水杨醛甘氨酸Schiff碱的合成及非等温热解动力学

采用热重法对水杨醛甘氨酸Schiff碱的热解性能及动力学规律进行了考察,实验和计算结果表明:热解过程存在两个明显不同的失重段,这是体系存在高低不同的活化能分布所致;由于低活化能峰所占分率较高,使得反应物在低温段的失重速率和失重量明显高于后面的高温段。     

催化裂化油浆基缩合多环多核芳香烃树脂的热解过程及动力学研究

采用TG和DTG,在不同升温速率（10、 20 和 30 K min-1）下考察了缩合多核芳烃（COPNA）树脂的热解机理和动力学。采用FT-IR、SEM和元素分析研究了COPNA树脂经不同热处理温度（200、400和600 °C）后官能团、微观结构和元素组成的变化。结果表明,热解过程可以分为三个阶段:初始失重阶段（225–450 °C）、第二失重阶段（450–560 °C）和热稳定阶段（>560 °C）。加热速率对热解过程有影响,热失重初始温度Ti、热失重终止温度Tf和最大失重速率Tmax等热力学参数随着加热速率的增加而升高。随着热处理温度的提高,芳香环上的脂肪侧链和取代官能团逐渐减少,C/H比和气孔率升高。热解动力学研究表明,初始失重阶段和第二失重阶段的活化能分布分别为150–210 kJ/mol和210–275 kJ/mol,这表明两个失重阶段的热解机理不同。当活化能低于250kJ/mol时,指前因子k0的值介于1011 和1018 s-1之间,而当活化能高于250 kJ/mol时,指前因子k0随着活化能E线性增加。     

延迟焦化石油焦热重分析及热解动力学

对延迟焦在CO2和Ar两种气氛下,从室温至1 000 ℃进行热重分析,探讨其热解机理。研究表明, 延迟焦热解过程首先经历50~100 ℃的脱水阶段,较明显的失重从400 ℃开始,在620~640 ℃失重速率达到峰值,800 ℃之后快速失重,热失重速率不断增加。以三级化学反应模型模拟热解过程,在433~904 ℃的热解温度范围内,CO2气氛下的平均活化能为29.70~44.81 kJ/mol,Ar气氛下的平均活化能为57.68~69.44 kJ/mol。     

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。     

吉木萨尔油页岩热解及动力学模型的研究

采用两种不同的升温速率利用热重分析仪研究了吉木萨尔油页岩的热解特性,结果表明:(1)油页岩热解剧烈反应段主要集中中温段350℃～550℃;(2)根据试验数据建立油页岩热解反应动力学模型,吉木萨尔油页岩热解属于一级反应,并利用做图法计算了活化能和频率因子相关动力学参数。     

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.     

采用热解方法回收油泥中原油

 摘要: 应用热天平和管式热解炉对油泥的热解行为进行实验研究。考察了不同升温速率对油泥热解的影响和不同热解终温对油泥各热解产物分布的影响,求解了油泥热解的动力学参数,并采用元素分析、FT-IR和1H NMR对油泥热解产物进行了分析。结果表明,随着升温速率的加快,油泥的热失重曲线向高温侧偏移,反应活化能和指前因子也随之增大。油泥最宜热解终温为823K,此时热解油产率达40.36%,所含原油的回收率达83.46%。所得热解油的化学组成与柴油相似,可以回收利用。油泥热解残渣为黑色粉体,残油量为0.0662%,达到国家标准对农用土壤含油量的规定(<0.3％)。     

KINETIC CHARACTERISTICS OF HYDROCARBON GENERATION ON THE PALEOZOIC COAL IN THE EAST MARGIN OF THE ORDOS BASIN

依据平均表观活化能、 最大产烃率及其所对应的主活化能、主产烃区间活化能间隔等生烃反应动力学参数变化，结合煤变质过程分析，鄂尔多斯盆地东缘晚古生代煤的热解成烃作用具有明显的阶段性特征，即早期热解阶段(0.5%<R     

