油页岩压力热解动力学研究

采用总包一级反应动力学模型的微分法和积分法分别对抚顺、茂名和美国Colorado三种油页岩的压力差热(DTA)热解吸热峰进行了动力学处理,求得了动力学参数,并讨论了压力对热解动力学的影响。实验结果表明,三种页岩的压力的热解动力学均能用总包一级反应模型描述;压力对油页岩的热解有阻滞作用,因而提出了压力因子f,建立了油页岩压力热解动力学模型: dx/dT=A/[φF(P)]exp(—E/RT)(1—x)~n F(P)=A_1+A_2P+A_3P_2+A_4P~3 计算结果表明,模型的计算值与实验值吻合较好。     

油页岩压力热解的研究

利用压力差热仪分别对抚顺、茂名和美国Colorado油页岩进行压力热解实验,获得了这些岩样在压力分别为1.0×10~5,1.0×10~6、2.0×10~6、3.0×10~6、4.0×10~6、5.0×10~6和6.0×10~6Pa,升温速率为10℃/min条件下的DTA热解图谱,并讨论了压力对各岩样DTA热解曲线的影响.又通过对抚顺和Colorado油页岩及其热解固体产物进行有机碳和FT-IR光谱分析,对页岩有机质的压力热解机理做了初步探讨,从而解释了压力对油页岩热解的影响.     

油页岩热解本征动力学的研究 Ⅱ.不同数学模型的计算结果

本文采用四个不同的升温速率(1℃/分、2℃/分、5℃/分、10℃/分),对抚顺和茂名油页岩进行了热重实验,获得了热失重数据.利用积分法、微分法、Friedman法、最大热解速率法及平行一级反应模型对热失重数据进行了数学处理,得到了有关的动力学参数及热解反应时间.最后,对各种动力学模型及所求得的动力学参数进行了比较和讨论,对油页岩的热解机理进行了初步的探讨.     

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。     

块状油页岩热解过程的研究——Ⅰ.热解反应动力学参数

对于抚顺及茂名沛页岩(粒径范围:0～60mm),利用单块页岩热解反应装置,以三种升温速率(1℃/min、2℃/min及5℃/min)进行了热解实验,得到了不同温度下热解总失重、页岩油收率、干馏气体收率及其组成等实验数据.考察了诸因素(粒度、升温速率、加热温度和载气流量)对热解过程的影响,发现加热温度、粒度以及升温速率是热解过程的主要影响因素.首次建立了包括传热因素在内的热解反应动力学模型,求得了块状页岩的热解总失重、热解出油及产气过程的动力学参数.结果表明:热解总失重、热解出油及产气过程的表观活化能分别约为105～120kJ/mol、125～165kJ/mol及100～120kJ/mol.     

天然气稳定碳同位素反应动力学研究——关于干燥、开放热解实验中的思考

在开放、变温热解实验中,对三个碳酸盐岩样品进行了在线特定化合物C/~(12) 稳定同位素分析,其中三个样品分别取自德国西北(石炭系Westphalian煤岩,I_H=286 mgHC/gTOC,R_o=0.72％)、西西伯利亚(白垩系Cenomanian页岩,I_H=192mgHC/gTOC,R_o=0.36％)和马来西亚(三叠系Miocene煤岩,I_H=190mgHC/gTOC,R_o=0.36％)。主要研究对象为甲烷、乙烷和丙烷+丙烯,测得的热解产物碳同位素值分布在热成因天然气范围内(—20‰～—40‰)。热解产物表现出随着热模拟温度升高,一般富集~(13)C,然而,甲烷碳同位素在某些温度段表现出倒转现象。在实验数据分析基础上,利用平行一级反应和Arrhenius温度方程得出反应动力学参数,将Westphalian煤岩得到的动力学参数应用到地热演化史中建立德国西北盆地气藏中天然气生成与聚集过程中组份和同位素组成变化模型。热模拟甲烷计算获得的碳同位素值表现出与德国西北天然气田的碳同位素特征一致。同位素反应动力学结合区域热演化史能有效地解释在天然气聚集过程中同位素组成变化特征。研究结果表明,虽然热解实验与地质条件有着本质区别,但开放、变温热解实验能提供一些有意义的同位素反应动力学参数,这些参数能满意地描述在地质系统中天然气生成过程中的同位素效应。在盆地建模中,应用这些     

基于热重分析法的油酸甲酯热解特性及动力学

利用热重分析仪对油酸甲酯和硬脂酸甲酯的热解特性进行了研究,获得了油酸甲酯在不同升温速率（10、15、20、30℃/min）条件下TG-DTG-DSC曲线,并通过热分析数学方法获得热解动力学拟合参数。结果表明,油酸甲酯的热解过程为简单的一步分解,相比硬脂酸甲酯具有较差的热安定性;提高升温速率热解区间往高温区移动,热解活化能和指前因子呈现出较好的补偿效应,发现油酸甲酯在不同升温速率下具有不同的热解反应机理函数。     

