JP2015515374A - アセチレンの貯蔵および安定化 - Google Patents
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Abstract
Description
2012年4月13日に出願された米国仮特許出願第61/623,727号の、米国特許法第119条の下での優先権の利益がここで主張される。米国仮特許出願第61/623,727号の開示は、この全体が、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み入れられている。
本発明は、アセチレンなどの易分解性ガスの吸着剤に基づく貯蔵および分配に、ならびにこれのための吸着剤、供給パッケージおよび方法に関するものである。
ステップ2:炭素吸着剤を秤量して、容器に添加する。
ステップ3:容器を密閉して、重量を測定し、サンプル重量を確認する。
ステップ4:容器をマニホールドに連結して、真空に吸引する。
ステップ5:真空下180℃にて2時間脱気を行う。
ステップ6:容器をマニホールドから取り外して秤量する。
ステップ7:容器を再び連結して、ヘリウムで5回置換する。
ステップ8:容器のリーク試験を350psia(2413.2kPa)ヘリウムによって行う。
ステップ9:容器にCO2を圧力22psia(151.7kPa)にて1時間充填する。
ステップ10:容器を密閉して秤量する。
ステップ11:容器中の圧力が250psia(1723.7kPa)または最高許容圧に達するまで、圧力を上昇させてステップ7から10を反復する。
ステップ2:圧力を安定させるために、容器の手動バルブを約1時間開く。
ステップ3:MFCの上流のマニホールドバルブを開き、前後の圧力を記録する。
ステップ4:MFCの下流のマニホールドバルブを開き、MFCを制御してN2には100sccm、またはCO2には70sccmのフローを維持する。
ステップ5:システム圧が約22psia(151.7kPa)に達するまで、経過時間およびマニホールド圧を測定する。
ステップ6:ステップ3および4で開いたバルブを閉じ、サンプル容器内の残留CO2によりシステム圧を上昇させる。
ステップ7:サンプル容器を取り外し、秤量する。
ステップ8:リークチェックおよびヘリウム置換後にサンプル容器にCO2を最高圧にて充填する。
ステップ9:MFCを50sccm N2(約35sccm CO2)に設定して、送達実験を反復する。
Claims (41)
- 易分解性ガスの吸着貯蔵および続いての脱着放出に適した炭素吸着剤であって、前記炭素吸着剤が、メソ細孔容積が炭素吸着剤のgm当たり0.25cm3未満である多孔度を備え、前記多孔度が少なくとも80体積%の微孔を含み、前記微孔の少なくとも65体積%が0.3から0.72nmの範囲の孔径を有し、前記炭素吸着剤が77°Kで測定して、炭素吸着剤のg当たり800m2を超える窒素吸着BET表面積および炭素吸着剤のcc当たり0.55gを超えるバルク密度を有する、炭素吸着剤。
- 0.6g/ccから1.6g/ccの範囲のバルク密度を有する、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- 77°Kで測定して、1000m2/gを超える窒素吸着BET表面積を有する、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- 77°Kで測定して、1200m2/gを超える窒素吸着BET表面積を有する、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- 直径または主寸法が0.3から4mmの範囲の粒子を含む粒子形態である、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- 炭素吸着剤のcc当たり0.8gを超えるピース密度(piece density)を有する粒子を含む粒子形態である、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- モノリシック形態である、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- モノリシック形態がブリック、ブロック、インゴットまたはディスク物品を含む、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- 炭素吸着剤のcc当たり0.80から2.0gのバルク密度を有する、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- 三次元(x,y,z)特性を有し、当該寸法それぞれが1.5cmを超える、請求項7に記載の炭素吸着剤。
- 三次元(x,y,z)特性を有し、当該寸法それぞれが2cmを超える、請求項7に記載の炭素吸着剤。
