本文關(guān)鍵詞：煤直接液化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的高壓釜試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 煤炭直接液化是發(fā)揮資源優(yōu)勢、補(bǔ)充石油短缺、保障能源安全和穩(wěn)定供給的重要戰(zhàn)略措施之一。為促進(jìn)我國煤液化技術(shù)的發(fā)展,適應(yīng)今后煤直接液化關(guān)鍵技術(shù)工程化需要,“973”計(jì)劃項(xiàng)目“大規(guī)模煤炭直接液化的基礎(chǔ)研究”被批準(zhǔn)立項(xiàng),而“煤加氫液化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)”則是該項(xiàng)目重要課題之一。本論文是該課題的部分研究內(nèi)容。 本文以神華煤為研究對象,以高壓釜試驗(yàn)為主要研究手段,對神華煤的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究。 首先使用500 ml水平震蕩式高壓釜進(jìn)行了煤直接液化動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)條件的探索。研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)壓力與氫初壓基本成正比關(guān)系。為了與連續(xù)裝置的操作壓力相同,經(jīng)試驗(yàn)確定氫初始壓力為8.4 MPa,這樣升溫到反應(yīng)溫度后,反應(yīng)壓力恰好連續(xù)裝置的操作壓力(19.0 MPa)相同。原有間歇式高壓釜的操作方法升溫時(shí)間太長,不能適應(yīng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究的要求。采用快速升溫可以有效的減少升溫時(shí)間,改進(jìn)反應(yīng)時(shí)間的準(zhǔn)確性。通過對加熱套預(yù)加熱的方式使間歇式高壓釜的升溫時(shí)間由原來的80 min減小到48 min,減少了40%。 使用間歇式高壓釜得到了430℃和450℃兩套試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理選用了兩種不同的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行模擬。模型一:將煤分成快反應(yīng)組分、慢反應(yīng)組分和不反應(yīng)組分�？旆磻�(yīng)組分可以直接生成油,瀝青烯和氣體,而慢反應(yīng)組分只生成瀝青烯,不反應(yīng)組分則在該試驗(yàn)條件下不參與反應(yīng)。計(jì)算結(jié)果表明,快反應(yīng)組分的反應(yīng)速率常數(shù)是慢反應(yīng)組分的12.5倍,與預(yù)先假設(shè)的快、慢組分相符。由于高壓釜升溫速度慢,不同溫度條件下,反應(yīng)物的“起點(diǎn)”不同,使得該部分速率常數(shù)沒有可比性。這說明,使用模型一研究液化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)只能研究反應(yīng)后期的動(dòng)力學(xué)行為。模型二:按照反應(yīng)性將煤分為反應(yīng)組分和不反應(yīng)組分,反應(yīng)組分又假設(shè)成由反應(yīng)性不同的若干一級反應(yīng)組分構(gòu)成。該假設(shè)比較符合煤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),更加科學(xué)。從計(jì)算的數(shù)據(jù)比較兩個(gè)模型,二者回歸的準(zhǔn)確性相近,模型二稍好一些。 為了減少高壓釜升溫時(shí)間,以及更好的模擬示范裝置的試驗(yàn)條件,建立了一套小型連續(xù)高壓釜煤炭直接液化試驗(yàn)裝置。反應(yīng)器為底部進(jìn)料上部出料的帶攪拌的高壓釜,容積為2 L。連續(xù)裝置高溫分離器采用測定高分重量以控制分離器液面的方法。并且測定了反應(yīng)器在高溫條件下的氣含率與氣體流速基本成線性關(guān)系。用連續(xù)高壓釜試驗(yàn)裝置進(jìn)行了在一定氣體流速下410℃、420℃、430℃的定常試驗(yàn),并得到了各產(chǎn)物的收率數(shù)據(jù)。 對連續(xù)高壓釜試驗(yàn)裝置在430℃條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以CSTR(全混流模型)的離析流模型進(jìn)行模擬。模型中的反應(yīng)速度常數(shù)采用間歇式高壓釜模型二在相同溫度下的數(shù)據(jù),得到煤的平均轉(zhuǎn)化率為79.19%,而連續(xù)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)的轉(zhuǎn)化率是77.08%;利用CSTR的微觀流體模型計(jì)算的瀝青烯產(chǎn)率和油產(chǎn)率與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比也有一定的差異。這種不一致,主要是因?yàn)殚g歇式高壓釜升溫較慢,模型計(jì)算的零時(shí)刻(達(dá)到反應(yīng)溫度的時(shí)刻)已經(jīng)有相當(dāng)高的轉(zhuǎn)化率(起始轉(zhuǎn)化率),與連續(xù)高壓釜的工況相去甚遠(yuǎn)。
