CN108006430A - 一种液化天然气车用大气罐 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液化天然气车用大气罐，包括内胆和外壳，所述外壳套设于所述内胆的外部，所述内胆和外壳之间形成的空腔内设置有分子筛复合材料；其中，所述分子筛复合材料通过以下方法制备而得：1）将分子筛、盐酸、十二烷基苯磺酸钠进行活化反应以制得活化体系；2）将镁源、钯源、氧化钕、氧化镝、丁基锂、尿素、硼氢化钠添加至活化体系中以进行水热反应，然后过滤、干燥以制得固化物；3）将固化物球磨以制得分子筛复合材料。本发明所述的液化天然气车用大气罐具有优良的使用稳定性、气密性。

Description

一种液化天然气车用大气罐
技术领域
本发明涉及绝热气瓶，具体地，涉及一种液化天然气车用大气罐。
背景技术
绝热气瓶是现有工业或者实验室中常用的一种装置，其用于盛装气体，如液化气、氦气、氮气、氢气等。绝热气瓶最基本的要求便是要有优异的气密性和绝热性能，因为盛装的气体要么对于环境或人体有害，要么是易燃易爆的气他，无论是何种气他，一旦绝热气瓶发生泄漏则会造成不可估量的损失和损害。
目前，绝热气瓶由内胆和外套组成。无论是内胆、外套的自身，还是内胆和外套之间均是通过焊接工艺组装而成，而在焊接过程中形成的焊缝是保证绝热气瓶的气密性的至关重要的因素。虽然，现有技术中不断地提升焊接工艺，但是目前仍然存在绝热气瓶使用一段后气密性不达标的情形。其中，液化天然气车用大气罐是绝热气瓶的一种典型的代表，其在具体使用过程中也同样面临该项技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种液化天然气车用大气罐，该液化天然气车用大气罐具有优异的使用稳定性以及使用寿命。
为了实现上述目的，本发明提供了一种液化天然气车用大气罐包括内胆和外壳，所述外壳套设于所述内胆的外部，所述内胆和外壳之间形成的空腔内设置有分子筛复合材料；其中，所述分子筛复合材料通过以下方法制备而得：
1）将分子筛、盐酸、十二烷基苯磺酸钠进行活化反应以制得活化体系；
2）将镁源、钯源、氧化钕、氧化镝、丁基锂、尿素、硼氢化钠添加至活化体系中以进行水热反应，然后过滤、干燥以制得固化物；
3）将固化物球磨以制得分子筛复合材料。
在上述技术方案中，本发明的申请人首先通过长时间的研究发现：绝热气瓶在制备完成的初期往往具备优异的气密性，但是长时间使用后绝热气瓶的气密性不达标的原因是内胆和外套之间的空腔中的气体中含有氢气，而氢气由于其分子粒径小的原因往往会对焊缝造成冲击，进而使得焊缝不断的扩大，进而使得绝热气瓶达不到安全要求。在此基础上，本申请人发明人通过上述的三步法制备出以分子筛为基体，并与其他金属或金属化合物进行复合的复合物，该复合物能够有效地吸收氢气。由此，便可将该分子筛复合材料放置于内胆和外套之间的空腔中，以吸收氢气，从而保证液化天然气车用大气罐具有稳定的气密性和较长的使用寿命。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提供的液化天然气车用大气罐的优选实施方式的结构示意图。
附图标记
1、内胆 2、外套。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种液化天然气车用大气罐包括内胆1和外壳2，所述外壳2套设于所述内胆1的外部，所述内胆1和外壳2之间形成的空腔内设置有分子筛复合材料；其中，所述分子筛复合材料通过以下方法制备而得：
1）将分子筛、盐酸、十二烷基苯磺酸钠进行活化反应以制得活化体系；
2）将镁源、钯源、氧化钕、氧化镝、丁基锂、尿素、硼氢化钠添加至活化体系中以进行水热反应，然后过滤、干燥以制得固化物；
3）将固化物球磨以制得分子筛复合材料。
在本发明的步骤1）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使液化天然气车用大气罐具有更优异的气密稳定性和使用寿命，，优选地，在步骤1）中，分子筛、盐酸、十二烷基苯磺酸钠的重量比为10：3-4：0.15-0.55；并且，所述盐酸的pH为4.5-5.5。
