乙二醇单甲醚防冰剂对吸热型碳氢燃料的裂解特性研究

探究了乙二醇单甲醚防冰剂对吸热型碳氢燃料裂解的影响,其中乙二醇单甲醚加入的质量百分比分别为0.05%,0.10%,0.15%,0.20%。利用微型气相色谱仪、气相色谱-质谱联用仪、CO2红外分析仪对燃料裂解气相产物、液相产物、结焦量等进行分析。结果表明,乙二醇单甲醚在低温下对燃料的裂解影响并不明显,但在高温(≥650℃)条件下能够促进燃料的裂解,产气率和热沉增大。添加0.15%乙二醇单甲醚时,燃料裂解产生的结焦量最少,与对照组相比,降低了42.44%。     

椰子油催化裂解制备生物燃料的研究

以椰子油为原料,通过液相裂解法和气相催化裂解法制备高品位的生物燃料。在温度450℃、进气速率30 mL/min、反应时间45 min的液相裂解条件下,椰子油液相裂解的液体产率达到最大为76.5%,但裂解液酸值较高,在100 mg/g以上。为了降低裂解液酸值,以纳基膨润土为载体,CaO作为催化剂,对液相裂解产物之一的裂解液进行气相催化裂解。研究结果表明:在温度400℃、催化剂CaO用量15%的条件下,椰子油气相催化裂解的液体产率峰值为69.5%,酸值为26.8 mg/g;在温度450℃、催化剂CaO用量30%的条件下,椰子油气相催化裂解的液体产率为64.1%,酸值为2.8 mg/g,此时酸值最低。经GC-MS分析可知,液相裂解液中主要包含烃类、酮类和酸类等组分,其质量分数分别为32.6%、24.2%和43.3%,而气相催化裂解液中烃类物质增加23.3个百分点,不利的酸、酮类物质则分别降低18.8和4.6个百分点。与椰子油相比,液相裂解的液体产物运动黏度与含氧量降低,酸值与低位热值升高;与液相裂解液相比,气相催化裂解的液体产物的酸值与含氧量降低,热值升高。经气相催化裂解得到的生物燃料和0#柴油更为接近。     

亚临界压力下碳氢燃料在不同长度通道中反应特性研究

研究了亚临界压力条件下碳氢燃料在主动冷却通道中随管长变化的反应特性,结合裂解产物、产气率、热沉以及结焦等确定了适合燃料裂解的温度与管长。结果表明,管长变化引起的停留时间改变对燃料反应特性影响明显。管长增加可以有效提高550~750℃温度段的产气率与热沉,管长达到8 m时反应趋于平衡。温度高于800℃后,燃料放热反应加剧,升高温度或增加管长都不利于产气率与热沉的提高。产气组分特性表明,烯烃含量随管长的增加而降低,烷烃变化趋势则与之相反。高温条件下,壁面热流是影响碳氢燃料结焦的关键因素,该条件下碳氢燃料最低结焦对应管长约为1 m。     

超临界条件下甲基环己烷的结焦抑制研究

以甲基环己烷作为烃类燃料环烷烃的模型化合物,研究了超临界反应条件下结焦抑制剂二苄基二硒醚和供氢剂四氢蔡/四氢蔡酮对环烷烃热裂解的结焦抑制作用.结果表明,二苄基二硒醚添加质量分数为300×10-6的结焦抑制率可达到56.3%,四氢蔡/四氢蔡酮添加摩尔分数为3%的结焦抑制率可达到53.5%,且对气体产物分布影响不大.SEM...     

Si/Ce化学气相共沉积制备抗结焦涂层的研究

对Si/Ce化学气相共沉积在裂解炉管内表面制备抗结焦涂层进行了研究。通过EDS、SEM、XRD对硅沉积涂层和硅铈共沉积涂层进行表征,发现Ce的加入可以减少沉积过程中C元素在涂层中的沉积,从而在炉管内表面得到致密、平整的涂层。石脑油裂解实验表明,硅铈共沉积涂层表现出了较优的抗结焦能力,经过6次石脑油2小时裂解试验后结焦抑制率依然保持在50%以上,该涂层对裂解产物的三烯收率影响不明显。     

