Разработка технологии получения волокнообразующих пеков на основе нефтяного сырья

• Автор: Мухамедзянова, Альфия Ахметовна
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 373 с. : 24 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Том I
Введение
ГЛАВА 1 НЕФТЯНЫЕ ПЕКИ - ПРЕКУРСОРЫ ПРОИЗВОДСТВА
УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН
1.1 Состояние и перспективы производства и потребления углеродных волокон из нефтяных пеков
1.2 Технология получения углеродных волокон из нефтяных пеков
1.3 Состав, структура и классификация нефтяных пеков
1.4 Требования к нефтяным волокнообразующим пекам
1.5 Перспективные виды сырья для получения нефтяных пеков
1.6 Технологии получения нефтяных волокнообразующих пеков
Выводы к главе
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Состав и физико-химические свойства нефтяного сырья для
получения волокнообразующих пеков
2.2 Методики исследования кинетики коагуляции и разделения
фаз нефтяных дисперсных систем
2.3. Реологические свойства нефтяных остатков
2.4 Установки сольвентного фракционирования и термополиконденсации нефтяных остатков
2.4.1 Установки сольвентного фракционирования нефтяных остатков
2.4.2 Установки термополиконденсации нефтяных остатков
2.4.3 Установка дегазации расплава пека с помощью ультразвука
2.5 Методы изучения структуры и физико-химических свойств
нефтяных пеков
2.6. Лабораторные установки исследования волокнообразующих
свойств нефтяных пеков

2.6.1 Лабораторная установка формования расплава пека с получением плавкой мононити
2.6.2. Лабораторная установка отверждения пековых волокон
2.6.3 Лабораторная установка карбонизации окисленных пековых
волокон
Выводы к главе
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ
НЕФТЯНЫХ ВОЛОКНООБРАЗУЮЩИХ ПЕКОВ
3.1 Разработка технологии получения изотропных пеков из тяжелых смол пиролиза комбинированным методом
3.2 Технология получения волокнообразующих пеков методом двухстадийной термополиконденсации тяжелых смол пиролиза
3.2.1 Термополиконденсация смолы пиролиза на лабораторной установке
3.2.2 Термополиконденсация смолы пиролиза на опытной установке
3.3 Технология получения изотропных волокнообразующих пеков
из гудрона комбинированным методом
3.3.1 Сольвентное фракционирование гудрона легким прямогонным бензином в гравитационном поле
3.3.2 Термополиконденсация асфальтитов гудрона на опытной установке ОАО “Газпром нефтехим Салават”
3.4 Влияние ультразвукового поля на содержание низкомолекулярных компонентов в нефтяных пеках
3.5 Разработка технологии получения мезофазных нефтяных пеков
3.5.1 Получение мезофазных волокнообразующих пеков методом термополиконденсации тяжелой смолы пиролиза
3.5.2 Концентрирование жидкокристаллической фазы методом отстоя мезофазных сфер из карбонизующейся массы
3.5.3 Выделение мезофазы экстракцией толуолом изотропной части гетерофазного пиролизного пека

3.6 Изучение структуры нефтяных волокнообразующих пеков методом рентгеноструктурного анализа
3.7 Изучение молекулярной структуры пеков из тяжелой смолы пиролиза спектральными методами анализа
3.8 Диэлектрические свойства нефтяных пеков
3.9 Волокнообразующие свойства пеков из тяжелой смолы пиролиза
3.10 Волокнообразующие свойства пеков из асфальтитов гудрона
Выводы к главе
ГЛАВА 4 ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В ПРОЦЕССАХ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЯНЫХ ВОЛОКНООБРАЗУЮЩИХ ПЕКОВ
4.1 Кинетика расслоения модельных дисперсных систем асфаль-тенов гудрона западно-сибирской нефти
4.2 Фазовые переходы в дисперсных системах нефтяных остатков
4.2.1 Кинетика коагуляции высокомолекулярных соединений гудрона западно-сибирской нефти
4.2.2 Влияние растворяющей способности дисперсионной среды на кинетику коагуляции высокомолекулярных компонентов нефтяных остатков
4.3 Фазовые переходы при термодеструкции смолы пиролиза
4.3.1 Кинетика накопления групповых компонентов изотропного пека при низкотемпературной карбонизации смолы пиролиза
4.3.2 Кинетика образования и накопления мезофазы в процессе карбонизации тяжелой смолы пиролиза
Выводы к главе
ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ НЕФТЯНОГО АНИЗОТРОПНОГО ВОЛОКНООБРАЗУЮЩЕГО ПЕКА

жен легко дегазироваться, и его нагрев при формовании не должен сопровождаться газо- и парообразованием
6. Пек должен иметь достаточно высокую температуру стеклования, что обусловлено необходимостью устранить слипание пековых волокон на бобине на стадии формования и в процессе отверждения перед карбонизацией.
7. Пек не должен вызывать закоксовывание трубопроводов, аппаратов, насосов и отверстий фильеры.
Примерные требования к изотропному волокнообразующему пеку представлены в таблице 1.1.
При температурах выше 350-360 °С в пеках начинают протекать процессы термической деструкции неароматической части молекул по связям С - С, в результате которых происходит образование легких углеводородных радикалов и тяжелых ароматических макрорадикалов с высокой степенью делокализации электронов. При этом неустойчивые легкие радикалы стабилизируются с образованием олефинов или олигомеризуются. Легкие углеводородные соединения - летучие вещества - удаляются из реакционной массы посредством испарения. Тяжелые макрорадикалы, теряющие водород, конденсируются, линейные размеры плоскостей увеличиваются, средняя молекулярная масса макромолекул возрастает. Макромолекулы при достижении определенных размеров начинают образовывать пакеты, подобные кристаллитам сажи и пироуглерода, но агрегатное состояние системы не меняется. Возникает двухмерная упорядоченность макромолекул в жидкой фазе и переход вещества в промежуточное между аморфным и кристаллическим состояние - мезофазу. В подавляющем большинстве случаев мезофаза составляет не всю массу расплава, ей сопутствует неупорядоченная часть жидкости в аморфной фазе, что сближает расплав пека с жидкими кристаллами полимеров, растворенных в низкомолекулярных растворителях. Образующий зародыш мезофазы пакет плоских молекул ассоциируется с другими подобными частицами, причем ассоциация за счет межмолекулярных сил сопровождается химическими реакциями их связывания. Реакции влекут либо расширение конденсированной ароматической системы слоя, либо связывают пакеты между собой алифатическими цепочками, образуя ориентированную систему пакетов. Эти системы