Динамика и маршруты образования продуктов карбонизации каменноугольных пеков

• Автор: Цыганова, Светлана Ивановна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 146 с. : ил

1.1 Состав, структура и физикохимические характеристики пека.

1.2 Основные сталии термохимического превращения пека

1.3 Влияние скорости нагрева на выход, состав и свойства продуктов карбонизации

1.4 Модели термохимического превращения углеводородного сырья и механизмы образования летучих продуктов.
1.5 Структура, свойства, термохимическое превращение ПАУ и опенка загрязнения ими биосферы

1.5.1 Структура ПАУ

1.5.2 Физические свойства ПАУ

1.5.3 Химические свойства ПАУ

1.5.4 Термохимическое превращение ПАУ

1.5.5 Основные подходы к оценке загрязнения биосферы полициклическимн ароматическими углеводородами.

Выводы и литературного обзора н постановка задач диссертационной

работы
Глава 2 Мстодолот нчсскнс основы исследовании термохимического
превращения углеводородных материалов
2.1 Объекты исследования.
2.2 Методика термохимического превращения в замедленном
режиме нагрева
2.2.1 Анализ газов
2.2.2 Определение бензола, толуола и ксилолов в газовой фазе
2.3 Методика ТХП анодных масс при скоростном режиме парева.
2.4. Анализ полициклических ароматических углеводородов в исходном
иске и продуктах ТХП
2.5 Определение афракцин в исходном пеке и углеродном остатке
Глава 3 Исследование состава 1АУ в средне и высокотемпературных исках
разных производителей и выбор условий их карбони танин.
3.1 Состав ГАУ в средне и высокотемпературных исках разных
производителей.
3.2 Выбор температурных режимов исследования термохимического превращения пеков и моделирования процесса формирования анода
электролизера Содерберга
Глава 4 Термохимическое превращение пека
4.1 Динамика выделения газов в процессе заме,членной карбонизации средне и высокотемпературного леков.
4.2 Аррениусовские зависимости скоростей образования газообразных продуктов
4.3 Динамика выделения бензола и его метилзамешенных гомологов в процессе замедленной карбонизации срсднстемпсратурного пека
4.4 Тепловые эффекты при карбонизации исков с разной температурой размягчения
Глава 5 Исследование маршрутов образования пол циклических
ароматических углеводородов в процессе термохимическою превращении исков.
5.1 Динамика выделения ПАУ при карбонизации средпетемпературного пека.
5.2 Динамика выделения ПАУ при карбонизации высокотемпературного пека.
5.3 Исследование состава ПАУ и свойств углеродного остатка в процессе замедленной карбонизации иска
5.4 Маршруты образования и эмиссии ПАУ в процессе карбонизации
Глава 6 Оценка канцерогенной опасности проишолсша алюминии ни ОАО КрАЗ
6.1 Замедленная карбонизации анодных масс.
6.2 Скоростная карбонизация анодных масс
6.3 Соотвстсзвнс составов ПАУ в лабораторных и промышленных условиях карбонизации анодных масс.
6.4 Оценка канцерогенной опасности основных техногенных источников ПАУ производства алюминия.
Заключение
Список литературы


Важно отмстить, что пеки разною происхождения существенно различаются по количественному содержанию ряда компонентов или отдельных групп. Так, авторы работы указывают, что в составе каменноугольного пека Тр,да С преобладают такие углеводороды, как нафталин, аценафтен и фснантрсн. Фирмой при производстве анодных масс используются пеки с преобладающим содержанием флуорантена, пирена, хрнзена и индено1. Анализ каменноугольных исков с разной температурой размягчения и разных производителей , представленный в таблице 1. ПАУ в пеках являются флуорантсн, бензпирены, бснзаантрапсн. Таблица 1. Комнонен Содержание, масс. Анрацен 4 0. Фснантрсн 9, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0. Иирен 2. Флуорантсн 8. Показано также, что для срсднстсмпсратуриых исков характерно меньшее содержание ПАУ и большее содержание парафинов, олефинов и полярных соединений по сравнению с высокотемпературными пеками ,. Таким образом, при сопоставлении свойств различных псков необходимо учитывать неоднородность их химического состава. Существует несколько представлений о структуре пека. Одни исследователи характеризуют сс как коллоидную систему, где Рфракция является важнейшей составляющей гомогенной системы. Другие считают пек переохлажденной жидкостью с тонкодиспсргированным наполнителем и представляет собой неорганизованное твердое тело. На основании экспериментальных данных допускается, что пек может находиться как в коллоидном, так и стеклообразном состоянии в зависимости от температуры наг рева. Пеки относят также к пространственноструктурированным дисперсным системам. В частности, в качестве структуры каменноугольных псков используется модель, где ядром структурного элемента являются частицы нерастворимые в толуоле и хинолине, стабилизированные молекулами у и Рфракций 1. При этом роль сольватной оболочки структурного элемента выполняют молекулы компонентов, окружающих его ядро. Авторы 3 считают, что основа структуры пека определяется объединенными пакетами конденсированных ароматических колеи. Исследование пеков физическими методами ИКспектроскопии, рентгеноструктурного анализа. ЭПР, ЯМР и др. Установлено, что степень алкильного замещения и средняя длина алкильной цепи больше у нефтяных псков. Отмечается, что с увеличением степени ароматизации пеков степень алкилировання понижается . Данные ИКспектроскопии и рентгеноструктурного анализа показывают, что высокотемпературный пек и его фракции характеризуются большими значениями
СС 9,. ССнафт. НН, и Ц, и меньшими значениями Нм, соо по сравнению со срсднстсмпсратурным 4. Каменноугольный пек характеризуется наличием большого числа парамагнитных центров ПМЦ. Так, по мере повышения температуры размятсния пека с до 2С концентрация ПМЦ повышается с 1. У до 3,9 , а при переходе от у к фракции она повышается от 0,2 до 4,2 4,,. Следует отмстить, что приведенные в литературе абсолютные значения числа ПМЦ в исках сильно различаются. В технических требованиях национальных стандартов и ведущих зарубежных фирм общими нормируемыми показателями качества электродных исков являются температура размягчения, зольность, плотность, выход летучих веществ, коксовой остатка, содержание веществ, нерастворимых в толуоле бензоле и хинолине. Установлено 1,2. Состав пеков с одинаковой температурой размя1чення может существенно отличаться и, следовательно, влиять иа его свойства. Тем не менее по ряду работ 2,4,5,, можно сделать заключение, что с ростом температуры размягчения увеличивается поверхностное натяжение, плотность, вязкость, возрастает выход веществ, нерастворимых в толуоле и хинолине, выход коксового остатка и отношение СН. Выход кокса, летучих веществ при карбонизации пеков в значительной мере зависит от условий получения исходного пека и проведения процесса его карбонизации. При карбонизации псков выход коксового остатка, в основном, превышает . Норма зольности в пеке для большинства стандартов и технических условий не превышает 0,3. Считается, что чем выше температура размягчения и ниже зольность, тем лучшим сырьем для коксования является пек 4.