Главная -> Словарь

Углеродных отложений

На кафедре биохимии и технологии микробиологических производств разработана установка комплексной очистки локальных стоков, содержащих'высокие концентрации нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ и фенолов. Установка включает следующие основные элементы: блок очистки от взвешенных веществ; озонофлотацию - для интенсификации процесса окисления органических соединений; фильтр с высокопористым материалом ; контактный аппарат с загрузкой из композиции гранулированного порошгаста и углеродных нанотрубок^ взятых в соотношении 80:20% масс. ; блок фенольной очистки, основанной на усовершенствованном модифицированном методе Klibanov ; аэротенк-аэрофильтр с ассоциацией микроорганизмов Fusarium species № 56 и Rhodococcus erythropolis AC - 1339Д , иммобилизованной на капроновых ершиках.

коаксиальные углеродные нанометрические трубки- трубчатые формы углеродных отложений, имеющие определенную структурную упорядоченность и образующиеся в тех же условиях, что и углеродные дендриты. Эпитаксиальный рост углеродных нанотрубок возможен8990 при наличии катализатора - переходного металла , действующего по электронному или кислотному механизму катализа, а также при соблюдении жестких кристаллографических правил ведения процесса;

Работы С.Иижимы и особенно предположение о возможной проводимости углеродных нанотрубок вызвали живой интерес и поток разнообразных экспериментальных и теоретических исследований во всем мире.

Понятно, что при отсутствии технологических ограничений на число атомов в баррелене можно вырастить достаточно длинные нанотрубки. Кроме того, возможна и направленная ориентация роста углеродных нанотрубок за счет изменения перепада давления потока углеродных атомов. При этих же условиях обеспечивается и рост кластеров Cso в виде открытых сверху "чашечек". Условия роста не дают им закрыться, потому что поступающие частицы углерода оседают на краях полусфер, непрерывно удлиняя их стенки и соответственно толщину пленки.

просверлили в графитовом аноде углубление, заполнили его гадолинием и испаряли электрод вместе с наполнителем в электрической дуге. Затем собрали сажу, состоящую из углерода и гадолиния, и диспергировали её ультразвуком в эталоне. Образовавшиеся микрочастицы исследовали методом электронной микроскопии. Оказалось, что от аморфных частиц сажи Gd,C отходят во все стороны однослойные пачки углеродных нанотрубок. поэтому частица напоминает морского ежа.

Среди углеродных нитей нанометрового размера встречаются трубки с открытыми концами и незавершенными углеродными слоями на поверхностях трубок и конических концах. Это позволяет предположить, что удлинение и утолщение трубок осуществляется за счет островкового роста базисных плоскостей графита на поверхности трубок. На основе этих данных предложена"9 модель роста углеродных нанотрубок, согласно которой на исходном зародыше формируются трубки разной морфологии в зависимости рт образования на периферии открытого конца трубки пентагонов, гексагонов или гептагонов. Присоединение только гексагонов ведет к удлинению трубки, соразмерное добавление пентагонов приводит к замыканию концов трубок, а присоединение гептагонов - к их раскрытию.

При получении углеродных нанотрубок вместе с ними образуется много других углеродных частиц, что подтверждается данными электронной микроскопии высокого разрешения. Стандартные методы разделения веществ., например, фильтрация или хроматография, не позволяют выделить трубки в чистом виде, что затрудняет их исследование. Японские исследователи предположили220, что частицы неправильной формы содержат больше углеродных пятиугольников, то есть имеют менее регулярную структуру, чем стенки нанотрубок, состоящие только из шестиугольников. А значит, такие частицы будут легче окисляться. Эта гипотеза подтвердилась: после выдерживания образца при 750°С на воздухе или кислороде в течение 30 минут нанотрубки удалось отделить. Все они оказались открытыми, так как закрывающие их "шапочки" разрушились .

В силу уникальности и воспроизводимости свойств эпитаксиальных углеродных отложений сфера применения нового материала может быть чрезвычайно обширной. Свойства этого материала должны проявляться в его тепло- и электропроводности, в магнитных, оптических и механических характеристиках.

Рис. 55. Различные формы углеродных нанотрубок и элементы составляющих их решеток

Изготовление углеродных нанотрубок и наносфер становится обычным делом. Но эксперименты по исследованию их свойств находят свое продолжение в синтезе новых углеродных форм. Получены213, например, липкие и гладкие наноуглеродные ленты, которые предлагаются к использованию в наноэлектронике , в микрохирургии .

Из экспериментальных наблюдений вытекает также и правомочность экстраполяции выкладок, относящихся к морфологии - спиральному росту цилиндрических углеродных нанотрубок от 06.03.96г.

3.56. Теляшев Э. Г., Журкйн О. П., Везиров Р. Р., Ларионов С. Л., Имашев У. Б. Образование углеродных отложений на железо-хромкалиевом катализаторе при каталитической переработке тяжелого углеводородного сырья. — Уфа, 1990.— 21 с.— Деп. в ЦНИИТЭнефтехим 16.07.90, № 53нх-90.

