Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Радиационно-стимулируемая сухая перегонка целлюлозы : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.09

Год: 2013

Номер работы: 3797

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы Возобновляемая растительная биомасса привлекает все больший интерес в связи с поиском новых видов химической продукции и задачей увеличить разнообразие сырьевых источников для уже существующих производств. Возможно, уже в текущем веке растительное сырье станет одним из основных ресурсов химической индустрии и топливной промышленности. Помимо вопроса об оптимальных методах производства биомассы, стоит вопрос о выборе наиболее перспективных способов её переработки

Глава 1. Термическая и радиационная стойкость целлюлозы: основные тренды высокотемпературной переработки (литературный обзор) Глобальный энергоэкологический кризис, вызванный в значительной степени растущим спросом на энергоресурсы и одновременным снижением запасов ископаемого органического топлива, диктует необходимость привлечения альтернативных источников энергии [1-3]. Тенденции основных экономических и экологических индексов указывают, что практически невозможно удовлетворить будущие по

Целлюлоза происхождения, (она же вероятно клетчатка) полисахарид самым растительного как самостоятельную группу электронно-лучевых (ЭЛ) являющийся распространенным органическим веществом на Земле. Она составляет структурную основу растительных клеток, поэтому её можно назвать одним из важнейших природных веществ. В целлюлозе содержится около 40% всего растительного углерода. Общее количество целлюлозы в растительном мире оценивается величиной

26.5x1010 т. Целлюлоза присутствует во в

Пиролиз целлюлозы и целлюлозных материалов исследован при различных условиях в связи с проблемами горения, применения и утилизации химических продуктов и других технических вопросов. Эти исследования левоглюкозана деградацией породили несколько теорий о механизме с образования последующей Исследование и возможной связи этого механизма целлюлозы при различных условиях. термического распада целлюлозы в вакууме впервые был осуществлено в 1918 году Пикте и Саразином [15]. Изучение пиролитиче

1.3 Радиационно-химические превращения целлюлозы Можно выделить несколько основных направлений использования излучений высоких энергий для обработки целлюлозы: радиационную стерилизацию и модификацию целлюлозы с помощью реакций инициированных излучением. Большой интерес уделялся реакциям привитой сополимеризации, инициированным свободными радикалами. Целлюлоза, как и многие другие гетероциклические полимеры, недостаточно устойчива к радиационным воздействиям. Деструкция, т.е. разрыв полимер

1.4 Предпосылки, ориентиры и основные направления лучевой конверсии биомассы электронно­ Сегодня основным ориентиром в вопросе о том, какие продукты наиболее желательно получать из биомассы, служит отчет, опубликованный Министерством Энергетики США [2]. Эксперты, составлявшие отчет, исходили из того, что развитие переработки биомассы преследует две стратегических цели: замещение нефти на возобновляемое сырье (энергетическая цель) и создание эффективных производств по глубокой переработке

1.5 Общие сведенья о фуранах В обоих обзорах в числе наиболее желательных целевых продуктов приводятся фураны. Данные соединения чрезвычайно востребованы в целом ряде областей. В плане получения топлив, фураны рассматриваются, прежде всего, как сырьё для производства производных терагидрофурана (ТГФ) [87]. В свою очередь, ТГФ являются уникальными компонентами бензинов - они обладают высокой детонационной стойкостью и полной совместимостью с традиционными топливами нефтяного происхождения. Бол

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Облучение образцов осуществлялось ускоренными электронами. Источником электронного излучения служил линейный ускоритель УЭЛВ10-ЮТ с горизонтальным пучком электронов, сканируемым в вертикальной плоскости. Угол сканирования составлял ±17°. Общая схема ускорителя и его основные параметры приведены соответственно на рис. 21 и в табл. 5. Таблица 5. Основные параметры линейного электронного ускорителя УЭЛВ-10-10Т Параметр Максимальная энергия ускоренных электронов, МэВ Длительность импульса, мкс

Для определения поглощенных доз излучения использовалась химическая дозиметрия. Химические дозиметры располагались в плоскости сканирования электронного пучка ускорителя в местах размещения облучаемых образцов целлюлозы. Типовое последующего размещение дозиметрических ячеек показано на рис. 22. Пределы сканирования о о о о о Центральная ось пучка Рис. 22. Схема размещения дозиметров в зоне облучения. 1 - раструб ускорителя, 2 - штатив, 3 - дозиметры, 4 - препаративный стол. Расчет п

