金属催化结焦.PPT

计划安排表 1 2011.05-2011-09 文献调研、试验方案确定；装置调试 2 2011.10-2011.12 考察正构烷烃的结焦动力学 3 2012.02-2012.03 考察环烷烃的结焦动力学 4 2012.04-2012.07 考察混合烃的结焦动力学 5 2012.08-2012.09 添加剂对各种烃类结焦动力学的影响 6 2012.10-2012.12 惰性表面的结焦动力学 7 2013.02-2013.04 实验总结 8 2013.05 论文写作 9 2013.06 毕业答辩 欢迎各位老师同学提出宝贵建议！ LOGO LOGO LOGO LOGO 碳氢燃料超临界热裂解结焦动力学的研究  报告人：汪旭清 导师：刘国柱 2011年11月19日 Contents 课题背景 1 文献综述 2 研究内容 3 实验方案 4 1 课题背景 烃类裂解过程中不可 避免的在裂解管壁形 成焦炭，增加传热阻 力，导致壁面温度升 高，甚至阻塞管道。 所以，对结焦机理和 动力学的研究具有重 要意义。 Edwards, T., Cracking and deposition behavior of supercritical hydrocarbon aviation fuels. Combustion science and technology 2006, 178 (1-3), 307-334. 2 文献综述 2.1 2.2 2.3 结焦 机理 影响 结焦 的因素 结焦 模型 2.1 结焦机理 1 金属催化结焦：结焦前躯体吸附在金属表面，形成金属炭化物中间体，金属炭化物进一步分解为碳原子。 2 3 焦油非催化结焦： 流体主体中形成稠环芳烃，冲击管壁表面，一部分粘在壁面，进一步脱氢形成积炭。 Albright, L. F.; Marek, J. C., Mechanistic model for formation of coke in pyrolysis units producing ethylene. Industrial and Engineering Chemistry Research 1988, 27 (5), 755-759. 自由基非催化结焦：流体相中的小分子或自由基（如甲基、乙基等）在积炭表面层发生加氢反应，使纤维炭增长增粗，颗粒炭增大。 金属催化结焦 Towfighi, J.; Sadrameli, M.; Niaei, A., Coke formation mechanisms and coke inhibiting methods in pyrolysis furnaces. J. Chem. Eng. Jpn. 2002, 35 (10), 923-937. 焦油非催化结焦 Towfighi, J.; Sadrameli, M.; Niaei, A., Coke formation mechanisms and coke inhibiting methods in pyrolysis furnaces. J. Chem. Eng. Jpn. 2002, 35 (10), 923-937. 自由基结焦 Kopinke, F. D.; Zimmermann, G.;., On the mechanism of coke formation in steam cracking- -conclusions from results obtained by tracer experiments. Carbon 1988, 26 (2), 117-124 温度 温度是影响结焦的最重要因素，不仅影响结焦速率，而且影响到结焦的类型。结焦速率随温度升高呈指数增长的趋势。 原料 不同原料的热稳定性不同，它们的起始裂解温度不同，裂解产物也不同，所以形成的结焦量和形态也有所差异。焦炭主要由裂解产物中的烯烃和芳烃进一步反应形成，所以易于裂解形成烯烃和芳烃的原料结焦情况较为严重。 2.2 影响结焦的因素 杜志国, 曾., 陈硕, 管式裂解炉辐射区裂解管结焦模型 进展. 石油化工 2003, 32 (4), 348-352. 2.2 影响结焦的因素 停留时间 随着停留时间的增加，二次反应增多，产生更多的结焦前躯体，所以结焦速率增加。 金属表面 反应器壁面越粗糙，壁面的滞留层越厚，前躯体的停留时间更长，导致结焦严重。不同的金属元素催化结焦活性不同，所以不同金属组成的壁面形成结焦的速率差别很大。 Ni Fe Zn Cu Ti Cr 石英 茅文星, 烃类热裂解的结焦反应. 石油化工 1985, 14 (1), 45-52. 2.3结焦模型 结焦前躯体只能是附着性能较强的π键化合物， 如乙烯、丙