RU2625671C1 - Block nanoporous carbon material for accumulation of natural gas, methane and method of its production - Google Patents

Block nanoporous carbon material for accumulation of natural gas, methane and method of its production Download PDF

Info

Publication number
RU2625671C1
RU2625671C1 RU2016124918A RU2016124918A RU2625671C1 RU 2625671 C1 RU2625671 C1 RU 2625671C1 RU 2016124918 A RU2016124918 A RU 2016124918A RU 2016124918 A RU2016124918 A RU 2016124918A RU 2625671 C1 RU2625671 C1 RU 2625671C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methane
natural gas
volume
carbon
accumulation
Prior art date
Application number
RU2016124918A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Алексеевич Фомкин
Аслан Юсупович Цивадзе
Олег Евгеньевич Аксютин
Александр Гаврилович Ишков
Евгений Михайлович Стриженов
Андрей Вячеславович Школин
Илья Евгеньевич Меньщиков
Александр Онуфриевич Шевченко
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Газпром"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Газпром" filed Critical Публичное акционерное общество "Газпром"
Priority to RU2016124918A priority Critical patent/RU2625671C1/en
Priority to JP2018559822A priority patent/JP6972455B2/en
Priority to CN201780038228.1A priority patent/CN109689202B/en
Priority to PCT/RU2017/000412 priority patent/WO2017222420A2/en
Priority to DE112017003150.8T priority patent/DE112017003150T5/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2625671C1 publication Critical patent/RU2625671C1/en

Links

Classifications

    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28011—Other properties, e.g. density, crush strength
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/2803—Sorbents comprising a binder, e.g. for forming aggregated, agglomerated or granulated products
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28042—Shaped bodies; Monolithic structures
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28069—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume
    • B01J20/28073—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume being in the range 0.5-1.0 ml/g
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28069—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume
    • B01J20/28076—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume being more than 1.0 ml/g
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078—Pore diameter
    • B01J20/2808—Pore diameter being less than 2 nm, i.e. micropores or nanopores
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3007—Moulding, shaping or extruding
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3021—Milling, crushing or grinding
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3042—Use of binding agents; addition of materials ameliorating the mechanical properties of the produced sorbent
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/007—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrocarbon gases, such as methane or natural gas, propane, butane or mixtures thereof [LPG]
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: nanoporous material is obtained from crushed carbonized and activated natural raw material of organic origin by mixing it with polymer binder and water, followed by moulding into blocks.
EFFECT: increase in the amount of natural gas accumulated by the material, increase in the bulk density of the material, possibility of increasing the packing density of the material obtained in specialised collapsible adsorbers, which allows to fill the storage system in 95 percent or more of its volume while maintaining diffusion characteristics.
5 cl, 3 ex

Description

Группа изобретений относится к активированному углеродному материалу, обладающему развитой системой нанопор и, при необходимости, специальной формой блоков с целью максимально плотной упаковки материала в специализированных разъемных адсорберах для хранения, распределения и транспортировки природного газа или метана, а также способу его получения.The group of inventions relates to activated carbon material having a developed system of nanopores and, if necessary, a special form of blocks with the aim of packing the material as tightly as possible in specialized detachable adsorbers for storing, distributing and transporting natural gas or methane, as well as a method for producing it.

В настоящее время среди нетрадиционных способов хранения природного газа, метана наиболее перспективным является адсорбционный способ, так как он не требует создания специальных климатических условий в системах хранения. Кроме того, разработка подходов к синтезу нанопористых материалов позволила получить адсорбенты способные создать конкуренцию по объему выдаваемого природного газа потребителю существующим системам хранения природного газа под давлением (в компримированном виде).Currently, among unconventional methods of storing natural gas, methane, the most promising is the adsorption method, since it does not require the creation of special climatic conditions in storage systems. In addition, the development of approaches to the synthesis of nanoporous materials made it possible to obtain adsorbents capable of creating competition for the storage of natural gas under pressure (in compressed form) in terms of the volume of natural gas emitted to the consumer.

Среди существующих адсорбентов наиболее перспективными для аккумулирования природного газа, метана являются нанопористые углеродные адсорбенты. Это определяется их адсорбционными свойствами: обладают развитой пористостью и относительно большими объемами нанопор 0.5…1.0 см3/г - наиболее сорбционно активными порами при аккумулировании газов. Средние эффективные размеры нанопор у подавляющего большинства углеродных адсорбентов составляют 1-2 нм и более, что позволяет обеспечить хорошие диффузионные свойства углеродных материалов для адсорбции природного газа, метана при комнатной температуре. Процессы адсорбции - десорбции обратимы. Высокая насыпная плотность углеродных адсорбентов позволяет снизить объем газовой фазы в системе хранения и, как следствие, повысить объемную плотность аккумулированного газа.Among the existing adsorbents, nanoporous carbon adsorbents are the most promising for the accumulation of natural gas, methane. This is determined by their adsorption properties: they have developed porosity and relatively large volumes of nanopores of 0.5 ... 1.0 cm 3 / g - the most sorption active pores during gas accumulation. The average effective nanopore sizes of the vast majority of carbon adsorbents are 1-2 nm or more, which allows for good diffusion properties of carbon materials for adsorption of natural gas, methane at room temperature. Adsorption - desorption processes are reversible. The high bulk density of carbon adsorbents can reduce the volume of the gas phase in the storage system and, as a result, increase the bulk density of the accumulated gas.

Углеродные адсорбенты в большинстве своем обладают относительно невысокой теплотой адсорбции газов при высокой теплоемкости самого материала, что обеспечивает снижение тепловых колебаний системы хранения при изменении температуры окружающей среды. Углеродные адсорбенты обладают свойством гидрофобности, что позволяет понизить требования к влажности природного газа.Most carbon adsorbents have a relatively low heat of gas adsorption with a high heat capacity of the material itself, which reduces the thermal fluctuations of the storage system when the ambient temperature changes. Carbon adsorbents have the property of hydrophobicity, which reduces the moisture requirements of natural gas.

