سنتز و مشخصه يابي كك سوزني با استفاده از مشتقات قطران

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

توليد كك سوزني به دليل كنترل دقيق پارامتر¬هايي از جمله تركيب شميايي، دما، زمان و فشار فرآيند تجزيه حرارتي براي هر ماده هيدروكربني در انحصار معدود كشور¬هاي پيشرفته دنياست. همچنين مواد هيدروكربني با خصوصيت ويژه¬اي پتانسيل تبديل شدن به كك سوزني را دارند. هدف از انجام اين پؤوهش بررسي چهار قير زغال¬سنگي و يك روغن سنگين زغال¬سنگي با خصوصيت متفاوت و ماده نفتالين به عنوان ماده افزودني، از نظر متغيير¬هاي فرآيندي سنتز مزوفاز از جمله دما، زمان و فشار و امكان¬سنجي توليد كك سوزني مي-باشد. لذا چهار قير زغال¬سنگي با نقطه نرمي پايين، متوسط و بالا، ذرات غير قابل حل كينولاين 4، 5، 6 و 7 درصد و ميزان خاكستر 2/0، 3/0 و 5/0 درصد و يك روغن سنگين زغال¬سنگي با ذرات غير قابل حل در كينولاين حداقل درصد و خاكستر 02/0 درصد تهيه شد. فرآيند تجزيه حرارتي در يك راكتور لوله¬اي با ظرفيت موثر 100 ميلي ليتر از جنس فولاد ضد زنگ آستنيتي گريد 304 كم كربن با قابليت تحمل دماي 600 درجه سانتي گراد در فشار 10 اتمسفر طراحي و ساخته شد. به دليل اهميت بالاي عناصر كربن و گوگرد در تهيه كك سوزني، كربن و گوگرد نمونه¬ها با دستگاه لكو اندازه¬گيري شد. همچنين جهت تعيين بخش¬ها و اجزاء نمونه¬ها و تعيين كيفي ميزان آروماتيسيته، آزمون طيف¬سنجي مادون قرمز تبدبل فوريه انجام گرفت. كك¬هاي سبز توليد شده از نمونه¬ها بعد از فرآيند تجزيه حرارتي در دماي 1050 درجه سانتي گراد به مدت 60 دقيقه تحت فرآيند تكليس قرار گرفت. ريز¬ساختار و مورفولوژي كك¬هاي سبز توليد شده بعد از فرآيند¬هاي تجزيه حرارتي و تكليس با ميكروسكوپ نوري پولاريزه مورد بررسي قرار گرفت. همچنين خصوصيات كريستالي از جمله فاصله صفحه و طول و عرض كريستال با آزمون پراش اشعه ايكس بدست آمد. نتايج نشان داد كه قير زغال¬سنگي با نقطه نرمي پايين تر، ذرات غير قابل حل در كينولاين كمتر و ميزان خاكستر كمتر، از نظر كيفي داراي آروماتيسيته بالا¬تري است و نسبت اتمي كربن به گوگرد نسبتا بالايي دارد، كه كك سبز تهيه شده از آن خصوصيات كريستالي و ساختاري ميكروسكوپي نزديك¬تري به كك¬هاي سوزني تجاري دارد. روغن سنگين زغال¬سنگي با توجه به بالا بودن ميزان كيفي آروماتيسيته ، حداقل بودن اجزاء غير قابل حل در كينولاين، گزينه مناسبي به نظر مي¬رسيد ولي به دليل راندمان كك شوندگي پايين نتايج مناسبي را ارايه نداد. افزودني نفتالين نتايج مطلوبي را ارايه داد و جهت اصلاح ساختار قير زغال¬سنگي موثر است. جهت توليد كك سوزني مطلوب از قير زغال¬سنگي با نقطه نرمي پايين دماي 550 درجه سانتي گراد، فشار 10 اتمسفر و زمان 90 دقيقه توصيه مي¬شود.

233525

استخراج

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان