油田油泥热解焦掺混微藻渣燃烧实验研究

热解能够实现油泥资源化利用,热解后的热解焦可以通过焚烧实现能量的梯级利用。利用热分析仪研究不同掺混比(φ)及不同升温速率(β)下的油泥热解焦与微藻渣混合燃烧实验,TG和DTG曲线表明,混合燃烧过程分为结晶水挥发、挥发分析出和燃烧、固定碳燃烧和矿物质燃烧分解。采用KAS和OFW等转化率法进行动力学参数求解。结果表明,添加微藻渣提高了混合燃料燃烧特性;β的增加促使传质阻力增大,质量损失段向高温区移动;活化能(E_a)值增大,燃烧稳定性提高。     

委内瑞拉减压渣油的热解特性及其动力学研究

采用热重 质谱(TG-MS)联用对委内瑞拉减压渣油在不同升温速率下进行热解实验,研究其热解反应特性,并采用3种等转化率法和分布活化能模型(DEAM)求取减压渣油热解反应的动力学参数。实验结果表明,委内瑞拉减压渣油的热解主要反应温度区间为179~490 ℃,总质量损失率为77.54%,质量损失峰值在446 ℃达到最大,最大质量损失速率为317.38μg/min。Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法比其他2种等转化率法能更好地描述减压渣油的热解过程,由其计算得到的热解活化能为56.77~178.91 kJ/mol。进一步采用DEAM模型将减压渣油分为4个假定组分,对升温速率为10 ℃/min条件下的热重分析(TG-DTG)数据进行分峰拟合,求得饱和分、芳香分、胶质和沥青质四组分动力学参数,并据此获得减压渣油总活化能分布曲线。结果表明,委内瑞拉减压渣油活化能主要集中在100~250 kJ/mol范围内,通过加权求和获得平均活化能为190.11 kJ/mol。     

宁东红石湾煤与生物质共热解协同机制

以宁东红石湾煤(HSW)与宁夏主要的生物质玉米秸秆(SWZ)作为原料进行共热解实验，通过热重分析发现，随着样品中生物质质量分数的提高，混合物样品的质量损失率逐渐增大。建立了HSW与SWZ共热解的单一反应动力学模型，计算了共热解动力学参数，各热解阶段的活化能为3~68 kJ/mol，SWZ的加入降低了反应的活化能，有利于HSW的热解。利用固定床热解实验装置，考察了不同的生物质掺混比、不同热解终温条件下HSW与SWZ共热解过程中产物的分布。当生物质掺混比由25%增至75%时，液体产物收率可由137%最大增至269%，气体产物收率可由285%最大增至401%。结果表明，共热解过程中SWZ与HSW有协同作用。     

含油污泥热解特性和动力学研究

采用热重分析仪对胜华炼油厂的含油污泥在氮气气氛下进行热重分析,考察不同升温速率下含油污泥的热重曲线并分析其热解特性.采用微分法对实验数据进行回归拟合,确定含油污泥热解动力学方程,求出反应活化能E和频率因子A.结果表明,含油污泥有机物的热解反应第一阶段(200～450℃)反应级数为2.0;第二阶段(450～900℃)反应级数为0.8.升温速率分别为5,10,15℃/min时,有机物热解第一阶段的活化能分别为33.95,36.63,38.99 kJ/mol;第二阶段的活化能分别为16.31,12.98,15.97 kJ/mol,总体上变化不大.     

聚氯乙烯热解动力学及热解产物组成研究

采用热重法对聚氯乙烯(PVC)塑料进行热解实验,研究其热分解特性;采用Friedman法和?kvára-?esták模型计算PVC塑料热解反应的活化能和机理函数;采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)、傅里叶红外变换光谱(FTIR)和X射线衍射光谱(XRD)等手段分别测定热解油、热解气和热解残渣组成。实验结果表明：PVC塑料的热解反应主要分为2个阶段,第一阶段热解发生在250～390℃之间,质量损失约为65%,其平均活化能为152.58 kJ/mol,热解反应机理为二级化学反应;第二阶段热解发生在390～560℃之间,质量损失约为29%,其平均活化能为231.52 kJ/mol,热解反应机理为随机成核和随后生长模型。GC-MS结果表明：PVC塑料的热解油气组成主要包括烷烃、烯烃、含氯有机物和芳烃化合物,热解残渣主要由石墨碳组成。研究结果可为废塑料脱氯和资源化利用提供理论基础参考。     

