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.     

油泥与微藻生物质掺混共热解动力学研究

针对油泥与微藻生物质掺混共热解处理工艺,利用热分析仪在N₂气氛下对其进行不同升温速率(β)以及不同掺混比(φ)的实验研究,分析了各自组成及性质,通过分析质量损失(TG)、质量损失变化率(DTG)曲线,对热解过程进行反应阶段划分。此外,采用Doyle积分及Hancock经验公式进行热解动力学参数拟合求解。实验结果表明,油泥与微藻掺混热解过程可划分为5个阶段;其中,掺混共热解过程中阶段Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的反应级数分别为1级、1.5级、0.5级,活化能分别为15.07~42.34 kJ/mol、62.69~76.86 kJ/mol、7.99~15.66 kJ/mol;油泥与微藻掺混共热解,改善了油泥的颗粒形态,提高传热传质效率,降低了反应阻力,从而降低了热解过程中的活化能。     

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.     

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...     

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。     

基于密度泛函理论的木糖热解制备糠醛的反应机理

在密度泛函理论(DFT)的基础上,采用B3LYP/6-311G方法对木糖热解制备糠醛的反应机理进行动力学分析。木糖热解制备糠醛的反应过程包括开环反应、半缩醛反应和两步消去反应,据此设计6条热解反应路径。对路径中的各构象进行能量梯度全优化和振动频率计算,结果表明,3种反应类型中,消去反应的活化能最小,而开环反应所需的能量相比其他反应类型都要大。对于木糖,呋喃环的消去反应比吡喃环的消去反应容易发生。Path2A和Path1B的消去反应活化能在所有路径中最低,为67kJ/mol;而Path2A的开环反应活化能为128kJ/mol,大于Path1B相应反应的活化能102kJ/mol,所以Path1B为最优反应路径,其次是Path2A。     

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%。     

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。     

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。     

异丙苯过氧化物的热解反应及联枯的生成

在密闭隔氧环境下研究了异丙苯、过氧化氢异丙苯(CHP)和过氧化二异丙苯(DCP)体系的热分解行为,分析了体系热解产物,探讨了热解反应的机理及相关动力学,并考察了苯酚对DCP热解反应的影响规律。实验结果表明,异丙苯过氧化物的热解反应主要沿自由基路径进行,过氧化物受热产生异丙苯氧自由基,再进一步通过β碎裂、链转移和自由基结合等反应得到α,α-二甲基苄醇、苯乙酮及2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(联枯)等产物;DCP分解速率符合一级反应动力学特征,活化能为127 kJ/mol;体系中苯酚的存在不会影响DCP分解的速率,但会显著改变热解产物的组成,特别是抑制联枯的生成。     

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。     

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。     

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。     

模型化合物十六烷在超临界水中的热解

为了解重质油中饱和分在超临界水中的热解机理,将十六烷作为模型化合物,在间歇反应器内研究了它在超临界水中的热解反应,反应温度420~460℃,压力23~27M Pa。在超临界水中,十六烷热解为较轻、较重的碳氢化合物和气体。与无超临界水、常压下十六烷的热解反应相比,超临界水中十六烷热解反应的活化能(300.0kJ/m ol)低,因而反应速率快。通过对产物的分析,推断反应遵循自由基机理,反应过程包括自由基的产生、传递、分解和终结。在超临界水中,十六烷的热解反应存在超临界水的供氢机制,减压渣油在超临界水中的热解反应也存在这种供氢机制,而该机制有利于改善热解产物的质量。     

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％)。     

废弃印刷线路板热解油的分析

在固定床实验装置上进行 FR4型印刷线路板的热解,利用气相色谱-质谱、傅里叶变换红外光谱分析了热解油的组成,用氧弹式量热仪测定了热解油各馏分的热值,并初步探讨了溴化环氧树脂的热解机理。实验结果表明,FR4型印刷线路板热解产物中热解油的质量分数为18.23%。热解油由轻质馏分、重质馏分和石油蜡组成。轻质馏分中包括少量水和轻质油。轻质油的主要组分为苯酚、4-乙基苯酚、3-(1-甲基乙基)-苯酚、5-甲基-乙基苯,其他组分主要为烷基取代的苯和苯酚,还含有丙酮及少量其他含氧有机物(苯甲醚和苯并呋喃等),轻质油中溴含量较低。重质馏分和石油蜡所含官能团与轻质油基本相同。轻质油和重质馏分的低位热值分别为27 183 kJ/kg 和29 240 kJ/kg。溴化环氧树脂的热解反应存在 CH_2-O,C-C,CH-OH,C-Br 键的断裂。     

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...     

窑街油页岩热解特性及产物分析

采用铝甑低温干馏和TG-DTG、FT-IR、GC、GC-MS等分析手段研究了窑街油页岩（YJOS）的热解特性及其热解产物页岩油、半焦和干馏气的组成。结果表明,YJOS的最佳热解温度约为510℃,油页岩中的无机质组分一方面对有机质的热解起着催化剂的作用,降低了热解初始温度,同时也因为其与有机质的紧密结合阻碍了热解产物的顺利逸出;半焦中的脂肪烃几乎完全消失,有机质的缩合度和芳香度增加;干馏气的主要可燃成分是H2和CH4,其次是C2H6、CO和C2H4,干馏气的平均相对分子质量约为20.4,平均比热容约为51.9 J/(mol?℃),平均热值约为40.13MJ/ Nm3;页岩油的密度为0.938g/mL,其中饱和烃和芳烃的质量分数分别为35.91%和26.51%,同时还含有较多的含氧、氮、硫等杂原子的有机化合物。     

生物质热解油提质及其氧化动力学分析

采用732型阳离子交换树脂为催化剂,通过预处理和催化酯化工艺对生物质热解油提质处理,获得精制生物油,分析比较生物质热解油提质前后的组分、低热值、黏度与pH值等燃料特性参数,并基于热重实验研究提质前后生物质热解油的氧化和燃烧特性。结果表明：对于100 mL粗制生物油,最佳的催化酯化反应条件为油/醇体积比2/1、催化剂用量8 g、反应温度50 ℃。GC MS检测结果表明,经过酯化工艺,粗制生物油的酯类和酮类组分分别增加了824%和310%,而酸类、酚类、大分子醚类等组分分别下降了858%、180%、366%。与生物质热解油相比,精制生物油的pH值升高至57,低热值增加75%,黏度降低101%。在空气氧化氛围热重条件下,与生物质热解油相比,精制生物油的起始质量损失温度滞后61 ℃,但其在高温氧化阶段的平均氧化速率提高65%,因而终了质量损失温度提前53 ℃。依据生物质热解油提质前后的氧化反应动力学特性,将其热重条件下的挥发氧化质量损失分为失水蒸发、慢速分解、快速燃烧和碳化等4个一级反应过程,精制生物油在失水蒸发阶段比生物质热解油挥发所需的活化能略高,但在慢速分解、快速燃烧和碳化阶段比生物质热解油挥发所需的活化能低,综合整个氧化燃烧过程可见精制生物油更易氧化和燃烧。