CZ2022301A3 - Metoda homolytického a heterolytického rozbíjení vazeb v molekulách plynů a kapalin s primárním uvolněním vazebné energie, využití této energie ke změně vnitřní geometrické architektury některých molekul vedoucí k syntéze nových chemických sloučenin a zařízení pro její realizaci - Google Patents
Metoda homolytického a heterolytického rozbíjení vazeb v molekulách plynů a kapalin s primárním uvolněním vazebné energie, využití této energie ke změně vnitřní geometrické architektury některých molekul vedoucí k syntéze nových chemických sloučenin a zařízení pro její realizaci Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2022301A3 CZ2022301A3 CZ2022-301A CZ2022301A CZ2022301A3 CZ 2022301 A3 CZ2022301 A3 CZ 2022301A3 CZ 2022301 A CZ2022301 A CZ 2022301A CZ 2022301 A3 CZ2022301 A3 CZ 2022301A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- gas
- molecules
- energy
- molecule
- oxygen
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 424
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 206
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 143
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 103
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 96
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 23
- 230000008859 change Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000010504 bond cleavage reaction Methods 0.000 title 1
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 99
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 65
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims abstract description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 277
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 234
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 202
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 112
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 108
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 108
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 107
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 107
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 104
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 101
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 91
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 59
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 52
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 52
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 32
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 30
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 22
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims description 22
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims description 22
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 20
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 17
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 claims description 16
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 15
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 14
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 14
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 14
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 12
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 11
- -1 ethylene, propylene, butylene, isobutane Chemical class 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 10
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 9
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 claims description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 8
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 7
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 5
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 claims description 5
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 5
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims description 4
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 claims description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 3
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims description 3
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims 2
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 claims 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 claims 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 112
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 description 50
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 49
- BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N tetradecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 43
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 30
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 29
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 28
- NDJKXXJCMXVBJW-UHFFFAOYSA-N heptadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCC NDJKXXJCMXVBJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 125000002457 octadec-9-ynoyl group Chemical group C(CCCCCCCC#CCCCCCCCC)(=O)* 0.000 description 28
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 25
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 230000006870 function Effects 0.000 description 24
- RZJRJXONCZWCBN-UHFFFAOYSA-N octadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC RZJRJXONCZWCBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 23
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 23
- YCOZIPAWZNQLMR-UHFFFAOYSA-N pentadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC YCOZIPAWZNQLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-N heptanoic acid Chemical compound CCCCCCC(O)=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 21
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 20
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 18
- FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N nonanoic acid Chemical compound CCCCCCCCC(O)=O FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 16
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 14
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 13
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 13
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 13
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 12
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229940038384 octadecane Drugs 0.000 description 12
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N Caprylic acid Natural products CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 10
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 10
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 10
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 9
- QYDYPVFESGNLHU-KHPPLWFESA-N methyl oleate Chemical class CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC QYDYPVFESGNLHU-KHPPLWFESA-N 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- FLIACVVOZYBSBS-UHFFFAOYSA-N Methyl palmitate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC FLIACVVOZYBSBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- MGRZRZNDZICCBJ-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-4-prop-2-enoxypentan-2-ol Chemical compound CC(O)(C)CC(C)OCC=C MGRZRZNDZICCBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 7
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 7
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 7
- GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 1-hexadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC=C GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PJLHTVIBELQURV-UHFFFAOYSA-N 1-pentadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC=C PJLHTVIBELQURV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 6
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 6
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VBLCDRFXWQTOOY-UHFFFAOYSA-N 1-decylcyclohexene Chemical compound CCCCCCCCCCC1=CCCCC1 VBLCDRFXWQTOOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ADOBXTDBFNCOBN-UHFFFAOYSA-N 1-heptadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC=C ADOBXTDBFNCOBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 4
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 4
- LVGKNOAMLMIIKO-UHFFFAOYSA-N Elaidinsaeure-aethylester Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OCC LVGKNOAMLMIIKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N alpha-ethylcaproic acid Natural products CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- QYDYPVFESGNLHU-UHFFFAOYSA-N elaidic acid methyl ester Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OC QYDYPVFESGNLHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 3
- ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N (9Z)-octadecen-1-ol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCO ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HFDVRLIODXPAHB-UHFFFAOYSA-N 1-tetradecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCC=C HFDVRLIODXPAHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IFTRQJLVEBNKJK-UHFFFAOYSA-N Ethylcyclopentane Chemical compound CCC1CCCC1 IFTRQJLVEBNKJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- KSMVZQYAVGTKIV-UHFFFAOYSA-N decanal Chemical compound CCCCCCCCCC=O KSMVZQYAVGTKIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- NDFKTBCGKNOHPJ-UHFFFAOYSA-N hept-2-enal Chemical compound CCCCC=CC=O NDFKTBCGKNOHPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FXHGMKSSBGDXIY-UHFFFAOYSA-N heptanal Chemical compound CCCCCCC=O FXHGMKSSBGDXIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JARKCYVAAOWBJS-UHFFFAOYSA-N hexanal Chemical compound CCCCCC=O JARKCYVAAOWBJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010505 homolytic fission reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000010506 ionic fission reaction Methods 0.000 description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 2
- NUKZAGXMHTUAFE-UHFFFAOYSA-N methyl hexanoate Chemical compound CCCCCC(=O)OC NUKZAGXMHTUAFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJXHLVMUNBOGRR-UHFFFAOYSA-N methyl nonanoate Chemical compound CCCCCCCCC(=O)OC IJXHLVMUNBOGRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JGHZJRVDZXSNKQ-UHFFFAOYSA-N methyl octanoate Chemical compound CCCCCCCC(=O)OC JGHZJRVDZXSNKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N n-hexanoic acid Natural products CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GYHFUZHODSMOHU-UHFFFAOYSA-N nonanal Chemical compound CCCCCCCCC=O GYHFUZHODSMOHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940055577 oleyl alcohol Drugs 0.000 description 2
- XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N oleyl alcohol Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCO XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 2
- 238000005393 sonoluminescence Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGEPZINOUXMMAS-UHFFFAOYSA-N (2,4-dimethylcyclohexyl)methanol Chemical compound CC1CCC(CO)C(C)C1 DGEPZINOUXMMAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLQMSBJFLQPLIJ-UHFFFAOYSA-N (3-methyloxetan-3-yl)methanol Chemical compound OCC1(C)COC1 NLQMSBJFLQPLIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BNRRFUKDMGDNNT-JQIJEIRASA-N (e)-16-methylheptadec-2-enoic acid Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCCCC\C=C\C(O)=O BNRRFUKDMGDNNT-JQIJEIRASA-N 0.000 description 1
- GCWAFWMUTOXMIT-HWKANZROSA-N (e)-heptadec-2-ene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC\C=C\C GCWAFWMUTOXMIT-HWKANZROSA-N 0.000 description 1
- FAHUKNBUIVOJJR-UHFFFAOYSA-N 1-(4-fluorophenyl)-1,2,3,4-tetrahydropyrrolo[1,2-a]pyrazine Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1C1C2=CC=CN2CCN1 FAHUKNBUIVOJJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYSCBCSGKXNZRH-UHFFFAOYSA-N 1-benzothiophene-2-carboxamide Chemical compound C1=CC=C2SC(C(=O)N)=CC2=C1 GYSCBCSGKXNZRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMLOASXVBUNPTN-UHFFFAOYSA-N 2,4-dimethylcyclohexane-1-carbaldehyde Chemical compound CC1CCC(C=O)C(C)C1 OMLOASXVBUNPTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BSAIUMLZVGUGKX-UHFFFAOYSA-N 2-Nonenal Natural products CCCCCCC=CC=O BSAIUMLZVGUGKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BSAIUMLZVGUGKX-FPLPWBNLSA-N 2-nonenal Chemical compound CCCCCC\C=C/C=O BSAIUMLZVGUGKX-FPLPWBNLSA-N 0.000 description 1
- ZPVFWPFBNIEHGJ-UHFFFAOYSA-N 2-octanone Chemical compound CCCCCCC(C)=O ZPVFWPFBNIEHGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NZQSUCLQBVGGNO-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-oxaspiro[5.5]undecane Chemical compound C1C(C)CCOC11CCCCC1 NZQSUCLQBVGGNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 1
- 208000016444 Benign adult familial myoclonic epilepsy Diseases 0.000 description 1
- PXRCIOIWVGAZEP-UHFFFAOYSA-N Camphene hydrate Chemical compound C1CC2C(O)(C)C(C)(C)C1C2 PXRCIOIWVGAZEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N Decanoic acid Natural products CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IQQDLHGWGKEQDS-VOTSOKGWSA-N Methyl 2-heptenoate Chemical compound CCCC\C=C\C(=O)OC IQQDLHGWGKEQDS-VOTSOKGWSA-N 0.000 description 1
- ZWNPUELCBZVMDA-CMDGGOBGSA-N Methyl 2-nonenoate Chemical compound CCCCCC\C=C\C(=O)OC ZWNPUELCBZVMDA-CMDGGOBGSA-N 0.000 description 1
- 239000004165 Methyl ester of fatty acids Substances 0.000 description 1
- 239000005641 Methyl octanoate Substances 0.000 description 1
- 229910018553 Ni—O Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N Phosgene Chemical compound ClC(Cl)=O YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000000559 atomic spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N benzyl(trichloro)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)CC1=CC=CC=C1 GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000012824 chemical production Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- ZPUCINDJVBIVPJ-LJISPDSOSA-N cocaine Chemical compound O([C@H]1C[C@@H]2CC[C@@H](N2C)[C@H]1C(=O)OC)C(=O)C1=CC=CC=C1 ZPUCINDJVBIVPJ-LJISPDSOSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 208000016427 familial adult myoclonic epilepsy Diseases 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000011874 heated mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GFUGBRNILVVWIE-UHFFFAOYSA-N methyl hex-3-enoate Chemical compound CCCC=CC(=O)OC GFUGBRNILVVWIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJBQSBZJDJHMLF-UHFFFAOYSA-N methyl oct-2-enoate Chemical compound CCCCCC=CC(=O)OC CJBQSBZJDJHMLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MBAHGFJTIVZLFB-UHFFFAOYSA-N methyl pent-2-enoate Chemical compound CCC=CC(=O)OC MBAHGFJTIVZLFB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000010905 molecular spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000007040 multi-step synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNBDRPTVWVGKBR-UHFFFAOYSA-N n-pentanoic acid methyl ester Natural products CCCCC(=O)OC HNBDRPTVWVGKBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N nonane Chemical compound CCCCCCCCC BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 229940095068 tetradecene Drugs 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- DZKDPOPGYFUOGI-UHFFFAOYSA-N tungsten dioxide Inorganic materials O=[W]=O DZKDPOPGYFUOGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G5/00—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
- B01D53/323—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00 by electrostatic effects or by high-voltage electric fields
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
- B01J12/002—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor carried out in the plasma state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0046—Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
- B01J19/088—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
- G21G1/00—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
- G21G1/04—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators
- G21G1/10—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators by bombardment with electrically charged particles
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
- H05H1/2439—Surface discharges, e.g. air flow control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
- B01D2259/818—Employing electrical discharges or the generation of a plasma
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4006—Temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4012—Pressure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4031—Start up or shut down operations
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Metoda homolytického a heterolytického rozbíjení vazeb v molekulách plynů a kapalin s primárním uvolněním vazebné energie, její využití ke změně vnitřní geometrické architektury některých molekul, vedoucí k syntéze nových chemických sloučenin, se provádí tak, žese zvýší energie pracovního prostředí a využije se této energie pro výrobu tepelné energie se současnou syntézou nových chemických sloučenin, v důsledku fyzického působení stojaté tlakové vlny na molekuly plynů a kapalin při různých teplotách, kdy teplota je měřítkem aktivační energie a následné disociaci molekul na atomy nebo fragmenty molekul (radikály), částečné ionizaci atomů a následné transformaci vazeb v atomech molekul beze změny atomové hmotnosti a hmotnostního čísla, ale s možnou změnou atomového čísla, a dále metoda spočívá ve tvorbě nových chemických sloučenin, s uvolňováním energie produkované během procesů rekombinace atomů do původních molekul,přičemž realizace navržené metody probíhá kombinací počátečních vlivů, jako jsou: • nárůst teploty; • snížení tlaku; • generování stojatých tlakových vln; • elektrický výboj; • magnetické pole; • mikroexploze; a • náraz, nárazová síla.Zařízení pro provádění metody sestává z akceleračního modulu; brzdového modulu; tribostatického generátoru; a zóny s redukovanou atmosférou za brzdovým
Description
Vynález se týká metody homolytického a heterolytického štěpení vazeb v molekulách plynů a kapalin s uvolňováním vazebné energie, její použití pro syntézu nových chemických sloučenin výrobu tepelné a mikrovlnné energie. Je zaměřen na řešení problémů chemické syntézy a výroby přebytečné tepelné energie v nerovnovážné slabě ionizované studené plazmě, v plynech a kapalinách různého složení v důsledku uvolňování vazebné energie v molekulách a atomech s produkcí nových chemických látek v mezích elektrodynamické interakce molekul a bez provádění jaderných reakcí. Vynález se rovněž týká zařízení k provádění této metody.
Dosavadní stav techniky
Způsoby a zařízení pro výrobu energie z hmoty.
Je znám fenomén ionizace (chemie studené plazmy), při kterém z atomů kyslíku, dusíku, argonu a dalších plynů odlétají horní obaly elektronů a tvoří se ionty a další aktivní částice. Podmínka vzniku ionizace je určena teplotou asi 3000 °C a může být vytvořena elektrickým pulsem (Industrial Herald, 9, 1999, str. 19).
Známý je způsob výroby tepelné energie založený na jaderných reakcích, ke kterým dochází během kolapsu kavitačních bublin vody. Kavitační bubliny v kapalině se vytvářejí v důsledku periodicky se měnícího tlaku v kavitačním zařízení, které se používá jako „ultrazvukový aktivátor“. V okamžiku „kolapsu“ bublin se jejich stěny pod vlivem tlakového rozdílu zrychlí, získají kinetickou energii a srazí se ve středu. Množství energie získané a koncentrované v mikrozóně je dostatečné k tomu, aby rozrušilo část vazeb mezi atomy v molekulách a nukleony v atomech a částečně je rozložilo na elementární částice obsažené ve zpracovávaném materiálu. Výsledkem je, že v okamžiku kolapsu kavitační bubliny dochází k jaderné reakci s uvolněním velkého množství tepelné energie (RF patent RU 2054604 C1, F 24 J 3/00. Bull. 5 z 20. 2. 1996). Uvolněná tepelná energie má však nízký potenciál, což omezuje možnost jejího využití k získání užitečné práce. Kromě toho je vyžadován povinný kapalný stav látky (pracovního média).
Existuje způsob zvýšení energie pracovního média, který spočívá ve vystavení kavitační vody katalyzátoru, například inertnímu argonovému plynu, který zvyšuje sonoluminiscenci vody třicetkrát (M. A. Margulis. Zvukově chemické reakce a sonoluminiscence - M.: Chemistry, 1986. str. 288.) Absolutní úroveň energie v této metodě je však zanedbatelná.
Existuje způsob zvýšení energie pracovního média pro motory a tepelné elektrárny, který spočívá v průchodu pracovního média elektrickým pulsem, například magnetickým polem, laserovým paprskem nebo elektrickým obloukem (britská přihláška č. GB 2241746 A, F 02 G 1/02. Vydání č. 65, č. 5, 1993, str. 22).
Je známo zařízení pro úpravu vzduchu ve spalovacím motoru (ICE) určené k ozonizaci vzduchu před jeho smícháním s palivem, které zvyšuje úplnost spalování paliva a snižuje toxicitu výfukových plynů motoru. Ozonace vzduchu se dosáhne pohybem vzduchu směrem k elektronovému proudu generovanému při korónovém výboji mezi dvěma elektrodami (autorský certifikát SSSR č. SU 1341366 A1, F 02 M 27/00, Bull. Č. 3 z 30. 9. 1987). Nevýhodou je složitost konstrukce zařízení a potřeba dostatečně výkonného generátoru elektrického proudu.
- 1 CZ 2022 - 301 A3
Je známo, že při vystavení vzduchu elektrickým nebo magnetickým pulzům dochází pouze k disociaci molekul kyslíku na záporné ionty. V tomto případě nedochází k disociaci molekul dusíku, protože disociační energie molekul dusíku je dvakrát vyšší než energie kyslíku (autorský certifikát SSSR č. RU 1825887 C, F 02 M 27/04, Bull č. 25 ze dne 7. 7. 1993).
Existuje zařízení pro zpracování palivových složek pomocí katalyzátorů, které poskytuje zvýšenou účinnost spalování paliva. Zařízení obsahuje utěsněný válec s granulovaným katalyzátorem (RF patent č. RU 1799429 C, F 02 M 27/00, Bull. Č. 8 z 28. 2. 1993).
Způsoby a zařízení pro přeměnu zemního plynu (metanu) na organické látky a uhlovodíkové palivo.
Zemní plyn může být přeměněn na kapalné palivo různými známými způsoby. Tyto způsoby zahrnují například Fischerovu-Tropschovu metodu a metody, vypracované společností Mobil, zahrnující vícestupňové způsoby transformace plynu na kapalinu (GTL) s použitím plazmy. Fischer-Tropsova metoda a způsoby, vypracované společností Mobil, zahrnují vícestupňové etapy syntézy, v nichž se lehký uhlovodík (tj. plynný uhlovodík) zpočátku přemění na syntetizovaný plyn při vysokém tlaku a teplotách do 1300 K (1026,85°C). Syntetizovaný plyn je směs oxidu uhelnatého (CO) a vodíku (H2).
Syntetizovaný plyn se obvykle získává při spalování plynného uhlovodíku bez kyslíku. Následující reakce jsou uvedeny jako ilustrace příkladů jmenovaných známých metod:
CO+H2 ^ tekuté uhlovodíky (Fischerova-Tropschova syntéza);
CO+H2 ^ CH3OH a/nebo jiné tekuté uhlovodíky (metoda společnosti Mobil).
Kvůli extrémním tepelným provozním podmínkám krakovací jednotky je syntéza plynu objemná struktura a provoz nákladný. Instalace GTL musí být velká a komplexní, aby byla komerčně životaschopná. Provozní náklady na energii potřebné ke kompresi a ohřevu plynu jsou velmi vysoké a tvoří asi 60 až 80% celkových nákladů na výrobu paliva tímto způsobem. Kromě toho se ve všech stádiích známých způsobů přeměny používají obecně drahé katalyzátory, které také vyžadují časté nahrazování.
Jiný přístup k transformaci lehkých uhlovodíků na tekuté palivo spočívá v použití netermického plazmového procesu.
V patentu USA č. US 7033551 B2 je popsán systém reaktoru, zahrnující elektrochemické články a používající dielektrický bariérový výboj, při kterém dochází k tvorbě kapalných produktů hlavně oligomerizací radikálů plynného uhlovodíku v netermální plazmě při bariérovém výboji v plynu. Netermální plazma zajišťuje počáteční koncentraci volných radikálů v důsledku disociace lehkých alkanových molekul elektrony s vysokou energií při nízké teplotě plynu (od přibližně 100 °C do přibližně 600 °C) a nízkém atmosférickém tlaku plynu. Elektrochemické články ve spojení s bariérovým výbojem umožňují okysličení přebytečného vodíku v plazmě a neúplné okysličení a oxidační kondenzaci hlavního plynu. Konečné složení obsahuje směs kapalných uhlovodíků, z nichž menší část tvoří alkoholy. Nedostatkem tohoto technického řešení je použití externího zdroje výboje a to, že procesy transformace v reaktoru bariérového výboje nejsou řetězové a dále vysoká aktivační energie hlavního procesu tvorby radikálů.
V patentu USA č. US 6375832 B1 je popsána syntéza tekutých produktů pod účinkem bariérového výboje, přičemž použití katalyzátoru je volitelné. V metodě syntézy, popsané v tomto dokumentu, vznikají oligomery uhlovodíkových radikálů v důsledku disociace zdrojového plynu a přeměny uhlovodíků z fragmentů volných radikálů za použití přímé syntézy a oxidační kondenzace. Jestliže se do původní směsi plynů zavede CO2 jako oxidační činidlo, potom taktéž dochází k transformaci
- 2 CZ 2022 - 301 A3 oxidu uhličitého, která napomáhá tvorbě kapalných uhlovodíků. Nedostatkem daného technického řešení je použití oxidačních činidel a externí zdroj výboje.
V patentech:
• US 8203027 B2 - Kontinuální proces a návrh zařízení na přeměnu bioplynu na kapalné palivo;
• RU 2012112065 A - Nefrakcionační metoda pro získání nízkovroucího paliva ze surové ropy nebo jejích frakcí;
• US 2011049014 A1 - Kontinuální proces a návrh zařízení na přeměnu bioplynu na kapalné palivo;
• US 2011000128 A1 - Proces přeměny bioplynu na kapalná paliva;
• US 7880044 B2 - přeměna bioplynu na kapalná paliva;
• US 8226817 B2 - nefrakcionační proces výroby nízkovroucího paliva ze surové ropy;
je popsán způsob a zařízení pro zlepšení kvalitativních charakteristik automobilových paliv a konverze, bioplynu, zemního plynu, přičemž koncentrace metanu musí být alespoň 50, respektive 80 %. Konverze metanu je zajištěna průchodem směsi plynných a olejových kapalin přes kovovou mřížku, na které je spontánně generováno napětí neurčité (nekontrolovatelné) frekvence. Nevýhodou tohoto technického řešení je nízká účinnost přeměny metanu, která v průběhu času zcela zmizí.
Je znám způsob získání uhlovodíků C2-C3 pomocí vysokoteplotní oxidační transformace metanu s použitím heterogenního katalyzátoru obsahujícího ionty alkalického kovu, manganu, wolframu a oxidu křemíku (Pat. RU 2341507 C1 - dále dokument D3). Transformace se provádí při teplotě katalyzátoru 734-910 °C, selektivita pro C2-C3 dosahuje 87,6 % a konverze metanu 20 % (pro uhlovodíky C2: ethylen a etan 81 %). Nedostatkem tohoto způsobu je použití vysokých teplot a externí zdroj výboje.
Je znám způsob transformace metanu v plazmě elektrického výboje [ShigeruKado, YasushiSekine, TomohiroNozaki, KenOkazaki / CatalysisToday 89, (2004), 47-55]. Uvádějí se údaje, týkající se selektivity tvorby uhlovodíků v bariérovém výboji: C2 ~ 39% (ethan ~ 35; ethylen ~ 2,5; acetylenu ~ 1,5 %) a též uhlovodíků C3-C5 ~ 32 %, ostatních ~ 26 % a uhlíkatých sedimentů ~ 3 %. V důsledku porovnání korónového, jiskrového a bariérového výboje je konstatováno, že u posledního je konverze metanu vyšší a podíl uhlíkatých sedimentů nižší. Nedostatkem tohoto způsobu je nízká selektivita co se týče uhlovodíků > 2+ a uhlíkové sedimenty detekované v reaktoru externího zdroje výboje.
