ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Закономерности термолиза нефтяного остаточного сырья из "Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем" Выявление закономерностей термолиза нефтяного сырья приобретает особую важность, в частности, при разработке технологии производства и улучшения качества углеродных материалов и изделий на их основе. Основным вопросом при этом является изучение и регулирование физико-химических свойств реакционной массы, а также параметров фазовых переходов в процессе термополиконденсации нефтяных остатков и механизма формирования структуры углеродных материалов, связанных с изменением размеров и природы частиц, входящих в состав дисперсной фазы. Указанные процессы происходят при получении нефтяного пека, когда реакционная масса сырья представляет собой дисперсную систему, последовательные этапы превращений в которой определяют структурно-механические, волокнообразующие, связующие и другие свойства конечных продуктов термолиза. [c.131] С учетом вышеизложенного изучался процесс получения пеков путем карбонизации смол пиролиза. Групповой химический состав используемых сырьевых образцов смол представлен в табл. 5.7. [c.131] Термообработка тяжелых смол пиролиза при температурах 350°С и выше приводит к образованию высокомолекулярных соединений (карбенов), обладающих ограниченной растворимостью в более низкомолекулярной изотропной части реакционной среды и выделяющихся из нее в виде оптически анизотропной жидкой фазы [147]. [c.132] Интенсивные превращения в интервале температур 300-360°С в карбонизуе-мом сырье подтверждаются резким увеличением коксуемости получаемых пеков, а также увеличением выхода дистиллятов и газообразных продуктов. Образование карбеновых и карбоидных структур характеризуется тем, что молекулы асфальтенов вступают в реакции термической дегидрополиконденсации между собой или с молекулами смол и полициклических ароматических углеводородов с образованием высокомолекулярных соединений. Эта реакция может протекать как на поверхности раздела фаз, когда дисперсной фазой являются образующиеся карбеновые и карбоидные структуры, так и в дисперсионной среде. На основании проведенных экспериментов была предложена пос/ едовательность превращений в процессе термолиза остаточного нефтяного сырья. На ранних стадиях термолиза в реакционной массе образуются в основном продукты внутримолекулярного взаимодействия, способные к физическому агрегированию, в большей степени по мере понижения растворяющей способности дисперсионной среды. С увеличением температуры термообработки и времени изотермической выдержки в системе накапливаются высокомолекулярные соединения, обладающие ограниченной растворимостью в более низкомолекулярной части реакционной среды и выделяющиеся из нее в виде анизотропной жидкой фазы, обладающей высокой склонностью к межмолекулярным взаимодействиям. Дальнейшее протекание процесса сопровождается переходом физических связей у образовавшейся фазы в химические, что приводит к образованию новых структур — карбенов и карбоидов. Этот переход не происходит аддитивно с накоплением карбоидов в реакционной массе и носит экстремальный характер. Интенсивный рост содержания карбенов и карбоидов начинается после некоторой, достигнутой в процессе термолиза пороговой концентрации асфальтенов. Изменение параметров процесса позволяет получать пеки из смол пиролиза нефтяного происхождения, существенно различающиеся по содержанию асфальтенов, карбенов, карбоидов, элементному составу, зольности, коксуемости и температурам размягчения. Таким образом, создается возможность регулирования качества получаемых пеков и их подбора при использовании для производства различных углеграфитных материалов. [c.133] Изменение растворяющей способности дисперсионной среды возможно, например, путем введения в систему различных количеств ароматических добавок, позволяющих увеличивать либо уменьшать индукционный период достижения пороговой концентрации асфальтенов и тем самым воздействовать на качество конечных продуктов термолиза. [c.134] Подобное воздействие на нефтяную систему отражается на ее коллоидно-химических свойствах. Ароматические углеводороды оказывают прежде всего диспергирующее действие, в результате чего уменьшаются размеры асфальтеновых агрегатов при общем увеличении их сорбционно-сольватного слоя. Одновременно в систему может высаливаться часть мальтенов, иммобилизованных в межчастичном пространстве асфальтеновых агрегатов. [c.134] При дальнейшем повышении количества добавки ее воздействие распространяется кроме сорбционно-сольватного слоя также и на компоненты, иммобилизованные в межчастичном пространстве асфальтеновых агрегатов, приводя к разрушению после-,/ их. При этом значительно уменьшаются размеры асфальтеновых агрегатов и одновременно увеличивается их сорбционно-сольватный слой, что в свою очередь снижает возможность образования и роста зародышей дисперсной фазы в реакционной массе. [c.135] Концентрация добавки, % мае. [c.135] Вернуться к основной статье