Диссертация (1090080), страница 4
Текст из файла (страница 4)
По окончании эксперимента из реактора выгружали суспензию,представляющую собой жидкие продукты крекинга с диспергированной в нихсажей.На рисунке 1.2 представлена схема лабораторного реактора, использующегонизковольтные нестационарные разряды для разложения сырья.1 – корпус реактора; 2 – крышка реактора; 3, 4 – фланцы; 5 –фторопластовый уплотнитель; 6 – стационарные электроды; 7 – подвижныйэлектрод; 8 – электрододержатель; 9, 11 – штуцер; 10 – водяная рубашка; 12 –карман для термопары.Рисунок 1.2 - Схема реактора электрокрекинга органического сырья25В качестве показателя, характеризующего степень разложения сырья, былиспользован выход газа (лгаза/лсырья).
Такой показатель нивелировал влияниеколичества промежуточных контактов и вязкости сырья на интенсивностьгазовыделения.1.2.2.2 Получение саж электрокрекинга органического сырьяОбразовавшуюсявреактореэлектрокрекингасырьясуспензию,представляющую собой жидкую фазу с диспергированной в нее сажей,подвергалифильтрации.Процессфильтрования под вакуумом.фильтрациипроводилинаустановкеВ качестве продуктов процесса рассматривалипасту, представляющую собой сажу, с адсорбированными на ее поверхностижидкими веществами и фильтрат.Выделение из пасты сажи осуществляли в аппарате Сокслета. Для этого втечение 24 часов проводили экстракцию жидких веществ из навески пасты. Вкачестве экстрагирующего агента использовали растворитель марки 646.Оставшуюся после экстрагирования жидких веществ сажу сушили в сушильномшкафу марки SNOL 24/200 при температуре 130 С до достижения образцомпостоянства массы.1.2.2.3 Анализ исходного сырья и продуктов процесса электрокрекингаорганического сырьяОпределение содержания в газах углеводородов проводили методом газоадсорбционной хроматографии на хроматографе марки 3700, снабженнымдетектором по теплопроводности.
Условия проведения анализа: ток мостадетектора 90 мА; газ-носитель – азот с расходом 25 мл/мин; температуратермостата колонок 70 оС; длина колонки 7 м, диаметр 2 мм; хроматографическаяфаза - Al2O3 фракцией от 0,15 до 0,25 мм, промотированный 5% раствором NaOH.Дляповышениячувствительности,упрощениякалибровкииобработкихроматограмм в газовой линии хроматографа, между хроматографической26колонкой и детектором, устанавливали обогреваемую реакционную колонку дляконверсии углеводородов до водорода. Температура реакционной колонки 850 оС;длина реакционной колонки 0,2 м, диаметр 5 мм; насадка реакционной колонки –окись меди и железная стружка (расположены последовательно). Регистрациюсигнала детектора и обработку хроматограмм проводили с помощью аппаратнопрограммного комплекса «ЭКОХРОМ».Определение содержания в газах оксидов углерода, водорода и метана,проводили методом газо-адсорбционной хроматографии на хроматографе марки«БИОХРОМ»,снабженногодетекторомпотеплопроводности.Условияпроведения анализа: ток моста детектора 90 мА; температура термостата колонок100 оС; газ-носитель – аргон с расходом 30 мл/мин; длина колонки 2 м, диаметр 2мм; хроматографическая фаза - активированный уголь марки СКТ фракцией от0,2 до 0,3 мм.
Регистрацию сигнала детектора и расчет хроматограмм методомотносительной калибровки по монооксиду углерода осуществляли с помощьюаппаратно-программного комплекса «ЭКОХРОМ».Для газов, в составе которых одновременно присутствуют газообразныеуглеводородыиоксидыуглерода,вкачествебазовой,принималасьхроматограмма, полученная на хроматографе марки 3700. Площадь пиковвеществ, полученных на хроматографе марки «БИОХРОМ», умножалисьнапоправочный коэффициент, учитывающий различные условия анализа, ирассчитывающийся по следующей формуле:АSCH4SCH43700(1.14)БИОХРОМгде А - поправочный коэффициент;SCH43700 – площадь пика метана на хроматограмме, полученной нахроматографе марки 3700;SCH4БИОХРОМ - площадь пика метана на хроматограмме, полученной нахроматографе марки «БИОХРОМ».27Для расчета коэффициента использовались значения площадей метана, т.к.
данноевещество определялось на обоих хроматографах. Далее, площади пиков веществобеих хроматограмм суммировались, по соотношению площади пика вещества ксумме площадей пиков веществ рассчитывалась концентрация вещества в газе.Определение фракционного состава осуществлялось по ГОСТ 2177-99«Нефтепродукты. Методы определения фракционного состава» на аппаратеАРНП-1.Пикнометрическую плотность определяли согласно ГОСТ 3900-85 «Нефтьи нефтепродукты.
Методы определения плотности».Определение коэффициента рефракции проводилось с использованиемрефрактометра типа Аббе.КомпонентныйсоставопределялинахроматографеХроматографукомплектованпламенно-ионизационнымселективнымдетекторомдетекторомипомаркидетектором,теплопроводности6890N.масс(ХМС).Хроматограф оснащен аппаратно-программным комплексом ChеmStation и имеетмасс-спектрометрическуюбазуNIST98дляпроведенияавтоматическойидентификации веществ.Рентгенофазовый анализ (РФА) проводили на дифрактометре ДРОН-2 сиспользованием медного К излучения и графитового кристалла-монохроматора.СъемкапроводиласьпосхемеБрегга-Брентано.Регистрацияотраженияосуществлялась сцинциляционным счетчиком СРС-4.
