颗粒系统和方法技术方案

可以使用本文提供的系统和方法生成具有合适性质的颗粒。所述颗粒可以包括碳颗粒。所述颗粒可以包括碳颗粒。所述颗粒可以包括碳颗粒。

【技术实现步骤摘要】
颗粒系统和方法
本申请是申请日为2018年04月20日、申请号为201880041394.1、专利技术名称为“颗粒系统和方法”的中国专利申请(其对应PCT申请的申请日为2018年04月20日、申请号为PCT/US2018/028619)的分案申请。相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2017年4月20日提交的美国临时申请号62/487,795、于2017年8月28日提交的美国临时申请号62/551,059和于2017年8月28日提交的美国临时申请号62/551,072的权益，其各自通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0002]颗粒被用于许多家庭和工业应用。可以通过各种化学过程来产生颗粒。与此类化学过程相关的性能和能量供应已经随着时间的推移而逐步发展。

技术实现思路

[0003]本公开内容认识到需要更加高效和有效的过程来产生颗粒，例如碳颗粒。本文还认识到需要提高产生速度、提高产率、降低制造设备的磨损特性等。本公开内容可以提供例如用于将含烃材料转化为碳颗粒的改进过程。
[0004]本公开内容提供了例如用于生成碳颗粒的系统，其包括：热发生器，其加热一个或多个材料流中的至少一个材料流；以及反应器，其从所述一个或多个材料流生成所述碳颗粒，其中所述碳颗粒具有(i)小于约0.05％的灰分，小于约5ppm的325目砂砾或其组合的纯度，(ii)大于约3.0纳米(nm)的晶格常数(L
c
)，和(iii)小于约0.35nm的石墨的002峰的晶格间距(d002)。所述碳颗粒可包含小于约0.3％的硫。所述碳颗粒可包含小于或等于约50ppm的硫。所述碳颗粒可包含小于或等于约10ppm的硫。所述碳颗粒可包含小于或等于约0.03％的灰分。所述碳颗粒可包含小于或等于约0.01％的灰分。所述碳反应器可包括所述热发生器。所述热发生器可用电能加热所述至少一个材料流。所述碳颗粒可具有约15m2/g(平方米/克)至约300m2/g的表面积。所述碳颗粒可包括炭黑。所述碳颗粒可包含小于或等于约1ppm的325目砂砾。
[0005]本公开内容还提供了例如用于制备碳颗粒的方法，其包括：加热热传递气体；以及将所述热传递气体与烃原料混合以生成所述碳颗粒，其中所述碳颗粒具有(a)大于所述碳颗粒的压缩邻苯二甲酸二丁酯(CDBP)吸收的小于或等于约1.3倍的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收，或(b)约15m2/g(平方米/克)至约300m2/g的表面积，以及小于约0.05％的灰分和/或小于约5ppm的325目砂砾的纯度。所述方法可进一步包括将所述热传递气体与所述烃原料混合以生成所述碳颗粒和氢气。所述方法可进一步包括在所述加热的下游将所述热传递气体与所述烃原料混合。所述热传递气体可包含大于约60％的氢气。所述热传递气体可以是氢气。所述烃原料可包含按重量计至少约70％的甲烷、乙烷、丙烷或其混合物。所述碳颗粒可包括炭黑。所述加热可包括用电能加热。所述加热可包括通过电弧加热。所述碳颗粒可包含小于或等于约0.03％的灰分。所述碳颗粒可包含小于或等于约0.01％的灰分。所述
碳颗粒可包含小于或等于约1ppm的325目砂砾。所述方法可进一步包括将所述碳颗粒制粒，其使用(i)油制粒，或(ii)利用蒸馏水和无灰分粘合剂的制粒。所述无灰分粘合剂可以是糖。所述碳颗粒可包含小于或等于约0.4％的氧。所述碳颗粒可包含大于或等于约99％的碳。所述碳颗粒可包含小于约0.4％的氢。所述碳颗粒的从80％相对湿度的气氛吸水的亲和力(affinity)小于约0.5ml(毫升)水/平方米所述碳颗粒表面积。从80％相对湿度的气氛吸水的亲和力可小于约0.05ml水/平方米所述碳颗粒表面积。所述碳颗粒可具有约0至约8mJ/m2的水铺展压力(water spreading pressure，WSP)。所述WSP可小于约5mJ/m2。所述碳颗粒可具有小于或等于约0.5μmol/m2的总表面酸基团含量。
[0006]本公开内容还提供了例如碳颗粒，其具有大于所述碳颗粒的压缩邻苯二甲酸二丁酯(CDBP)吸收的小于或等于约1.3倍的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收。所述颗粒可为炭黑。DBP与CDBP的比率可小于或等于参考炭黑的DBP与CDBP的比率的约95％。所述颗粒可具有约15m2/g(平方米/克)至约300m2/g的表面积。所述碳颗粒可具有大于约1nm的L
c
