结构导向集总构建重质油热裂化动力学模型
发布时间：2023-05-19 02:42
重质油因其自身低API、高粘特点,导致对其改质的工艺要求也越来越高。水作为一种绿色溶剂,因其在临界状态下具有优质的传质扩散能力,可以为重质油改质带来新的研究方向。据此,本文将超临界水(SCW)介入重质油热裂化,并采用结构导向集总方法对热裂化过程中的反应动力学进行分析研究。从而实现在分子层次上更好的预测热裂化产物分布和产物品质,并对工艺放大起到一定的指导作用。论文在传统22个结构向量的基础上,综合原料油的结构参数进行适当的修改。选取77个单核种子分子和33个多核种子分子,然后按照分子量分布将其扩展为4324种分子集总。另外,论文结合对原料油的各种详细分析表征数据和优化算法来求取重质油模拟分子的相对含量。模拟结果表明:其计算值与实验值相对误差在5%以内,能够较好的反映重质油分子组成。其次,对于重质油在SCW中的热裂化机理,采用自由基机理,并制定78条反应规则以用来描述重质油热裂化反应行为,以此构建起热裂化反应网络。结合自由基机理,采用量化计算与回归算法关联反应速率与结构向量之间的联系,运用龙格-库塔法结合相对含量初值求解反应网络。最后,对求解反应网络得到的产物分子集总进行组分划分,得到产物...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 前言
第2章 文献综述
2.1 重油在超临界水中的热裂化
2.1.1 SCW的性质介绍
2.1.2 SCW参与重油热裂化的机制
2.2 重油在超临界水中的热裂化机理
2.2.1 重油热裂化反应的自由基机理
2.2.2 重油热裂化的反应类型
2.3 重油在SCW中的热裂化动力学模型
2.3.1 经验模型
2.3.2 单事件模型
2.3.3 传统集总动力学模型
2.4 结构导向集总方法
2.4.1 结构导向集总方法的基本概念
2.4.2 结构导向集总方法的发展与运用
2.4.3 结构导向集总方法与传统的集总方法区别
2.5 结构导向方法与基团贡献法的结合
2.5.1 基团贡献法
2.5.2 基团贡献法预测沸点
2.5.3 SOL与基团贡献法的结合
2.6 模拟软件及优化算法的介绍
2.6.1 Gaussian模拟软件介绍
2.6.2 优化算法
2.6.3 龙格-库塔法
2.7 论文研究方案与研究内容
2.7.1 研究方案
2.7.2 研究内容
第3章 实验部分
3.1 原料油与主要试剂
3.1.1 原料油
3.1.2 主要的试剂
3.2 实验仪器与装置
3.2.1 实验仪器
3.2.2 实验装置
3.3 青岛油性质分析
3.3.1 青岛减渣油的四组分测定
3.3.2 青岛减渣分子量测定
3.3.3 青岛减渣与四组分元素分析
3.3.4 青岛减渣沸点馏程的测定
3.3.5 青岛减渣及四组分的核磁共振氢谱(1H-NMR)分析
3.3.6 青岛减渣及四组分的平均分子式
3.3.7 青岛减渣及四组分的红外光谱(IR)测定
3.3.8 青岛减渣结构参数分析
3.4 热裂化反应流程
3.5 产物分离与性质分析
3.5.1 热裂化产物的分离
3.5.2 热裂化产物的性质分析
第4章 青岛减渣油的组成分子模拟
4.1 分子集总的确定
4.1.1 结构向量的选取
4.1.2 分子集总的结构向量描述
4.1.3 原料油种子分子的选择
4.1.4 原料分子集总的构建
4.2 分子集总相对含量的求取
4.3 遗传算法优化求解
4.3.1 目标函数的构建
4.3.2 遗传算法优化
4.4 分子模型的验证
4.5 本章小结
第5章 青岛减渣热裂化结构导向模型的建立
5.1 热裂化反应
5.1.1 热裂化反应机理
5.1.2 热裂化反应规则制定
5.2 速率常数的求解
5.3 反应网络的构建与求解
5.3.1 反应网络的构建
5.3.2 反应网络的求解
5.4 本章小结
第6章 结构导向模型对产物分布的预测
6.1 产物分子划分
6.2 SOL模型对产物馏分的预测
6.3 SOL模型对产物四组分含量的预测
6.4 本章小结
第7章 结论
参考文献
致谢
论文发表情况
本文编号：3819498
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 前言
第2章 文献综述
2.1 重油在超临界水中的热裂化
2.1.1 SCW的性质介绍
2.1.2 SCW参与重油热裂化的机制
2.2 重油在超临界水中的热裂化机理
2.2.1 重油热裂化反应的自由基机理
2.2.2 重油热裂化的反应类型
2.3 重油在SCW中的热裂化动力学模型
2.3.1 经验模型
2.3.2 单事件模型
2.3.3 传统集总动力学模型
2.4 结构导向集总方法
2.4.1 结构导向集总方法的基本概念
2.4.2 结构导向集总方法的发展与运用
2.4.3 结构导向集总方法与传统的集总方法区别
2.5 结构导向方法与基团贡献法的结合
2.5.1 基团贡献法
2.5.2 基团贡献法预测沸点
2.5.3 SOL与基团贡献法的结合
2.6 模拟软件及优化算法的介绍
2.6.1 Gaussian模拟软件介绍
2.6.2 优化算法
2.6.3 龙格-库塔法
2.7 论文研究方案与研究内容
2.7.1 研究方案
2.7.2 研究内容
第3章 实验部分
3.1 原料油与主要试剂
3.1.1 原料油
3.1.2 主要的试剂
3.2 实验仪器与装置
3.2.1 实验仪器
3.2.2 实验装置
3.3 青岛油性质分析
3.3.1 青岛减渣油的四组分测定
3.3.2 青岛减渣分子量测定
3.3.3 青岛减渣与四组分元素分析
3.3.4 青岛减渣沸点馏程的测定
3.3.5 青岛减渣及四组分的核磁共振氢谱(1H-NMR)分析
3.3.6 青岛减渣及四组分的平均分子式
3.3.7 青岛减渣及四组分的红外光谱(IR)测定
3.3.8 青岛减渣结构参数分析
3.4 热裂化反应流程
3.5 产物分离与性质分析
3.5.1 热裂化产物的分离
3.5.2 热裂化产物的性质分析
第4章 青岛减渣油的组成分子模拟
4.1 分子集总的确定
4.1.1 结构向量的选取
4.1.2 分子集总的结构向量描述
4.1.3 原料油种子分子的选择
4.1.4 原料分子集总的构建
4.2 分子集总相对含量的求取
4.3 遗传算法优化求解
4.3.1 目标函数的构建
4.3.2 遗传算法优化
4.4 分子模型的验证
4.5 本章小结
第5章 青岛减渣热裂化结构导向模型的建立
5.1 热裂化反应
5.1.1 热裂化反应机理
5.1.2 热裂化反应规则制定
5.2 速率常数的求解
5.3 反应网络的构建与求解
5.3.1 反应网络的构建
5.3.2 反应网络的求解
5.4 本章小结
第6章 结构导向模型对产物分布的预测
6.1 产物分子划分
6.2 SOL模型对产物馏分的预测
6.3 SOL模型对产物四组分含量的预测
6.4 本章小结
第7章 结论
参考文献
致谢
论文发表情况
本文编号：3819498
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3819498.html
