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EVA型聚合物分子设计、合成与应用研究

张金利  
【摘要】:添加柴油降凝剂生产低凝柴油,可使部分蜡油馏分深度切割成为柴油馏分,拓宽了柴油馏程,节约了资源;同时具有操作灵活简便、费用低、见效快,保留高十六烷值的蜡组分等特点,是一种增产高品质柴油的有效方法,对于提升我国炼油企业的国际竞争力具有重要的作用。 本文首先对乙烯—醋酸乙烯(EVA)类柴油降凝剂进行了合成与降凝效果研究,获得了该类聚合物的合成规律,初步考察了其降凝效果,为实验研究该类降凝剂作用机理提供了实验样品。 通过对柴油低温析蜡过程中蜡晶形貌观测、柴油降温过程的DSC测量和蜡晶的XRD研究,从实验的角度对该类降凝剂的作用机理进行了系统的研究,确定了该类降凝剂的降凝机理为共晶和吸附共同作用,为该类降凝剂的分子设计与优化提供了基础。 采用密度泛函、半经验量子化学、分子力学和分子动力学等方法直接从微观上对EVA类降凝剂分子与烷烃分子之间的相互作用规律及其在蜡晶晶面上的吸附能和吸附规律等进行了模拟计算。计算表明,其分子中的极性基团增加了分子的局部刚性,而分子的非极性部分与烷烃分子保持了很好的亲和性,从而使其可以进入蜡晶格形成共晶。在各种乙烯—醋酸乙烯—丙烯(EVAP)降凝剂中,当EVAP酯含量在30%左右,且在每个链段含有一个靠近酯基的甲基支链时容易在蜡晶的成核和生长过程中发挥作用。 根据分子模拟和初步降凝实验结果,降凝剂EVAP是降低冷滤点效果最好的降凝剂。因此,对分子设计的EVAP降凝剂进行了实验合成,并进行了放大实验和工业生产;将工业产品在我国部分炼厂进行了工业应用,获得了较其它降凝剂更好的降低冷滤点的效果。 为了使工业应用EVAP进行加剂低凝柴油的生产更为方便,针对燕山石化公司炼油厂的工业应用情况,以五种组分柴油的质量百分组成、粘度、折光指数、馏程宽度、冷滤点及降凝剂加入量共26个参数为输入节点,隐含层50个神经元,调和油冷滤点为输出层节点,构成神经网络,且设定MSE为0.5℃时,对空白与加剂调和柴油冷滤点的预测结果最好,该神经网络模型可以较好地指导工业柴油调和。


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