химический каталог




Химия и технология сероуглерода

Автор А.А.Пеликс, Б.С.Аранович, Е.А.Петров

эндотермического эффекта, однако величина АН в изученном диапазоне давлений остается положительной.

Таким образом, при атмосферном давлении оптимальным условием процесса синтеза сероуглерода из пропан-бутана и сероводорода отвечает соотношение исходных компонентов, равное стехиометрическому, и область температур 1400—1700 К, когда содержание сероуглерода в газовой смеси составляет 23,3% (об.).

2.2. КИНЕТИКА ПРОЦЕССА

Периодический процесс. Исследованию кинетики образования сероуглерода из твердых углеродистых материалов и парообразной серы посвящено сравнительно небольшое число работ. До настоящего времени кинетика процесса и его механизм еше недостаточно изучены.

Первоначально изучение кинетики процесса заменялось изучением тиореакци-онной способности (ТС) различных углеродсодержащих материалов. Под ТС понималась способность этих материалов взаимодействовать с парами серы.

Разработанная еще в 1930-х гт. методика определения ТС различных углей была несколько видоизменена Гереном и Адам-Жироном и усовершенствована А. Я. Марковским и Ю. А. Фельдманом. Всем им пришлось преодолевать известные экспериментальные трудности, связанные с наличием высоких температур, агрессивной средой и токсичностью реагентов.

Несмотря на не вызывающую сомнение корректность и тщательность экспериментов указанных выше исследователей, полученные ими результаты существенно отличались одни от других и имели общие недостатки: 1) по методам Марковского

и Фельдмана скорость испарения серы из-за уменьшения ее уровня в испарителе ие была постоянной; 2) геометрическая поверхность частиц углеродистого материала не могла быть во всех опытах одинаковой из-за неравномерности величины и формы эереи; 3) во всех исследованиях не учитывалась вторичная структура угля.

Развитие промышленности искусственных волокон в СССР и связанное с этим строительство сероуглеродных заводов потребовали более тщательной разработки теории взаимодействия древесного угля с парами серы.

Такая разработка началась с момента опубликования в 1954 г, нового метода определения тиореакционной способности угля, основанного на непрерывном взвешивании угольного шарика определенного диаметра непосредственно в парах серы. Метод был разработан Аграновским и Фельдманом, и с его помощью был выполнен ряд работ в области изучения взаимодействия различных твердых углеродсодержа-щих материалов с серой.

Основу лабораторной установки составлял кварцевый реактор / (рис, 12), на который снаружи наматывалась обогреваемая спираль из нихрома. В верхней части реактор закрывался на шлифе крышкой 2. Внутри крышки на кварцевый крючок привешивалась кварцевая пружина 3 - основной элемент всей установки. Пружина вместе с угольным шариком 4 образовывала кварцевые весы. Весы индивидуально тарировались в области напряжений, не превышающих предела пропорциональности. Убыль веса шарика или, что то же самое, уменьшение длины пружины контролировали с помощью катетометра 5 через оптически прозрачную пластинку кварца, впаянную в реактор на уровне шарика, Сера подавалась в нижний стакан 6, играющий роль испарителя, небольшим шестеренчатым насосом 7 с электрическим приводом 8. Для соединения нагнетающего патрубка насоса и испарителя применяли фторопластовую муфту 9. Для сбора избытка серы служил кварцевый серный затвор 10, выход которого одновременно был „печью конечного сжигания",

Предусматривалась подача в систему азота с целью дегазации установки. Реактор, газоход и все серопроводы имели специальные спиральные намотки, на которые подавалось от трансформаторов регулируемое напряжение. Температура в сероплавителе, реакторе и испарителе стабилизировалась в заданных пределах автоматически,

С помощью этой методики И, Н, Аграновскому удалось дифференцировать тиореакционную способность более плотных по структуре радиальных колец и

основной ячеистой ткани букового угля. Им вместе с Фельдманом был сделан вывод о том, что скорость реакции взаимо-- действия угля с серой пропорциональна внешней геометрической поверхности со частиц угля, т. е. что полнота реакции X достигается в пограничном слое ма-*я териала глубиной 0,2-0,4 мм. Аграновский пришел к очень важному выводу

Т

0 наличии в древесном угле двух форм углерода с различной реакционной способностью по отношению к парам серы.

Работы Аграновского с применением такого же лабораторного

Рис. 12. Схема лабораторной установки:

1 — реактор; 2 - крышка; 3 - кварцевая пружина; 4 — угольный шарик; 5 — катетометр; б — испаритель серы; 7 — насос; 8 - электродвигатель; 9 - соединительная фторопластовая муфта; 10 — сероуловитель.

56

оборудования были продолжены Педро и Н. А. Пеленицииым, Они рассмотрели, исходя из диффузионной кинетической теории, вопрос взаимодействия паров серы с древесным углем. В результате визуального наблюдения, а также многократного фотографирования древесноугольных шариков в процессе их „обработки" парами серы, был сделан вывод о том, что вполне определенная направленность „прогаров" указывает на неодинаковую физико-химическую активность вещества древесного угля по отношению к парам серы. Тем самым Педро подтвердил вывод Аграновского, связав объяснение его со вторичной структурой угля, определяемой во многом морфологией исходной древесины.

Было отмечено, что в температурном интервале 1073-1173 К в реакции образования сероуглерода участвует практически вся внутренняя поверхность угольных шариков диаметром 10-15 мм, в то время как при 1273-1323 К реакция образования сероуглерода протекает в основном на внешней поверхности угля и в прилегающем к ней тонком слое. Объяснялось это тем, что с ростом температуры нз реакции начинают постепенно выключаться активные участки угля, расположенные в глубине образца, т. е. реакция как бы „вытесняется" на наружную геометрическую поверхность. Наступает такой момент, когда вследствие быстрого реагирования поступление серы внутрь образца становится недостаточным, а поскольку скорость диффузии паров серы с температурой растет значительно медленнее, количество серы в парах древесного угля по мере удаления от поверхности шарика уменьшается. Чем выше температура и чем меньше диаметр пор, тем быстрее происходит это уменьшение. При температурах выше 1173 К кроме чисто химических факторов существенную роль начинают играть физические макрокинетическне факторы, внешняя и внутренняя диффузия.

Обработка экспериментальных данных, полученных Педро и Пеленицииым, представленных в виде зависимости скорости образования сероуглерода от температуры в координатах Аррениуса, позволяет сделать следующие выводы: 1) до 1273 К основную роль в процессе образования сероуглерода играет внутренняя поверхность частицы древесного угля; реакция протекает в кинетической области; 2) выше 1273 К внутренняя граница зоны реакции приближается к наружной поверхности реагирующего тела, процесс протекает в промежуточной области.

Кажущаяся энергия активации процесса образования сероуглерода из древесного угля и паров серы составляет 109 кДж/моль.

С целью углубленного изучени

страница 14
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

Скачать книгу "Химия и технология сероуглерода" (2.21Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
стулья деревянные белые для кухни купить москва
http://taxi-stolica.ru/about/
скорпионс концерт в москве 2017 билеты
цирк дарьи костюк контакты

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.07.2017)