Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634942)
Контекстум
Руконтекст антиплагиат система

Химия природных энергоносителей и углеродных материалов (200,00 руб.)

0   0
Первый авторЛевашова А. И.
АвторыИвашкина Е. Н., Бешагина Е. В., Томский политехн. ун-т
ИздательствоИзд-во ТПУ
Страниц132
ID278552
АннотацияВ учебном пособии рассмотрены вопросы происхождения, классификации, состава, физико-химических свойств и молекулярной структуры природных и синтетических форм свободного углерода и природных энергоносителей - сложных природных углеродсодержащих веществ (углей, торфа, нефти, углеводородных газов). Приведены механизмы основных химических процессов технологии природных энергоносителей и углеродных материалов.
Кем рекомендованоРедакционно-издательским советом Томского политехнического университета
Кому рекомендованоПредназначено для студентов, обучающихся по направлению 240100 «Химическая технология».
УДК665.61+662.74(075.8)
ББК35.51я73
Левашова, А. И. Химия природных энергоносителей и углеродных материалов : учеб. пособие / Е. Н. Ивашкина, Е. В. Бешагина; Томский политехн. ун-т; А. И. Левашова .— 2-е изд. — Томск : Изд-во ТПУ, 2013 .— 132 с. — URL: https://rucont.ru/efd/278552 (дата обращения: 03.05.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» А.И. Левашова, Е.Н. Ивашкина, Е.В. Бешагина ХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Рекомендовано в качестве учебного пособия Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета 2-е издание Издательство Томского политехнического университета 2013 УДК 665.61+662.74(075.8) ББК 35.51я73 Л34 Левашова А.И. <...> Издательство Томского политехнического университета, 2013 ВВЕДЕНИЕ Дисциплина «Химия природных энергоносителей и углеродных материалов» рассматривает сырьевые материалы – природные энергоносители, традиционно называемые горючими ископаемыми (ГИ), а именно, природный газ, нефть, твердые горючие ископаемые (ТГИ: торф, уголь, горючие сланцы и др.) <...> Природные энергоносители находятся в различных агрегатных состояниях. <...> В первом приближении фазовое состояние горючего ископаемого может быть сопоставлено с соотношением водорода и углерода в его составе (Н/С). <...> Изменяя соотношение Н/С, можно изменять агрегатные состояния углеродсодержащих веществ. <...> Углеводородные газы можно превращать в твердый углерод: сажу, пироуглерод, алмаз; жидкие нефтепродукты перерабатывать в газообразные (например, легкие углеводороды) и твердые вещества (кокс и сажа); уголь переводить в газы, жидкие нефтеподобные продукты и твердый углеродистый остаток. <...> Взаимные переходы углеродсодержащих веществ подчиняются общим закономерностям как в природных, 3 так и в технологических условиях. <...> Иногда невозможно однозначно разграничить процессы, относящиеся к различным областям получения и переработки углеродсодержащих веществ. <...> Во втором и третьем разделах дано описание физико-химических свойств более сложных природных углеродсодержащих веществ (ТГИ, нефть и др.) <...> Объясняется <...>
Химия_природных_энергоносителей_и_углеродных_материалов.pdf
УДК 665.61+662.74(075.8) ББК 35.51я73 Л34 Левашова А.И. Л34 Химия природных энергоносителей и углеродных материалов: учебное пособие / А.И. Левашова, Е.Н. Ивашкина, Е.В. Бешагина; Томский политехнический университет. – 2-е изд. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. – 132 с. В пособии рассмотрены вопросы происхождения, классификации, состава, физико-химических свойств и молекулярной структуры природных и синтетических форм свободного углерода и природных энергоносителей – сложных природных углеродсодержащих веществ (углей, торфа, нефти, углеводородных газов). Приведены механизмы основных химических процессов технологии природных энергоносителей и углеродных материалов. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 240100 «Химическая технология». УДК 665.61+662.74(075.8) ББК 35.51я73 Рецензенты Доктор химических наук заведующий лабораторией углеводородов нефти ИХН СО РАН А.К. Головко Кандидат технических наук главный специалист отдела концептуального проектирования и технико-экономического анализа проектов ОАО «ТомскНИПИнефть» Д.С. Полубоярцев Пособие подготовлено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение 14.B37.21.0825 «Прогнозирование экологических свойств нефтехимических продуктов, полученных при переработке фракции углеводородов С12–С27 в промышленных реакторах, с использованием экспериментальных и квантово-химических методов» © Томский политехнический университет, 2003 © Левашова А.И., Ивашкина Е.Н., Бешагина Е.В., 2003 © Оформление. Издательство Томского политехнического университета, 2013
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................. 3 1.УГЛЕРОД И УГЛЕРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ................................... 5 1.1. Аллотропные модификации углерода .............................................. 5 1.1.1. Алмаз ............................................................................................. 5 1.1.2. Графит ............................................................................................ 5 1.1.3. Фуллерены ..................................................................................... 7 1.1.4. Карбин ........................................................................................... 8 1.2. Физические свойства углерода .......................................................... 8 1.2.1. Механические свойства ................................................................ 