重質油因其自身低API、高粘特點,導致對其改質的工藝要求也越來越高。水作為一種綠色溶劑,因其在臨界狀態(tài)下具有優(yōu)質的傳質擴散能力,可以為重質油改質帶來新的研究方向。據此,本文將超臨界水(SCW)介入重質油熱裂化,并采用結構導向集總方法對熱裂化過程中的反應動力學進行分析研究。從而實現在分子層次上更好的預測熱裂化產物分布和產物品質,并對工藝放大起到一定的指導作用。論文在傳統(tǒng)22個結構向量的基礎上,綜合原料油的結構參數進行適當的修改。選取77個單核種子分子和33個多核種子分子,然后按照分子量分布將其擴展為4324種分子集總。另外,論文結合對原料油的各種詳細分析表征數據和優(yōu)化算法來求取重質油模擬分子的相對含量。模擬結果表明:其計算值與實驗值相對誤差在5%以內,能夠較好的反映重質油分子組成。其次,對于重質油在SCW中的熱裂化機理,采用自由基機理,并制定78條反應規(guī)則以用來描述重質油熱裂化反應行為,以此構建起熱裂化反應網絡。結合自由基機理,采用量化計算與回歸算法關聯(lián)反應速率與結構向量之間的聯(lián)系,運用龍格-庫塔法結合相對含量初值求解反應網絡。最后,對求解反應網絡得到的產物分子集總進行組分劃分,得到產物...

【文章頁數】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 前言
第2章 文獻綜述
    2.1 重油在超臨界水中的熱裂化
        2.1.1 SCW的性質介紹
        2.1.2 SCW參與重油熱裂化的機制
    2.2 重油在超臨界水中的熱裂化機理
        2.2.1 重油熱裂化反應的自由基機理
        2.2.2 重油熱裂化的反應類型
    2.3 重油在SCW中的熱裂化動力學模型
        2.3.1 經驗模型
        2.3.2 單事件模型
        2.3.3 傳統(tǒng)集總動力學模型
    2.4 結構導向集總方法
        2.4.1 結構導向集總方法的基本概念
        2.4.2 結構導向集總方法的發(fā)展與運用
        2.4.3 結構導向集總方法與傳統(tǒng)的集總方法區(qū)別
    2.5 結構導向方法與基團貢獻法的結合
        2.5.1 基團貢獻法
        2.5.2 基團貢獻法預測沸點
        2.5.3 SOL與基團貢獻法的結合
    2.6 模擬軟件及優(yōu)化算法的介紹
        2.6.1 Gaussian模擬軟件介紹
        2.6.2 優(yōu)化算法
        2.6.3 龍格-庫塔法
    2.7 論文研究方案與研究內容
        2.7.1 研究方案
        2.7.2 研究內容
第3章 實驗部分
    3.1 原料油與主要試劑
        3.1.1 原料油
        3.1.2 主要的試劑
    3.2 實驗儀器與裝置
        3.2.1 實驗儀器
        3.2.2 實驗裝置
    3.3 青島油性質分析
        3.3.1 青島減渣油的四組分測定
        3.3.2 青島減渣分子量測定
        3.3.3 青島減渣與四組分元素分析
        3.3.4 青島減渣沸點餾程的測定
        3.3.5 青島減渣及四組分的核磁共振氫譜(¹H-NMR)分析
        3.3.6 青島減渣及四組分的平均分子式
        3.3.7 青島減渣及四組分的紅外光譜(IR)測定
        3.3.8 青島減渣結構參數分析
    3.4 熱裂化反應流程
    3.5 產物分離與性質分析
        3.5.1 熱裂化產物的分離
        3.5.2 熱裂化產物的性質分析
第4章 青島減渣油的組成分子模擬
    4.1 分子集總的確定
        4.1.1 結構向量的選取
        4.1.2 分子集總的結構向量描述
        4.1.3 原料油種子分子的選擇
        4.1.4 原料分子集總的構建
    4.2 分子集總相對含量的求取
    4.3 遺傳算法優(yōu)化求解
        4.3.1 目標函數的構建
        4.3.2 遺傳算法優(yōu)化
    4.4 分子模型的驗證
    4.5 本章小結
第5章 青島減渣熱裂化結構導向模型的建立
    5.1 熱裂化反應
        5.1.1 熱裂化反應機理
        5.1.2 熱裂化反應規(guī)則制定
    5.2 速率常數的求解
    5.3 反應網絡的構建與求解
        5.3.1 反應網絡的構建
        5.3.2 反應網絡的求解
    5.4 本章小結
第6章 結構導向模型對產物分布的預測
    6.1 產物分子劃分
    6.2 SOL模型對產物餾分的預測
    6.3 SOL模型對產物四組分含量的預測
    6.4 本章小結
第7章 結論
參考文獻
致謝
論文發(fā)表情況



本文編號：3819498