Patent RU 2466977 C1 popisuje způsob přeměny metanu, který je prováděn s vodou při objemovém průtoku metanu od 0,63 do 3,6 l/h-1 a vody od 1,3 do 6 ml/h-1 při teplotě dodávky do reaktoru od 25 °C do 120 °C a dobou výboje reaktoru od 12 do 72 s. Nedostatkem tohoto technického řešení je použití externího zdroje výboje.
Další značné omezení způsobů na základě bariérové výbojové plazmy spočívá v malých hodnotách elektrického proudu (10-5-10-3 A/cm3) a v hustotě uvolněné energie bariérové výbojové plazmy (1-10 W/cm3), jež snižují produktivitu reaktorových systémů. Kromě toho výše uvedené metody zakládající se na použití plazmy umožňují regulovat pouze teplotu zdrojového plynu.
Při dosavadní úrovni technologie jsou navrhovanému způsobu nejbližší způsoby získávání uhlovodíků C2+ přeměnou metanu v reaktoru s jednou dielektrickou bariérou účinkem plazmy bariérového výboje a pouze při přeměně metanu.
Dále je znám ze stavu techniky patent RU 2003132259 A, kdy se jedná o způsob ohřevu kapaliny změnou fyzikálních a mechanických parametrů kapaliny pomocí kavitace, kterou lze dále zvýšit
- 3 CZ 2022 - 301 A3 zavedením plynů obsahujících metan a kyslík do kapaliny. Tato tepelná energie se využívá v kapalině, kde probíhají kavitační procesy, k aktivaci procesů syntézy organických sloučenin kyslíku (alkoholů) a vyšších uhlovodíků, které obsahují chemické sloučeniny obsažené ve výchozí kapalině a plynu. Vzniká tak další teplo, které lze využít k ohřevu fýzikálních médií v dalších procesech. V současně podávaném vynálezu je nárokem na vynález využití různých fýzikálních způsobů působení na kapaliny nebo plyny, které vedou k přeskupení architektury určitých molekul, aniž by se změnilo hmotnostní číslo, atomová hmotnost, někdy se změnou atomového čísla, jako reakce na fýzikální působení, při kterém se syntetizují nové chemické sloučeniny, včetně těch, které nejsou obsaženy v původních plynech a kapalinách, přičemž se uvolňuje (spotřebovává) energie vzniklá při těchto syntézních reakcích.
Dalším stavem techniky je WO 9729833 Al (ABB RESEARCH LTD) 21. 8. 1997, kdy se jedná o způsob přeměny jednoho ze skleníkových plynů CO2, N2O, za přítomnosti plynů obsahujících vodík H2, H2S, CH4, na pevném katalyzátoru, za přítomnosti katalyzátoru urychlujícího reakce N2, N2O, na syntézní plyn a poté na chemicky nebo technicky vhodnou látku. V současně podávaném vynálezu je je nárokem na vynález využití různých fýzikálních prostředků působících na kapaliny nebo plyny, které vedou k přeskupení architektury určitých molekul, aniž by se změnilo hmotnostní číslo, atomová hmotnost, někdy se mění atomové číslo, jako reakce na fýzikální působení, při kterém se syntetizují nové chemické sloučeniny, včetně těch, které nejsou obsaženy v původních plynech a kapalinách, přičemž se uvolňuje (spotřebovává) energie vzniklá při těchto syntézních reakcích, jako je přeměna CO2 na složky vzduchu nebo přeměna N2 na složky CO a dále na C a CO2 bez použití plynů obsahujících vodík, např. podle schématu • CO2 = N2O6;
• 2N2O = 2N2 + O27;
• O2 = N2 + 2H28;
nebo podle schématu:
• N2 CO9;
• 2CO C + CO2 10;
na rozdíl od patentu WO 9729833 AI je dusík v této podané přihlášce přímo zapojen do procesů přeměny skleníkových plynů.
Další stavem techniky je dokument „T. V. Bonner a W. M. Brubaker: Nitrogen decay by neutrons“, a to z toho důvodu, že v popisovaném řešení dochází k rozpadu atomu dusíku vlivem vnějších neutronů v jaderných reakcích:
• 14Νγ + on1---►’ 'Bs + 4Hc21 • 14N7 + on1---* 14C6 + Ήι2 • 14N7 + on1---* 4He2 + 4He2 + 7Li33
V současně podávaném vynálezu však dochází k přeměně molekuly dusíku na novou chemickou sloučeninu, která není obsažena v původních plynech a kapalinách, bez získání nebo ztráty protonů a neutronů v molekule, tj. bez jaderných reakcí, např.:
• 14N2 • 12c616o8
12c616o8 14n216o8
-4 CZ 2022 - 301 A3
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje způsob homolytického a heterolytického štěpení vazeb v molekulách plynů a kapalin s uvolňováním vazebné energie, její použití pro syntézu nových chemických sloučenin, výrobu tepelné a mikrovlnné energie podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá ve zvýšení energie pracovního prostředí a využití této energie pro výrobu tepelné energie se současnou syntézou nových chemických sloučenin, v důsledku fyzického působení stojaté tlakové vlny, na molekuly plynů a kapalin při různých teplotách, kdy teplota je měřítkem aktivační energie a následné disociaci molekul na atomy nebo fragmenty molekul (radikály), částečné ionizaci atomů a následné transformaci vazeb v atomech molekul beze změny čísla atomové hmotnosti, ale se změnou atomové hmotnosti a poměru mezi protony a neutrony. Dále způsob spočívá v přímé přeměně neutronové hmoty na hmotnost ekvivalentní celkové hmotnosti 1 elektronu, 1 protonu, které neopouštějí hranice elektrodynamické interakce elektronů a atomového jádra, což zajišťuje nepřítomnost záření. Dále způsob spočívá v transformaci atomu na chemickou molekulu nebo reverzní transformaci 1 elektronu a 1 protonu na 1 neutron z objemu, kde mohou být tyto elementární částice volné, s vnější výměnou energie a hmotnosti rovnající se hmotnosti s kladným nábojem a rovné úbytku hmotnosti neutronu a protonu. Dále způsob spočívá ve zpětné reakci na fyzikální účinek spočívající ve tvorbě nových chemických sloučenin, které nejsou obsaženy v počátečních plynech a kapalinách, s uvolňováním energie produkované během procesů rekombinace atomů do původních molekul, přičemž realizace navrženého způsobu probíhá kombinací počátečních vlivů, jako jsou:
• nárůst teploty až na 250 °C, ideálně 140 až150 °C;
• snížení tlaku (vytvoření redukované atmosféry) na -100 kPa, ideálně -65 kPa;
• generování stojatých tlakových vln;
• elektrický výboj (tribostatický výboj, bariéra, jiskra) s průrazným napětím 1 až 15 kV • hodnota magnetického pole v reaktoru na základě výboje v plynu je 70 až 120 nTl • mikroexploze • náraz, nárazová síla, při které dochází k negativnímu zrychlení od 50 000 do 150 000 g • nebo kombinace těchto vlivů
Zařízení pro přeměnu uhlovodíkových a neuhlovodíkových plynů a kapalin, které využívá pouze metody fyzického nárazu ze způsobu, jmenovitě: stojatá tlaková vlna a tribostatický účinek, a podle kterého se zavádí plynná složka do reaktoru, sestává z • akceleračního modulu, což je zařízení urychlující směs plynu a kapaliny až do rychlosti 30 až 400 m/s;
• brzdového modulu, což je generátor tribostatické energie pokrývající průřez reaktoru od 70 do 90 %;
• tribostatického generátoru, což jsou těsně vedle sebe umístěné elektrody, na nichž se vzájemně vytvářejí kladné a záporné náboje;
• zóny s redukovanou atmosférou za brzdovým modulem.
Následující technická zařízení tvoří nerovnovážnou studenou plazmu:
• akcelerační modul, v němž dochází k prvním rázovým procesům a ke vzniku nadzvukových toků plynu;
• brzdový modul, který zpomaluje proud plynu a na jehož elektrodách dochází ke vzniku tribostatického napětí a elektrických výbojů;
• zóna s redukovanou atmosférou za brzdovým modulem; na hodnotě jejího podtlaku závisí rychlost toku plynu, a tedy intenzita procesů v brzdovém modulu;
Zařízení je opatřeno vstupním potrubím pro přívod plynů a výstupním potrubím, pro odvod:
- 5 CZ 2022 - 301 A3 • anorganické, organické, uhlovodíkové kapaliny nebo jejich směsi s modifikovaným složením • neuhlovodíkových a uhlovodíkových plynů, nebo jejich směsi s modifikovaným složením;
• tepelné energie, jejíž hodnota poskytuje faktor energetické účinnosti větší než 1; V zařízení je hladina kapalné složky v reaktoru udržována v těsné blízkosti akceleračního modulu. Zařízení má specifickou energii plazmy v rozmezí 0,01 J/cm3 do 16 J/cm3. Zařízení má sílu tribostatického elektrického pole v reaktoru na základě výboje plynu, která je menší než 14 kV/cm. Zařízení má hodnotu magnetického pole v reaktoru na základě výboje v plynu 70 až120 nTl.
Plazmatické složky - elektrony a kladné ionty - se tvoří v interelektrodovém prostoru v důsledku disociace a ionizace molekul plynu a kapaliny, to znamená v procesu oddělování elektronů od molekuly nebo atomu. Použitá mechanická a tepelná práce přechází do práce ionizace. Práce ionizace je menší, čím elektricky pozitivnější je prvek, to znamená, čím níže je ve skupině a tedy více nalevo v periodické tabulce chemických prvků (minimum pro alkalické kovy, maximum pro vzácné plyny). Ionizace způsobuje fragmentaci látky.
Jakmile se uvolní, vazebné elektrony atomů začnou fungovat jako generátory další energie. Přímý výboj se rozpadne na fragmenty, které se díky principu minimální povrchové energie přemění na kulové blesky a vznikne nerovnovážná studená plazma. Při prudkém zpomalení směsi plyn kapalina se objeví zpětná zvuková vlna, která se přesune ke zdroji přímé vlny a pod jeho vlivem zpět do zpomalovací zóny, kde dojde k náhlému uvolnění tlaku, molekula „exploduje“ a s výrazným dynamickým dopadem na své sousedy se rozpadá na atomy, fragmenty nebo dokonce nukleony. Výměna impulsů dvou identických molekul plynu a kapaliny s jejich jednorázovou interakcí vede k jejich expanzi při určité rychlosti pro dosažení stejné interakce s jinými molekulami. Totéž se stane, když se molekula plynné nebo kapalné pracovní látky setká s pevnou látkou katalyzátoru v brzdovém modulu.
Když molekula pracovní látky interaguje s molekulou katalyzátoru, nejprve je ovlivněna její přitažlivou silou, a dále v důsledku dynamické elektromagnetické interakce také silami dalších molekul katalyzátoru, což významně zvyšuje dynamické zrychlení molekuly pracovní látky směrem k brzdnému modulu - katalyzátoru. Na rozdíl od molekuly plynu se molekula pevné látky katalyzátoru neotáčí, ale pouze vibruje. Molekula plynu, která letí směrem ke katalyzátoru, se proto nesetkává s odpuzující silou opačně nabitého pole.
Elektrostatické pole stabilizuje let molekuly plynu směrem k cílovému katalyzátoru: molekula plynu, jako při jakémkoli úkonu elektrodynamické interakce, zastaví svou rotaci a letí nejkratší cestou. To vše přispívá k jejímu zrychlenému letu k cíli, zvýšenému rázovému zatížení při nárazu a k destrukci samotné molekuly. V tomto případě sousední molekuly pracovní látky do procesu nezasahují a nebrání zrychlení molekuly, protože v tuto chvíli interagují s jinými molekulami.
Síla přitažlivosti se zvyšuje v inverzním poměru k druhé mocnině vzdálenosti a v poměru k produktu opačných nábojů interagujících těles. Pokud vezmeme v úvahu, že rychlost pohybu molekul je při jejich interakci v intervalu 30 až 400 m/s, pak se při přiblížení k brzdovému modulu mnohonásobně a prudce zvyšuje, což vede ke srážce a k okamžitému tlumení rychlosti.
Tato vysoce výrazná nelinearita je velmi podobná grafu změny energie kavitační bubliny v kapalině. V obou případech se energie, úměrná druhé mocnině rychlosti, hromadí postupně a poté se ve velmi krátkém čase náhle uvolní. Je zřejmé, že nízká reakční rychlost způsobuje velkou reakční sílu díky vysoké rychlosti působení, která je schopna zničit molekulu látky.
Přirozeně má rekombinace atomů, zejména nukleonů, do reakčních produktů v přítomnosti katalyzátoru nižší aktivační bariéru než rekombinace molekul, což zajistí, že reakce neprobíhá bez katalyzátoru, který ji také urychluje, ale také vylučuje zvýšenou energetickou náročnost v reakční
- 6 CZ 2022 - 301 A3 zóně. Mechanismus brzdění molekul nakonec vede k rozpadu molekul pracovní látky a interakci jejich menších částí: atomů, fragmentů a dokonce nukleonů za vzniku reakčních produktů bez zahájení řetězové reakce.
Navrhovaný způsob a zařízení pro jeho implementaci jsou založeny na experimentálních datech a na datech z alternativní atomové a molekulární spektroskopie. Základní zákon teorie struktury A. M. Butlerova stanoví, že .....chemická podstata složité částice je dána povahou elementárních složek, jejich počtem a chemickou strukturou... Látky obsahující stejné elementární složky a ve stejném množství se liší, protože závislost pohybu mezi atomy těchto částí je v různých případech rozložena odlišně...
Výhodou tohoto vynálezu je, že představuje univerzální metodu, podle níž při vystavení molekul kapalin a plynů vnějšímu působení, které představuje rázovou vlnu při nízkých teplotách v daném objemu, dojde k disociaci molekul a ionizaci atomů, rekombinaci vazeb v těchto molekulách s uvolněním přebytečné energie, která je využita pro reakce chemické syntézy.
Fyzikálně-chemické procesy vynálezu (procesy jsou ukázány reakcemi 1 až 38 v Tabulce 1)
Způsob implementuje následující fyzikálně-chemické principy:
1. Při vnějších fyzikálních vlivech je jakákoli plynná a kapalná látka, včetně přírodního obnovitelného oxidu uhličitého, vzduchu, vody atd., rozložena na atomy, které tvoří molekulu.
2. Nedostatek - přebytek energie a hmoty produktů reakce mizí - regeneruje se v přírodních podmínkách na základě procesů výměny energie-hmoty, hmoty-energie s kvantovým vakuem, což snižuje spotřebu výchozích látek.
3. Množství energie vytvořené v důsledku procesu destrukce - rekombinace vazeb plazmovými elektrony mění geometrickou strukturu vazeb (délku, úhel) v atomech původní molekuly se vznikem nového chemického prvku. Primárními dárci elektronů jsou jakékoli plyny.
4. Současně s procesy rozkladu a syntézy látek v katalytickém objemu dochází k nadměrnému uvolňování tepelné energie, která je přeměněna na elektrickou energii, s koeficientem účinnosti na úrovni stávajících průmyslových zařízení, a vrácena do procesu, což zvyšuje energetickou účinnost procesů pro komerční použití v průmyslových procesech.
NAPŘÍKLAD:
Molekula dusíku N2, celkové atomové číslo 14, číslo atomové hmotnosti 28, se transformuje:
se symetrickým rozpadem:
• na dva atomy dusíku N, celkové atomové číslo 14, číslo atomové hmotnosti 28 a dále je možná rekombinace na molekulu dusíku nebo;
• na dva radikály CH2, celkové atomové číslo 16, číslo atomové hmotnosti 28, nebo;
• jeden radikál CH2 a atom vodíku H2 a atom uhlíku C, celkové atomové číslo fragmentů a nových prvků 16, atomová hmotnost 28, nebo;
• dva atomy uhlíku 2C a čtyři atomy vodíku 4H, celkové atomové číslo produktů 16, atomová hmotnost 28, nebo;
- 7 CZ 2022 - 301 A3 • atom uhlíku C a molekulu metanu CH4, celkové atomové číslo produktů 16, atomová hmotnost 28;
s asymetrickým rozpadem:
• na atom kyslíku O a atom uhlíku C, celkové atomové číslo 14, atomová hmotnost 28 a dále;
• na molekulu oxidu uhelnatého CO při reakci mezi atomem uhlíku C a atomem kyslíku O, celkové atomové číslo 14, atomová hmotnost 28 nebo;
v paralelních procesech symetrického a asymetrického rozkladu molekul dusíku:
možná syntéza:
• molekul vody H2O a;
• molekul kyslíku O2 a:
• molekul CO2 při spalovací reakci mezi uhlíkem C a molekulárním kyslíkem O2 a na molekulu CO2 a molekulu vody H2O při reakci mezi metanem CH4 a dvěma molekulami molekulárního kyslíku O2 a dále;
• molekul organických molekul a uhlovodíků při polykondenzačních reakcích a syntéze následujících produktů:
• Aldehydů;
• Ketonů;
• Alkoholu;
• Jednoduchých a složitých éterů;
• Mastných kyselin;
• Alkoholů mastných kyselin;
• Uhlovodíkových plynů;
• Uhlovodíkových kapalin:
NAPŘÍKLAD:
Molekula kyslíku O2, celkové atomové číslo 16, číslo atomové hmotnosti 32, se transformuje:
se symetrickým rozpadem:
• na dva atomy kyslíku O, celkové atomové číslo 16, číslo atomové hmotnosti 32 a dále;
• na dva atomy dusíku N (molekulu N2) a čtyři atomy vodíku (2H2), celkové atomové číslo 18, číslo atomové hmotnosti 32 a dále;
• na dva radikály CH2 a dvě molekuly vodíku, celkové atomové číslo 20, číslo atomové hmotnosti 32 nebo;
• jeden radikál CH2 a tři molekuly vodíku H2 a atom uhlíku C, celkové atomové číslo 20, číslo atomové hmotnosti 32 nebo;
• dva atomy uhlíku 2C a osm atomů vodíku 8H, celkové atomové číslo 20, číslo atomové hmotnosti 32 nebo;
- 8 CZ 2022 - 301 A3 • dvě molekuly metanu CH4, celkové atomové číslo 20, číslo atomové hmotnosti 32;
s asymetrickým rozpadem:
• na molekulu oxidu dusnatého NO a dva atomy vodíku, celkové atomové číslo 17, číslo atomové hmotnosti 32 nebo;
• na molekulu dusíku a 4 atomy vodíku, celkové atomové číslo 18, číslo atomové hmotnosti 32, a dále;
• dva radikály CH2 a 4 atomy vodíku, celkové atomové číslo 20, číslo atomové hmotnosti 32 nebo • jeden radikál CH2 a tři molekuly vodíku H2 a atom uhlíku C, celkové atomové číslo 20, číslo atomové hmotnosti 32 nebo;
• dva atomy uhlíku 2C a osm atomů vodíku 8H, celkové atomové číslo 20, číslo atomové hmotnosti 32 nebo;
• dvě molekuly metanu CH4, celkové atomové číslo 20, číslo atomové hmotnosti 32;
v paralelních procesech symetrického a asymetrického rozkladu molekul kyslíku je možná syntéza:
• molekul vody H2O a;
• molekul kyslíku O2 a;
• molekul CO2 při spalovací reakci mezi uhlíkem C a molekulárním kyslíkem O2 a molekul CO2 a molekul vody H2O při reakci mezi metanem CH4 a dvěma molekulami molekulárního kyslíku O2 a dále;
• molekul organických molekul a uhlovodíků při polykondenzačních reakcích a syntéze následujících produktů:
• Aldehydů;
• Ketonů;
• Alkoholu;
• Jednoduchých a složitých éterů;
• Mastných kyselin;
• Alkoholů mastných kyselin;
• Uhlovodíkových plynů;
• Uhlovodíkových kapalin:
V procesech, ve kterých vznikají uhlíkové a uhlovodíkové kapaliny a plyny, dochází k defektu (deficitu) hmotnosti produktu. Když se uhlovodíkové plyny a kapaliny rozpadají, hmota se přeměňuje na energii.
Podle této metody mohou být molekuly jiných uhlovodíkových plynů, včetně toxických, vystaveny rozkladu, například:
• N2O a další oxidy dusíku;
• H2S;
• SO2 • fluoridy;
- 9 CZ 2022 - 301 A3
NAPŘÍKLAD:
Molekula metanu CH4 s celkovým atomovým číslem 10 a atomovou hmotností 16 změní geometrii vazeb a získá nové vlastnosti nebo se transformuje do jiného chemického prvku:
• na atom kyslíku O, atomové číslo 8, číslo atomové hmotnosti 16;
• dvě molekuly metanu, celkové atomové číslo 20, číslo atomové hmotnosti 32, na kyslíkovou molekulu, celkové atomové číslo 16, číslo atomové hmotnosti 32;
• na atom dusíku a atom vodíku, celkové atomové číslo 9, číslo atomové hmotnosti 16;
• dvě molekuly metanu, celkové atomové číslo 20, číslo atomové hmotnosti 32, na dvě molekuly dusíku a dvě molekuly vodíku, celkové atomové číslo 18, číslo atomové hmotnosti 32;
Při změně geometrické konfigurace vazeb mezi nukleony a elektrony vznikne defekt (přebytek) hmotnosti produktu. Přebytek hmoty vzniká přeměnou protonu + elektronu + energie na neutron. Množství produktu bude tedy větší než použité vstupní suroviny, jak bylo pozorováno v experimentech. Mechanismus tvorby neutronů z páru proton-elektron je způsoben vnější změnou síly magnetického pole (zvýšení) a synchronizací magnetických pólů protonu a elektronu v prostoru neutronu. Elektron a proton v molekule metanu se natáčejí opačnými magnetickými póly a při tom dochází k přechodu elektronu na nižší úroveň v prostoru vznikajícího neutronu s emisí fotonu.
Navrhovaná metoda řeší problém zpracování skleníkových průmyslových plynů CO2, CH4, vodní páry, N2O, O3 (ozon).
NAPŘÍKLAD:
Molekula oxidu uhličitého CO2, celkové atomové číslo 22, atomová hmotnost číslo 44, v závislosti na energii vnějšího vlivu:
• disociuje podle schémat, vzorce 24 a 25:
2CO2 =2CO+O2(24);
CO2=C+O2(25);
V reakcích 24 a 25 je celkový součet atomových hmotnostních čísel produktů 88, respektive 44. Pokračování reakce 16 je možné do:
CO=C2H4(26);
atomové hmotnostní číslo CO je 28, atomové hmotnostní číslo C2H4 je 28. S přihlédnutím k rozkladu a transformaci molekuly kyslíku vypadá konečná reakce 16:
CO2=C2H4 +CH4(27);
atomové hmotnostní číslo CO2 je 44, atomové hmotnostní číslo C2H4 je 28, atomové číslo CH4 je 16, celkové atomové číslo produktů je 44
NAPŘÍKLAD:
Molekula oxidu dusnatého N2O, celkové atomové číslo 22, atomová hmotnost číslo 44, v závislosti na energii vnějšího vlivu:
- 10 CZ 2022 - 301 A3 • disociuje podle schémat, vzorce 28 a 29:
2N2O =2N2+O2 (28);
N2O =2N+O (29);
V reakcích 28 a 29 je celkové atomové hmotnostní číslo produktů 88, respektive 44. Pokračování reakcí 20, 21 je možné reakcemi 1 až 23
NAPŘÍKLAD:
Molekula vody H2O, celkové atomové číslo 10, atomová hmotnost číslo 18, v závislosti na energii vnějšího vlivu:
• disociuje podle schémat, vzorce 30 a 31:
2H2O =2H2+O2 (30);
H2O =2H+O (31);
V reakcích 30 a 31 je celkové atomové hmotnostní číslo produktů 36, respektive 18. Pokračování reakcí 30, 31 je možné reakcemi 1 až 23
NAPŘÍKLAD:
Molekula ozónu O2, celkové atomové číslo 24, atomová hmotnost číslo 48, v závislosti na energii vnějšího vlivu:
• disociuje podle schémat, vzorce 32 a 33:
O3 ** O2+O (32);
O3 = 3OL (33);
V reakcích 32 a 33 je celkové atomové hmotnostní číslo produktů 48. Pokračování reakcí 32, 33 je dáno reakcemi 1 až 23.