油漆废渣化学链气化特性及动力学行为

为探究化学链气化技术处理油漆废渣的可行性,通过热重分析仪以及管式炉 在线质谱仪联用研究了以Fe2O3为载氧体的油漆废渣化学链气化特性及动力学行为。热重分析结果表明：随着Fe2O3掺混比例的增加,掺混Fe2O3的油漆废渣热解气化时的总体质量损失量会减少。在升温速率为40 ℃/min时,当油漆废渣中Fe2O3掺混比例(质量分数)分别为10%、30%、50%时,最大质量损失速率相应分别为-27.23%/min、-23.39%/min和-17.12%/min,低于未掺混Fe2O3的油漆废渣热解时的最大质量损失速率-27.56%/min;油漆废渣化学链气化平均活化能分别为192.31、204.81、166.98 kJ/mol,明显低于未掺混Fe2O3的油漆废渣热解时的平均活化能223.29 kJ/mol。管式炉-质谱联用分析结果表明：反应温度为800 ℃,油漆废渣中Fe2O3质量分数为10%、30%、50%时,生成气相产物的低位热值相应分别为7.24、7.36和6.04 MJ/m3,低于未掺混Fe2O3的油漆废渣热解气相产物的低位热值8.76 MJ/m3,Fe2O3加入会降低气相产物的低位热值;当Fe2O3质量分数为50%时,油漆废渣化学链气化生成CO、CH4和H2的活化能分别为22.67、31.94和18.99 kJ/mol,低于未掺混Fe2O3的油漆废渣热解反应生成相应气体的活化能。油漆废渣中的TiO2与反应后的Fe3O4停留在固体残渣中,通过磁性分离装置可对TiO2进行回收。     

轧钢油泥与聚丙烯共热解特性及产物分布

为探寻轧钢油泥与聚丙烯高质化利用的途径,采用热重分析仪和管式热解炉,研究了轧钢油泥与聚丙烯不同混合比例下的共热解行为及热解产物分布特性。结果表明：轧钢油泥与聚丙烯共热解过程中存在协同交互作用。随着聚丙烯掺混质量分数的增大,混合样品的活化能先减小后增大,但远低于两者线性叠加得到的理论计算值。此外,随着聚丙烯掺混质量分数的增大,一方面会减少气相和固相产物产率,增大液相产物产率;另一方面也会降低液相产物中重质组分和含氧组分的相对含量。当聚丙烯掺混质量分数为0.75时,相比于理论计算值,液相产物中C₂₀~C₃₀组分和含氧类组分相对含量实验值分别降低了9.68百分点和8.60百分点;同时聚丙烯的掺混促进了轧钢油泥中羰基的裂解,使CO和CO₂产率实验值分别提高了7.18和4.86 mL/g。     

氧化钙/氧化镁催化菜籽油与甲醇酯交换反应动力学的研究

在固体碱 CaO/MgO 催化下,以精制菜籽油与甲醇为原料进行酯交换反应制备了生物柴油,用气相色谱法跟踪分析生物柴油(脂肪酸甲酯)的含量,考察生物柴油中脂肪酸甲酯的生成动力学。结果表明,反应速率动力学方程分3个阶段:反应开始为引发阶段,酯交换反应速率对菜籽油浓度为0.5级,逐步转变为增长阶段的2级反应,最终反应达到平衡阶段。脂肪酸甲酯引发阶段反应活化能为76.77 kJ/mol,频率因子为9.80×10~7(mol/L)~(0.5)/min;增长阶段反应活化能为29.31 kJ/mol,频率因子为6.19×10~3L/(mol·min)。该研究为固体碱催化菜籽油与甲醇酯交换反应的动力学提供了理论基础。     

