ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Элементный состав из "Нефтяной углерод" В связи с тем, что многие свойства коксов (пористость, плотность, механические и электрические свойства и т. д.) подробно описаны в работе [112], здесь уделено внимание свойствам нефтяных углеродов, изложенных в. литературе недостаточно подробно или же неупомпнаемых в ней вообще. К ним относятся элементный состав, содержание сернистых соединений, реакционная и адсорбционная способность, устойчивость и структурно-механическая прочность нефтяных дисперсных систем и кристаллитная структура углерода. [c.116] Элементный состав нефтяных углеродов (нефтяных коксов, пеков, саж, волокон) зависит от молекулярной структуры и состава сырья, а также от способа и технологического режима их получения. Поскольку все способы получения нефтяного углерода связаны с термоконденсационнымн процессами, по мере перехода сырья из газообразного или жидкого состояния в твердое содержание углерода в продукте возрастает, а содержание водорода уменьшается. [c.116] Содержание углерода н водорода в нефтяных углеродах определяют широко известным методом сжигания навески образца в избытке очищенного кислорода при 800 °С в кварцевой трубке, помещенной в электрическую печь. В методе, предложенном Коршун [59] и усовершенствованном Горпиненко [28],, образец нагревают с переменной скоростью до 400 °С со скоростью 6—7°С/мин, а при нагревании от 400 °С и выше —со скоростью 16—17°С/мин. Поглотителями образующихся двуокиси углерода п воды являются соответственно аскарит п ангидрон. Относительная ошибка определения углерода и водорода по этому методу, по утверждению его авторов, 1—5%. [c.116] Для непосредственного определения азота в нефтяных углеродах может быть применен метод Кьельдаля после его усовершенствования [28]. Предлагается разрушать азотистые соединения смесью серной кислоты и марганцевокислого калия, что позволяет повысить не только точностью метода Кьельдаля, но и в 2—3 раза сократить длительность сжигания проб нефтяных углеродов. [c.116] Кислород можно определять методами, основанными на деструкции кислородсодержащих систем и окислении выделившимся кислородом углеродистых материалов до двуокиси углерода. Недостаток этих методов —определение не материнского содержания кислорода, а суммарного, включая кислород, хемо-сорбированный на поверхности углеродистых материалов при контакте с воздухом. [c.116] Сера в нефтяных углеродах содержится в основном в виде органических соединений. Сернистые соединения в нефтяных углеродах определяют различными способами, из них наиболее распространен способ сжигания по Эшке. [c.116] Зольность углеродов определяют по ГОСТ 5889—67 путем постепенного сжигания навески (не менее 2 г) в воздухе при 850 20°С. [c.117] В результате процессов получения нефтяного углерода и дальнейших термодеструктивных процессов (например, прокаливания и обессеривания нефтяных коксов) в углероде концентрируются сернистые, азотистые, кислородные и металлоорганические соединения и еше больше снижается содержание водорода. Глубина и динамика изменения содержания этих веществ отражают степень протекания химических процессов и могут служить критерием оценки внутримолекулярных превращений, происходящих в структуре углерода. Например, при коксовании происходит непрерывное пе-рераспределенне продуктов между остатком с низким значением Н С и дистиллятами и газом с высокими значениями Н С. В каждом отдельном случае при данном режиме для каждого вида остатка устанавливается равновесие (Н Сост)/(Н Сд ст.+газ), определяющее в конечном счете выход н качество различных нефтяных углеродов [ПО]. [c.117] Степень приближения отношения Н С к нулю может служить критерием оценки степени упорядочения нефтяных углеродов. [c.117] В табл. 11 приведен элементарный состав сырья и нефтяных углеродов. [c.117] Как видно из табл. И, сырые нефтяные коксы, полученные из дистиллятных видов сырья, менее упорядочены (Н С=0,5—0,55), чем коксы из остаточных видов сырья (Н С=0,42—0,48). Повышенное содержание водорода в сырых (непрокаленных) коксах по Франклину [147] и Касаточкину 55] обеспечивает хорошую степень их графитации. Экспериментально установлено [28], что чем выше отношение Н С у сырого кокса и чем ниже у кокса прокаленного, тем лучше его графитируемость. [c.117] Регулируя это отклонение изменением температуры ц давления, можно достичь той или иной глубины удаления неуглеродных примесей из системы. [c.117] Детальные исследования [112], проведенные в низкотемпературной области (500—1500°С), показали, что при температурах выше 700 °С кислорода и серы в различных нефтяных углеродах становится значительно меньше, если первоначальное их содержание превышает содержание серы и кислорода на кривой равновесия для данных условий. [c.118] Выявленные закономерности объясняются разрушением на поверхности нефтяных коксов при температурах выше 700 °С вторичных серо- и кислородсодержащих комплексов. [c.118] Указанные соотношения углерода, водорода, серы и других элементов и их изменения при деструкции способствуют образованию твердой структуры углеродистых материалов и обусловливают их физические и эксплуатационные свойства. Особенно сушествен-ное влияние на эти свойства оказывают сернистые соединения. [c.119] Вернуться к основной статье