废轮胎热解过程中的动力学与热力学特性及热解油组分分析

废轮胎作为一种典型的城市固体废物，由于具有耐酸、耐碱和耐生物特性，其清洁化处理难度较大。通过热解技术研究废轮胎的热解反应机理及热解油组分特性，进而可实现废轮胎的资源化利用。采用热重分析技术（TGA）对不同升温速率（5℃/min、10℃/min、15℃/min和20℃/min）下废轮胎的热解特性进行了系统研究，发现废轮胎热解过程主要发生在200～500℃温度区间，随着升温速率的增加，失重曲线（TG曲线）和失重速率曲线（DTG曲线）逐渐向高温方向偏移。采用3种等转化率法模型（Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)模型、Ozawa-Flynn-Wall(OFW)模型和Friedman(FM)模型）对热失重数据进行了动力学分析。拟合结果表明，3种模型对应的表观活化能（Ea）分别为148～221 kJ/mol、150～221 kJ/mol和156～232 kJ/mol。随着转化率的升高，Ea和指前因子（A）呈先增大后减小趋势。在此基础上，通过OFW模型计算了不同转化率下的热力学参数（焓变（ΔH）、吉布斯自由能变（ΔG）和熵变（ΔS））。结果表明，随着转化率增加，ΔS和ΔH不断...     

基于Fe_2O_3催化剂的花生壳热解特性及动力学研究

采用非等温法对Fe_2O_3催化剂催化花生壳的热解进行了研究,用双外推法对花生壳热解过程进行了动力学分析,获得了相应的动力学参数。实验结果表明,升温速率的增加可以提高花生壳的热解速率;Fe_2O_3催化剂的加入促进了花生壳的热解,使得热解后的最终失重量增加了51.19%。动力学研究结果表明,Fe_2O_3催化剂没有改变热解过程的反应机理,其动力学机理函数始终保持为Mample单行法则,机理函数的积分式为-ln(1-α)。两种条件下的热解活化能分别为153.30kJ/mol和134.22kJ/mol,Fe_2O_3催化剂的加入使得花生壳热解过程的活化能降低了12.45%。     

基于TG-FT IR分析的木屑热解机理

采用热重 红外联用（TG-FT IR）方法考察了木屑的热解规律,选择Kissinger和Ozawa 2种算法对木屑热解动力学参数进行估算,并采用固定床实验装置考察了木屑热解反应温度对产物分布的影响。结果表明,在不同升温速率及热解终温为950℃的热解条件下,木屑底物的失重率维持在77%～83%,且热解产物以气相产物为主,包括CO₂、CH₄、CO等;当温度高于200℃时,底物出现明显的热解过程,最高失重率下对应的温度随着升温速率的增加而升高。Kissinger和Ozawa 2种算法得出木屑热解反应活化能E分别为130.14和133.21 kJ/mol,频率因子lnA分别为  26.28和26.47 min^-1。木屑热解较理想的热解温度应控制在700℃以上,此时热解产物以CO、CO₂、CH₄、H₂气体为主;随着温度的升高,CO体积分数迅速下降,H₂体积分数迅速上升,CO₂和CH₄的体积分数基本不变。木屑固定床热解实验结果与其TG-FT IR的结果基本一致。     

干酪根热解过程中的热解特性分析

基于热重实验和红外分析技术以及TG-MS联用技术,考察了中国吉林桦甸、延吉汪清、山东龙口3个地区的3种油页岩干酪根,在升温速率20℃/min条件下的热解特性、官能团结构的变化以及轻质气体的析出规律。结果表明,干酪根中有机官能团的热解温度范围为350~520℃,其中桦甸干酪根的失重量最大,失重质量分数占总失重质量分数的86%,生油潜力最佳。在热解过程中首先分解的是含氧官能团和脂肪族结构,其次为芳香烃结构,并且活化能最小的先析出。热解过程中轻质气体CnHm、CH_4、CO_2、CO的析出速率均呈现1个最大的峰值,析出温度集中在400~550℃范围内,并在500℃左右达到最大值,这与热重曲线在该温度范围内有较大峰值相对应,在干酪根有机官能团热解过程中,分段求解的动力学参数符合热解规律。     