基于TG-FTIR的减压渣油热解特性及动力学研究

采用TG-FTIR对长庆减压渣油(CQVR)和秦皇岛减压渣油(QHDVR)的热解行为及几种典型热解产物(CO_2、CO、甲烷、乙烯、C_2~+脂肪烃和轻芳烃)的释放特性进行了研究。实验结果表明,与CQVR相比,QHDVR具有较低的反应活性和较高的焦炭收率。由于化学组成与结构不同,CQVR和QHDVR的热解气态产物释放曲线呈现出差异性。通过无模式函数法中的Friedman算法对CQVR和QHDVR在转化率为0.20～0.85时的热解表观活化能进行了计算,平均表观活化能分别为173.08 kJ/mol和181.12 kJ/mol。CQVR和QHDVR的表观活化能随转化率的变化趋势表明,CQVR更易发生裂解反应。     

用差示扫描量热法确定油页岩热解动力学参数

采用差示扫描量热仪对三个抚顺油页岩、三个茂名油页岩和桦甸油页岩的热解动力学进行了研究。根据固体反应方程式和单一的非等温的 DSC 曲线的原理,作者开发了 DSC 高度法来确定油页岩的热解动力学参数。对于抚顺(F821)、茂名(M821)和桦甸(HD831)油页岩样品,用DSC 高度法得到的结果为:活化能分别是170.80kJ/mol,157.42kJ/mol,171.96kJ/mol;频率因子分别为1.344×10~(11)min~(-1),1.548×10~(10)min~(-1),4.08×10~(11)min~(-1).实验表明:应用微分法、积分法及 DSC 高度法处理所得到的油页岩热解动力学参数是相近的.由于从 DSC 曲线可以直接测量出高度,所以用 DSC 高度法来确定油页岩的热解动力学参数较为简便.     

含油污泥油炸脱水过程中热-质耦合传递分析

以车用废润滑油为油炸介质,对辽河油田含油污泥进行了油炸脱水实验,并对油炸脱水过程中含油污泥的油、水含量及其变化率、体积平均温度及其变化率以及表面对流传热系数随时间的变化进行了量化。根据含油污泥样品脱水速率随油炸时间的不同变化趋势,将油炸脱水过程分为表面水分汽化、壳-核形成、毛细管内水分脱除以及降速干燥4个阶段。研究结果表明,含油污泥样品的脱水速率对其吸油速率有一定影响,在前3个阶段脱水速率越高,相应的吸油速率越低;在第Ⅳ阶段,由于脱水及吸油过程基本完成,含油污泥样品的脱水及吸油速率均呈递减趋势。在含油污泥样品油炸脱水过程中,对流传热系数随时间的变化趋势与其脱水速率随时间的变化趋势基本相同,最大对流传热系数为510 W/(m²·℃)。此外,通过对各阶段含油污泥样品的吸油量及脱水量对比可知,与前3个阶段相比,降速干燥阶段的脱水量较少而吸油量较大,因此在进行含油污泥油炸脱水时,可不进行该阶段操作,以减少废油的吸入量,降低过程运行成本。     

正己烷在Pt/HBeta催化剂上的异构化反应动力学模型

采用等体积浸渍法制备了Pt/HBeta催化剂,并在10 mL固定床反应装置上评价了反应温度和质量空速对Pt/HBeta催化正己烷临氢异构化反应的影响,在此基础上建立正己烷异构化反应动力学模型。结果表明：在 240~260  ℃内正己烷临氢异构化反应可以用拟一级动力学模型来描述,反应的活化能Ea=139.06 kJ/mol,指前因子A=7.3814×1013 h-1;建立了连串反应动力学模型,第一步反应活化能Ea=167.80 KJ·mol-1,A=7.2130×1016 h-1,第二步反应活化能Ea=118.34 KJ·mol-1,A=1.3053×1011 h-1;当反应温度大于260 ℃,拟一级动力学模型不再适合,修正后270 ℃时的反应级数为1.3,280  ℃时的反应级数为1.7。     

两种催化油浆的热重反应动力学研究

采用SDT 2960Simultaneous DSC-TGA差热-热重分析仪,考察了辽河石化炼油厂两种油浆在N2保护下的热重反应性能,在Coats-Redfern积分法的基础上,对油浆的热重反应数据进行了线性拟合,取得了令人满意的结果。两种油浆在低温区均表现为一级动力学行为,表观活化能分别为29.685kJ/mol和32.35kJ/mol;在高温区间均表现为二级动力学行为,表观活化能分别为71.84kJ/mol和32.095kJ/mol。低温区间以裂化反应为主,高温区间以缩合反应为主。     