I .олигликодовые эфиры обладают рядом весьма ценных свойств. Они имеют низкую температуру застывания , хорошую вязкостно-температурную характеристику и высокий индекс вязкости. При низких температурах они более подвижны, чем минерапьные масла такой же вязкости. Одним из интересных свойств описываемых масел является их способность при работе в двигателях в условиях повышенных температур разлагаться с образованием летучих продуктов, не оставляя на деталях двигателя смол, лака и углеродных отложений.

На основании проведенных исследований сделано предположение, что данное уравнение может быть справедливо и для реакций науглераживания катализаторов. Для проверки этого предположения были проведены исследования образования углеродных отложений при пиролизе газообразного углеводородного сырья на железосодержащих катализаторах. С целью анализа влияния побочных реакций был исследован пиролиз пропилена и изобутилена на тех же катализаторах.

Однако в присутствии, например, небольшого количества ацетилена в этилене или при применении недостаточно чистого бензола, увеличивается образование смолистых и углеродных отложений на катализаторе, что в свою очередь обусловливает необходимость частой регенерации катализатора. Кроме того, в реакторе еще возрастает давление, так как уменьшается свободное пространство между частичками катализатора вследствие отложения углерода.

3.56. Тсляшев Э Г., Журкмн О П., Везиров Р. Р., Ларионов С. Л., Имашев У. Б. Образование углеродных отложений на железо-хромкалиево.м , катализаторе при каталитической переработке тяжелого углеводородного сырья. — Уфа, 1990.— 21 с.— Деп. в ЦНИИТЭнефтехим 16.07.90, № 53нх-90,

Для исследования закономерностей процесса, кинетики, механизма, структуры углеродных отложений, газообразных и жидких продуктов использовали различные виды катализаторов и углеводородного сырья.

В качестве катализаторов использовали окислы и соли никеля, кобальта, железа и других металлов, широко применяемых для катализа, на которых неоднократно отмечалось интенсивное образование углеродных отложений в интервале температур 300...500 °С цри их применении в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Поэтому исследования закономерностей образования на их поверхности углеродных отложений имеет не только научный, но и практический интерес.

При термокаталитической переработке выс^иомолекуляр-ного нефтяного сырья одним из важных аспектов является образование углеродных отложений на катализаторе, обусловленное высокой коксуемостью тяжелых нефтяных фракци1". Количество и характер образующихся углеродных отложений во многом опре-дзляют технологическое офиргАление процессов, способ регенерации катализатора и экономическую эффективность. В большинстве процессов ТКП ВМНС используется окислительная ретенераичя катализатора, позволяющая удалять углеродные отложения в виде газообразных продуктов сгорания. Особенростыо железоокио-ных катализаторов твляется геротекание окислительно-восстановительных реакций с участием катализатора, как при регенрпа-хши, так и Е течение самого ^роцесса, что показано в ранее проведенных исследованияхfl))) . В связи о этим были проведены дополнитвлгънне исследования отложений на природном железооки-сноы катализаторе, образующихся при переработке остаточного и дастиллятного нефтянг?о сырья ) прл различных тем-пературах и времени проведения пробега. ХарактерЕ':тиьа природного железоокисного катализатора в п„леЕЭдном и гранулиро* ванном состоянии приьедена в табл. 2.

Таким образгч, можнс предполокить, что основные элементы углеродных отложений окисляются Е следующем порядке - Н, С, 5 , чтс и обуславливает практическое отсутствие водорода и увеличенное отношение 5/С, С другой стороны, отсутствие водорода объясняется тзюхе дегидрирующим действием келезоокисного катализатора. Увеличение* содержание водорода в образце с временем пребывания 105 г-н объясняется образованием обычга углеродных отложений, характеризующихся достаточно высоким содержанием водорода и свидетельствует ^0 экранировании катализатора углеродными отлокенияии.

сажи, представляющие собой поликристаллические рыхлые образования, состоят из беспорядочно ориентированных микрокристаллитов графита, объединенных в цепочки и ксерогелевые структуры. Отдельные частицы сажи слагаются из пакетов параллельных графитовых сеток, в которых отсутствует ориентация слоев относительно общей нормали. Сажа является примером промежуточного изомерного состояния углеродного вещества, отличного от аморфного и кристаллического. Такая форма углеродных отложений отмечена в работах А.П.Руденко82, П.А.Теснера83 и других84'85;

коаксиальные углеродные нанометрические трубки- трубчатые формы углеродных отложений, имеющие определенную структурную упорядоченность и образующиеся в тех же условиях, что и углеродные дендриты. Эпитаксиальный рост углеродных нанотрубок возможен8990 при наличии катализатора - переходного металла , действующего по электронному или кислотному механизму катализа, а также при соблюдении жестких кристаллографических правил ведения процесса;