ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Взаимосвязь между плотностью кокса и основными его свойствами из "Нефтяной кокс" Изучение прёссовых характеристик, объемной усадки, электрических свойств и реакционной способности нефтяного кокса из различных нефтепродуктов позволило установить взаимосвязь между этими свойствами и плотностью кокса. Хотя определяемая пикнометрическим методом плотность и не является истинной в прямом значении этого понятия, однако, как уже было сказано выше, этот показатель оказался весьма полезным при установлении связи между природой исходного сырья и основными свойствами получаемого из него кокса. [c.231] Пикнометрический метод определения плотности отличается простотой осуществления и поэтому дает возможность быстро решать некоторые неотложные практические задачи как в нефтяной промышленности, так и на предприятиях-потреби-телях нефтяного кокса. [c.231] Выводы, сделанные на основе исследования плотности кокса этим методом, не противоречат основным результатам рентгеноструктурного анализа, а также данным, полученным новыми современными методами исследования тонкой структуры коксов. Это объясняется тем, что величина и характер пористости коксов из различных нефтепродуктов, так же как и величина плотности, тесно связаны с природой исходного сырья, механизмом процесса коксования и последующими изменениями структуры углеродистого вещества при тепловом воздействии на кокс. Уже исследования текстуры нефтяных коксов, выполненные нами, показывают, что пространственное распределение плотной массы и микропор (при увеличении в 60—200 раз) довольно четко отражает различия в природе исходного сырья для коксования. [c.231] Исследование тонкой поровой структуры различных углеродистых материалов, выполненное А. С. Фиалковым [248], подтверждает это положение. [c.231] Дальнейшими исследованиями было выявлено, что при тех же температурных условиях существуют экстремумы и в величинах прессовых (механических) характеристик, электрических и других свойств нефтяного кокса. [c.232] Эти данные по температурной периодичности изменения свойств кокса можно обобщить и представить их как функцию плотности кокса в пределах ее значений от 2,04 до 2,14 г см . [c.232] Величину температуры, через кратные значения которой повторяются экстремумы в величинах плотности и других показателей свойств кокса, назовем коэффициентом температурной периодичности (/Сп). [c.232] При температурах 650—730°С битуминозная часть превращается в карбонизованное твердое вещество и в летучие вещества. Содержание водорода с начального (4%) снижается до 1%, а содержание углерода возрастает. Из начального по-лукоксовогс.х состояния, как его определяют коксохимики, происходит переход в коксовое . [c.232] Высокая концентрация свободных радикалов с максимумом при температурах около 650—700 °С была зафиксирована с помощью метода электронно-парамагнитного резонанса [247]. [c.233] При этом резко возрастает число плоскостных углеродных сеток в результате сшивания отдельных углеродных комплексов, обладающих высокой реакционной способностью и повышенной подвижностью вследствие сравнительно небольших размеров и отсутствия (или незначительного числа) жестких связей, главным образом в направлении, перпендикулярном к направлению плоскостных сеток. Экстремумы в этих пределах температур по росту числа и размеров плоскостных углеродных сеток были зафиксированы В. И. Касаточкиным и А. Т. Каверовым [99, 100, 102] с помощью рентгеноструктурного анализа. [c.233] Нами было показано, что для кокса плотностью 2,10 ири 700 °С имеется экстремум в величинах объемной усадки (на 20%) и удельного электросопротивления (см. рис. 70 и 81). Снижение удельного электросопротивления является следствием процесса интенсивного сближения углеродных образований, элементов электропроводности. Для кокса плотностью 2,14 г/сж эти экстремумы наблюдаются при температуре 650 °С, а для кокса плотностью 2,06 г/см — около 725 °С. Обрыв боковых углеродных цепей, образование плоскостных углеродных сеток со сравнительно небольшим числом жестких межплоскостных связей приводят к созданию полимерных молекулярных структур со сравнительно небольшим молекулярным объемом и наибольщей пластичностью. Это подтверждается нашими данными по определению прессовых характеристик кокса. [c.233] Этот экстремум, согласно соврехменным термодинамическим представлениям, соответствует метастабильному, или относительно стабильному состоянию. [c.234] Другие авторы [56, 153, 301] отмечали, что для нефтяного кокса, прокаленного при таких же температурах, величина термоэлектродвижущей силы на контакте с медью имеет минимальное значение. [c.234] В пределах температур между первым и вторым экстремумами продолжается удаление примесных атомов, рост плоскостных углеродных сеток и образование межплоскостных связей. Все это приводит к уплотнению углеродной части кокса, интенсивному возрастанию его электропроводности и упругих свойств с одновременной потерей пластических свойств. [c.234] Известно [87], что в направлении плоскостных углеродных сеток (по оси а) графит, т. е. предельно упорядоченное углеродное образование, проявляет металлические свойства, а в нашравлении, перпендикулярном к этой плоскости (по оси с), он полупроводник. [c.234] Это положение справедливо и для нефтяного кокса. При преимущественном росте плоскостных (двухмерных) углеродных сеток возрастают его металлические свойства которые выражаются в увеличении плотности и электропроводности. При этом следует ожидать наименьших характерных для полупроводников значений термоэлектродвижущей силы и минимального уменьшения удельного электросопротивления при нагревании. [c.235] Все это наблюдается для нефтяных коксов в период между первым и вторым экстремумами. В состоянии, соответствующем второму экстремуму, эти явления достигают некоторого предельного значения. Температуры, при которых происходят эти изменения, определяются величиной плотности кокса, т. е. зависят от природы исходного сырья для коксования. [c.235] Касаточкин определяет как предкристаллизационный период , характерный интенсивным развитием межплоскостных (по оси с, см. рис. 15) связей в углеродистых материалах. При этом имеется в виду, что полное развитие кристаллической структуры наступает только в графите. [c.235] В результате возникновения межплоскостных связей (по оси с) раздвигаются плоскостные углеродные сетки на некоторое расстояние. При этом образуются дополнительные молекулярные поры, недоступные для проникания этилового-спирта, что выражается в снижении пикнометрической плотности кокса. [c.236] Объемное разуплотнение отрицательно сказывается на увеличении электропроводности, при этом до достижения температуры 2000—2200 °С электросопротивление не уменьшается или уменьшается, но с резко снижающейся скоростью. Накопление межплоскостных связей (по оси с), обусловливающих полупроводниковые свойства кокса, приводит, с одной стороны, к возрастанию его упругих свойств от появления дополнительных связей между микрочастицами углеродистых образований, а с другой стороны —к увеличению термоэлектродвижущей силы. Кроме того, в результате возрастания полупроводниковых свойств кокса происходит более значительное снижение удельного электросопротивления при нагревании такого кокса от 25 до 600 °С, так как этот эффект характерен для полупроводников. [c.236] Вернуться к основной статье