乙烷-丙烷混合裂解不同维度的数值模拟

随着乙烯原料向着轻质化发展,乙烷、丙烷成为重要的裂解原料,乙烷-丙烷混合裂解自由基反应机理的研究对乙烯原料优化具有重要意义。利用FLUENT模拟软件对乙烷-丙烷混合裂解自由基反应机理进行一维和二维模拟,根据一维、二维模型轴向和径向的流速、温度、原料及产物浓度分布,分析其混合裂解规律。径向的传递过程会降低裂解温度,所需供热量减少,同时径向自由基的返混促进了管中心原料的裂解,因此二维模型中乙烯和甲烷的浓度高于一维模型。乙烷-丙烷混合裂解的链引发阶段只有丙烷参与,乙烷参与了链传递过程,反应体系内自由基需要一定量的积累后才生成乙烯和丙烯。     

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。     

小分子烃类蒸汽热裂解自由基机理模型研究方法的探讨

由于热裂解存在反应时间短、自由基数量多、浓度小,且不同原料产生的不同自由基之间、反应深度较大时管壁处于高温和停留时间所生成的不同自由基与主流体间的相互作用会随时改变反应路径,并影响到产物分布,因此造成了用实验方法研究单体烃热裂解反应机理的困难。将Materials Studio软件与Aspen Plus软件相结合来研究单体烃热裂解的自由基反应机理,并通过对乙烷热裂解一次反应机理、乙烷和丙烷混合热裂解相互作用机理、动力学数据准确性对比及正已烷空间位阻的影响,对研究方法进行了论述。结果表明,数值模拟的理论方法与实验方法相比,可以深入了解实验研究不可能达到的一些机理细节问题,如果将实验研究和模拟研究相结合,可避免目前动力学模型研究中的各种假设,提高机理模型研究的准确性,为工业生产预测提供高精度的机理模型。     

乙烷丙烷单独及混合裂解相互作用机理的模拟研究

作者提出了将分子模拟和自建的一维工艺数学模型模拟计算相结合的研究速度快,结果详细的新的烃类热裂解自由基反应机理的理论研究方法。并以乙烷、丙烷及混合物相互作用机理的研究为例对该方法进行了论证。结果表明,该方法可以得到与实验研究相同的乙烷、丙烷的反应机理,并对研究较困难的乙烷和丙烷相互作用机理进行了详细研究,揭示了不同自由基相互作用的规律,同时也证明该方法是可行的。     

C_4烷烃混合热裂解反应机理的数值模拟

通过对蒸汽热裂解反应机理实验研究困难的分析,提出了将Materials studio模拟和Aspen Plus模拟计算相结合的烃类热裂解自由基反应机理的理论研究方法。并用该理论方法对正丁烷和异丁烷及其混合物的相互作用机理进行了研究。结果表明:正丁烷热裂解主要是1-C4H9·中β-C—C键发生的断裂生成乙烯,由2-C4H9·断β-C—C键生成丙烯;异丁烷热裂解主要是i-C4H9·中β-C—C键的断裂生成丙烯。采用与文献[1]同样的原料数据进行模拟,并与该文献中混合C4烷烃热裂解的实验数据进行了对比,说明该理论方法计算得到的结果与实验结果吻合较好。     

丙烯生成苯和甲苯反应机理的数值模拟

结合Material Studio软件和Aspen Plus软件计算结果,通过自由基与不饱和烃的加成反应生成大自由基,大自由基再经过环化、脱氢生成五元环,再经由生成苯或甲苯的路径生成相应产物。其中生成苯的路径为环戊二烯基和CH_3·加成、链传递、脱氢、成桥环、桥键断裂,最终脱氢生成苯;生成甲苯的路径为乙炔和环戊二烯基加成、分子内加成、分子内氢转移、桥键断裂,最终链终止反应生成甲苯。将得到的模拟数据分布与文献中的数据进行对比可知,两者吻合良好。     

纤维素热裂解反应机理数值模拟

A detailed mechanism analysis of cellulose pyrolysis was carried out according to the previous experimental results. On the basis of the Brodio-Shafizadeh model, a modified two-stage model was proposed to simulate the formation and decomposition of active cellulose (AC) and several main organic compounds, such as levoglucosan (LG), hydroxyl-acetaldehyde (HAA), acetol and furfural etc. During pryolysis, the temperature rise of cellulose can be divided into three stages. In the second stage, cellulose undergoes a main decomposition process in which the reaction temperature remains rather low because of the endothermic cracking of glucosidic bond of AC during the formation of LG. The components density of bio-oil, including LG and other competitive compounds, increased rapidly with the increase of temperature during the first stage. However, in the main decomposition process, LG density in bio-oil had an obvious decrease, while the competitive products appeared to increase gradually, which means the ring-opening and reforming reaction of pyranoid ring are superior to LG formation in high temperature.The secondary reaction of volatile components occurs largely in gaseous phase rather than in the solid phase. Short residence time of volatile materials in high temperature region will be advantageous to a high production of LG,which may otherwise decompose quickly under high temperature. An optimum yield of LG could be obtained when radiant source temperature is in the range of 730---920K and gas residence time is less than 1 s. In addition, the reaction temperature has a stronger effect than gas residence time on the formation of HAA, acetol, formaldehyde and furfural etc.     

