- •Дипломная работа
- •Введение.
- •2. Литературный обзор.
- •2.1 Технический углерод.
- •2.1.1 Строение и свойства технического углерода.
- •2.1.1.1 Строение частиц. Методы исследования [18,19].
- •Рентгеноструктурный анализ.
- •Электронная микроскопия высокого разрешения.
- •Исследование окисленных саж.
- •2.1.1.2 Дисперсность и методы ее определения [19].
- •Методы определения дисперсности.
- •2.1.1.3 Адсорбционные свойства. Методы исследования.
- •2.1.1.4 Структурность [19].
- •Метод комплексного анализа саж (метод ''КомпАс'').
- •2.1.2 Получение саж. [19, 63].
- •2.1.2.1 Печной способ.
- •2.1.2.2 Канальный способ [18].
- •2.1.2.3 Термический способ [19].
- •2.1.2.4 Ацетиленовые сажи [19].
- •2.1.3. Способы получения ацетиленсодержащих газов и сажи [19].
- •2.1.3.1. Термоокислительный пиролиз природного газа.
- •2.1.3.2. Электрокрекинг природного газа.
- •2.1.3.3. Разложение жидких углеводородов в различных видах электрических разрядов [19,71].
- •2.2 Волокнистый углерод.
- •3. Экспериментальная часть
- •3.1. Постановка задачи исследования.
- •3.2 Характеристика объектов исследования.
- •Характеристики волокнистого углерода.
- •3.3 Описание лабораторной установки и методик проведения экспериментов.
- •3.3.1 Описание лабораторной установки.
- •3.3.2 Методика проведения исследований.
- •3.3.2.1 Газохроматографическое определение адсорбционной поверхности.
- •3.3.2.2 Получение углеродных композиционных материалов.
- •3.3.2.3 Окисление углеродных композиционных материалов.
- •3.4 Полученные результаты и их обсуждение.
- •3.4.1. Обсуждение результатов процесса окисления исходных углеродных матриц.
- •3.4.2. Обсуждение результатов исследования процесса получения углеродных композиционных материалов путем разложения газа электрокрекинга на поверхности исходных матриц.
- •4. Технологическая часть.
- •Описание блок схемы.
- •Блок – схема исследований.
- •5.Экономическая часть. Введение.
- •5.1. Сетевой график исследования.
- •5.2. Смета затрат на проведение исследования.
- •5.2.1 Расчет заработной платы.
- •5.2.2 Затраты на сырье, материалы и реактивы (табл. 5.3.).
- •5 .2.3 Расчет затрат на электроэнергию для технологических целей (табл 5.5.).
- •Расчет затрат на электроэнергию
- •5.2.4 Расчет амортизации приборов и оборудования.
- •5.2.5 Накладные расходы
- •5.2.6 Суммарные затраты на проведение исследования .
- •5.3 Оценка эффективности работы [96, 97].
- •6. Охрана труда и промышленная экология.
- •6.1 Промышленная экология.
- •6.2 Охрана труда.
- •6.2.1 Токсические и пожароопасные свойства веществ.
- •6.2.2 Обобщенный анализ потенциальных опасностей.
- •6.2.3 Обоснование мер безопасности при проведении потенциально опасных операций.
- •6.2.4. Электробезопасность.
- •6.2.5. Санитарно-гигиенические условия в лаборатории.
- •6.2.6 Пожарная безопасность в лаборатории и средства пожаротушения.
- •7. Выводы.
- •8. Список литературы.
3. Экспериментальная часть
3.1. Постановка задачи исследования.
Углерод–углеродные и углерод–металлические композиционные материалы является новым, современным этапом в области создания и изучения дисперсных углеродных структур. Они обладают рядом уникальных, ценных свойств, обусловленных морфологией агрегатов, внутренним строением частиц, химическим и кристаллографическим составом. Характерной особенностью этих объектов является возможность целенаправленной модификации и изменения их свойств, что позволяет создавать материалы, отвечающие определенным требованиям. Это обстоятельство предопределяет необходимость выявления и исследования факторов, влияющих на характеристики получаемых продуктов. Из литературных источников известно, что свойства волокнистого углерода и УУКМ находятся под влиянием таких факторов процесса как: температура и продолжительность процесса, вид и состав сырья, природа катализатора-реагента.
Целью данной работы являлось исследование возможности получения дисперсных углеродных структур с использованием нового вида сырья – ацетиленсодержащих газов электрокрекинга жидких нефтепродуктов. Данные, представленные в литературе, свидетельствуют о том, что разложение жидких органических продуктов в электрических разрядах является одним из наиболее эффективных способов комплексной переработки углеводородного сырья, в том числе высококипящих нефтепродуктов и нефтяных остатков, продуктов, получаемых при термической переработке твердых горючих ископаемых.
Также в задачу работы входило изучение влияния природы и свойств поверхности исходных матриц, температуры, продолжительности процесса на характер образования и свойства углеродных композиционных материалов.
3.2 Характеристика объектов исследования.
В данной работе исследовались свойства углеродных композиционных материалов, получаемых из газов электрокрекинга с использованием различных матриц. В качестве исходных матриц были выбраны: волокнистый углерод (ВУ), деметаллизированный волокнистый углерод (ДВУ), неорганический остаток, образующийся при газификации ВУ (НО), технический углерод марки N330 (N330).
Волокнистый углерод был получен на Воскресенской опытно-промышленной установке из ретурных газов аммиачного производства, состав которых представлен в таблице 3.1.
Таблица 3.1.
Состав ретурных газов аммиачного производства.
Компонент |
Содержание, % об.
|
Н2 СО СО2 N2 Всего |
7,62 60,41 27,97 4,00 100 |
Условия синтеза: температура Т = 400оС, объемная скорость газа w = 1000ч-1.
Использовался катализатор синтеза аммиака СА-1В состава:
Содержание железа 71.9 %.
Fe2O3 64% (54%);
FeO 29%(36%);
К2O 0.7%(0.1%);
Аl2О3 3%(4%);
СаО 2%(3%);
MgO до 0.7%;
SiO2 до 0.7%.
Физико-химические свойства катализатора:
Плотность - 4.8 г/мл;
Пористость - 10-30 %;
Радиус пор - 11-13нм;
Удельная адсорбционная поверхность - 10-13 м2/г.
Характеристики, исследуемого волокнистого углерода представлены в таблице 3.2.
Таблица 3.2