Углерод Сажа образование

При термических процессах переработки различных видов углеводородного сырья образуются твердые углеродистые вещества, которые более или менее условно определяются термином углерод . Образование углерода в качестве побочного продукта сильно усложняет проведение соответствующего технологического процесса. Отложение углерода на стенках труб в трубчатых печах резко снижает коэффициент теплопередачи от стенки к продукту, что при неизменном технологическом режиме ведет к повышению температуры стенок труб и, как следствие, к быстрому износу последних. Отложение углерода на стенках различных аппаратов и трубопроводов повышает их гидравлические сопротивления. В результате во многих процессах нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности отложение углерода является фактором, определяющим длину межремонтного пробега установки. Образование в газовой фазе дисперсного углерода — сажи резко усложняет разделение продуктов пиролиза. Оптимизация различных процессов термической переработки нефтяного и газового сырья непосредственно связана с умением подавлять образование углерода при их проведении. [c.4]

Как известно, прямое получение четыреххлористого углерода взаимодействием метана со стехиометрическим количеством хлора невозможно. В этом случае при достижении необходимых для протекания реакции условий- происходит взрыв с образованием элементарного углерода (сажи). То же самое происходит и при попытках прямого синтеза хлороформа. [c.165]

Разная кристаллическая структура алмаза, графита и карбина обусловливает различие их физико-химических свойств. Алмаз химически очень стоек. На него действуют лишь фтор и кислород, в атмосфере которых при температуре выше 800 °С он сгорает с образованием тетрафторида и диоксида углерода. Графит менее стоек. В атмосфере кислорода он сравнительно легко горит с образованием диоксида углерода. Сажа и уголь — это разновидности графита, неупорядоче1Шые графитовые структуры. [c.287]

Собственно реакция протекает в многократно изогнутой трубке 6. При этом необходимо обеспечить образование однородной смеси реагирующих компонентов с тем, чтобы предотвратить возникновение пламени и связанное с этим выделение элементарного углерода (сажи) в результате местного повышения концентрации хлора в смеси. [c.161]

Избыточный метан при этой температуре разлагается с образованием ацетилена и ряда других продуктов (газы пиролиза). Ацетилен при 1500°С термодинамически неустойчив и в течение короткого времени может разложиться на углерод (сажу) и водород. Во избежание разложения образовавшегося ацетилена время пребывания газов пиролиза в реакционной зоне не должно превышать 0,01 сек. [c.9]

Для определения углерода, участвующего в процессе газификации его с О, и HjO с образованием СО + СО2, следует из углерода топлива вычесть углерод, перешедший в сажу (0,02 кг), и углерод, израсходованный на получение метана. Принимая содержание метана в газе 0,5% и выход газа 3 м на 1 кг сырья, получаем расход углерода на образование метана равным 0,008 кг. Количество газифицируемого углерода С равно [c.102]

Мелкодисперсный углерод (сажа), отлагаясь на поверхности катализатора, снижает его активность. В этом отношении особенно опасны легко крекируемые олефиновые углеводороды, содержание которых в сырье для каталитической конверсии строго ограничивается [46]. Применением двойного и более по сравнению со стехиометрическим количества водяного пара удается избежать образования отложений сажи на катализаторе. [c.26]

Еще легче протекает образование метана из углерода (сажи) и водорода при нагревании этих элементов в присутствии мелкораздробленного никеля. Никель действует как катализатор, как активатор водорода. Сабатье и Сандеран показали что при применении никелевого (или кобальтового) катализатора окись и двуокись углерода такл<е. могут быть уже при 250—400° восстановлены водородом до метана [c.31]

Оболочка, которая находится под слоем не до конца разложившихся углеводородов, является продуктом ориентированного отложения пиролитического углерода после образования частичек сажи и имеет структуру, показанную на рис. 4-8. Наблюдаемые в оболочке полосы деформации связаны, по-видимому, с одноосным сжатием слоев пироуглерода на первичных сажевых агрегатах при структурной перестройке последних [В-5]. [c.206]

