15. Углеродные волокна, получение, применение.

Относятся к важнейшим жаростойким материалам и применяются в ракетостроении и самолетостроении. Эдисон впервые получил углеродную нить (для накаливания). Углеродные волокна – химически чистое вещество на 99,9 % состоящее из углерода. Исходным сырьем является: Химические и природные волокна, любые волокнистые материалы, полимеры, богатые углеродом или их смеси, каменноугольные смолы, их пеки, лигнины и т.д.

Процесс получения углеродных волокон из органических волокон состоит из 2 стадий: карбонизации и графитизации. Карбонизация – t 900 – 1000 0С, содержание С – 90 – 99 %, карбонизированные волокна. Графитизация – t 2600 – 2800 0С, из карбонизированных волокон получают графитированные волокна с содержанием С более 99 %.

Углеродные волокна имеют разную форму: нить, жгут, войлок. Материал является ломким и требует определенных технологий.

16. Получение жидких у/в из угля.

Процессы получения жид. УВ явл. термохимическими в восстановительной среде. Существует два способа получения синтетических жидких топлив и химических соединений:

1. прямая гидрогенизация ТГИ в жид. продукты

2. синтез на основе синтез – газа, полученного газификацией ТГИ

Для превращения органической массы угля в жидкие продукты применяли высокое давление водорода (250 атм. для бурого и 300 – 700 атм. для каменного угля) при 480–490ºС. Выход жидких продуктов составляет 55–61%, расход водорода 6%. Жидкие гидрогенизаты, содержащие 10 – 15% фенолов, 3 – 5% азотистых оснований и 30 – 50% ароматических УВ, подвергают гидрогенизации и получают 40 – 45% автомобильного или 25 – 27% авиационного бензина. В процессах гидрогенизации участвуют не только газообразный водород, но и водород растворителя (донора) и самого угля. Покрытие расхода водорода за счет угля приводит к образованию кокса и снижению продуктов сжижения.

Выход жидких продуктов гидрогенизации зависит от стадии химической зрелости углей, определяемой отношением Н/С. На поведение углей в процессе гидрогенизации влияют присутствующие в углях микроэлементы. Установлен следующий ряд относительной каталитической активности микроэлементов в углях при гидрогенизации: Ni > Co > Cu > V >> B, Pb, Cr >> Ba > Mn > Ca, ряд элементов – щелочные, ванадий, барий и некоторые др. – может отрицательно воздействовать на процесс гидрогенизации.

17. Технология производства синтез-газа.

Синтез газ – смесь СО и Н2, его добывают из СН4, но первонач. открыт как произв. газификац. ТГИ. Сырьё – кокс, газифицирующий агент – смесь вод. пара с О2 или осушенный возд.

Газогенератор

Конверсия СО↓

Синт. газ+СО2↓→ (Синтез углеводородов)

Компрессия(16-25атм)↓

Вод. промывка↓

Синт. газ(16-25%) СО2+Н2О↓

Синтез спиртов

Получ г. имеет след показат: СО-64,6%, Н2-28,7%, СО2-5,7%, N2-1%. Впервые синтезировали в 1904 г СН4 из СО и Н2 применив Ni кат. Пром. синтез углеводор. из СО и Н2 на Fe-Со кат – синтез Фишера – Тропша. Наметилось 3 направл.: 1) Синтез низших спиртов; 2) Высших спиртов; 3) углеводородов. В 1934г начала работать установка синтеза метанола по Ф-Тр. Синтез идёт при t 300-420оС, Р(300-500атм), кат сод. Zn ,Cu, Cr. СО + 2Н2=СН3ОН; СО2 + 3Н2=СН3 + Н2О; СО + Н2О=СО2 + Н2=СН3 + Н2О.