水溶性沥青热解机理的研究

通过混酸氧化中温煤焦油沥青制备水溶性沥青,利用热重分析研究水溶性沥青的热解机理。根据Dollimore提出的TG/DTG曲线形状推断水溶性沥青热解反应动力学机理函数,利用Achar-Brindley-Wendworth方程拟合直线计算热解活化能。结果表明,中温煤焦油沥青在170~550℃阶段热转化动力学机理函数符合Dollimore的F1,最概然机理函数f(α)=1-α,反应为一级,活化能32.5 kJ/mol;水溶性沥青在155~460℃阶段热转化属于Dollimore的D_3,最概然机理函数1.5(1-α)~(2/3)[1-(1-α)~(1/3)]~(-1),反应机理是三维扩散,球形对称,活化能是82.8 k J/mol;在465~650℃范围内是亲水基团热解,符合Dollimore的F1,最概然机理函数f(α)=1-α,反应为一级,反应活化能41.6 k J/mol。水溶性沥青热稳定性较中温煤焦油沥青好。     

粘结剂用沥青的生产

介绍了几种国内外粘结剂用煤焦油沥青的生产工艺,简明分析了每一工艺的特点,并根据国内外煤焦油加工的现状,对提高我国粘结剂用煤焦油沥青质量提出了建议。     

陕北油房梁煤与生物质共热解研究

在N2气氛下,利用热重分析仪对生物质与陕北油房梁煤混合热解特性进行研究,重点考察了生物质混掺比对煤热解的影响。结果表明:相同升温速率下,生物质与煤在热解过程中表现出明显不同的热解特征;生物质与煤以不同掺混比进行共热解时,得到的共热解曲线分段呈现出生物质与煤单独热解的特性,且热解残余固体量与掺混比呈线性关系;此外,对比混合物共热解的实际特征曲线与理论计算曲线,发现实际DTG曲线也与理论计算的DTG曲线基本重合。从上述结果可预测,在热重反应器同步升温情况下,生物质与煤在共热解过程中不存在协同作用。     

水葫芦的热解行为研究

以水葫芦作为研究对象,采用热重分析仪在30~800℃条件下分别对水葫芦根、茎和叶不同部分的热分解行为进行了研究。结果表明,在温度达到800℃时,水葫芦的根与茎大约有80%分解,而叶基本分解完全;水葫芦的根茎叶在氮气和空气氛围下热解行为基本一致,在65℃左右,280℃左右和500℃左右有三个明显的失重峰。根据水葫芦根、茎和叶不同部位不同气氛下的TG/DTG图的对比分析,认为气氛对热解行为的影响较小,水葫芦的根、茎、叶应该以热分解为主,氧化分解部分不明显。     

TGA在精制沥青研究中的应用

通过改变试样量和升温速率,利用热解重量分析仪研究精制沥青的热解过程,为沥青的聚合和炭化过程的控制提供依据。研究发现,适当增加试样量,可以提高热分析的准确性;精制沥青进行聚合的温度要介于主要热解温度和次要热解温度之间;同时,为了有利于聚合反应的进行并提高收率,应当适当降低反应的升温速率。     

沥青热解模型

沥青是制备炭材料的重要前驱体之一,深入理解其炭化行为有助于控制炭产品性能。采用峰值分离的方法对沥青的DTG曲线进行分解,得到3个部分交叠的温度区间,用三阶段连续伪组分反应动力学模型拟合发现,3个阶段均是一级反应。并对2.5 K/m in至10 K/m in加热速率下的热质量损失曲线进行计算,结果与实验数据吻合良好。对炭化过程中挥发分形成的气泡的生长动力学进行理论计算,结果表明,气泡的直径随温度升高单调增加,沥青的热解质量损失率是气泡生长的控制因素。相同热解温度下,气泡外围的液体径向速度随加热速率的增加而成倍增加,因此加热速率应该遵循"两头快,中间慢"的原则。     