在本发明的步骤1）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使液化天然气车用大气罐具有更优异的气密稳定性和使用寿命，，优选地，在步骤1）中，活化反应满足以下条件：反应温度为55-72℃，反应时间为5-6h。
在本发明的步骤1）中，分子筛的平均粒径可以在宽的范围内选择，但是为了使液化天然气车用大气罐具有更优异的气密稳定性和使用寿命，，优选地，在步骤1）中，分子筛的平均粒径为0.4-0.6mm。
在本发明的步骤2）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使液化天然气车用大气罐具有更优异的气密稳定性和使用寿命，优选地，在步骤2）中，活化体系、镁源、钯源、氧化钕、氧化镝、丁基锂、尿素、硼氢化钠的重量比为100：20-22：5-8：0.3-0.5：0.4-0.5：0.05-0.15：7-8：20-22。
在本发明的步骤2）中，水热反应的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使液化天然气车用大气罐具有更优异的气密稳定性和使用寿命，优选地，优选地，在步骤2）中，水热反应满足以下条件：在密闭的环境中进行，反应温度为180-225℃，反应时间为8-10h。
在本发明的步骤2）中，镁源的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了使液化天然气车用大气罐具有更优异的气密稳定性和使用寿命，优选地，优选地，在步骤2）中，镁源为乙酸镁和/或硝酸镁。
在本发明的步骤2）中，钯源的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了使液化天然气车用大气罐具有更优异的气密稳定性和使用寿命，优选地，优选地，钯源为硝酸钯、二氯化钯中至少一种。
在本发明的步骤2）中，干燥的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使液化天然气车用大气罐具有更优异的气密稳定性和使用寿命，优选地，优选地，在步骤2）中，干燥满足以下条件：干燥温度为为105-120℃，干燥时间为2-4h。
在本发明的步骤3）中，球磨的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使液化天然气车用大气罐具有更优异的气密稳定性和使用寿命，优选地，优选地，在步骤3）中，所述球磨满足以下条件：大球与小球的质量比为2：0.8-1.2，磨球与物料的质量比为20：0.8-1.2，转速为2000-2200rpm，球磨时间为25-35min。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
制备例1
1）将分子筛（平均粒径为0.3mm）、盐酸、十二烷基苯磺酸钠按照10：2.5：0.4；并且，所述盐酸的pH为5.5的重量比进行活化反应（反应温度为55℃，反应时间为5h）以制得活化体系；
2）将镁源（乙酸镁）、钯源（硝酸钯）、氧化钕、氧化镝、丁基锂、尿素、硼氢化钠添加至活化体系中以进行水热反应（在密闭的环境中进行，反应温度为210℃，反应时间为7h），然后过滤、干燥（干燥温度为105℃，干燥时间为2.5h）以制得固化物（活化体系、镁源、钯源、氧化钕、氧化镝、丁基锂、尿素、硼氢化钠的重量比为100：20：5：0.3：0.4：0.12：7.5：20）；
3）将固化物球磨（大球与小球的质量比为2：1，磨球与物料的质量比为20：1，转速为2100rpm，球磨时间为30min）以制得分子筛复合材料A1。
制备例2
1）将分子筛（平均粒径为0.2mm）、盐酸、十二烷基苯磺酸钠按照10：2：0.2；并且，所述盐酸的pH为5的重量比进行活化反应（反应温度为50℃，反应时间为4h）以制得活化体系；
2）将镁源（硝酸镁）、钯源（二氯化钯）、氧化钕、氧化镝、丁基锂、尿素、硼氢化钠添加至活化体系中以进行水热反应（在密闭的环境中进行，反应温度为200℃，反应时间为6h），然后过滤、干燥（干燥温度为100℃，干燥时间为2h）以制得固化物（活化体系、镁源、钯源、氧化钕、氧化镝、丁基锂、尿素、硼氢化钠的重量比为100：15：4：0.1：0.3：0.1：7：18）；
