煤直接液化是指在高溫、高壓和氫氣前提下,在供氫溶劑的作用下,把煤中含有的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w油的過程。其中供氫溶劑不僅可以消融、稀釋、溶脹煤粒,還具備提供和轉(zhuǎn)遞活性氫等作用。供氫性能較好的供氫溶劑可以有效提高煤直接液化的轉(zhuǎn)化率和液體油收率。因此,提升供氫溶劑的供氫能力對于提高裝置的經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要。本文以菲和萘為供氫溶劑的模型化合物,正十三烷為溶劑配置反應(yīng)溶液,在煤直接液化條件下,以NiMo/Al2O3為催化劑、恒溫固定床為反應(yīng)裝置開展菲與萘的加氫實驗研究。由于NiMo/Al2O3是單功能催化劑,萘與菲單獨進(jìn)料時,均發(fā)生的是加氫反應(yīng),加氫深度較深,分析產(chǎn)物組成后提出了反應(yīng)模型,并通過Powell法計算相關(guān)模型參數(shù),優(yōu)化結(jié)果較好。當(dāng)萘菲混合進(jìn)料時,由于萘菲化合物芳環(huán)數(shù)的區(qū)別,各化合物之間存在競爭吸附,采用Aspen Plus軟件模擬了反應(yīng)的平衡組成,通過BFGS算法計算萘菲混合體系的動力學(xué)參數(shù),平均偏差為6%。分析得出,菲在一定程度上會抑制萘的加氫反應(yīng),降低反應(yīng)溫度和增加體積空速可以有效控制加氫反應(yīng)深度,以獲得供氫性能較好的供氫溶劑。本文研究了煤直接液化過程中供氫溶劑的加氫反應(yīng)行為,為提高供... 

【文章來源】：華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２萘加氫反應(yīng)路徑??Ｆｉｇ．?１．２?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｏｆ?ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ?ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ??

和十氫萘，其中十氫萘存在順反之分。萘的實驗催化劑包括鈀、鉑等貴金屬，以及鎳、??鈷等一般金屬［３５］。恰當(dāng)?shù)拇呋瘎┖头磻?yīng)條件對于萘加氫反應(yīng)的選擇率舉足輕重［３６，３７］。??Ｓ．Ｃ．Ｋｏｒｒｅ等［３８］以預(yù)硫化的ＣｏＭｏ／Ａ１２０３作為加氫過程的催化劑，在反應(yīng)溫度為??３５０°Ｃ、反應(yīng)壓力６８．１ａｔｍ的反應(yīng)條件下，開展了雙環(huán)化合物的加氫實驗研究。實驗得??出，反應(yīng)初期階段四氫萘大量存在；當(dāng)原料為四氫萘?xí)r，產(chǎn)物主要為順反十氫萘，通過??優(yōu)化計算作者得到萘的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)，如圖１．２所示。??ＣＯ??０．３９４＾??〇?３２２?°０１２８??５３．９、廣產(chǎn)丫產(chǎn)、??圖１．２萘加氫反應(yīng)路徑??Ｆｉｇ．?１．２?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｏｆ?ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ?ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ??陳俊森等［３９】以工業(yè)ＮｉＭｏ／ＨＹ作為反應(yīng)過程的催化劑，在固定床反應(yīng)器上進(jìn)行了四??氫萘的加氧裂化反應(yīng)實驗，并構(gòu)建了萘和四氫萘的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。萘首先反應(yīng)變?yōu)樗臍漭粒??四氫萘有兩種反應(yīng)路徑，反應(yīng)路徑１：四氫萘加氫反應(yīng)生成順反十氫萘，十氫萘一側(cè)環(huán)??斷開生成烷基環(huán)烷烴，最后側(cè)鏈斷裂生成一系列側(cè)鏈環(huán)烷烴；反應(yīng)路徑２：四氫萘轉(zhuǎn)化??為甲基茚滿，環(huán)烷斷開變?yōu)槎』�，最后丁基苯的烷基�?cè)鏈斷開變?yōu)橐幌盗袀?cè)鏈苯，具??體反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)圖如圖１．３所示。??＾〔、，卜?〇￣??廣丫＇卜〇＾??Ｔ?、ｃｒ??〇＞〇０?、??／?〇??ａ??文ｃｒ??ｏ??圖１．３?ＮｉＭｏ／ＨＹ上四氫萘反應(yīng)路徑圖??Ｆｉｇ．１．３?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｆｏｒ?ｔｅｔｒａｌｉｎ?ｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇ?ｏｖｅｒ?Ｎｉ

?７：，７ｔ／ａ和ａ模式，其中７Ｔ和７ｔ／ａ表示芳經(jīng)在催化劑固體上的吸附，ａ模式表示芳烴在催化??劑固體上的脫附。??王雷等在連續(xù)流動床反應(yīng)器上實施了四氫萘的反應(yīng)動力學(xué)研究實驗。反應(yīng)模型采??用冪級數(shù)模型，四氫萘的反應(yīng)與Ｌ－Ｈ方程形式相似，作者假設(shè)四氫萘的反應(yīng)是擬一級，??動力學(xué)數(shù)據(jù)表明，溫度對四氫萘的反應(yīng)路徑具有重要影響，提高催化劑的加氫活性可以??有效推動反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。??Ｓｈａｒａｔｈ等［４２］對萘在Ｎｉ０／Ｓｉ０２－Ａｂ０３上的反應(yīng)設(shè)計了相應(yīng)的實驗方案，反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)如??圖１．４。研究結(jié)果表明，萘的催化加氫過程是逐步進(jìn)行的，萘首先加氫變?yōu)樗臍漭�，四�??萘加氫變?yōu)槭畾漭痢Ｊ畾漭梁侩S著萘轉(zhuǎn)化程度增加而增加，四氫萘是反應(yīng)的主要產(chǎn)物。??作者通過Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ競爭吸附模型計算了萘和四氫萘的吸附常數(shù)，萘的吸附??能力要強(qiáng)于四氫萘，因此一定程度上會阻止四氫萘下面的繼續(xù)加氫進(jìn)程。??Ｈ??ｙ’?ｔｒａｎｓ－ｄｅｃａｌｉｎ??…？?ｊ?一邱??ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ?ｔｅｔｒａｌｉｎ?＼?＾??Ｈ??ｃｉｓ－ｄｅｃａｌｉｎ??圖１．４萘加氫反應(yīng)路徑圖??Ｆｉｇ．１．４?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｈｗａｙ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ??鞠雪艷等［４３］設(shè)計了?１－甲基萘在ＮｉＭ〇／Ａｌ２０３上的催化加氫實驗方案，探究了反應(yīng)溫??度和反應(yīng)壓力對加氫反應(yīng)行為的影響。多環(huán)芳烴化合物在催化劑上的反應(yīng)假定為一級反??應(yīng)，而各化合物中間會有競爭吸附現(xiàn)象。結(jié)果表明，較低的反應(yīng)溫度以及較高的氫氣分??壓有利于萘的加氫方向，當(dāng)氫氣分壓達(dá)４．０ＭＰａ、反應(yīng)

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3266702