SU1472738A1

SU1472738A1 - Method of manufacturing natural gas accumulator

Info

Publication number: SU1472738A1
Application number: SU843735601A
Authority: SU
Inventors: Леонид Аркадьевич Костандов; Александр Евгеньевич Шилов; Юрий Михайлович Лужков; Александр Петрович Моравский; Эдуард Амазаспович Григорян; Роберт Тигранович Сагателян; Борис Зиновьевич Лубенцов; Александр Федорович Шестаков; Александр Александрович Попов
Original assignee: Отделение Института химической физики АН СССР; Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов
Priority date: 1984-05-18
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1989-04-15

Abstract

Изобретение относитс к хранению газов, в частности к способам изготовлени аккумул торов, которые могут быть использованы в качестве стационарного хранилища или передвижного, например в качестве автомобильного бака. Цель изобретени - увеличение срока службы аккумул торора природного газа за счет сохранени аккумулирующей способности адсорбента метана при многократном использовании. Сущность изобретени заключаетс в том, что в герметичную емкость дополнительно загружают слой частиц гидрофильного адсорбента, затем закачивают под избыточным давлением газ, после чего в указанную емкость ввод т мономер или смесь мономеров, осуществл ют их полимеризацию под воздействием -излучени или инициатора полимеризации с последующей откачкой газа из емкости. В качестве мономеров берут олефины, диены, стирол, акрилаты, метил-силоксан или их смеси. 1 з.п.ф-лы.The invention relates to the storage of gases, in particular to methods for producing batteries that can be used as stationary storage or mobile, for example as a car tank. The purpose of the invention is to increase the service life of a natural gas accumulator by retaining the accumulating capacity of the methane adsorbent during repeated use. The essence of the invention is that a layer of hydrophilic adsorbent particles is additionally loaded into an airtight container, then a gas is pumped under pressure and then a monomer or mixture of monomers is introduced into said container, polymerized by irradiation or a polymerization initiator, followed by pumping gas from the tank. Olefins, dienes, styrene, acrylates, methyl siloxane or their mixtures are used as monomers. 1 hp ff.

Description

. 1. one

Изобретение относитс к хранению Тазов, в частности к способам изготовлени аккумул торов, которые могут быть использованы в качестве стационарного хранилища или передвижного, например в качестве автомобильного бака.The invention relates to the storage of Tazi, in particular to methods for producing batteries that can be used as stationary storage or mobile, for example as a car tank.

Целью изобретени вл етс увеличение срока службы аккумул тора природного газа за счет сохранени аккумулирующей способности адсорбента метана при многократном использовании .The aim of the invention is to increase the service life of a natural gas accumulator by retaining the storage capacity of the methane adsorbent upon repeated use.

Пример 1. В вертикально расположенный цшшндрический корпусExample 1. In a vertically located csdr body

стального автоклава объемом 50 см помещают 48 см активированного угл с удельной поверхностью 1200 м /г фракции 8-2000 мкм и насьтным весом 0,7 г/см. Верхний слой объемом 2 см представл ет собой синтетические цеолиты СаХ с эффективным диаметром пор 5 А. Содержимое автоклава при 25 С наполн ют метаном до равновесного давлени 12 атм. После этого в автоклав ввод т 1 г бутадиена, подвергают автоклав -облучению с общей дозой 2 Мрад. После выпуска метана с остатками непрореагировав-- -шего бутадиена автоклав заполн ютsteel autoclave with a volume of 50 cm placed 48 cm of activated carbon with a specific surface of 1200 m / g fraction of 8-2000 microns and natural weight of 0.7 g / cm. The upper layer with a volume of 2 cm is synthetic CaX zeolites with an effective pore diameter of 5 A. The contents of the autoclave at 25 ° C are filled with methane to an equilibrium pressure of 12 atm. After that, 1 g of butadiene is introduced into the autoclave, subjected to autoclave irradiation with a total dose of 2 Mrad. After the release of methane with residues of unreacted butadiene, the autoclave is filled

ISDISD

0909

0000

природным газом до равновесного давлени 15 атм. После перепуска содержимого автоклава в вакуумную установку количество природного газа в пересчете на нормальные услови составило 3,8 л.natural gas to an equilibrium pressure of 15 atm. After bypassing the contents of the autoclave to a vacuum unit, the amount of natural gas in terms of normal conditions was 3.8 l.