Используемые в работе методы анализа применялись для определения состава продуктов радиолитических превращений и изучения их свойств. Компонентный состав конденсатов и газов анализировался с помощью хроматографа Perkin Elmer AutoSystem XL" (газ-носитель - гелий, колонка стеклянная капиллярная длиной 60 м с внутренним диаметром

0.25 мкм) при программируемом изменении температуры колонок в интервале 40-320°С. Температурная программа составлялась на основе предварительного анализа сос

Облучение стеклянном проводилось при комнатной температуре стекло (17±2°С) в реакторе, (боросиликатное собой Simax) или кварцевом сосуд представляющим полый цилиндрический с внутренним диаметром 40 мм (при толщине стенок реактора до 2 мм). Габариты реакционных сосудов (см. рис.

23) определялись на основе сопоставления параметров электронного пучка, свойств исследуемых образцов и исследовательских задач. 0 40-45 Рис. 23. Простейший стеклянный или кварцевый реактор для электрон

Облучение образцов для исследования режима пост-радиационной перегонки проводили, размещая закрытый реакционный сосуд на круговой вращающейся платформе таким образом, чтобы он периодически выходил за пределы зоны облучения. Данный режим позволяет достигать большой дозы облучения без разогрева образца. Мощность дозы в режиме пост­ радиационной перегонки составляла

0.02 кГр/с. Рис. 26. Схема лабораторной установки для сухой перегонки целлюлозы: 1 нагреватель, 2 - термопара; 3 - реактор;

Измерение динамики обычного нагрева производили на примере нагрева микрокристаллической целлюлозы в кварцевом реакторе, снабженном внешним нагревателем (нихромовая спираль). Динамику нагрева измеряли в зависимости от мощности нагревателя (напряжения, установленном на ЛАТРе). При подаче напряжения U на спираль происходил её нагрев. Мощность электронагревателя N определялась отношением квадрата напряжения к сопротивлению спирали (N = U2/R). Среднее сопротивление спирали составляло 43 Ом. За т

Чтобы примерно оценить содержание воды в конденсате по показателю преломления была построена данная зависимость для модельных растворов фурфурола в смеси с некоторыми другими органическими соединениями. Соотношение компонентов в смеси подбиралось наиболее близкое к соотношению компонентов в конденсате ЭЛП. Измерение показателя осложнялось тем, что фурфурол малорастворим в воде, что обеспечило прогиб кривой (Рис.

33) в точке, где происходит расслоение смеси. Для смеси фурфурол-этанол не

Объектами исследования служили: • Хлопковая целлюлоза по ГОСТ 5556-81; • Небеленая сульфатная сосновая целлюлоза ЭКБ-1 по ГОСТ 12765-88 производства ЦБК "Питкяранта"; • Беленая сульфитная сосновая целлюлоза по ГОСТ 3914-89 производства Приозерского ЦБК; • Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) фирмы "СР Kelco ApS"; • Микрокристаллическая целлюлоза фирмы "Alfa Aesar"; • Целлобиоза для биохимии, чистотой 98% фирмы "Merck"; • а-циклодекстрин для биохимии фирмы &quo

Статистические расчеты проводили на основании результатов 3-6 параллельных опытов при каждом фиксированном комплексе исследуемых факторов с доверительной вероятностью (3 = 0,95 в случае радиационнохимических исследований и Р = 0,67 материалов [106]. Ошибку при изучении физических свойств (среднеквадратичное воспроизводимости Sy отклонение) измеряемой величины у определяли по формуле: Sy=[Z(ym-yif/(n-\)f5 полученное в /-ом опыте,у т = Еу,In - среднее арифметическое. (8) где п - число па

Для изучения принципиальных отличий режимов пиролитический и электронно-лучевой конверсии была проведена сухая перегонка нескольких образцов целлюлозы - хлопковой, небеленой сосновой, беленой сосновой, микрокристаллической, а также циклодекстрина и карбоксиметилцеллюлозы. Как следует из Главы 1, количественное исследование пиролиза (в т.ч. сухой перегонки) проводятся преимущественно в изотермических условиях. Однако на практике при непрерывном пиролизе большой массы материала, когда в реактор