NAPŘÍKLAD:
Molekula chlóru Cl2 celkové atomové číslo 34, celkové atomové hmotnostní číslo 68, v závislosti na energii vnějšího vlivu:
• disociuje podle schémat, vzorce 34 a 35:
Cl2 =C1+C1(34);
Cl2 =2H2S(35);
V reakcích 34 a 35 je celkové atomové hmotnostní číslo produktů 68. Pokračování reakce 35 je dáno podle schématu
Cl2 =2H2O2(36)
V reakci 36 je celkové atomové hmotnostní číslo produktů 68. Pokračování reakce 36 je podle schématu
Cl2 =2H2O+O2(37)
- 11 CZ 2022 - 301 A3
V reakci 37 je celkové atomové hmotnostní číslo produktů 68.
Pokračování reakce 37 je dáno reakcemi 1 až 23
Mechanismy reakcí s plyny CO, COCK NO, H2S jsou vysvětleny výše.
Navrhovaná metoda řeší problém zpracování toxických plynů Cl2, CO, COCť (fosgen), NO (oxid dusíku), H2S (sirovodík).
Objasnění výkresů
Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na kterém obr. 1 představuje schéma zařízení, obr. 2 představuje akcelerační modul, obr. 3 představuje brzdový modul, obr. 4 ukazuje obecné schéma pro realizaci deklarovaného způsobu podle vynálezu, tabulka 1 je přehled reakcí chemických prvků, obr. 5 ukazuje analýzu produktu v kotli reaktoru R1 třífázovém separátoru F1.
Graf 1 znázorňuje závislost hustoty vyrobených produktů na době působení plynu z akceleračního modulu do brzdového modulu a tribostatického generátoru. Graf 2 ukazuje závislost hmotnosti vyrobených produktů na době působení plynu z akceleračního modulu do brzdového modulu a tribostatického generátoru. Graf 3 ukazuje závislost hmotnosti vyrobených produktů na fyzikálněchemických vlastnostech plynu z akceleračního modulu do brzdového modulu a tribostatického generátoru. Graf 4 ukazuje závislost hustoty vyrobených produktů na fyzikálně-chemických vlastnostech plynu z akceleračního modulu do brzdového modulu a tribostatického generátoru. Graf 5 znázorňuje kompletní výsledky standardní destilační zkoušky (ČSN EN ISO 3405) jsou v podobě destilační křivky. Graf 6 znázorňuje stanovení distribuce jednotlivých uhlovodíkových skupin podle počtu atomů uhlíku s využitím plynové chromatografie. Graf 7 znázorňuje výsledky plynové chromatografie užité v příkladu č. 6. Graf 8 znázorňuje výsledky plynové chromatografie užité v příkladu č. 7. Graf 9 znázorňuje analýzu surovin a produktů ze separátoru užitých v příkladu č. 8. Graf 10 znázorňuje detailnější chromatografickou analýzu vzorku „N2, 20. 4. 2018“. Graf 11 znázorňuje distribuci uhlovodíků ve vzorku „N2, 20. 4. 2018“. Graf 12 je znázornění chromatogramu analýzy vzorku „14. 8. 18“ (dusík, bez recyklace). Graf 13 znázorňuje chromatografický záznam pro vzorek 3GTL - (060620181), A, 6. 6. 18/1. Graf 14 znázorňuje chromatografický záznam pro vzorek 3GTL - (060620182), A, 6. 6. 18/2.
Tabulka 1 je přehled všech fyzikálně-chemických reakcí.
Příklad uskutečnění vynálezu
Směs plynů z vnějšího zdroje a recyklačního zařízení vstupuje potrubím 1 do vstupu plynné směsi, připojenému k akceleračnímu modulu 2 a potrubím vstupuje do vnitřního prostoru 3 reaktoru.
Akcelerační modul 2 představuje zařízení pro udělení nadzvukové rychlosti plynné směsi na hodnotu přes 5 Ma. Hypersonická rázová trubice obsahuje do série zapojené potrubí 2a, přijímací komoru 2b akcelerační modul 2 a hypersonické trysky, jejichž výstup vede do vnitřního prostoru 3 reaktoru. Hypersonické trysky jsou vyrobeny ve formě četných Lavalových trysek 2c, které jsou navrženy tak, že tvoří paprsek 2d. Počet trysek 2c a počet paprsků 2d zajišťují průchod toku plynu nebo kapaliny.
Potrubí 2a a vysokotlaká komora 2b akceleračního modulu 2 jsou opatřeny tlakovým senzorem. Ve vnitřním prostoru 3 reaktoru je rovněž instalován tlakový senzor. Senzory jsou připojeny k záznamovému počítači.
Rázová hypersonická trubice funguje následovně:
- 12 CZ 2022 - 301 A3
Potrubí 2a a vysokotlaká komora 2b akceleračního modulu 2 jsou naplněny směsí vstupního plynu. Stojatá tlaková vlna je iniciována jednoduchým způsobem - zvýšením tlaku v potrubí 2a a vysokotlaké komoře 2b. Stojatá tlaková vlna proudí kuželovým kanálem k hypersonickým Lavalovým tryskám 2c. Část vlny se odráží od vstupu do hypersonických trysek 2c, druhá část prochází hypersonickými tryskami 2c a vysokorychlostní tok proudí z hypersonické trysky 2c do vnitřního prostoru 3 reaktoru a poté do brzdového modulu 4.
Vstupní proud zrychluje na rychlosti přes 5 Ma. Rozsah rychlostí určuje změnu ve složení plynného média v reaktoru. Zrychlovací modul 2 je ponořen do různých kapalin, jejichž kovalentní vazby se rozpadají a uvolňují se elektrony. Rychlost směsi je dána jejími tlaky na vstupu a výstupu akceleračního modulu 2.
Směs plynu a kapaliny se vypouští do vnitřního prostoru 3 reaktoru se zrychlením 50 000 až 150 000 g, které se zpomaluje brzdovým modulem 4. Molekuly plynu začínají disociovat při kontaktu s pohybující se generovanou stojatou tlakovou vlnou. Průtok se u každého konkrétního uvažovaného plynu liší svými vlastními chemickými vlastnostmi. Schopnost materiálu brzdového modulu 4, slouží jako katalyzátor při těchto reakcích, hraje roli při výpočtu povrchového ohřevu, což znamená vznik závislosti hypersonického toku na chemických vlastnostech pohybujícího se plynu. Dolní mez režimu je určena první složkou plynu, která se začíná disociovat při dané stagnační teplotě toku, která je v případě dusíku 2000 K. Horní hranici tohoto režimu určuje nástup ionizace atomů plynu v proudu plynu. V tomto případě se počet elektronů uvolněných z atomů stává významným. Teplota elektronového plynu se považuje za izolovanou od ostatních složek plynu. Tento režim odpovídá rozsahu rychlostí proudění plynu 10 až 12 km/s (> 25 Ma) a stav plynu je v tomto případě popsán pomocí modelů neradiační plazmy.
Akcelerační modul 2 zajišťuje disociaci vstupních molekul plynu, což je potvrzeno významným zvýšením tlaku v reaktoru a poklesem molekulové hmotnosti plynu v reaktoru. Například když je již v reaktoru vzduch a je dodáván další, molekulová hmotnost v geometrickém objemu reaktoru klesá z 28,2 na 19 g/mol, což potvrzuje disociaci a částečnou ionizaci molekul dusíku a kyslíku.
Brzdový modul 4 je umístěný od akceleračního modulu 2 ve vzdálenosti ne větší než 1 m, což zajišťuje maximální energii proudu plynu (směsi plynu a kapaliny).
Brzdový modul 4 současně plní funkci tribostatického generátoru napětí, a to v důsledku třecích procesů na elektrodách 4a, 4b, na nichž roste elektrostatické napětí, které vede k rozpadu v prostoru mezi elektrodami 4a a 4b a výskytu výbojů. Elektrody 4a a 4b jsou umístěny na kovové základně, což zajišťuje nehybnost elektrod 4a a 4b při kolizi s proudem plynu a kapaliny. Elektrody 4a a 4b jsou od kovové základny izolovány. Při monitorování napětí mezi elektrodami 4a a 4b se zaznamenává konstantní hladina napětí 1 až 10 V, s frekvencí 0,3 až 1 Hz.
Materiál elektrod 4a a 4b je výhodné vybrat z následujících prvků: Fe, Co, Ni, Chr, Gd, W, Al, Ti a jejich slitin obsahujících C, Cu, Hf, Pd, Os, Pt. Vzdálenost mezi elektrodami 4a a 4b je zvolena v rozmezí 1 až 10 mm.
Objem zóny 5 zajišťuje regulaci tlaku za brzdovým modulem 4 pro řízení rychlosti toku plynu a kapaliny Lavalovými tryskami 2c.
Volba materiálu elektrod 4a a 4b je stanovena výpočtem maximální povrchové emise elektronů a kladných iontů z pevných povrchů sousedících s plynem. K emisi elektronů dochází, když je povrch bombardován elektrony, jejichž kinetická energie je větší než pracovní funkce kovu. V tomto případě je kromě odrazu od povrchu primárního elektronu možná i emise sekundárního elektronu.
Urychlovací blok na obr. 2 může být ponořen do kapaliny ze seznamu doporučených kapalin.
- 13 CZ 2022 - 301 A3
Z akceleračního modulu 2 plynný nebo smíšený tok plynu a kapaliny vychází s rychlostí 30 až 400 m/s. Molekuly plynu a kapaliny se v krátkém čase dostávají do reakčního prostoru.
Data v příkladech byla získána v pilotním zařízení, obr. 1, v různých testech, kdy se realizoval proces vynálezu. Fyzikální podstata procesů probíhajících v příkladech se podrobně odráží v patentové části - Provoz zařízení a Fyzikální principy fungování.
Podle způsobu použití zařízení, popsaného níže, je plynná směs, která obsahuje plyny nebo jejich směsi, přiváděna do vstupu plynu do zařízení a prochází přes urychlovací blok s akceleračním modulem 2 katalyzátorem, který současně plní role:
• brzdového modulu 4 a generátoru tribostatické elektřiny, obr. 3. Průřez kanálu je blokován z 60 až 90 % kovovými elektrodami 4a a 4b. Při průchodu přes tyto elektrody dochází k prudkému brzdění směsi plynu nebo plynu a kapaliny. Výsledkem je, že v reakčním prostoru vzniknou mikroexploze, nárazy a bariéry elektrického výboje;
Když plyn nebo směs plynů a kapalin přijde do styku s netermickým pulzním klouzavým výbojem, mikroexplozemi a zónami nárazů, atomy se v tomto procesu přeskupují a slučují v závislosti na uvolněné energii na následující druhy plynů a kapalin:
• vzduch;
• dusík;
• oxid uhelnatý;
• kysličník uhličitý;
• kyslík;
• vodík;
• uhlovodíkové plyny;
• inertní plyn;
• oxidy a oxid dusičitý;
• nebo jejich směsi;
• rostlinné oleje;
• minerální oleje;
• estery;
• nafta;
• mazut;
• plynový olej;
• motorová nafta;
• methylestery (FAME);
• petrolej;
• benzín;
• alkoholy;
• voda;
• nebo jejich směsi;
Přeměna plynů a kapalin v reakční komoře může dosáhnout až 90 % a je regulována změnou výstupního výkonu kompresoru C1 plynu ve vstupním otvoru reaktoru, spojeného s akceleračním modulem 2. Z výstupu proudu plynu jsou reakční a počáteční plyny a kapaliny vedeny k chlazení, separaci a membránovému oddělení.
- 14 CZ 2022 - 301 A3
Příklad č. 1.
Tvorba molekul metanu z molekul kyslíku.
Přípravná fáze. Vytěsnění vzduchu cílovým plynem.
Reaktor R1 s akceleračním a katalytickým modulem, který zajišťuje funkce:
modul brzdění;
generátor tribostatického napětí.
Atmosférický vzduch zaplňuje vnitřní objem reaktoru. Hmotnostní koncentrace dusíku a kyslíku v atmosférickém vzduchu jsou 76,37 % a 23,225 %. Poměr mezi relativním počtem molekul dusíku k molekulám kyslíku je 3,288. Na vstup 1 plynové směsi je připojena tlaková láhev s technickým dusíkem. Obsah dusíku a kyslíku v tlakové lahvi je 94,25 % a 5,747 %. Analýza byla provedena laboratoří ALS Czech Republic, s. r. o.. Z tlakové lahve se do vstupu reaktoru přivádí dusík, tok Sl. Složení vzorku 1 v lahvi je:
| Parametr | Hodnota | Jednotka měření | Metoda | Akreditace |
| Metan | <0,003 | % objemu | ČSN EN ISO 6976, ČSN EN 27941, ČSN EN ISO 6974-3,4 | SA |
| Kyslík | 5,06 | % objemu | ČSN EN ISO 6976, ČSN EN 27941, ČSN EN ISO 6974-3,4 | SA |
| Dusík | 94,8 | % objemu | ČSN EN ISO 6976, ČSN EN 27941, ČSN EN ISO 6974-3,4 | SA |
| Oxid uhelnatý | <0,003 | % objemu | ČSN EN ISO 6976, ČSN EN 27941, ČSN EN ISO 6974-3,4 | SA |
| Sirovodík | <0,003 | % objemu | ČSN EN ISO 6976, ČSN EN 27941, ČSN EN ISO 6974-3,4 | SA |
| Metan | 0,000 | % hmotnosti | ||
| Kyslík | 5,75 | % hmotnosti | ||
| Dusík | 94,25 | % hmotnosti | ||
| Oxid uhelnatý | <0,003 | % hmotnosti | ||
| Sirovodík | <0,003 | % hmotnosti |
reaktoru přivádí dusík, tok Sl. Složení vzorku 1 v lahvi je:
Objem plynu v reaktoru je 0,279 m3. Počáteční hmotnost dusíku v reaktoru 0,2581 kg. Počáteční hmotnost kyslíku v reaktoru je 0,0785 kg. Přetlak 0 Pa.
Plyn uvedeného složení je dodáván tokem Sl z plynové lahve do vstupu do reaktoru průtokem 120 až 130 g/min. Specifická energie dodávaná proudem plynuje 25 J/cm3. V reaktoru je neustále udržován přetlak 3447,5 Pa. Průměrná teplota v reaktoru při přívodu plynuje 13 °C.
Bylo dodáno 494,27 gramů plynu a současně odvedeno 514 gramů plynu přes výstupní otvor v reaktoru. Analýza plynu po přívodu do instalace byla provedena laboratoří ALS Czech Republic, s. r. o. Složení plynu v reaktoru po dodání plynuje:
- 15 CZ 2022 - 301 A3
| Parametr | Hodnota | Jednotka měření | Metoda | Akreditace |
| Metan | 2,4 | % objemu | ČSN EN ISO 6976, ČSN EN 27941, ČSN EN ISO 6974-3,4 | SA |
| Kyslík | 1,09 | % objemu | ČSN EN ISO 6976, ČSN EN 27941, ČSN EN ISO 6974-3,4 | SA |
| Dusík | 95,5 | % objemu | ČSN EN ISO 6976, ČSN EN 27941, ČSN EN ISO 6974-3,4 | SA |
| Oxid uhelnatý | 0,1 | % objemu | ČSN EN ISO 6976, ČSN EN 27941, ČSN EN ISO 6974-3,4 | SA |
| Sirovodík | 0,0006 | % objemu | ČSN EN ISO 6976, ČSN EN 27941, ČSN EN ISO 6974-3,4 | SA |
| Metan | 1,4 | % hmotnosti | ||
| Kyslík | 1,24 | % hmotnosti | ||
| Dusík | 97,33 | % hmotnosti |
Teoretický výpočet množství dusíku a kyslíku po dodání plynu z tlakové lahve do reaktoru, ve kterém zpočátku byl vzduch, ukazuje, že při absenci reakce v reaktoru by měla být hmotnostní koncentrace dusíku 93,225 % a kyslíku 6,775 %, poměr mezi relativním počtem molekul dusíku k molekulám kyslíku je 13,263.
Ke zvýšení koncentrace molekulárního dusíku, metanu, oxidu uhelnatého a sirovodíku dochází v důsledku snížení koncentrace kyslíku a zapojení molekul dusíku do reakcí:
| Parametr | Jednotka meření | Koncentrace plynu v reaktoru před dodáním dusíku | Koncentrace plynu v reaktoru po dodání dusíku | Relativní % změna složení plynu |
| Metan | % objemu | 0,000 | 1,38 | 137 900,000 |
| Kyslík | % objemu | 23.250 | 2.189 | -90,584 |
| Dusík. | % objemu | 76,370 | 96,323 | 26,126 |
| Oxid uhelnatý | % objemu | 0,001 | 0,1008 | 9980.000 |
Reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16 popsané v metodě, která je předmětem patentové ochrany, viz Tabulka 1 - Přehled fyzikálně-chemických reakcí.
Bilance látek:
V průběhu procesu hmotnostní koncentrace kyslíku klesla o 4,48 % a hmotnostní koncentrace metanu a dusíku se zvýšila o 4,48 %.
Příklad č. 2.
Tvorba molekul dusíku a kyslíku z metanu s recyklací
Přípravná fáze. Vytěsnění vzduchu cílovým plynem.
Reaktor R1 s akceleračním modulem 2 a katalytickým modulem, který zajišťuje funkce:
• modul brzdění;
• generátor tribostatického napětí.
Ve fázi přípravy testu jsou reaktor a separátor otevřeny.
- 16CZ 2022 - 301 A3
Atmosférický vzduch zaplňuje vnitřní objem reaktoru. Hmotnostní koncentrace dusíku a kyslíku v atmosférickém vzduchu jsou 76,37 % a 23,225 %. Poměr mezi relativním počtem molekul dusíku k molekulám kyslíku je 3,288. Na vstup surovinový plynové směsi je připojena tlaková láhev s metanem NG, tok Sl, s průtokem 110 až 130 g/min. Analýza plynu v instalaci je:
| Parametr | Hodnota | Jednotka měření | Metoda | Akreditace |
| Metan | 98,78 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| Kyslík | 0,17 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| Dusík | 0,62 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| Oxid uhelnatý | 0,00 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| Sirovodík | 0,00 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| Vodík | 0,34 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C2 | 0,02 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C2= | 0,00 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C3 | 0,03 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C3= | 0,00 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C4 | 0,02 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C4= | 0,00 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C5 | 0,00 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C5+ | 0,01 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
Do reaktoru byl přidán kapalný sorbent - nafta a hladina byla nastavena nad akcelerační modul 2.
Používá se recyklace plynu z třífázového separátoru F1 pomocí plynového ventilátoru C2 a návrat plynu do vstupu do reaktoru Rl.
Sorbent - kapalina v kotli reaktoru R1 se zahřeje na teplotu 146 °C. Do provozu se uvede dmychadlo C2. Směs plynu ze separátoru FT je přiváděna do plynového ventilátoru C2 a vstupuje zpět do akceleračního modulu 2, recyklovaným proudem S20. Z akceleračního modulu 2 je odváděna směs plynu a kapaliny s rychlostí 30 až 400 m/s do prostoru reaktoru a setkává se s katalyzátorem, který plní funkce:
• odul brzdění;
• generátor tribostatického napětí 4a, 4b;
Rychlost směsi je regulována objemem plynu dodávaného do urychlovacího modulu 2. Po reakčním prostoru se směs plynu a kapaliny ochlazuje v tepelném výměníku E3 a vstupuje do třífázového separátoru F1.
V separátoru F1 se plyn odděluje od kapaliny a vstupuje do přívodu plynového čerpadla. Cyklus průchodu plynné směsi mezi vstupem a výstupem plynového ventilátoru C2 se opakuje. Analýza recyklovaného plynu:
- 17CZ 2022 - 301 A3
| Parametr | Hodnota | Jednotka měření | Metoda | Akreditace |
| Metan | 82,19 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| Kyslík | 0,94 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| Dusík | 13,55 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| Oxid uhelnatý | 0,01 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| Sirovodík | 0,00 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| Vodík | 2,17 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C2 | 0,21 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C2= | 0,03 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C3 | 0,29 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C3= | 0,01 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C4 | 0,29 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C4= | 0,00 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C5 | 0,13 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
| C5+ | 0,18 | % objemu | ISO 6974-3.4 | SA |
Analýza rovnováhy surovin a produktů reakce nám umožňuje učinit následující závěr:
· Ke zvýšení koncentrace molekulárního dusíku a kyslíku dochází v důsledku snížení koncentrace metanu:
| Parametr | Jednotka měření | Na začátku procesu | Na konci procesu | Rozdíl v důsledku procesu | Relativní rozdíl procent hmotnosti |
| Metan | kg | 0,707 | 0,589 | -0,118 | -16,690 |
| Kyslík | kg | 0,002 | 0,013 | 0,011 | 550,000 |
| Dusík | kg | 0,008 | 0,169 | 0,161 | 2012,500 |
| Oxid uhelnatý | kg | 0,000 | 0,000 | 0,000 | - |
| Sirovodík | kg | 0,000 | 0,000 | 0,000 | - |
| Vodík | kg | 0,000 | 0,002 | 0,002 | - |
| C2 | kg | 0,000 | 0,003 | 0,003 | - |
| C2= | kg | 0,000 | 0,000 | 0,000 | - |
| C3 | kg | 0,001 | 0,006 | 0,005 | 500,000 |
| C3= | kg | 0,000 | 0,000 | 0,000 | - |
| C4 | kg | 0,001 | 0,008 | 0,007 | 700,000 |
| C4= | kg | 0,000 | 0,000 | 0,000 | - |
| C5 | kg | 0,000 | 0,004 | 0,004 | - |
| C5+ | kg | 0,000 | 0,007 | 0,007 | - |
| Celkem | kg | 0,720 | 0,801 | 0,081 |
• Existuje celkový přebytek 11,3 % na základě reakcí 20, 21, 22, 23 v metodě, která je předmětem patentové ochrany, viz Tabulka 1 - Přehled fyzikálně-chemických reakcí.
Příklad č. 3.
Tvorba uhlovodíkové kapaliny ze vzduchu v částečném recyklačním procesu.
Reaktor R1 s akceleračním modulem 2 a katalytickým modulem, který zajišťuje funkce:
• modul brzdění 4;
• generátor tribostatického napětí 4a.4b.
