ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структура нефтяных коксов из "Получение и обработка нефтяного кокса" Формирующаяся в процессе коксования структура нефтяного кокса во многом определяет его физико-хи-мические и физико-механические свойства. Исследованиями установлены взаимосвязи между качеством исходного сырья коксования и эксплуатационными характеристиками получаемого кокса. Свойства кокса зависят не только от молекулярной, но и от дисперсной структуры сырья. Они могут существенно отличаться даже при большом сходстве в химическом составе. [c.86] Выводы о влиянии природы нефтяных остатков, глубины их переработки и способа коксования на качество конечной продукции, сделанные в работах [3, 16, 49, 145, 14б], подтверждены опытом работы отечественных электродных заводов [18, 147, 148]. [c.86] Нефтяные коксы по дисперсности структуры отличаются значительной нестабильностью. Дисперсная структура коксов формируется из частиц коксового вещества и пор между ними и зависит от ряда факторов. Исследования показывали [49], что дисперсная структура возникает при делении фазы и коллоидного вещества на части. Первичной основой для построения структуры служат частицы коксового вещества, которые возникают на основе ядер молекулярной структуры, состоящих из плотноупакованных ядер углерода. Ядра в точках соприкосновения соединяются между собой и образуют пористый каркас. [c.86] По характеру пространственного расположения и упорядочения кристаллитов в объеме материала каркаса выделяют две структуры нефтяных коксов волокнистую (струйчатую, игольчатую) и точечную (сферо-литовую). [c.86] Кокс точечной структурб состоит из отдельных мелких частиц с несформировавшейся ориентацией элементарных кристаллитов. Структура кокса плотная с однородными участками, небольшим числом округлых пор и точечным узором. Уровень неравноосности зерен кокса точечной структуры ниже, чем у волокнистого. Все нефтяные коксы имеют участки как волокнистой, так и точечной структуры. Волокнистая структура коксов обладает ярко выраженными анизотропными свойствами, а точечная - изотропными. Изотропными свойствами обладает кокс, полученный из природного продукта гильсонита [150]. [c.87] В зарубежной литературе [Ю, 136, 137] для описания структуры коксов принято два термина губчатый и игольчатый (иглообразный). Губчатый кокс по своей структуре относится к точечной. Под термином игольчатый подразумевается более совершенная (высшая) волокнистая структура. Игольчатый кокс по сравнению с коксом обычной волокнистой структуры имеет значительно более крупные волокна. [c.87] Структуру коксов до недавнего времени оценивали коэффициентом анизометрии - отношением длины частиц кокса к их ширине. Однако такая оценка давала большие расхождения в результатах измерений. Авторами работы [151] предложено оценивать структуру коксов баллами в зависимости от дисперсности и ориентации структурных элементов (метод ГосНИИЭП). Согласно предложенной классификации, все коксы разделены на 10 типов структур с соответствующим баллом (табл. 12). Метод балльной оценки заключается в сравнении исследуемого кокса, наблюдаемого в микроскоп, со структурой эталонных микрофотографий. [c.88] Аналогичный метод оценки структуры коксов применяется в зарубежной практике [1521. [c.89] С помощью метода ГосНИИЭП были проанализированы различные по структуре нефтяные коксы. Как видно из данных табл. 13, [117], для игольчатого кокса оценка в баллах должна быть не ниже 6. [c.89] Исходя из изложенных сведений о структурных элементах нефтяных коксов, рассмотрим характерные особенности некоторых марок, полученных методами замедленного коксования и в кубах. [c.89] Кокс нефтяной пиролизный электродный (КНПЭ) получают из гидравличной смолы. Структура кокса определяется составом смолы, содержащей некоторое количество карбоидных частиц. При коксовании карбоиды агрегируются в гранулы, для которы характерна точечная структура, а промежутки между ними заполнены компонентом волокнистой структуры. Таким образом, кокс марки КНПЭ имеет неоднородную структуру, в которой наряду с крупноволокнистыми участками содержатся зоны точечного строения. Толщина прослоек между порами составляет примерно 0,25 мм, размер микротрещин 0,1 0,25 мм и макротрещин до 5мм [147]. [c.90] Волокнистость структуры кокса приводит к повьппе-нию неравноосности зерен с повышением степени измельчения и в то же время к увеличению коэффициента упругого расширения. При крупном дроблении разрушение кокса, марки КНПЭ происходит прежде всего в местах структурных неоднородностей по макропорам и трещинам. Дпя кокса КНПЭ коэффициент термического расширения равен 1,6 10 1/°С, истираемость не более 13%. [c.90] Кокс марки КНКЭ имеет высокоразвитую текстуро-ванность, выраженную сильно вытянутыми структурными элементами (под текстурой понимается высшая степень структурного формирования). [c.91] По результатам исследований [154-156], волокнистые образования составляют лишь умеренную часть игольчатого кокса. Мнкроструктурньш анализом определена доля волокнистой структуры, которая составляет 15-30% общей, и доля грубой изотропной - 15-20% остальные 50-70% приходятся на грубую деформированную структуру. Игольчатый кокс имеет крупные эллипсоидные поры, вытянутые в одном направлении. Поры окружены толстыми и плотными стенками с высокой текстурованностью [157]. [c.92] Коэффициент термического расширения сланцевого кокса после прокаливания при 1200 °С выше КТР нефтяных и составляет (4,8 5,8)10 1/°С. Кокс сланцевый по графитируемости не уступает крекинговому кубовому коксу. Графитированные изделия из сланцевого кокса имеют более высокую механическую прочность и более низкую реакционную способность 19]. [c.92] Сланцевый кокс имеет однородную структуру, для которой не наблюдается какой-либо преимущественной ориентации структурных элементов. Особенно это характерно дпя кокса, полученного из предварительно окисленной смолы. Предварительное окисление - один из способов подготовки сырья к коксованию Кокс сланцевый из окисленного сырья (КСОС) по плотности и прочности значительно превосходит нефтяные и по свойствам очень близок к коксу марки КНПС. Но этот кокс менее термостоек и не выдерживает значительных перепадов температур. [c.92] Свойства различных, марок кокса систематизированы в табп 14 [З, 19, 49, 158 3. Как видно из данных этой таблицы, структура является наиболее комплексным показателем качества. Физическую сторону образования структур различных видов объясняет теория мезофазных превращений [159]. [c.93] При образовании нефтяного кокса в реакционных аппаратах жидкая фаза постепенно переходит в твердую фазу. Весь процесс коксообразования в кубах условно принято делить на три стадии от начала возникновения зародышей до их агрегирования. При нагревании нефтяных остатков имеют место как реакции распада, так и реакции конденсации и уплотнения. Реакции распада являются эндотермическими, т. е. требуется подвод тепла извне, а реакции конденсации и уплотнения - экзотермическими и протекают с выделением тепла. При коксовании с периодической загрузкой доля экзотермических реакций к концу цикла достигает наибольшего значения, и выделяющееся тепло ускоряет протекание реакций, которые приобретают характер цепных. [c.93] Вернуться к основной статье