煤热解机理研究新进展

本文综述了国内外在煤热解机理方面研究的新进展。主要包括新近有关煤热解气、液产品的形成和逸出机理，煤热解过程中表征特性参数的理论与模型（如大分子网络模型、ＦＧ－ＤＶＣ模型和交联理论），在此基础上提出煤热解机理研究的建议和看法。     

煤加氢热解沥青制备通用级沥青碳纤维的研究

以煤加氢热解沥青为原料,采用空气氧化和氮气吹扫处理,制备了可纺沥青,收率超过70％。可纺沥青经过纺丝、预氧化和炭化,制得通用级沥青碳纤维。实验结果表明,沥青碳纤维直径12．2um、抗拉强度623MPa、模量30．5GPa、伸长率2．05％。     

煤焦油沥青制取球状沥青的研究

球状沥青是用煤焦油沥青经特殊的成型工艺而制成的一种沥青产品。已广泛应用于高炉出铁沟的浇注料中,市场需求和出口前景均很好,为此,我们利用本厂的沥青资源,研制成了     

碱式碳酸镁热解机理研究进展

本文论述了碱式碳酸镁的制备方法,系统的总结了碱式碳酸镁的应用以及分类,介绍了目前国内外对碱式碳酸镁热解机理的研究进展,提出了在不同条件下生成的碱式碳酸镁结晶水含量不同、晶形也不同,不同的条件下碱式碳酸镁的结晶水个数与晶形的确定有待于进一步研究。     

高钠煤中水溶形态钠对热解的影响

为研究新疆准东高钠煤中钠的脱除及水溶性钠对热解过程的影响,采用水洗处理脱除煤中40%钠盐后,在热重分析仪和沉降炉内进行不同加热速率的热解试验,通过热重分析仪、电感耦合等离子发射光谱仪、气相色谱等仪器表征了热解半焦、气体和焦油的产物分配规律和特性。结果表明,在慢速和快速热解条件下,水洗过程均未对热解过程产生影响,水洗前后热解产物分配情况与气体组成基本一致。水洗脱钠工艺与低温热解提质工艺耦合后,脱除了部分煤(焦)中的钠,与原煤焦相比,水洗后的半焦燃烧特性指数提高约30%。     

A kinetic study of pyrolysis in pitch impregnated electrodes

Carbon electrodes impregnated with three different pitches have been studied and compared. The electrode samples were heated up to 893 K in a thermogravimetric analyser at different heating rates. The weight loss was recorded with respect to time and temperature. A special technique and a calculation procedure have been developed to handle the pitch dripping from the electrode at low temperatures. A kinetic model assuming a first order reaction rate was used to interpret the data. This paper presents the experimental technique and the results of the study. The model predictions are compared with the data which shows a good agreement.     

基于分子反应动力学模拟的六甲基二硅氧烷热解机理研究

六甲基二硅氧烷是燃烧合成高纯二氧化硅纳米颗粒的重要前体,采用ReaxFF分子动力学模拟方法研究其高温热解过程,讨论了三种不同反应力场对模拟的影响并分析其可靠性,选择其中最合适的力场开展不同温度与压力下的热解产物分析,结合气相色谱实验,揭示六甲基二硅氧烷的热解路径和机理。结果表明,反应力场对ReaxFF分子动力学模拟有重要影响,通过比较分析获得了最佳反应力场,六甲基二硅氧烷的初始热解反应为Si—C键断裂导致的CH₃脱离,温度升高会加剧解热反应的发生且使产物趋向于碎片化,热解的主要产物为CH₃、CH₄、C₂烃、H₂、CH₂O等小分子以及SiH₄、SiH₂、CH₄Si等含硅化合物。压力的改变会造成热解体系浓度的改变,从而影响分子间相互碰撞概率和反应的发生,压力越大则越容易形成稳定的热解产物。     

