Patents
Search within
Search within the title, abstract, claims, or full patent document: You can restrict your search to a specific field using field names.
Use TI= to search in the title, AB= for the abstract, CL= for the claims, or TAC= for all three. For example, TI=(safety belt).
Search by Cooperative Patent Classifications (CPCs): These are commonly used to represent ideas in place of keywords, and can also be entered in a search term box. If you're searching forseat belts, you could also search for B60R22/00 to retrieve documents that mention safety belts or body harnesses. CPC=B60R22 will match documents with exactly this CPC, CPC=B60R22/low matches documents with this CPC or a child classification of this CPC.
Learn More
Title
Abstract
Claims
Full Document
Find patents
Keywords and boolean syntax (USPTO or EPO format): seat belt searches these two words, or their plurals and close synonyms. "seat belt" searches this exact phrase, in order. -seat -belt searches for documents not containing either word.
For searches using boolean logic, the default operator is AND with left associativity. Note: this means safety OR seat belt is searched as (safety OR seat) AND belt. Each word automatically includes plurals and close synonyms. Adjacent words that are implicitly ANDed together, such as (safety belt), are treated as a phrase when generating synonyms.
Learn More
Search by
Chemistry searches match terms (trade names, IUPAC names, etc. extracted from the entire document, and processed from .MOL files.)
Substructure (use SSS=) and similarity (use ~) searches are limited to one per search at the top-level AND condition. Exact searches can be used multiple times throughout the search query.
Searching by SMILES or InChi key requires no special syntax. To search by SMARTS, use SMARTS=.
To search for multiple molecules, select "Batch" in the "Type" menu. Enter multiple molecules separated by whitespace or by comma.
Learn More
Patent numbers
Search specific patents by importing a CSV or list of patent publication or application numbers.
Carbon black produced by pyrolytic decomposition of natural gas and/or methane in plasma reactor and use thereof
CZ287532B6
Czechia
- Other languages
English - Inventor
Steinar Lynum Ketil Hox Jan Hugdahl
Description
translated from
Saze, vyrobené pyrolytickým rozkladem zemního plynu a/nebo metanu v plazmovém reaktoru, a jejich použití
Oblast techniky
Vynález se týká sazí, vyrobených pyrolytickým rozkladem zemního plynu a/nebo metanu v plazmovém reaktoru. Vynález se dále týká použití sazí ve tvaru uhlíkových částic.
Dosavadní stav techniky
Rozklad uhlovodíků pro výrobu sazí je známý proces a pro tento účel existuje řada způsobů výroby. Výroba sazí na základě metanu je popsána rovněž v přihlašovatelově přihlášce vynálezu NO 914904. V popisu této přihlášky bylo ukázáno, že je možné rozložit uhlovodíky takovým způsobem, že jsou fyzikální vlastnosti podstatnou měrou předurčeny na základě daných parametrů procesu. To se ukázalo jako velmi cenná možnost, která může otevřít cestu pro širší oblasti užití a pro docílení lepší jakosti výrobků, ve kterých saze jsou již používány jako základní materiál. Z GB 1 492 346, GB 1 400 266 a DD 292 920 jsou známy způsoby a postupy pro výrobu sazí pyrolytickým rozkladem uhlovodíkové suroviny v plazmovém reaktoru. Vyrobené saze mohou být využívány v pryži, elektroprůmyslu, v barvířském a tiskařském průmyslu. Užití je však zaměřeno na obecné aplikace sazí a použití specifické kvality s cílem obdržet speciální vlastnosti výrobků zatím nebylo popsáno. Nutnost najít nové aplikace pro zemní plyn zatím nevznikla, ačkoliv jeho zjištěné zdroje jsou velmi bohaté. Náhrada některých dnešních výrobků zemním plynem by však mohla poskytnout významný ekologický přínos. Metan je uhlovodíkový plyn, vyskytující se ve velkých množstvích, má rozumnou cenu a prokázalo se, že velmi dobře vyhovuje jako zásobní materiál pro výrobu čistých sazí a čistého vodíku. Navíc dosud nebyla věnována dostatečná pozornost možnostem a významu použití čistých sazí jako základního materiálu pro konečné výrobky. Tento vynález si proto klade za cíl poskytnout saze použitím metanu, zvláště čisté saze. Dalším cílem vynálezu je dát možnosti pro aplikaci těchto materiálů jako materiálů základních, které jsou jak finančně výhodné, tak poskytují zlepšenou jakost.