- ポリビニリデンクロリド、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリフルフリルアルコール、ポリビニリデンフルオリド、ココナッツ殻、ピーナッツ殻、モモ種、オリーブ核、ポリアクリロニトリルおよびポリアクリルアミドから成る群より選択される材料の熱分解生成物を含む、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- ポリビニリデンクロリドの熱分解生成物を含む、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- 25℃および圧力650トル(86.7kPa)にてアセチレンガスについて測定して、炭素吸着剤のリットル当たり100gのアセチレンを超える充填密度を有する、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- 25℃および圧力650トル(86.7kPa)にてアセチレンガスについて測定して、炭素吸着剤のリットル当たり120gのアセチレンを超える充填密度を有する、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- 25℃および圧力650トル(86.7kPa)にてアセチレンガスについて測定して、炭素吸着剤のリットル当たり140gのアセチレンを超える充填密度を有する、請求項1に記載の炭素吸着剤。
- 表面に吸着されている易分解性ガスを有する、請求項1から16のいずれかに記載の炭素吸着剤。
- 易分解性ガスが:ホルムアルデヒド;式R1−C≡C−R2のアセチレン化合物(式中、R1およびR2はそれぞれH、C1−C12アルキル、C6−C10アリール、C6−C12シクロアルキル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルがC1−C12アルキルでありおよびアリールがC6−C10アリールであるアルキルアリール、アルキルがC1−C12アルキルでありおよびアリールがC6−C10アリールであるアリールアルキル、シリルならびに各R3がHおよびC1−C12アルキルより独立して選択されるR3Si−より独立して選択される。);他の不飽和直鎖炭化水素;メチレン;エチレン;ジボラン;ボラン;ゲルマン;フルオロゲルマン;カルボラン;アラン;アルミニウムヒドリド;シラン;クロロシラン;ジガラン;クロロガラン;およびスタンナンから成る群より選択されるガスを含む、請求項17に記載の炭素吸着剤。
- 易分解性ガスがアセチレンを含む、請求項17に記載の炭素吸着剤。
- 請求項1に記載の炭素吸着剤あって、その吸着剤表面を不動態化または不活性化するのに有効な処理によって、易分解性ガスと前記表面との相互作用が化学反応を伴わずに物理吸着に制限されるように処理されている、炭素吸着剤。
- 処理が:
(i)吸着剤のルイス酸部位を除去する化学処理;
(ii)表面中和処理;
(iii)(a)炭素吸着剤を不活性ガスによって循環パージすること;(b)炭素吸着剤を真空下で高温まで加熱すること;(c)続いて炭素吸着剤を不活性ガスで循環パージすること;(d)炭素吸着剤を高温にて低濃度の所期の貯蔵ガスと接触させること;(e)貯蔵ガスを除去すること;および(f)炭素吸着剤を真空下で周囲温度まで冷却することを含む工程;ならびに
(iv)(a)炭素吸着剤を不活性ガスによって循環パージすること;(b)炭素吸着剤を真空下で高温まで加熱すること;(c)炭素吸着剤を真空下で周囲温度まで冷却すること;(d)炭素吸着剤を低濃度の所期の貯蔵ガスと徐々に接触させること;(e)ガスを含有する容器を35℃から180℃の範囲の温度まで加温すること;(f)容器圧力を安定させること;(g)炭素吸着剤を脱気および循環パージすること;および(h)炭素吸着剤を真空下で周囲温度まで冷却することを含む工程
から成る群より選択される、請求項20に記載の炭素吸着剤。 - 易分解性ガス貯蔵および分配パッケージであって、内部容積を含むガス貯蔵および分配容器ならびに前記内部容積に配置された請求項1から16のいずれかに記載の炭素吸着剤を含む、易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。
- 易分解性ガスをガス貯蔵および分配容器中に含有するために閉止可能であり、前記ガス貯蔵および分配容器からガスを分配できるように開放可能であるバルブを含むバルブヘッド組立体をさらに備える、請求項22に記載の易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。
- ガス貯蔵および分配容器から導かれる易分解性ガスの爆燃を抑制するように構成された爆燃抑制部品または組立体をさらに備える、請求項22に記載の易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。
- 空容積として測定される内部容積が1から25リットルの範囲である、請求項22に記載の易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。
