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柴油清净剂的合成及应用研究

作　者: 操升敏
导　师: 任福民
学　校: 北京交通大学
专　业: 环境科学
关键词: 清净剂 Mannich碱 红外分析 热重分析 动力学 机理模型
分类号: TE624.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


本文分别以聚异丁烯、对叔丁基苯酚、壬基酚聚氧乙烯醚、四乙烯五胺为原料经Mannich碱反应合成了聚异丁烯苯酚胺、对叔丁基苯酚胺、壬基酚聚氧乙烯醚胺三类清净剂,然后通过有机酸改性增加其油溶性。通过红外光谱分析、热重分析及模拟台架试验,考察改进的三类清净剂官能团、热稳定性以及分散清净效果,最后选取常用的22种热分析机理函数采用单升温速率曲线的Coats-Redfern积分法对改进的三类清净剂进行了热解失重动力学研究,为三类清净剂的热解失重过程选出了合理的动力学机理模型,并且据此计算了其动力学参数活化能E(KJ/mol)和频率因子A。通过试验得出以下结论：(1)本文认为从三类清净剂的红外光谱图中可以看出,Mannich碱反应均发生在-OH的邻位,用C12和C18改性后的产物为相应的酰胺类化合物。(2)本文认为聚异丁烯苯酚胺类清净剂的初始分解温度都在320℃左右,最大失重速率温度在410℃左右,终止分解温度在450℃左右；对叔丁苯酚胺类清净剂的初始分解温度在155℃左右,最大失重速率温度第一阶段在250℃左右,第二阶段在350℃左右,终止分解温度在380℃左右；OP4胺类清净剂的初始分解温度在185℃左右,最大失重速率温度第一阶段在260℃左右,第二阶段在350℃左右,终止分解温度在380℃左右。(3)本文认为经C12和C18改性的聚异丁烯苯酚胺类清净剂的热稳定性相似；对于对叔丁基苯酚胺类清净剂而言,经C18改性的产物比经C12改性产物的的热稳定性约高25℃,而且是均衡提高；经C12和C18改性的OP4胺类清净剂的两个阶段最大失重速率温度分别相差45.22℃和75.35℃,C18效果相当显著。(4)本文认为从模拟台架试验的效果可以看出,聚异丁烯苯酚胺类清净剂对-20#柴油的清净效果PIB 1300-N4,5-C 12<PIB 1300-N4,5-C 18<PIB2300-N4,5-C18<PIB2300-N4,5-C12,其中PIB2300-N4,5-C12的清净效果最好,达到46.85%。(5)本文认为对叔丁基苯酚胺类清净剂的清净效果都很好,均在50%左右,而且从这个角度来说,用乙烯醇甲胺和乙烯醇丁胺,代替进口四乙烯五胺,是可行的,经济效果明显。(6)本文通过热解动力学分析,从活化能的角度说明了三类清净剂与热稳定性之间的对应关系。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
序  9-15
1 引言  15-25
  1.1 选题的背景和意义  15-16
  1.2 文献综述  16-23
    1.2.1 有灰型清净剂  17-18
    1.2.2 无灰型清净剂  18-23
  1.3 研究的主要内容和方案  23-25
2 试验部分  25-33
  2.1 试验药品和仪器  25-26
    2.1.1 试验药品  25-26
    2.1.2 试验仪器  26
  2.2 聚异丁烯苯酚胺类、对叔丁基苯酚胺类、OP4胺类清净剂合成  26-31
    2.2.1 聚异丁烯苯酚胺类清净剂合成  26-28
    2.2.2 对叔丁基苯酚胺类清净剂合成  28-29
    2.2.3 OP4胺类清净剂合成  29-31
  2.3 分析方法  31-33
    2.3.1 紅外光谱分析(FIRT)  31
    2.3.2 热重分析  31
    2.3.3 模拟台架试验  31-33
3 结果和讨论  33-53
  3.1 紅外光谱分析  33-41
    3.1.1 聚异丁烯苯酚胺类清净剂红外光谱分析  33-38
    3.1.2 对叔丁基苯酚胺类清净剂红外光谱分析  38-39
    3.1.3 OP4胺类清净剂红外光谱分析  39-41
  3.2 热重分析  41-48
    3.2.1 聚异丁烯苯酚胺类清净剂热重分析  41-44
    3.2.2 对叔丁基苯酚胺类清净剂热重分析  44-46
    3.2.3 OP4胺类清净剂热重分析  46-48
  3.3 清净性能测试  48-51
    3.3.1 聚异丁烯苯酚胺类清净剂清净性能测试  48-50
    3.3.2 对叔丁基苯酚胺类清净剂清净性能测试  50-51
  3.4 本章小结  51-53
4 Mannich碱清净剂的热解失重动力学机理研究  53-73
  4.1 热解动力学机理模型的建立  53-58
    4.1.1 动力学机理模型  53-57
    4.1.2 动力学机理函数方程F(α)的选择  57-58
  4.2 热解动力学分析  58-70
    4.2.1 聚异丁烯苯酚胺类清净剂热解动力学分析  58-61
    4.2.2 对叔丁基苯酚胺类清净剂热解动力学分析  61-64
    4.2.3 OP4胺类清净剂热解动力学分析  64-68
    4.2.4 Mannich碱清净剂机理函数的选择分析  68-70
  4.3 本章小结  70-73
5 结论  73-75
参考文献  75-77
附录A  77-87
附录B  87-89
作者简历  89-93
学位论文数据集  93

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气加工工业 > 石油炼制 > 炼油工艺过程 > 添加剂 > 燃料油添加剂
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