- 18CZ 2022 - 301 A3
Vnitřní objem reaktoru R1 se rovná 0,136 m3. Separátor F1 je otevřený. Koagulátor v separátoru chybí. Počáteční teplota v reaktoru je 10 °C. Konečná teplota 102 °C.
Třída přesnosti přístrojů, které měří průtok vstupního a výstupního plynu, je 0,25. Množství plynu, které prošlo průtokoměrem, bylo ověřeno převážením tlakové lahve na digitálních váhách. Relativní chyba měření průtoku je 0,25 %.
Plynový ventilátor C2 odvádí vzduch z horní části odlučovače, který je spojen s atmosférou, a odešle jej na vstup reaktoru R1 a poté do akceleračního modulu. Produkt na výstupu z reaktoru R1 byl ochlazen vodním tepelným výměníkem E3 a kapalná fáze produktu kondenzovala v třífázovém separátoru F1. Část plynu vstoupila ve formě jemné mlhy ze separátoru F1 do ventilátoru C2 a kondenzovala v tlakovém potrubí.
Parametry přípravy procesu:
1. Surovina: vzduch a páry vzduchu a syntetizované organické kapaliny.
2. Vnitřní objem reaktoru: 0,136 m3.
3. Tlak na vstupu ventilátoru C2: 0 kPa.
4. Přetlak v reaktoru: 55 až 58 kPa.
5. Objemový průtok plynu z C2: (38 až 40 m3 /h).
6. Objem katalytického prostoru: 0,0129 m3.
7. Rychlost průtoku plynu před katalytickými deskami: 330 m/s.
8. Aktuální spotřeba elektrické energie plynového ventilátoru C2: 3,04 kW/h.
9. Účinnost motoru plynového ventilátoru C2 je 0,6.
10. Účinnost plynového ventilátoru C2je 0,85.
11. Skutečná energie na hřídeli plynového ventilátoru C2 je 1,55 kW/h.
12. Celkové množství elektrické energie spotřebované během procesu plynovým ventilátorem C2: 17,94 kW/h.
13. Celkové množství energie na hřídeli plynového ventilátoru C2 spotřebované procesem: 9,145 kW/h.
14. Rozsah změny teploty kapaliny v okruhu v režimu topení E3: 14 až 17 stupňů Celsia.
15. Rozsah změny teploty kapaliny v okruhu v režimu chlazení E3: 17 až 14 stupňů Celsia.
16. Tepelná kapacita chladiva v chladicím okruhu E3: 3,8 kPC1.
17. Hmotnost chladicí kapaliny v chladicím okruhu E3: 115 kg.
18. Teplota chladicí kapaliny na vstupu do chladiče E3: 14 až 18 st. C.
19. Teplota chladicí kapaliny na výstupu z vodního chladiče E3 je 14 až 18st.Celsia.
20. Aktuální průtok chladicí kapaliny přes vodní chladič E3: 3500 kg/h.
21. Aktuální hodnota tepelné energie přidělené vodnímu chladiči E3: 5,76 KW/h.
22. Celkové množství tepelné energie přidělené vodnímu chladiči E3: 33,98 KW/h.
23. Hmotnost získaného produktu je 100 g.
24. Hustota produktu je 858 kg/m3 při 25 °C, kinematická viskozita při 40 °C je 13,2 mm2/s.
25. Bod mrznutí produktu: -11,2 °C.
26. Fyzikální energetická účinnost - poměr uvolněné tepelné energie po procesu k celkové spotřebované (tepelné, mechanické) s přihlédnutím k účinnosti zdrojů energie: 3,71. Energetická bilance procesu:
- 19 CZ 2022 - 301 A3
| Bilance aktuální vstupní fyzické a výstupní tepelné energie procesu | ||
| Parametr | Jednotka měření | Hodnota parametru |
| Přívod energie | ||
| Vstupní energie spotřebovaná procesem | kW/h | 1,55 |
| Celková spotřeba elektrické energie | kW/h | 1,55 |
| Výstuptepelné energie | ||
| Současná výstupní tepelná energie toku z reaktoru po reakci | kW/h | 5,76 |
| Celkem, výstupnítepelná energíetoku z reaktoru po reakci | kW/h | 5,76 |
Analýza rovnováhy surovin a produktu reakce umožňuje následující závěr:
Syntéza uhlovodíkového produktu je způsobena:
1. Destrukcí molekul dusíku a kyslíku, následovanou syntézou těchto molekul a uvolněním přebytečné energie.
2. Pokud je při destrukci molekul vzduchu v katalytické zóně dostatek přebytečné energie, spustí se reakce vzduch -> voda s uvolňováním energie 12,2 MJ/kg vzduchu.
3. Je-li při provádění reakce v katalytické zóně dostatek přebytečné energie, spustí se reakce vzduch -> metan ve vodním a vzdušném prostředí s uvolňováním energie 24,7 MJ/kg vzduchu.
4. Pokud je v katalytické zóně během provádění reakce dostatek energie, začne přímá přeměna metanu na normální alkany a vodík.
5. Pokud je v určitém bodě katalytického prostoru v určitém časovém bodě dostatek metanu, nastane čas pro reakci (objemová rychlost) a uvolní se energie 150,7 KJ/mol, pak je možná syntéza normálního alkanu n=l+Ese/9; Ese=kcal/mol; tedy n=l+(150,7/4,166)/9; n=5, takže vznikne 1 mol pentanu C5H12 a 4 moly vodíku z 5 molů metanu podle syntézy normálního alkanu s danou délkou uhlovodíkového řetězce.
6. V menší míře, při nedostatku energie, je možná syntéza alkanů, následovaná syntézou etherů v přítomnosti kyslíku, jakož i syntéza alkoholů z alkanů.
7. Pokud se v tlakovém potrubí plynového ventilátoru C2 postupně hromadí uhlovodík se vzorcem CmH2m+2, pak po určité době nějaká část recyklovaného plynu vstoupí do akceleračního modulu a v reakčním blokuje možná reakce 4.
Ke zvýšení koncentrace molekulárního metanu dochází v důsledku snížení koncentrace dusíku a kyslíku a reakcí 15, 16, 24 a 25.
Všechny reakce viz Tabulka 1 - Přehled fyzikálně-chemických reakcí.
Příklad č. 4.
Konverze metanu na uhlovodíky.
Reaktor s akceleračním modulem a katalytickým modulem, který zajišťuje funkce:
• modul brzdění 4;
• generátor tribostatického napětí 4a, 4b.
Recyklace se nepoužívá. Přípravná fáze. Vytěsnění vzduchu cílovým plynem.
Atmosférický vzduch zaplňuje vnitřní objem reaktoru. Hmotnostní koncentrace dusíku a kyslíku v atmosférickém vzduchu jsou 76,37 % a 23,225 %. Poměr mezi relativním počtem molekul dusíku k molekulám kyslíku je 3,288. Na vstup plynové směsi je připojena tlaková láhev s metanem NG, tok S1.
-20CZ 2022 - 301 A3
Parametry přípravy procesu:
1. Atmosférický tlak 97 990 Pa.
2. Po uzavření zařízení se v něm při daném atmosférickém tlaku nachází 325 gramů vzduchu, molekulová hmotnost 28,98 g/mol, včetně 248 g dusíku (76,3 % hm) a 75 gramů kyslíku (23,07 % hm).
3. 1. dodání metanu z tlakové lahve v množství 22,57 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 12,41 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je 15 °C. Doba dodávání 2,53 minut.
4. 1. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 0 kPa. Odvedeno 20,53 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je 15 °C.
5. Z reaktoru je vypuštěno 2,7 gramů kapalné fáze. Zachycena ve zkumavce pod číslem 1. Hustota produktu je 794,12 kg/m3 při 22,8 °C.
6. 2. dodání metanu z tlakové lahve v množství 23,23 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 13,79 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je 15,5 °C. Doba dodávání 2,61 minut.
7. 2. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 0 kPa. Odvedeno 21,393 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je 16 °C.
8. Z reaktoru je vypuštěno 2,726 gramů kapalné fáze. Zachycena ve zkumavce pod číslem 2. Hustota produktu je 801,76 kg/m3 při 22,8 °C.
9. 3. dodání metanu z tlakové lahve v množství 46,15 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 26,2 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je 16,5 °C. Doba dodávání 5,18 minut.
10. 3. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 12,62 kPa. Odvedeno 41,99 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je 16,5 °C.
11. Z reaktoru je vypuštěno 2,908 gramů kapalné fáze. Zachycena ve zkumavce pod číslem 3. Hustota produktu je 785,95 kg/m3 při 22,8 °C.
12. 4. dodání metanu z tlakové lahve v množství 22,55 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 26,41 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je 17 °C. Doba dodávání 2,53 minut.
13. 4. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 11,86 kPa. Odvedeno 20,52 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je 17 °C.
14. Z reaktoru je vypuštěno 2,068 gramů kapalné fáze. Zachycena ve zkumavce pod číslem 4. Hustota produktu je 795,38 kg/m3 při 22,8 °C.
15. 5. dodání metanu z tlakové lahve v množství 48,13 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 39,99 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je 17,5 °C. Doba dodávání 5,4 minut.
16. 5. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 25,09 kPa. Odvedeno 43,80 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je 17,5 °C.
17. Z reaktoru je vypuštěno 1,358 gramů kapalné fáze. Zachycena ve zkumavce pod číslem 5. Hustota produktu je 754,44 kg/m3 při 22,8 °C.
18. 6. dodání metanu z tlakové lahve v množství 17,5 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu
0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 40,68 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je 18 °C. Doba dodávání 1,97 minut.
19. 6. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 21,37 kPa. Odvedeno 15,93 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je 18 °C.
20. Z reaktoru je vypuštěno 0,855 gramů kapalné fáze. Zachycena ve zkumavce pod číslem 6. Hustota produktu je 777,27 kg/m3 při 22,8 °C.
- 21 CZ 2022 - 301 A3
21. 7. dodání metanu z tlakové lahve v množství 60,12 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 55,44 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je 18,7 °C. Doba dodávání 6,75 minut.
22. 7. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 24,82 kPa. Odvedeno 54,71 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je 18,7 °C.
23. Z reaktoru je vypuštěno 0,985 gramů kapalné fáze. Zachycena ve zkumavce pod číslem 7. Hustota produktu je 757,69 kg/m3 při 22,8 °C.
24. 8. dodání metanu z tlakové lahve v množství 79,7 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 68,95 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je 19 °C. Doba dodávání 8,96 minut.
25. 8. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 0 kPa. Odvedeno 72,53 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je 19 °C.
26. Z reaktoru je vypuštěno 0,893 gramů kapalné fáze. Zachycena ve zkumavce pod číslem 8. Hustota produktu je 744,17 kg/m3 při 22,8 °C.
27. 9. dodání metanu z tlakové lahve v množství 21,55 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 12,41 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je 19,2 °C. Doba dodávání 2,42 minut.
28. 9. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 0 kPa. Odvedeno 19,61 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je 19,2 °C.
29. Z reaktoru je vypuštěno 0,196 gramů kapalné fáze. Zachycena ve zkumavce pod číslem 9. Hustota produktu je 753,85 kg/m3 při 22,8 °C.
Graf 1 ukazuje závislost hustoty vyrobených produktů na době působení plynu z akceleračního modulu do brzdového modulu a tribostatického generátoru.
Tabulka uvádí výsledky čísla vzorku, délku dodávky plynu, hustotu výsledného produktu, množství získaného produktu:
| Číslo vzorku | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Doba dodávám plynu, min | 2,53 | 2,61 | 5,18 | 2,53 | 5,4 | 1,97 | 6,75 | 8,96 | 2,42 |
| Hustota produktu, kg/m3 | 794,12 | 801,76 | 785,95 | 795,38 | 754,44 | 777,27 | 757,69 | 744,17 | 753,85 |
| Hmotnost získaného produktu, g | 2,7 | 2,726 | 2,908 | 2,068 | 1,358 | 0,855 | 0,985 | 0,893 | 0,196 |
Graf 2 ukazuje závislost hmotnosti vyrobených produktů na době působení plynu z akceleračního modulu do brzdového modulu a tribostatického generátoru.
Graf 3 ukazuje závislost hmotnosti vyrobených produktů na fýzikálně-chemických vlastnostech plynu z akceleračního modulu do brzdového modulu a tribostatického generátoru.
Graf 4 ukazuje závislost hustoty vyrobených produktů na fýzikálně-chemických vlastnostech plynu z akceleračního modulu do brzdového modulu a tribostatického generátoru.
Analýza Příkladu č. 4 a kapalných produktů umožňuje následující závěr:
Syntéza uhlovodíkového produktu v časové sekvenci je způsobena:
1. Rozbitím molekul dusíku a kyslíku, následovaným syntézou těchto molekul a uvolněním přebytečné energie.
-22CZ 2022 - 301 A3
2. Pokud je v zóně katalýzy dostatek přebytečné energie během rozbití molekul vzduchu, zahájí se reakce 16 vzduch -> metan s uvolněním 24,7 MJ na kg vzduchu.
3. Čím vyšší je koncentrace dusíku a kyslíku v reaktoru, tím více vzniká energie a tím více je vyrobeno kapaliny s větší hustotou reakce 24.
Ke zvýšení koncentrace molekulárního dusíku a získané energie dochází v důsledku snížení koncentrace dusíku a kyslíku přítomného po odtlakování zařízení a procesů, které jsou popsány v postupu v reakcích 5, 7, 13, 14, 15, 16, 17 a tvorby n-alkanů z metanu po reakci 24. Tyto procesy jsou předmětem patentové ochrany.
Všechny reakce viz Tabulka 1 - Přehled fyzikálně-chemických reakcí.
Příklad č. 5.
Konverze metanu na uhlovodíky v recyklačním procesu
Reaktor s akceleračním modulem a katalytickým modulem, který zajišťuje funkce:
• modul brzdění;
• generátor tribostatického napětí.
Přípravná fáze. Vytěsnění vzduchu cílovým plynem.
Atmosférický vzduch zaplňuje vnitřní objem reaktoru. Hmotnostní koncentrace dusíku a kyslíku v atmosférickém vzduchu jsou 76,37 % a 23,225 %. Poměr mezi relativním počtem molekul dusíku k molekulám kyslíku je 3,288. Na vstup plynové směsi je připojena tlaková lahev s metanem NG.
1. Atmosférický tlak 97 990 Pa.
2. Po uzavření zařízení se v něm při daném atmosférickém tlaku nachází 325 gramů vzduchu, molekulová hmotnost 28,98 g/mol, včetně 248 g dusíku (76,3 % hm) a 75 gramů kyslíku (23,07 % hm).
3. 1. dodání metanu z tlakové lahve v množství 134,3 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 68,95 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je -2 °C.
4. 1. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 0 kPa. Odvedeno 90, 69 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je -2 °C.
5. 2. dodání metanu z tlakové lahve v množství 124,5 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 68,95 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je -1,5 °C.
6. 2. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 6,895 kPa. Odvedeno 132,42 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je -1,6 °C.
7. 3. dodání metanu z tlakové lahve v množství 35,7 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu
0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 26,20 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je -1 °C.
8. 4. dodání metanu z tlakové lahve v množství 34,1 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu
0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 48,06 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky metanu je -1 °C. Koncentrace plynů v zařízení: dusík 36,41 % hm., kyslík 11,07 % hm., metan 52,52 % hm.
9. Je zapnut režim vytápění plynového prostoru reaktoru.
10. Používá se recyklace plynu ze separátoru F1 pomocí plynového ventilátoru C2 a jeho návrat do reaktoru.
- 23 CZ 2022 - 301 A3
11. Je zapnutý provoz plynového ventilátoru 02. Při teplotě 87,5 °C v reaktoru je z lahve dodáván metan v množství 27 g, průtok S1 přívodu plynu 0,7 m3/h, přetlak v reaktoru po přívodu plynu 68,95 kPa.
12. Doba práce reaktoru je 1 hodina a 25 minut. Spotřeba elektrické energie plynového ventilátoru C2 je počáteční 2,02 KW/h, konečná 1,87 KW/h. Teplota v reaktoru počáteční 87,5 °C, konečná 79,19 °C, přetlak 65,019 kPa. Výkon plynového ventilátoru počáteční 130,07 m3/h, konečný 115,68 m3/h.
Vyrobeno 160 gramů produktu s hustotou 836,7 kg/m3 při teplotě 15 °C.
Analýza produktu.
Byla provedena plynově-chromatografícká analýza a stanovení vybraných parametrů jednoho vzorku motorové nafty dodaného pod označením „13. 12. 2017“, Příklad č. 5.
Z plynově-chromatografické analýzy vyplývá, že vzorek představuje motorovou naftu s obvyklou distribucí uhlovodíků obsahující 2,5 % FAME (biosložka). Kompletní výsledky standardní destilační zkoušky (ČSN EN ISO 3405) jsou v podobě destilační křivky zobrazeny v grafů 5.
S využitím plynové chromatografie bylo provedeno stanovení distribuce jednotlivých uhlovodíkových skupin podle počtu atomů uhlíku - znázorněno v grafu 6.
Současně jsou kumulativní hodnoty téhož stanovení uvedeny v tabulce.
| Uhlovodíková skupina (počet atomů uhlíku) | Obsah (% hm.) |
| do C8 | 0,5 |
| do C9 | 2,3 |
| do CIO | 6.1 |
| do Cil | 10,9 |
| do C12 | 16,6 |
| do C13 | 24,1 |
| do C14 | 33,6 |
| do C15 | 43,2 |
| do C16 | 52,7 |
| do C17 | 61,6 |
| do C18 | 70,1 |
| do C19 | 77,6 |
| do C20 | 83,5 |
| do C21 | 88,5 |
| do C22 | 92,0 |
| do C23 | 94,4 |
| do C24 | 95,8 |
| do C25 | 96,6 |
| do C26 | 97,0 |
| do C27 | 97,2 |
| do C28 | 97,4 |
| do C29 | 97,5 |
| FAME | 2,5 |
-24CZ 2022 - 301 A3
Výsledky stanovení ostatních fýzikálně-chemických vlastností analyzovaného vzorku jsou uvedeny v následující tabulce spolu s požadavky EU normy EN 590 pro motorové nafty. Z ní vyplývá, že vzorek „13. 12. 2017“ nevyhovuje normě EN 590 pouze v obsahu síry. Pomineme-li tento nedostatek, analyzované palivo jev podmínkách ČR použitelné pouze jako motorová nafta třídy B (pro letní období od 15. 4. do 30. 9.) a třídy D (pro přechodové období od 1.10. do 15. 11. a od 1. 3. do 14. 4.), nikoliv jako zimní motorová nafta třídy F (od 16. 11. do 29. 2.):
| Para metr | vzorek GGGTL 13. 12. 2017 | Požadavek normy EN 590 |
| Hustota při 15 °C (kgms) | 836,7 | 820-845 |
| Kinetická viskozita při 40 °C (mm2sl) | 3,15 | 2,00 - 4,50 |
| Pří 250 °C předestiluje(%obj.) | 25,0 | max. 65 |
| Při 350 °C předestiluje(3ápbj.) | 95,0 | min. 85 |
| 95 %obj. předestiluje při (°C) | 350 | max, 360 |
| Četa nový index | 55,7 | min. 46 |
| Bod vzplanutí-PM (°C) | 69,5 | min. 55 |
| Obsah monoaromátů (% h m.) | 13,5 | - |
| Obsah polyaromátů (% h m.) | 1,8 | max. 8 |
| Celkovýobsah aromatických uhlovodíků (% hm.) | 15,3 | - |
| Obsah FAME (% obf.) | 2,4 | max, 7 |
| Obsah síry (mg-kg1) | 14 | max. 10 |
| Filtrovatelnost-CFPP (°C) | -12 | max. 0/-10/-20° |
Analýza Příkladu č. 5 a produktů reakce umožňuje vyvodit následující závěr:
Syntéza uhlovodíkového produktu - nafty - je způsobena:
1. Rozbitím molekul dusíku a kyslíku, následovaným syntézou těchto molekul a uvolněním přebytečné energie.
2. Pokud je v zóně katalýzy dostatek přebytečné energie během rozbití molekul vzduchu, zahájí se reakce 16 vzduch -> metan s uvolněním 24,7 MJ na kg vzduchu.
3. Čím vyšší je koncentrace dusíku a kyslíku v reaktoru, tím více vzniká energie a tím více je reakcí 24 vyrobeno kapaliny s větší hustotou.
4. Přítomnost metylesterů (FAME) v produktu je vysvětlena přeformátováním radikálů vznikajících v plazmě se syntézou chemických látek obsahujících kyslík.
Ke zvýšení koncentrace molekulárního metanu a vytvořené energie dochází v důsledku snížení koncentrace dusíku a kyslíku přítomného po odtlakování zařízení a procesů, které jsou popsány v postupu v reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16. Hlavní syntéza uhlovodíků probíhá z metanu podle reakce 24. Tyto procesy jsou předmětem patentové ochrany.
Všechny reakce viz Tabulka 1 - Přehled fýzikálně-chemických reakcí.
Příklad č. 6.
Konverze metylesterů na uhlovodíky v recyklačním procesu.
Reaktor R1 s akceleračním modulem a katalytickým modulem, který zajišťuje funkce:
• modul brzdění 4;
• generátor tribostatického napětí 4a, 4b.
Během fáze přípravy testu jsou reaktor RI a F1 separátor otevřeny.
-25 CZ 2022 - 301 A3
Přípravná fáze. Vytěsnění vzduchu cílovým plynem.
Atmosférický vzduch zaplňuje vnitřní objem reaktoru. Hmotnostní koncentrace dusíku a kyslíku v atmosférickém vzduchu jsou 76,37 % a 23,225 %. Poměr mezi relativním počtem molekul dusíku k molekulám kyslíku je 3,288. Na vstup plynové směsi je připojena tlaková láhev s metanem NG, tok Sl. Z tlakové lahve je do vstupního otvoru přiváděn plyn až do průtoku 110 až 130 g/min, dokud se nedosáhne maximální koncentrace metanu. Analýza plynu v reaktoru:
| Plyn Metan | Hodnota 92,40 | Jednotka měřeni % obj. | Metoda ISO 6974-3.4 | Akreditace SA |
| Kyslík | 1,772 | % obj. | ISO 6974-3.4 | SA |
| Dusík | 5,827 | % obj- | ISO 6974-3.4 | SA |
Do reaktoru R1 byl přidán kapalný sorbent - metylester (FAME) - a hladina byla nastavena nad akcelerační modul. Kapalné suroviny FAME neobsahují frakce uhlovodíků paliva.
Používá se recyklace plynu ze separátoru F1 pomocí plynového ventilátoru C2 a jeho návrat do reaktoru.
