ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Карбонизация и двумерное упорядочение из "Нефтяной углерод" Карбонизация и двумерное упорядочение нефтяных углеродо сопровождаются повышением содержания углерода и понижением содерлсапия водорода. Степень этих изменений определяется температурой и длительностью прокаливания. В промышленных условиях чаще всего подвергают карбонизации и двумерному упорядочению нефтяные коксы. [c.196] Известно, что количество боковых цепей в кристаллитах кокса непрерывного коксования намного меньше, чем в кристаллита.х кокса замедленного коксования [П2]. Наличие боковых цепей препятствует более плотной упаковке кристаллитов кокса. Но это не означает, что кристаллиты кокса непрерывного коксования более способны к упаковке. Чем больше активных точек па поверхности кристаллита, тем более они склонны к упорядочению. При деструкции кристаллитов коксов замедленного коксования такп свободных радикалов получается значительно больше, чем при прокаливании коксов непрерывного коксования. При таком строении углеродистых материалов в условиях высокотемпературной обработки коксов следует ожидать различной интенсивности отщепления боковых цепей, т. е. выделения газов. [c.196] При прокаливании в аналогичных условиях кокса, полученного на установке коксования в кипящем слое, в отходящих газах непредельные углеводороды обнаружены не были. Это объясняется предварительной обработкой такого кокса в коксонагревателе (регенераторе) при температурах около 650 °С. [c.196] При последующем нагревании кокса (от 520—550 до 1000 °С) основными компонентами газов являются метан и водород (обнаружены также НгЗ, СО2, СО) максимумы скоростей их выделения наблюдаются соответственно при температурах 650—700 °С. [c.196] Р — парциальное давление бензола общее дааление в системе. [c.197] С выходом летучих веществ непосредственно связана величина объемной усадки нефтяного кокса. Наибольшее уменьшение объема соответствует максимуму выделения летучих. Величина объемной усадки различных коксов составляет 20—25%. Для нефтяных коксов замедленного коксования максимальная объемная усадка (23—25%) малосернистого и сернистого коксов достигается соответственно при 1200 и 1300 °С. При этом на 13—14% объемная усадка для обоих коксов изменяется до 700 °С, т. е. в период максимальной химической нх активности. [c.197] Период макснмаль[10Й химической активности нефтяных углеродов не всегда наблюдается прн температурах около 700 °С. Например, пиролизные нефтяные коксы марки КНПС наиболее активны при 450—500 С [66]. [c.197] На рис. 62 показаны дифференциальные кривые распределения плотности частиц коксов, прокаленных при 1200°С. Из рисунка видно, что плотность частиц имеет сильный разброс. Кокс с меньшнм разбросом плотности частиц—более однородный, поэтому он является предпочтительным ио сравнению с остальными видами углеродистых материалов. По аналогии с нефтяными фракциями, плотность которых зависит от молекулярной массы, такой сильный разброс значений плотностей в коксах можно обтзясннть неодинаковым размером кристаллитов и степенью их внутреннего упорядочения. Эксперименты согласуются с этим предположением. Если у однородного прокаленного игольчатого кокса плотности изменяются незначительно (5—8%), то у неоднородных коксов в этих же условиях прокаливания значения плотностей колеблются в пределах 50—60%. [c.198] Исследователи и технологи при получении графитов 1гз нефтяных остатков должны подобрать и подготовить сырье и выбрать оптимальный режим деструкции так, чтобы -получать по возможности кристаллиты одинаковых и крупных размеров, склонны.ч к дальнейшему структурированию на стадии карбонизации, прокаливания и графитации. [c.198] В промышленных образцах нефтяных коксов [65] из системы вначале удаляются атомы водорода, а затем серы. Однако с увеличением количества серы в исходном коксе скорости их удаления сближаются. По-видимому, выделяющийся атомарный водород способствует удалению наименее прочных сернистых соединений (происходит гидроочистка). Так, если для малосернистых коксов при прокаливании (1200 °С) выделяется (по отношению к содержанию в коксе ири 1000 °С) водорода и серы соответственно 75 и 1,5%- то для сернистых коксов эти величины составляют 60 и 34%. [c.199] Карбонизация и прокаливание (500—1400 °С) сопровождаются увеличением размеров кристаллитов (La = 48—56 А и L = 25— 32 A) и межкристаллитной упорядоченностью, в результате чего doo2 снижается до 3,43 А). Внутрикристаллитпые и межкристал-литные изменения приводят к повышению плотности нефтяного углерода (до 2040—2120 кг/м ). На свойства углерода оказывает влияние вид сырья. Так, в зависимости от качества гудрона и его компонентов (асфальтита и деасфальтизата) изменяется исходный размер кристаллитов кокса и их склонность к дальнейшему упорядочению. [c.199] Нефтяные коксы, прокаленные при 1300°С, которые были получены из асфальта, гудрона и деасфальтизата, имеют средние размеры кристаллитов соответственно La = 48 49 55 А и Li = 25 26 27 А. что п обусловливает их плотности 2040, 2050, 2080 кг/мЗ. [c.199] Влияние температуры и скорости нагрева на величину кристаллитов и физико-химические свойства углеродистых материалов исследовалось Зайцевой [43]. По ее данным, для достижения оптимальных результатов коксы анизотропной и изотропной структуры нужно прокаливать ири различных условиях. Так, кокс игольчатой структуры нужно прокаливать при 1400—1450°С, прн этом его плотность будет 2120—2140 кг/м рядовой кокс (изотропная структура) —при 1100—1300 °С. [c.199] В работе [71] сообщается, что химическое агрегирование кристаллитов нефтяного углерода до норм, требуемых электродной промышленностью, происходит в интервале 500—1100°С. Такая температура прокаливания нефтяных коксов может быть обоснована и другими соображениями.,Во избежание структурио-механи-ческих изменений углеродных материалов в условиях электролиза температура пх прокаливаипя должна быть не ниже максимальной температуры (960°С), прн которой используется анодная продукция [21]. [c.201] Наиболее точно, по-видимому, оптимальную глубину облагораживания удается установить при комплексном использовании этих показателей. [c.201] При высоких значениях Н С в сырых коксах потребуются более жесткие условия прокаливания. Так, в зоне прокаливания для коксов, полученных кз остаточных продуктов, достаточно поддерживать 1250—1300 °С для игольчатых нефтяных коксов эта температура составляет 1400°С, но и предельная плотность этих коксов выше. В зависимости от требований, которые предъявляют к качеству коксов, прокаливаемых при 1100—1400°С, длительность пребывания в различных прокалочных печах составляет от 0,5 до 24—32 ч. [c.201] Вернуться к основной статье