Podstata vynálezu
Nevýhody dosavadního stavu techniky podstatnou měrou odstraňují a cíl vynálezu splňují saze, vyrobené pyrolytickým rozkladem zemního plynu a/nebo metanu v plazmovém reaktoru, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že saze mají specifický elektrický odpor < 0,1 ohm.cm, specifickou plochu povrchu měřenou metodou BET <30 m2/g a specifickou absorpční schopnost dle metody DBP < 200 ml/100 g (absorpce dibutylftalátu), přičemž při specifické ploše povrchu měřené metodou BET 5-30 m2/g a specifické absorpční schopnosti dle metody DBP 30200 ml/100 g mají částice vždy jednu ze dvojice fyzikálních vlastností: Reaktivita < 1000 ml podle metody SiO a obsah vodíku < 220 ppm, a při specifické ploše povrchu měřené metodou BET < 5 m2/g a specifické absorpční schopnosti dle metody DBP < 30 ml/100 g mají částice po stlačení specifickou hmotnost 1,5-1,7 g/m3. Výhodné je použití sazí ve tvaru uhlíkových částic podle nároku 1 se specifickým elektrickým odporem < 0,1 ohm.cm, specifickou plochou povrchu měřenou metodou BET 5-30 m2/g, specifickou absorpční schopností dle metody DBP 30200 ml/100 g a reaktivitou < 1000 ml podle metody SiO, jakožto redukčního materiálu v metalurgickém průmyslu. Výhodné je rovněž použití sazí ve tvaru uhlíkových částic podle nároku 1 se specifickým elektrickým odporem < 0,1 ohm.cm, specifickou plochou povrchu měřenou metodou BET < 5 m2/g a specifickou absorpční schopností dle DBP < 30 ml/100 g a specifickou hmotností po stlačení 1,5-1,7 g/m3, jakožto anodového materiálu při výrobě hliníku. S výhodou lze použít saze ve tvaru uhlíkových částic podle nároku 1 se specifickým elektrickým odporem < 0,1 ohm.cm, specifickou plochou povrchu měřenou metodou BET 530 m2/g, specifickou absorpční schopností dle metody DBP 30-200 ml/100 g a obsahem vodíku
-1 CZ 287532 B6 < 220 ppm, jakožto nauhličovacího materiálu pro ocelářský průmysl. Cíl vynálezu je dosažen aplikací čistých sazí a čistého vodíku, vyrobených rozkladem zemního plynu nebo metanu na své základní prvky pro výrobu příměsí pro gumárenský průmysl, jako pigmentů pro tiskařskou čerň, pro výrobu baterií, jako redukční činidlo v hutním průmyslu a jako nauhličovací materiál pro ocelářský průmysl, pro aktivní uhlí, atd. Bylo poukázáno na skutečnost, že na základě zemního plynu nebo metanu, které se rozkládají na základní prvky, tj. na uhlík a na vodík, lze získat přesně strukturované uhlíkaté materiály, u nichž vlastnosti uhlíku, jmenovitě specifická hmotnost, velikost částic, poréznost a struktura se mohou předem určit tak, aby získaný konečný produkt byl vhodný přesně pro daný účel. Použití zemního plynu jako výchozího materiálu umožňuje získat za rozumnou cenu saze o přesných vlastnostech pro speciální účely a bylo předvedeno, že pomocí přesné aplikace podle vynálezu se obdrží elektrody, příměsi a pod. a obzvláště příznivých vlastnostech, jako např. pro průmysl hliníku nebo pro hutní průmysl a dosáhne se méně znečišťujících výrobních postupů. Při výrobě aktivního uhlí bylo prokázáno, že pomocí vynálezu lze získat materiál o podstatně lepších adsorpčních vlastnostech, než tomu bylo u dosud známého aktivního uhlí, jehož výroba byla založena na tradičních surovinách, jako je dřevo, dolované uhlí, lignit, rašelina, kokosové skořápky, atd. U tohoto procesu je také možné regulovat adsorpční schopnosti aktivního uhlí změnou velikosti jeho povrchových pórů.
V důsledku vynálezu vyvinuté aplikační možnosti se ukázaly jako velmi překvapivé. Použitím naznačených výchozích produktů, tj. zemního plynu a metanu, a využitím možností těchto speciálních výchozích materiálů a možností, které vyplývají z úpravy fyzikálních vlastností vytvořeného uhlíku, se dospělo k překvapivému výsledku, že aplikace pro dané účely poskytla výrazné zlepšení konečného produktu a poskytla konečnému výrobci podstatně větší rozsah možností pro docílení zvláštní jakosti výrobku. V případě gumárenského průmyslu například aplikace sazí podle vynálezu umožnila výrobu pryže o mimořádné elasticitě a odrazové pružnosti. U aktivního uhlí lze dosáhnout jakosti, jejíž absorpční schopnost je dokonale přizpůsobena danému účelu. Pro elektrodový materiál vynález umožňuje vyrobit mimořádně čisté elektrody při rozumných nákladech a z velké míry lze předejít znečištění cizími materiály.
