Термодеструктивные превращения горючих ископаемых и продуктов их переработки

Основным процессом превращения высокомолекулярных соединений яв-ся термическая деструкция. Может, осуществляется как с разрывом главной цепи макромолекулы, так и с отщеплением различных боковых заместителей. Термическая деструкция углей – это процесс разрушения первоначальной структуры макромолекулы в-в углей с разрывом хим. связей под влиянием нагрева с образованием новых продуктов, отличающихся по хим. строению, св-вам и атомному составу от исходных. При этом протекает одновременно множество реакций( послед. и паралельн.). ТЕРМОДИНАМИКА Термодинамическая хар-ка процесса деструкции - экспериментальное определение теплового эффекта брутто- реакции( дифферинциально- термический анализ).КИНЕТИКА Ее изучают по характеру образования летучих продуктов или по изменению массы тв. испытуемого образца. Потеря массы описывается интегральной и дифференциальными кривымив координатах масса- температура. Механизм: на 1 стадии - протекают р-ции внутримолекулярной перегруппировки. Энергия активация низкая, образование летучих продуктов. 2 стадия – образуются свободные радикалы, кот. находятся в ж., тв., и газообразном состоянии. Летучие продукты образуются при рекомбинации газообразных радикалов. Энергия активации возрастает. на 3 стадии – полукокс и вторичные летучие продукты. Энергия активации немного снижается, значительное выделение теплоты. 4 стадия – полукокс-конец процесса коксования. Твердофазная конденсация, скорость которой не зависит от тем-ры, низкие значения эффективной энергии.

Характерный процесс –перераспределение водорода м/д продуктами, одни становятся- насыщенными, др. – ненасыщенные или свободные радикалы.

Пластическое состояние углей

Непременным условием спекаемости углей яв-ся их способность превращаться при нагревании в пластическое состояние. Под пластической угольной массой понимают сложную гетерогенную систему, образующуюся при нагреве без доступа воздуха из спекающихся углей в интервале тем-р 300-550С, состоящию из непрерывно изменяющихся по мерее повышения тем- ры разных тв., жид. и парогазовых продуктов. Механизм: Пи нагреве углей происходит разукрупнение жестких макромолекул и разрушение пространственных структур. Образовавшиеся свободные радикалы блокируются и насыщаются водородом и малыми радикалами. Обогащенные водородом - насыщенные молекулы, обедненные водородом – ненасыщенные и участвуют в пр-се конденсации. Из тех, которые приняли водород, формируется жидкая фаза ПМ, здесь происходит пластификация твердых продуктов. Образовавшиеся жидкие нелетучие продукты можно разделить на 4 группы в-в(фракция), кот. играют разную функцию в процессах спекания. Каждая фракция обладает характерными свойствами. Исследования ЖНП ПМ углей, показали , что ЖНП из углей К и Ж состоит из в основном из смолистых в-в. Содержание непредельных соединений снижается с ростом стадии углефикации. Образование ЖНП происходит при тем-ре 350-600С. ( низкая для марок угля Ж, высокая - Г, Ки ОС )Максим. конц-ия ЖНП при 450С, затем уменьшается. Содержание углерода в ЖНП на 1-2% выше, чем в исходных углях, водорода и кислорода меньше. Св-ва пласт. массы(ПМ):*Вязкость – определяют несколькими м-ми: 1.М-д Гизлера, в данном м-де в качестве показателя вязкости ПМ принимают скорость вращения ротора в угловых градусах, отнесенных к единице времени. 2. М-д ВУХИНа: в данном м-де фиксируемое(автоматически) усилие прямо пропорционально напряжению сдвига, кот. и принято в качестве относительной вязкости, изм-ся в паскалях или г/см³. 3. М-д УХИНа: изменение вязкости в период пластического состояния определяется по усилию деформации при постоянной ее скорости. При 400С самая максим. вязкость. *Газопроницаемость – измеряется по величине сопротивления струи инертного газа ч/з слой ПМ. Зависит от вязкости ( выше, чем выше вязкость). *Вспучиваемость – 2 м-ми: 1) М-д Одибер- Арню основан на характеристике изменения высоты угольного образца в процессе нагревания( для хорошо спекаемых углей). 2)ИГИ – ВУХИН по разности замеров высоты королька и брикета в трубке. (чем выше вязкость, тем ниже вспучиваемость).*Толщина пластического слоя – Аппарат Сапжникова. Непрерывное измерение движущегося пластического слоя при высоте угольной загрузки при одностороннем подводе тепла. Этот слой периодически измер-ся иглой, определяя нижний и верхний уровни. Перо вычерчивает пластометрическую кривую(Y).