聚烯烃与其裂解产物返回共裂解的研究

以聚烯烃塑料为裂解原料,在间歇反应釜中进行轻度热裂解,加热速率3—5℃/min,温度400℃,停留时间0—80 min;制取液相石油烃。为克服热裂解过程中的传热不均匀,提高热裂解产物轻质馏分的含量,进行了部分热裂解产物返回作为原料与聚烯烃塑料进行共裂解的实验探究,并对其裂解气相产物进行了气相色谱分析,液相产物进行了红外光谱、核磁共振氢谱表征以及GC-MS定量分析。结果表明:在400℃进行共裂解,液相产物平均收率约为90%,所得液相石油烃C数分布广,主要组分为链烷烃,其中直链烷烃所占比例44.03%。在聚烯烃塑料轻度裂解过程中部分热裂解产物返回共裂解,有利于裂解过程的传热,促进所得石油烃的轻质化且裂解过程中不会发生结焦反应。但共裂解液相产物中离心沉积物增多,主要组成为链烷烃,可作为裂解原料再次进行利用。     

乙烯裂解模拟装置急冷结构的优选研究

在具有不同急冷结构的乙烯裂解模拟装置上进行石脑油裂解模拟对比试验,比较分析其产物收率及结焦量大小。在混合急冷器上、下部区域向裂解气分别注入急冷水、循环气体产品,裂解模拟试验结果表明:采用该急冷结构的裂解模拟装置,具有较高的冷却效率,可实现高温裂解气的快速急冷;裂解产物分离充分,炉管结焦量少,烧焦持续时间短;当急冷水注入量减少后仍可实现裂解气快速急冷,且后续装置的负荷和压力波动减小,提高了装置操作的灵活性和稳定性。注水管插入混合急冷器内部可使裂解产物更加快速、顺利地通过裂解炉管进入产物急冷回收装置,防止了注水孔处结焦而堵塞炉管,装置可实现长周期运转。     

石脑油中的硫化物对裂解过程的影响研究

在蒸汽裂解制乙烯过程中,硫化物的存在对裂解性能的影响比较复杂,主要影响裂解反应过程和结焦性能。从硫的种类和含量两方面叙述了石脑油中的硫化物对产物收率、原料转化率、结焦速率和一氧化碳生成量等方面的影响,同时根据不同硫化物的热分解情况分析硫化物在裂解过程中的作用。简要介绍了硫化物的抑制结焦可通过将其连续注入裂解原料或离线等方式在裂解炉管内表面形成含硫化合物实现。     

超临界压力正癸烷在螺旋管中传热与裂解吸热现象的数值模拟

探讨了正癸烷的裂解吸热反应对流动、传热和化学组分分布的影响。结果表明,由于裂解吸热反应把加热热量转换成了燃料分子的化学能,与未考虑热裂解的计算结果相比,考虑裂解反应时出口处流体平均温度降低了约50 K,壁面温度降低了约70 K,对流传热系数提高了10%左右。这一方面是因为裂解引起的密度降低、轴向速度增加,另一方面是由于裂解反应提高了螺旋管截面的径向速度,加强了二次流动,增加了壁面湍动能。正癸烷在内侧温度较高的区域裂解度较高,因此螺旋管内侧温度降低,环向温度分布变均匀;裂解度越大,环向温度分布越均匀。与热结焦有关的烯烃类裂解产物C_2H_4,C_3H_6在温度较高的内侧质量分数较大,表明结焦更可能发生在螺旋管的内侧。     

碳氢燃料热裂解与引发裂解换热对比实验

通过流动管反应器对碳氢燃料RP-3在超临界条件下的热裂解及引发裂解进行了实验,对两种条件下的燃料吸热能力及传热特性进行了对比分析,并对裂解产物进行了采样分析。结果表明,引发裂解降低了燃料的裂解起始温度,在一定温度区间内提高了燃料的裂解率,从而有效提高了燃料热沉,在相同热通量条件下,降低了燃料温度,并降低了加热段壁面温度。对流换热受化学反应及物性变化的影响,燃料裂解吸热可增强换热,而大量气态产物的生成会降低换热,因此,裂解反应的增强不一定增强换热。