05.17.07 «Химия и разработка топлив и особых продуктов» по хим и техническим наукам2.3. Стадии процесса углеобразования

Торфяная стадия гумусовых и сапропелитовых углей. Виды торфяников. Озерные и морские сапропели. Групповой состав, характеристики, строение торфов. Происхождение и догадка о строении гуминовых кислот. Торфяные битумы, их состав и характеристики.

Области внедрения торфов и сапропелей. Месторождения торфов и сланцев в Рф.

Буроугольная стадия. Бурые угли, богхеды, сланцы. Типы бурых углей: землистые, плотные, лигниты. Групповой состав бурых углей. Состав и области внедрения восков, смол, гуминовых кислот, остаточного угля. Главные месторождения бурых углей в Рф. Общая черта богхедов. Типы богхедов: плотные, слоистые. Выход и состав товаров, извлеченных из богхедов по данным щелочного гидролиза. Припасы углей и пути использования сапропелитовых углей.

Каменноугольная стадия. Антрациты. Каменноугольная стадия углеобразовательного процесса. Отличительные признаки каменных углей и антрацитов. Битумы каменных углей. Припасы и внедрение. Теории образования каменных углей в природе: теория метаморфизма, биохимическая, Стадникова и др.

Сланцы. Общая черта сланцев. Месторождения сланцев в Рф и СНГ. Особенности критерий образования сланцев. Типы сланцев. Состав органической и минеральной составляющих сланцев. Припасы и пути использования сланцев.

2.4. Систематизация горючих ископаемых

Единая и промышленная систематизация горючих ископаемых в Рф и за рубежом. Интернациональная кодификация каменных и бурых углей.

2.5. Способы исследования структуры жестких горючих ископаемых

Физические и физико-химические способы исследования строения углей. Микропористость жестких горючих ископаемых по данным электрической микроскопии, систематизация пор. Физические характеристики углей: теплотворная способность, плотность, крепкость, электропроводность, теплоемкость, теплопроводимость и их конфигурации зависимо от степени углефикации. Способности способов рентгеноструктурного анализа, ЯМР, ИК-УФ-спектроскопии, масс-спектроскопии и других в исследовании молекулярной структуры углей. Природа парамагнетизма жестких горючих ископаемых по данным ЭПР.

Формы соединений гетероатомов (О, N, S) в угле. Минеральная часть угля. Органо-минеральные комплексы. Деструктивные способы исследования структуры жестких горючих ископаемых.

Окислительная деструкция. Состав товаров окисления гумусовых и сапропелитовых углей. Новые способы окисления (озонолиз). Механизм окисления жестких горючих ископаемых. Выветривание и самовозгорание ТГИ. Изменение параметров ТГИ в процессе выветривания. Теории и механизм автоокисления углей. Способы борьбы с самовозгоранием.

Тепловая деструкция ТГИ. Выход и состав товаров полукоксования зависимо от происхождения ТГИ и степени их углефикации. Термография, термогравиметрия, термоволюметрия. Термодинамика, кинетика и механизм разложения главных типов структур: алифатических, нафтеновых, ароматичных, кислород-, азот-, и серосодержащих соединений. Теория последовательно-параллельных реакций. Определение формально-кинетических характеристик (порядок реакции, константа скоростей, энергия активации), суммарный термический эффект.

2.6. Коксование углей

Процессы, протекающие при коксовании спекающихся углей и угольных шихт. Составление угольных шихт. Пластическое состояние как итог тепловой деструкции углей. Вспучивание и давление распирания. Спекание, перевоплощение полукокса в кокс. Усадка и трещинообразование. Выделение газообразных товаров на различных стадиях процесса коксообразования. Спекаемость, спекающая способность и коксуемость каменных углей и способы их определения. Оценка свойства кокса. Современная разработка производства кокса. Пути расширения сырьевой базы коксования. Новые принципы непрерывного коксования. Получение формованного энергетического и металлургического горючего. Коксование в кольцевых печах.

Пластическое состояние. Характеристики углей в пластическом состоянии: вязкость, газопроницаемость, динамика газовыделения, температурные интервалы, давление расширения и др. Спекаемость углей и способы ее оценки. Теории пластического состояния и спекаемости углей.

Каменноугольная смола и способы ее переработки. Каменноугольные пеки и пековый кокс. Методы получения и области использования.

2.7. Деструктивная гидрогенизация ТГИ и синтез из водорода и оксида углерода

Особенности и предназначение процесса деструктивной гидрогенизации. Оценка пригодности угля для гидрогенизации. Катализаторы и технологические характеристики деструктивной гидрогенизации. Ступенчатая деструктивная гидрогенизация смол и нефтяных остатков. Жидкофазная и парофазная гидрогенизация. Выход товаров гидрогенизации и их черта. Получение хим товаров способом гидрогенизации топлив. Совместная гидрогенизация углей и нефтей. Гидрогенизация личных веществ. Новые многообещающие направления деструктивной гидрогенизации жестких горючих ископаемых и их финансовая необходимость.

Физико-химические базы процесса синтеза из CO2 и H2. Требования, предъявляемые к газу, поступающему на синтез. Катализаторы процесса синтеза. Механизм деяния катализаторов. Принципная схема синтеза при атмосферном и среднем давлении. Черта товаров синтеза. Способы переработки товаров синтеза.

2.8. Теоретические базы процесса газификации и конверсии углеводородных газов

Хим равновесие главных реакций углерода с газами. Кинетический способ интерпретации хим равновесий. Расчет сбалансированного состава газа процесса взаимодействия углерода с газами. Хим равновесие в безупречных и реальных газовых консистенциях.

Механизм реакций углерода с газами и реакций конверсии углеводородных газов. Схема механизма реакций углерода с CO2, H2О, О2. Хим адсорбция. Образование и разрушение твердого поверхностного комплекса. Тормозящее действие товаров реакции. Цепной механизм реакций углерода с газами. Кинетические уравнения, основанные на представлениях о механизме реакций углерода с газами.

Базы диффузионно-кинетической теории процессов горения и газификации жестких топлив. Зависимость суммарной скорости процесса от хим и физических причин. Определение главных кинетических черт реакций углерода с газами.

Газификация топлив как способ безостановочного использования органической массы топлив. Сырье для получения газов (твердые и водянистые горючего, природные газы, попутные газы, газы нефтедобычи и нефтепереработки). Главные пути развития газификации жестких топлив. Интенсивность процесса. КПД процесса. Анализ недочетов и способностей интенсификации и увеличения экономической эффективности производства газа из жестких топлив.

Черта процесса газообразования в пылевидном факеле, в кипящем слое и в плотном слое горючего. Недочеты современных промышленных способов производства газа.

Газификация парогазовых товаров, получающихся при тепловом разложении бурых утлей. Способы производства воздушных, паровоздушных, водяного и парокислородного газов из пылевидного, тонкодисперсного и кускового горючего. Черта водянистых топлив, используемых для газификации. Создание газов из водянистых топлив для синтеза спиртов и аммиака. Получение олефинов и ацетиленовых углеводородов. Газификация водянистых топлив под высочайшим давлением. Главные характеристики газификации топлив. Подземная газификация угля.

2.9. Разработка получения пористых углеродных материалов на базе ископаемых углей

Ассортимент углеродных сорбентов (пористых углеродных материалов), получаемых на базе ископаемых углей, и требования к качеству сорбентов. Пористость, крепкость, хим природа поверхности, состав минеральной части и др. Классические и многообещающие области внедрения углеродных сорбентов. Сорбенты экологического и мед предназначения, катализаторы на углеродных носителях.

Особенности технологического процесса получения всех типов углеродных сорбентов, технологические стадии и физико-химические базы процесса. Физическая и хим активация, импрегнирование. Технологические схемы получения. Новые российские и забугорные разработки в области получения углеродных сорбентов.

Практическое применение сорбентов: процессы в недвижном, передвигающемся, псевдоожиженном слоях сорбента, применяемое оборудование. Типовые расчеты сорбционных аппаратов. Срок службы, регенерация, утилизация сорбентов.

2.10. Прогрессивные технологии сотворения композиционных топлив

Водоугольные, спиртоводоугольные и другие композиционные горючего на базе бурых и каменных углей. Технологии их изготовления.

2.11. Главные принципы утилизации жестких, водянистых и газообразных отходов добычи и переработки ТГИ

Утилизация шахтного метана. Главные направления чистки и использования карьерных (шахтных) и производственных вод компаний по добыче и обогащению ТГИ. Систематизация жестких отходов добычи и переработки ТГИ. Принципы технологий утилизации жестких отходов добычи, обогащения, сжигания (газофикации, получение синтетических водянистых топлив) углей (сланцев) с получением строй материалов, концентратов редчайших рассеянных частей, огнеупорных материалов, соединений алюминия, пиритных концентратов, ионообменных материалов. Органоминеральные удобрения на базе жестких горючих ископаемых, мелиоранты почв.