天然气稳定碳同位素反应动力学研究——关于干燥、开放热解实验中的思考

在开放、变温热解实验中,对三个碳酸盐岩样品进行了在线特定化合物13C/12C稳定同位素分析,其中三个样品分别取自德国西北(石炭系Westphalian煤岩,IH=286 mgHC/gTOC,R.=0.72%)、西西伯利亚(白垩系Cenomanian页岩,IH=192 mgHC/gTOC,R.=0.36%)和马来西亚(三叠系Miocene煤岩,IH=190 mgHC/gTOC,R.=0.36%).主要研究对象为甲烷、乙烷和丙烷 丙烯,测得的热解产物碳同位素值分布在热成因天然气范围内(-20‰～-40‰).热解产物表现出随着热模拟温度升高,一般富集13C,然而,甲烷碳同位素在某些温度段表现出倒转现象.在实验数据分析基础上,利用平行一级反应和Arrhenius温度方程得出反应动力学参数,将Westphalian煤岩得到的动力学参数应用到地热演化史中建立德国西北盆地气藏中天然气生成与聚集过程中组份和同位素组成变化模型.热模拟甲烷计算获得的碳同位素值表现出与德国西北天然气田的碳同位素特征一致.同位素反应动力学结合区域热演化史能有效地解释在天然气聚集过程中同位素组成变化特征.研究结果表明,虽然热解实验与地质条件有着本质区别,但开放、变温热解实验能提供一些有意义的同位素反应动力学参数,这些参数能满意地描述在地质系统中天然气生成过程中的同位素效应.在盆地建模中,应用这些参数可预测与重建天然气同位素组成特征,获得等同于应用体积法和特定同位素动力学参数评价的效果.     

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。     

吉化油泥热解燃烧特性及动力学研究

本文对吉化集团炼厂油泥进行基本性质分析、热重实验、热解和燃烧特性分析及动力学研究.结果表明,吉化油泥含油率为14.74％,含水率为72.82％.通过设置5、10、15、20、30℃/min共5组升温速率,得到热解和燃烧特性及动力学参数.油泥热解过程由挥发阶段及热解阶段组成,主要分为有机物的挥发以及少量易反应杂原子的热解...     

最大反应速率法在生油岩生烃率计算中的应用

本文利用岩石评价仪对东濮凹陷埋深1801m的未成熟生油岩进行不同升温速率（2、5、10、15、20℃/min)的热解动力学模拟试验,得到热解反应速率最大时的不同温度T_max。根据这些温度值,用最大反应速率法模型进行回归,求得该生油岩的表观活化能E和指数前因子A分别为199.6KJ/mol,和2.803×10¹³sec^-1。根据这两个热解动力学参数,及东濮凹陷的沉降速率（0.26mm/y)和地温梯度（0.03℃/m),算得该凹陷不同埋深生油岩的生烃率。如埋深为2768m时,生烃率为0.05（可视为生油上限);埋深为3571m时,生烃率为0.95（可视为生烃下限);最大热解速率时埋深为3337m（可视为生油高峰值)。所得生烃率计算,较符合实际情况,可以认为,最大反应速率法模型是一种较简单可行的模拟方法,岩石评价仪是一种适宜于进行生油岩热解动力学的仪器,所得不同埋深的生烃率的计算结果对于油气资源的评价和石油的勘探开发有较大的意义。     

MoP/SiO2-TiO2-ZrO2催化剂上噻吩加氢脱硫的动力学模型

采用共沉淀法制备了新型SiO2-TiO2-ZrO2载体,在固定床微反装置中,以质量分数为5 %噻吩的十二烷溶液为模型化合物,在氢分压为2~5 MPa、反应温度为320~380 ℃、氢油体积比为500~800、体积空速为2~8 h-1的范围内,考察了MoP/ SiO2-TiO2-ZrO2催化剂上加氢脱硫反应（HDS）的动力学性能。实验结果表明,噻吩转化率随着反应温度及氢分压增加而增加,随着氢油体积比和空速增加而降低。分别采用假1级和假2级平推流反应动力学模型对实验数据进行了拟合,结合Levenberg-Marquardt(LM)算法对参数进行优化求解,并将噻吩HDS反应的转化率实验值与模型计算值进行了比较,结果表明,假1级反应模型得到的计算值与实验值吻合较好。     

Ⅰ类生油岩人工熟化热解动力学及热解气相色谱研究

本文对含有Ⅰ类干酪根的扶16-02井(埋深355.9m)的未成熟生油岩样品进行了一系列人工熟化,得到了具有不同成熟度的样品。对这些熟化样品,用Ⅱ型岩石评价仪(Rock-EvalⅡ)进行了热解常规分析,用Ⅰ型岩石评价仪(Rock-EvalⅠ)进行了热解模拟实验,并用热解气相色谱仪进行了热解产物组成分析。对于热解模拟实验数据,按串联一级反应动力学模型(Friedman方法)进行处理,得到了一系列热解分析指标和热解生烃动力学参数,揭示了热解产物组成随生油岩成熟度变化的规律以及演化过程中干酪根结构和热解反应本质的变化。     