Sorbent - kapalina v kotli reaktoru R1 se zahřeje na teplotu 200 stupňů Celsia. Do provozu se uvede ventilátor plynu C2. Plynová směs se přivádí zpět do vstupu reaktoru a do akceleračního modulu. Z akceleračního moduluje vháněna směs plynu a kapaliny rychlostí 200 až 400 m/s do prostoru reaktoru a setkává se s prostorem katalyzátoru, který plní funkce:
• modul brzdění 4;
• generátor tribostatického napět 4a, 4b;
Po reakčním prostoru se směs plynu a kapaliny ochlazuje ve vodním tepelném výměníku E3 a vstupuje do třífázového separátoru Fl. V separátoru se plyn odděluje od kapaliny a vstupuje do přívodu plynového ventilátoru C2. Cyklus průchodu plynné směsi mezi vstupem a výstupem plynového ventilátoru C2 se opakuje. Kondenzace výsledné kapaliny vede ke snížení objemu plynu ve vnitřním objemu jednotky, což by mělo vést k poklesu tlaku v jednotce, ale tvorba molekulárního vodíku kompenzuje pokles tlaku a recyklace vede ke konstantní změně ve složení plynu. Odstranění molekulárního vodíku z recyklovaného plynu povede ke snížení tlaku v zařízení a možnosti dodávat „čerstvý“ plyn.
Analýza produktu v kotli reaktoru R1 třífázovém separátoru Fl.
Byla provedena plynová chromatografie a měření hustoty a viskozity dvou vzorků metylesterů mastných kyselin.
Z výsledků plynové chromatografie vyplývá, že oba vzorky představují metylestery mastných kyselin (FAME). Kromě FAME vzorky obsahují malé množství ropných středních destilátů, chromatogramy jsou typické pro naftu. Vše znázorněno v Grafů 7.
Analýzy vzorků se liší především v obsahu nafty, jejíž chromatografické křivky jsou naprosto srovnatelné. Vypočtený obsah obou vzorků je uveden v následující tabulce:
-26CZ 2022 - 301 A3
| Složení | Obsah (% hmot.) | |
| 1440 (FAME) | 1441 (3GTLFAME) | |
| FAME — C16 mastná kyselina | 4,7 | 6,9 |
| FAME — Cl 8 mastná kyselina | 85,7 | 77,8 |
| FAME — zbývající mastné kyseliny | 3,2 | 0,9 |
| FAME celkem | 93,6 | 85,6 |
| Nafta | 6,4 | 14,4 |
Složení uvedené v předchozí tabulce dobře odpovídá hustotě a viskozitě vzorků:
| Parametr | Hodnota | |
| 1440 (FAME) | 1441 (3GTLFAME) | |
| Hustota při 15 °C (kg/m3) | 880,6 | 872,3 |
| Kinematická viskozita při 40 °C (mm1/)) | 4,53 | 3,89 |
Vzorek 1441 (FAME) obsahuje větší množství nafty (nafta má nižší hustotu než FAME) s nižší průměrnou hodnotou hustoty a viskozity než vzorek 1440 (FAME) s nižším obsahem motorové nafty. Vyšší obsah nafty ve vzorku 1441 (FAME) se odráží při výpočtu složení uhlovodíků:
| Uhlovodíková (analýza počtu atomů uhlíku) | . Obsah (% hmot.) skupina Vzorek 1440 (FAME) | Vzorek (3GTLFAME) |
| do C7 | <0,1 | 0,2 |
| do C8 | 0,1 | 0,2 |
| do C9 | 0,2 | 0,5 |
| do CIO | 0,5 | 1,4 |
| do Cil | 0,9 | 2,5 |
| do C12 | 1,3 | 3,8 |
| do C13 | 1,8 | 5,3 |
| do C14 | 2,3 | 6,9 |
| do C15 | 2,7 | 8,3 |
| do C16 | 3,1 | 9,7 |
| do C17 | 3,4 | 10,8 |
| do C18 | 3,8 | 11,9 |
| Uhlovodíky nad Cl 8 + FAME | 96.2 | 88,1 |
1441
Analýza Příkladu 6 a kapalných produktů reakce umožňuje následující závěr:
Syntéza uhlovodíkových produktů -> nafta je způsobena:
1. Rozbitím molekul dusíku a kyslíku, následovaným syntézou těchto molekul a uvolněním přebytečné energie.
2. Pokud je v zóně katalýzy dostatek přebytečné energie během rozbití molekul vzduchu, zahájí se reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16 vzduch -> metan s uvolněním 24,7 MJ na kg vzduchu.
3. Čím vyšší je koncentrace dusíku a kyslíku v reaktoru, tím více vzniká energie a tím více je vyrobeno kapaliny s větší hustotou reakce 24,
4. Rozbitím molekul metylesterů (FAME) a následným přeformátováním radikálů vznikajících v plazmě se syntézou chemických látek obsahujících kyslík. Nízká koncentrace dusíku a kyslíku v přivedeném plynu určuje nízký výtěžek produktů.
Ke zvýšení koncentrace molekulárního metanu a generované energie dochází v důsledku snížení koncentrace dusíku a kyslíku a procesů, které jsou popsány v postupu v reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16.
-27CZ 2022 - 301 A3
Díky generované energii dochází k přeměně metylesterů na uhlovodíky. Tyto procesy jsou předmětem patentové ochrany.
Všechny reakce viz Tabulka 1 - Přehled fyzikálně-chemických reakcí. Příklad č. 7.
Tvorba n-alkanů z rostlinného oleje v recyklačním procesu.
Reaktor R1 s akceleračním modulem a katalytickým modulem, který zajišťuje funkce:
modul brzdění 4;
generátor tribostatického napětí 4a, 4b;
Přípravná fáze. Vytěsnění vzduchu cílovým plynem.
Atmosférický vzduch zaplňuje vnitřní objem reaktoru. Hmotnostní koncentrace dusíku a kyslíku v atmosférickém vzduchu jsou 76,37 % a 23,225 %. Poměr mezi relativním počtem molekul dusíku k molekulám kyslíku je 3,288. Na vstup surovinový plynové směsi je připojena tlaková láhev s metanem NG, tok Sl. Z tlakové lahve je do vstupního otvoru přiváděn plyn až do průtoku 110 až 130 g/min, dokud se nedosáhne maximální koncentrace metanu. Analýza plynu v reaktoru po přívodu:
| Plyn | Hodnota | Jednotka měření | Metoda | Akreditace |
| Metan | 93,40 | % obj. | ISO 6974-3.4 | SA |
| Kyslík | 2,170 | % obj. | ISO 6974-3.4 | SA |
| Dusík | 4,427 | % obj. | ISO 6974-3.4 | SA |
Používá se recyklace plynu ze separátoru F1 pomocí plynového ventilátoru C2 a jeho návrat do reaktoru Rl.
Do reaktoru R1 byl přidán kapalný sorbent - řepkový olej - a hladina byla nastavena nad akcelerační modul. Řepkový olej neobsahuje frakce uhlovodíků paliva a metylestery. Sorbent kapalina v kotli reaktoru se zahřeje na teplotu 146 °C. Do provozu se uvede ventilátor plynu. Plynová směs se přivádí z ventilátoru C2 do vstupu reaktoru a do akceleračního modulu. Z akceleračního modulu je vháněna směs plynu a kapaliny rychlostí 200 až 400 m/s do prostoru reaktoru a setkává se s prostorem katalyzátoru, který plní funkce:
• modul brzdění 4;
• generátor tribostatického napětí 4a.4b;
Po reakčním prostoru se směs plynu a kapaliny ochlazuje ve vodním chladiči E3 a vstupuje do separátoru Fl. V separátoru se plyn odděluje od kapaliny a vstupuje do přívodu plynového čerpadla C2. Cyklus se opakuje.
-28CZ 2022 - 301 A3
| Složení | Obsab (“/# hmot) | ||
| 26920163 | 26920162 | 29920161 | |
| FAME - C16 mastná kyselina | - | 2.4 | 2.4 |
| FAME — Cl8 mastná kyselina | - | 46.7 | 50.9 |
| FAME - zbývající mastné kyseliny | - | 0.7 | 0.7 |
| FAME celkem | - | 49.8 | 53.9 |
| Nafta | - | 50 | 44.6 |
| Řepkový olej | 100 | 0.2 | 1.5 |
Analýza produktu v kotli reaktoru R1 a dvou vzorků produktu v třífázovém separátoru Fl.
Byla stanovena hustota a viskozita tří vzorků paliva. Složení těchto vzorků bylo analyzováno metodou plynové chromatografie.
Výsledky plynové chromatografie ukázaly, že vzorek 26920163 je čistý rostlinný olej.
Vzorky 26920162 a 29920161 obsahovaly stopy rostlinného oleje (do 2 %hm.), hlavními složkami těchto dvou vzorků jsou FAME, ropný střední destilát.
Vzorky 26920162 a 29920161 se od sebe navzájem liší poměrem obsahu FAME, motorové nafty a rostlinného oleje. Chromatografický záznam nafty je srovnávací pro oba vzorky. Výsledky hustoty a viskozity znázorněny v Grafů 8.
Složení analyzovaných vzorků:
| Hodnota | |||
| rni nuiri i Hustota pří 15 aC ťkeinh | 26920163 920.4 | 269201« 858.6 | 29920161 865,4 |
| Kinematická viskozita při 40 ‘’C (uutv. s) | 35.40 | 3,74 | 4.35 |
Obsah řetězců uhlovodíků podle počtu uhlíkových řetězců (kumulativní)
| Poůet atomů uhlíku | Obsah (% hmot.) | ||
| 26920163 | 26920162 | 29920161 | |
| do C7 | - | 0.1 | 0.2 |
| do C8 | 0.2 | 0.4 | |
| do C9 | 0.5 | 0.7 | |
| do CIO | 1.5 | 1.6 | |
| do Cil | 3.1 | 2.6 | |
| doC12 | 5.1 | 3.8 | |
| do Cl3 | 8.5 | 5.9 | |
| do C14 | 13.6 | 9.0 | |
| doC15 | 20.9 | 13.8 | |
| doC16 | 28.2 | 19.4 | |
| doC17 | 34.9 | 25.5 | |
| doC18 | 40.5 | 31.5 | |
| Uhlovodíky nad C18 + FAME | 99.8 | 98.5 | |
| Rostlinný olej | 100 | 100 | 100 |
-29CZ 2022 - 301 A3
Analýza příkladu 7 a kapalných produktů reakce umožňuje následující závěr:
Syntéza uhlovodíkových produktů -> nafta je způsobena:
1. Rozbitím molekul dusíku a kyslíku, následovaným syntézou těchto molekul a uvolněním přebytečné energie.
2. Pokud je v zóně katalýzy dostatek přebytečné energie během rozbití molekul vzduchu, zahájí se reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16, 17 vzduch -> metan s uvolněním 24,7 MJ na kg vzduchu.
3. Čím vyšší je koncentrace dusíku a kyslíku v reaktoru, tím více vzniká energie a tím více je pomocí reakce 24 vyrobeno z metanu kapaliny s větší hustotou.
4. Rozbitím molekul triglyceridů v molekulách rostlinného oleje a následným přeformátováním radikálů vznikajících v plazmě syntézou chemických látek obsahujících kyslík a dieselových frakcí. Nízká koncentrace dusíku a kyslíku v přivedeném plynu určuje nízký výtěžek produktů.
5. V tomto příkladu lze předpokládat konverzi metanu na molekuly dusíku a kyslíku jako dodatečných zdrojů pro syntézu složek obsahujících kyslík.
6. Nedostatek glycerinu ve výsledcích analýzy umožňuje jeho rozrušení jako chemické sloučeniny a syntézu dalších prvků z jeho fragmentů.
Ke zvýšení koncentrace molekulárního metanu a generované energie dochází v důsledku snížení koncentrace dusíku a kyslíku a procesů, které jsou popsány v postupu v reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16, 17. Díky generované energii dochází k rozrušení vazeb v molekulách triglyceridů a následné syntéze uhlovodíků. Tyto procesy jsou předmětem patentové ochrany.
Příklad č. 8.
Tvorba n-alkanů z rostlinného oleje v recyklačním procesu.
Reaktor R1 s akceleračním modulem a katalytickým modulem, který zajišťuje funkce:
• modul brzdění 4;
• generátor tribostatického napětí 4a, 4b
Přípravná fáze. Vytěsnění vzduchu cílovým plynem.
Atmosférický vzduch zaplňuje vnitřní objem reaktoru. Hmotnostní koncentrace dusíku a kyslíku v atmosférickém vzduchu jsou 76,37 % a 23,225 %. Poměr mezi relativním počtem molekul dusíku k molekulám kyslíku je 3,288. Na vstup plynové směsi je připojena tlaková láhev s dusíkem NG, tok Sl. Z tlakové lahve je do vstupního otvoru přiváděn plyn až do průtoku 110 až 130 g/min, dokud se nedosáhne maximální koncentrace dusíku. Analýza plynu v reaktoru po přívodu:
| Plyn | Hodnota | Jednotka měření | Metoda | Akreditace |
| Metan | 0,00 | % obj. | ISO 6974-3.4 | SA |
| Kyslík | 9,22 | % obj. | ISO 6974-3.4 | SA |
| Dusík | 90,78 | % obj. | ISO 6974-3.4 | SA |
Do reaktoru byl přidán kapalný sorbent - řepkový olej - a hladina byla nastavena nad akcelerační modul. Řepkový olej neobsahuje frakce uhlovodíků paliva a metylestery.
Používá se recyklace plynu ze separátoru F1 pomocí plynového čerpadla C2 a jeho návrat do reaktoru Rl.
-30CZ 2022 - 301 A3
Sorbent - kapalina v kotli reaktoru se zahřeje na teplotu 250 °C. Do provozu se uvede ventilátor plynu C2. Plynová směs se z čerpadla C2 přivádí do vstupu reaktoru a do akceleračního modulu. Z akceleračního modulu je vháněna směs plynu a kapaliny rychlostí 200 až 400 m/s do prostoru reaktoru a setkává se s prostorem katalyzátoru, který plní funkce:
• modul brzdění;
• generátor tribostatického napětí;
Po reakčním prostoru se směs plynu a kapaliny ochlazuje ve vodním chladiči E3 a vstupuje do separátoru F1. V separátoru se plyn odděluje od kapaliny a vstupuje do přívodu plynového čerpadla C2. Cyklus se opakuje.
Analýza surovin a produktů ze separátoru F1.
Byla provedena plynově-chromatografická analýza dvou vzorků organických kapalin. Obě kapaliny byly analyzovány nejprve vysokoteplotní plynovou chromatografií (HTGC) a po určení charakteru přítomných komponent byl vzorek označený jako „N1, 20. 4. 2018“ určen jako čistý řepkový olej a vzorek označený jako „N2, 20. 4. 2018“ byl analyzován další chromatografickou metodou s vyšší separační účinností.
Z analýzy vyplývá, že vzorek „N1, 20. 4. 2018“ představuje čistý rostlinný olej tvořený směsí triglyceridů mastných kyselin. Vzorek označený jako „N2, 20. 4. 2018“ představuje oproti tomu téměř čistou směs uhlovodíků obsahující pouze 2,1 % hm. rostlinného oleje. Vše znázorněno v Grafu 9.
Detailnější chromatografickou analýzou vzorku „N2, 20. 4. 2018“ bylo zjištěno, že distribuce uhlovodíků v tomto vzorku je typická pro střední ropné destiláty. Zastoupením n-alkanů a celkovou distribucí uhlovodíků lze vzorek „N2, 20. 4. 2018“ nejlépe přirovnat k motorové naftě, příp. plynovému oleji. Znázorněno v grafu 10.
Distribuce uhlovodíků ve vzorku „N2, 20. 4. 2018“ je znázorněna v Grafu 11.
V tabulce je pak uvedena distribuce uhlovodíků vyjádřená jako kumulativní obsah uhlovodíkových skupin podle počtu atomů uhlíku v molekule.
- 31 CZ 2022 - 301 A3
| Uhlovodíková skupina (počet atomu uhlíku) | Obsah % hmot. |
| do C8 | 0,1 |
| do C9 | 0,7 |
| do CIO | 3,8 |
| do Cil | 11.2 |
| do C12 | 19,8 |
| do C13 | 30.6 |
| do C14 | 42.1 |
| do C15 | 53,1 |
| do C16 | 63,2 |
| do C17 | 72,2 |
| do C18 | 79,8 |
| do C19 | 86.1 |
| do C20 | 90,2 |
| do C21 | 93,1 |
| do C22 | 95,4 |
| do C23 | 96,6 |
| do C24 | 97,3 |
| do C25 | 97,6 |
| do C26 | 97,8 |
| do C27 | 97,9 |
| Rostlinný olej | 100 |
Analýza příkladu 8 a kapalných reakčních produktů umožňuje následující závěr:
Syntéza uhlovodíkových produktů -> nafta je způsobena:
1. Rozbitím molekul dusíku a kyslíku, následovaným syntézou těchto molekul a uvolněním přebytečné energie.
2. Pokud je v zóně katalýzy dostatek přebytečné energie během rozbití molekul vzduchu, zahájí se reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16, 17 vzduch -> metan s uvolněním 24,7 MJ na kg vzduchu.
3. Čím vyšší je koncentrace dusíku a kyslíku v reaktoru, tím více vzniká energie a tím více je pomocí reakce 3 vyrobeno z metanu kapaliny s větší hustotou.
4. V tomto příkladu nebyl ve složení přiváděného plynu žádný metan. Syntéza metanu a normálních alkanů byla možná:
• při syntéze metanu z dusíku a kyslíku, podle reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16, 17 a následnou syntézou normálních alkanů podle reakce 24 nebo;
• destrukcí triglyceridů v molekulách rostlinného oleje a přeformátováním radikálů vznikajících v plazmě se syntézou normálních alkanů.
5. Nedostatek glycerinu ve výsledcích analýzy umožňuje jeho rozrušení jako chemické sloučeniny a syntézu dalších prvků z jeho fragmentů.
Ke zvýšení koncentrace molekulárního metanu a generované energie dochází v důsledku snížení koncentrace dusíku a kyslíku a procesů, které jsou popsány v postupu reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16, 17. Díky generované energii dochází k rozrušení vazeb v molekulách triglyceridů a následné syntéze uhlovodíků. Tyto procesy jsou předmětem patentové ochrany.
Všechny reakce viz Tabulka 1 - Přehled fyzikálně-chemických reakcí. Příklad č. 9.
Tvorba produktů organické syntézy z rostlinného oleje v dusíkatém prostředí.
Reaktor R1 s akceleračním modulem a katalytickým modulem, který zajišťuje funkce:
• modul brzdění 4;
-32CZ 2022 - 301 A3 • generátor tribostatického napětí 4a, 4b.
Přípravná fáze. Vytěsnění vzduchu cílovým plynem.
Atmosférický vzduch zaplňuje vnitřní objem reaktoru. Hmotnostní koncentrace dusíku a kyslíku v atmosférickém vzduchu jsou 76,37 % a 23,225 %. Poměr mezi relativním počtem molekul dusíku k molekulám kyslíku je 3,288. Na vstup plynové směsi je připojena tlaková láhev s dusíkem NG, tok S1.
Recyklace plynu ze separátoru pomocí plynového ventilátoru a jeho návrat do reaktoru se nepoužívá.
1. Atmosférický tlak 97 990 Pa.
2. Po uzavření zařízení se v něm při daném atmosférickém tlaku nachází 325 gramů vzduchu, molekulová hmotnost 28,98 g/mol, včetně 248 g dusíku (76,3 % hm) a 75 gramů kyslíku (23,07 % hm).
3. 1. dodání dusíku z tlakové lahve v množství 11,3 3 g. Obj emový průtok S1 dodávky plynu
0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 3,48 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky plynuje 22 °C.
4. 1. výstup rea: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku reakčních plynů 0 kPa. Odvedeno 12,00 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynuje 22 °C.
5. 2. dodání dusíku z tlakové lahve v množství 22,67 g. Obj emový průtok S1 dodávky plynu
0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 6,89 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky plynuje 22,5 °C.
6. 2. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 3,48 kPa. Odvedeno 12,03 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynuje 22,5 °C.
7. 3. dodání dusíku z tlakové lahve v množství 11,3 3 g. Obj emový průtok S1 dodávky plynu
0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 6,48 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky plynuje 23 °C.
8. 3. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 3,48 kPa. Odvedeno 11,62 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynuje 23 °C.
Vypočítané složení plynů v zařízení před procesem:
| Plyn | Hodnota | Jednotka měření | Metoda | Akreditace |
| Metan | 0,00 | % obj. | ISO 6974-3.4 | SA |
| Kyslík | 20,21 | % obj. | ISO 6974-3.4 | SA |
| Dusík | 79,79 | % ofei· | ISO 6974-3.4 | SA |
Do reaktoru Rl byl přidán kapalný sorbent - řepkový olej - a hladina byla nastavena nad akcelerační modul. Řepkový olej neobsahuje frakce uhlovodíků paliva a metylestery.
Sorbent - kapalina v kotli reaktoru Rl se zahřeje na teplotu 250 °C. Při této teplotě začíná dodávání dusíku do zařízení podle následujícího algoritmu:
• Řídicí systém vydává úkol udržovat tlak v separátoru zařízení 34,475 kPa;
• Pokud tlak v separátoru klesne pod nastavenou hodnotou, otevře se ventil přívodu dusíku z láhve do reaktoru a dále do urychlovacího modulu;
• Z urychlovacího modulu se směs plynu a kapaliny přivádí rychlostí 30 až 40 m/s do prostoru reaktoru a do prostoru katalyzátoru, který plní funkce:
-33 CZ 2022 - 301 A3 • modul brzdění;
• generátor tribostatického napětí;
• při dosažení nastavené hodnoty tlaku se ventil přívodu plynu z tlakové lahve uzavře a otevře se výstupní ventil reakčního plynu ze zařízení;
• Pokud tlak v separátoru klesne pod nastavenou hodnotou, uzavře se výstupní ventil reakčního plynu ze zařízení a otevře se ventil přívodu dusíku z láhve do reaktoru;
Po ukončení pokusu byl odebrán produkt ze separátoru.
Analýza produktu ze separátoru Fl:
Byl proveden rozborjednoho vzorku organické kapaliny dodané pod označením „14. 8. 18“ (dusík bez recyklu). Kapalina byla analyzována plynovou chromatografií s hmotnostně-spektrometrickou detekcí (GC-MS) za účelem identifikace přítomných látek. Doplňkově byl proveden i screening vzorku vysokoteplotní plynovou chromatografií (HTGC).
Vzorek „14. 8. 18“ (dusík, bez recyklu) má povahu dvousložkové směsi, z níž přibližně 75 % tvoří horní organická vrstva a 25 % spodní vodní část. Z výsledků analýzy vyplývá, že organickou část tvoří přibližně z více než 50 % směs vyšších mastných kyselin, ve které převládají kyseliny s 18 uhlíkovými atomy v molekule (kyselina olejová a kyselina stearová). Přibližně 4 % organické části představuje rostlinný olej. Zbytek organické části představuje směs organických látek zahrnující především metylestery mastných kyselin (FAME), uhlovodíky (především C14 až Cl8) alkoholy a aldehydy. Chromatografický záznam z GC-MS analýzy je pak spolu s identifikovanými látkami uveden v příloze (v příloze nejsou uvedeny maximální hodnoty příslušející rostlinnému oleji, protože ten není možné standardní GC-MS technikou detekovat z důvodu extrémně vysokého bodu varu).
Chromatogram analýzy vzorku „14. 8. 18“ (dusík, bez recyklace) je znázorněn v Grafu 12.