Как следствие материального баланса получаются балансы основных элементов исходных продуктов расход углерода на образование, сажи, СО2, СО и остаток его в неразложившемся газе расход водорода на образование воды, свободного водорода и остаток в неразложившемся газе. [c.200]

Карбин получается синтетически при каталитическом окислении ацетилена и является наиболее стабильной формой углерода, алмаз — наименее стабильная форма В 1990 г из сажи, образованной при испарении графита в электрической дуге в атмосфере гелия, была выделена еш,е одна новая форма углерода, так называемые фуллерены Это многогранники (своеобразные круглые молекулы), содержаш,ие от 60 до ПО и более атомов углерода Наиболее изученным является фуллерен состоящий, как и футбольный мяч, из 13 пятиугольников и 20 шестиугольников [c.220]

При высоких температурах в заметной мере протекает реакция образования углерода (сажи) и водорода. [c.87]

В 1990 г. из сажи, образованной при испарении графита в электрической дуге в атмосфере гелия, была выделена еще одна новая форма углерода, так называемые фуллерены. Это многогранники (своеобразные круглые молекулы), содержащие от 60 до 110 и более атомов углерода. Наиболее изученным является фуллерен Сво, состоящий, как и футбольный мяч, из 13 пятиугольников и 20 шестиугольников. [c.220]

Полученный в газогенераторе газ поступает в пароперегреватель 7 и далее в котел-утилизатор 8. Дальнейшее охлаждение и очистка газа от сажи проводится в скруббере 9 и рукавных электрофильтрах 10. В отличие от схем без применения катализатора при каталитическом процессе значительно меньше саже-образование, поэтому очистка от сажи упрощается. Генераторный газ содержит более высокую концентрацию углеродных компонентов и более низкую, чем требуется, водорода. Поэтому присутствующий в газе оксид углерода подвергается паровой конверсии с последующей очисткой от диоксида углерода. [c.33]

Сначала реагенты перемешиваются посредством специальной форсунки, которая должна обеспечивать эффективное начальное смешение. Кроме того, при проектировании необходимо тщательно соблюдать правильное соотношение между внутренним диаметром и высотой генератора. Конструкции генераторов, применяемых в настоящее время, явились результатом длительных исследовательских работ. При производстве газа для целей синтеза, включающего конверсию окиси углерода, газ, выходящий из генератора, желательно охлаждать водой, чтобы полностью удалить сажу, образование которой неизбежно в этих процессах. Однако, если нет необходимости изменять состав получаемого газа, тепло отходящего газа может быть использовано в котле-утилизаторе. Необходимо предусмотреть удаление сажи, которая может отлагаться. [c.332]

III. Реакции прямого молекулярного распада с образованием углерода (сажи) и водорода. [c.48]

Резиновая смесь представляет собой сложную коллоидную микрогетерогенную и микрогетерофазную систему. Исследование основных элементов этой системы (углеродных и уг лерод-эластомерных структур) целесообразно проводить в модельных дисперсиях, где закономерности образования таких структур проявляются более четко. Связанным эластомером называется нерастворимая фракция, которая получается после обработки невулканизованной смеси растворителем в течение 24-48 ч. В этой фракции, которую часто называют углерод-эластомерным или саже-каучуковым гелем, остается от 10 до 70 % эластомера и почти весь технический углерод (сажа). Содержание связанного эластомера зависит от количества и характеристик применяемого наполнителя. [c.476]

Портер предложил ацетиленовую теорию процесса образования углерода (сажи) в пламени [1], позже он опубликовал более исчерпывающую работу [2], где содержались как экспериментальные данные, так и теоретические заключения, детально рассмотренные и аргументированные. [c.266]

А. ОБРАЗОВАНИЕ И РОСТ ЧАСТИЦ УГЛЕРОДА (САЖИ) [c.299]

