河北工学院化工系开设科学实践课

为了提高学生独立获取知识的能力,河北工学院化工系在有机化工专业教学改革中开设了“科学实践”课，该课程是在学生学完基础技术课太部分专业课后。

乙烯生产装置中急冷锅炉结焦过程的数学模型与工业模拟

试验研究了乙烯生产装置中急冷锅炉 (TLE)的结焦过程 ,提出轻柴油裂解生产乙烯时TLE结焦机理为传质、冷凝 -表面缩聚反应机理 ,并证实了在TLE结焦过程中存在着特定的转折温度。当壁面温度高于转折温度时 ,传质、冷凝过程为控制步骤 ;反之 ,表面缩聚反应过程为控制步骤。根据上述结焦机理建立了TLE结焦过程的数学模型 ,并对工业装置进行了模拟 ,模拟结果与工业实测数据吻合。

轻柴油裂解结焦反应模型研究

本文研究了轻柴油馏分水蒸气裂解结焦反应动力学,实验条件为:温度1063～1208(K)、停留时间0.02～1.2(s)、稀释比(水/油)0.2(m/m)。考察了轻柴油的裂解及结焦的性能,建立了轻柴油水蒸气裂解的数学模型和结焦过程的数学模型,确定出结焦前兆体为乙烯和芳烃。实验表明轻柴油裂解结焦过程属反应动力学控制过程。本文建立的数学模型可用于工业炉轻柴油裂解的产物分布预测及焦炭分布的预测。

添加结焦抑制剂的轻柴油裂解反应和结焦反应模型

本文研究了有结焦抑制剂YZS1存在时的轻柴油裂解和结焦反应动力学.考虑了结焦抑制剂的功能,组合了裂解反应新的反应图式,提出了添加结焦抑制剂YZS1的轻柴油裂解反应动力学模型.实验证明裂解反应的结焦前兆体是乙烯、丙烯和芳烃,进而提出了简化的结焦动力学模型.

乙烷裂解结焦抑制剂性能的预测与评价

在脉冲微型裂解装置上模拟了工业乙烷裂解炉（ＳＲＴ－Ⅰ）的产物分布和结焦行为。预测和评价了二甲基二硫（ＤＭＤＳ）及二硫化碳（ＣＳ２）两种结焦抑制剂的性能。给出了预测ＳＲＴ－Ⅰ型工业乙烷裂解炉操作周期的数学模型。工业运转结果表明，在脉冲微型裂解装置上的评价结果是可靠的。

轻柴油裂解结焦动力学的研究

在连续流动管式反应器中对轻柴油的裂解结焦过程进行了研究。采用动态测定结焦量的方法，考察了裂解温度、停留时间、稀释比等因素对轻柴油结焦过程的影响，建立了轻柴油结焦的动力学模型。模型计算值与实验值吻合良好。

轻柴油裂解结焦抑制剂的研究

在一套连续管式反应器中对轻柴油的裂解结焦抑制剂进行了研究。结果表明噻吩能有效抑制轻柴油的结焦，并可促进轻柴油裂解，提高烯烃收率。

轻柴油裂解急冷锅炉的结焦机理及模型

作者设计和安装了一套研究轻柴油裂解时急冷锅炉结焦的实验装置.实验表明,轻柴油裂解时,TLE结焦机理为传质、冷凝-表面缩聚反应机理.首次证实了在TLE结焦过程中存在着特定的转折温度.当壁面温度高于转折温度时,传质、冷凝过程为结焦过程的控制步骤;反之,表面缩聚反应过程为控制步骤.根据上述TLE结焦机理,建立了TLE结焦模型.并对工业TLE装置进行模拟,模拟结果与工业实测数据吻合较好.

结焦抑制剂存在下轻柴油裂解反应的产物分布与动力学模型

采用连续管式反应器及动态测焦方式研究了结焦抑制剂存在下轻柴油裂解反应的动力学。在裂解温度为１１００～且１９３Ｋ、停留时间为０．０１～０．０５ｓ、水／轻柴油为１．８８９（摩尔比）的条件下，考察了该剂存在下轻柴油裂解反应的产物分布。结果表明，它在体系中主要改变了自由基链反应的链传递及链终止速率，使裂解反应产物分布发生变化，从而抑制了二次反应。考虑结焦抑制剂的影响和一次反应的自阻作用，结合由平行反应、连串反应等构成的轻柴油裂解反应式，据试验结果对各反应的动力学参数进行优化计算，首次建立了结焦抑制剂存在下轻柴油裂解反应的动力学模型。本文的研究结果可用于模拟或预测乙烯装置中轻柴油裂解炉的产物分布及运转特性。

在脉冲微反装置上轻柴油裂解结焦过程的研究——Ⅰ.装置性能考核及表面效应考察

本文报道了作者开发的一套用于研究烃类裂解结焦过程以及探索结焦抑制剂的脉冲微型反应装置。该装置的特点是设备简单、操作参数变更容易、原料用量少、操作周期短,特别适用于大范围探索结焦抑制剂。在这套装置上研究了三种不同表面处理方法的表面效应和对轻柴油裂解结焦过程及产物分布的影响。通过表面效应的研究为工业裂解装置提供了抑制内表面结焦的对策。

