铁及其氧化物对烃类结焦的催化作用【毕业论文】

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1、本科毕业论文（20届）铁及其氧化物对烃类结焦的催化作用专业：高分子材料与工程8摘要:本文以金属铁及其氧化物为催化剂催化环己烷裂解结焦。实验考察结焦温度对结焦量的影响。实验表明在反应时间为60min，环己烷热裂解反应中：以铁为催化剂时，反应温度为625℃时结焦量最大；以三氧化二铁为催化剂时，反应温度为675℃时结焦量最大；以四氧化三铁为催化剂650℃时结焦量最大。在相同的条件下铁的氧化物对结焦的催化活性远比铁强。在反应温度较高时700～725℃之间Fe和Fe3O4均出现不同程度的“板结”现象，结焦量骤减，远低于650℃时的结焦率，而Fe2O3没有明显下降；铁为催化剂反应温度为625℃在20m

2、in～60min时增长迅速，在60min后增长缓慢。关键词:结焦；催化；实验；热裂解CatalysisofIronandOxideforHydrocarbonCokingAbstract:Thepresentpaper,metallicironandoxideironascatalyststocrackcyclohexanecoking.Experimentalstudiedtheeffectofcokingtemperatureoncokingamount.Theresultshowthatreactiontimeis60min,theironascatalyst,reactiontem

3、peratureis625℃,theamountofcokingismaximum;whenthetrioxideascatalyst,thereactiontemperatureis675℃,theamountofcokingismaximum;theferroferricoxideascatalyst,thereactiontemperatureis650℃,theamountofcokingismaximum.Atthesamecondition,thecatalyticactivityofoxideironismorethaniron.At700~725℃,FeandFe3O4be

4、ganharden,cokingamountsuddenreduce,lowerthan650℃cokingrate,butFe2O3withoutdecrease;ironascatalyst,reactiontemperatureis625℃,thecokingratequicklyincreaseat20min～60min,after60minitincreaseslowly.Keywords:Coking;Catalysis;Experiments;Thermalcracking8目录1引言11.1结焦的分类11.1.1热氧化沉积11.1.2裂解结焦11.2裂解结焦的影响因素21.

5、2.1温度对结焦的影响21.2.2裂解深度对结焦的影响21.2.3表面效应对结焦的影响21.3现阶段结焦研究方法31.4课题的研究意义32实　验42.2实验装置与方法42.3实验原料42.4实验步骤42.5产物分析43结果与讨论53.1反应温度对铁表面催化结焦的影响53.2反应温度对氧化铁表面催化结焦的影响53.3反应温度对四氧化三铁表面催化结焦的影响63.4　反应时间对结焦量的影响64结　语7参考文献7致谢1081引言高超声速飞行器的研制己成为当今世界航空航天领域发展的热点，受到高度重视。飞行器高速飞行时，克服空气阻力而产生大量的热，这对材料的耐温性能提出了更为苛刻的要求。飞行器的热管理

6、问题已成为高超声速飞行器发展过程中亟待解决的关键问题。采用机械致冷系统或非可燃冷却剂虽可有效冷却,但会增加了飞行器的负载。最便捷的冷却源是飞行器所携带的燃料，吸热燃料由此被提出了。吸热燃料是指燃料利用自身的热容、相变热和化学吸热等方式，吸收飞行器高温部位的热量，在进入燃烧室后释放出来，既解决了飞行器的冷却问题，还可提高能量的利用率。碳氢燃料在高温裂解时，结焦前驱物被吸附在反应管表面后，容易形成结焦[1-10]。结焦不仅会降低金属表面的热交换效率，堵塞阀门、过滤器和油路，严重时使发动机熄火，从而造成严重后果[9-15]。1.1结焦的分类不同温度下，燃料所发生的结焦反应是不同的，温度低于260

7、℃时，主要发生热氧化沉积结焦。400℃以上主要以热裂解结焦为主要，260℃～400℃为过渡状态，其结焦特点与燃料的自身性能有很大关系[12]。1.1.1热氧化沉积燃料的热氧化反应已经被广泛地研究[10-13]。燃料中的溶解氧与燃料分子发生反应，生成烷基过氧化物。烷基过氧化物不稳定，容易生成自由基，通过夺氢反应和支链化反应，自由基可转化为酮或是醛等产物，它们沉积在反应管表面最终可产生胶质。在热氧化沉积的过程中，溶解氧被认为