Вполне возможно, что роль зародышевых частиц в процессе образования углерода (сажи) никогда не будет доказана, однако в настоящее время есть некоторые данные о том, что какие-то процессы образования зародышей все-таки существуют. Если предположить, что зародыши при пиролизе газа растут очень быстро, тогда, наблюдая за начальным периодом процесса образования углерода (сразу после ударной волны) из ацетилена [133, 134], можно утверждать, что для роста углеродных частиц совсем недостаточно присутствия одного лишь исходного вещества — углеводорода. Кроме того, результаты химических исследований, сделанных на ранних стадиях пиролиза, различные спектроскопические данные приводят к выводу о том, что наличие в процессе ненасыщенных полимеров становится не только очевидным, но и неизбежным. [c.299]

Окисление в щелочной среде. Наиболее значительные результаты были получены при разложении углей окислением в щелочной среде. Скорость реакции в щелочной окислительной среде, как было показано выше [85, 86], является хорошим критерием степени обуглероживания угля. Прежние работы указывали на то, что нри действии щелочного перманганата на различные формы углерода происходит образование органических кислот. В продуктах окисления были идентифицированы щавелевая и меллитовая кислоты [87]. Меллитовая кислота является одним из продуктов окисления угольных анодов в щелочных электролитах. В качестве подходящих анодов были применены стержни или пластинки, приготовленные коксованием мелкоизмельченного угля, сажи, ретортного графита и ламповой копоти, смешанной с дегтем. Реакцию проводили только в щелочной среде [88]. [c.345]

В тех случаях когда углерод не конденсируется, степень разложения бензола при 1300 К не превышает 1,5%, а основным продуктом является ацетилен. Реакции дегидрирования начинаются при температуре свыше 1100 К, в результате чего образуются водород и свободный углерод. Процесс образования ацетилена эндотермичен (при 300 К поглощается 226,6 кДж/моль), поэтому термодинамически выгоден распад ацетилена на элементы. Если этот распад осуществляется в объеме, то образуется сажа, если на поверхности — то пироуг-лерод. [c.169]

Газификация нефтяных остатков представляет собой процесс неполного горения углеводородов, протекающий в основной с образованием окиси углерода, водорода и примесей двуокиси углерода, метана, сернистых соединений. Он солрововдается выделением нежелательного продукта - свободного углерода (сажи). Этот процесс нашел широкое применение во всех странах, так в настоящее время работает более 200 промышленных установок по получению водорода и скнтез-газа, построенных по лицензиям фирм "Тексако" и "аелл". [c.114]

На заводе фирмы Хехст , ФРГ [10а], сооружена промышленная установка производительностью 45 тыс. ткод ацетилена и этилена, вырабатываемых из углеводородного сырья при помощи процесса, известного под названием высокотемпературного пиролиза. Здесь применен реактор специальной конструкции имеется система очистки газов. Схема процесса представлена на рис. 6. В охлаждаемой водой металлической камере сгорания водород, метан или отходящий газ процесса сжигаются с приблизительно стехиометриче-ским количеством кислорода, к которому добавляют водяной пар. Горячие газы сгорания проходят через реакционное устройство одновременно подается (предпочтительно в парофазпом состоянии) соответствующее углеводородное сырье. За счет тепла газов сгорания нагревается углеводородное сырье, из которого в результате протекающих реакций образуются ацетилен и этилен. Выходящий из реактора газ подвергают закалочному охлаждению в устройстве специальной конструкции. Образования элементарного углерода (сажи) при этом процессе не наблюдается. Жидкие побочные продукты (тяжелое ароматическое масло) удаляют на стунени охлаждения и используют в дальнейшем как тяжелое топливо. [c.242]

Карбид В4С-0ДН0 из наиб, устойчивых соединений. Окисляется на воздухе выше 600 °С. Не раств. в воде и минеральных к-тах и их смесях, разлагается кипящими р-рами щелочей. Не взаимод с S, Р и Nj до 1250 С, реагирует с I2 ок. 1000°С с образованием ВОз и С. Получают В4С гл. обр. восстановлением В Оз углеродом (сажей) при 1900-2150°С. Он также образуется по перитектич. р-ции в системе бор—углерод. Компактные изделия из Б. к. получают горячим прессованием (2000 -2450 С, 20-35 МПа). [c.300]