Углеродные адсорбенты обладают достаточной жесткостью и стабильностью пористой структуры, устойчивы к циклическим нагрузкам.Carbon adsorbents have sufficient rigidity and stability of the porous structure, resistant to cyclic loads.

В перспективе добиться широкого внедрения адсорбционных газовых терминалов на основе углеродных материалов возможно при использовании специальных адсорберов, объем которых полностью заполнен специальными блоками адсорбционного материала. Такой подход позволит повысить эффективность адсорбционных терминалов за счет исключения паразитного объема газовой фазы и применения высокоемких углеродных материалов.In the future, it is possible to achieve widespread adoption of adsorption gas terminals based on carbon materials using special adsorbers, the volume of which is completely filled with special blocks of adsorption material. This approach will increase the efficiency of adsorption terminals by eliminating the parasitic volume of the gas phase and the use of high-capacity carbon materials.

В целом углеродные пористые материалы получают путем пиролиза (карбонизации) твердых органических материалов, в том числе различных типов углей, торфа, нефтяных остатков, скорлупы различных орехов, древесные отходы, отходов биомассы, с последующей физической активацией их водяным паром, и/или углекислым газом, и/или кислородом воздуха, либо химической активацией органическими кислотами (В.Б. Фенелонов. Пористый углерод. - Новосибирск, 1995, 513 с.).In general, carbon porous materials are obtained by pyrolysis (carbonization) of solid organic materials, including various types of coal, peat, oil residues, various nutshells, wood waste, biomass waste, followed by their physical activation with water vapor and / or carbon dioxide , and / or atmospheric oxygen, or chemical activation with organic acids (VB Fenelonov. Porous carbon. - Novosibirsk, 1995, 513 p.).

Также известен наноструктурированный микропористый углеродный материал (патент RU 2307704, опуб. 10.10.2007), представляющий собой наноструктурированную клеткоподобную систему, состоящую из ячеек из 1-2 графитоподобных монослойных частиц размером 1-2 нм, с удельной поверхностью SБЭТ = 3170-3450 м2/г, суммарным объемом пор Vпop = 1,77-2,97 см3/г, объемом микропор W0 = 1,48-1,87 см3/г и характерным распределением суммарного объема пор по размерам. Для приготовления материала карбонизируют рисовую шелуху в кипящем слое катализатора состава CuO+MgO+Ск2О3 (10…15% вес.), нанесенного на γ-Al2O3 при температуре 550°С. Карбонизат смешивают с раствором КОН и после упаривания воды помещают в реактор для активации при 700°С. По утверждению заявителя материал обладает высокими значениями адсорбционной емкости по метану и водороду, что определяется большим объемом пор и высокой удельной поверхностью. Однако в области давлений до 7 МПа, для которой характерно наиболее эффективное аккумулирование газов, большой объем пор не всегда является показателем величины запасенного газа, а определяющим является соотношение энергии адсорбции аккумулируемого газа и объема пор. В первом приближении, в качестве критерия оценки влияния данного соотношения на способность материала аккумулировать природный газ, метан можно использовать зависимость удельного объема аккумулированного газа от удельной поверхности по БЭТ SБЭТ. Эффективность адсорбционного аккумулирования с увеличением удельной поверхности SБЭТ на углеродных адсорбентах падает, после прохождения максимума при SБЭТ ≈ 1500 м2/г, и, следовательно, данные материалы не могут запасать большое количество природного газа, метана. Также недостатком данного материала является широкое распределение пор по размерам, при котором на долю наиболее сорбционно активных по метану пор (d = 0.5…1.5 нм) приходится не более 23.7% от общего объема. Помимо этого, материал имеет порошкообразную форму, что определяет малый насыпной вес материала и высокое пылеобразование, резко повышающее пожароопасность систем аккумулирования, использующих этот материал.Also known nanostructured microporous carbon material (patent RU 2307704, publ. 10.10.2007), which is a nanostructured cell-like system consisting of cells of 1-2 graphite-like monolayer particles of 1-2 nm in size, with a specific surface area S BET = 3170-3450 m 2 / g, the total pore volume V pop = 1.77-2.97 cm 3 / g, the micropore volume W 0 = 1.48-1.87 cm 3 / g and the characteristic distribution of the total pore volume in size. To prepare the material, rice husk is carbonized in a fluidized bed of a catalyst of the composition CuO + MgO + Ck 2 O 3 (10 ... 15% wt.) Deposited on γ-Al 2 O 3 at a temperature of 550 ° C. The carbonate is mixed with a solution of KOH and after evaporation of water is placed in a reactor for activation at 700 ° C. According to the applicant, the material has high values of adsorption capacity for methane and hydrogen, which is determined by the large pore volume and high specific surface. However, in the pressure range up to 7 MPa, which is characterized by the most efficient accumulation of gases, a large pore volume is not always an indicator of the amount of stored gas, but the ratio of the adsorption energy of the accumulated gas to the pore volume is decisive. In a first approximation, as a criterion for assessing the influence of this ratio on the ability of a material to accumulate natural gas, methane, one can use the dependence of the specific volume of accumulated gas on the specific surface according to BET S BET. The efficiency of adsorption accumulation with an increase in the specific surface area of S BET on carbon adsorbents decreases, after passing the maximum at S BET ≈ 1500 m 2 / g, and, therefore, these materials cannot store a large amount of natural gas, methane. Another drawback of this material is the wide pore size distribution, in which the share of the most sorption-active pores for methane (d = 0.5 ... 1.5 nm) accounts for no more than 23.7% of the total volume. In addition, the material has a powder form, which determines the low bulk density of the material and high dust formation, which sharply increases the fire hazard of storage systems using this material.