8 1.2.2. Электропроводность ................................................................... 10 1.2.3. Тепловые свойства ...................................................................... 11 1.3. Химические свойства углерода ....................................................... 12 1.3.1. Слоистые соединения ................................................................. 12 1.3.2. Карбиды ....................................................................................... 14 1.3.3. Реакция с газами ......................................................................... 14 1.4. Термодинамика процессов термической деструкции ................... 15 1.5. Энергия разрыва связей в органическом веществе ....................... 17 1.6. Синтез углерода из газовой фазы .................................................... 18 1.7. Синтез углерода из конденсированной фазы ................................. 18 1.8. Синтез углерода из пеков ................................................................ 19 2. ТВЕРДЫЕ ПРИРОДНЫЕ ЭНЕРГОНОСИТЕЛИ ......................... 23 2.1. Исходный растительный материал ................................................. 24 2.1.1. Белковые (или протеиновые) вещества .................................... 24 2.1.2. Углеводы ..................................................................................... 26 2.1.3. Липоиды (битумообразователи) ................................................ 27 2.1.4. Лигнин ......................................................................................... 28 2.2. Превращение исходного растительного материала в процессе углеобразования ............................................................ 30 2.2.1. Элементный состав ТГИ ............................................................ 34 2.2.2. Определение теплоты сгорания................................................. 37 2.2.3. Групповой состав ........................................................................ 38 2.2.4. Гетероатомы в органической массе углей ................................ 41 2.2.5. Схема превращения гумитов ..................................................... 42 2.3. Структура углей ................................................................................ 43 2.4. Технический анализ углей ............................................................... 46 2.4.1. Определение влажности ............................................................. 47 2.4.2. Определение зольности .............................................................. 48 2.4.3. Определение выхода летучих веществ ..................................... 48 130
Стр.130
2.4.4. Определение спекаемости .......................................................... 49 2.5. Классификация углей ....................................................................... 51 3. ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТИ И ПРИРОДНОГО ГАЗА ............. 54 3.1. Характеристика природных газов ................................................... 54 3.2. Характеристика нефти ..................................................................... 58 3.3. Фракционный состав ........................................................................ 59 3.4. Групповой состав .............................................................................. 60 3.5. Гетероатомные соединения нефти и природного газа .................. 66 3.6. Технологическая характеристика нефти ........................................ 68 3.7. Классификация нефти ...................................................................... 70 4. ХИМИЗМ И МЕХАНИЗМЫ ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРИРОДНЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ .................................................. 73 4.1.Термические процессы ...................................................................... 73 4.1.1. Термический крекинг и пиролиз углеводородов ..................... 73 4.1.2. Сажеобразование ........................................................................ 76 4.1.3. Полукоксование и коксование ТГИ .......................................... 78 4.2. Каталитический крекинг и алкилирование углеводородов .......... 88 4.2.1. Каталитический крекинг ............................................................ 88 4.2.2. Алкилирование парафинов олефинами .................................... 90 4.2.3. Алкилирование по ароматическому атому углерода .............. 94 4.3. Процессы, связанные с переносом водорода ............................... 104 4.3.1. Гидрирование ............................................................................ 104 4.3.2. Риформинг ................................................................................. 107 4.3.3. Гидрокрекинг нефтяных остатков........................................... 109 4.3.4. Деструктивно-гидрогенизационная переработка ТГИ .......... 109 4.4. Окисление углеродсодержащих веществ ..................................... 114 4.4.1. Выветривание и самовозгорание углей .................................. 117 4.4.2. Окисление и стабилизация топлив и масел ............................ 119 4.5. Газификация горючих ископаемых .............................................. 119 4.6. Синтезы на основе оксида углерода и водорода ......................... 123 4.6.1. Синтез Фишера-Тропша ........................................................... 123 4.6.2. Оксосинтез (гидроформирование) .......................................... 127 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................... 128 131
Стр.131