Расширение сырьевых ресурсов и совершенствование технологии производства малоактивного технического углерода

• Автор: Мухамадеев, Эдуард Захитович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 109 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Особенности технологии производства малоактивного печного технического углерода.

1.2. Влияние свойств сырья на качество технического углерода.

1.2.1. Виды сырья

1.2.2. Физикохимические свойства сырья

1.2.3. Применение присадок к сырью.

1.3. Подготовка и диспергирование пиролизуемого сырья

1.3.1. Устойчивость сырьевых смесей

1.3.2. Распыл ивание сырья.

1.4. Заключение
ГЛАВА И. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Объект исследования.
2.1.1. Мазут топочный марки М0
2.1.2. Смола фенольная.
2.1.3. Сольвентнафта
2.1.4. Присадки к сырью
2.2. Методы исследования.
ГЛАВА III. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА С ПОМОЩЬЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ.
3.1. Цели и задачи оптимизации.
3.2. Термохимический расчет неполного горения
3.3. Расчет технологических параметров процесса
3.4. Технологические ограничения на параметры процесса.
3.5. Алгоритм расчта процесса получения техуглерода.
3.6. Реализация алгоритма
3.7. Выводы
ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Испытание новых видов сырья в технологии производства малоактивного техуглерода
4.1.1. Использование мазута топочного
4.1.2. Использование сольвентанафта.
4.1.3. Использование смолы фенольной.
4.2. Исследование агрегативной устойчивости сырьевых смесей
4.3. Испытание присадок к сырью
4.4. Изменение технологического процесса при переходе на новые виды сырья
4.4.1. Комплексная обработка сырья акустическими смесителями.
4.4.2. Интенсификация процесса охлаждения
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Реализация технологических мероприятий, направленных на приведение качества получаемого продукта в соответствие с запросами потребителей. Научная новизна. Впервые установлена возможность получения технического углерода из низкоиндексных видов углеводородного сырья - мазута топочного и сольвента-нафта. Определены оптимальные соотношения различных видов сырья при компаундировании - -% (масс. Разработана технология подготовки трудносмешивающихся видов сырья с использованием акустических гомогенизаторов. Расчетным путем доказана эффективность применения в процессе технологического топлива и найдена оптимальная температура воздуха, подаваемого в реактор для поддержания горения. Определены параметры стабилизации и улучшения качества технического углерода с помощью диспергирующих присадок к сырью. Апробация работы. Основные результаты работы изложены и обсуждены на заседаниях кафедры аналитической химии Башкирского государственного университета и на технических советах ОАО «Туймазытехуглерод» в - гг. Институте проблем переработки углеводородов Сибирского отделения РАН (г. Омск, апрель г. Всероссийской научно-технической конференции «Современные промышленные технологии» (г. Нижний Новгород, декабрь г. ГЛАВА I. Усиливающее действие технического углерода в резинах обусловлено его специфической микроструктурой и химическим строением. Частицы техуглерода представляют собой сфероидальные (диаметром от добООО ангстрем) паракристаллические компоненты твердой углеродной структуры -агрегата. В настоящее время инструментально подтверждено, что частицы в агрегате связаны непрерывной графитовой структурой (сетью). Углеродные атомы в частицах техуглерода образуют турбостратическую (неупорядоченно-слоевую) структуру из параллельно расположенных графитовых слоев (кристаллитов), произвольно повернутых относительно общей нормали, при этом на поверхности частиц возникает большое количество активных центров, взаимодействующих с молекулами каучука. Определяющим параметром степени усиления резин техническим углеродом является средний размер частиц: чем меньше частицы технического углерода, тем выше их удельная поверхность и тем более выражено его усиливающее действие. Принципиальное отличие процесса образования дисперсного технического углерода от процесса получения других углеродистых материалов состоит в том, что он происходит в газовой фазе. Процессы термического разложения и горения углеводородов проводятся уже более ста лет, но четкая картина превращения углеводородов в более или менее сферические частицы до сих пор не выявлена. Образование активных центров и возникновение зародышей частиц, обладающих физической поверхностью. Образование полисферических частиц за счет поверхностного роста зародышей при разложении на них молекул углеводородов газовой фазы и за счет коагуляции уже сформировавшихся зародышей. Образование агрегатов после коагуляции растущих частиц, когда столкновения растущих частиц приводят уже не к полному их слиянию, а только к частичному. При этом образуются разветвленные структуры, которые затем обрастают общими слоями поверхностного углерода. Первый этап представляет наибольший научный интерес и является самым загадочным из трех вышеперечисленных. Анализ проб пламени до и после образования технического углерода выявил присутствие большого количества молекулярных соединений, радикалов и ионов - свободные радикалы (С2, СН, С2Н, СНО, ОН, СО, С); мелкие углеводороды (СН4, С2Н4, С3Н4, С4Н4, С4Н2, С4Н3); полициклические ароматические углеводороды, имеющие до кольца; сопряженные виды (1,3-бутадиен, винилацетилен и т. СпН9 СпНц*, С^Нц*) [4,5]. Многие из них могли бы быть продуктами-предшественниками для возникновения частицы. Было предложено несколько теорий образования частиц технического углерода. Капельная теория (теория конденсации С2) [,]. Теория «химического образования ядер» []. Теория ацетилена и полиацетилена [,]. Теория ионного механизма []. Теория полициклических ароматических углеводородов [0]. Все упомянутые теории имеют свои недостатки.