Ⅰ类生油岩人工熟化热解动力学及热解气相色谱研究

本文对含有Ⅰ类干酪根的扶16-02井(埋深355.9m)的未成熟生油岩样品进行了一系列人工熟化,得到了具有不同成熟度的样品。对这些熟化样品,用Ⅱ型岩石评价仪(Rock-EvalⅡ)进行了热解常规分析,用Ⅰ型岩石评价仪(Rock-EvalⅠ)进行了热解模拟实验,并用热解气相色谱仪进行了热解产物组成分析。对于热解模拟实验数据,按串联一级反应动力学模型(Friedman方法)进行处理,得到了一系列热解分析指标和热解生烃动力学参数,揭示了热解产物组成随生油岩成熟度变化的规律以及演化过程中干酪根结构和热解反应本质的变化。     

固定床反应器中生物油水溶性组分热解反应动力学

在空气气氛下采用热重分析法研究了固定床反应器中生物油水溶性组分的热解特性,利用Achar微分法和Coats-Redfern积分法相结合的方式进行动力学分析,计算了挥发和热分解的活化能、反应级数和动力学参数,确定了机理函数,并建立了热解动力学模型。结果表明,生物油水溶性组分的热解可分为3个阶段,即轻组分挥发段、重组分热解段和焦炭燃烧段,重组分热解段活化能较轻组分挥发段的活化能低很多。轻组分挥发段反应级数近似为一级,可采用一级反应模型来模拟,而重组分热解段反应级数近似为二级,可采用二级模型来表示。     

混合聚烯烃热裂解动力学建模

通过混合聚烯烃在633.15~673.15K、初始反应压力6.325kPa条件下的釜式热裂解实验,考察了反应温度和反应时间对裂解反应生成的产物分布的影响,并建立了四集总动力学模型,对聚烯烃制备高附加值产品的最佳工艺条件进行了优化。结果表明,利用该模型计算得到的产物分布与实验数据吻合较好,误差较小;混合聚烯烃裂解的总表观活化能为110.4 kJ/mol,指前因子(A)为2.69×107 min^-1,塑料添加剂的存在一定程度上降低了反应活化能。在653.15 K下混合聚烯烃裂解反应40 min,重组分收率最高,达到57.2%;在673.15 K下混合聚烯烃裂解反应120 min,中间组分收率最高,达到57.0%。这一研究结果可为废弃塑料热裂解制备高附加值产品提供理论指导。     

NKC-9离子交换树脂细粉催化异丁烯水合反应动力学

采用半连续反应过程 ,使用NKC -9离子交换树脂细粉 ,改变催化剂浓度、反应温度、反应压力、搅拌转速和异丁烯浓度等条件 ,对异丁烯水合反应动力学进行了实验研究。利用数学模型和非线性最小二乘法对实验数据进行了参数识别 ,得到了动力学模型参数。应用该反应动力学模型对异丁烯水合反应过程进行模拟 ,模拟结果和实验结果符合得较好     

Pd-Mo/Al_2O_3催化剂催化抽余C_5饱和加氢动力学研究

在活性趋于稳定的Pd-Mo／Al2O3催化剂上,利用20 mL的连续微反装置对抽余C5饱和加氢的表观动力学进行实验研究,考察了氢分压、温度、停留时间(液态空速)对反应速率的影响。通过对实验数据的拟合得到了抽余C5饱 和加氢反应动力学参数和积分模型。对方程的检验表明,计算值与实验值一致,说明在实验条件范围内,模型能描述抽余C5加氢的反应进程。     

丙烷热裂解反应机理的分子模拟

采用分子模拟方法提出了一种建立烃类蒸汽热裂解反应动力学模型的新方法;以丙烷为例介绍了分子模拟计算的过程,并将模拟计算结果与已有的热裂解规律和实验数据进行了对比,同时对其动力学规律进行了分析。结果表明,采用分子模拟方法与实验研究以及已有的动力学研究成果相结合的方法研究烃类热裂解反应是可行的,该方法可以在节省人力、物力、财力的前提下,加快对裂解反应机理的研究进度,以适应目前裂解原料频繁变动引起的工业生产优化困难的特点。     

催化裂化（裂解）集总反应动力学模型研究进展

分别从催化裂化集总反应动力学模型、催化裂解集总反应动力学模型、集总反应 流动耦合的催化裂化模型、集总反应 催化剂性质耦合的催化裂化模型、催化剂失活模型、建模数据来源、参数估算方法和集总动力学模型的关联模型等方面,系统地介绍了催化裂化(裂解)集总反应动力学模型的研究进展。在分析总结的基础上,针对催化裂化(裂解)集总反应动力学模型研究的后续发展提出了几点建议。