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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
微型流化床中轻、重焦油裂解特性和反应动力学研究
  • 47
  • 作者

    李东升卢志帅郭悦吕仲彬张虹张玉辉贾鑫许光文

  • 单位

    沈阳化工大学资源与化工材料教育部重点实验室

  • 摘要
    焦油裂解动力学是热解模型及反应器设计和运行的基础,目前研究将焦油作为整体予以考虑,然而轻质焦油和重质焦油的裂解特性存在显著差异。为了更准确地获得不同馏分焦油在不同温度下的裂解行为和二次反应模型,本文在微型流化床反应分析仪(MFBRA)考察了轻质焦油和沥青(重质焦油代表物)在550℃,600℃,650℃,700℃的裂解特性和反应动力学。实验结果表明,随着温度升高,轻油和重油裂解生成的气体显著增加,其中轻油裂解的气体以CO和CH4为主,而重油裂解的气体主要由CO、CH4和H2组成。相较于轻油,重油更容易裂解,反应所需时间更短。基于等温法获得的轻质焦油裂解的平均活化能为49.49 kJ/mol,明显高于重质焦油裂解的平均活化能(33.47 kJ/mol)。通过对比模型法和等温法的活化能,筛选出了最概然机理函数:重油裂解过程中CO、CH4和H2的生成分别符合化学反应(n=2)、三维扩散(球形对称)和收缩几何形状(圆柱形对称)模型;轻油裂解CO和CH4的生成符合化学反应(n=3)和三维扩散(球形对称)模型。实验结果为焦油选择性裂解的数值模拟提供更合理的二次反应模型。
  • 关键词

    焦油裂解动力学微型流化床重油轻油活化能机理函数

  • 文章目录
    0 引 言
    1 实验材料与方法
    1.1 实验原料
    1.2 实验装置和方法
    1.3 数据处理方法
    1.4 动力学计算·
    1.4.1 等温法活化能求解方法
    1.4.2 模型法求解动力学参数和机理函数方法
    2结果与讨论
    2.1 轻质焦油和沥青的裂解特性
    2.2 焦油裂解反应活化能
    2.3焦油裂解反应机理函数
    3结论
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