С помощью компьютерного моделирования проведена триангуляция тройной системы C - H - О при температурах 200 - 1350 <$E symbol Р>C. В основу триангуляции положены расчеты равновесия химических реакций с участием наиболее стабильных при указанных температурах газообразных соединений: Н2, О2, Н2Опар, СО, СО2, СН4. Благодаря полученным результатам разработаны практические рекомендации касательно выбора состава газовой среды для использования в процессах окисления, обезуглероживания, науглероживания, получения углеродсодержащих композитов и покрытий. Полученные данные могут быть полезны для выбора необходимой конструкции химического реактора (проточный, закрытый), при оценивании необходимых скоростей потоков газовых сред в проточном реакторе, разработке процессов синтеза и изучении механизмов абиогенного происхождения углеводородов.На основе подробного исследования химических равновесий в системе C - W - H с помощью программы FacktSage проведена термодинамическая оценка условий получения WC без примесей W, W₂C и С. Расчеты равновесных состояний показали, что для исключения в WC примесей W₂C синтез WC необходимо вести при температурах ниже 1 320 °C. При этом достаточно не допускать появления в WC только примесей W и C. На концентрационном треугольнике системы C - W - H были проведены предполагаемые квазибинарные разрезы: WC - CH₄, WC - Н и W - CH₄, для которых были произведены расчеты химических равновесий различных составов в зависимости от температуры. Это позволило установить, что в системе C - W - H существуют 2 разреза: квазибинарный разрез особого вида WC - CH₄ и частично квазибинарный разрез WC - Н. При этом разрез WC - CH₄ действительный при температурах 100 - 1 320 °C, а разрез WC - H - при температурах 700 - 1 320 °C. Анализ полученных результатов указывает на то, что с термодинамической точки зрения получить WC, не содержащий вольфрама или углерода, при нагревании и охлаждении смесей WC и H₂ или WC и CH₄ невозможно, так как при охлаждении смеси WC и HV₂ при температурах ниже 700 °С в продуктах реакции из-за обезуглероживания WC водородом будет присутствовать вольфрам, а при нагреве смеси WC и CH₄ в продуктах реакции будет присутствовать свободный углерод, который при охлаждении ниже 1 000 °C из-за кинетического торможения удалить будет невозможно. На основе выполненных расчетов равновесных состояний в системе C - W - H предложен ряд возможных вариантов неравновесных процессов, способных обеспечить получение WC без примеси W или C.Проведены детальные исследования равновесия химических реакций в системе WO3 - H2O с помощью компьютерной программы FactSage с целью установления влияния температуры и количества воды на образование соединений H2WO4 и WO2(OH)2, а также сопутствующих им соединений, продуктов испарения, разложения и диссоциации, которые содержатся в базе данных этой программы. Расчеты проводили в температурном интервале от 100 до <$E3000~symbol Р roman C>. Количество молей воды, добавляемой к 1 молю WO3, изменяли от 0 до 27. Установлено, что полученные данные по температуре плавления и испарения однофазного WO3 хорошо совпадают со справочными данными и дополнительно дают детальную информацию о составе газовой фазы. Показано, что при нагреве 1 моля однофазного WO3 до <$E3000~symbol Р roman C> преимущественным оксидом, который находится в газовой фазе, является (WO3)2. Предложены реакции его образования из других оксидов: (WO3)3 и (WO3)4. Установлено, что соединение H2WO4 стабильное, но уже при <$E121~symbol Р roman C> распадается на WO3 и H2O. Гидроксид WO2(OH)2 впервые появляется при <$E500~symbol Р roman C> и существует до <$E3000~symbol Р roman C>. Увеличение количества H2О в системе приводит к снижению температуры перехода WO3 в жидкую и газовою фазы. Установлено, что при добавлении к 1 молю WO3 26 молей H2O удается получить максимальное (0,9044 - 0,9171 молей) количество WO2(OH)2 при температурах <$E1400~-~1600~symbol Р roman C>, минуя при этом стадию плавления WO3. Полученные данные позволили утверждать, что от 121 до <$E400~symbol Р roman C> разрез WO3 - H2O в тройной системе O - W - H является частично квазибинарным, так как при этих температурах в системе присутствуют только WO3 и H2O. При более высоких температурах он становится неквазибинарным, так как в продуктах реакции WO3 с H2O, кроме WO3 и H2O, присутствуют заметные количества WO2(OH)2, (WO3)2, (WO3)3, (WO3)4 и в небольшом количестве другие соединения и атомы.

  Повний текст PDF - 1.906 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"