Interpretace chromatogramu:
| % hmot. | Název uhlovodíku | Chemický vzorec |
| 0,14 | cyclohexane | C6H12 |
| 0,82 | hexane, 2-methyl- | C7H16 |
| 0,7 | hexane, 3-methyl- | C7H16 |
| 0,19 | hexane, 3-methyl- | C7H16 |
| 0,08 | hexane, 3-methyl- | C7H16 |
| 0,45 | Heptane | C7H16 |
| 0,22 | cyclohexane, methyl- | C7H16 |
| 0,06 | ethylcyclopentane | C7H14 |
| 0,89 | toluene | C7H8 |
| nonane | C9H20 | |
| 0,05 | decane | C10H22 |
| 0,11 | tetradecene | CH3(CH2)11CH=CH2 |
| 0,06 | tetradecane | C14H30 |
| 0,21 | tetradecane | C14H30 |
| 0,04 | tetradecane | C14H30 |
| 0,09 | tetradecane | C14H30 |
| 0,03 | tetradecane | C14H30 |
| 0,04 | tetradecane | C14H30 |
| 0,07 | tetradecane | C14H30 |
| 0,06 | tetradecane | C14H30 |
| 0,05 | tetradecane | C14H30 |
| 0,09 | tetradecane | C14H30 |
| 0,02 | tetradecane | C14H30 |
| 0,02 | tetradecane | C14H30 |
-34CZ 2022 - 301 A3
| 0,04 | tetradecane | C14H30 |
| 0,12 | tetradecane | C14H30 |
| 0,39 | pentadecene | C15H30 |
| 0,81 | pentadecene | C15H30 |
| 0,03 | pentadecene | C15H30 |
| 0,24 | pentadecane | C15H32 |
| 0,06 | pentadecane | C15H32 |
| 0,04 | pentadecane | C15H32 |
| 0,09 | pentadecane | C15H32 |
| 0,02 | pentadecane | C15H32 |
| 0,04 | pentadecane | C15H32 |
| 0,03 | pentadecane | C15H32 |
| ο,ι | pentadecane | C15H32 |
| 0,09 | pentadecane | C15H32 |
| 0,07 | pentadecane | C15H32 |
| 0,15 | pentadecane | C15H32 |
| 0,08 | hexadecene | C16H32 |
| 0,18 | hexadecene | C16H32 |
| 0,1 | hexadecene | C16H32 |
| 0,21 | hexadecane | C16H34 |
| 0,02 | hexadecane | C16H34 |
| 0,03 | hexadecane | C16H34 |
| 0,01 | hexadecane | C16H34 |
| 0,01 | hexadecane | C16H34 |
| 0,11 | 1 -decyl-1 -cyclohexene | C16H32 |
| 0,08 | 1 -decyl-1 -cyclohexene | C16H32 |
| 0,07 | 1 -decyl-1 -cyclohexene | C16H32 |
| 0,04 | 1 -decyl-1 -cyclohexene | C16H32 |
| 0,2 | heptadec ene | CH3(CH2)14CH=CH2 |
| 0,68 | heptadec ene | CH3(CH2)14CH=CH2 |
| 0,27 | heptadec ene | CH3(CH2)14CH=CH2 |
| 0,23 | heptadecan | C17H36 |
| 0,09 | heptadecan | C17H36 |
| 0,03 | heptadecan | C17H36 |
| ο,ι | heptadecan | C17H36 |
| 0,11 | heptadecan | C17H36 |
| 0,06 | heptadecan | C17H36 |
| 0,04 | heptadecan | C17H36 |
| 0,08 | heptadecan | C17H36 |
| 0,11 | heptadecan | C17H36 |
| 0,21 | octadec ene | C18H36 |
| 0,51 | octadec ene | C18H36 |
| 0,49 | octadec ene | C18H36 |
| 0,06 | octadec ene | C18H36 |
| 0,03 | octadec ene | C18H36 |
| 0,22 | octadecane | C18H38 |
| 0,04 | octadecane | C18H38 |
| 0,15 | octadecane | C18H38 |
| 0,48 | octadecane | C18H38 |
| 0,35 | octadecane | C18H38 |
| 0,19 | octadecane | C18H38 |
| 0,05 | octadecane | C18H38 |
| 0,05 | octadecane | C18H38 |
| 0,43 | octadecane | C18H38 |
| 0,04 | octadecane | C18H38 |
| 0,17 | octadecane | C18H38 |
| 0,06 | octadecane | C18H38 |
| 13,28 |
-35CZ 2022 - 301 A3
| % hmot. | Název uhlovodíku | Chemický vzorec | Chemický vzorec |
| 0,04 | acetic acid | CH3COOH | C2H4O2 |
| 0,01 | acetic acid | CH3COOH | C2H4O2 |
| 0,04 | acetic acid | CH3COOH | C2H4O2 |
| 0,17 | acetic acid | CH3COOH | C2H4O2 |
| 0,08 | acetic acid | CH3COOH | C2H4O2 |
| 0,02 | butanoic acid | CH3CH2CH2-COOH | C3H7COOH |
| pentanoic acid | CH3CH2CH2CH2-COOH | C5H10O2 | |
| 0,04 | hexanoic acid | CH3(CH2)4COOH | C6H12O2 |
| 0,14 | heptanoic acid | CH3(CH2)5COOH | C7H14O2 |
| 0,06 | heptanoic acid | CH3(CH2)5COOH | C7H14O2 |
| 0 | heptanoic acid | CH3(CH2)5COOH | C7H14O2 |
| 0,03 | heptanoic acid | CH3(CH2)5COOH | C7H14O2 |
| 0,01 | heptanoic acid | CH3(CH2)5COOH | C7H14O2 |
| 0 | heptanoic acid | CH3(CH2)5COOH | C7H14O2 |
| 0,05 | heptanoic acid | CH3(CH2)5COOH | C7H14O2 |
| ο,ι | octanoic acid | CH3(CH2)6COOH | C8H16O2 |
| 0 | octanoic acid | CH3(CH2)6COOH | C8H16O2 |
| 0,01 | octanoic acid | CH3(CH2)6COOH | C8H16O2 |
| 0,16 | nonanoic acid | CH3(CH2)7COOH | C9H18O2 |
| 0,03 | nonanoic acid | CH3(CH2)7COOH | C9H18O2 |
| 0,05 | nonanoic acid | CH3(CH2)7COOH | C9H18O2 |
| 0,01 | nonanoic acid | CH3(CH2)7COOH | C9H18O2 |
| 0,07 | nonanoic acid | CH3(CH2)7COOH | C9H18O2 |
| 0,12 | nonanoic acid | CH3(CH2)7COOH | C9H18O2 |
| 1,87 | decanoic acid | CH3(CH2)8COOH | C10H2002 |
| 2,38 | n-hexadecanoic acid | CH3(CH2)14COOH | C16H32O2 |
| 0,02 | n-hexadecanoic acid | CH3(CH2)14COOH | C16H32O2 |
| 0 | n-hexadecanoic acid | CH3(CH2)14COOH | C16H32O2 |
| 53,09 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,15 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 2,36 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,71 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,51 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,02 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,17 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,51 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,04 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,04 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,07 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,41 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,02 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,25 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
-36CZ 2022 - 301 A3
| 0,2 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,37 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,17 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,37 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| % hmot.n | Název uhlovodikuE | Chemický vzorec Ό | Chemický· vzorecE | |
| 1,27ε | palmitic acidmethyl esteťE | C17H34O2E | ||
| 0,03e | palmitic acid methylesteťt | C17H34O2E | ||
| 0,09ε | palmitic acid methyl esterE | C17H34O2E | ||
| 0,04ε | palmitic acidmethyl esteiit | °Ο | C17H34O2E | |
| 0,61α | palmitic acid methyl esterc | °» | C17H34O2E | |
| 1,05ε | palmitic acidtnethyl esteC- | C17H34O2S | ||
| 4.99= | oleic acid methyl esters | CHs(CH1)7CH=CH(CH:)-COOH= | C18H34O2= | |
| 0,54ε | oleic acid methyl esters | CH3(CH:)-CH=CH(CH2)7COOHe | C18H34O2E | |
| 0= | oleic acid methyl esters | CHj(CH-)7CH=CH(CH2i-COOH= | C1SH34O2= | |
| 0,01ε | oleic acid methyl ester | CHj(CH;)7CH=CH(CHi)7COOH= | C18H34O2E | |
| 0= | oleic acid-methyl ester | CHs(CH2)7CH=CH(CH2)7COOIfc | C18H34O2H | |
| 0,41= | oleic acid methyl ester | CHs(CHi)<H=CH(CH1)7COOH= | C18H34O2E | |
| 0= | oleic acidm^fayl esters | CH3(CH0-CH=CH(CH2)7COOffi: | C18H34O2E | |
| HE | 2= |
| 0,68 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,05 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,02 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,03 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,03 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,03 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,03 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 0,04 | oleic + stearic acids | CH3(CH2)27CH=CH(CH2)7COOH+C 17H35CO2H | C18H32O2+C18H36O2 |
| 65,88 |
| % hmot. | Název uhlovodíku | Chemický vzorec | Chemický vzorec |
| 3,45 | octad ec -9-en-1 -ol | C18H36O | |
| 1,25 | octadecen-1-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,34 | octadecen-1-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,07 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,04 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,02 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,05 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,03 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,07 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,18 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,06 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,01 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,29 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,09 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
| 0,15 | octadecen-l-o 1 | CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH | C18H36O |
-37CZ 2022 - 301 A3
Celkový obsah složek produktu:
| Název látky | Měrná jednotka | Hodnota |
| Hydrocarbons-Alkany | % hmot. | 6,45 |
| Hydrocarbons-Alkeny | % hmot. | 3,73 |
| Hydrocarbons-i-Alkany | % hmot. | 2,07 |
| Hydrocarbons-Aromat | % hmot. | 0,89 |
| Hydrocarbons-Nafteny | % hmot. | 0,14 |
| Aldegyd | % hmot. | 1,81 |
| Acid | % hmot. | 65,88 |
| Oleyl Alcohol | % hmot. | 7,92 |
| Ester | % hmot. | 9,04 |
| Celkem | 97,93 |
Analýza příkladu 9 a kapalných reakčních produktů umožňuje následující závěr:
Syntéza uhlovodíkových produktů je způsobena:
1. Rozbitím molekul dusíku a kyslíku, následovaným syntézou těchto molekul a uvolněním přebytečné energie.
2. Pokud je v zóně katalýzy dostatek přebytečné energie během rozbití molekul vzduchu, začne reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16, 17 vzduch -> voda s uvolněním 12,2 MJ na kg vzduchu.
3. Pokud je v zóně katalýzy dostatek přebytečné energie při reakci vzduch -> voda, začne ve směsi vody a vzduchu reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16, 17 vzduch -> metan s uvolněním 24,7 MJ na kg vzduchu.
4. Pokud je v různých zónách katalýzy během provádění reakce metanu ve vzduchu dostatek energie, začne přímá přeměna metanu na normální alkan a vodík podle reakce 24. V menší míře je při nedostatku energie možná syntéza alkenů, následovaná syntézou esterů, s přítomnosti kyslíku, stejně jako syntéza alkoholů z alkanů.
5. Produkce volných mastných kyselin je spojena s hydrolýzou triglyceridů na základě reakce mezi nimi a vodou, produkovanou reakcí vzduch -> voda.
Ke zvýšení koncentrace molekulárního metanu a generované energie dochází v důsledku snížení koncentrace dusíku a procesů, které jsou popsány v postupu reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16, 17 Díky generované energii dochází k rozrušení vazeb v molekulách triglyceridů a následné syntéze produktů organické syntézy. Tyto procesy jsou předmětem patentové ochrany.
Všechny reakce viz Tabulka 1 - Přehled fýzikálně-chemických reakcí. Příklad č. 10.
Tvorba produktů organické syntézy z rostlinného oleje ve vzdušném prostředí.
Reaktor R1 s akceleračním modulem a katalytickým modulem, který zajišťuje funkce:
• modul brzdění 4;
• generátor tribostatického napětí 4a, 4b.
Atmosférický vzduch zaplňuje vnitřní objem reaktoru. Hmotnostní koncentrace dusíku a kyslíku v atmosférickém vzduchu jsou 76,37 % a 23,225 %. Poměr mezi relativním počtem molekul dusíku k molekulám kyslíku je 3,288. Na vstup plynové směsi je připojen kompresor vzduchu.
Vypočítané složení plynů v zařízení před procesem:
-38CZ 2022 - 301 A3
| Plyn | Hodnota | Jednotná měření | Metoda | Akreditace |
| Metan | 0,00 | % obj. | ISO 6974-3.4 | SA |
| Kyslík | 23,23 | % obj. | ISO 6974-3.4 | SA |
| Dusík | 76,37 | % obj. | ISO 6974-3.4 | SA |
Do reaktoru byl přidán kapalný sorbent - řepkový olej - a hladina byla nastavena nad akcelerační modul. Řepkový olej neobsahuje frakce uhlovodíků paliva a metylestery.
Recyklace plynu ze separátoru pomocí plynového ventilátoru a jeho návrat do reaktoru se nepoužívá.
Sorbent - kapalina v kotli reaktoru R1 se zahřeje na teplotu 250 °C. Při této teplotě začíná dodávání vzduchu do zařízení podle následujícího algoritmu:
• Řídicí systém vydává úkol udržovat tlak v separátoru zařízení 34,475 kPa;
• Pokud tlak v separátoru klesne pod nastavenou hodnotou, otevře se ventil V1 přívodu vzduchu z kompresoru do reaktoru a dále do urychlovacího modulu;
• Z urychlovacího modulu pro přetaktování se směs plynu a kapaliny přivádí rychlostí 20 až 40 m/s do prostoru reaktoru a do prostoru katalyzátoru, který plní funkce:
• modul brzdění 4;
• generátor tribostatického napětí 4a, 4b;
• při dosažení nastavené hodnoty tlaku se ventil přívodu vzduchu z kompresoru uzavře a otevře se výstupní ventil reakčního plynu ze zařízení;
• Pokud tlak v separátoru klesne pod nastavenou hodnotou, uzavře se výstupní ventil reakčního plynu ze zařízení a otevře se ventil přívodu vzduchu z kompresoru do reaktoru;
Po ukončení pokusu byl odebrán produkt ze separátoru.
Analýza produktu z Fí třífázového separátoru.
Byl proveden rozbor dvou vzorků organických kapalin:
Obě kapaliny byly analyzovány plynovou chromatografri s hmotnostně-spektrometrickou detekcí (GC-MS) za účelem identifikace přítomných látek. Doplňkově byl proveden i screening obou vzorků vysokoteplotní plynovou chromatografri. (HTGC).
Z výsledků analýzy vyplývá, že vzorek „(060620181), A, 6. 6. 18/1“ je z více než z 90 % tvořen rostlinným olejem, zbytek pak představují především metylestery mastných kyselin (FAME) a menší množství diacetonalkoholu (< 3 %). Chromatografický záznam je spolu s identifikovanými látkami uveden v příloze (v příloze nejsou uvedeny maximální hodnoty rostlinného oleje, protože ten není možné standardní GC-MS technikou detekovat z důvodu extrémně vysokého bodu varu).
Vzorek označený jako „(060620182), B, 6. 6. 18/2“ představuje směs FAME, nasycených uhlovodíků, a dalších kyslíkatých složek. Samotné FAME (metylestery mastných kyselin C16 až C24) přitom tvoří přibližně 40 % vzorku.
Analýzou GC-MS dat vzorku „(060620182), B, 6. 6. 18/2“ bylo zjištěno, že vzorek obsahuje nasycené uhlovodíky v rozpětí přibližně C12 až C19. Kromě toho vzorek obsahuje lehčí kyslíkaté látky s počtem atomů uhlíku v rozpětí přibližně C6 až CIO. Tyto složky tvořily charakteristické série v retenčním pořadí: aldehyd s nasyceným uhlovodíkovým řetězcem, metylester alkenové kyseliny, metylester alkanové kyseliny a aldehyd s nenasyceným uhlovodíkovým řetězcem. Chromatografický záznam pro vzorek 3GTL - (060620181), A, 6. 6. 18/1 je znázorněn v Grafů 13.
-39CZ 2022 - 301 A3
| 3GTL - (060620181), A, 6. 6. 18/1 | Těžký výrobek při zpracováni řepkového oleje v procesu 3GTL |
| 3GTL - (060620182). B, 6. 6. 18/2 | Lehký výrobek při zpracování řepkového oleje v procesu 3GTL |
Chromatografícký záznam pro vzorek 3GTL - (060620182), A, 6. 6. 18/2 je znázomně v Grafu 14.
Tabulky zobrazují interpretaci chromatogramů pro oba produkty:
| Alkohol, estery vzorku 3GTL - (060620181), A, 6. 6. 18/1 | ||
| % hmot. | Název uhlovodíku | Chemický vzorec |
| 0,65 | C6H12O2 | |
| 2,77 | diacetone alcohol | C6H12O2 |
| 1,45 | FAME | C17H34O2 |
| 1,72 | FAME | |
| 24,69 | FAME | |
| 2,41 | FAME | |
| 0,96 | FAME | |
| 1,55 | FAME | |
| 0,68 | FAME | |
| 0,53 | FAME | |
| 62,59 | Rostlinný olej |
| Éter 3GTL - (060620182), B, 6. 6. 18/2 | ||
| % hmot. | Název uhlovodíku | Chemický vzorec |
| 37,95 | FAME | C17H34O2 |
| 2,51 | FAME | C19H38O2 |
| 40,46 |
| Aldehyd 3GTL - (060620182), B, 6. 6. 18/2 | ||
| % hmot. | Název uhlovodíku | Chemický vzorec |
| 1,69 | hexanal | C6H12O |
| 0,48 | methyl pentenoate | C6H10O2 |
| 1,50 | diacetone alcohol | C6H12O2 |
| 1,27 | heptanal | C7H14O |
| 0,94 | methyl hexenoate | C7H12O2 |
| 0,30 | methyl hexanoate | C7H14O2 |
| 3,47 | 2-heptenal | C7H12O |
| 1,95 | octanal | C8H16O |
| 1,90 | methyl heptenoate | C8H14O2 |
| 0,74 | methyl heptanoate | C8H16O2 |
| 3,38 | 2-octenal | C8H14O |
| 4,11 | nonanal | C9H18O |
| 1,22 | methyl octenoate | C9H16O2 |
| 3,94 | methyl octanoate | C9H18O2 |
| 2,28 | 2-nonenal | C9H16O |
| 0,91 | decanal | C10H200 |
| 0,56 | methyl nonenoate | C10H18O2 |
| 0,55 | methyl nonanoate | C10H2002 |
| 3,63 | 2-decenal | C10H18O |
| 2,69 | 2-undecenal | C11H20O |
| 37,50 |
-40CZ 2022 - 301 A3
| Normální alkány | ||
| % hmot. | Název uhlovodíku | Chemický vzorec |
| 1,85 | n-C12 | C12H26 |
| 3,85 | n-C13 | C13H28 |
| 5,74 | n-C14 | C14H30 |
| 2,84 | n-C15 | C15H32 |
| 1,82 | n-C16 | C16H34 |
| 1,71 | n-C17 | C17H36 |
| 1,07 | n-C18 | C18H38 |
| 2,20 | n-C19 | C19H40 |
Analýza kapalných produktů umožňuje následující závěr:
Syntéza uhlovodíkových produktů -> nafta je způsobena:
1. Rozbitím molekul dusíku a kyslíku, následovaným syntézou těchto molekul a uvolněním přebytečné energie.
2. Pokud je v zóně katalýzy dostatek přebytečné energie během rozbití molekul vzduchu, začne reakce 1 vzduch -> voda s uvolněním 12,2 MJ na kg vzduchu.
3. Pokud je v zóně katalýzy dostatek přebytečné energie při reakci vzduch -> voda, začne ve směsi vody a vzduchu reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16, 17 vzduch -> metan s uvolněním 24,7 MJ na kg vzduchu.
4. Pokud je v různých zónách katalýzy během provádění reakce metanu ve vzduchu dostatek energie, začne přímá přeměna metanu na normální alkan a vodík podle reakce 24. V menší míře je při nedostatku energie možná syntéza alkenů, následovaná syntézou esterů, s přítomnosti kyslíku, stejně jako syntéza alkoholů z alkanů.
5. Produkce volných mastných kyselin je spojena s hydrolýzou triglyceridů na základě reakce mezi nimi a vodou, produkovanou reakcí vzduch -> voda.
Ke zvýšení koncentrace molekulárního metanu a generované energie dochází v důsledku snížení koncentrace dusíku a procesů, které jsou popsány v postupu reakce 5, 7, 13, 14, 15, 16, 17. Díky generované energii dochází k rozrušení vazeb v molekulách triglyceridů a následné syntéze produktů organické syntézy. Tyto procesy jsou předmětem patentové ochrany.
| Název látky | Jednotka měření | Hodnota v příkladu 10 | Hodnota v příkladu 9 | Absolutní rozdíl v příkladech |
| Hydro carbons-Alkany | % hmot. | 21,29 | 6,45 | 14,84 |
| Hydrocarbons-Alkeny | % hmot. | 0,00 | 3,73 | -3,73 |
| Hydrocarbons-iAlkany | % hmot. | 0,00 | 2,07 | -2,07 |
| Hydrocarbons-Aromát | % hmot. | 0,00 | 0,89 | -0,89 |
| Hydrocarbons- Nafteny | % hmot. | 0,00 | 0,14 | -0,14 |
| Aldegyd | % hmot. | 25,62 | 1,81 | 23,81 |
| Acid | % hmot. | 0,00 | 65,88 | -65,88 |
| Oleyl Alcohol | % hmot. | 0,00 | 7,92 | -7,92 |
| FAME | % hmot. | 40,85 | 0,00 | 40,85 |
| Ester | % hmot. | 12,25 | 9,04 | 3,21 |
| Celkem | 100,00 | 97,93 |
-41 CZ 2022 - 301 A3
Všechny reakce viz Tabulka 1 - Přehled fyzikálně-chemických reakcí. Příklad č. 11.
Tvorba produktů organické syntézy v recyklačním procesu z vody a oxidu uhličitého.
Reaktor R1 s akceleračním modulem a katalytickým modulem, který zajišťuje fůnkce:
• modul brzdění 4;
• generátor tribostatického napětí 4a, 4b.
Přípravná fáze. Vytěsnění vzduchu cílovým plynem.
Atmosférický vzduch zaplňuje vnitřní objem reaktoru. Hmotnostní koncentrace dusíku a kyslíku v atmosférickém vzduchu jsou 76,37 % a 23,225 %. Poměr mezi relativním počtem molekul dusíku k molekulám kyslíku je 3,288. Na vstup surovinový plynové směsi je připojena tlaková láhev s oxidem uhličitým, tok Sl.
1. Atmosférický tlak 99 425 Pa.
2. Po uzavření zařízení se v něm při daném atmosférickém tlaku nachází 337 gramů vzduchu, molekulová hmotnost 28,98 g/mol, včetně 258 g dusíku (76,3 % hm) a 78,5 gramů kyslíku (23,07 % hm).
3. 1. dodání oxidu uhličitého z tlakové lahve v množství 17,79 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 3,48 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky oxidu uhličitého je 18 °C.
4. 1. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 0 kPa. Odvedeno 12,00 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je 18 °C.
