文摘
与计算机操作技术和算法的发展,集总动力学模型更实用,更全面的发展和应用。其中,煤直接液化残油裂解和炼焦技术、煤转油过程,可以增加石油产量的煤液化过程,减少环境污染。本文的目的是研究实验和算法的煤炭直接液化残油裂解和炼焦技术基于集总动力学工程。从集总动力学工程,本文以煤炭直接液化残油裂解和炼焦技术为研究对象。基于中小的实验设备,剩余的石油裂解和炼焦实验进行。本文进一步分析了实验的组件产品,探讨了影响收益率的因素残余热解油五集总动力学模型的基础上炼焦。实验数据表明,当热解温度为450°C,液化的内容重油热解油HS是47.87%,沥青质含量是44.28%,和preasphaltene PA含量7.85%;热解温度为500°C。此时,液化的内容重油热解油HS是54.97%,沥青质含量是40.23%,preasphaltene PA含量4.8%。可以看出,随着热解温度的增加,液化重油HS含量的增加,沥青质含量和preasphaltene PA减少。
1。介绍
煤炭直接液化残油裂解和炼焦技术、煤转油过程,有效地提供重要的技术支持,确保我国能源供应和安全,缓解我国石油资源短缺和其他突出和敏感问题(1,2]。然而,现有的煤快速热解和炼焦过程仍然面临问题,如煤炭利用率低、焦油质量差,最后再加工产生的热解液化残渣的水解过程3,4]。实验研究和算法的煤炭直接液化残油裂解和炼焦技术基于集总动力学工程将有助于这种类型的问题提供一种新的解决方案(5,6]。
集总动力学的研究工程,剩余石油裂解和炼焦技术,国内外许多学者进行了多方向的深入研究。例如,Colantonio [7)进行了热解实验合成的混合包装塑料残留物;王(8]在木头和森林残留物进行了热解实验,研究热解焦的二氧化碳气体动力学;王(9)发起了一项连续热解生物质煤残留实验和分析结果。陈(10]研究了糠醛渣的共裂解特性和动力学和石油页岩半焦炭。可以看出,由于这项技术的发展,它的创新和应用研究得到了大多数研究者的注意。因此,研究实验和算法的煤炭直接液化残油裂解和炼焦技术基于集总动力学工程具有重要的理论和现实意义。
本文的目的是研究实验和算法的煤炭直接液化残油裂解和炼焦技术基于集总动力学工程。本文从集总动力学工程、煤直接液化残油裂解和炼焦技术是研究对象,并分析了煤热解的影响因素。然后,残油进行热解实验的基础上的中小型设备。最后,分析了组件的实验产品,剩余热解油的产量影响因素探索基于炼焦的五集总动力学模型。在本文的其余部分,主要内容安排如下。部分2介绍了煤炭直接液化的实验和算法渣油裂解和炼焦技术提出了基于集总动力学工程。节3,进一步使用该方法进行实验研究。部分4给出了实验结果和实验数据分析。最后,本文的结论部分5。
2。实验和算法的煤炭直接液化残油裂解和炼焦技术基于集总动力学工程
在本节中,实验和算法执行的煤炭直接液化残油裂解和炼焦技术提出了基于集总动力学工程。为此,提出了煤热解影响因素。此外,焦化反应的速率常数的计算。
2.1。煤热解影响因素
热重法是一种常见的方法来研究热重油的反应行为。在一个特定的反应装置,通过使用惰性气体隔离空气,你可以直接测量油样品的质量和反应温度数据,然后探索两者之间的关系基于数据。根据实验数据,通过参数估计和优化方法,得到了反应的动力学参数。
有许多因素影响热重方法。首先,气体的密度是不同的在不同的温度下,将影响被测气体的浮力的实验。的实验条件下,反应的升温速率也会影响热重曲线。根据相关实验,发现升温速率的增加将加剧困难生产中间产品(11]。此外,实验环境和实验材料的数量也会影响这一研究方法的测量结果。
2.1.1。煤结构的影响
煤的结构是复杂的,有现象的气体,液体和固体阶段热解,导致影响煤热解的许多因素,例如,煤炭成熟度、挥发物含量高,煤化作用的程度。其中,对煤热解的影响更大的因素是煤化作用的程度,也就是说,煤中的碳含量。碳含量影响的起始温度。煤的碳含量越高,煤热解的发生率越高(12]。
其次,煤化作用的程度也会影响热解产品和产量。煤化作用的程度直接影响产品的质量,包括可口可乐的块的大小、焦油的产生气体,和凝聚力的强度。
煤化作用的程度也会影响煤热解反应的活动。煤化作用的程度越高,反应活性越低。研究发现,煤热解过程中,不同的阶层有不同的交联及不同成熟度。温度对应的最大生产焦油和甲烷会转变。成熟度越高,温度越高。
