Etude de la modification du comportement thermique des brais et des mélanges brai/coke par le soufre - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 1993

Etude de la modification du comportement thermique des brais et des mélanges brai/coke par le soufre

Abstract

Coal tar Pitches (CTP) are the residues of cokefaction tar distillation. Their thermal behaviour could be modified by the utilization of additives like sulfur. This work is a systematic study of the factors which can modified the thermal behaviour of the CTP/coke blends, precursors of graphite materials, like the chemical composition of the CTP, the initial sulfur percentage, the heat law or the origin and properties of cokes. We have divided our work in two parts.In a first time we have studied the thermal behaviour of the CTP/sulfur mixtures. We have clearly shows the positive effect of sulfur on mesophase formation and in consequence on optical texture. Crieria have been defined, allowing to connect the blends thermal reactivity to the chemical composition of the CTP and more precisely, we have precised the light fraction role of CTP during thermal treatment and the role of QI on optical texture evolution. Utilization of spectoscopic and thermic methods allows us to follow evolution of sulfur structures and their stabilities in function of temperature. In the second part of this work, we have studied effect of coke addition on physical texture of CTP and thermal behaviour of CTP/coke/sulfur mixtures. Cokes have been characterized by their surface energies and morphologies. We have then tried to understand the physical phenomena on the CTP/coke interfaces using a non direct method based on selective solvant extraction of a CTP previously adsorbed on coke surface. The results show a modification of the CTP physical structure, put in evidence by an increase of the hexane yield extraction in a case of CTP/coke blends and by an evolution of the chemical composition of the hexan soluble fraction. All the results of this work is usefull for the comprehension of the sulfur role in CTP and for the adaptation to the industriel processes of graphite making
Les brais charbonniers sont les résidus de la distillation des goudrons de cokefaction. Leur comportement thermique peut être modulé par l'utilisation d'additifs comme le soufre. Ce travail est une étude systématique des facteurs pouvant modifier le comportement thermique des mélanges brai/coke, précurseurs des matériaux graphites, comme la composition chimique des brais, le pourcentage en soufre introduit, les lois de chauffe utilisées ou encore l'origine et les propriétés des cokes. Nous avons divisé notre travail en deux parties. Dans un premier temps, nous avons étudié le comportement thermique des mélanges brai/soufre. Nous avons clairement démontré l'effet bénéfique du soufre sur la formation de mésophase et donc sur les textures optiques. Nous avons défini les critères permettant de relier la réactivité thermique des mélanges à la composition chimique des brais et notamment nous avons précisé le role joue par la fraction legere du brai durant le traitement thermique et le role des qi sur l'evolution des textures optiques. L'utilisation des techniques spectroscopiques et thermiques nous a permis de suivre l'évolution des structures soufrées organiques et leurs stabilités en fonction de la température. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons étudié l'effet de l'addition de coke sur la texture physique du brai ainsi que le comportement thermique des mélanges brai/coke/soufre. Les cokes ont été caractérisés par leurs énergies et leurs morphologies de surface. Nous avons ensuite tente d'appréhender les phénomènes chimiques aux interfaces brai/coke en développant une méthode indirecte basée sur l'extraction aux solvants sélectifs d'un brai préalablement adsorbe sur un coke. Les résultats obtenus montrent une modification de la structure physique du brai, mise en évidence par une augmentation du rendement d'extraction à l'hexane dans le cas des mélanges brai/coke et par une modification de la composition chimique de la fraction soluble. L'ensemble des résultats de ce travail est utile, d'un point de vue fondamental pour la compréhension du rôle du soufre dans les brais et d'un point de vue des applications industrielles, pour l'adaptation des procédés
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Cite

Thierry Zimny. Etude de la modification du comportement thermique des brais et des mélanges brai/coke par le soufre. Chimie. Université Paul Verlaine - Metz, 1993. Français. ⟨NNT : 1993METZ015S⟩. ⟨tel-01775428⟩
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