Известны высокоэффективные адсорбенты на основе активированного угля с высокой микропористостью (патент RU 2378046, опуб. 10.01.2010), представляющие собой углеродные материалы в виде его дискретных зерен, предпочтительно сферической формы, обладающие высокой микропористостью и характеризующиеся тем, что они имеют следующие параметры: общий объем пор, определяемый по методу Гурвича, по меньшей мере 0,7 см3/г, при этом на долю микропор диаметром не более 20

Figure 00000001
в этом общем объеме пор приходится по меньшей мере 70%, средний диаметр пор максимум 30
Figure 00000002
и удельная поверхность SБЭТ по меньшей мере 1500 м2/г. Также известны высокоэффективные адсорбенты на основе активированного угля с высокой пористостью, представленной мезо- и макропорами RU 2426591, имеющие форму отдельных зерен активированного угля, где по меньшей мере 55% общего объема пор высокоэффективных адсорбентов составляют поры (то есть мезо- и макропоры) диаметром более 20
Figure 00000003
, при этом адсорбенты характеризуются мерой центра распределения диаметра пор более 25
Figure 00000004
, обладают удельной поверхностью, измеренной методом БЭТ, по меньшей мере, 1250 м2/г. Способ получения данных материалов заключается в карбонизации и последующей активации гелеобразных сульфированных сополимеров стирола и дивинилбензола (от 2 до 10 мас. %,), прежде всего сульфированных, сшитых дивинилбензолом полистиролов, в форме шаровидных зерен. Особенностью данных материалов - полимерных углеродных адсорбентов, является структура поверхности, у которой удельная насыщенность атомами углерода, создающими основное адсорбционное поле при взаимодействии с молекулами адсорбированного вещества, значительно ниже, чем у любого углеродного адсорбента (активированного угля), по причине наличия в их структуре химически связанных атомов водорода Н и серы S. Это приводит к снижению адсорбционной способности, в том числе и по метану. Кроме того, данные материалы обладают слишком большой шириной пор для аккумулирования природного газа, метана, не менее 18.57
Figure 00000005
, что определяет низкую энергию адсорбции метана и, соответственно, малый удельный объем запасаемого природного газа, метана. Значения насыпной плотности, указанные заявителем в изобретениях, находятся в интервале от 250 до 750 кг/м3, и, учитывая, что заявляемые материалы имеют сферическую форму гранул, при узком распределении гранул по размерам насыпной вес не может превышать ≈ 400 кг/м3, а повышение насыпного веса материала возможно лишь с увеличением распределения гранул по размерам и увеличением доли гранул с размерами до 200 мкм, что фактически представляет собой угольную пыль. Таким образом, данные материалы имеют низкую насыпную плотность, а ее увеличение наносит ущерб безопасности эксплуатации адсорбционной системы.Known highly effective adsorbents based on activated carbon with high microporosity (patent RU 2378046, publ. 01/10/2010), which are carbon materials in the form of discrete grains, preferably spherical in shape, having high microporosity and characterized in that they have the following parameters: general pore volume, determined by the Gurvich method, at least 0.7 cm 3 / g, while the proportion of micropores with a diameter of not more than 20
Figure 00000001
in this total pore volume, at least 70% falls; the average pore diameter is a maximum of 30
Figure 00000002
and a specific surface area S of BET of at least 1,500 m 2 / g. Highly effective activated carbon adsorbents with high porosity represented by meso and macropores RU 2426591 are also known, having the form of individual activated carbon grains, where pores (i.e., meso and macropores) with a diameter of more than 55% of the total pore volume of highly effective adsorbents twenty
Figure 00000003
while the adsorbents are characterized by a measure of the center of distribution of the pore diameter of more than 25
Figure 00000004
have a specific surface area measured by the BET method of at least 1250 m 2 / g The method of obtaining these materials consists in carbonization and subsequent activation of gel-like sulfonated copolymers of styrene and divinylbenzene (from 2 to 10 wt.%), Primarily sulfonated, divinylbenzene crosslinked polystyrenes, in the form of spherical grains. A feature of these materials - polymeric carbon adsorbents, is the surface structure, in which the specific saturation of carbon atoms that create the main adsorption field when interacting with the molecules of the adsorbed substance is much lower than that of any carbon adsorbent (activated carbon), due to the presence of chemically bound hydrogen atoms H and sulfur S. This leads to a decrease in the adsorption capacity, including methane. In addition, these materials have too large a pore width for the accumulation of natural gas, methane, not less than 18.57
Figure 00000005
, which determines a low methane adsorption energy and, accordingly, a low specific volume of stored natural gas, methane. The bulk density values indicated by the applicant in the inventions are in the range from 250 to 750 kg / m 3 , and given that the claimed materials have a spherical shape of granules, with a narrow distribution of granules in size, the bulk weight cannot exceed ≈ 400 kg / m 3 and an increase in the bulk weight of the material is possible only with an increase in the distribution of granules in size and an increase in the proportion of granules with sizes up to 200 microns, which in fact is coal dust. Thus, these materials have a low bulk density, and its increase is detrimental to the safety of operation of the adsorption system.

Наиболее близким по сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является углеродный материал (патент RU 2446098, опуб. 27.03.2012), представляющий собой, формованный наноструктурированный микропористый углеродный адсорбент, получаемый последующим выполнением стадий карбонизации лигноцеллюлозного материала с зольностью 8-20 вес. %, последующую щелочную активацию в присутствии карбонатов и/или гидроксидов натрия или калия, отмывку, смешивание со связующим и формование (экструзию). Карбонизацию осуществляют при 400-800°С при мольном отношении кислорода воздуха к углероду лигноцеллюлозного материала, равном 0,8-3,0, в течение 1-60 сек в кипящем слое катализатора или инертного носителя. Щелочную активацию осуществляют при 600-1000°С в инертной или восстановительной атмосфере, отмывку продукта после активации проводят раствором кислоты и дистиллированной водой, формование проводят с применением модифицированного крахмала, каолина, либо полиуретанового клея, сушку при 50-200°С в течение 1-48 ч, при необходимости - прокалку при 600-1000°С в течение 0,5-5 ч. Формование осуществляют вручную либо с применением экструдера с фильерами размером 3-10 мм. Соотношение связующего к углеродному материалу составляет 0,5-50:1 по массе, растворитель берется в количестве, необходимом для получения оптимально формуемой консистенции. После формования сушку осуществляют при 50-200°С в течение 3-48 ч. Полученный материал имеет удельную поверхность 1560-2550 м2/г, суммарный объем пор 1,0-1,5 см3/г, объем микропор 0,6-1,3 см3/г. Материал обладает большой удельной поверхностью, высокими значениями сорбционной емкости по отношению к различным адсорбатам.The closest in essence and the achieved result to the claimed invention is a carbon material (patent RU 2446098, publ. 03/27/2012), which is a molded nanostructured microporous carbon adsorbent obtained by subsequent stages of carbonization of lignocellulosic material with an ash content of 8-20 weight. %, subsequent alkaline activation in the presence of sodium or potassium carbonates and / or hydroxides, washing, mixing with a binder and molding (extrusion). Carbonization is carried out at 400-800 ° C with a molar ratio of air oxygen to carbon of lignocellulosic material equal to 0.8-3.0, for 1-60 seconds in a fluidized bed of catalyst or inert carrier. Alkaline activation is carried out at 600-1000 ° С in an inert or reducing atmosphere, washing of the product after activation is carried out with an acid solution and distilled water, molding is carried out using modified starch, kaolin, or polyurethane adhesive, drying at 50-200 ° С for 1- 48 hours, if necessary, calcining at 600-1000 ° C for 0.5-5 hours. Molding is carried out manually or using an extruder with dies 3-10 mm in size. The ratio of the binder to the carbon material is 0.5-50: 1 by weight, the solvent is taken in the amount necessary to obtain an optimally molded consistency. After molding, drying is carried out at 50-200 ° C for 3-48 hours. The resulting material has a specific surface area of 1560-2550 m 2 / g, total pore volume 1.0-1.5 cm 3 / g, micropore volume 0.6 -1.3 cm 3 / g. The material has a large specific surface, high sorption capacities in relation to various adsorbates.

