[发明专利]处理的含烃混合物与用于制造其的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年8月14日提交的美国临时申请NO.62/037,439的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明通常涉及高能的基于乙炔的气态或液化燃料，以及用于制造其的方法和系统。

背景技术

天然气在广泛的应用中被用作燃料源，包括：燃气炉，衣物干燥器，烤炉，发电机和热水器。然而，类似于石油，天然气是一种会被耗尽的有限资源。因此，人们为寻找天然气的替代品而做出了努力。乙炔是一种这样的替代品，其已被用于一些高能应用中，例如火炬和焊枪。

但是，迄今为止，安全问题阻碍了乙炔的广泛采用。具体地，当暴露于15psig以上的压力的时候，通过常规方法制备的乙炔气会爆炸。为了避免这个问题，乙炔通常溶解于具有多孔填充物(例如Agamassan)的金属圆筒内的溶剂(例如丙酮)中而被运输和储存，给予适当的处理，这通常使其运输和使用具有安全性。这些措施增加了费用并且有碍于乙炔成为一种有用且安全的天然气替代品。因此，仍然存在对天然气安全替代品的需求。

我们以前在美国专利NO.8,742,194中报道过一种新型烃混合物的组成与制造方法，所述新型烃混合物包含：乙炔，乙烯基乙炔，2,4-己二炔，作为天然气的替代品。美国专利NO.8,742,194的全部内容通过引用并入本文。

发明内容

本发明公开了包括乙炔，乙烯基乙炔和惰性气体或者惰性气体的混合物的稀释的含烃混合物。所述稀释的含烃混合物包含：乙炔，乙烯基乙炔，以及(a)至少5％的除氮气以外的惰性气体，(b)大于30％的氮气，或(c)兼有(a)与(b)。所述稀释的含烃混合物可包括5％至44.725％的乙炔，5％至44.725％的乙烯基乙炔，至少0.125％的2,4-己二炔，以及(i)至少5％的除氮气以外的惰性气体，(ii)大于30％的氮气，或者(iii)兼有(i)与(ii)。除非另有说明，本文所述的百分数为质量百分数。所述惰性气体可为氮气，二氧化碳，氦气，氩气，氪气，氖气，二氯二氟甲烷，四氟化碳，氯三氟甲烷，氯二氟甲烷，六氟化硫，六氟乙烷，全氟戊烷，全氟甲基环己烷，全氟-1,3-二甲基环己烷，全氟甲基萘烷，超临界二氧化碳，或它们的混合物。

在一些实施例中，其中惰性气体是氮气，氮气的量大于30％，或大于40％，或大于50％。在一些实施例中，惰性气体与乙炔之比可以在1:1到85:1的范围内。

在一些实施例中，所述处理的含烃混合物可包括至少5％的乙烯基乙炔，至少10％的乙烯基乙炔，或者至少15％的乙烯基乙炔。

在一些实施例中，所述含烃混合物也可包括至少1％的二乙烯基硫醚，至少2％的二乙烯基硫醚，或者至少3％的二乙烯基硫醚。

所述处理的含烃混合物可以是无水的。所述处理的含烃混合物可以液体形式存在。所述处理的含烃混合物能在25psig的压力下稳定1天以上。

未处理的烃混合物(即没有惰性气体或氮气)的CO₂排放因子比天然气的CO₂排放因子要高约0.000025倍。当所述含烃混合物包括惰性气体或氮气，或两者的时候，处理的含烃混合物所产生的每单位热能的标准化CO₂排放量可显著低于天然气所产生的每单位热能的标准化CO₂排放量。

在标准温度和压力下，所述处理的含烃混合物的能量含量可为至少500BTU/ft³。在标准温度和压力下，所述处理的含烃混合物的能量含量可为小于1,100BTU/ft³。

本发明还描述了一种用于将未处理的含烃混合物与惰性气体混合以获得处理的含烃混合物的方法。所述方法可包括，提供未处理的含烃混合物进料流，其包含：乙炔，乙烯基乙炔，以及可选地，至少0.125％的2,4-己二炔。所述方法可包括，提供未处理的含烃混合物进料流，其包含：乙炔，乙烯基乙炔，并且(i)还包含2,4-己二炔，(ii)包含至少5％乙烯基乙炔，或者(iii)兼有(i)与(ii)。用于混合的方法可包括，提供单独的进料流，其包含：(a)至少5％的非氮气惰性气体，(b)大于50％的氮气，或者(c)兼有(a)与(b)。

氮气可以通过氮气进料流提供，而所述氮气进料流可通过氮气发生器产生。所述氮气发生器可包括气体分离材料。所述气体分离材料可包括气体纤维膜，碳分子筛，活性炭，或其组合。