基于分子反应动力学模拟的六甲基二硅氧烷热解机理研究

六甲基二硅氧烷是燃烧合成高纯二氧化硅纳米颗粒的重要前体,采用ReaxFF分子动力学模拟方法研究其高温热解过程,讨论了三种不同反应力场对模拟的影响并分析其可靠性,选择其中最合适的力场开展不同温度与压力下的热解产物分析,结合气相色谱实验,揭示六甲基二硅氧烷的热解路径和机理。结果表明,反应力场对ReaxFF分子动力学模拟有重要影响,通过比较分析获得了最佳反应力场,六甲基二硅氧烷的初始热解反应为Si—C键断裂导致的CH₃脱离,温度升高会加剧解热反应的发生且使产物趋向于碎片化,热解的主要产物为CH₃、CH₄、C₂烃、H₂、CH₂O等小分子以及SiH₄、SiH₂、CH₄Si等含硅化合物。压力的改变会造成热解体系浓度的改变,从而影响分子间相互碰撞概率和反应的发生,压力越大则越容易形成稳定的热解产物。     

On the mechanism of kerogen pyrolysis

Aromaticities determined by ¹³C n.m.r. are reported for five shale oil samples (Green River formation) prepared under widely different pyrolysis conditions. In the absence of high-pressure hydrogen, the total amount of aromatic carbon in the products is nearly twice that in the raw shale. This is true for a wide range of pyrolysis conditions, although the distribution of aromatic carbon between the oil and carbonaceous residue changes. High-pressure hydrogen appears to inhibit both the formation of additional aromatic carbon during pyrolysis and the coking of aromatic oil. An improved kerogen decomposition mechanism is reported that accounts for these effects and provides for changes in the aromaticity of the liquid product with pyrolysis conditions. Further work is necessary to make it quantitative and account for gas formation.     

丙氨酸热解反应机理

选取丙氨酸为含氮模型化合物,用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31+G(d, p)基组对丙氨酸高温热解过程进行量子化学模拟计算,设计了三条初反应路径与一条次反应路径,对每条反应路径中的反应物、过渡态、中间体及产物进行几何结构优化和频率计算,分析热解机理。用热重和红外光谱对热解实验释放的含氮气体进行分析,验证模拟结果的正确性。结果表明,初反应是两个丙氨酸分子通过缩合反应脱去水分子生成丙?丙二肽,丙?丙二肽通过缩合反应生成2,5-二酮哌嗪类化合物(DKPs),此路径焓变值小且反应所需活化能最少,为主反应。约290℃时,NH3产率最大,400~450℃时HCN生成量增加,丙氨酸裂解主要的含氮气体产物是HCN, NH3和HNCO,实验所得含氮气体产物与计算结果一致。     

异丁烷热裂解反应机理的分子模拟

用分子模拟方法对异丁烷的热裂解反应机理进行了研究,建立了可能的反应路径,为了确定每个反应发生的可能性和难易程度,对各个基元反应做了热力学和动力学的计算。结果表明,其热裂解反应的速率控制步骤为异丁烷分子中C-C键断裂生成CH₃自由基和em-C₃H₇自由基的反应,动力学上最支持生成丙烯的反应路径,目的产物中丙烯与异丁烯的比例为1.40:1,与实验值较接近。     

煤沥青与石油沥青共混改性及其热解特性

考察了不同添加量的煤沥青四氢呋喃萃取物(THFS)对石油沥青的改性,随着THFS添加量的增多,改性沥青针入度降低,软化点升高,延度下降,参照英国标准(BSI BS—3690)得出最佳添加量为8%。利用TG-FTIR、FTIR对改性沥青进行了表征,结果表明:THFS、改性沥青的失重率大于基质沥青70的失重率; THFS在700～900cm^-1处芳香烃类的透射峰强度明显强于基质沥青与改性沥青;沥青老化后在2953cm^-1和1377cm^-1(—CH₃)、1461cm^-1和2924cm^-1(—CH₂—)处透射峰逐渐增强;1600cm^-1(C=O和苯环C=C)透射峰逐渐增强;沥青热解半焦中的脂肪烃类物质含量较少,主要以高度缩合的稠环芳香烃类物质为主;沥青在老化过程中主要发生了氧化、裂解、加成、聚合、缩合等反应。