Главная -> Словарь

Углеродного материала

Между молекулярной структурой нефтяного сырья и кристаллической структурой изготовленной из него углеродной продукции существует четкая связь, что позволяет управлять процессами производства нефтяного углерода и его облагораживания. Кристаллит-ную структуру нефтяного углерода определяют методами рентгено-структурного анализа, электронно-парамагнитного резонанса и др.

В последние годы при разработке и проектировании технологических установок большое внимание уделяется укрупнению и комбинированию их с целью исключения повторяемости однотипных установок на одном НПЗ и сокращения числа стадий при осуществлении сложных процессов. Необходимость получения коксов специальных качеств, рационального использования тепла потоков, выводимых с установки, эффективного использования отводимых для застройки территорий, выпуска углеродной продукции, готовой для использования потребителем, и т. д. требуют настоятельно сочетания процесса коксования с другими технологическими процессами.

Многочисленными исследованиями установлено,что свойства углеродной продукции находятся в прямой зависимости от структуры и физико-химических свойств нефтяных коксов. Особый интерес представляет тонкая структура, так как многообразие переходных форм углерода объясняется сочетанием углерода в различных гибридных состояниях, разным типом углерод-углеродных связей, а также надмолекулярной структурой, определяемой ориентацией графитовых слоев, степенью их совершенства.

Совершенствование производства углеродных материалов и разработка технологии получения новых высокоэффективных материалов на основе углерода требует применения качественного сырья, обладающего низкой канцерогенной активностью и обеспечивающего выпуск прогрессивной конкурентоспособной продукции. Одним из необходимых сырьевых источников для получения углеродной продукции является пек , используемый в качестве связующего, пропитывающего материала или основы для выпуска широкого спектра самых разнообразных углеродных материалов. Обостряющаяся экологическая обстановка и растущие требования к условиям труда делают необходимой разработку новых направлений производства пека на основе сырья некаменноугольного происхождения.

Классификация или рассеивание состоит в разделении смеси измельченных частиц кокса различной крупности на фракции наиболее близких по размеру зерен. При рассеивании на одном каком-либо сите получается два продукта или класса — нижний, состоящий из зерен, прошедших через отверстия, и верхний, состоящий из зерен, оставшихся на сите. При использовании дискретного гранулометрического состава обеспечивается более плотная укладка частиц сухой шихты. Поэтому в производстве применяют порошки различной крупности — правильно подобранная смесь в дальнейшем обеспечивает более высокую плотность и, следовательно, прочность изделий. При этом крупные зерна играют роль скелета, а мелкие заполняют пустоты между ними. Для каждого вида углеродной продукции на основе большого опыта выработан свой рецепт сухой шихты.

Между молекулярной структурой нефтяного сырья и кристаллической структурой изготовленной из него углеродной продукции существует четкая связь, что позволяет управлять процессами производства нефтяного углерода и его облагораживания. Кристаллит-, ную структуру нефтяного углерода определяют методами рентгено-структурного анализа, электронно-парамагнитного резонанса и др.

В последние годы при разработке и проектировании технологических установок большое внимание уделяется укрупнению и комбинированию их с целью исключения повторяемости однотипных установок на одном НПЗ и сокращения числа стадий при осуществлении сложных процессов. Необходимость получения коксов специальных качеств, рационального использования тепла потоков, выводимых с установки, эффективного использования отводимых для застройки территорий, выпуска углеродной продукции, готовой для использования потребителем, и т. д. требуют настоятельно сочетания процесса коксования с другими технологическими процессами.

Между молекулярной структурой нефтяного сырья и кристаллической структурой изготовленной из него углеродной продукции существует четкая связь, что позволяет управлять процессами производства нефтяного углерода и его облагораживания. Кристаллит-, ную структуру нефтяного углерода определяют методами рентгено-структурного анализа, электронно-парамагнитного резонанса и др.

Многочисленными исследованиями установлено,что свойства углеродной продукции находятся в прямой зависимости от структуры и физико-химических свойств нефтяных коксов. Особый интерес представляет тонкая структура, так как многообразие переходных форм углерода объясняется сочетанием углерода в различных гибридных состояниях, разным типом углерод-углеродных связей, а также надмолекулярной структурой, определяемой ориентацией графитовых слоев, степенью их совершенства.

1.Кузеев И.Р..Шарафиев Р.Г..Абызгильдин Ю.М..Кретинин М.В. Закономерности кристаллизации углерода из углеводородных сред. В сб.:Тезисы докладов У Всесоюзной научно-технической конференции электродной промышленности"Повышение качества и эксплуатационной стойкости углеродной продукции".-Челябинск, 1983,с.173-176.

Коксование пековых остатков, полученных на базе угля, в отличие от нефтяных сопровождается одновременной прокалкой получаемого кокса при высоких температурах , что положительно влияет на качество углеродной продукции — кокса .

Для конкретного образца углеродного материала при низких температурах скорость взаимодействия углерода с кислородом определяется содержанием последнего и температурой . В зависимости от условий проведения процесса порядок по кислороду может меняться от О до 1 .

Способ переработки сернистых нефтяных остатков выбирают в зависимости от необходимости получения максимального количества тех или иных жидких нефтепродуктов. Для переработки сернистых нефтяных остатков можно применять гидрокрекинг, деасфальтизацпю бензином с последующей деструкцией деасфальтизата и коксование. Непосредственное гидрирование нефтяных остатков связано со сложным технологическим оформлением процесса , быстрым снижением активности катализатора из-за расслоения остатка на фазы и интенсивного отложения на поверхности катализатора углеродного материала, металлоорганических, сернистых, азотистых и других вредных соединений. Деасфальтнзация остатков бензином находится на стадии опытно-промышленных испытаний и пока не может быть рекомендована для широкого распространения. Кроме того, применение асфальтита , вырабатываемого на этой установке, является весьма проблематичным из-за его плохой транспортабельности и других его свойств.

