[发明专利]化合物的制备

说明书

本发明涉及可食笼形物(clathrate)的制备，更准确地说，是涉及固气水合物(solid gas hydrate)的制备。

现有技术中各种制备笼形物的方法是公知的，例如US-A-4347707,US-A-4487023和US-A-3217503，但是这些方法都需要仔细控制反应条件，并且更重要的是，需要复杂和昂贵的设备。而且最终产品的组成不易控制，尤其是气体含量较高时。

通过提供仅需要最简单的压力容器的方法和通过采用一般现有的冷冻设备，本发明改善了这些问题。为此目的，本发明提供了根据主权利要求的方法。

在该方法中优选使用冷凝的、尤其是液态的形成笼形物的物类的混合物，这是为了以接近所制备的笼形物的化学计算式描述的比率得到最高气体含量，例如，CO₂气体水合物为5.75 H₂O.CO₂。在实践中这指的是含有溶解在其中的气体的液体与液化的气体相平衡。为了得到高活性气体水合物，优选使用化学计算量+或-50％，更优选使用+或-10％。为了防止在制备期间气体损失，实践中使用低于和高至化学计算量范围内的气体量。

从相应的气-液混合物平衡相图可得到适宜的温度和压力条件，如果在文献中得不到相图，可用本身已被公知的方法来确定。

在每种情况下，在高于液态的形成气体水合物的气体与气态的形成气体水合物的气体以及液态和气态水共存的温度和压力下制备初始混合物，在所述温度和压力下不形成固气水合物。对经常使用的可食笼形物CO₂-H₂O水合物来说，从图1所示相图中可以看到初始混合物的最低压力为44×10⁵Pa，最低温度为283.5°K(10.2℃)。换句话说，初始混合物应在所说相图的画阴影线的部分。

在优选的实施方式中，将计算量的水注入管式压力容器中，加入计算量的冷凝状态的形成水合物的气体，将容器关闭。典型地，所述计算量应将容器装满1/2至2/3。在例如制备CO₂-H₂O笼形物时，在高于形成笼形物的温度和在足以维持一些形成水合物的气体呈液态的压力下保持容器和内容物，温度、压力在有液体水的情况下在二氧化碳液相线之上，但温度是在足以防止固气水合物形成的温度。

然后，通过使反应容器绕它的纵轴旋转同时冷却容器壁来进行产生固气水合物的反应。通过工业气流冷冻器、冷藏器(cold store)、或任何能排热使温度降至低于形成笼形物温度的方便的方法进行冷却。所描述的方案有助于在金属表面上固气水合物的晶核形成，同时它不和大量液体接触，由此产生在压力容器的表面上固体的平稳生长。

当过量使用水时，得到产物为冰和固气水合物的混合物，使用接近化学计算比率的液体混合物主要产生气体水合物。为了得到接近理论上的最大气体含量的笼形物，优选使用如在实施例1中描述的方法。发现有利的地方是，通过实施例2描述的方法可制备低气体水合物含量的产品。

压力容器(在容器的表面进行反应的冷却和晶核形成)大体是圆柱形的，具有高的长径比，即至少5∶1，优选10∶1或更大，对压力容器的费用是有利的。在这方面需要说明的是，用“大体是圆柱形的”所试图包括的范围是尽管就费用原因而言优选完全是圆柱形的容器，但稍微地成锥形，比如说内部锥度高至20％的压力容器也可使用。因此，旋转容器产生冷却膜，该膜引发热力学上有利的相的晶核形成。

为了使反应以受控的方式进行从而得到所需的产品，不但搅拌容器中的液体而且还使反应在薄膜中逐渐发生也是很有利的，所述薄膜是在反应容器的表面逐渐形成的。

其他优选的实施方式是如在从属权利要求中描述的。

能够通过现有的致冷设备进行冷却/冷冻是本发明的另一项优点。本发明结合了所有上面的优点。

已概括地描述了本发明，下文将分别描述CO2和N2O水合物的制备的实施例来说明该方法，该方法也可用于制备其他期望的气体水合物。

实施例1