ПЕРЕРАБОТКА УГЛЯ
Оригинальная статья
УДК 662.749.33 © А.В. Неведров, Т.Г. Черкасова, А.В. Папин, 2024
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 07-2024 /1182/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-7-34-37
Название
Факторы, влияющие на формирование мезофазной структуры каменноугольных пеков
Авторы
Неведров А.В., канд. техн. наук, доцент, доцент Института химических и нефтегазовых технологий ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: nevedrov@kuzstu.ru
Черкасова Т.Г., доктор химических наук, профессор, научный руководитель Института химических и нефтегазовых технологий ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: ctg.htnv@kuzstu.ru
Папин А.В., канд. техн. наук, доцент, доцент Института химических и нефтегазовых технологий ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: pav.httt@kuzstu.ru
Аннотация
Мезофазные пеки являются ценным сырьем для производства углеродных волокон, которые имеют уникальные свойства и широкую область применения. Использование каменноугольного сырья для
получения мезофазных пеков по сравнению с нефтяным сырьем обеспечивает более высокий выход продукта. При получении мезофазных пеков из каменноугольной смолы наиболее значимыми факторами, оказывающими влияние на формирование мезофазы в каменноугольных пеках, являются: качество исходного сырья, температура и время синтеза мезофазного пека, состав газовой среды в реакторе. Были проведены исследования по получению мезофазных пеков из каменноугольной смолы ПАО ?Кокс? при температурах стадии синтеза мезофазного пека в среде аргона, равных 390 и 420oС. Для полученных образцов пеков были определены качественные характеристики. Результаты исследований показали, что полученный при 420oС мезофазный пек пригоден для производства углеродных волокон.
Ключевые слова
Каменноугольная смола, каменноугольный пек, синтез, углеродное волокно, мезофазный пек.
Список литературы
1. Капустин В.М., Чернышева Е.А. Проблемы и тенденции развития современного нефтеперерабатывающего и нефтехимического комплекса России / Материалы VI Международной научно-практической конференции ?Нефтегазопереработка-2010?, Уфа: ГУП ?ИНХП РБ?, 2010. С. 18-19.
2. Кинетика образования мезофазы при термополиконденсации высокоароматизированных нефтяных остатков / А.А. Мухамедзянова, М.И. Абдуллин, А.Т. Мухамедзянов и др. // Вестник Башкирского университета. 2012. Т. 17. № 4. С. 1722-1725. Mukhamedzyanova A.A., Abdullin M.I., Mukhamedzyanov A.T., Gimaev R.N. Kinetics of mesophase formation during thermopolycondensation of highly aromatized oil residues. Vestnik Bashkirskogouniversiteta. 2012;17(4):1722-1725. (In Russ.).
3. Marsh H., Diez M. Mesophase of graphitizable carbons. In: Shibaev V.P., Lam L., editors. Liquid Crystalline and Mesomorphic Polymers. New York: Springer-Verlag New York Inc,1994, pp. 231-257. DOI: 10.1007/978-1-4613-8333-8-7.
4. Mochida I., Korai Y., Ku C. et al. Chemistry of synthesis, structure, preparation and application of aromatic-derived mesophase pitch. Carbon. 2000;(2):305-328. DOI: 10.1016/S0008-6223(99)00176-1.
5. H urt R.H., Chen Z.Y. Liquid crystals and carbon materials. Physics Today. 2000;53(3):39-44. DOI: 10.1063/1.883020.
6. Конкин А.А. Термо-, жаростойкие и негорючие волокна. М.: Химия, 1978. 424 с.
7. Кисельков Д.М., Москалев И.В., Стрельников В.Н. Углеродные материалы на основе каменноугольного сырья // Вестник Пермского научного центра УрО РАН. 2013. № 2. С. 13-22. Kiselkov D.M., Moskalev I.V., Strelnikov V.N. Carbonaceous materials based on coal raw materials. Vestnik Permskogo nauchnogotaentra Uralskogo otdeleniya Rossiskoj academii nauk. 2013;(2):13-22. (In Russ.).