V dalším výhodném provedení vynálezu bude v případě určitých aplikací též možné použít příměsí, které mohou být příznivé v dané souvislosti. Vynález tak poskytuje řadu možností pro nové výrobky v naznačené oblasti, kde znečištěný uhlí může být nahrazen čistým uhlíkem s odpovídajícími nebo lepšími vlastnostmi. Při modifikaci atmosféry reaktoru, tj. dodatečném přimíšení oxidačního média, jako 02, vzduchu H2O, CO2 nebo jiného média, jsou fyzikální vlastnosti sazí, jako specifická plocha povrchu měřená metodou BET, specifická absorpční schopnost podle DBP, pH a tvar částeček řízeny jak individuálně, tak ve vzájemném vztahu, aby bylo dosaženo požadované hodnoty. Modifikací atmosféry v reaktoru, tj. příměsí např. oxidačního média, jako jsou O2, vzduch, H2O, CO2 a další, lze regulovat fyzikální vlastnosti sazí, jako jsou specifická plocha povrchu měřená metodou BET, specifická absorpční schopnost dle DBP, pH a tvar částic jak jednotlivě, tak i vzájemně pro docílení požadované hodnoty.
Příklady provedení vynálezu
Vynález je detailněji popsán pomocí několika příkladů užití, z nichž příklady 3, 4, 5 dokumentují obsah patentových nároků.
Příklad 1
Při výrobě sazí rozkladem metanu byly zvoleny takové parametry, aby saze vyhovovaly pro použití ve výrobě pryže pro automobilové pneumatiky a pro technickou pryž. Zvolené hodnoty jsou uvedeny v následující tabulce:
-2CZ 287532 B6
| Pryž | BET | DBP) | ASTM |
| m2/g | ml/100 g | klasifikace | |
| Automobilové pneumatiky | 20-200 | 65-200 | N110-N660 |
| Technická pryž | 5-80 | 40-150 | N550-N990 |
BET: Metoda „Brunauer, Emmet & Tefler“,
DBP: ASTM D-2414 „Carbon Black Dibuthyl Phtalate Absorption“ (Dibutylftalátová absorpce sazí),
Klasifikace: ASTM D-1765 „Carbon Black ušed in rubber products“ (Saze, používané v pryžových výrobcích).
Saze pokrývají celý jakostní rozsah pro gumárenský průmysl.
Příklad 2
Čisté saze, vyrobené z metanu, se používají jako pigment/tisková barva po dosažení fyzikálních vlastností:
Pigment/tisková barva
BET m2/g 20-N500
DBP ml/100 g 30-150
Intenzita barevného pH odstínu v %
20-130 3-9
Intenzita barevného odstínu: ASTM D-3265 „Test Method for Carbon Black - Tint Strength“ (Zkušební metoda sazí - intenzita barevného odstínu).
Pokrývá celý jakostní rozsah.
Příklad 3
Byly použity saze podle vynálezu o následujících vlastnostech.
Redukční materiál pro hutní průmysl
| BET | DBP | Spec. el. odpor | Reaktivita |
| m2/g | ml/100 g | ohm.cm | ml SiO |
| 5-30 | 30-200 | <0,1 | 250-1000 |
Reaktivita:
- J. Kr. Tuset a O. Raaness: „Reactivity of Reduction Materials in the Production of Silicon, Silicon-Rich Ferro Alloy and Silicon-Carbide“ (Reaktivita redukčních materiálů při výrobě křemíků, feroslitiny o vysokém obsahu křemíku a karbidu křemíku);
- Aime elloys: Fumace Conf. (ΑΙΜΕ Konference o elektrických pecích), St. Louis, Miss. USA,
7.-10. prosince 1976.
Zde je nutná modifikace struktury částic. Používá se uhlíkových částic krystalického tvaru o dobré vodivosti. Saze musí projít dokončovací úpravou příměsí pojivá melasového typu, živice
-3CZ 287532 B6 a alternativních pryskyřic pro dosažení vysoké pevnosti při vysokých teplotách a umožnění výroby potřebného tvaru (brikety/spečence „otevřené struktury“). Požadované vlastnosti výrobku: Vysoký stupeň reaktivity, tj. otevřená struktura <1000 ml/SiO (dle metody Sintef) a vysoká pevnost i při vysokých teplotách po vložení do pece.