3）将固化物球磨（大球与小球的质量比为2：0.8，磨球与物料的质量比为20：0.8，转速为2000rpm，球磨时间为25min）以制得分子筛复合材料A2。
制备例3
1）将分子筛（平均粒径为0.5mm）、盐酸、十二烷基苯磺酸钠按照10： 3：0.5；并且，所述盐酸的pH为6.5的重量比进行活化反应（反应温度为65℃，反应时间为6h）以制得活化体系；
2）将镁源（硝酸镁）、钯源（四(三苯基膦)钯）、氧化钕、氧化镝、丁基锂、尿素、硼氢化钠添加至活化体系中以进行水热反应（在密闭的环境中进行，反应温度为220℃，反应时间为8h），然后过滤、干燥（干燥温度为110℃，干燥时间为3h）以制得固化物（活化体系、镁源、钯源、氧化钕、氧化镝、丁基锂、尿素、硼氢化钠的重量比为100：22：6：0.5：0.6：0.15：8：22）；
3）将固化物球磨（大球与小球的质量比为2：1.2，磨球与物料的质量比为20：1.2，转速为2200rpm，球磨时间为35min）以制得分子筛复合材料A3。
对比例1
按照实施例1的方法进行制得分子筛复合材料B1，不同的是步骤1）中未使用盐酸。
对比例2
按照实施例1的方法进行制得分子筛复合材料B2，不同的是步骤2）中未使用镁源。
对比例3
按照实施例1的方法进行制得分子筛复合材料B3，不同的是步骤2）中未使用钯源。
对比例4
按照实施例1的方法进行制得分子筛复合材料B4，不同的是步骤2）中未使用氧化钕。
对比例5
按照实施例1的方法进行制得分子筛复合材料B5，不同的是步骤2）中未使用氧化镝。
对比例6
按照实施例1的方法进行制得分子筛复合材料B6，不同的是步骤2）中未使用丁基锂。
实施例1
分别将上述分子筛复合材料A1-A3、B1-B6放置在内胆和外套之间的空腔中以制成液化天然气车用大气罐，同时设置对比组即内胆和外套之间的空腔中不放置分子筛复合材料；然后通过GB 24159-2009记载的方法对绝热气瓶进行充放气直至绝热气瓶的气密性不符合要求，最后统计绝热气瓶的使用次数，具体见表1。
表1
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种液化天然气车用大气罐，其特征在于，所述液化天然气车用大气罐包括内胆（1）和外壳（2），所述外壳（2）套设于所述内胆（1）的外部，所述内胆（1）和外壳（2）之间形成的空腔内设置有分子筛复合材料；其中，所述分子筛复合材料通过以下方法制备而得：
1）将分子筛、盐酸、十二烷基苯磺酸钠进行活化反应以制得活化体系；
2）将镁源、钯源、氧化钕、氧化镝、丁基锂、尿素、硼氢化钠添加至所述活化体系中以进行水热反应，然后过滤、干燥以制得固化物；
3）将所述固化物球磨以制得所述分子筛复合材料。
2.根据权利要求1所述的液化天然气车用大气罐，其中，在步骤1）中，所述分子筛、盐酸、十二烷基苯磺酸钠的重量比为10：3-4：0.15-0.55；并且，所述盐酸的pH为4.5-5.5；所述活化反应满足以下条件：反应温度为55-72℃，反应时间为5-6h；所述分子筛的平均粒径为0.4-0.6mm。
3.根据权利要求1-2中任意一项所述的液化天然气车用大气罐，其中，在步骤2）中，所述活化体系、镁源、钯源、氧化钕、氧化镝、丁基锂、尿素、硼氢化钠的重量比为100：20-22：5-8：0.3-0.5：0.4-0.5：0.05-0.15：7-8：20-22。
4.根据权利要求3所述的液化天然气车用大气罐，其中，在步骤2）中，所述水热反应满足以下条件：在密闭的环境中进行，反应温度为180-225℃，反应时间为8-10h。
5.根据权利要求3所述的液化天然气车用大气罐，其中，在步骤2）中，所述镁源为乙酸镁和/或硝酸镁。
6.根据权利要求3所述的液化天然气车用大气罐，其中，所述钯源为硝酸钯、二氯化钯中至少一种。
7.根据权利要求3所述的液化天然气车用大气罐，其中，在步骤2）中，所述干燥满足以下条件：干燥温度为105-120℃，干燥时间为2-4h。
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