2.1.2。外部条件的影响
(1)温度。在外部条件下,煤热解温度有很大的影响。具体表现如下:随着温度的增加,煤的裂解程度增加,波动增加,焦炭的内容或半焦炭减少,热解温度较低,天然气产量较低。最后,随着温度的增加,天然气产量增加,热值降低,焦炭和焦油产量减少。因此,根据温度的不同,分为低温热解,介质温度热解,高温热解,实现所需的不同的产品。
(2)加热率。在对煤热解升温速率也有影响。具体来说,如果加热速度偏离气沉淀温度和最大降水温度、煤的一些结构的分解是太慢,和一些煤没有分解,影响煤热解的效率。因此,快速升温速率将导致温度向高温方向转变,这样的挥发组分分解不会沉淀,最后导致列车延误。
(3)升温速率的变化。升温速率的变化也是一个重要因素影响煤热解。改变升温速率之间的偏差会影响开始软化温度和固化温度。随着汇率的变化,该指数温度将更高的温度。在这种情况下,胶体的温度范围将受到影响,粘性会改变。
(4)恒温时间。恒温时间也是一个因素,影响煤热解。恒温时间会影响气体的挥发;无论温度,时间越长,越彻底挥发物将被删除。但当温度高时,移除挥发物可以完全删除在相对较短的时间在一个恒定的温度。随着压力的增加煤热解过程中,热解产品的挥发是有限的,和液体产品产量的增加。
2.2。焦化反应的速率常数的计算
炼焦过程中反应的数量是巨大的,和不同的反应率的计算方法如下所示: 在哪里玻耳兹曼常量,是普朗克常数,是温度,理想气体常数,熵的变化前后的反应,然后呢是反应能量势垒。因此,了解和 ,反应速率常数可以计算在指定的温度。
3所示。实验研究
3.1。实验材料
原来的煤液化残渣(杆)样品粉末粒子和大量粒子的混合物。原混合粒度样品粉碎和用于分析和测试,以确保其一致性。其中,装备材料与石英砂混合不同比例和送入裂解炉的加料速度50 - 100 g / h,和冷却水消耗约120 g / h。
3.2。实验的产品分析
3.2.1之上。液体产品分析
分析了焦油产品溶剂萃取在索氏提取器使用正己烷和甲苯溶剂,和正己烷可溶性物质商品,甲苯可溶matter-n-hexane不溶解物质,和四氢呋喃soluble-toluene不溶解物质。物质PA,分别称为液化重油HS,沥青质,和preasphaltene PA。
3.2.2。固体产品的分析
形态特征结合的混合:FEIQ扫描电子显微镜用于债券的形态学特征。
3.2.3。Semifocus分析
半焦炭产品的测量直接称重和测量热解实验完成后,温度自然冷却。
3.2.4。元素分析
半焦炭的元素分析是由一个元素分析仪来确定内容的C、H、O、N、S半焦炭样品。
3.2.5。焦油分离
焦油和水分离的方法有很多,包括电分离常用在炼油工业中,吸附分离使用亲脂性的材料,使用不同的油水密度和重力分离和离心分离。
在这个实验中,焦油热解过程中会产生二氧化碳。后的保护气体二氧化碳进入反应堆稀释,通过底部的气体出口排出的反应堆,并逐渐由三级水浴冷却,所以生成的热解水和轻油的一部分是凝聚在第三阶段。
由于这个实验的小规模和少量的产品生产、质量实验液体的产量都称重和测量高精度平衡。每组实验完成后,轻油和热解水三级收集瓶可以站,然后分开。可以看出除以煤的热解过程的阶段,大部分的热解水是产生在350°C。因此,在相同的实验环境下的同一组实验,最后热解温度的变化几乎没有影响热解水产量,从而降低最终温度对实验的影响。
3.3。热解试验
设置对照组,即原煤及其镜质体集团和主要减肥减肥温度范围和最大温度的两组在热解过程进行了分析。
原料煤组的分子量是2814,和元素内容是C (80.6%)、H (6.9%)、N (1.00%), O (11.4%)。
镜质组群的分子量是3138,和元素内容是C (79.18%)、H (4.91%)、N (1.00%), O (14.90%)。
3.4。延迟焦化实验
预热后,残留在原料油柜是由原料泵抽出。首先与蒸汽发生器的高温蒸汽混合,并达到一定的温度后,混合的循环油分离塔的底部和进入重油加热炉。炉出口温度加热,之后很快就进入焦化塔通过石油管道焦化反应。
生产的可口可乐产品呆在焦炭塔,和产生高温油气进入分馏塔分馏从塔顶。重油的一部分从底部的循环泵抽出的分馏塔顶循环反应,而光组件从塔顶冷却,然后进入收集的馏分油收集槽,和气体产品被冷却,然后计算。