Недостатком данного изобретения является низкая энергия адсорбции природного газа, метана, которая определяется широкими нанопорами адсорбента до 20

Figure 00000006
, при требуемых ≈ 10
Figure 00000007
[К.М. Анучин, А.А. Фомкин, А.П. Коротыч, A.M. Толмачев. Адсорбционное концентрирование метана. Зависимость плотности адсорбата от ширины щелевидных микропор активированных углей // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2014. Т. 50. №2. С. 156-160.] (наиболее сорбционно активные поры по метану). Несмотря на то что авторами не приводятся данные о распределении микропор по размерам, об относительно большой ширине пор косвенно свидетельствует тот факт, что при формовании материала большая доля пор забивается связующим: до стадии формования V Σ= 2,2 см3/г, V МИ = 1,9 см3/г, после стадии формования V Σ = 1,0…1,5 см3/г, V МИ= 0,6…1,3 см3/г. Также авторами не приводятся данные о насыпном весе формованного углеродного материала, его твердости, что не дает возможности оценить его эксплуатационные характеристики.The disadvantage of this invention is the low energy adsorption of natural gas, methane, which is determined by the wide nanopores of the adsorbent up to 20
Figure 00000006
, with required ≈ 10
Figure 00000007
[K.M. Anuchin, A.A. Fomkin, A.P. Korotich, AM Tolmachev. Adsorption concentration of methane. Dependence of adsorbate density on the width of slit-like micropores of activated carbon // Physicochemistry of the surface and protection of materials. 2014.V. 50. No. 2. S. 156-160.] (The most sorption active pores for methane). Despite the fact that the authors do not provide data on the distribution of micropores in size, the relatively large pore width is indirectly evidenced by the fact that when forming the material, a large proportion of the pores are clogged with a binder: prior to the molding stage, V Σ = 2.2 cm 3 / g, V MI = 1.9 cm 3 / g, after the molding stage V Σ = 1.0 ... 1.5 cm 3 / g, V MI = 0.6 ... 1.3 cm 3 / g Also, the authors do not provide data on the bulk density of the molded carbon material, its hardness, which makes it impossible to evaluate its operational characteristics.

Задача заявляемой группы изобретений - разработать блочный нанопористый углеродный материал с высокой насыпной плотностью, более 600 м3/кг, обладающий оптимальной для аккумулирования природного газа или метана средней эффективной шириной (диаметром) нанопор от 8 до 14

Figure 00000008
, объемом нанопор более VМИ = 0,5 см3/г.The task of the claimed group of inventions is to develop a block nanoporous carbon material with a high bulk density of more than 600 m 3 / kg, which has an average effective width (diameter) of nanopores from 8 to 14 for the accumulation of natural gas or methane
Figure 00000008
with a nanopore volume of more than V MI = 0.5 cm 3 / g.

Технический результат заявляемой группы изобретений заключается в увеличении количества аккумулированного материалом природного газа, метана в единице объема системы хранения, повышении насыпной плотности адсорбционного материала до 600 кг/м3 и более, а также повышении плотности упаковки адсорбционного материала в специализированных разборных адсорберах до заполнения системы хранения на 95% и более, при сохранении диффузионных характеристик.The technical result of the claimed group of inventions is to increase the amount of natural gas accumulated by the material, methane per unit volume of the storage system, increase the bulk density of the adsorption material to 600 kg / m 3 or more, as well as increase the packing density of the adsorption material in specialized collapsible adsorbers before filling the storage system 95% or more, while maintaining the diffusion characteristics.

Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана имеет объем нанопор не менее 0,5 см3/г, среднюю эффективную ширину нанопор от 8 до 14

Figure 00000009
и кажущуюся насыпную плотность не менее 600 кг/м3.The technical result of the claimed invention is achieved in that the block nanoporous carbon material for the storage of natural gas, methane has a nanopore volume of at least 0.5 cm 3 / g, an average effective nanopore width of 8 to 14
Figure 00000009
and an apparent bulk density of at least 600 kg / m 3 .

Блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана, в частности, представляет собой формованные блоки в виде куба или параллелепипеда, или цилиндра, или объемного сектора, или тетраэдера.Block nanoporous carbon material for the accumulation of natural gas, methane, in particular, is a molded block in the form of a cube or parallelepiped, or cylinder, or volume sector, or tetrahedron.

Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что в способе получения блочного нанопористого углеродного материала для аккумулирования природного газа, метана углеродный нанопористый материал, полученный из карбонизированного и активированного твердого сырья органического происхождения, дробят до средней фракции гранул от 700 до 1000 мкм, к дробленому материалу добавляют полимерное связующее в количестве от 3 до 12% масс. и дистиллированную воду в количестве от 5 до 80% масс., перемешивают, производят формование при давлении от 150 кгс/см2 до 3000 кгс/см2, после чего формованные блоки сушат при температуре от 110 до 150°С в течение 3÷48 часов.The technical result of the claimed invention is achieved by the fact that in the method for producing block nanoporous carbon material for accumulating natural gas, methane carbon nanoporous material obtained from carbonized and activated solid raw materials of organic origin is crushed to an average granule fraction of 700 to 1000 μm, and crushed material is added polymer binder in an amount of from 3 to 12% of the mass. and distilled water in an amount of 5 to 80% by weight, mixed, formed at a pressure of 150 kgf / cm 2 to 3,000 kgf / cm 2 , after which the molded blocks are dried at a temperature of 110 to 150 ° C for 3 ÷ 48 hours.

В качестве полимерного связующего может быть использован латекс или поливинилацетат. Формование производят с помощью пресса или экструдера.As the polymer binder, latex or polyvinyl acetate can be used. Molding is carried out using a press or extruder.

Полученный блочный нанопористый углеродный материал имеет форму блоков куба, параллелепипеда, цилиндра, объемного сектора или тетраэдера, насыпную (кажущуюся) плотность более 600 м3/кг, обладает средней эффективной шириной (диаметр) нанопор Х 0 = 8÷14

Figure 00000010
, объемом нанопор более V МИ = 0,5 см3/г. Измерения объема нанопор и средней эффективной ширины нанопор проводили по изотерме стандартного пара азота при 77 К, измеренной после предварительной регенерации материала при 200°С до давления 0,1 Па. Определение параметров пористой структуры проводилось по стандартным методикам БЭТ [Брунауэр С. Адсорбция газов и паров. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1948. Т. 1. 781 с.], и Теории объемного заполнения микропор [Дубинин М.М. Адсорбция и пористость - М.: ВАХЗ. 1976]. Определение насыпной (кажущейся) плотности материала проводили согласно методике, предложенной в ГОСТ Р 55959 «Уголь активированный». Стандартный метод определения насыпной плотности, за исключением метода отбора проб заданного объема. Отбор проб осуществлялся случайным выбором блока материала. Определение объема материала проводилось путем измерения параметров материала при помощи штангенциркуля ГОСТ 166 и/или линейки измерительной ГОСТ 427 и пересчета объема по соответствующим формулам.The resulting block nanoporous carbon material has the form of blocks of a cube, parallelepiped, cylinder, volume sector or tetrahedron, bulk (apparent) density of more than 600 m 3 / kg, has an average effective width (diameter) of nanopores X 0 = 8 ÷ 14
Figure 00000010
with a nanopore volume of more than V MI = 0.5 cm 3 / g. The volume of nanopores and the average effective width of nanopores were measured using the isotherm of a standard nitrogen vapor at 77 K, measured after preliminary regeneration of the material at 200 ° С to a pressure of 0.1 Pa. The determination of the parameters of the porous structure was carried out according to standard BET methods [Brunauer S. Adsorption of gases and vapors. M .: Publishing house of foreign countries. Liters, 1948. T. 1. 781 pp.], and Theories of volumetric filling of micropores [Dubinin MM Adsorption and porosity - M .: VAHZ. 1976]. The determination of the bulk (apparent) density of the material was carried out according to the method proposed in GOST R 55959 “Activated carbon”. The standard method for determining bulk density, with the exception of the sampling method of a given volume. Sampling was carried out by random selection of a block of material. The determination of the volume of material was carried out by measuring the parameters of the material using a caliper GOST 166 and / or measuring ruler GOST 427 and recalculating the volume according to the relevant formulas.

Сущность группы изобретений иллюстрируется следующими примерами.The essence of the group of inventions is illustrated by the following examples.

Пример 1Example 1

Гранулированный нанопористый углеродный материал AS-1, полученный из карбонизированной и активированной скорлупы кокосового ореха, дробили до фракции 800÷1000 мкм, отбирали пробу общей массой ≈ 230 г, к которой добавляли 12% масс. латекса и 60% масс. дистиллированной воды, смесь перемешивали, помещали в пресс и выдерживали в течение 10 мин при давлении 300 кгс/см2, извлекали и помещали в сушильную камеру при температуре 130°С на 12 часов. Полученный материал обладает объемом нанопор 0.61 см3/г, средней эффективной шириной пор 12.2

Figure 00000011
, насыпной (кажущейся) плотностью 638 кг/м3. Объем природного газа, аккумулированного при давлении 7 МПа и температуре 20°С на масштабированном образце, составил 164,5 л (CH4)/л (адсорбционного материала). Такой объем аккумулирования метана соответствует перспективным лабораторным углеродным адсорбентам, получаемым в граммовых количествах. Время «полуотработки» или половина от времени, за которое адсорбируется заданный объем природного газа, для блоков адсорбционного материала составило 0,35 с (при 0,33 в калибровочном опыте), что свидетельствует об отсутствии заметного влияния пористой структуры адсорбционного материала на газодинамические (диффузионные) характеристики системы хранения.The granulated nanoporous carbon material AS-1, obtained from carbonized and activated coconut shells, was crushed to a fraction of 800 ÷ 1000 μm, a sample with a total mass of ≈ 230 g was taken, to which 12% of the mass was added. latex and 60% of the mass. distilled water, the mixture was stirred, placed in a press and kept for 10 min at a pressure of 300 kgf / cm 2 , removed and placed in a drying chamber at a temperature of 130 ° C for 12 hours. The resulting material has a nanopore volume of 0.61 cm 3 / g, an average effective pore width of 12.2
Figure 00000011
, bulk (apparent) density of 638 kg / m 3 . The volume of natural gas accumulated at a pressure of 7 MPa and a temperature of 20 ° C on a scaled sample was 164.5 L (CH 4 ) / L (adsorption material). Such a volume of methane accumulation corresponds to promising laboratory carbon adsorbents obtained in gram quantities. The half-life time or half of the time for which a given volume of natural gas is adsorbed for blocks of adsorption material was 0.35 s (at 0.33 in the calibration experiment), which indicates the absence of a noticeable effect of the porous structure of the adsorption material on gas-dynamic (diffusion ) storage system specifications.

Пример 2Example 2

Отличается от Примера 1 тем, что к дробленому нанопористому материалу добавляли 6% масс. латекса и 25% масс. дистиллированной воды. Полученный материал обладает объемом нанопор 0,60 см3/г, средней эффективной шириной пор 12,4

Figure 00000012
, насыпной (кажущейся) плотностью 623 кг/м3. Объем природного газа, аккумулированного при давлении 7 МПа и температуре 20°С на масштабированном образце, составил 161,3 л (СН4)/л (адсорбционного материала). Время «полуотработки» для блоков адсорбционного материала составило 0,34 с.It differs from Example 1 in that 6% of the mass was added to the crushed nanoporous material. latex and 25% of the mass. distilled water. The resulting material has a nanopore volume of 0.60 cm 3 / g, an average effective pore width of 12.4
Figure 00000012
bulk (apparent) density of 623 kg / m 3 . The volume of natural gas accumulated at a pressure of 7 MPa and a temperature of 20 ° C on a scaled sample was 161.3 L (CH 4 ) / L (adsorption material). The "half-life" time for blocks of adsorption material was 0.34 s.

Пример 3Example 3

Отличается от Примера 1 тем, что в качестве сырья использовали нанопористый материал АР-2, полученный из карбонизированного и активированного каменного угля, массой пробы 325 г, к которой добавляли 6% масс. латекса и 25% масс. дистиллированной воды. Полученный материал обладает объемом нанопор 0,50 см3/г, средней эффективной шириной пор 14,0

Figure 00000013
, насыпной (кажущейся) плотностью 703 кг/м3. Объем природного газа, аккумулированного при давлении 7 МПа и температуре 20°С на масштабированном образце, составил 162,1 л (CH4)/л (адсорбционного материала). Время «полуотработки» для блоков адсорбционного материала составило 0.37 с.It differs from Example 1 in that the AP-2 nanoporous material obtained from carbonized and activated coal, with a sample weight of 325 g, to which 6% by weight, was used as a raw material. latex and 25% of the mass. distilled water. The resulting material has a nanopore volume of 0.50 cm 3 / g, an average effective pore width of 14.0
Figure 00000013
bulk (apparent) density of 703 kg / m 3 . The volume of natural gas accumulated at a pressure of 7 MPa and a temperature of 20 ° C on a scaled sample was 162.1 L (CH 4 ) / L (adsorption material). The half-life for blocks of adsorption material was 0.37 s.

Пример 4Example 4

Порошкообразный нанопористый углеродный материал АС1К, полученный из карбонизированного и активированного антрацитового угля, дробили до фракции 700÷900 мкм, отбирали пробу общей массой ≈ 14,1 г, к которой добавляли 3% масс. латекса и 5% масс. дистиллированной воды, смесь перемешивали, помещали в пресс и выдерживали в течение 20 мин при давлении 3000 кгс/см2, извлекали и помещали в сушильную камеру при температуре 150°С на 3 часа. Полученный материал обладает объемом нанопор 0,5 см3/г, средней эффективной шириной пор 8,2

Figure 00000014
, насыпной (кажущейся) плотностью 980 кг/м3. Объем природного газа, аккумулированного при давлении 10 МПа и температуре 20°С на масштабированном образце, составил 218,5 л (СН4)/л (адсорбционного материала). Время «полуотработки» или половина от времени, за которое адсорбируется заданный объем природного газа, для блоков адсорбционного материала составило 0,4 с.Powdered nanoporous carbon material AC1K, obtained from carbonized and activated anthracite coal, was crushed to a fraction of 700 ÷ 900 μm, a sample was taken with a total mass of ≈ 14.1 g, to which 3% of the mass was added. latex and 5% of the mass. distilled water, the mixture was stirred, placed in a press and kept for 20 min at a pressure of 3000 kgf / cm 2 , removed and placed in a drying chamber at a temperature of 150 ° C for 3 hours. The resulting material has a nanopore volume of 0.5 cm 3 / g, an average effective pore width of 8.2
Figure 00000014
bulk (apparent) density of 980 kg / m 3 . The volume of natural gas accumulated at a pressure of 10 MPa and a temperature of 20 ° C on a scaled sample was 218.5 L (CH 4 ) / L (adsorption material). The half-life time or half of the time for which a given volume of natural gas is adsorbed for blocks of adsorption material was 0.4 s.

Пример 5Example 5

Порошкообразный нанопористый углеродный материал AF-3, полученный из карбонизированного и активированного торфа, дробили до фракции 700÷1000 мкм, отбирали пробу общей массой ≈ 370 г, к которой добавляли 12% масс. латекса и 80% масс. дистиллированной воды, смесь перемешивали, помещали в пресс и выдерживали в течение 30 мин при давлении 150 кгс/см2, извлекали и помещали в сушильную камеру при температуре 110°С на 48 часов. Полученный материал обладает объемом нанопор 0,54 см3/г, средней эффективной шириной пор 13,0

Figure 00000015
, насыпной (кажущейся) плотностью 600 кг/м3. Объем метана, аккумулированного при давлении 10 МПа и температуре 20°С на масштабированном образце, составил 160,0 л (СН4)/л (адсорбционного материала). Время «полуотработки» или половина от времени, за которое адсорбируется заданный объем метана, для блоков адсорбционного материала составило 0,37 с.Powdered AF-3 nanoporous carbon material obtained from carbonized and activated peat was crushed to a fraction of 700-1000 μm, a sample with a total mass of ≈ 370 g was taken, to which 12% of the mass was added. latex and 80% of the mass. distilled water, the mixture was stirred, placed in a press and kept for 30 min at a pressure of 150 kgf / cm 2 , removed and placed in a drying chamber at a temperature of 110 ° C for 48 hours. The resulting material has a nanopore volume of 0.54 cm 3 / g, an average effective pore width of 13.0
Figure 00000015
bulk (apparent) density of 600 kg / m 3 . The volume of methane accumulated at a pressure of 10 MPa and a temperature of 20 ° C on a scaled sample was 160.0 L (CH 4 ) / L (adsorption material). The half-life time or half of the time for which a given volume of methane is adsorbed for blocks of adsorption material was 0.37 s.