Автоклав подвергали 1 циклу вибрационных испытаний (частота встр хивани 30 Гц, при амплитуде колебаний около 5 см длительность испытаний 30 мин), что по приближ- нным оценкам эквивалентно 1 году интенсивной эксплуатации автомобил . Адсорбционна емкость устройства после этого цикла виброиспытаний в пределах точности эксперимента (+3%) не иэменилась. После 2, 3, 4, 6 и 10 циклов испытаний .адсорбционна емкость устройства составл ла соответственно 100, 100, 98 и 95 от начальной .The autoclave was subjected to 1 cycle of vibration tests (shaking frequency 30 Hz, with an amplitude of oscillations of about 5 cm, the duration of the tests was 30 minutes), which according to approximate estimates is equivalent to 1 year of intensive car operation. The adsorption capacity of the device after this cycle of vibration tests within the accuracy of the experiment (+ 3%) was not changed. After 2, 3, 4, 6, and 10 test cycles, the adsorption capacity of the device was 100, 100, 98, and 95, respectively, of the initial.

Вибрационные испытани , проведенные с тем же автоклавом, заполненным таким же количеством тех же адсорбентов , но без введени мономера, после О, 1, 2, 3, 6 и 10 циклов испытаний показали следующие значени адсорбционной емкости устройства (3,7 л прин то за 100%); 95, 91, 86, 86, 82 и 78% соответственно.Vibration tests carried out with the same autoclave, filled with the same amount of the same adsorbents, but without introducing monomer, after O, 1, 2, 3, 6 and 10 test cycles showed the following values of the adsorption capacity of the device (3.7 liters adopted for 100%); 95, 91, 86, 86, 82 and 78%, respectively.

Аналогично примеру 1 были осуществлены примеры 2-12.Analogously to example 1, examples 2-12 were carried out.

В таблице представлены услови проведени и данные испытаний.The table presents the conditions and test data.

Отношение объемов адсорбента метана и гидрофильного адсорбента зависит от кратности заполнени и условий эксплуатации (стационарное хранилище или подвижные технические средства, например автомобиль). Дл стахщонарных хранилищ, при нечасто повтор ющихс заполнени х емкости природным газом, достаточно отношение гидpOJi)ильнoгo адсорбента к адсорбенту метана, равное 1:1000,обеспечивающее достаточную очистку природного газа. При применении аккумул тора , изготовленного по предлагаемому способу, в качестве топливного бака транспортного средства в районах , где предварительна , даже груба (5% воды), осушка природного газа экономически невыгода, необходимо отношение увеличить до значени 1:1. Температурный диапазон проведени полимеризации мономеров или их смеси ограничен с одной стороны температурой замерзани (-80 С), а сThe ratio of the volumes of methane adsorbent and hydrophilic adsorbent depends on the filling ratio and operating conditions (stationary storage or moving technical means, for example, a car). For stationary storages, with infrequently replenishing capacity with natural gas, the ratio of hydropic acid adsorbent to methane adsorbent is 1: 1000, which ensures sufficient purification of natural gas. When using the battery manufactured by the proposed method as a vehicle fuel tank in areas where it is preliminary, even coarse (5% water), drying of natural gas is economically disadvantageous, the ratio should be increased to a value of 1: 1. The temperature range of the polymerization of the monomers or their mixture is limited on the one hand by the freezing temperature (-80 ° C), and

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

другой - температурой деструкции образующегос полимера при 300 С, и имеет вполне конкретньш оптимум дл каждого мономера.the other is the degradation temperature of the polymer formed at 300 ° C, and it has a very specific optimum for each monomer.