Как было показано ранее [11], облучение существенно влияет на молекулярно-массовое распределение в целлюлозе вследствие деструкции её макромолекул. Казалось бы, можно ожидать заметного влияния облучения на последующую сухую перегонку целлюлозы (режим ПРП пост­ радиационная перегонка). Вес образцов в ходе облучения практически не меняется - уменьшение массы во всем исследованном диапазоне поглощенных доз составляло не более

0.1 вес.%. Последующая за облучением пиролитическая конверсия в

По данным телеметрических лучевой перегонки наблюдений динамика электроннотипов целлюлозы не имеет из (ЭЛП) различных Тяжелые существенных различий. пары начинают перетекать реакционного сосуда в конденсатор и приемную емкость при дозе ~ 150-250 кГр. Их окраска изменяется от исходной белой до ярко-желтой. Образование паров и подъем уровня конденсата в приемной емкости завершаются при дозе -500-800 кГр. Конденсат образуется с выходом ~60 вес.% (см. табл. 14). Он представляет собой одно

33.1. Влияние степени измельчения целлюлозы на выходы перегонки в режиме ЭЛП Зависимость эффективности электронно-лучевой перегонки целлюлозы от степени её измельчения исследовали на примере небеленой сульфатной целлюлозы ЭКБ-1. Использовали три образца:

1) полосы длиной 100 мм, шириной 4 мм и толщиной 1 мм;

2) квадраты со сторонами 2 мм и толщиной 1 мм;

3) вату, получаемую при электромеханическом размоле. Средние удельные поверхности образцов составили соответственно 49, 70

Сама по себе перегонка целлюлозы - термостимулируемый процесс. В режиме СП перегонка начинается при температуре >270°С. Ожидалось, что с ростом исходной температуры выход электронно-лучевой перегонки может возрастать. С одной стороны, предварительный подогрев сырья может облегчать удаление продуктов радиолитической фрагментации целлюлозы из зоны облучения. С другой стороны, при повышенной температуре может возрастать выход распада макрорадикалов. Поскольку распад целлюлозы и в режиме СП и

Естественно, что для практики режим электронно-лучевого нагрева мало приемлем из-за необходимости применять высокие мощности дозы (Р = 1-2 кГр/с) и высокие поглощенные дозы (D « 500 кГр). Коэффициенты полезного использования электронного излучения, как правило, очень высокие (70-90%). Однако сами ускорители и их излучение весьма дорогостоящи. Поэтому представляется рациональным поиск режимов при сохранении конверсии, использующих пониженные значения PHD высокой производительности. В настоя

Анализ динамики радиационно-стимулируемой сухой перегонки целлюлозы указывает на цепной характер наблюдаемых превращений. Например, в режиме комбинированного нагрева при поглощенной дозе <100 кГр (50-60 кГр) из 30 г целлюлозы образуется ~15 г или

0.156 молей органических продуктов со средней мольной массой 96 г/моль (фурфурол), что соответствует

0.00521 моль продукта из 1 г исходного сырья. Следовательно, радиационно-химический выход образования органических продуктов состав

В реализованных экспериментальных условиях электронно-лучевая перегонка не позволяет четко отслеживать изменение температуры и кинетики расходования целлюлозы и образования конечных продуктов. Размещение электронных датчиков в зоне облучения чревато их разрушением или некорректными показаниями. Необходимость использовать теплоизулирующий кожух на реакторе препятствует визуальному (телеметрическому) наблюдению за состоянием реакционной среды. К тому же качество изображения помех, на телемон

Понимание причин понижения высокотемпературной устойчивости целлюлозы и механизма её радиационно-стимулируемои конверсии позволяет предложить новые подходы к изучению процессов преобразования биомассы в ценное сырье для промышленного органического синтеза и управлению ими. Наблюдаемый производных высокий выход образования фурфурола разработки и его новой является стимулом для дальнейшей радиационно-химической технологии крупнотоннажного получения фуранов из широко распространенных В отли