5. 2. dodání oxidu uhličitého z tlakové lahve v množství 355,87 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 68,95 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky oxidu uhličitého je 18,8 °C.
6. 2. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 4,65 kPa. Odvedeno 270 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je 18,8 °C.
7. 3. dodání oxidu uhličitého z tlakové lahve v množství 355,7 g. Objemový průtok S1 dodávky plynu 0,7 m3/h, přetlak v zařízení po přívodu plynu 68,95 kPa. Průměrná teplota v zařízení během dodávky oxidu uhličitého je 19,1 °C.
8. 3. výstup reakčních plynů: otevřený ventil pro výstup plynu z reaktoru na hodnotu přetlaku 42,06 kPa. Odvedeno 156,95 gramů plynu. Průměrná teplota v instalaci v době výstupu plynu je 19,1 °C.
Složení plynů v zařízení před procesem:
| Plyn | Hodnota | Jednotka měřeni |
| Kysličník uhličitý | 74,47 | % obj. |
| Kyslík | 5.920 | % obj. |
| Dusík | 19,49 | % obj. |
Do reaktoru R1 byl přidán kapalný sorbent - voda - a hladina byla nastavena nad akcelerační modul. Voda neobsahuje frakce uhlovodíků paliva a metylestery.
Používá se recyklace plynu ze separátoru F1 pomocí plynového kompresoru C2 a jeho návrat do reaktoru.
-42CZ 2022 - 301 A3
Sorbent - kapalina v kotli reaktoru R1 se zahřeje na teplotu 60 °C. Do provozu se uvede kompresor C2. Směs plynů ze separátoru F1 je směrována na vstup kompresoru C2 a poté vstupuje do akceleračního modulu. Z akceleračního modulu je vháněna směs plynu a kapaliny rychlostí 200 až 400 m/s do prostoru reaktoru a setkává se s prostorem katalyzátoru, který plní funkce:
• modul brzdění _4;
• generátor tribostatického napětí 4a, 4b;
Po reakčním prostoru se směs plynu a kapaliny ochlazuje ve vodním chladiči E3 a vstupuje do separátoru F1. V separátoru se plyn odděluje od kapaliny a vstupuje do přívodu plynového kompresoru C2. Cyklus průchodu plynné směsi mezi vstupem a výstupem plynového kompresoru C2 se opakuje.
Analýza produktů.
Na konci testu je produkt vypuštěn ze separátoru. Z kotle reaktoru je odebrán produkt, který se skládá ze dvou oddělených složek: vodní a organické.
Produkt v kotli reaktoru byl rozdělen na dvě složky - organickou, která byla na povrchu a na stěnách laboratorní kádinky, a vodu. Pro stanovení objemového poměru dvou složek byl produkt homogenizován mícháním s předehřátím na 60 °C. Poté bylo pipetou přeneseno 3,5 ml homogenizovaného produktu do zkumavky 4 ml. V odstředivce při 4400 ot./min. po dobu 2 min. se produkt rozdělil na dvě složky a bylo zjištěno, že objem organické složky je přibližně 2,7 % z celkového objemu.
V kotli reaktoru a separátoru se objevily produkty s obsahem organických složek a uhlovodíky díky získané energii, která ničí vazby v molekulách CO2 a H2O. K syntéze produktů organické syntézy dochází podle radikálového řetězového mechanismu v reakcích 5, 7, 13, 14, 15, 16, 17. Tyto procesy jsou předmětem patentové ochrany.
Všechny reakce viz Tabulka 1 - Přehled fyzikálně-chemických reakcí. Příklad č. 12.
VÝROBA TEPELNÉ ENERGIE V PROCESECH 3GTL S ÚČINNOSTÍ > 1
Typ procesu - recyklace i jeden průchod.
Pro demonstraci účinku výroby tepelné energie s koeficientem energetické účinnosti vyšším než 1 jsou uvedena data z příkladů 9 a 10. Příklad ukazuje energetickou účinnost při minimálních vstupních energiích. Typ procesu - dusík v jednom průchodu, viz příklad 9.
ENERGIE PROCESU.
V procesu byla zaznamenána spotřeba elektrické energie při ohřevu řepkového oleje. S přihlédnutím k účinnosti ohřívače byla vypočtena energie, která byla převedena do řepkového oleje a transportního plynu - dusíku v prostoru reaktoru R1. Přitom byla zohledněna kinetická energie proudu plynu a dusíku. Jiné druhy energie se do procesu nezapojily. Byla vypočtena okamžitá a celková vstupní energie procesu
- 43 CZ 2022 - 301 A3
| Pořadí | Název parametru | Jednotka měření | Hodnota |
| I | Čas zahájení procesu | hod.: min. | 3:45 |
| n | Čas ukončení procesu | hod.: min. | 5:15 |
| 3 | Doba trvání procesu | hod. | 1,50 |
| Jednotka měření | Hodnota | |
| Dodáno | ||
| Metan | kg/h | 0,183 |
| Vzduch | kg/h | 0,287 |
| Celkem | kg/h | 0,469 |
| Získáno | ||
| Kapalný uhlovodík C26H54 | kg/h | 0,368 |
| Kyslík | kg/h | 0,020 |
| Vodík | kg/h | 0,050 |
| Uhlík (grafit, fulleren) | kg/h | 0,032 |
| Celkem | kg/h | 0,470 |
nezapojily. Byla vypočtena okamžitá a celková vstupní energie procesu.
Průtoková energie na výstupu z reaktoru R1 byla změřena kalorimetrickou metodou na vodním chladiči E3.
Snímače teploty, instalované na vstupu a výstupu z vodního chladiče, přenášely do počítače data pro výpočet teplotního rozdílu chladicí kapaliny v chladiči E3. Hmotnostní průtokoměr na přívodním vedení chladicí kapaliny přenáší do počítače údaje o aktuálním hmotnostním průtoku chladicí kapaliny. Byla vypočtena okamžitá a celková výstupní energie procesu.
| 3 | Doba trvání procesu | hod. | 1,50 |
| 4 | Celkové množství vstupní energie | kW | 5,23 |
| 5 | Celkové množství výstupní energie | kW | 7,37 |
| 6 | Průměrná spotřeba vstupní energie | kW/h | 3,48 |
| 7 | Průměrná hodnota přidělené výstupní energie | kW/h | 4,91 |
| 8 | Energetická účinnost procesu | - | 1,41 |
Provoz zařízení jako součásti technologického vybavení
Obr. 4 ukazuje obecné schéma pro realizaci deklarovaného způsobu podle vynálezu. Schéma obsahuje zařízení reaktoru Rl, ve kterém je generován a udržován proces rozkladu molekul plynů a kapalin, aby se vytvořily toky elektronů, které působí na atomy plynů a kapalin. Během rozkladu molekul se uvolní vazebné atomy elektronů. Tyto elektrony začnou interagovat s atomy a dalšími fragmenty a v průběhu procesu vytvářejí tepelnou energii akumulovanou v původních molekulách plynů a kapalin. Mechanismus pro vytvoření plazmy jako stavu ionizující fragmentované hmoty v tomto zařízení vzniká zvýšením teploty, nárazy molekul a elektrickými výboji. V důsledku těchto procesů se v reakcích vytváří tepelná a elektromagnetická energie, která se využívá k syntéze nových chemických sloučenin.
Zařízení lze použít k destrukci molekul všech chemických plynných a kapalných sloučenin a následné syntéze produktů organické syntézy, uhlovodíků v palivu a získání tepelné energie.
Jako plynná surovina je pro tuto metodu, která je předmětem patentové ochrany, výhodný:
-44CZ 2022 - 301 A3 • vzduch;
• dusík;
• oxid uhelnatý;
• oxid uhličitý;
• kyslík;
• vodík;
• uhlovodíkové plyny, přidružené ropné plyny;
• inertní plyny;
• oxid a kysličník dusičitý;
• nebo směsi uvedených;
Jako kapalné suroviny jsou pro tuto metodu, která je předmětem patentové ochrany, vhodné:
• kapaliny obsahující prvky C, H, O, N:
• rostlinné oleje;
• minerální oleje;
• estery;
• ropa;
• mazut;
• plynový olej;
• motorová nafta;
• produkty pyrolýzy;
• methylestery (FAME) • petrolej;
• benzín;
• alkohol;
• voda;
• nebo směsi uvedených;
Provoz zařízení se směsí (metan a vzduch), (přidružený ropný plyn a vzduch) - Obr. 4
Do sacího potrubí kompresoru C1 vstupuje plynná směs metanu a vzduchu (přidruženého ropného plynu a vzduchu) - proud S1 s koncentrací metanu nejméně 18 % objemových a další homology metanu, které zabezpečují nevýbušnou koncentraci se vzduchem. Souběžně se reakční plyn čištěný z molekulárního vodíku přivádí do sání tohoto kompresoru C1 recyklovaný proud S20. Smíšený proud S2 vstupuje do vstupu E1 ohřívače. Plynná směs je zahřívána na teplotu 150 až 160 °C a vstupuje proudem S3 do potrubí 1, dále do akceleračního modulu 2 a vnitřní prostor 3 reaktoru opouští přes brzdový modul 4 do oblasti sníženého tlaku 5. Vytvoření oblasti 5 se sníženým tlakem se provádí kompresorem C2. V brzdovém modulu 4 v důsledku nárazu proudu plynu na elektrody 4a a 4b dochází k stojaté tlakové vlně a vzniku tribostatické elektřiny, disociaci, částečné ionizaci molekul dusíku a kyslíku a také ke geometrické restrukturalizaci vazeb v části atomů kyslíku a dusíku. Tyto procesy jsou exotermické a v důsledku uvolněné energie se vazby C-H, C-C rozbíjejí a následná syntéza uhlovodíků probíhá podle reakcí:
n/mCmH2m+2=CnH2n+(n/m)H2 (18) n/mCmH2m+2=CnH2n+2+(n/m- 1)H2, (19)
Energie potřebná pro syntézu složek motorového benzínu C5 až C10 z metanu a jeho plynných homologů:
Minimum pro syntézu C5 je 42,696 kJ/mol, maximum pro C10 je 339 kJ/mol.
- 45 CZ 2022 - 301 A3
Energie potřebná pro syntézu palivových složek Cs až Cis z metanu a jeho plynných homologů:
Minimum pro syntézu Cs je 263,718 kJ/mol, maximum pro Cis je 640,458 kJ/mol.
Energie potřebná pro syntézu složek motorové nafty Cii až C20 z metanu a jeho plynných homologů:
Minimum pro syntézu C11 je 376,74 kJ/mol, maximum pro C20 je 715,806 kJ/mol.
Reakční produkty (plyn, kapalina, pevné látky ve formě uhlíku), proud S4, které obsahují hlavně kapalné uhlovodíky, jsou organickými složkami obsahujícími kyslík, vydávají tepelnou energii ve výměníku tepla E3. Tepelný nosič, proud S22 - nízkovroucí kapalina (freon, apod.), se zahřívá v tepelném výměníku E3, proud S23, a vstupuje do modulu organického Rankinova cyklu, aby generoval elektrickou energii z tepelné energie. Chlazený proud S5 vstupuje do třífázového separátoru Mem1- F1. V separátoru je proud S5 rozdělen na:
• proud S7 - pevná uhlíkatá látka (fulleren);
• proud S10 - kapalina, reakční voda;
• proud S9 - směs uhlovodíků a organických kapalin;
• proud S8 - reakční plyny;
Proud plynu S8 z třífázového separátoru F1 vstupuje do vstupu kompresoru C2. Kompresor C2 má v této konfiguraci dvě funkce:
1. Vytvoření oblasti se sníženým tlakem v prostoru reaktoru R1.
2. Dodání reakčních plynů, proud S17, do membránového separačního modulu.
Proud S17 je směrován na membránu Mem3. K separaci plynu dochází na membráně a její hlavní cílovou funkcí je snížit koncentraci molekulárního vodíku v reakčním plynu, proud S19, na úroveň, která snižuje tlak v zařízení, aby se zajistilo dodání dalšího plynu. Proud S18 je získaný molekulární vodík a další plyny, jejichž hlavní složkou je molekulární vodík. Z ventilového bloku SP2 je proud S20 - recyklovaný proud - směrován na vstup kompresoru C1 a dále do reaktoru R1 pro další zpracování. Přebytek plynu, proud S21, je směrován mimo jednotku pro vnější spotřebu.
Při zpracování uhlovodíkových kapalných produktů se předpokládá přivádění těchto produktů z vnějších zdrojů do nádrže F2, proud S15. Z nádrže F2 vstupují uhlovodíky do vstupu čerpadla P1, proud S16. Na vstup čerpadla P1 je rovněž přiváděna směs uhlovodíků a organické kapaliny, proud S9, a reakční voda, proud S10. Směs těchto komponent vstupuje proudem S11 do ventilového bloku SP1, kde je rozdělena do dvou proudů:
• proud S12, který vstupuje do vstupu ohřívače E2. Směs uhlovodíků zahřátá na teplotu 150 až 160 OC, proud S13, vstupuje do vnitřního prostoru reaktoru R1;
• proud S14 - vypouštění směsi uhlovodíků mimo jednotku
Provoz zařízení se směsí CO2 a vzduchu - Obr. 4
Do sacího potrubí kompresoru C1 vstupuje plynná směs, proud S1, oxidu uhličitého a vzduchu (lze využít spaliny z průmyslových zařízení pro výrobu elektřiny a tepla). Směs plynů je čerpána kompresorem C1 na tlak 11 až 15 bar a vstupuje do ohřívače E1. Zahřátá směs CO2 a vzduchu na 150-160 OC poté vstupuje, proud S3, do potrubí 1, dále do akceleračního modulu 2 a vnitřní prostor 3 reaktoru opouští přes brzdový modul 4 do oblasti 5 sníženého tlaku. V brzdovém modulu 4 v důsledku nárazu proudu plynu na elektrody 4a a 4b dochází k stojaté tlakové vlně a vzniku tribostatické elektřiny, disociaci, částečné ionizaci molekul dusíku a kyslíku a také ke geometrické
- 46 CZ 2022 - 301 A3 restrukturalizaci vazeb v části atomů kyslíku a dusíku. Tyto procesy jsou exotermické, v důsledku uvolněné energie se zahájí proces disociace molekul CO2 podle reakce (24):
Pro úplnou disociaci 1 molu CO2 je zapotřebí 730 kJ. Vnější fyzické působení odpovídá 8 až 9 kJ/mol množství přicházejícího plynu, což vede ke vzniku stojaté tlakové vlny a odtoku plynu při nadzvukové rychlosti a vzniku energie ekvivalentní 800 až 900 kJ/mol. Tato energie působí na vazby v molekulách oxidu uhličitého, rozbíjí je a vede k provedení reakcí 1 až 27, tabulka 1.
Řízení energie, ke které dochází při rozbití vazeb a disociaci vstupních molekul plynu, umožňuje produkovat generátorový plyn skládající se převážně z oxidu uhelnatého, kyslíku a malého množství uhlovodíkových plynů.
Reakční produkty (plyn, pevné látky ve formě uhlíku), proud S4, které obsahují hlavně dusík a kyslík, vydávají tepelnou energii ve výměníku tepla E3. Nosič tepla, proud S22, nízkovroucí kapalina (freon) se zahřívá ve výměníku tepla E3 a proud S23 jde do modulu organického Rankinova cyklu, aby generoval elektrickou energii z tepla. Ochlazený proud S5 je směrován do centrifugy Mem1 a třífázového separátoru F1. Tam dochází k rozdělování reakčních plynů a hlavním cílem je oddělit směs dusíku a kyslíku od zbytkového CO2 z reakčních plynů.
Proud plynu S8 z třífázového odlučovače F1 vstupuje do vstupu kompresoru C2. Kompresor C2 má v této konfiguraci dvě funkce:
• vytvoření oblasti se sníženým tlakem 5 v prostoru reaktoru R1;
• dodávku reakčních plynů, průtok S17 na membránu Mem3.
Proud S17 je směrován na membránu Mem3. K separaci plynu dochází na membráně a její hlavní cílovou funkcí je snížit koncentraci molekulárního dusíku a kyslíku v reakčním plynu, proud S19, na úroveň, která snižuje tlak v zařízení, aby se zajistilo dodání dalšího plynu. Proud S18 je získaná směs, jejíž hlavní složkou je molekulární dusík a kyslík.
Z ventilového bloku SP2 je proud S20 - recyklovaný proud - směrován na vstup kompresoru C1 a dále do reaktoru R1 pro další zpracování. Zbytek plynu, proud S21, je směrován mimo jednotku pro vnější spotřebu.
Tato konfigurace nepoužívá následující vybavení:
• čerpadlo P1;
• nádrž F2;
• ohřívač E2;
• ventilový blok SP1;
• a proudy S9, S10, S11, S12, S13, S14;
Ekvivalenty
Popsané příklady způsobu se omezují na konkrétní možnosti implementace, popsané v této přihlášce. Mohou být provedeny různé změny a modifikace, aniž by došlo k odchýlení se od rozsahu předkládaného vynálezu.
Funkčně ekvivalentní způsoby a sloučeniny spadající do rozsahu předkládaného patentu doplněné o níže vyjmenované metody jsou zřejmé z předchozích popisů. Tyto změny a modifikace spadají
- 47 CZ 2022 - 301 A3 do rozsahu připojených vzorců. Předkládaný vynález je omezen pouze body připojených vzorců a úplným rozsahem ekvivalentů, na něž se v těchto vzorcích odkazuje. Je třeba mít na vědomí, že tento vynález se neomezuje na určité způsoby, činidla a složení sloučenin, které mohou být samozřejmě změněny. Je třeba mít též na vědomí, že názvosloví použité v této přihlášce je určeno pouze k popisu konkrétních způsobů realizace, ale není v žádném případě omezující. Pokud popisujeme příznaky a aspekty tohoto vynálezu pomocí Markushových vzorců, je tento vynález také popsán z hlediska jakéhokoli jednotlivého prvku nebo podskupiny prvků Markushových vzorců.
Pro všechny účely (zejména pro písemný popis uvedený v tomto vynálezu) pokrývají všechny intervaly zveřejněné v popisu vynálezu také všechny možné části těchto intervalů a kombinace částí intervalů. Každý z těchto intervalů lze snadno rozeznat jako dostatečně popisující a rozlišující i v případě, že bude rozdělen na poloviny, třetiny, čtvrtiny, pětiny, desetiny apod. Jako příklad může být interval zveřejněný v této přihlášce 30 až 400 m/s rozdělen na třetiny, které lze dále dělit a kombinovat libovolným způsobem.
Veškeré výrazy, jako je „do“, „méně než“, „více než“, „alespoň“ apod. označují uvedené množství, které může být později rozděleno na dílčí části, podobně jako intervaly popsané výše.
Rozpětí zahrnuje každý jednotlivý prvek. Ačkoli jsou v tomto popisu vynálezu popsány některé varianty realizace, je třeba mít na vědomí, že lze provést změny a úpravy bez odchylky od navrhovaného způsobu za podmínek, které jsou stanoveny ve vzorcích a odstavcích předkládaného vynálezu.
Průmyslová využitelnost
Vynález je využitelný v mnoha odvětvích průmyslu. Slouží zejména ke zpracování stávajících a výrobě nových plynů. Může být použit pro využití plynů vznikajících při spalovacích procesech, výrobu produktů organické syntézy či např. pro výrobu „zeleného“ vodíku.
- 48 CZ 2022 - 301 A3
Tibulki 1
| Chemický vzorec reakce | Mechanická | Čistá energie | Název reakce | Čislo reakce | Chemický |
| aktivační | procesu, | «patentu | vrarec | ||
| energie kW/kg | kW/kg | surovin | |||
| NaO'tOOCICOa | 0,17 | 4,43 | Rozklad N20 | 1 | NaO |
| Η}5«1,00045+0,99443Ηι | lr40 | 2,13 | Rozklad ftS | 2 | Hř5 |
| Hj-2H | 1,78 | 1,78 | Rozklad H? | 3 | ft |
| 0^1,9946^« | 2,16 | 27,90 | Přeměna Oa | 4 | 0? |
| HfO-OJtiz+OOSCHi+OrOBHjStO.OSCOZ+lDtlHz | 2,16 | 28.53 | Rozklad HZD | 5 | Ha0 |
| Ο1·Ο, BNj +0, ICHt+O, lHřS*0ř099974C0a+ OrD984Hz | 2,16 | 18,38 | Rozklad Oj | 6 | O2 |
| Ůj-Ů,W5ft+l,S$ft | 2,16 | 5,99 | Přeměna Oz-ft-ft | 7 | Cťb |
| COr0.0998CH4*O.lftS*Q,lCO?+C+0.O9 7662ft *0,799798149ftt | 2r3O | 19.23 | Rozklad COa | 8 | COi |
| COi-019975CHi*O,9§9T5Ni | 2,30 | 14,56 | Přiměna COtCft-ft | 9 | COt |
| COi-0.9975CH+*O,999B5CO | 2,30 | 10,93 | Přeměna COt Cft-CO | 10 | COi |
| COi-1,9951CH4*O,9993C | 2,30 | 19,56 | Přeměna COrCft-C | 11 | COi |
| Νι0-Νι·0.50030ι | 2,76 | 2,25 | Syntéza oxidu dusného | 12 | ft |
| 2CaS*3HiD-CtftDH*J(h | 2,78 | 1,29 | Syntéza metanolu | 13 | COt |
| ft-O^ZBCft+C | 3,11 | 14,07 | Přeměna ft-CHvC | 14 | Ni |
| Ni-O,5OO3Oj*C | 311 | -0,64 | Přeměna ft-Ot-C | 15 | ft |
| COit6Hi0-0,9975CHi+3,96269468ft* 4,0011054390! | 3,19 | 6,78 | Syntéza Cft,<haft | 16 | COt |
| ftO»O.99a2Cft+D.99ft | 3,55 | 29.84 | Rozklad HiO-Cftft | 1? | ftO |
| 4,BO | 20,62 | Rozklad alkami a syntéza naftenů | 16 | ||
| n/ mCftfa^^CtHu+rHn/nbl )ft | 15,03 | 13,77 | Rozklad a^kinu a syntéza alkanů | 19 | |
| Cft<0,5011Nt*0,99476ft | 15,03 | 0,64 | Přeměna CH4· Na· H> | 20 | €H« |
| CH,- l,0018C+1.9R952ft | 15,03 | -0,01 | Rozklad Cft-C-ft | 21 | CH* |
| Cft-O,501401 | 15,03 | 10,71 | Přeměna CH*4h | 22 | CHí |
| Cft+(>,99ft-l,OOiaftO | 16,70 | 9,60 | Syntéu HiO-CH.Hi | 23 | CH. |
| 2CO1-2CO+O1 | 4,61 | 13,25 | Rozklad COa | 24 | COi |
| COj-C+Oa | 4,61 | 3,59 | Rozklad COa | 25 | COt |
| COi-ftO | 4,61 | 1,61 | Změna geometrická struktury | 26 | COt |
| CQ“CjH+ | 6,56 | O,OT | Změna geometrické struktury | Z7 | CO |
| COi-CjHcCHh | 4,61 | 6,68 | Rozpad molekul | 20 | COt |
| 2ftO-2ft*0t | 2,90 | 24,95 | Rozklad NiO | 29 | NjO |
| N10-2N+0 | 2,90 | 0,00 | Rozklad NjO | 30 | NjO |
| 2ftO-2ft*Ot | 4,00 | 61,48 | Rozklad Hi& | 31 | HjO |
| H10-2H+0 | 4,00 | 0,00 | Rozklad HtO | 32 | ftO |
| Oj-Oj*O | Rozklad (h | 33 | th | ||
| 0i-3Cft | Zrnina geometrická Struktury | 34 | Oi | ||
| Ch-Cl*Cl | * | * | Změně geo metrické struktury | 35 | Cli |
| CI1-2H15 | Změna geometrické struktury | 36 | Cl> | ||
| Clj-2ftOt | - | Zněni geometrické struktury | 37 | Cli | |
| Ch-2HiO*Or | « | « | RoipmI molekul | 39 | Ch |
Claims (29)
1. Zrychlovací modul (2), který se skládá z vysokotlaké komory (2b) a membránového ekvivalen tu (2.1), což je sada mikrotrysek (2c) Laval, pro zajištění zpoždění nárůstu tlaku v nízkotlaké kom oře (3) a maximální rychlost v kritické části trysky a maximální rychlost na výstupu každé trysky.