В качестве измерительнорегистрирующего устройства применялось полупроводниковое электронновычислительное устройство ПР-14М и самописец КСП-4. Режим работыдифрактометра ДРОН-2: угол записи - 1 в минуту, напряжение 35кВ, сила тока20мА. Глубина запрессовки тонко измельченного образца в плексигласовойкювете составляла 0,5мм. Погрешность записи дифрактограммы отметчикоммаксимальных пиков составляет 0,01.Сорбционную активность образцов углеродных материалов определяли пометиловому оранжевому из водного раствора по ГОСТ 4453-74 «Уголь активный28осветляющийдревесныйпорошкообразный.Техническиеусловия».Дляизмерений по метилоранжу использовался фотоэлектроколориметр типа КФК-2(светофильтр с длиной волны λ=390-410 нм), кюветы с толщиной поглощающегослоя 10 мм, центрифуга ЦУМ-1, аппарат для встряхивания жидкостей АВУ-1.Истинную плотность образцов определяли на основе методики ГОСТ 390085 «Нефть и нефтепродукты.
Методы определения плотности».пикнометр,Для этого вс известным водным числом, помещают навеску материала иналивают жидкость известной плотности (изопропиловый спирт). Помещаютпикнометр в термостат и выдерживают в течение 30 минут при температуре 70 Сдля удаления из материала, содержащегося в нем воздуха.
Далее пикнометрохлаждают до 20 ºС, доводят уровень жидкости в пикнометре до метки ивзвешивают. Плотность образца рассчитывают по следующей формуле:УМ МУМVВОДА VИПС(1.15)где УМ - истинная плотность углеродного материала;МУМ – масса образца углеродного материала;VВОДА – водное число пикнометра;VИПС – объем изопропилового спирта.Удельные адсорбционную и внешнюю поверхности, конечную степеньзаполнения пор пироуглеродом (характеризующую структурность материала),определяли на установке с использованием метода комплексного анализа саж(КомпАС).
На рисунке 1.3 представлена схема установки.При определении удельной адсорбционной поверхности из баллонов черезредукторы, редукционные краны и дроссели на смеситель подавали гелий и азот.В смесителе образовывалась газовая смесь, содержащая 90 % Не и 10 % N2.Расход газовой смеси (2 л/ч) контролируют по пенному измерителю. После29смесителя, через фильтр и кран тонкой регулировки расхода, газ направляли водин из каналов катарометра.
Затем газ попадал в дозатор.1 – детектор; 2 – дозатор; 3 – баллон гелия; 4 - баллон азота; 5 – редуктор; 6– кран редуктора; 7 – дроссель; 8 – смеситель; 9 – фильтр; 10 – манометр; 11 –кран тонкой регулировки расхода; 12 – расходомер; 13 - U-образная кварцеваятрубка с образцом; 14 - сосуд Дьюара с жидким азотом; 15 – осушитель; 16 –лабораторный автотрансформатор; 17 – потенциометр; 18 – ротаметр; 19 –термопара; 20 - манометр; 21 – электропечь.Рисунок 1.3 - Схема установки КомпАСПри выходе из него газовый поток направляли либо через трубку с тестируемымматериалом, масса которого 0,1 ± 0,03 г, и далее во второй канал катарометра,либо непосредственно в последний.
Это обеспечивает нормальный режим работыячеек детектора, которые должны постоянно продуваться потоком газа. Дляудаления из материала влаги навеску образца, после вытеснения воздуха из30газовых линий, выдерживали в течение 5 минут при температуре 800 С.
Далее,трубку погружали в сосуд Дьюара, наполненный жидким азотом. Разницаконцентраций азота в токе инертного газа до и после прохождения U – образнойтрубки фиксировали нааппаратно-программномкомплексе«ЭКОХРОМ»хроматографа в виде пика, площадь которого пропорциональна объему азота,адсорбированного навеской образца.
Аналогично определялась площадь пикаадсорбции азота, навески эталонного образца с известной адсорбционнойповерхностью. Расчет удельной адсорбционной поверхности осуществляли поформуле:АО SOК *SЭТ(1.16)где А0 - удельная адсорбционная поверхность;SO – площадь пика адсорбции азота образца;SЭТ – площадь пика адсорбции эталонного образца;К – коэффициент.Для определения структурированности образца, исследовалась динамикаизмененияегоадсорбционнойповерхностивпроцессеуплотненияпироуглеродом.
Для этого углеводородный газ с расходом ~ 6 л/ч направляют вротаметр и осушитель, далее он поступает в реактор, содержащий известнуюнавеску материала. После предварительной продувки, реактор помещают вэлектропечь с заданной температурой. По истечении установленного времени,подача газа прекращается, трубка извлекается из печи, охлаждается иподключается к газовой линии хроматографа для измерения текущего значенияадсорбционной поверхности. Уплотнение продолжают до тех пор, пока удельнаяадсорбционная поверхность материала, определяемая по низкотемпературнойадсорбции азота, не становится близка нулю.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
