Процесс - образование - сажа
Cтраница 3
 |
Кривые напряжение - деформация вулканшат з из НК с разным содержанием печной сажи типа HAF. [31] |
Большинство практически используемых активных наполнителей должно характеризоваться некоторым фактором формы /, поскольку наполнители обладают несферическими частицами. Различают [173] первичные структуры ( короткие цепочки), получаемые в процессе образования сажи, и вторичные ( цепочки сетки), возникающие при распределении наполнителя в смеси и обнаруживаемые электронно-микроскопическим исследованием. [32]
При получении канальной и антраценовой сажи в отходящих газах содержится до 20 объемн. Это объясняется тем, что через аппаратуру проходит много воздуха, не участвующего в процессах образования сажи. Метан и высшие углеводороды в отходящих газах содержатся обычно в небольшом количестве, их наличие свидетельствует о том, что процессы разложения сырья протекают не полностью. [33]
По коэффициенту выхода сажи можно сравнивать различные виды сырья, хотя он и неполностью отражает реальные условия процесса образования сажи. [34]
Результаты, полученные при измерении дифференциальных скоростей образования сажевых частиц и смолистых продуктов по высоте диффузионного факела метана, позволяют высказать предположение, что смола является первичным продуктом в процессе образования сажи. Однако такое истолкование механизма образования сажевых частиц не приближает нас к его разрешению. Процесс образования сажи, как всякий процесс образования дисперсной фазы, слагается из двух процессов: процесса образования зародышей и процесса роста этих зародышей, причем скорость образования частиц лимитируется скоростью образования зародышей. [35]
Эмульгированные частицы воды диаметром примерно до 50 мк при распыливании сырья не укрупняются, а попадают в каплю сырья. При нагревании такой капли вода из нее испаряется со взрывом, дополнительно распыляя сырье. В результате уменьшения размеров капель сырья скорость процесса образования сажи увеличивается, а время пребывания молекул углеводорода и частиц сажи в зоне сажеобразования вокруг испаряющейся капли уменьшается, что приводит к уменьшению структурированности сажи. [36]
В условиях получения печных активных саж парафиновая часть молекулы в процессе сажеобразования участия, по-видимому, не принимает. Однако некоторое количество углерода парафиновой структуры ( до 15 %) может ускорить образование углеводородных радикалов, способных превращаться в зародыши сажевых частиц. Ненасыщенные связи в боковых цепях ароматических углеводородов также способствуют ускорению процесса образования сажи. [37]
Наиболее существенные изменения необходимо внести в рассмотрение образования сажи из бензола и некоторых ненасыщенных алифатических соединений, таких, как бутадиен. Кроме того, даже в очень короткие промежутки времени появляются некоторые замещенные дифенилы и смолы, которые могут давать вклад в процесс образования сажи. Примерно так же обстоит дело при пиролизе бутадиена: первоначально образуются полиеновые или полиацетиленовые структуры ( а не ацетилен), из которых углерод выделяется гораздо быстрее. Поэтому можно безошибочно утверждать, что для быстрейшего образования сажи необходимо присутствие не самого ацетилена, а высших ненасыщенных алифатических соединений. [38]
Природные углеводороды - метан и его гомологи - являются ценным химическим сырьем для производства различных исходных для синтеза материалов. Наиболее крупномасштабные производства связаны с термической переработкой метана и его гомологов. Термическое разложение метана используется при температурах 900 С для производства сажи, являющейся сырьем при изготовлении резины, углеграфитовых материалов, типографических красок и др. В промышленности производство сажи организовано по трем технологическим процессам: термический, когда сажа образуется при разложении метана без доступа воздуха при температурах - 1200 С; канальный - процесс осуществляется путем осаждения сажи из коптящего диффузионного пламени с температурой 1350 С на металлическую поверхность; печной - процесс образования сажи осуществляется при неполном сгорании метана в турбулентном потоке в специальных печах. [39]
Однако каков бы ни был химический механизм процесса, он должен подчиняться физико-химическим закономерностям образования новой фазы. Таким образом, возникновение сажи аналогично образованию твердой дисперсной фазы при конденсации. В этом смысле механизмы образования сажи и снега аналогичны. Однако лежащая в основе образования сажи химическая реакция разложения углеводорода приводит к глубокому качественному различию процессов образования сажи и новой фазы при конденсации, протекающей в отсутствие химической реакции. Это различие определяется прежде всего механизмом образования зародыша. При конденсации зародышем являются возникающие в результате флуктуации частицы, состоящие из нескольких молекул. Подобная частица не может быть зародышем сажевой частицы, так как она не может дать начало химической реакции, сопровождающейся выделением углерода. Причем этот радикал должен быть способен вступить в реакцию с исходной молекулой углеводорода с образованием нового, более тяжелого и богатого углеродом радикала. Это различие объясняется следующими причинами. При конденсации размеры зародыша определяются пересыщением системы. Если размеры частицы меньше критических, то равновесное давление пара над ней больше, чем давление в газовой фазе, и ее рост за счет конденсации невозможен. Такая частица термодинамически неустойчива и не только не может расти, но неизбежно должна распасться. [40]
Во всех опытах сажа обнаружена только выше зоны реакции. Ниже зоны реакции в некоторых опытах ( пламя бензола) были обнаружены пленкообразные смолистые отложения. Количество отложений заметно возрастало при перемещении от оси факела к периферии, что свидетельствует о переменной толщине зоны реакции и, следовательно, о разном времени пребывания в ней продуктов реакции. Причем интенсивность процесса образования сажи возрастает по мере удаления от оси пламени к периферии. [41]
Страницы: 1 2 3