Как следует из приведенных данных, термодинамическая стабильность углеводородов, кроме ацетилена, с ростом температуры понижается, и тем заметнее, чем выше молекулярная масса углеводорода. Термодинамическая стабильность возрастает при переходе от парафиновых и нафтеновых углеводородов к олефиновым, диеновым и ароматическим. Парафины и нафтены наиболее термодинамически устойчивы приблизительно до 700 К. Олефины термодинамически неустойчивы при 300-1200 К, но при низких температурах они могут образовываться из соответствующих н-парафинов. При высоких температурах вероятность перехода парафинов в олефины возрастает. То же справедливо и при образовании ароматических углеводородов. Кроме того, при всех температурах для термических процессов возможно увеличение образования поликонденсированных ароматических углеводородов, но не наоборот. С увеличением температуры заметную роль начинают играть реакции крекинга до углерода (сажи) и водорода. [c.270]

Тетрахлорид углерода и цинк реагируют с образованием хлорида цинка Zn lj и углерода (сажи) [c.331]

Дополнительной обработкой можно сильно изменить химический состав поверхности саж, а также их адсорбционные и адгезионные свойства в двух противоположных направлениях, как в сторону гидрофили-зации, так и в сторону гидрофобизации. Во многих работах [46, 47, 72, 83, 98-105] показано, что к гидрофилизации поверхности приводит окисление в газовой и особенно в жидкой среде. Окисление в газовой среде, на воздухе и в кислороде, при повышенных температурах приводит к резкому увеличению удельной поверхности сажи за счет частичного выгорания углерода и образования пор. Однако концентрация окислов па единице образующейся повер ности, по-видимому, существенно не увеличивается [100]. Непродолжительное окисление в таких жидких средах, как растворы перекиси водорода, гипохлорита натрия, марганцевокислого калия, азотной и серной кислот и в растворах других сильных окислителей, наоборот, не изменяя существенно величину поверхности, приводит к резкому увеличению поверхностной концентрации функциональных групп. Это значительно увеличивает адсорбцию на такой поверхности молекул, относящихся к группам В ш В [46, 47] (рис. П,4). Такая сажа становится настолько гидрофильной, что диспергируется в воде без внесения смачивателей [99, 100]. [c.44]

Образование углерода из полициклических ароматических угле-, водородов. Руммель и Вэ в 1941 г. предположили, что образованию углерода предшествует образование полициклических ароматических углеводородов. Размеры бензольного кольца почти такие же, как и расстояния между атомами в графитовой плоскости, а несколько соединенных бензольных колец представляют собой по сути дела зародыш графитового кристаллита. Таким образом, углерод может образоваться в результате перестройки кольцевой структуры ароматических соединений. Однако сплошной спектр поглощения, полученный при пиролизе некоторых соединений, не всегда подтверждают эту гипотезу [1, с. 185]. Полициклические ароматические соединения, возможно, принимают участие в образовании ядер углерода, но, как будет показано ниже, маловероятно, что вся сажа в пламени образуется таким образом. [c.181]

Образование углерода по Гордону, Смиту, Макнесби. Гордон, Смит, Макнесби [2] исследовали химические процессы, протекающие в диффузионных пламенах метана и метанола, и высказали ряд предположений о механизме образования углерода. Для образования углерода, по их мнению, необходимо присутствие ненасыщенных углеводородов. Так, в метаноловом пламени, где очень небольшое количество ненасыщенных углеводородов, сажи не образуется. [c.183]

Сдиоксидом углерода калий реагирует ана логично натрию С оксидом углерода СО, в от личие от натрия, калий легко реагирует с образованием взрывоопасного карбонила Реакция идет уже при — 50°С, продуктом ее является дикарбонил калия КС2О2 При контакте с воздухом или водой, а также при нагревании до 100 °С последний взрывается Калий легко реагирует с различными,формами углерода — сажей, графитовым порошком, активным углем При повышенных температурах реакция протекает весьма бурно Если углерод находится в мелкодисперсном состоянии, взаимодействие его с калием в присутствии воздуха может происходить со взрывом Главную роль при этом играет, очевидно, реакция образующегося надпероксида калия с углеродом Взрывы могут происходить также при попытках погасить горящий калий графитовым порошком, который перед ко рекомендуют в качестве ог егасительного средства, что неп авильно [c.243]