Диапазон доз при об-работке J -излучением ограничен с одной стороны ми1 мапьной дозой (0,01 М рад), ниже которой резко снижаетс скорость полимеризации в стальной оболочке, а с другой стороны максимальной (свыше 100 Мрад), так как увеличение дозы облучени не приводит к дальнейшему увеличению скорости полимеризации , усложн ет и удорожает техно- логический процесс. В качестве адсорбента метана могут быть использованы пористые адсорбенты, имеюш 1е развитую поверхность не менее 1000- 1400 (активированные угли, цеолиты , углеродные молекул рные сита). Увеличение поверхности происходит за счет открытых мйкропор, пронизывающих объем частиц адсорбента. Наиболее приемлемыми дл адсорбции метана вл ютс активированные угли, имеющие поры диаметром 4-8 А и обладающие гидрофобными свойствами.The range of doses during treatment with J-radiation is limited on the one hand by a micron dose (0.01 M rad), below which the rate of polymerization in the steel sheath decreases sharply, and on the other hand, the maximum (over 100 Mrad), since the increase in radiation dose does not lead to a further increase in the rate of polymerization, it complicates and increases the cost of the technological process. As an adsorbent of methane, porous adsorbents can be used, having 1e developed surface not less than 1000-1400 (activated carbons, zeolites, carbon molecular sieves). The increase in the surface occurs due to open micropores, penetrating the volume of the particles of the adsorbent. The most suitable for methane adsorption are activated carbons having pores with a diameter of 4-8 A and having hydrophobic properties.

В качестве гидрофильного адсорбента , как правило, используют цеолиты структуры А или X, имеющие также развитую поверхность, но поры большего диаметра 5-1,2 А. Они обладают способностью более селективно сорбировать воду, этан и пропан по сравнению с адсорбентом метана. Мономеры или их смесь могут быть введены как в газообразном, так и в жидком виде. При этом объем введенного мономера зависит от свойств получаемого после полимеризации полимера и не превышает, как правило, 2 - 10 об.% от внутреннего объема аккумул тора . Как адсорбент метана, так и гидрофильньй адсорбент могут быть запрессованы в герметичньй корпус или просто засыпаны через входное отверстие, причем слой частиц гидрофильного адсорбента должен располагатьс таким образом, чтобы закачиваемьм в аккумул тор природньй газ проходил его первым.As a hydrophilic adsorbent, as a rule, zeolites of structure A or X are used, which also have a developed surface, but pores of a larger diameter of 5-1.2 A. They have the ability to more selectively adsorb water, ethane and propane as compared to methane adsorbent. The monomers or their mixture can be introduced both in gaseous and in liquid form. At the same time, the volume of the introduced monomer depends on the properties of the polymer obtained after polymerization and, as a rule, does not exceed 2–10 vol% of the internal volume of the battery. Both the methane adsorbent and the hydrophilic adsorbent can be pressed into a hermetic case or simply buried through the inlet, and the layer of hydrophilic adsorbent particles should be positioned so that natural gas is pumped into the accumulator first.

Способ изготовлени аккумул тора природного газа позвол ет сохранить аккумулирующую способность при многократном заполнении на 30-50%, при этом в случае эксплуатации устройствThe method of manufacturing an accumulator of natural gas makes it possible to retain the storage capacity during repeated filling by 30-50%, while in the case of operation of devices

1472738614727386

на транспорте предлагаемый способ сорбента метана в течение длитель- обеспечивает работоспособность ад- Ного срока эксплуатации.on transport, the proposed method of methane sorbent for a long duration ensures the operability of an ad hoc life.

Claims

1., METHOD FOR PRODUCING A NATURAL GAS BATTERY by