基于铁基载氧体的聚乙烯化学链解聚机理及过程

为了探索聚乙烯(PE)在铁基载氧体作用下的化学链解聚机理及过程,首先利用热重分析仪研究不同升温速率下PE在Fe₂O₃作用下化学链解聚的反应特性;其次从化学反应动力学的角度解析PE化学链解聚过程,采用等转化率法对PE体系的活化能进行了计算和分析;最后采用反应分子动力学方法开展了PE的化学链解聚模拟,在微观原子尺度上分析和阐释了解聚的过程和机制。结果表明：化学链解聚过程中质量损失由PE和Fe₂O₃共同贡献,Fe₂O₃释放的晶格氧促进了反应的进行;PE发生化学链解聚反应后主要产物以CO₂为主,而非化学链过程产物主要由一系列碳数为8～26的正构烷烃和正构烯烃组成;铁基载氧体作用的化学链过程中PE解聚的平均活化能为116.88 kJ/mol,远低于其常规热裂解的活化能。PE在化学链过程中的裂解属于典型的无规裂解,总体遵循自由基链反应理论。     

反应温度对塔河常压渣油接触热裂化反应的影响

以塔河常压渣油为原料,采用固定流化床评价装置,考察了500~630℃范围内反应温度对接触热裂化反应产物和活化能的影响。结果表明,干气、液化气和汽油馏分产率随温度升高单调增加;柴油馏分产率变化不大,当反应温度高于610℃时,才开始显著下降;≥350℃馏分产率随反应温度升高而单调递减,焦炭产率随温度的升高变化不大。塔河常压渣油热裂化生成干气的活化能E_a为108.1 kJ/mol,指前因子k₀为1.15×10⁸ mol/(m³·s)。在干气组分中,生成甲烷的活化能E_a最小,指前因子k₀最低;生成液化气的活化能高于生成干气的活化能,生成丙烯和丁烯的活化能大大高于生成丙烷和丁烷的活化能。高温（≥500℃）、短停留时间（低于6 s）条件下渣油热反应的平行 顺序反应特征与低温、液相反应不同。     

减压蜡油浆态床加氢工艺条件和动力学研究

对减压蜡油的浆态床加氢工艺条件进行了评价,并考察了减压蜡油的加氢脱硫和加氢脱氮动力学。研究结果表明,最佳的蜡油加氢工艺条件为反应温度360 oC、反应压力8 MPa、催化剂加入量（w）9 %、反应时间2 h左右。动力学研究结果表明：对于加氢脱硫反应,反应初期的表观活化能为100.44 kJ/mol;反应中期到末期,表观活化能为121.72 kJ/mol,这是由于不同类型的硫化物脱硫机理不同造成的;对于加氢脱氮反应,表观活化能为105.17 kJ/mol;在反应初期含氮化合物较难脱除,而在反应后期,烷基取代的二苯并噻吩类化合物为最难脱除的化合物。     

Pt-SO42-/ZrO2-Al2O3催化正己烷异构化反应动力学模型

采用共沉淀法制备SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃,等体积浸渍法制备Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃固体超强酸催化剂,采用5mL连续固定床反应装置评价了反应温度、反应压力、氢/油体积比和体积空速对Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂催化正己烷临氢异构化反应活性的影响。进行拟一级动力学模型验证,建立正己烷异构化一级反应网络动力学模型。结果表明：增加反应压力和体积空速,正己烷转化率降低;随着氢/油体积比、反应温度的升高,正己烷转化率提高。在180～200℃范围内,正己烷在Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂上的临氢异构化反应可以视为简单拟...     

轻质油品无碱脱硫醇反应研究

采用正交实验法对轻柴油的无碱脱硫醇工艺进行了研究 ,初步探索出脱硫醇反应的较佳工艺条件为 :活性炭固载催化剂的用量 0 .8mg/L ,反应温度 4 0℃ ,空速 2h-1,活化剂 (季胺盐类 )用量 (对油 ) =10 0 μg/g。硫醇脱除率可达 90 % ,通过反应动力学研究得知轻柴油脱硫醇反应级数为 1.2 5级 ;反应速率常数为 7.4 2×10 -2 (mol/m3 ) -0 .2 5/h ;反应活化能 180 .6kJ/mol。