- 空容積として測定される内部容積が25から200リットルの範囲である、請求項22に記載の易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。
- 運搬車両に一体化される、請求項22に記載の易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。
- ガス貯蔵および分配容器がチューブトレーラー容器を含む、請求項22に記載の易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。
- 炭素吸着剤に吸着されている易分解性ガスを含む、請求項22に記載の易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。
- 易分解性ガスがホルムアルデヒド;式R1−C≡C−R2のアセチレン化合物(式中、R1およびR2はそれぞれH、C1−C12アルキル、C6−C10アリール、C6−C12シクロアルキル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ここでアルキルがC1−C12アルキルでありおよびアリールがC6−C10アリールであるアルキルアリール、アルキルがC1−C12アルキルでありおよびアリールがC6−C10アリールであるアリールアルキル、シリル、ならびに各R3がHおよびC1−C12アルキルより独立して選択されるR3Si−より独立して選択される。);他の不飽和直鎖炭化水素;メチレン;エチレン;ジボラン;ボラン;ゲルマン;フルオロゲルマン;カルボラン;アラン;アルミニウムヒドリド;シラン;クロロシラン;ジガラン;クロロガラン;およびスタンナンから成る群より選択されるガスを含む、請求項29に記載の易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。
- 易分解性ガスがアセチレンを含む、請求項29に記載の易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。
- 炭素吸着剤が、その吸着剤表面を不動態化または不活性化するのに有効な処理によって、易分解性ガスと前記表面との相互作用が化学反応を伴わずに物理吸着に制限されるように処理されている、請求項22に記載の易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。
- 処理が:
(i)吸着剤のルイス酸部位を除去する化学処理;
(ii)表面中和処理;
(iii)(a)炭素吸着剤を不活性ガスによって循環パージすること;(b)炭素吸着剤を真空下で高温まで加熱すること;(c)続いて炭素吸着剤を不活性ガスで循環パージすること;(d)炭素吸着剤を高温にて低濃度の所期の貯蔵ガスと接触させること;(e)貯蔵ガスを除去すること;および(f)炭素吸着剤を真空下で周囲温度まで冷却することを含む工程;ならびに
(iv)(a)炭素吸着剤を不活性ガスによって循環パージすること;(b)炭素吸着剤を真空下で高温まで加熱すること;(c)炭素吸着剤を真空下で周囲温度まで冷却すること;(d)炭素吸着剤を低濃度の所期の貯蔵ガスと徐々に接触させること;(e)ガスを含有する容器を35℃から180℃の範囲の温度まで加温すること;(f)容器圧力を安定させること;(g)炭素吸着剤を脱気および循環パージすること;および(h)炭素吸着剤を真空下で周囲温度まで冷却することを含む工程
から成る群より選択される、請求項32に記載の易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。 - 易分解性ガスを利用するのに適した加工ツールに、分配に関連して連結されている、請求項22に記載の易分解性ガス貯蔵および分配パッケージ。
- 使用場所での易分解性ガスの供給に使用するための易分解性ガスをパッケージする方法であって、易分解性ガスを炭素吸着剤への吸着形態で提供して、前記使用場所で脱着させられるように、前記易分解性ガスを請求項1から16のいずれか一項に記載の炭素吸着剤に吸着させることを含む、方法。
- 易分解性ガスが吸着のために注入されるガス貯蔵および分配容器中に炭素吸着剤が提供される、請求項35に記載の方法。
- 易分解性ガスがアセチレンを含む、請求項36に記載の方法。
- 易分解性ガスを易分解性ガスの使用場所での供給に使用するためのパッケージを製造する方法であって、ガス貯蔵および分配容器を製造することならびに請求項1から16のいずれか一項に記載の炭素吸着剤をガス貯蔵および分配容器中に配置することを含む、方法。
- 易分解性ガスがアセチレンを含む、請求項38に記載の方法。
- 易分解性ガスを使用場所にて供給する方法であって、前記使用場所にて、前記易分解性ガスを表面に吸着させた請求項1から16のいずれか一項に記載の炭素吸着剤を提供すること、および前記使用場所にて前記易分解性ガスを前記炭素吸着剤から脱着させることを含む、方法。
- 易分解性ガスがアセチレンを含む、請求項40に記載の方法。
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