8. Шешин Е.П. Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов. М.: ИздательствоМФТИ: Физматкнига, 2001. 287 с.
9. T hies M.C. Fractionation and characterization of carbonaceous pitch oligomers: understanding the building blocks for carbon materials. In: Naskar A.K., Hoffman W.P., editors. Polymer Precursor-Derived Carbon. ACS Symposium Series. Washington D.C.: American Chemical Society. 2014, pp. 85-136. DOI: 10.1021/bk-2014-1173.
10. Андрейков Е.И. Сырье для углеродных материалов на базе продуктов коксохимии и термического растворения углей // Химия в интересах устойчивого развития. 2016. № 24. С. 317-323. A ndreikov E.I. Raw materials for carbon materials based on products of coke chemistry and thermal dissolution of coals. Khimiya vinteresakh ustojchivogo razvitiya. 2016;(24):317-323. (In Russ.).
11. Y uan G., Jin Z, Zuo X. Effect of carbonaceous precursors on the structure of mesophase pitches and their derived cokes. Energy & Fuels. 2018;32(8):8329-8339.
12. Wombles R., Baron J. Laboratory anode comparison of Chinese modified pitch and vacuum distilled pitch. Light metals. 2006;(3):535-540.
13. Сидоров О.Ф. Современные представления о процессе термо-окисления каменноугольных пеков. Механизм взаимодействия кислорода с углеводородами пека // Кокс и химия. 2002. № 9. С. 35-43. Sidorov O.F. Modern ideas about the process of thermal oxidation of coal pitches. The mechanism of interaction of oxygen with pitch hydrocarbons. Koks i Khimiya. 2002;(9):35-43. (InRuss.).
14. Смирнов Б.Н., Тян Л.С., Фиалков А.С. Современные представления о механизме формирования структуры графитирующегося кокса // Успехи химии. 1976. № 10. С. 1731-1752. Smirnov B.N., Tyan L.S., Fialkov A.S. Modern ideas about the mechanism of formation of the structure of gravitating coke. Uspekhi khimii.
1976;(10):1731-1752. (InRuss.).
15. Рубчевский В.Н., Чернышов Ю.А., Волох В.М. Разработка технологических приемов производства электродного пека без участия кислорода воздуха для увеличения его товарной ценности // Кокс и химия. 2009. № 4. С. 36-43. R ubchevsky V.N., Chernyshov Yu.A., Volokh V.M. Development of technological methods for the production of electrode pitch without the participation of oxygen in air to increase its marketable value. Koks i Khimiya. 2009;(4):35-43. (InRuss.).
16. Питюлин И.Н. Научно-технологические основы создания каменноугольных углеродсодержащих материалов для крупногабаритных электродов. Харьков: ИПЦ Контраст, 2004. 480 с.
17. Черкасова Т.Г., Неведров А.В., Папин А.В. Каменноугольный пек атмосферно-вакуумной перегонки каменноугольной смолы // Уголь. 2024. № 4. С. 27-30. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-4-27-30. Cherkasova T.G., Nevedrov A.V., Papin A.V. Coal tar pitch from atmospheric-vacuum distillation of coal tar. Ugol’. 2024;(4):27-30. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-4-27-30.
18. Неведров А.В., Папин А.В., Черкасова Т.Г. Характеристика пека, полученного при атмосферной перегонке каменноугольной смолы // Уголь. 2023. № S12. С. 98-102. Nevedrov A.V., Papin A.V., Cherkasova T.G. Characteristics of pitch produced by atmospheric distillation of coal tar. Ugol’. 2023;(S12): 98-102. (InRuss.). DOI: 10.18796/0041-5790-2023-S12-98-102.13.
Поддержка
Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России (Соглашение № 075-15-2022-1193).
Для цитирования
Неведров А.В., Черкасова Т.Г., Папин А.В. Факторы, влияющие на формирование мезофазной структуры каменноугольных пеков // Уголь. 2024;(7):34-37. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-7-34-37.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 06.06.2024
Поступила после рецензирования: 16.06.2024
Принята к публикации: 15.06.2024