Также могут быть осуществлены многие другие формы выполнения изобретений, не выходящие за пределы заявленной группы изобретений.Can also be implemented many other forms of carrying out the invention, not beyond the scope of the claimed group of inventions.

Преимущество заявляемой группы изобретений заключается в следующем. Как видно из описания и приведенных примеров, заявляемый материал обладает высокой насыпной плотностью и оптимальной пористой структурой для решения задач аккумулирования природного газа, метана. Полученный материал может найти применение в качестве высокоэффективного аккумулятора природного газа, метана в системах хранения, распределения и транспортировки.An advantage of the claimed group of inventions is as follows. As can be seen from the description and examples, the inventive material has a high bulk density and an optimal porous structure for solving the problems of accumulation of natural gas, methane. The resulting material can be used as a highly efficient accumulator of natural gas, methane in storage, distribution and transportation systems.

Claims (5)

1. Блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана, характеризующийся тем, что он имеет объем нанопор не менее 0,5 см3/г, среднюю эффективную ширину нанопор от 8 до 14
Figure 00000016
и кажущуюся насыпную плотность не менее 600 кг/м3.1. Block nanoporous carbon material for the accumulation of natural gas, methane, characterized in that it has a nanopore volume of at least 0.5 cm 3 / g, an average effective nanopore width of 8 to 14
Figure 00000016
and an apparent bulk density of at least 600 kg / m 3 . 2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что он представляет собой формованные блоки в виде куба, или параллелепипеда, или цилиндра, или объемного сектора, или тетраэдера.2. The material according to p. 1, characterized in that it is a molded block in the form of a cube, or parallelepiped, or cylinder, or volume sector, or tetrahedron. 3. Способ получения блочного нанопористого углеродного материала для аккумулирования природного газа, метана, заключающийся в том, что углеродный нанопористый материал, полученный из карбонизированного и активированного твердого сырья органического происхождения, дробят до средней фракции гранул от 700 до 1000 мкм, к дробленому материалу добавляют полимерное связующее в количестве от 3 до 12% масс. и дистиллированную воду в количестве от 5 до 80% масс., перемешивают, производят формование при давлении от 150 кгс/см2 до 3000 кгс/см2, после чего формованные блоки сушат при температуре от 110 до 150°С в течение 3÷48 часов.3. A method of producing a block nanoporous carbon material for the accumulation of natural gas, methane, which consists in the fact that the carbon nanoporous material obtained from carbonized and activated solid raw materials of organic origin is crushed to an average fraction of granules from 700 to 1000 microns, polymer is added to the crushed material a binder in an amount of from 3 to 12% of the mass. and distilled water in an amount of 5 to 80% by weight, mixed, formed at a pressure of 150 kgf / cm 2 to 3,000 kgf / cm 2 , after which the molded blocks are dried at a temperature of 110 to 150 ° C for 3 ÷ 48 hours. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве полимерного связующего используют латекс или поливинилацетат.4. The method according to p. 3, characterized in that the polymer binder is latex or polyvinyl acetate. 5. Способ по п. 3 или 4, отличающийся тем, что формование производят с помощью пресса или экструдера.5. The method according to p. 3 or 4, characterized in that the molding is carried out using a press or extruder.
RU2016124918A 2016-06-22 2016-06-22 Block nanoporous carbon material for accumulation of natural gas, methane and method of its production RU2625671C1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016124918A RU2625671C1 (en) 2016-06-22 2016-06-22 Block nanoporous carbon material for accumulation of natural gas, methane and method of its production
JP2018559822A JP6972455B2 (en) 2016-06-22 2017-06-14 Block-shaped nanoporous carbon material for accumulating natural gas or methane, and methods for obtaining that material
CN201780038228.1A CN109689202B (en) 2016-06-22 2017-06-14 Bulk porous carbon material for accumulating natural gas or methane and method for producing same
PCT/RU2017/000412 WO2017222420A2 (en) 2016-06-22 2017-06-14 Block nanoporous carbon material for storing natural gas or methane, and a method for obtaining said material
DE112017003150.8T DE112017003150T5 (en) 2016-06-22 2017-06-14 Nanoporous carbon material in blocks for the accumulation of natural gas or methane, and a method for their production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016124918A RU2625671C1 (en) 2016-06-22 2016-06-22 Block nanoporous carbon material for accumulation of natural gas, methane and method of its production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2625671C1 true RU2625671C1 (en) 2017-07-18

Family

ID=59495402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016124918A RU2625671C1 (en) 2016-06-22 2016-06-22 Block nanoporous carbon material for accumulation of natural gas, methane and method of its production

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6972455B2 (en)
CN (1) CN109689202B (en)
DE (1) DE112017003150T5 (en)
RU (1) RU2625671C1 (en)
WO (1) WO2017222420A2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2701908C2 (en) * 2017-12-25 2019-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (Институт катализа СО РАН, ИК СО РАН) Method of producing carbon material
RU2736586C1 (en) * 2019-07-09 2020-11-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") Molded nanostructured microporous carbon sorbent and a method for production thereof
RU2787636C1 (en) * 2022-07-18 2023-01-11 Публичное акционерное общество "Газпром" Method for storing natural gas in an adsorbent bed

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2744400C2 (en) * 2018-12-24 2021-03-09 Публичное акционерное общество "Газпром" Blocky microporous carbon adsorbent and method for production thereof
CN111686735A (en) * 2020-06-30 2020-09-22 中国石油大学(华东) Hydrogenation co-refining catalyst for preparing high-dispersion briquette/heavy oil by modifying carrier coal