2.12. Охрана окружающей природы в процессах переработки жестких топлив

Базы законодательства Рф в отношении окружающей природы. Главные источники загрязнения атмосферы, аква источников, земли на предприятиях хим технологии жестких топлив. Перспективы перехода к бессточному ведению технологических процессов. Безотходная разработка.

3. Хим разработка углеродных материалов

3.1. Вводные замечания

Современное состояние и перспективы развития производства материалов на базе углерода в Рф и других странах. Главные виды углеродных материалов и области их использования. Характеристики углеродных материалов. Общие представления об углероде Кристаллические формы углерода. Графит и его кристаллическая структура.

Начальное сырье для производства углеродных материалов. Современные физико-химические представления о процессах формирования структуры и параметров углеродных материалов.

3.2. Характеристики и применение материалов на базе углерода

Графитированные электроды для выплавки чугуна и стали, катодные блоки для футеровки электролизеров при выплавке алюминия, угольные электроды для выплавки кремния и др.

Углеграфитовые конструкционные и углеродные композиционные материалы и изделия из их (используются во всех отраслях индустрии, сельского хозяйства, медицины и др.). Особочистые графиты. Графиты применяемые для синтеза искусственных алмазов. Рекристаллизованные графиты. Стеклоуглерод. Пиролитические углеродные материалы. Углеродные волокна. Слоистые соединения, фуллерены, нанотрубки. Технологии получения, особенности строения и области использования.

Физические, механические, хим и другие характеристики материалов на базе углерода. Способы определения этих параметров.

3.3. Сырьевые материалы. Коксы. Антрациты. Природный графит. Технический углерод. Каменноугольные и нефтяные пеки, синтетические связующие

Коксы: нефтяные, пековый, сланцевый и др.

Методы получения коксов. Кубовые установки коксования, установки замедленного коксования, коксование в камерных печах. Сырье для получения малозольных коксов: нефтяные пиролизные смолы, крекинг-остатки, дистилляты, сланцевые и каменноугольные смолы. Формирование структуры при коксовании водянистой фазы. Образование мезофазы. Общие представления о водянистых кристаллах, мезоморфизме и типе мезофаз. Условия формирования углеродных мезофазных структур. Характеристики мезофазных структур. Роль мезофаз в формировании параметров коксов. Связь структуры и характеристики коксов. Определение характеристик коксов по ГОСТ. Другие характеристики коксов: структура, поведение образцов коксов при термической обработке; определение КТР коксов и степени графитации, анализ состава зольных примесей.

Связующие материалы

Роль связывающих в производстве углеродных материалов. Виды применяемых связывающих. Черта связывающих.

Каменноугольный выпекал. Методы получения каменноугольных пеков. Систематизация пеков по методам получения и температуре размягчения. Оценка каменноугольного пека по главным технологическим характеристикам в согласовании с ГОСТ на электродные пеки.

Молекулярный вес, поверхностное натяжение, вязкость, смачивающая способность. Оценка степени ароматичности, ИК-спектроскопия, определение многофункциональных групп в каменноугольном пеке и их свойства. Растворение пека в разных органических растворителях в целях разделения его на составляющие. Требования, предъявляемые к количественному соотношению отдельных компонент в пеке.

Термохимические и структурные перевоплощения каменноугольных пеков в процессе обжига и графитации. Мезофазные перевоплощения в пеках. Воздействие углеродного наполнителя на термохимические и структурные перевоплощения в каменноугольных пеках. Особенности этих перевоплощений при использовании в качестве наполнителя прокаленного и непрокаленного кокса.

Связующие материалы некаменноугольного происхождения. Нефтяные битумы и пеки. Получение и главные характеристики. Молекулярная структура нефтяных пеков и ее отличие от структуры каменноугольных пеков. Достоинства использования нефтяных пеков по сопоставлению с каменноугольными. Короткая черта других видов связывающих: сланцевый выпекал, полимерные смолы и др.

Заказать диссертацию

Странички: << < 1 2 3 > >> ВСЕ