Глубокая очистка серы от примеси углерода

• Автор: Адамчик, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 115 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Свойства элементарной серы.

1.1.1. Молекулярный состав.

1.1.2. Физические и физикохимические свойства серы.

1.1.3. Химические свойства серы.

1.2. Формы нахождения углерода в сере

1.3. Методы определения примесей углеродсодержащих веществ в сере

1.3.1. Газовая хроматография

1.3.2. ИКспектроскопия.

1.3.3. Лазерная ультрамикросконня .
1.4. Методы глубокой очистки серы от углеродсодержащих примесей.
1.4.1. Комбинированные методы.
1.4.2. Термохимический метод
1.4.3. Противоточная кристаллизация из расплава.
1.4.4. Дистилляцнонныс методы.
1.4.5. Фильтрация.
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДА В СЕРЕ
2.1. Определение суммарного содержания углерода в ссрс методом
реакционной газовой хроматографии.
2.2. Определение примесного углерода в форме алифатических углеводородов и сероуглерода методом ИКспектроскоиии
2.3. Определение содержания взвешенных частиц субмикронного размера в сере методом лазерной ультрамикроскопии
3.1. Аппаратура и методика проведения очистки.
3.2. Исследование эффективности очистки от температуры горячей зоны и времени обработки.
3.3. Обсуждение результатов. Схема превращения углеродсодержащнх
примесей.
ГЛАВА 4. ОЧИСТКА СЕРЫ ОТ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПРИМЕСЕЙ МЕТОДОМ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСЛЕНИЯ.
4.1. Аппаратура и методика эксперимента.
4.2. Результаты и их обсуждение.
ГЛАВА 5. ОЧИСТКА СЕРЫ ОТ УГЛЕРОДА В ВИДЕ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ МЕТОДОМ ФИЛЬТРАЦИИ
5.1. Аппаратура и методика
5.2. Результаты и обсуждение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Кроме того, как показано в работе , процесс дистилляции серы осложняется также высокой вязкостью серы, приводящей к обогащению поверхностною слоя частицами, значительная доля которых, главным образом субмикронного размера, переносится в конечный продукт. Распространенным методом очистки веществ от частиц является фильтрация. Мы считаем, что для очистки серы от взвешенных в том числе и углеродного происхождения частиц как микронного, так и субмикронного размера перспективна фильтрация через фильтры из высокочистого аморфного БЮ2. Целью работы было дальнейшее исследование возможностей глубокой очистки серы от примеси углерода термохимическим методом изучение процессов глубокой очистки серы от примеси углерода методами высокотемпературного окисления и фильтрации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка цитируемой литературы. Первая глава содержит обзор литературы по свойствам элементарной серы, формам нахождения и методам определения примесного углерода в соре, а также методам глубокой очистки серы от углеродсодержащих примесей. Во второй главе описаны разработанные нами методики количественного определения микропримесей углеродсодержащих веществ в сере. Третья глава посвящена изучению термохимического метода глубокой очистки серы от углерода. Приводятся результаты исследования глубины очистки в зависимости от температуры и времени обработки. Предложена возможная схема превращения углеродсодержащих примесей. В четвертой главе описаны результаты исследования эффективности метода высокотемпературного окисления для глубокой очистки серы от примеси углерода. Показано, что температура и время обработки оказывают существенное влияние на степень конверсии микропримеси углерода в легко отделяемые соединения. Обсуждается наиболее вероятная схема превращения различных форм примесного углерода в процессе очистки. Пятая глава содержит сведения об исследовании эффективности метода фильтрации для глубокой очистки серы от взвешенных частиц в том числе и углеродсодержащих. Результаты применения комбинации термохимического метода, а также высокотемпературного окисления и фильтрации для глубокой очистки серы описаны в шестой главе. В заключении на основе литературных данных и полученных результатов рассматриваются достоинства и недостатки термохимического метода, а также методов высокотемпературного окисления и фильтрации для глубокой очистки серы от углерода. Обсуждаются перспективы применения этих методов для дальнейшего снижения концентрации углерода в сере. ГЛАВА 1. Сера элемент VI фуппы периодической системы с атомным номером и атомной массой . Конфигурация внешних электронных оболочек 3яр4. Атомный объем . Атомный радиус 0. Б2 0. Б 0. Б 0. Сродство к электрону атома серы 2. В, электроотрицательность 2. Природная сера состоит из 4 стабильных изотопов с массами ,, , 1. Термодинамически равновесная твердая сера состоит из молекул Б. При температуре ниже . С устойчивы ромбические кристаллы асеры с элементарной ячейкой, состоящей из молекул Б8. При температуре . С асера переходит в рсеру, элементарная ячейка которой состоит из 6 молекул Б8. При быстром нагревании асеры ее кристаллическая структура не успевает перестроиться, и в этом случае ассра расплавляется при 2. С. При достаточно медленном нагревании выше . С асера в твердой фазе переходит в Рсеру, для которой температура плавления равна 9. С. Жидкая сера, полученная плавлением равновесной твердой серы, при температуре 0 9 С состоит в основном из молекул циклооктасеры Б. Однако в расплаве протекают медленные обратимые реакции диспропорционировання циклооктасеры. Б Б 1. Суммарная равновесная концентрация циклических молекул Б равна 3. С и 4. С. По данным , суммарная концентрация Бп в сере при 9 С составляет . Значения концентрации различных молекул в сере при 9 С приведены в табл. Таблица 1. Концентрация молекул Б,, в жидкой сере при 9 С, мае. I 3. При температуре выше 9 С циклическая молекула Б теряет устойчивость и начинается химический процесс разрыва цикла с образованием цепочечной молекулы Б. К 1. Б Бп Бп
15
Процесс полимеризации 1. С. Ниже этой температуры полимеризация не протекает вследствие мачой величины равновесной концентрации Б8 образующейся но реакции 1.