Большое внимание следует уделять предварительной подготовке целлюлозного материала. В ГЦВ содержатся неорганические примеси и органические вещества . Авиваж-ные препараты относятся к нежелательным примесям, так как ухудшают свойства углеродного материала, объяснение этого факта в литературе не приводится.

Формирование каждого углеродного материала на той или иной стадии сопровождается процессами разрушения и образования дисперсных систем. Поэтому технология производства нефтяного углерода является объектом коллоидной химии, особенно физико-химической механики. Отличительной особенностью СВДС, формирующихся в процессе производства нефтяного углерода, является многокомпонентность, чрезвычайная сложность и недостаточная изученность состава и молекулярной структуры , претерпевающих непрерывное изменение в направлении возрастающей карбонизации и ароматизации, сопровождающееся сложными изменениями ММР компонентов, интенсивности и характера их ММВ. Таким образом, в процессах формирования нефтяного

Хотя задача воспроизводства углеродного материала с заданным индивидуальным химическим составом на практике нереальна и не ставится, несомненно, этот фактор играет определяющую роль в формировании его структуры, дисперсности и свойств, являясь первопричиной сложности, а порой и невозможности их воспроизводства. В этой связи обеспечение воспроизводства химического состава сырья с некоторой реально достижимой точностью является наиболее важным условием получения углеродного материала заданного качества.

Высокоплавкие пеки используются в производстве электроугольных изделий, углеродных конструкционных материалов, металлургического кокса, брикетированных углей и коксов, лаков, мастик, кровельных материалов, пеконаполненных полимеров, препарированных смол. Умеренно высокотемпературные пеки с ТРазм=105...140°С используются в цветной металлургии как связующие в производстве предварительно обожжённых и самообжигающихся анодов. Пеки с Трюм=120...)))40°С и коксуемостью 51...54% используются в чёрной металлургии для изготовления углеродных литейных форм, а пеки с ТРаш 140...160. 160...200, 200...220 и 221...250°С и коксуемостью 55...65% - для получения доменных легочных, футлярных и желобных масс, футеровочного углеродного материала для доменных печей и конверторных огнеупоров.

дородных газов Ci...Cs, дистиллятного углеводородного продукта и карбо-низованного остатка. Выход, состав и свойства продуктов термодеструкции кислых гудронов сильно зависят от их происхождения и предыстории, температурного и барического профилей процесса, природы среды, в которой она протекает . Выход газа и дистиллята растёт, а воды н карбо-низованного остатка снижается с понижением температуры. Газ отличается высоким содержанием диоксида серы . Повышение температуры приводит к росту в нём содержания водорода , диоксида углерода , сероводорода и метана при соответственном снижении содержания диоксида серы и остальных компонентов, к повышению плотности и понижению кислотности дистиллята, к росту плотности, коксуемости и Три* карбонизованного остатка, отличающегося высоким содержанием серы и а-фракции , коксуемостью , отсутствием кислотности. Повышение температуры до 400...550°С приводит к резкому увеличению концентраций водорода , метана и сероводорода в газах, к росту карбонизованности остатка. Зависимость концентраций диоксидов углерода и серы, сероводорода и метана от температуры изотермической выдержки имеет экстремальный характер с максимумами при 180...200, 150... 180, 300 и 400°С соответственно. Реакции образования диоксидов углерода и серы продолжаются до 550°С и выше, что сопровождается соответственным снижением сернистости карбонизованного остатка и обусловлено гетерогенностью и структурированностью кислого гудрона и КМ на его основе, особенностями фазовых превращений водных растворов моногидрата и его термохимических превращений, а также реакционной способностью компонентов органической массы кислого гудрона и КМ. Таким образом, термодеструкция кислого гудрона как такового может вестись лишь с целью .получения высокосернистого углеродного материала при условии рационального использования остальных продуктов и эффективного решения проблемы технологического и аппара-

Поликонденсацией фенольной смолы с формальдегидом в присутствии соляной и серной кислот при 90°С в течение 2 ч получены поликонденсаты , не размягчающиеся при 350°С, с коксуемостью З5...40%. Реакционая смесь, содержащая фенольную смолу, формальдегид, НС1 и Нг804 в массовом соотношении 1:0,4:0,125:0,03, предпочтительна. Термообработка поликонденсата при 150...350°С в течение 1 ч сопровождается потерей 6...40% массы и повышением его коксуемости до 44...78%, зольности до 0,07...0,64% и снижением растворимости в толуоле до 2,5...27,4%. Выход углеродного материала из поликонденсата, его состав, структура и свойства зависят от режима поликонденсации и последующей термодеструкции.

223. А.С. 1421692 А1 СССР . МКИ, С 01 В 31/02. Способ получения изотропного углеродного материала/ Р.Н. Гимаев, А.Х Гайсин, АА. Хайбуллин и др. // Опубл.07.09.88. - БИ № 33.

224. А.С. 1241705 Ф СССР . МКИ, С 10 В 55/00. Способ получения неграфитизирующегося углеродного материала/ Л А. Хайбуллин, Р.Н. Гимаев, Р.М. Масагутов и др.

Характеристика получаемого углеродного материала