。所述碳颗粒可具有大于或等于约3nm的L
c
。所述碳颗粒可具有大于约4nm的L
c
。所述碳颗粒可具有大于约3.0nm的L
c
、小于约0.35nm的d002或其组合。所述碳颗粒可具有就L
a
或L
c
而言约3nm至约20nm的结晶度。所述DBP可大于所述CDBP的小于或等于约1.1倍。所述碳颗粒可包含按重量计小于约0.3％的硫。所述碳颗粒可包含按重量计小于或等于约0.4％的氧。所述碳颗粒可包含按重量计大于或等于约99％的碳。所述碳颗粒可包含按重量计小于约0.4％的氢。所述碳颗粒可具有比参考炭黑更低的氢含量。所述碳颗粒的从80％相对湿度的气氛吸水的亲和力小于约0.5ml(毫升)水/平方米所述碳颗粒表面积。从80％相对湿度的气氛吸水的亲和力可小于约0.05ml水/平方米所述碳颗粒表面积。所述碳颗粒可具有约0至约8mJ/m2的水铺展压力(WSP)。所述WSP可小于约5mJ/m2。所述碳颗粒可具有小于或等于约0.5μmol/m2的总表面酸基团含量。
[0007]本公开内容还提供了例如碳颗粒，其具有：(i)约15m2/g(平方米/克)至约300m2/g的表面积，以及(ii)小于约0.05％的灰分、小于约5ppm的325目砂砾或其组合的纯度。所述碳颗粒可包括炭黑颗粒。所述碳颗粒可具有大于约3.0nm的L
c
、小于约0.35nm的d002、小于约0.3％的硫或其任何组合。所述碳颗粒可具有大于约3.0nm的L
c
、小于约0.35nm的d002、小于约10ppm的硫或其任何组合。所述碳颗粒的tote可大于或等于约99％。所述碳颗粒可具有(i)约19m2/g至约50m2/g的氮表面积(N2SA)和约55ml/100g至约131ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收。所述碳颗粒可具有(i)约23m2/g至约35m2/g的氮表面积(N2SA)和约59ml/100g至约71ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收，或(ii)约19m2/g至约39m2/g的N2SA和约55ml/100g至约75ml/100g的DBP。所述碳颗粒可具有(i)约29m2/g至约41m2/g的氮表面积(N2SA)和约84ml/100g至约96ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收，或(ii)约25m2/g至约45m2/g的N2SA和约80ml/100g至约100ml/100g的DBP。所述碳颗粒可具有(i)约34m2/g至约46m2/g的氮表面积(N2SA)和约115ml/100g至约127ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生成碳颗粒的系统，其包括：热发生器，其加热一个或多个材料流中的至少一个材料流；以及反应器，其从所述一个或多个材料流生成所述碳颗粒，其中所述碳颗粒具有(i)小于约0.05％的灰分、小于约5ppm的325目砂砾或其组合的纯度；(ii)大于约3.0纳米(nm)的晶格常数(L
c
)；和(iii)小于约0.35nm的石墨的002峰的晶格间距(d002)。2.一种用于制备碳颗粒的方法，其包括：加热热传递气体；以及将所述热传递气体与烃原料混合以生成所述碳颗粒，其中所述碳颗粒具有(a)大于所述碳颗粒的压缩邻苯二甲酸二丁酯(CDBP)吸收的小于或等于约1.3倍的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收；或(b)约15m2/g(平方米/克)至约300m2/g的表面积，以及小于约0.05％的灰分和/或小于约5ppm的325目砂砾的纯度。3.一种碳颗粒，所述碳颗粒的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收大于所述碳颗粒的压缩邻苯二甲酸二丁酯(CDBP)吸收的小于或等于约1.3倍。4.碳颗粒，其具有(i)约15m2/g(平方米/克)至约300m2/g的表面积，以及(ii)小于约0.05％的灰分、小于约5ppm的325目砂砾或其组合的纯度。5.一种碳颗粒，其具有(i)大于或等于约15平方米/克(m2/g)的氮表面积(N2SA)，以及(ii)小于约5ppm的硫。6.一种用于生成颗粒的系统，包括：热发生器，其电加热一个或多个材料流中的至少一个材料流；过滤器，其从所述一个或多个材料流中的至少一个去除硫杂质；以及反应器，其从所述一个或多个材料流生成所述颗粒。7.一种聚合物产物，其中所述聚合物产物是散热器软管、汽车挤压件、中压电力电缆的电缆浸渍/绝缘或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：巨石材料公司，
类型：发明
国别省市：