轻柴油裂解装置中TLE的结焦模型与工业模拟

根据工业ＴＬＥ的结构特点，作者设计和安装了一套研究ＴＬＥ结焦的实验装置，研究了轻柴油裂解装置中ＴＬＥ的结焦过程。提出了轻柴油裂解时ＴＬＥ结焦机理为传质、冷凝一表面缩聚反应机理。首次证实了在ＴＬＥ结焦过程中存在着特定的转折温度。当壁面温度高于转折温度时，传质、冷凝过程为结焦过程的控制步骤；反之，表面缩聚反应过程为控制步骤。根据上述ＴＬＥ结焦机理建立了ＴＬＥ结焦模型，并对工业装置进行了模拟，模拟结果与工业实测数据吻合。

环丙胺合成新工艺研究

采用γ-丁内酯为原料，经缩合、开环、环化、胺化、Beckmann重排和水解等五步反应合成环丙胺，总收率达62．1％，高于文献报道数据。

直馏汽油与轻柴油的混合裂解研究

在改进的脉冲微型裂解装置上进行了直馏汽油与轻柴油的混合裂解研究。结果表明,在混合裂解中乙烯、丙烯的产率和选择性均存在着负的协同效应;直馏汽油的加入减轻了轻柴油裂解的结焦程度。还比较了混合裂解和单独裂解在结焦倾向上的差异,并对造成该差异的原因进行了分析。

乙烯装置急冷锅炉结焦模型

烃类裂解反应过程中,在生成乙烯、丙烯、丁二烯等产物的同时,伴随着二次反应和和结焦过程的发生。结焦过程不仅发生在裂解炉管内,也发生在TLE(乙烯装置急冷锅炉,又称废热锅炉,也称输送管线换热器,英文为Transfer line exchanger,缩写TLE或TLX,本文以下取缩写TLE)

混合馏份油的裂解研究

在研究直馏汽油与轻柴油混合裂解的基础上,回归出计算乙烯产率的经验模型,用来预测混合裂解的乙烯产率,对工业生产有一定的指导意义。

用微型脉冲裂解色谱技术研究轻柴油裂解一次反应动力学

本文介绍了一种可以适应各种轻、重裂解原料的微型脉冲裂解装置。反应系统、分析系统、预切反吹系统形成了一个有机整体,使得装置具有操作灵活、快速、经济、耗样少等特点。通过对装置性能的考核,证明该装置重复性好、可靠性及稳定性高。它在烃类热解的基础研究、评价原料、预测烯烃产率以及大范围筛选结焦抑制剂方面具有一定实用价值。在装置上,对轻柴油裂解一次动力学进行了研究a利用提出的简化当量长度计算方法,求出了一次反应动力学参数。E值为5.365×10~4cal/mol,A值为4.78×10^(11)sec^(-1),同时发现了在同一温度下,K值随产气率升高而减小的现象。

在脉冲微反装置上轻柴油裂解结焦过程的研究——Ⅱ.结焦抑制剂的筛选及其对产物分布的影响

在脉冲微反装置上完成了结焦抑制剂的筛选,并考察了它对产物分布的影响。实验证实:一部分含硫有机化合物具有明显的结焦抑制作用,可作为轻柴油裂解结焦抑制剂。它们不但抑制均相、非均相结焦过程,而且会影响裂解产物分布和提高乙烯选择性。本研究首次利用脉冲微反装置实现了结焦抑制剂的筛选和考察,从而为研究裂解结焦过程开辟了新途径。

合成链烷烃热裂解反应网络及其速度方程

烃类裂解生产烯烃是一个复杂的反应过程,其数学模型是含有许多自由基和中间产物的复杂反应网络。对于象石脑油、轻柴油这样含有几百种组份的原料,产生这个反应网络就是一个极其艰巨而重要的任务。为解决这个问题,本文给出一个以布尔代数为基础,建立钨烷烃裂解反应网线及其速度方程的方法。

在脉冲微型裂解装置上预计工业裂解炉数据的研究

本文作者及其研究小组设计安装的脉冲微型裂解装置曾分别用于丙烷裂解、乙烷-丙烷混合裂解、轻柴油裂解动力学和结焦动力学的系列研究以及裂解结焦抑制剂筛选的研究.脉冲微型裂解装置具有实验原料用量少、改变实验条件容易、操作简单、取数据快、重复性好、可靠性高等优点。

STUDY ON PREDICTING THE DATA OF INDUSTRIAL CRACKER FROM A PULSED MICRO-PYROLYZER SYSTEM

The studies on chemical kinetics of pyrolysis and coking reaction of various reactants such as propane, ethane-propane mixture and light gas-oil as well as screening cokinginhibitors for pyrolysis have been done at the pulsed micro-pyrolyzer system designed and assembled by the authors and their co-workers. This system has the following advantages: less feedstock consumption, simple operation, easily changeable operating conditions and rapidly available experimental data, better reproducibility and higher reliability.