【關(guān)鍵詞】：神華煤 直接液化 反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 高壓釜 離析流模型
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TQ529
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 引言9-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述與選題11-29
• 1.1 煤炭直接液化發(fā)展概況11-13
• 1.2 煤直接液化反應(yīng)機(jī)理13-14
• 1.3 煤炭直接液化動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展14-27
• 1.4 主要研究內(nèi)容及試驗(yàn)方案27-29
• 第二章 間歇式高壓釜試驗(yàn)條件的選擇29-40
• 2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>29
• 2.2 試驗(yàn)方法29-31
• 2.2.1 高壓釜液化試驗(yàn)29-30
• 2.2.2 液化產(chǎn)物分析30-31
• 2.3 試驗(yàn)樣品31-33
• 2.4 高壓釜試驗(yàn)條件的選擇33
• 2.5 氫初壓對反應(yīng)壓力和液化產(chǎn)率的影響33-34
• 2.6 水產(chǎn)率的直接分析34-35
• 2.7 反應(yīng)器快速升溫、快速降溫試驗(yàn)35-38
• 2.8 高壓釜反應(yīng)器內(nèi)部溫度的穩(wěn)定控制38
• 2.9 灰平衡38-39
• 2.10 結(jié)論與建議39-40
• 第三章 間歇式高壓釜試驗(yàn)結(jié)果40-51
• 3.1 液化產(chǎn)物產(chǎn)率計(jì)算40-41
• 3.2 模型選擇及參數(shù)計(jì)算41-51
• 3.2.1 模型一42-47
• 3.2.2 模型二47-50
• 3.2.3 兩種模型的方差比較50-51
• 第四章 連續(xù)式高壓釜試驗(yàn)裝置的建立與調(diào)試51-57
• 4.1 連續(xù)裝置的構(gòu)成與建立51-53
• 4.2 氣含率測定53-55
• 4.2.1 液體密度的確定54
• 4.2.2 常溫下氣含率的測定54
• 4.2.3 高溫下氣含率的測定54-55
• 4.3 煤漿配制和定常試驗(yàn)過程說明55-57
• 第五章 連續(xù)高壓釜試驗(yàn)結(jié)果57-67
• 5.1 試驗(yàn)結(jié)果的分析計(jì)算57-61
• 5.1.1 物料衡算的說明57
• 5.1.2 產(chǎn)物產(chǎn)率計(jì)算的說明57-61
• 5.2 間歇式高壓釜與連續(xù)式高壓釜試驗(yàn)結(jié)果的比較61-67
• 第六章 論文結(jié)論與工作總結(jié)67-70
• 6.1 本文主要結(jié)論67-68
• 6.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)68-69
• 6.3 論文不足與工作展望69-70
• 論文符號說明70-72
• 主要參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 石智杰;張勝振;邢凌燕;劉衛(wèi)兵;史士東;朱曉蘇;李春啟;;低階煤在煤液化衍生油中的熱萃取性能[J];煤炭轉(zhuǎn)化;2009年01期

2 王勇;李文博;史士東;;一種煤直接液化復(fù)合催化劑的研究[J];煤炭轉(zhuǎn)化;2011年03期

3 王勇;張曉靜;李文博;史士東;;一種煤直接液化復(fù)合催化劑的研究[J];煤炭轉(zhuǎn)化;2011年04期

  本文關(guān)鍵詞：煤直接液化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的高壓釜試驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：427461