- •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.
2.1.2 Получение саж. [19, 63].
Технический углерод производится несколькими методами, существенно различающимися по технологии и качеству получаемого продукта. Промышленные способы производства саж основаны на разложении углеводородов под действием высокой температуры. Образование сажи в одних случаях происходит в пламени горящего сырья при ограниченном доступе воздуха, в других - при термическом разложении сырья без доступа воздуха. Некоторые виды сажи получают, извлекая ее из продуктов синтеза различных углеводородов, например, при синтезе ацетилена из метана. Каждый из этих способов получения технического углерода имеет ряд разновидностей. Наиболее важным является печной, канальный и термический процессы.
2.1.2.1 Печной способ.
Печной способ производства получения саж является наиболее распространенным, и в настоящее время до 80% саж вырабатывается этим способом. Печи, в которых происходит процесс образования сажи, могут работать на газовом или жидком топливе, а также на смесевых топливах. Сырье вводится в нагревательную камеру, в которой находятся продукты сгорания газообразного или жидкого топлива. Под действием высоких температур оно разлагается, образуя частички термического углерода. Последующая обработка включает охлаждение саже–газовой смеси водой, отделение частичек сажи от газообразных продуктов и сбор их. Физические и химические свойства сажи, полученной таким непрерывным методом, зависит от исходного сырья, скорости впрыскивания, температуры печи и ее конструкции. Изменяя эти параметры, можно достаточно точно контролировать размер частиц и структурность саж. Большая часть изготовителей выпускают технический углерод в виде гранул, таблеток или в виде порошка.
Производство сажи печным способом имеет следующие преимущества:
возможность получения саж с разнообразными технологическими свойствами. Так, печным способом можно получать высокодисперсную сажу с удельной поверхностью до 140 м2/г и низкодисперсную с удельной поверхностью 16 м2/г;
высокий выход саж, вследствии чего себестоимость печных саж, как правило, ниже себестоимости саж, полученных другими способами;
легкость управления процессом сажеобразования, что позволяет получать сажи с заранее заданными свойствами.
Применяется несколько технологических схем производства сажи печным способом. Они различаются способами подготовки сырья, конструкциями реакторов, способами охлаждения смеси сажи и газа, а также способами извлечения технического углерода из газов.
Наиболее часто используемой является технологическая схема с применением цилиндрических реакторов, и улавливанием сажи электрофильтрами, циклонами и пенными аппаратами.
2.1.2.2 Канальный способ [18].
Промышленное использование природного газа привело к интенсивному применению канального метода получения сажи. Впервые этот технологический процесс был осуществлен в 60-х гг. 19в. в США. Применяемый в настоящее время способ его получения в принципе остался без существенных изменений, усовершенствована лишь производственная аппаратура.
Сущность процесса заключается в выделении сажи из пламени горящего природного газа на движущуюся над пламенем осадительную поверхность. Введение в пламя холодной поверхности приводит к тому, что рост образующихся в нем частиц сажи и соединение их в цепные структуры прерывается.
Получаемая канальная сажа обладает высокой дисперсностью.