Микроструктура - кокс
Cтраница 3
За последние примерно десять лет, благодаря применению методов оптической и электронной микроскопии высокого разрешения, были достигнуты определенные успехи в изучении механизма процессов коксообразования при низкотемпературной карбонизации различ - / V jx пеков. Исследованиями Брукса и Тейлора [39-42], предложившими гипотезу процесса коксообразования через мезофазные превращения коксуемого сырья, а также других авторов [43-54] было показано, что начальной стадией формирования микроструктуры коксов является образование частиц мезофазы - слоистых жидких кристаллов, состоящих из ароматических макромолекул и обладающих анизотропией свойств. Считается, что первые сферы мезофазы размерами - 0 1 мк появляются в зависимости от типа коксуемого сырья при температурах - 360 - 520 с. За счет слияния соприкасающихся сфер происходит укрупнение частиц. Скорость образования таких частиц определяется продолжительностью и температурой обработки, а также вязкостью изотропной массы. Процесс укрупнения сфер и образования мезофаз-ной матрицы сопровождается деформациями, приводящими к изменению формы частиц мезофазы. Деформированные частицы мезофазы в дальнейшем образуют жесткий коксовый каркас, состоящий из графитопо-добных слоев. В этой стадии пластичность материала и подвижность М1хромолекул резко снижаются, что в условиях продолжающихся химических превращений, сопровождающихся выходом летучих и усадками, приводит к образованию микротрещин и пор. [31]
Это свидетельствует о формировании микроструктуры коксов соответственно составляющим структур по вероятностно-статистическому закону. [32]
 |
Микроструктура нефтяного кокса, полученного из пиролизной смолы, обогащенной ме-зофазой. [33] |
Явно выраженная площадка сигнала электронного парамагнитного резонанса, соответствующая температурному интервалу существования мезофазы [2-21], свидетельствует о ее пониженной способности к рекомбинациям и в связи с этим относительно меньшей вероятности образования поперечных связей. Следовательно, регулирование режима коксования в узком температурном интервале 410 - 435 С может привести к существенным изменениям структуры и свойств кокса и графити-рованного материала. На рис. 2 - 6 приведена микроструктура кокса, полученного из пиролизной смолы, обогащенной мезофазой, путем выдерживания смолы при температуре около 410 С и последующего коксования. [34]
 |
Изменение УЭС кокссв от содержания асфальтенов в сырье коксо-ванн я ( остатки мангышлакской нефти. [35] |
После прокаливания коксов при 1300 С в течение 5 ч изменения свойств образцов кокса сохраняются в той же зависимости. Минимальными значениями УЭС и d002 обладают коксы из деасфальтизатов, крекинг - остатков и дистиллятных продуктов, а величина истинной плотности ( Du) для них наибольшая. Микроструктура коксов из деасфальтизатов и, особенно, из дистиллятных продуктов, характеризуется тонкими нитевидными волокнами, ориентированными параллельно друг другу. Поры в таких коксах, как правило, имеют вытянутую форму и направлены вдоль волокон. Коксы с такой структурой при дроблении образуют иглообразные частицы с ярко выраженной анизометрией ( 3 0 - 3 5 отн. [36]
Крекинг углеводородов сопровождается разной степенью в течение всего процесса коксообразования. Моделъ крекинга определяет групповой состав компонентов реагирующего продукта. Модель пековой фазы описывает определенное физическое состояние жидкой фазы - застудневание и характеризует химические реакции поликонденсации и физические процессы агрегирования. Модель образования системы пор описывает фазовый переход из состояния жидкой фазы в твердое. Она позволяет используя второй подуровень, прогнозировать микроструктуру кокса. [37]
В результате прокалки необходимо достичь максимально возможной усадки, чтобы избежать допол-нтч. При нагревании кокса в печи в интервале температур 430 - 725 С наблюдается значительное расширение кокса, максимум которого приходится на температуру 500 - 550 С. Затем наступают усадочные явления, которые происходят при 750 - 1300 С. Дальнейшее повышение температуры вновь приводит к расширению кокса. Поэтому температура прокалки коксов не должна превышать 1300 С и для каждого вида кокса устанавливается экспериментальным путем, так как расширение и усадка кокса зависят от природы и состава сырья коксования, от микроструктуры коксов, от количества и качества недококсованной части. [38]
Страницы: 1 2 3