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。     

减压渣油与废塑料共热解行为的热失重法分析

为了给减压渣油(VR)与废塑料在延迟焦化中的共焦化工艺开发提供借鉴,采用热失重分析法,在氮气气氛下,对VR、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)4种废塑料单独热解时及其共热解时的热失重行为进行了研究,并对热解机理进行了探讨。结果表明:这4种塑料单独热解时的快速热解失重温区与VR的重叠,在热失重率为80%时的对应温度均在300~500℃内;共热解时,不同塑料对VR热失重行为的影响不同,其中HDPE和LDPE均可引起VR的最大热失重速率值增大,协同效应较强,而PS,PP与VR的协同效应较小;这4种塑料的热分解反应都可用一级反应动力学来描述,而VR的单独热解以及其与PP的共热解反应则适用于分段的2个一级动力学模型。     

煤焦油渣热解特性及动力学分析

采用热重-红外(TG-FTIR)联用技术研究了煤焦油渣在不同升温速率(8、25、50 ℃/min)下的热解特性,得到热解反应特征参数;并利用Freeman-Carroll模型对热解过程进行动力学分析。结果表明：升温速率对煤焦油渣热解反应特征参数具有正相关的影响;对于热解过程,热重曲线呈现明显的三段式分布,升温速率对挥发分的总析出量影响不大;适当提高升温速率使热解产物释放更加集中,挥发分释放更加剧烈,热解速率加快;但过高的升温速率则使挥发分短时间集中释放,颗粒内挥发分与煤焦的接触几率增大,促进了二次反应,二次反应产物沉积在煤焦表面,反而使煤焦产率增大;煤焦油渣的热解反应活化能随升温速率的增加而增大,呈正相关性,适宜的升温速率有利于挥发分的析出和二次反应的发生;热解反应动力学参数在整个反应区间线性拟合效果较好,不同升温速率下的活化能和指前因子存在较好的动力学补偿关系。     

含油污泥热解动力学特性研究

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，考察在5 ℃omin-1、10 ℃omin-1和15 ℃omin-1的升温速率下的热重曲线并分析其热解特性，实验结果表明，污泥热解分为二个阶段：水份的析出阶段和有机物的热解反应阶段。对主要的有机物热解阶段采用微分法对实验数据进行回归拟合，确定污泥热解机理方程，并求出反应动力学活化能E和频率因子A。温度范围为200℃-450℃反应级数为2级，温度范围为450℃-900℃反应级数为0.8级，在不同升温速率下两个温度范围的活化能变化不大。     

N2和CO2气氛下辽河稠油热解过程及产物性质

利用热重分析仪（TGA）和固定床反应器对辽河Q块稠油在N₂和CO₂气氛下的热解过程及产物性质进行了研究。TGA实验结果表明,2种气氛下的稠油热解过程均可划分为轻组分与水分挥发、组分较弱化学键断裂和重组分裂解产油成焦3个阶段,热解曲线总体变化趋势类似。固定床反应器热解实验结果表明,随温度升高,2种气氛下的液体产物产率均升高,热解气和残余物产率均降低,CO₂气氛下650 ℃液体产物最大产率为61.53%。不同温度下热解所得液体产物和稠油的红外谱图显示,随热解温度升高,甲基含量增多、亚甲基含量减少。对液体产物的氧化过程进行TGA分析发现,随热解温度升高,其失重曲线向高温区明显偏移且失重程度减弱,CO₂热解所得液体产物的氧化失重比N₂快。     

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.     

鄂尔多斯盆地东缘晚古生代煤的生烃反应动力学特征

依据平均表观活化能、最大产烃率及其所对应的主活化能、主产烃区间活化能间隔等生烃反应动力学参数变化,结合煤变质过程分析,鄂尔多斯盆地东缘晚古生代煤的热解成烃作用具有明显的阶段性特征,即:早期热解阶段(0.5%o,m<0.8%)、中期热解阶段(0.80%o,m<1.65%)和晚期热解阶段(R_o,m>1.65%).在研究区,当燕山期煤的叠加变质作用施加在低于R_o,m=0.95%的煤级时,二次生烃过程将更有利于煤层气的形成、富集和保存。      

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。