实验结束后,设备从水和电被切断了。焦炭塔冷却后,焦炭塔是第一重,可口可乐产品的质量测量,然后可乐删除开始,计算产生的大量的天然气和石油。
3.5。所有集中焦化反应过程的代码
集中代码表的焦化反应过程如表所示1。
其中,五集总反应动力学的反应网络图所示1。
根据图1和残留的反应机制,场都总反应动力学方程的微分形式如下:
4所示。实验数据分析
本节介绍了实验研究,分析了实验数据。首先,热解油的提取分析。然后对应的溶剂萃取成分的比较在不同热解温度下热解油和残余。第三,液化时间对液化性能的影响是审议。最后,讨论总比表面积和孔隙体积共裂解半焦炭。
4.1。提取分析热解油
溶剂萃取热解油的结果在不同热解温度如表所示2。热解温度为450°C时,液化的内容重油热解油HS是47.87%,沥青质含量是44.28%。沥青质PA的内容是7.85%;热解温度为500°C时,液化的内容重油热解油HS是54.97%,沥青质含量是40.23%,和preasphaltene PA含量4.8%;热解温度为550°C时,液化的内容重油热解油HS是58.14%,沥青质含量是30.07%,preasphaltene PA含量4.67%。
观察图2,可以发现,随着热解温度的增加,液化重油HS的内容在石油解决方案增加,沥青质含量和preasphaltene PA减少。
4.2。比较所对应的溶剂萃取成分在不同热解温度下热解油和残渣
结果溶剂萃取成分的热解油和残渣的基础上计算对应表所示3。液化的内容重油热解油HS是类似于液化重油残渣海关,但沥青质含量和preasphaltene PA是明显不同的。
观察图3,可以得出结论,大部分的液化重油HS残留在热解过程中恢复并转移到热解油,尽管大多数的沥青质和preasphaltene PA在热解过程中发生了。缩聚等反应形成THFIS,不溶性四氢呋喃。特别是preasphaltene PA发生缩聚热解温度相对较低,如450°C,形成产品不溶于四氢呋喃溶剂,如热解semitar和其他重型产品。可以看出,热解温度的增加有利于沥青烯的转换在液化残渣重油HS,这可能是由于增强沥青质热解。
4.3。液化时间对液化性能的影响
煤的液化涉及煤的大分子结构的分散,化学键的断裂和加氢。这是一个复杂的过程。由于这些反应需要一定的时间才能完成,有必要研究反应时间对液化的结果的影响。表4显示了液化转化率和石油产量的结果原煤及其镜质体的最佳液化温度。
从图可以看出4液化时间的转化率影响液化煤和石油产量,但其影响不是一样大的温度。随着时间的增加液化,液化转化率和石油产量原煤及其镜质组先增加然后变得稳定。考虑到成本等问题,最优确定液化温度(450°C),和最佳的反应时间是60分钟。最佳液化温度和时间下,原料煤的液化转化率为85.14%,和石油产量的57.24%;镜质体液化转化率为94.19%,石油产量74.16%。可以看出,镜质体组显示了更高的液化转化率和石油产量。
4.4。总比表面积和孔隙体积的共裂解半焦炭
改变的结果总比表面积和孔隙体积的共裂解半焦炭如表所示5。当温度为500°C,半焦炭的总比表面积是4.1和总孔隙体积是5.4 ;当温度为600°C,总比表面积的半焦炭是4.2和总孔隙体积是4.5 ;当温度为700°C,半焦炭的总比表面积是4.5和总孔隙体积是6.4 ;当温度为800°C,总比表面积的半焦炭是7.5和总孔隙体积是8.5 。
从图可以看出5热解反应的程度加深,总比表面积和总孔隙体积的获得半焦炭先降低,然后增加随着热解温度的增加,达到600°C的最小值。和总比表面积的共裂解半焦炭变化缓慢时500至600°C,然后随着热解温度的增加,总比表面积增加迅速。
5。结论
以来,我国的国民经济发展和环境保护的承受着巨大的压力的使用煤炭作为主要的能源消耗方式。因此,煤的高效、清洁利用各种煤炭利用技术所面临的是一个巨大的考验,它具有十分重要的现实意义开发一种高效、环保的现代煤炭化学工业。本文所进行的研究,完成以下任务:中小型设备的实验基础上,进行了残余油裂解和炼焦试验,进一步开展实验产品的成分分析,并探讨残余热解的影响基于场炼焦的动力学模型。
数据可用性
数据基础的研究结果中可用的手稿。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。