При обычно применяющихся круглых механических форсунках жидкое топливо распределяется в потоке в виде полого конуса. Поток воздуха, пройдя регистр вытекает из горелки также в виде расходящегося конуса. Такая то пливо-во1здушная струя снаружи и в особенности из полой центральной области интенсивно увлекает горячие топочные газы. Воздушная струя и распыленное жидкое топливо прогреваются, жидкие капли испаряются и, смешиваясь с воздухом, образуют горючую смесь. Наиболее быстро испаряются мелкие капли. Пары легких фракций, воспламеняясь, образуют первичный фронт пламени. После этого дальнейшее развитие процесса испарения и распространения пламени интеисифицируется. Как было изложено в 10-3, при хорошем смесеобразовании и устойчивом зажигании горение мазута может протекать почти полностью в парообразной фазе без сажеобразования. Факел получается коротким, слабосветящимся. Если же имеет место локальный недостаток кислорода, горение протекает неполно, со значительным образованием сажи и окиси углерода. Сажа, находящаяся в мелкодисперсном состоянии, раскаляясь, дает сильное излучение, факел получается ярко-желтого, соломенного цвета, светящимся. Затяжка процесса гетерогенного горения сажи при недостатке воздуха и образование СО в процессе восстановления СОа приводят к значительному химическому недожогу. [c.212]

Помимо кристаллических модификаций, известны также различные разновидности так называемого аморфного углерода — сажа, кокс, древесный и животный уголь и т. п. Теплоты образования этих веществ из графита составляют от 0,5 до 3,4 ккал г-атом [98, 813]. Рентгенографические исследования аморфного углерода показывают, что он состоит в основном из очень мелких и беспорядочно расположенных кристалликов графита [306]. При нагревании до2000—3000°К аморфный углерод превращается в графит. Термодинамические свойства аморфного углерода, так же как и других веществ в аморфном состоянии, в Справочнике не рассматриваются. [c.437]

На состав и выход газа оказывает влияние присутствие в сырье кислорода. Опытами устаповлоно. что в процессе крекинга в малых дугах кислород неизменно связывается с углеродом и переходит в виде СО в газ. Часть кислорода с водородом образует воду, но количество ее незначительно. Интересно отметить, что большое количество кислорода в молекуле не только снижает выход ацетилена за счет спижеиия доли углерода, идущей на образование ацетилена, но и уменьшает сажеобразование, а в случае слишком большого содержания кислорода по отношению к углероду сажи совершенно не образуется. Так, метиловый и этиловый спирты нри разложении сажи не образуют. Поэтому с целью уменьшения сажеобразования и повышения выхода непредельных углеводородов необходимо к исходному сырью с высоким содержанием углерода добавлять продукты с повышенным содержанием водорода и кислорода. И, наоборот, к исходному сырью с высоким содержанием кислорода и водорода необходимо вносить добавки с большим относительным содержанием углерода. [c.118]

Процесс неполного сжигания метана в кислороде может сопровождаться реакцией (9) с образованием элементарного углерода (сажи). В равновеоном со1Стоянии реакции метана с кислородо.м элементарный углерод образуется ори 700° и молярном соотнощении 02 СН4=0,65, при 800° и соотношении О2 СН4=0,53, при 900° и соотношении 02 СН4 = 0,50. [c.106]

Прежде чем перейти к расчету процесса в зоне газификации,, рассмотрим схему потоков газа, изображенную на рис. 49, Полукоксовый газ в смеси с циркуляционным газом проходит через смолоочиститель и далее поступает в регенеративный теплообменник, где нагревается до 1200°. При этом тяжелые углеводороды и" часть метана расщепляются с образованием водорода и углерода (сажи). Этот углерод взаимодействует с водяным паром и образует водяной газ. Следовательно, в зону газификации поступает [c.226]