- •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.
6.2.2 Обобщенный анализ потенциальных опасностей.
Перечень оборудования и потенциальных опасностей в процессе проведения работы приведен в таблице 6.3.
Таблица 6.3.
Обобщенный анализ потенциальных опасностей.
Наименование технологической операции |
Используемое оборудование |
Используемые реактивы |
Условия проведения технологической операции |
Выявление опасности и вредности |
Получение оксида углерода |
Колбы, газометр, аппарат Киппа, газовая горелка. |
Серная к-та, муравьиная к-та, цинк, соляная к-та |
Температура 60-60 °С, давление атмосферное. |
Возможность выброса кис лоты, ожогов горячей воды пламенем горелки. |
Получение углеродных материалов и их газификация |
Кварцевый :реактор, электроспираль. |
Исходный углеродный материал, диоксид углерода, газ электрокрекинга |
давление атмосферное. |
Возможность поражения эл. током, термических ожогов утечка газа. |
Определение адсорбционной емкости углеродных материалов |
Кварцевая трубка, сосуд Дьюара |
Жидкий азот |
давление атмосферное. |
Возможностьповреждения сосуда Дьюара и поражения осколками |
Электрокрекинг жидких углеводородов |
Стальной реактор, электродная пара , холодильник водяной , фильтр, ЛАТР, электропровода, провода газовой линии |
Дизельная фракция нефти |
давление атмосферное. |
Возможность поражения эл. током, термических ожогов утечка газа. |
Анализ газа. |
Хроматограф |
- |
Температура комнатная, давление атмосферное. |
- |
6.2.3 Обоснование мер безопасности при проведении потенциально опасных операций.
Для проведения эксперимента необходимо получить газ электрокрекинга. Газ электрокрегинга (ЭКГ) получали из дизельной фракции нефти на лабораторной установке. Установка состоит из реактора, счетчика газа, холодильника, манометра, фильтра-ловушки, ЛАТРа, электропроводящих кабелей, газовой линии. Работа с электроустановкой требует специальных мер предосторожности. Дизельная фракция нефти заливается в металлический сосуд, помещаемый в водяной холодильник. На электроды, опущенные в сырье, подается напряжение 110В. Газ, выходя из реактора, проходит через фильтр и поступает в газовую линию. Работа с электроустановкой в пожароопасной зоне требует специальных мер предосторожности. Все токопроводящие части установки должны иметь изоляцию. Установку необходимо располагать вдали от источников попадания влаги. Для обеспечения взрыво- и пожаробезопасности все части установки, находящиеся под напряжением, снабжены защитным кожухом.
Оксид углерода получают из серной и муравьиной кислот, которые обладают токсикологическими свойствами и требуют предосторожностей при их использовании для исключения ожогов кожи и слизистой оболочки дыхательных путей. Для получения СО муравьиную кислоту осторожно, по каплям, прикапывают к серной и колбу со смесью кислот опускают в стакан с водой, нагретой до температуры 60-80 °С. Осторожное добавление муравьиной кислоты и использование теплой (а не кипящей) воды исключают бурное начало реакции и предотвращают выброс кислот и получение ожогов.
Отработанные кислоты очень осторожно сливают в толстостенную колбу и нейтрализуют содой.
Перед началом эксперимента установка электрокрекинга проверяется на герметичность для предотвращения разбавления образующегося газа кислородом воздуха. Для этого перекрывается газоотводная трубка, подается некоторое количество исходного газа и проверяется падение уровня жидкости по жидкостному манометру. Затем, чтобы исключить возникновение взрывоопасных концентраций газов, система продувается исходной смесью в количестве 3 литра.
Установка электрокрекинга и установка процесса получения углеродных материалов расположены в вытяжном шкафу для исключения отравления оксидом углерода и газами электрокрекинга. Скорость движения воздуха 0,74 м/с. Вытяжной шкаф снабжен верхним и нижним отсосами воздуха для удаления образующихся газов.
Процесс получения углеродных материалов и их газификация осуществляется в реакторе, выполненном из кварцевого стекла, так как температура процесса 600-1040 оС. Реактор нагревается электрической спиралью до заданной температуры, которая поддерживается с помощью ЛАТРа и контролируется термопарой ХА.
По окончании эксперимента во избежании ожогов установка отключается от сети, реактор остывает и только после этого выгружают продукт реакции.
Анализ газа на хроматографе не является потенциально опасной операцией.
На случай аварийных ситуаций в лаборатории предусмотрен противогаз марки "А".