- •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.
Характеристики волокнистого углерода.
Показатель |
Значение |
Fe, % масс |
39,9 |
Йодное число, г/кг |
106,1 |
Адсорбция дибутилфталата, см3/100г |
73 |
Адсорбция дибутилфталата сжатым образцом, см3/100г |
60 |
Удельная внешняя поверхность по ЦТАБ,м2/г |
113,3 |
Удельная внешняя поверхность по БЭТ, м2/г |
184,2 |
Удельная внешняя поверхность по N2, м2/г |
144,0 |
pH водной суспензии, ед. |
10 |
Зольные примеси (800о С) % |
61,5 |
Доля серы, % масс. |
Отс |
Толуольное обесцвечивание, % |
97 |
Удельный объем, см3/г |
1,8 |
Потери при нагревании, % масс. |
28 |
Насыпной вес, г/дм3 |
740 |
Остаток зольный, % масс.: K на K2O |
0,83 |
Сa на Ca |
2,08 |
Mg на MgO |
0,18 |
Si на SiO2 |
0,3 |
P на P2O5 |
0,1 |
Получение ВУ: - каталитическое диспропорционирование СО; - каталитическое разложение углеводородов. t = 600-1300 оС; Р = 0,1 МПа. Катализатор: Ме, МеО; Ме = Fe, Ni, Co, Cu, Pt. Области применения: - наполнитель полимерных матриц для получения электропроводящих, магнитных материалов, повышения стойкости к воздействию ЭМИ, усиления и упрочнения; - носитель катализаторов или самостоятельная каталитическая система; - адсорбент в процессах очистки и разделения газообразных и жидких смесей; - компонент водородных топливных элементов; - материал отрицательных электродов в химических источниках тока [96]. |
|
Деметаллизированный волокнистый углерод получали обработкой ВУ раствором соляной кислоты в течении 48 часов. ДВУ отфильтровывали и промывали дистиллированной водой до отрицательной реакции на хлорид ион. После этого образец 72 часа сушили под тягой и 5 часов в термошкафу при температуре 200оС. По результатам химического анализа содержание железа в конечном продукте составляет около 2,2%. Характеристики ДВУ представлены в таблице 3.3.
Таблица 3.3
Характеристики ДВУ.
Показатель |
Значение |
Fe, % масс. |
2,2 |
Йодное число, г/кг |
176,8 |
Адсорбция дибутилфталата, см3/100г |
122,0 |
Адсорбция дибутилфталата сжатым образцом, см3/100г |
100 |
Удельная внешняя поверхность по ЦТАБ, м2/г |
188,8 |
Удельная внешняя поверхность по БЭТ, м2/г |
307,0 |
Удельная внешняя поверхность по N2, м2/г |
288,2 |
Удельный объем, см3/г |
4,1 |
Потери при нагревании, % масс. |
11,2 |
Насыпной вес, г/дм3 |
244 |
Получение: обработка ВУ раствором НCl. Области применения: см. данные таблицы 3.2. |
|
ТУ марки N330 была выбрана в качестве эталонного, вспомогательного образца для проведения сравнительного анализа изменений свойств материалов в процессе исследования. ТУ N330 является наиболее широко применяемой в промышленности
маркой сажи. Характеристики ее представлены в табл. 3.4.
Таблица 3.4.
Характеристики ТУ N330.
Показатель |
Значение |
1 |
2 |
Йодное число, г/кг |
82 |
Адсорбция дибутилфталата, см3/100г |
102 |
Адсорбция дибутилфталата сжатым образцом, см3/100г |
88 |
Удельная внешняя поверхность по ЦТАБ,м2/г |
82 |
Удельная внешняя поверхность по БЭТ, м2/г |
79 |
Удельная внешняя поверхность по N2, м2/г |
83 |
pH водной суспензии |
6,7 |
Зольные примеси (800о С) % |
1 |
Доля серы, % масс. |
Отс |
Толуольное обесцвечивание, % |
- |
Удельный объем, см3/г |
3,1 |
Продолжение таблицы 3.4.
1 |
2 |
Потери при нагревании, % масс. |
6,2 |
Насыпной вес, г/дм3 |
375 |
Получение сажи N330: Печной способ – термическое разложение жидких нефтепродуктов в различных по конструкции реакторах с регулируемыми конструктивными параметрами. Температура процесса – 1100-1900 оС, сырье – нефтяные масла с повышенной степенью ароматизации. Области применения: - активный усиливающий наполнитель в производстве шин и РТИ; - наполнитель для защиты полимерных материалов от термического окисления и воздействия ультрафиолетового излучения; - получение теплопроводящих материалов (протекторы шин, тормозные накладки, электрокабели); - производство пигментов и красок; - производство электроугольных изделий, получение антифрикционных графитов, конструкционных материалов с повышенной термостойкостью.
|
|
В качестве сырья для получения углеродных материалов использовали газ электрокрекинга дизельной фракции нефти (ЭКГ) (начало кипения - 165ºС, конец кипения 346ºС; плотность – 0,8455 г/см3). Состав газа представлен в таблице 3.5.
Таблица 3.5.
Состав газа электрокрекинга дизельной фракции нефти.
Компонент |
Объемная концентрация в ЭКГ, % об. |
С2Н2 |
27,5 |
СnН2n |
10,8 |
СnН2n+2 |
4,5 |
H2 |
57,2 |