热裂解制乙烯裂解炉的工艺数学模型和模拟

对乙烯生产过程的数学模型发展状况作一概述。按对反应管轴向和径向处理的方法，裂解炉的工艺数学模型可分为一维模型和二维模型，对一维模型与二维模型的模型假定、主要公式及研究现状进行描述。     

SRT-Ⅰ型炉裂解乙烷分析

通过建立SRT-Ⅰ型炉乙烷裂解数学模型,采用逐段计算法,分析了乙烷裂解反应过程中的操作参数和裂解产物沿管长的分布情况,讨论了操作参数对乙烷裂解反应过程和结焦的影响。     

循环乙烷丙烷单独裂解的探讨

对大庆30万t乙烯装置裂解炉单独裂解循环乙烷丙烷进行了可行性分析和试投料,且对存在的问题加以分析并提出解决办法。     

链烷烃热裂解过程结构动力学模型与模拟

根据作者提出的结构-反应活性关系预测出链烷烃裂解时主要基元反应的动力学参数。以乙烷十丙烷混合裂解为例,就不同的反应网络进行了对比分析,提出了反应个数尽可能少而又能全面、真实反映裂解过程的反应网络。用Gear法模拟求解了由此建立的C_4单烃及其混合烃裂解的结构动力学模型,模型预测的产物分布与文献发表的中试数据吻合很好。     

乙烷裂解制乙烯的工艺研究进展

以乙烷裂解制乙烯为切入点,围绕乙烷裂解制乙烯的工艺特点、工艺研究最新进展及国内外乙烷裂解装置应用情况进行了简述。通过对比分析发现,乙烷作为最有潜力替代石油资源裂解制乙烯的原料之一,其裂解制乙烯工艺具有多种优势及良好的发展前景。     

乙烷-氧-水氧化裂解制乙烯反应的研究

研究了不同反应体系组成的乙烷造反然的反应性能,考究了乙烷－氧－水反应体系氧化裂解制乙烯的反应条件。结果表明,在不同反应体系中,以Ｃ２Ｈ６－Ｏ２－Ｈ２Ｏ氧化裂解制乙烯反应性能最佳,８００℃的乙烷转化率为８５．１％,乙烯选择性为６８．１％,乙烯收率可达５８％,Ｃ２Ｈ６－Ｏ２－Ｈ２Ｏ氧化裂解帛乙烯体系最佳工艺参数;反应温度为８５０℃,原料气组成为５０．５％,Ｃ２Ｈ６＋２５．２％Ｏ２＋２４．３％Ｈ２Ｏ停留     

典型烃类分子裂解产物分布数值模拟

利用烃类蒸汽热裂解二维工艺数学模型,选择二维模型原料分子中13种典型烃类分子,通过数学模拟考察烃类分子结构和裂解温度对热裂解产物的影响.结果表明:正构烷烃裂解产物中乙烯收率明显大于异构烷烃,且乙烯收率随着烷烃碳数的增加逐渐增加;异构烷烃裂解产物中丙烯收率大于同碳数的正构烷烃,且丙烯收率随碳数增大而显著减少;异构烷烃裂解...     

乙烷裂解制乙烯过程反应动力学模型的研究进展

随着乙烯工业的不断发展及能源结构的不断调整,裂解乙烯原料呈现多样性.近年来,乙烷裂解制乙烯技术逐渐成为工业生产的热点.乙烷作为乙烯生产的优选原料,不仅具有收率高、纯度高、质量高的产品优势,同时具有投资低、成本低、能耗低的生产优势.作为裂解炉模拟的核心,研究乙烷裂解过程中的反应动力学模型可为工业生产提供精准预判.随工业应...     

聚苯乙烯的热裂解研究

废旧高分子材料的处理已成为环境污染治理的重要课题之一。本文详细调查了聚苯乙烯的裂解反应,表征了聚苯乙烯的裂解产物,探讨了裂解介质,等,获得了优化的裂解工艺参数。     

催化热裂解工艺机遇及影响因素

分析了催化热裂解过程的反应机理及乙烯和丙烯形成的反应，乙烯和丙均可通过热裂解和催化裂解生成，讨论了影响乙烯，丙烯产率的因素：与USY和REY相比，使用ZSM－5催化剂能够提高乙烯，丙烯产率，磷改性ZRP－1经碱土金属改性后，可进一步提高乙烯和丙烯的产率，提高反应温度和降低剂油比，能够提高热裂解和催化裂解的比例，有利于乙烯产率的提高；增强蒸汽量能够减少焦炭产率，提高乙烯和丙烯产率。     

废轮胎热裂解研究进展

废轮胎是继白色污染后的又一大污染——黑色污染,世界各国都在积极寻求科学的方法处理废轮胎。近年来,废轮胎的热裂解受到了广泛的关注。介绍了废轮胎裂解处理的优势,热裂解技术和工艺,裂解产物的表征、改性和应用,以及裂解技术今后的发展前景。     

乙烯裂解装置加工富乙烷气替代石脑油原料的经济效益分析

我国主要大型乙烯裂解装置都有千万吨级的炼厂作为原料依托,形成炼化一体化的企业格局。因此乙烯装置的设计进料是以石脑油为主的混合进料。炼厂富乙烷气即可作为全厂燃料的组分,也可以通过技术手段富集后作为裂解原料。裂解装置加工富乙烷气替代石脑油,要综合考虑装置的自身特性和补充燃料气的价格。本文从投入、产出的相对变化考虑,提出一种量化分析方法,引出公式定量分析裂解装置加工富乙烷气替代石脑油的经济效益变化,可对从事石油化工投资机会研究和企业运行优化的人员有一定帮助。     

卡塔尔建成全球最大乙烷裂解装置

由拉斯拉凡烯烃公司负责运营的全球最大乙烷裂解装置已在卡塔尔拉斯拉凡举行了正式的落成仪式。该裂解装置预计的乙烯产能为1300kt／a,投资成本估计为10亿美元。卡塔尔石油公司、雪佛龙菲利浦斯化学以及道达尔均为拉斯拉凡烯烃公司的股东。