 77 МПа и продолжительности капсулирования 5 ч.

В табл. 1 и 2 приведены условия предварительной обработки активиро- Званного угля в атмосфере метана и бензола соответственно, условия капсулирования и пол ченньш удельные величины ка11ичества закапбулированно- го газа.

Как следует из табл. 1 и 2 предлагаемый способ позволяет повысить количество закапсулированного газа по сравнению с известным способом, где используют цеолит: удельное количество закапсулированного азота в диапазоне давлений 80-110 МПа и температуре 550-600 К возрастает до 4,05-9,3 ммрль/г против 3 ммоль/г в известном способе при аналогичном давлении и удельное количество закапсулированного метана при том же давлении возрастает до 4,5-9,03 ммоль/г

против 4,3 ммоль/г в известном способе.

Формула изобретения

1, Способ капсулирования газов, включающий их адсорбцию при контактировании с микропористым адсорбентом при повьшенном давлении и температу- ре с последующим сбросом температуры и затем давления, отличающийся тем, что, с целью увеличения количества закапсулированного газа в расчете на массовую единицу адсорбента, в качестве адсорбента ис5

5

пользуют активированный уголь с осажденным на нем углеродом в процессе предварительной выдержки угля в атмосфере углеводородного газа при температуре его разложения,

2.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в качестве углеводородного газа используют метай при температуре 950-1200 К и парциальном давлении 1,33-100 кПа.

3,Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в качестве углеводородного газа используют бензол при температуре 1000-1200 К и парциальном давленго О,133-10 кПа

Изобретение относится к технологии капсулирования газов, в том числе ядовитых н радиоактивных, кроме окислительных, применяемой при хранении газов и позволяющей увеличить количество закапсулированного газа в расчете на массовую единицу адсорбента. Капсулируемый газ азот или метан адсорбируют при повьшенных давлении и температуре во время контактирования с микропористым активированным углем, содержащим осажденньй в процессе предварительной обработки углерод. Обработку ведут в атмосфере углеводородного газа при температуре его разложения. Предпочтительно используют метан при температуре 950- 1200 К и парциальном давлении 1 ,33- 100 кПа или бензол при 1000-1200 К и парциальном давлении 0,133-10 кПа. После адсорбции сбрасывают температуру и затем давление. Количество за- . капсулированного газа в диапазоне давлений 80-110 Ша составляет 4,05- 9,3 ммоль азота на 1 г адсорбента и 4,5-9,04 ммоль метана на 1 г адсорбента. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. 9 (Л I

Таблица I

Продолжение табл.1.

Давление беиэола в процессе обрат ботки, угля,кЛа

Уоловю) калсулира- вакия

Давление, МПа

Температура, К

0,133

6,7

13,А

84 80 78

Продолжение табл.2

Колкчество эакапеу лироваиного угля, нмоль/т

Температура, К

СН

rj

2,3 2,4 -3,2

2,0

2,37

2,55