油頁巖是由內(nèi)嵌有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)組成的沉積巖。以其資源儲量豐富,經(jīng)濟(jì)性和利用可行性等有點(diǎn)被列為21世紀(jì)煤炭和石油的重要補(bǔ)充能源。油頁巖干餾熱解過程中發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)變化,應(yīng)用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法研究油頁巖的具體的熱解機(jī)理是非常艱難。因此,必須對油頁巖干酪根的熱解機(jī)理進(jìn)行更深層次的模擬研究。本文主要應(yīng)用分子模擬中的密度泛函理論研究干酪根微觀分子結(jié)構(gòu)對不可凝氣體形成機(jī)理的影響。以五個(gè)地區(qū)（美國綠茵河,愛沙尼亞,中國樺甸、龍口和窯街）的干酪根模型化合物為基礎(chǔ),分別選取了含甲基以及含氧官能團(tuán)的干酪根結(jié)構(gòu)單元,依據(jù)選取的結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行反應(yīng)路徑的設(shè)計(jì)找到中間體和產(chǎn)物。根據(jù)文獻(xiàn)的鍵離解焓和模擬的計(jì)算值進(jìn)行對比,驗(yàn)證研究方法的合理性和可靠性。結(jié)果表明,通過分子模擬來研究油頁巖干酪根的熱解機(jī)理是可行的。應(yīng)用MS（Materials Studio 2017）軟件對干酪根熱解形成CH₄過程涉及到的11種反應(yīng)物設(shè)計(jì)的18種反應(yīng)路徑包含的所有反應(yīng)物、中間體和產(chǎn)物進(jìn)行了三維幾何結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。應(yīng)用量子化學(xué)中的密度泛函理論對構(gòu)建的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何優(yōu)化、鍵長、鍵級的計(jì)算,得到最優(yōu)幾何結(jié)構(gòu)。應(yīng)用基于密度泛函進(jìn)... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
        1.1.1 能源現(xiàn)狀
        1.1.2 油頁巖簡介
    1.2 本課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)油頁巖研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外油頁巖研究現(xiàn)狀
    1.3 研究的理論基礎(chǔ)
        1.3.1 量子化學(xué)計(jì)算
        1.3.2 密度泛函理論
    1.4 課題主要的研究內(nèi)容
第2章 計(jì)算方法和模型化合物的選擇
    2.1 量化計(jì)算軟件
        2.1.1 Materials Studio軟件
        2.1.2 Dmol~3模塊
    2.2 分子模擬過程參數(shù)設(shè)置
        2.2.1 幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化的參數(shù)設(shè)置
        2.2.2 過渡態(tài)搜索的參數(shù)設(shè)置
    2.3 實(shí)驗(yàn)與計(jì)算值的驗(yàn)證
    2.4 模型化合物的選擇
        2.4.1 不同地區(qū)的干酪根模型化合物
        2.4.2 含甲基干酪根結(jié)構(gòu)單元的選擇
        2.4.3 含氧官能團(tuán)的干酪根結(jié)構(gòu)單元的選擇
    2.5 本章小結(jié)
第3章 干酪根分子結(jié)構(gòu)對CH_4形成的影響
    3.1 甲烷形成過程反應(yīng)路徑的設(shè)計(jì)
    3.2 反應(yīng)物、中間體、產(chǎn)物和過渡態(tài)的優(yōu)化幾何構(gòu)型
    3.3 油頁巖干酪根熱解過程中CH_4形成機(jī)理
        3.3.1 單環(huán)芳香烴熱解過程中CH_4的形成機(jī)理
        3.3.2 多環(huán)芳香烴熱解過程中CH_4的形成機(jī)理
        3.3.3 脂肪烴熱解過程中CH_4的形成機(jī)理
    3.4 油頁巖干酪根熱解過程CH_4形成機(jī)理的熱力學(xué)分析
    3.5 油頁巖干酪根熱解過程CH_4形成機(jī)理的動(dòng)力學(xué)分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 干酪根分子結(jié)構(gòu)對CO形成機(jī)理的影響
    4.1 干酪根熱解過程中CO形成過程反應(yīng)路徑的設(shè)計(jì)
    4.2 反應(yīng)物、中間體、產(chǎn)物和過渡態(tài)的優(yōu)化幾何構(gòu)型
    4.3 油頁巖干酪根熱解過程中CO形成機(jī)理
        4.3.1 苯及其衍生物熱解過程中CO形成機(jī)理
        4.3.2 干酪根二聚體熱解過程CO的形成機(jī)理
        4.3.3 多環(huán)結(jié)構(gòu)熱解過程CO的形成機(jī)理
        4.3.4 脂肪烴熱解過程CO的形成機(jī)理
    4.4 油頁巖干酪根熱解過程CO形成機(jī)理的熱力學(xué)分析
    4.5 油頁巖干酪根熱解過程CO形成機(jī)理的動(dòng)力學(xué)分析
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]油頁巖綜合利用技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 張磊,韓向新,王忠存,姜秀民.  中國礦業(yè). 2012(09)
[2]苯甲酸和苯甲醛熱解機(jī)理的量子化學(xué)研究[J]. 凌麗霞,趙俐娟,章日光,王寶俊.  化工學(xué)報(bào). 2009(05)
[3]窯街油頁巖熱解動(dòng)力學(xué)研究[J]. 薛華慶,李術(shù)元,齊永麗,鄭德溫,方朝合.  內(nèi)蒙古石油化工. 2009(02)
[4]非常規(guī)能源油頁巖開發(fā)利用的研究進(jìn)展[J]. 郭永剛,許修強(qiáng),王紅巖,鄭德溫,張一舸,侯慶賀.  江蘇化工. 2008(02)
[5]煤熱解過程中氣態(tài)產(chǎn)物分布的研究[J]. 趙麗紅,郭慧卿,馬青蘭.  煤炭轉(zhuǎn)化. 2007(01)
[6]密度泛函理論及其數(shù)值方法新進(jìn)展[J]. 李震宇,賀偉,楊金龍.  化學(xué)進(jìn)展. 2005(02)
[7]煤顯微組分分子結(jié)構(gòu)模型的量子化學(xué)研究[J]. 孫慶雷,李文,陳皓侃,李保慶.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2004(03)
[8]樺甸油頁巖熱解特性的研究[J]. 于海龍,姜秀民.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2001(05)
[9]煤大分子結(jié)構(gòu)的量子化學(xué)研究[J]. 侯新娟,楊建麗,李永旺.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 1999(S1)

博士論文
[1]雜原子類煤結(jié)構(gòu)模型化合物的熱解及含硫化合物脫除的量子化學(xué)研究[D]. 凌麗霞.太原理工大學(xué) 2010
[2]神東煤鏡質(zhì)組結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建及其熱解甲烷生成機(jī)理的分子模擬[D]. 賈建波.太原理工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]油頁巖中干酪根的提取與結(jié)構(gòu)構(gòu)建及反應(yīng)性研究[D]. 汪迪.東北電力大學(xué) 2016



本文編號：3174390