不同石油分子化学结构及炼制性能初探

发布时间：2021-01-17 00:56

　　近年来,世界能源结构发生明显变化,石油需求增速变缓、油价下跌以及石油产品质量标准越来越高等都对炼油技术提出了更高的要求。现有的炼油技术研发模式仍然是从混合物到混合物,较重视试错性探索和经验规律的积累,尚不太重视分子水平结构特征的研究。要想满足石油产品标准等新的分子水平的要求,需要探索新的炼油技术研发模式,实现炼油技术从跟跑向领跑的转变。基于此,本论文借助于分子模拟手段,采用量子力学方法,从石油的原子组成出发,研究了C、H、O、N、S原子的电子结构特征以及由这些原子组成的化学键的结构特征,并在此基础上,利用分子水平的表征信息,研究了各种不同类型的石油烃分子和含S、N、O化合物的结构特征,揭示出了不同结构石油分子的炼制行为特点,为分子水平石油炼制技术的研发提供思路。通过对各种不同结构石油烃分子的化学键键能、前线轨道分布、轨道能量、电荷分布、Fukui指数等结构特征的研究,认识到了不同结构石油烃分子的结构特征规律,并根据石油烃分子的结构特征规律,对石油烃分子的炼制行为特征进行研究后得到：正构烷烃两端C—H和C—C键较强,中间C—H和C—C键较弱,热加工易产生乙烯,酸催化加工易多产丙烯；由于取... 

【文章来源】：石油化工科学研究院北京市

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 国内外炼油技术新进展
        1.2.1 催化裂化技术新进展
        1.2.2 加氢裂化技术新进展
    1.3 研究思路和研究目的
2 分子模拟
    2.1 计算理论
        2.1.1 密度泛函理论
        2.1.2 局部密度近似和广义梯度近似
3模块简介">    2.2 Materials Studio软件中DMol³模块简介
3几何优化">        2.2.1 DMol³几何优化
3反应过渡态搜索">        2.2.2 DMol³反应过渡态搜索
    2.3 计算方法
    2.4 参数设置
3 链烷烃分子化学结构及炼制性能初探
    3.1 正构烷烃分子的化学结构
        3.1.1 C和H原子的结构
        3.1.2 C—C键和C—H键的性质
        3.1.3 轨道分布
        3.1.4 前线轨道能级差
    3.2 正构烷烃分子在热作用下的结构与炼制性能
    3.3 正构烷烃分子在催化裂化条件下的结构与炼制性能
    3.4 正构烷烃分子在催化重整条件下的结构与炼制性能
    3.5 异构烷烃分子的化学结构
        3.5.1 C—C键和C—H键的性质
        3.5.2 取代基数量对C—C键的影响
    3.6 异构烷烃分子在热作用下的结构与炼制性能
    3.7 异构烷烃分子在催化裂化条件下的结构与炼制性能
    3.8 异构烷烃分子在催化重整条件下的结构与炼制性能
    3.9 小结
4 环烷烃分子化学结构及炼制性能初探
    4.1 单环环烷烃分子的化学结构
        4.1.1 C—C键和C—H键的性质
        4.1.2 取代基数量对环烷基α位C—C键的影响
    4.2 单环环烷烃分子在热作用下的结构与炼制性能
    4.3 单环环烷烃分子在催化裂化条件下的结构与炼制性能
    4.4 单环环烷烃分子在催化重整条件下的结构与炼制性能
    4.5 小结
5 芳烃分子化学结构及炼制性能初探
    5.1 单环芳烃分子化学结构及炼制性能
        5.1.1 单环芳烃分子的化学结构
        5.1.2 单环芳烃分子在热作用下的结构与炼制性能
        5.1.3 单环芳烃分子在催化临氢热转化条件下的结构与炼制性能
    5.2 多环芳烃分子化学结构及炼制性能
        5.2.1 多环芳烃分子的化学结构
        5.2.2 多环芳烃分子在热作用下的结构与炼制性能
        5.2.3 多环芳烃分子在催化临氢条件下的结构与炼制性能
    5.3 环烷基芳烃分子化学结构及炼制性能
        5.3.1 环烷基芳烃分子的化学结构
        5.3.2 环烷基芳烃分子在热作用下的结构与炼制性能
        5.3.3 环烷基芳烃分子在催化裂化条件下的结构与炼制性能
    5.4 小结
6 含氧化合物化学结构及炼制性能初探
    6.1 环烷酸分子化学结构
        6.1.1 O原子结构
        6.1.2 化学键的性质
        6.1.3 轨道分布
        6.1.4 电荷分布
    6.2 环烷酸分子结构与炼制性能
        6.2.1 环烷酸分子在热作用下的结构与炼制性能
        6.2.2 环烷酸分子在酸催化下的结构与炼制性能
    6.3 小结
7 含硫、氮化合物化学结构及炼制性能初探
    7.1 噻吩和吡咯的化学结构
        7.1.1 S和N原子的结构
        7.1.2 噻吩分子的化学结构
        7.1.3 吡咯分子的化学结构
    7.2 噻吩和吡咯的结构与炼制性能
        7.2.1 催化剂模型的建立
        7.2.2 噻吩在Ni催化剂上的脱硫反应路径
        7.2.3 吡咯在Ni催化剂上的脱氮反应路径
    7.3 小结
8 结论
致谢
参考文献
附录A 正构烷烃分子碳碳键结构数据
在学研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]从近两年欧美炼油专业会议看世界炼油技术新进展[J]. 李雪静,乔明.  国际石油经济. 2015(05)
[2]炼油工业:市场的变化与技术对策[J]. 李大东.  石油学报(石油加工). 2015(02)
[3]材料基因组计划简介[J]. 赵继成.  自然杂志. 2014(02)
[4]2-庚烯碳正离子移位及环化反应的分子模拟[J]. 于宁,龙军,马爱增,周涵,代振宇,赵晓光,赵毅.  石油学报(石油加工). 2013(04)
[5]正庚烷脱氢生成烯烃反应的分子模拟[J]. 于宁,龙军,周涵,马爱增,代振宇,赵晓光,赵毅.  石油学报(石油加工). 2013(02)
[6]加氢裂化工艺技术及其催化剂研究进展[J]. 郭强,邓云川,段爱军,赵震,牛欢.  工业催化. 2011(11)
[7]化学结构概念的演变及其认识意义[J]. 余天桃.  化学世界. 2011(08)
[8]RGD-1催化剂在MGD工艺的应用[J]. 姚文涛,郎凤艳.  广东化工. 2009(10)
[9]Shell公司增产FCC装置柴油和丙烯的“MILOS”工艺[J]. 李雅丽.  化学反应工程与工艺. 2009(01)
[10]国外馏分油加氢裂化技术新进展[J]. 吴惊涛,石友良.  当代化工. 2008(02)

博士论文
[1]两段提升管催化裂化多产丙烯（TMP）技术应用基础研究[D]. 李晓红.中国石油大学 2007



本文编号：2981877