1.
Metoda homolytického a heterolytického rozbíjení vazeb v molekulách plynů a kapalin s prim árním uvolněním vazebné energie, její využití ke změně vnitřní geometrické architektury některýc h molekul, vedoucí k syntéze nových chemických sloučenin, které nejsou obsaženy ve výchozích plynech a kapalinách, se sekundárním uvolněním energie při této syntéze, bez provádění jaderných reakcí na zařízení pro její realizaci,vyznačující se tím, že se zvýší energie pracovního prostředí a využije se této energie pro výrobu tepelné energie se současnou syntézou nových chemických slou čenin, v důsledku fyzického působení stojaté tlakové vlny na molekuly plynů a kapalin při různých teplotách, kdy teplota je měřítkem aktivační energie a následné disociaci molekul na atomy nebo f ragmenty molekul (radikály), částečné ionizaci atomů a následné transformaci vazeb v atomech m olekul beze změny atomové hmotnosti a hmotnostního čísla, ale s možnou změnou atomového čísl a, pouze uvnitř molekuly, bez získání protonu zvenčí nebo vyzáření neutronu, kdy tato část metod y se skládá z přímé přeměny neutronové hmoty na hmotnost ekvivalentní celkové hmotnosti 1 elek tronu, 1 protonu, které neopouštějí hranice elektrodynamické interakce elektronů a atomového jádr a, pro zajištění nepřítomnosti záření, přičemž metoda dále spočívá v transformaci atomu na chemic kou molekulu nebo reverzní transformaci 1 elektronu a 1 protonu na 1 neutron z objemu, kde moh ou být tyto elementární částice volné, s vnější výměnou energie a hmotnosti rovnající se hmotnosti s kladným nábojem a rovné úbytku hmotnosti neutronu a protonu a dále metoda spočívá ve zpětné reakci na fyzikální účinek spočívající ve tvorbě nových chemických sloučenin, které nejsou obsaž eny v počátečních plynech a kapalinách, s uvolňováním energie produkované během procesů reko mbinace atomů do původních molekul, přičemž realizace navržené metody probíhá kombinací poč átečních vlivů, jako jsou například: ΎΉ = 16Ne = 16O, přičemž metoda dále spočívá v přeskupen í architektury některých molekul beze změny atomového čísla, hmotnostního čísla, atomové hmot nosti jako reakce na fyzikální náraz, při níž se syntetizují nové chemické sloučeniny včetně těch, kt eré nejsou obsaženy ve výchozích plynech a kapalinách, přičemž se uvolňuje energie vzniklá při tě chto syntézních reakcích, například 14N2 =12C16O; 12C16O2 =14N2 16O, přičemž realizace navržené metody probíhá kombinací počátečních vlivů, jako jsou:
• nárůst teploty až na 250 °C, ideálně 140 až150 °C;
• snížení tlaku (vytvoření redukované atmosféry) na -100 kPa, ideálně -65 kPa;
• generování stojatých tlakových vln;
• elektrický výboj (tribostatický výboj, bariéra, jiskra) s průrazným napětím 1 až 15 kV;
• hodnota magnetického pole v reaktoru na základě výboje v plynu je 70 až 120 nTl;
• mikroexploze;
• náraz, nárazová síla, při které dochází k negativnímu zrychlení od 50 000 do 150 000 g;
• nebo kombinace těchto vlivů.
2. Nízkotlakou komoru (3), která obsahuje procesní plyn, který je původně v komoře (3) a jehož koncentrace se musí udržovat přeměnou surového plynu na pracovní plyn. V nízkotlaké komoře je možná syntéza kapalných produktů.
2.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že vazebná rozkladná energie výchozích molekul se využívá k přeměně plynů a kapalin, následné ionizaci atomů molekul a organizaci proudění stud eného plazmatu, které mění geometrickou strukturu vazebných délek a úhlů v atomech výchozích molekul na hranici elektrodynamické interakce se sousedními molekulami, aniž by se změnilo hm otnostní číslo, atomová hmotnost, někdy i atomové číslo, jako reakce na fyzikální děj, který vede k syntéze nových chemických sloučenin, včetně těch, které nejsou obsaženy ve výchozích plynech a kapalinách, a obousměrné výměně reakčních objemů energie-hmota, hmotaenergie, aniž by probíhaly jaderné reakce.
3. Brzdicí modul (4), což je masivní zařízení sestávající z kovových desek (4.1), které co nejvíce blokují kanál proudění surového plynu a zajišťují, aby na ně surový plyn narážel. Brzdový modul ( 4) jako vnitřní zařízení obsahuje tribostatický generátor (4.2) napětí.
Tribostatický generátor (4.2) je systém sestávající z izolátorů přiložených na kovové desky brzdov ého modulu (4) a střídajících se kovových elektrod (4a), (4b), mezi nimiž je mezera 0,5 až 10 mm, nejlépe 1 mm, kdy kovové elektrodové vodiče se vybírají podle nás ledujícího kritéria:
Elektrody s maximálním rozdílem v emisní práci elektronů z kovů musí být umístěny vedle sebe.
Pohyb surového plynu mezerou mezi elektrodami vyvolává tribostatický efekt a vznik napětí na sousedních elektrodách a jakmile je u nich dosaženo průrazného napětí plynové mezery, dojde v p ohybujícím se plynu k výboji, který má za následek další disociaci molekul a ionizaci atomů v dan ém plynu.
Při zhušťovacím skoku se původně studený plyn v reaktoru téměř okamžitě zahřeje na vysokou t eplotu (až 30 000 K), kterou lze regulovat změnou intenzity rázové vlny změnou teploty:
• tlak ve vysokotlaké komoře akceleračního modulu;
• tlak v nízkotlaké komoře modulu;
• parametry vstupního a pracovního plynu;
V zahřáté částici plynu pak probíhají různé procesy:
• excitace molekulárních vibrací, • disociace, ionizace atd., jejichž úloha a rychlost závisí na teplotě (a hustotě).
3,77N2+O2=7CH4+1,305C+0,3O2 nCH4=CnH2n+2+(n-1)H2 (n/m)Cm H2m+2=CnH2n+2+(n/m-1)H2
3,77N2+O2=7H2O+0,15C+0,3O2
3.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že fyzikální dopad postupu na molekulu dusíku N 2 spustí v závislosti na tlaku a rychlosti plynné směsi procesy fyzikálněchemických změn v molekule dusíku následovně: se symetrickým rozkladem molekuly dusíku:
• na dva atomy dusíku N a dále;
• na dva radikály CH2 nebo;
• jeden radikál CH2 a atom vodíku H2 a atom uhlíku C nebo;
- 50 CZ 2022 - 301 A3 • dva atomy uhlíku 2C a čtyři atomy vodíku 4H nebo;
• atom uhlíku C a molekulu metanu CH4;
s asymetrickým rozpadem molekuly dusíku:
• na atom kyslíku O a atom uhlíku C a dále;
• na molekulu oxidu uhelnatého CO při reakci mezi atomem uhlíku C a atomem kyslíku O nebo;
v paralelních procesech symetrického a asymetrického rozkladu:
• na molekulu vody H2O a atom uhlíku C, v reakci mezi molekulárním dusíkem N2 a molekulárním kyslíkem O2 a;
• na molekulu metanu CH4 a atom uhlíku C v reakci mezi molekulárním dusíkem N2 a molekulární m kyslíkem O2 a;
• na molekulu kyslíku O2 v reakci mezi dvěma atomy kyslíku O a:
• na molekulu CO2 při spalovací reakci mezi uhlíkem C a molekulárním kyslíkem O2 a na moleku lu CO2 a molekulu vody H2O při reakci mezi metanem CH4 a dvěma molekulami molekulárního k yslíku O2 a dále;
• na molekuly organických molekul a uhlovodíků při polykondenzačních reakcích a syntéze následu jících produktů:
• Aldehydy;
• Ketony;
• Alkohol;
• Jednoduché a složité étery;
• Mastné kyseliny;
• Alkoholy mastných kyselin;
• Uhlovodíkové plyny;
• Uhlovodíkové kapaliny:
• Nafteny;
• Aromatické;
• Izo-alkany;
• N-alkany.
4.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že fyzikální dopad postupu na molekulu kyslíku O2 spustí procesy fyzikálně-chemických změn v molekule kyslíku následovně: pouze se symetrickým rozpadem:
• na dva atomy kyslíku O a dále;
• na dva atomy dusíku N a čtyři atomy vodíku a dále;
• na dva radikály CH2 a dvě molekuly vodíku nebo;
• jeden radikál CH2 a tři molekuly vodíku H2 a atom uhlíku C nebo;
• dva atomy uhlíku 2C a osm atomů vodíku 8H nebo;
• dvě molekuly metanu CH4;
pouze s asymetrickým rozpadem:
• na molekulu oxidu dusnatého NO a dva atomy vodíku nebo;
• na molekulu dusíku a 4 atomy vodíku a dále;
• dva radikály CH2 a 4 atomy vodíku nebo • jeden radikál CH2 a tři molekuly vodíku H2 a atom uhlíku C nebo;
• dva atomy uhlíku 2C a osm atomů vodíku 8H nebo;
• dvě molekuly metanu CH4;
v paralelních procesech symetrického a asymetrického rozkladu:
• na molekulu vody H2O a atom uhlíku C v reakci mezi molekulárním dusíkem N2 a molekulárním k yslíkem O2 a;
• na molekulu metanu CH4 a atom uhlíku C v reakci mezi molekulárním dusíkem N2 a molekulární m kyslíkem O2 a;
• na molekulu dusíku N2 v reakci mezi dvěma atomy dusíku N a:
- 51 CZ 2022 - 301 A3 • na molekulu CO2 při spalovací reakci mezi uhlíkem C a molekulárním kyslíkem O2 a na moleku lu CO2 a molekulu vody H2O při reakci mezi metanem CH4 a dvěma molekulami molekulárního kyslíku O2 a dále;
• na molekulu organických molekul a uhlovodíků při polykondenzačních reakcích a syntéze následu jících produktů:
• Aldehydy;
• Ketony;
• Alkohol;
• Jednoduché a složité étery;
• Mastné kyseliny;
• Alkoholy mastných kyselin;
• Uhlovodíkové plyny;
• Uhlovodíkové kapaliny:
• Nafteny;
• Aromatické;
• Izo-alkany;
• N-alkany;
5.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že fyzikální dopad postupu na molekulu metanu
CH 4 spustí procesy fyzikálně-chemických změn v molekule metanu následovně:
CH4=0,5O2
6.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že fyzikální dopad postupu na molekulu oxidu uhl ičitého CO2 spustí procesy fyzikálněchemických změn v molekule oxidu uhličitého CO2 následovně:
• je možný rozpad 2CO2=2CO+O2;
• je možný rozpad CO2=C+O2;
• je možný rozpad CO2=N2O;
• je možný rozpad 2N2O=2N2+O2;
Možné jsou reverzní reakce:
• N2=N+N;
• O2=O+O;
• 2N2O=2N2+O2;
• N2O=CO2
7.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že měrná plazmatická energie činí 0,01 J/cm3 až 1 6 J/cm3 .
8.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že intenzita elektrického pole v reaktoru na zákla dě výboje v plynu činí méně než 14 kV/cm.
9.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynovou složku tvoří metan, etan, propan, but an nebo směs alespoň dvou z těchto plynů s příměsí CO2, vzduchu nebo kyslíku.
- 52 CZ 2022 - 301 A3
10.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynovou složku tvoří etylen, propylen, buty len, izobutan nebo směs nejméně dvou z těchto plynů s příměsí CO2, vzduchu nebo kyslíku.
11.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynovou složku tvoří metan, etan, propan, iso propan, butan, izobutan, teFCbutan nebo směs nejméně dvou z těchto plynů s příměsí CO2, vzduchu nebo kyslíku.
12. Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynovou složku tvoří plynová složka CO2.
13. Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynovou složku tvoří plynová složka N2.
14.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynovou složku tvoří plynová složka směsi ox idů dusíku.
15.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynovou složku tvoří plynová složka vzácnýc h plynů nebo směs nejméně dvou z nich.
16.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynovou složku tvoří plynová složka směsi N2 , CO2, O2.
17. Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynovou složku tvoří vzduch.
18.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že kapalná složka obsahuje benzinové frakce, petr olejové frakce, naftové frakce, ropné frakce, mazut, naftu nebo směs nejméně dvou z těchto látek.
19.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že kapalná složka obsahuje rostlinné oleje, minerá lní oleje nebo směs nejméně dvou z těchto látek.
20.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že kapalná složka obsahuje již tepelně zpracované rostlinné oleje, minerální oleje nebo směs nejméně dvou z těchto látek.
21. Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že kapalná složka obsahuje vodu.
22.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že kapalná složka obsahuje volné mastné kyseliny , alkoholy, aldehydy, ketony, étery a ethery, nenasycené uhlovodíky nebo směs nejméně dvou z tě chto látek.
23. Metoda podle nároku 22, vyznačující se tím, že pomocí přivedené kapaliny se získávají:
• neorganické, organické, uhlovodíkové kapaliny nebo jejich směsi s pozměněným složením;
• neuhlovodíkové, uhlovodíkové plyny nebo jejich směsi s pozměněným složením;
• tepelná energie, jejíž hodnota poskytuje koeficient energetické účinnosti větší než 1.
24. Zařízení pro provádění metody podle nároku 1, kde se používá fyzikální působení:
• rázové vlny a soubor zařízení, která tuto vlnu v reaktoru vyvolávají a která ohřívají plyn na pož adovanou teplotu.
• elektrický výboj, který vzniká v důsledku tribostatického jevu;
sestává z reaktoru, který obsahuje:
- 53 CZ 2022 - 301 A3
25.
Zařízení podle nároku 24, vyznačující se tím, že je opatřeno vstupním potrubím (1) pro přívo d plynů a výstupním potrubím (6), pro jejich odvod:
• anorganické, organické, uhlovodíkové kapaliny nebo jejich směsi s modifikovaným složením • neuhlovodíkové a uhlovodíkové plyny nebo jejich směsi s modifikovaným složením;
• tepelné energie, jejíž hodnota poskytuje faktor energetické účinnosti větší než 1.
26.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že hladina kapalné složky v reaktoru je udržována v těsné blízkosti akceleračního modulu (2).
27.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že specifická energie plazma je v rozmezí 0,01 J/c m3 do 16 J/cm3.
28.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že síla tribostatického elektrického pole v reaktor u na základě výboje plynu je menší než 14 kV/cm a tribostatický generátor obsahuje kovy Fe, Co, Ni, Cr, Gd, W, Al nebo jejich slitiny, s obsahem C, Cu, Hf, Pd, Os, Pt.
29.
Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že hodnota magnetického pole v reaktoru na zákla dě výboje v plynu je 70 až 120 nTl.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-301A CZ2022301A3 (cs) | 2022-07-06 | 2022-07-06 | Metoda homolytického a heterolytického rozbíjení vazeb v molekulách plynů a kapalin s primárním uvolněním vazebné energie, využití této energie ke změně vnitřní geometrické architektury některých molekul vedoucí k syntéze nových chemických sloučenin a zařízení pro její realizaci |
| PCT/IB2023/056845 WO2024009192A2 (en) | 2022-07-06 | 2023-06-30 | Method of homolytic and heterolytic cleavage in molecules of gases and liquids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-301A CZ2022301A3 (cs) | 2022-07-06 | 2022-07-06 | Metoda homolytického a heterolytického rozbíjení vazeb v molekulách plynů a kapalin s primárním uvolněním vazebné energie, využití této energie ke změně vnitřní geometrické architektury některých molekul vedoucí k syntéze nových chemických sloučenin a zařízení pro její realizaci |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2022301A3 true CZ2022301A3 (cs) | 2024-01-17 |
Family
ID=87426804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-301A CZ2022301A3 (cs) | 2022-07-06 | 2022-07-06 | Metoda homolytického a heterolytického rozbíjení vazeb v molekulách plynů a kapalin s primárním uvolněním vazebné energie, využití této energie ke změně vnitřní geometrické architektury některých molekul vedoucí k syntéze nových chemických sloučenin a zařízení pro její realizaci |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2022301A3 (cs) |
| WO (1) | WO2024009192A2 (cs) |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1341366A (en) | 1919-02-26 | 1920-05-25 | Fournier Fred | Reversible window |
| GB2241746A (en) | 1990-03-03 | 1991-09-11 | Whittaker D G M | Method of energising a working fluid and deriving useful work. |
| RU1799429C (ru) | 1991-06-27 | 1993-02-28 | Н.К.Надиров, В.М.Низов кин и А.В.Ни- зовкин | Устройство дл обработки топлива дл двигател внутреннего сгорани |
| RU2054604C1 (ru) | 1993-07-02 | 1996-02-20 | Анатолий Федорович Кладов | Способ получения энергии |
| CN1134283C (zh) | 1996-02-15 | 2004-01-14 | Abb研究有限公司 | 转化温室气体的方法和设备 |
| EP1038942A1 (en) | 1999-03-24 | 2000-09-27 | Abb Research Ltd. | Fuel synthesis process by dielectric barrier discharge of a gaseous composition, fuel thus obtained and apparatus therefore |
| US7033551B2 (en) | 2002-01-23 | 2006-04-25 | Battelle Energy Alliance, Llc | Apparatus and methods for direct conversion of gaseous hydrocarbons to liquids |
| RU2262046C2 (ru) | 2003-11-05 | 2005-10-10 | Дочернее открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Открытого акционерного общества "Газпром" (ДОАО ЦКБН ОАО "Газпром") | Способ нагрева жидкости |
| RU2341507C1 (ru) | 2007-07-19 | 2008-12-20 | Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина | Способ получения углеводородов c2-c3 |
| CN102006920A (zh) | 2008-04-07 | 2011-04-06 | 鲁道夫·W·贡纳曼 | 将生物气转化为液体燃料的方法 |
| US7897124B2 (en) | 2008-09-18 | 2011-03-01 | Gunnerman Rudolf W | Continuous process and plant design for conversion of biogas to liquid fuel |
| US20090249682A1 (en) | 2008-04-07 | 2009-10-08 | Gunnerman Rudolf W | Conversion of biogas to liquid fuels |
| US7806947B2 (en) | 2009-08-31 | 2010-10-05 | Gunnerman Rudolf W | Liquid hydrocarbon fuel from methane assisted by spontaneously generated voltage |
| US8226817B2 (en) | 2010-01-04 | 2012-07-24 | Gunnerman Rudolf W | Non-fractionation process for production of low-boiling fuel from crude oil |
| RU2466977C1 (ru) | 2011-04-01 | 2012-11-20 | Учреждение Российской академии наук Институт химии нефти Сибирского отделения РАН (ИХН СО РАН) | Способ получения углеводородов c2+ из метана |
-
2022
- 2022-07-06 CZ CZ2022-301A patent/CZ2022301A3/cs unknown
-
2023
- 2023-06-30 WO PCT/IB2023/056845 patent/WO2024009192A2/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024009192A2 (en) | 2024-01-11 |
| WO2024009192A3 (en) | 2024-02-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Steam reforming of toluene as biomass tar model compound in a gliding arc discharge reactor | |
| Andersen et al. | Plasma-catalytic dry reforming of methane: Screening of catalytic materials in a coaxial packed-bed DBD reactor | |
| Saleem et al. | Temperature dependence of non-thermal plasma assisted hydrocracking of toluene to lower hydrocarbons in a dielectric barrier discharge reactor | |
| Sentek et al. | Plasma-catalytic methane conversion with carbon dioxide in dielectric barrier discharges | |
| RU2530110C2 (ru) | Плазменный реактор для преобразования газа в жидкое топливо | |
| JP6744308B2 (ja) | 天然ガスの状炭化水素液体燃料への直接的な取り込み | |
| EP2865735A1 (en) | Hybrid fuel and method of making the same | |
| US9567542B2 (en) | Hybrid fuel and method of making the same | |
| Hosseinzadeh et al. | Upgrading of lignin-derived bio-oil in non-catalytic plasma reactor: effects of operating parameters on 4-methylanisole conversion | |
| JPH0671134A (ja) | 排ガス中の二酸化炭素除去装置および二酸化炭素除去方法 | |
| Mikhail et al. | Electrocatalytic behaviour of CeZrO x-supported Ni catalysts in plasma assisted CO 2 methanation | |
| Indarto | A review of direct methane conversion to methanol by dielectric barrier discharge | |
| Rathore et al. | Microplasma ball reactor for JP-8 liquid hydrocarbon conversion to lighter fuels | |
| CZ2022301A3 (cs) | Metoda homolytického a heterolytického rozbíjení vazeb v molekulách plynů a kapalin s primárním uvolněním vazebné energie, využití této energie ke změně vnitřní geometrické architektury některých molekul vedoucí k syntéze nových chemických sloučenin a zařízení pro její realizaci | |
| Dahiru et al. | Oxidative removal of hexane from the gas stream by dielectric barrier discharge reactor and effect of gas environment | |
| Wnukowski | Decomposition of tars in microwave plasma–preliminary results | |
| JP2017523271A (ja) | ハイブリッド燃料およびハイブリッド燃料の作成方法 | |
| JP2001214174A (ja) | 電気および通常液体の炭化水素少なくとも一つを含有する生成物流を共発生させる方法 | |
| Ponomarev | Direct conversion of methane to heavier gaseous alkanes using an electron beam | |
| Mok et al. | „Nonthermal Plasma-enhanced Catalytic Methanation of CO over Ru/TiO2/Al2O3 “ | |
| US20040132837A1 (en) | Fischer-tropsch process | |
| Zhang et al. | Enhanced hydrogen production from methanol by liquid-phase array electrode plasma discharge | |
| Baig et al. | Non-thermal plasma enhanced catalytic conversion of methane into value added chemicals and fuels | |
| Suslov et al. | Applications of the Barrier Glow Discharge for Conversion of C1-C8 Hydrocarbons | |
| Tantiprapa | Removal of mixed VOCs of benzene, toluene, and xylene by using catalytic corona discharge system |