【摘 要】
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本文以中国石油独山子石化公司生产的顺丁橡胶和煤的模型化合物菲为原料,考察反应温度、时间、氢初压、溶固比、物料配比对顺丁橡胶与菲共液化性能的影响。首先,参考了西沟煤的最佳液化条件:温度为430℃、氢初压6MPa、溶固比2:1、反应时间60min.、催化剂Fe2O3+S（Fe含量为物料的3%）,在此基础上选择了反应温度为320-400℃、反应时间为0min-60min的单因素实验考察,并对产物进行了G
【基金项目】
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国家自然科学基金《新疆中低阶煤中有机质的分子组成结构特征和定向转化反应的基础研究》；
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本文以中国石油独山子石化公司生产的顺丁橡胶和煤的模型化合物菲为原料,考察反应温度、时间、氢初压、溶固比、物料配比对顺丁橡胶与菲共液化性能的影响。首先,参考了西沟煤的最佳液化条件:温度为430℃、氢初压6MPa、溶固比2:1、反应时间60min.、催化剂Fe2O3+S（Fe含量为物料的3%）,在此基础上选择了反应温度为320-400℃、反应时间为0min-60min的单因素实验考察,并对产物进行了GC、GC-MS、模拟蒸馏和TG-DTG表征分析。结果表明:温度对共液化影响较大,其中360℃比400℃正己烷可溶物产率增加了3.09个百分点。随反应时间延长,正己烷可溶物产率恒定在96%,变化不大,此反应体系的反应温度以360℃、反应时间以40 min.较适宜;而GC结果表明,共液化主要断裂样品中-CH3和-CH2两种官能团,产物中无CO和CO2产生,因而无-COOH官能团脱落。由TG-DTG可知,随着温度升高,转化率降低,原因是单位时间内自由基碎片产生越多,从而导致多余的自由基缩聚成焦的速率越来越快。然后,在Fe2O3+S催化条件下,选用L9（3~4）正交表,以正己烷可溶物产率为主要目标,考察了溶固比、物料配比和氢初压对其共液化性能的影响,利用直观分析和方差分析来确定顺丁橡胶与菲共液化的最优工艺条件:P0=6MPa,溶固比=1.75:1,物料比=2.25:1。并对各条件下的气液固产物进行GC、GC-MS、模拟蒸馏和TG-DTG表征,探究不同工艺条件下各产物的变化过程。同时在最优条件下进行了单组分橡胶和单组份菲的液化实验并对比研究。最后通过顺丁橡胶的热解实验探究了其在空气和氮气中的热解规律,并研究得出四种升温速率下的热解动力学。使用Flynn-Wall-Ozawa法计算获得了顺丁橡胶在不同气氛下热解过程的动力学参数,并利用Popescu法来获得热解过程的反应机理函数。研究表明:顺丁橡胶只呈现出一个主要的热失重峰;随着升温速率的越大,热解温度也就越高;氮气中相对更稳定而氧气对其热解有一定程度上的加速作用,促进热解反应的发生;空气中的热解活化能平均值为245.5k J/mol,氮气中的为261.1k J/mol;氮气中,热解反应在400℃-440℃和460℃-470℃阶段其热解反应过程的作用机理函数符合（G-B）方程,受到三维扩散,圆柱形对称控制;在440℃-450℃阶段其热解反应主要受相变界反应控制,其机理函数符合R1方程;在450℃-460℃和470℃-480℃符合R3方程,属于相变界反应,球形对称。空气中,410℃-420℃和450℃-460℃符合D3方程,受到三维扩散,球形对称控制;而420℃-430℃于440℃-450℃过程中其其机理函数符合（G-B）方程,热解反应受到三维扩散,圆柱形对称控制;在430℃-440℃过程的机理函数符合R3的相边界反应,其热解反应受到球形对称控制。
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