超临界水介入重质油热裂化脱残炭

发布时间：2021-09-25 19:13

　　论文在反应温度390℃、水油比2:1～4:1（wt）和水密度0.15～0.25 g/cm3的水热环境中考察了超临界水（SCW）介入的重质油热裂化脱残炭行为,并与超临界苯中的热裂化进行对比。实验结果表明,在较高的水油比和水密度条件下,重质油的热裂化从油相转入SCW相中。与油相中的热裂化相比,SCW中的重质油裂化被显著加速。由于富含残炭的胶质和沥青质在SCW中的类焦结构自组装及加速缩合结焦,从而得到残炭含量低、分子量低以及H/C比相对较高的裂化液相产物。尽管超临界苯的介入能够从扩散改善角度加速重质油的热裂化,但是重油组分缩合的加速并没有选择性。在超临界苯介质中的液相裂化产物残炭含量有所下降,但脱残碳效率不如SCW环境中的反应。为了定量残炭值与裂化产品内在性质的关系,研究运用多元回归建立了残炭值与H/C比、沥青质、四组分的定量关联。计算结果表明沥青质对于残炭的贡献最大,其次为胶质。根据随后的分子动力学模拟发现,不同结构稠环芳烃存在差异化的热裂解行为并且对残碳有不同的贡献。 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．２水的介电常数－温度－密度图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｔａｔｉｃ?ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ?ａｔ?ｖａｒｉｅｄ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｄｅｎｓｉｔｙ??

华东理工大学硕士学位论文?第５页??１?［二？｜??＾?＼?ＬＩＱＵＩＤ?／?＼??＾?１?／?微??ＳＯＬＩＤ?＼??ＧＡＳ??Ｗｅｋ－Ｐｆｉｉｅ？?????ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ??图２．１水的相态变化随温度和压力的关系??Ｆｉｇ．?２．１?Ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ?ｗｉｔｈ?ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ??超临界区域内，通过改变体系压力或温度可以对其密度产生较为显著的影响［ｌ５，ｌ６］。??由于粘度、扩散系数、溶解能力和介电常数等性质均与体系的热力学状态密切相关，可??尝试调节ＳＣＷ的温度、压力来改变体系的水热状态从而达到对ＳＣＷ理化性质的调整。??尤其是处在临界点附近，上述性质对于体系水热条件改变更为敏感。相比于二氯甲烷、??苯等有毒有机试剂，ＳＣＷ更加环境友好，因而超临界水技术被广泛应用于生物、化工、??医药、环境等领域实现其优异的价值［１７＇２（）］。??溶剂的介电常数是一个关键的化学性质参数，其一定程度上与反应机理有较为密切??的联系。其反映了溶剂对溶质的溶剂化和隔离离子的能力，其值越大则越容易隔离离子。??图２．２所示为水的介电常数变化图。??？？????１?一?Ｍ??ｔ?…．４０｜??，０００＊?０Ｌ２?０４￣０６?０８￣Ｍ）??＂／Ｖｇ＊ｃｎｒ，??图２．２水的介电常数－温度－密度图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｔａｔｉｃ?ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ?ａｔ?ｖａｒｉｅｄ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｄｅｎｓｉｔｙ??由于对热力学状态敏感，水的介电常数一般随温度的升高而下降

构将会被破坏［２８］。Ｉｋｕｓｈｉｍａ研究??表明体系达到临界温度后，氢键数目显著降低［２９］。陈晋阳等基于拉曼光谱、ＮＭＲ核磁、??模拟计算等方法对ＳＣＷ进行研究研宄结果表明，当体系处在临界点附近，会对氢??键产生严重的破坏并降低氢键数量，氢键作用迅速减弱。但是，即使在较为苛刻的水热??条件下，氢键作用仍然存在于水分子之间，并不会完全消失。??标准状态下水的离子积常数ＫＷＳ?１０＿１４。水的离子积会随着温度和密度的调节产生??复杂多变的趋势。相比温度因素，水的离子积与密度关系更大。图２．３给出了水的离子??积随密度和温度的变化。体系温度和压力协同作用下，将水密度提高后，水的离子积会??相应的提高，从而增强了离解作用［３１］。比如，体系温度为１０００?°Ｃ、密度为ｌｇ／ｃｍ３时，??Ｋｗ值上升到１０＿６左右。??＾?ｐ???；??ｒｒｃ?８００＼?▼?＿??，ｏｏ°０?０．２?０．４?０．６?０．６?１．０????ｐｆ％＜ｍｚ??图２．３水的离子积随温度和密度的变化??Ｆｉｇ．?２．３?Ｉｏｎｉｃ?ｐｒｏｄｕｃｔ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ?ａｔ?ｖａｒｉｅｄ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｄｅｎｓｉｔｙ??

【参考文献】：
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本文编号：3410287