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植物油蒸汽裂解转化规律的研究

作　者: 臧俊娜
导　师: 涂永善
学　校: 中国石油大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 蒸汽裂解植物油转化规律对比研究
分类号: TE626.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

植物油作为一种可再生的替代能源受到重视,探究植物油蒸汽裂解转化规律,有助于进一步了解植物油的热裂解转化性能,探索新的加工利用途径,对缓解能源及环境危机,寻找石油替代资源具有重要现实意义。本论文在自行设计建立的管式裂解炉实验装置上,对植物油蒸汽裂解的转化规律进行了初步探讨。在不同裂解温度(700℃,725℃,750℃,775℃,800℃)下,对比考察了大豆油和石脑油蒸汽裂解的转化规律。研究结果表明,裂解温度从700℃升至800℃时,大豆油的乙烯收率由18.97wt%增至27.28wt%,石脑油的乙烯收率由10.92wt%增至29.80wt%,在相同裂解温度下,大豆油的丙烯收率明显低于石脑油,而丁二烯收率高于石脑油。从生产乙烯角度看,在较低裂解温度下,大豆油具有较好的蒸汽裂解性能。以大豆油、芝麻油和花生油为原料,考察了植物油的脂肪酸组成对蒸汽裂解反应结果的影响。结果表明,植物油的脂肪酸组成对其裂解产物分布及低碳烯烃收率有一定影响,饱和脂肪酸及油酸含量高的植物油具有较好的蒸汽裂解性能和较高的乙烯丙烯收率。从降低原料成本角度考虑,考察了餐饮废弃油的蒸汽裂解性能,结果发现,在相同裂解条件下,废弃油的低碳烯烃收率与大豆油相近,说明废弃油可以替代部分新鲜植物油作为蒸汽裂解原料。将不同比例的大豆油兑入石脑油中,在一定裂解条件下,考察了混合油的蒸汽裂解反应性能。结果表明,随混合油中大豆油含量的增加,乙烯和丁二烯收率增加,丙烯收率有所降低。论文还选择大豆油质量分率为25%的混合油为原料,考察了不同反应条件对混合油蒸汽裂解性能的影响。结果表明,提高裂解温度,适当增加水油比,有利于提高混合油的乙烯收率,800℃时混合油的乙烯收率为28.46wt%,这一结果明显高于工业蒸汽裂解装置较重原料(柴油)的乙烯产率(19-26wt%)。通过对植物油、石脑油及其混合油的蒸汽裂解性能的考察,认为植物油可以用作蒸汽裂解生产乙烯的部分替代原料。与石脑油相比,在乙烯收率相近时,植物油所需的裂解温度较低,因而具有重要的工业应用价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章前言  9-20
  1.1 蒸汽裂解技术  9-12
    1.1.1 裂解反应和机理  9-10
    1.1.2 蒸汽裂解特点及影响因素  10
    1.1.3 蒸汽裂解技术发展  10-12
  1.2 植物油的研究  12-18
    1.2.1 生物柴油的研究  12-14
    1.2.2 催化裂化  14-18
    1.2.3 生产低碳烯烃的研究  18
  1.3 本课题研究内容  18-20
第二章实验部分  20-28
  2.1 蒸汽裂解实验装置简介  20-21
    2.1.1 实验装置流程  20-21
    2.1.2 主要设备介绍  21
  2.2 蒸汽裂解实验装置性能评价  21-25
  2.3 原料及产物性质分析  25-26
    2.3.1 原料选择及性质分析  25
    2.3.2 产物分析方法  25-26
  2.4 实验数据处理方法  26-28
第三章植物油和矿物油蒸汽裂解转化规律对比  28-58
  3.1 原料性质对比  28-30
  3.2 气体产物  30-44
    3.2.1 裂解温度的影响  30-38
    3.2.2 水油比的影响  38-44
  3.3 液体产物  44-52
    3.3.1 裂解温度的影响  45-49
    3.3.2 水油比的影响  49-52
  3.4 动力学考察  52-55
  3.5 氧分布考察  55-57
  3.6 本章小结  57-58
第四章不同植物油蒸汽裂解反应的研究  58-70
  4.1 脂肪酸组成的影响  58-64
  4.2 餐饮废弃油和新鲜植物油的对比  64-68
  4.3 不同植物油蒸汽裂解动力学考察  68-69
    4.3.1 脂肪酸组成对动力学性质的影响  68
    4.3.2 废弃油和新鲜植物油的动力学性质  68-69
  4.4 本章小结  69-70
第五章大豆油和石脑油混合油的蒸汽裂解反应研究  70-86
  5.1 不同比例混合油的蒸汽裂解实验  70-73
  5.2 反应条件的影响  73-83
    5.2.1 裂解温度的影响  73-77
    5.2.2 水油比的影响  77-80
    5.2.3 进料速度的影响  80-83
  5.3 混合油动力学性质的考察  83-85
    5.3.1 不同比例混合油动力学性质考察  83-84
    5.3.2 反应条件对混合油动力学性质的影响  84-85
  5.4 本章小结  85-86
结论  86-88
参考文献  88-92
附录  92-131
致谢  131

植物油蒸汽裂解转化规律的研究

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