小分子烃类蒸汽热裂解自由基机理模型研究方法的探讨

由于热裂解存在反应时间短、自由基数量多、浓度小,且不同原料产生的不同自由基之间、反应深度较大时管壁处于高温和停留时间所生成的不同自由基与主流体间的相互作用会随时改变反应路径,并影响到产物分布,因此造成了用实验方法研究单体烃热裂解反应机理的困难。将Materials Studio软件与Aspen Plus软件相结合来研究单体烃热裂解的自由基反应机理,并通过对乙烷热裂解一次反应机理、乙烷和丙烷混合热裂解相互作用机理、动力学数据准确性对比及正已烷空间位阻的影响,对研究方法进行了论述。结果表明,数值模拟的理论方法与实验方法相比,可以深入了解实验研究不可能达到的一些机理细节问题,如果将实验研究和模拟研究相结合,可避免目前动力学模型研究中的各种假设,提高机理模型研究的准确性,为工业生产预测提供高精度的机理模型。

管式裂解炉二维工艺模型研究新进展及应用

在对目前裂解炉管的模拟研究现状进行总结的基础上,指出了二维模型研究的必要性,并将已有二维模型的构成、动力学模型的进展、不同计算方法和计算结果进行了讨论,最后指出裂解炉的模拟应和其他技术结合起来,充分利用我国工厂数据、试验炉数据和模拟软件计算结果,进行联合攻关,为裂解炉的设计、生产、原料预测提供有力的支持。

稀释比对管式裂解炉工况影响的模拟计算

用轻质油裂解制乙烯工艺二维数学模型模拟计算了稀释比对大庆乙烯EF-111E炉操作工况的影响。结果显示:水蒸汽的作用主要在于降低烃分压,而能抑制结焦的原理是因为加入水蒸汽后影响了流体平均停留时间,从而减少了结焦。保持炉出口温度和炉入口摩尔总数不变,即尽量保持温度和停留时间不变的情况下,稀释比对乙烯等目的产物的收率影响非常有限,在低稀释比下对抑制结焦有一定作用,稀释比增大时抑制效果减小[1]。根据模拟结果,提出了裂解炉操作的优化方法。

烃类热裂解动力学模型研究局限性及对策

通过对目前已有的热裂解制乙烯动力学模型准确度不高、不能适应工业生产原料预测精度要求及深层次原因的剖析,指出了烃类热裂解集总模型和分子模型等应用时不易外推的主要原因是建立这些模型时仅仅依靠原料组成和产物分析的数据,而忽略了复杂自由基反应网络的反应机理研究,而自由基反应规律才是影响模型准确性的最本质因素。提出了分子模拟和工艺过程模拟的理论方法与实验方法相结合的研究思路,并通过将模拟计算数据与文献中的实验或计算数据及已有裂解规律综合进行对比分析的方法。该方法克服了纯实验研究结果误差大、研究进展缓慢的缺点,同时克服理论研究经常与实验数据不符、不易被人接受的缺点,从而较准确、快速地研究烃类热裂解的自由基反应机理。

多重物理交联强韧凝胶的合成及其油气封堵性能

以丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸和阳离子单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为功能性单体,以十一烯酸为疏水单体,以羧甲基纤维素为接枝骨架,通过原位接枝共聚制备接枝聚合物基质作为凝胶基液。然后以硫酸铬钾作为金属交联剂,通过金属配位键、静电作用、疏水缔合作用及氢键的协同交联效应制备了高性能凝胶材料。利用FTIR,TG等方法分析了接枝聚合物的结构,考察了凝胶的机械性能和油气封堵性能。实验结果表明,当m(交联剂)∶m(凝胶基液)=8∶100、凝胶基液的质量分数为7.0%(w)时,凝胶拉伸强度最高可达到16 kPa。当m(交联剂)∶m(凝胶基液)在(7∶100)^(10∶100)的范围内时,压缩强度远高于25 MPa。凝胶材料耐压差封堵能力可达10 MPa(基于100 m),利用强韧性凝胶材料可实现井下油气的高效封堵,对于保证油井施工安全和井筒完整性具有重要意义。