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2151737C1 (en) * 1997-05-30 2000-06-27 Акционерное общество закрытого типа "Карбид" Method of preparing porous carbon product and porous carbon product obtained by said method
RU2307704C1 (en) * 2006-02-09 2007-10-10 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Nanostructured microporous carbon material
RU2311227C1 (en) * 2006-02-09 2007-11-27 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Method of production of the nanostructure carbonic material with the high specific surface and microporosity
RU2472863C2 (en) * 2010-10-07 2013-01-20 Учреждение Российской академии наук Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) Universal method of selective extraction of salts of transition, rare-earth and actinoid elements from combination solutions by means of nanoporous materials
RU2550176C2 (en) * 2013-05-06 2015-05-10 Юрий Филиппович Гайворонский Graphene pumice, method of its production and activation

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4999330A (en) * 1988-03-22 1991-03-12 Universite Du Quebec A Trois-Rivieres High-density adsorbent and method of producing same
WO1994001714A1 (en) * 1992-07-01 1994-01-20 Allied-Signal Inc. Storage of natural gas
EP1064996A4 (en) * 1998-02-17 2006-05-10 Air Water Inc Activated carbon for adsorption and storage of gaseous compound
GB0506278D0 (en) * 2005-03-29 2005-05-04 British American Tobacco Co Porous carbon materials and smoking articles and smoke filters therefor incorporating such materials
DE102006010636A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-21 BLüCHER GMBH Sorption storage unit for gases
DE202006016898U1 (en) 2006-10-12 2007-11-22 BLüCHER GMBH High performance adsorbents based on activated carbon with high microporosity
KR101438854B1 (en) * 2006-11-08 2014-09-05 더 큐레이터스 오브 더 유니버시티 오브 미주리 High surface area carbon and process for its production
DE202007014890U1 (en) 2007-03-14 2008-04-17 BLüCHER GMBH High performance adsorbents based on activated carbon with high meso- and macroporosity
FR2946894B1 (en) * 2009-06-22 2012-09-14 Inst Francais Du Petrole METHOD FOR CO2 SEPARATION BY PRESSURE MODIFIED ADSORPTION ON POROUS CARBON SOLID
RU2446098C1 (en) 2010-08-30 2012-03-27 Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН Carbon material
CN101948106B (en) * 2010-09-28 2013-03-27 华东理工大学 Preparation method of blocky porous carbon with high specific surface area
CN103449400B (en) * 2013-08-02 2015-05-27 杭州师范大学 Industrial production method for ordered mesoporous carbon material with high bulk density

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2151737C1 (en) * 1997-05-30 2000-06-27 Акционерное общество закрытого типа "Карбид" Method of preparing porous carbon product and porous carbon product obtained by said method
RU2307704C1 (en) * 2006-02-09 2007-10-10 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Nanostructured microporous carbon material
RU2311227C1 (en) * 2006-02-09 2007-11-27 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Method of production of the nanostructure carbonic material with the high specific surface and microporosity
RU2472863C2 (en) * 2010-10-07 2013-01-20 Учреждение Российской академии наук Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) Universal method of selective extraction of salts of transition, rare-earth and actinoid elements from combination solutions by means of nanoporous materials
RU2550176C2 (en) * 2013-05-06 2015-05-10 Юрий Филиппович Гайворонский Graphene pumice, method of its production and activation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2701908C2 (en) * 2017-12-25 2019-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (Институт катализа СО РАН, ИК СО РАН) Method of producing carbon material
RU2736586C1 (en) * 2019-07-09 2020-11-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") Molded nanostructured microporous carbon sorbent and a method for production thereof
RU2787636C1 (en) * 2022-07-18 2023-01-11 Публичное акционерное общество "Газпром" Method for storing natural gas in an adsorbent bed

Also Published As

Publication number Publication date
CN109689202B (en) 2022-04-01
WO2017222420A3 (en) 2018-02-08
JP6972455B2 (en) 2021-11-24
WO2017222420A2 (en) 2017-12-28
DE112017003150T5 (en) 2019-05-29
JP2019521837A (en) 2019-08-08
CN109689202A (en) 2019-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2625671C1 (en) Block nanoporous carbon material for accumulation of natural gas, methane and method of its production
Nowicki et al. Sorption properties of active carbons obtained from walnut shells by chemical and physical activation
US5726118A (en) Activated carbon for separation of fluids by adsorption and method for its preparation
Mestre et al. High performance microspherical activated carbons for methane storage and landfill gas or biogas upgrade
Jin et al. Carbon nanotube modified carbon composite monoliths as superior adsorbents for carbon dioxide capture
JP5602435B2 (en) Adsorbents based on activated carbon with meso and macroporosity
CN109642705B (en) Method for enhancing volumetric capacity in a gas storage and release system
Demiral et al. Surface properties of activated carbon prepared from wastes
Zhou et al. Carbon-based CO2 adsorbents
JP2013530114A (en) Porous carbon with high volumetric capacity for double layer capacitors
Elsayed et al. Preparation and structure characterization of carbons prepared from resorcinol-formaldehyde resin by CO 2 activation
JP2007331986A (en) Activated carbon
EP3366748B1 (en) A composite material for thermochemical storage and a method for forming a composite material
RU2446098C1 (en) Carbon material
Stoycheva et al. Adsorption of ethyl acetate from water by nanoporous carbon prepared from waste materials
Sivadas et al. Effect of catalyst concentration and high-temperature activation on the CO2 adsorption of carbon nanospheres prepared by solvothermal carbonization of β-cyclodextrin
Rivera‐Torrente et al. Understanding the Effects of Binders in Gas Sorption and Acidity of Aluminium Fumarate Extrudates
RU2671583C1 (en) Carbon dioxide absorber, method for preparing thereof and method for cleaning gas mixtures
RU2782932C1 (en) Block composite material for gas accumulation and method for production thereof
RU2736586C1 (en) Molded nanostructured microporous carbon sorbent and a method for production thereof
Moreno-Anguiano et al. Performance of activated carbon obtained from pine wood and determination of its adsorption capacities of ammonia and gasoline vapors
US11433373B2 (en) Methods of making zeolite-templated carbon pellets and uses thereof
Martin et al. Doped phenol-formaldehyde resins as precursors for precombustion CO2 capture adsorbents
Alain et al. Storage of methane in resin carbon beads and discs
EP4337378A1 (en) Block composite material for gas accumulation and method of production thereof