重质有机物的构效关系及新型反应器研究

发布时间：2023-02-12 08:38

　　重质有机物(如煤炭、生物质、油页岩、重油、沥青、部分废弃高聚物等)可概括为直链烷烃、环烷烃、芳烃等一系列有机物的混合物。由于近几十年来全球范围内石油资源的枯竭,将重质有机物转化为燃料和化学品以代替石化产品引起了广泛关注。并且,我国“富煤、贫油、少气”的能源结构也增加了发展重质有机物清洁高效转化技术的迫切性。然而,目前我国对重质有机物的利用,除了必要的燃烧利用(如燃煤发电)外,以重质有机物为原料制备燃料和化学品的工艺依然发展缓慢,存在污染严重和资源利用率低的问题。所面对的科学瓶颈是:重质有机物的结构和反应极其复杂,目前对其结构及构效关系的认识还无法用于调控其反应。对此,本论文开展了4个方面的工作,所研究的科学问题、研究方法和主要结论如下:(1)文献从化合物或化学结构模型的角度研究重质有机物的结构分别存在“过于繁琐”或“过于简化”两方面的问题,以致难以量化重质有机物的结构及构效关系。考虑到重质有机物中共价键的种类较为有限,且化学反应的本质是共价键的转化,因此用重质有机物所含主要共价键的丰度信息(键合结构)表述其结构,或许是突破当前构效关系研究瓶颈的基础。但还没有文献深入到以键合结构表述重质...

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 科学问题和研究进展
        1.2.1 科学问题
        1.2.2 重质有机物结构的研究进展
        1.2.3 重质有机物构效关系的研究进展
    1.3 本论文的研究内容
        1.3.1 问题的提出
        1.3.2 研究内容
第二章 煤化学结构模型的评判及煤的共价键浓度特征
    2.1 引言
    2.2 方法
        2.2.1 模型有效性的评判方法
        2.2.2 共价键浓度的计算
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 煤化学结构模型的评判
        2.3.2 煤的键合结构特征
    2.4 本章小结
第三章 基于ESR自由基研究重质有机物构效关系的可行性
    3.1 引言
    3.2 重质有机物ESR波谱的归属和分析方法
        3.2.1 信号归属
        3.2.2 谱图分析
    3.3 重质有机物热反应的ESR研究
        3.3.1 热解残焦
        3.3.2 热解挥发物
        3.3.3 直接液化
        3.3.4 加氢热解
    3.4 本章小结
第四章 油页岩键合结构在加氢热解中行为的ANN研究
    4.1 引言
    4.2 数据集与方法
        4.2.1 数据集
        4.2.2 参数预处理
        4.2.3 人工神经网络的结构
        4.2.4 数据集分割策略
        4.2.5 敏感度分析
        4.2.6 编程工具
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 预测已知油页岩的RH

        4.3.2 预测未知油页岩的R_H

        4.3.3 敏感度分析
    4.4 本章小结
第五章 一种新型真空密闭反应器及其在煤热解中的应用
    5.1 引言
    5.2 方法
        5.2.1 新型VH反应器的设计
        5.2.2 传统热解实验装置
        5.2.3 煤样及热解条件
        5.2.4 热解产物收率
        5.2.5 半焦的表征
        5.2.6 焦油的表征
        5.2.7 气体的表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 不同反应器的压力特征
        5.3.2 产物收率对比
        5.3.3 半焦表征结果
        5.3.4 焦油表征结果
        5.3.5 气体表征结果
    5.4 本章小结
第六章 结论
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
    6.3 下一步工作的建议
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
附件



本文编号：3740758

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