Příklad 4
Užití sazí pro anodový materiál při výrobě hliníku:
| BET | DBP | Měrná stlačená hmotnost | Spec. el. odpor |
| m2/g | ml/100 g | g/cm3 | ohm.cm |
| <5 | <30 | 1,5-1,7 | <0,1 |
Požadavky kladené na saze:
- „Bez“ struktury, tj. jakost „těžší“ než N-990.
- Vysoký stupeň gravitace uděluje uhlíkovým částicím krystalickou strukturu/dobrou vodivost. -Nízká reaktivita (málo otevřené pórovitosti).
Saze s tmelícím prostředkem dostávají konečnou úpravu pro dosažení správného tvaru výrobku („koks“, briketa, slepenec o „husté“ struktuře).
Požadavky, kladené na anodový materiál:
| Měrná hmotnost: | 1,5 -1,6 g/cm3. |
| Specifická el. vodivost: | 30-60 ohm.m. |
| Pevnost v tlaku: | cca. 45 MPa. |
| Celková poréznost: | cca. 30 %. |
Příklad 5
Použití sazí jako nauhličovací materiál pro ocelářský průmysl:
| BET | DBP | Spec. el. odpor | H |
| m2/g | ml/100 g | ohm.cm | ppm |
| 5-30 | 30-200 | <0,1 | <200 |
Požadavky kladené na saze:
- Saze musí být „reaktivní“, tj. v této spojitosti vhodné pro rychlé rozpuštění v materiálu jako Catomy.
- Podíl vodíku musí být nízký, neboť jinak se tvoří „puchýře“.
Příklad 6
Aktivní uhlí:
BET m/g 5-50
DBP ml/100 g 30-200
Saze s tmelícím prostředkem dostávají konečnou úpravu pro udělení správného tvaru výrobu (slepenec/protlačený profil) následnou aktivací.
-4CZ 287532 B6
Požadavky kladené na saze:
BET m2/g
500-1500
Průměr pórů
A
10-100 (*) (*) v závislosti na aplikaci (například druh molekuly, která má být adsorbována).
Claims (4)
Hide Dependent
translated from
Claims (4)
Hide Dependent
translated from
1. Saze, vyrobené pyrolytickým rozkladem zemního plynu a/nebo metanu v plazmovém reaktoru, vyznačující se tím, že mají specifický elektrický odpor < 0,1 ohm.cm, specifickou plochu povrchu měřenou metodou BET < 30 m2/g a specifickou absorpční schopnost dle metody DBP < 200 ml/100 g, přičemž při specifické ploše povrchu měřené metodou BET 5 až 30 m2/g a specifické ploše povrchu měřené metodou BET 5 až 30 m2/g a specifické absorpční schopnosti dle metody DBP 30 až 200 ml/100 g mají částice vždy jednu ze dvojice fyzikálních vlastností: reaktivita < 1000 ml podle metody SiO a obsah vodíku < 220 ppm, a při specifické ploše povrchu měřené metodou BET < 5 m2/g a specifické absorpční schopnosti dle metody DBP < 30 ml/100 g mají částice po stlačení specifickou hmotnost 1,5 až 1,7 g/m3.
2. Použití sazí ve tvaru uhlíkových částic podle nároku 1 se specifickým elektrickým odporem <0,1 ohm.cm, specifickou plochou povrchu měřenou metodou BET 5 až 30 m2/g, specifickou absorpční schopností dle metody DBP 30 až 200 ml/100 g a reaktivitou < 1000 ml podle metody SiO, jakožto redukčního materiálu v metalurgickém průmyslu.
3. Použití sazí ve tvaru uhlíkových částic podle nároku 1 se specifickým elektrickým odporem <0,1 ohm.cm, specifickou plochou povrchu měřenou metodou BET<5m2/g a specifickou absorpční schopností dle DBP < 30 ml/100 g a specifickou hmotností po stlačení 1,5 až 1,7 g/m3, jakožto anodového materiálu při výrobě hliníku.
4. Použití sazí ve tvaru uhlíkových částic podle nároku 1 se specifickým elektrickým odporem <0,1 ohm.cm, specifickou plochou povrchu měřenou metodou BET 5 až 30 m2/g, specifickou absorpční schopností dle metody DBP 30 až 200 ml/100 g a obsahem vodíku < 220 ppm, jakožto nauhličovacího materiálu pro ocelářský průmysl.