石化领域流化床模拟工具barracuda案例

石油工程油藏模拟与优化技术的应用案例在石油工程领域中，油藏模拟与优化技术是一项非常重要的技术手段。

通过对油藏地质、物理和流体特性的描述，以及对各种油藏开发方案的评估和优化，油藏模拟与优化技术可以帮助石油公司提高油井的开采效率，降低生产成本，最大程度地获取石油资源。

一、油藏模拟技术的应用案例1. 储层描述与预测油藏模拟技术可以通过地质和地球物理数据，对油藏的储层进行描述和预测。

例如，通过测量沉积岩层的孔隙度、渗透率、岩石力学参数等数据，可以建立油藏的地质模型。

利用地震反射数据，可以对油藏的构造进行解释和分析。

这些模型和数据可以用于评估储层的含油饱和度、有效厚度等参数，从而为油藏开采方案的制定提供基础。

2. 油藏开发方案的优化油藏模拟技术还可以模拟和优化不同的油藏开发方案。

通过建立含油饱和度、渗透率、井网布局等参数的数值模型，可以评估不同开采方法对油田开发的影响。

例如，可以通过模拟常规油藏的水驱、气驱和聚驱等开采方法的效果，选择最优的开采方案。

此外，还可以利用模拟技术评估油藏的次生开采潜力，比如注水、压裂等增产技术。

二、油藏优化技术的应用案例1. 井网优化油藏优化技术可以根据油藏模拟的结果，对油井的井网布局进行优化。

通过模拟分析不同井网布局的开采效果，可以确定最佳的井距、井网密度和井网形状等参数。

这样可以避免井之间的干扰，提高油井的开采效率。

2. 油藏压裂油藏优化技术还可以用于压裂操作的优化。

通过模拟分析压裂的参数，包括压裂液的流体性质、压裂压力、裂缝的尺寸和长度等，可以评估压裂操作的效果。

这样可以确定最佳的压裂参数，从而提高油井的产能。

3. 油藏注水油藏优化技术可以用于注水的优化。

通过模拟分析注水的参数，包括注入压力、注入速度、注入井与产油井的距离等，可以评估注水的效果。

这样可以确定最佳的注水参数，从而提高油藏的驱替效率。

结论石油工程油藏模拟与优化技术是一项关键的技术，可以帮助石油公司提高油田的开采效率。

炼油厂全流程模拟与优化案例分析0327炼油厂全流程模拟与优化案例分析0327炼油厂是一种将原油转化为可用产品的工业设施。

它通常由多个工艺单元组成，包括原油分馏、蜡油催化裂化、重油加氢、脱硫等。

这些工艺单元之间存在着相互作用和依赖关系，因此在整个流程中进行模拟和优化，可以提高生产效率和产品质量，降低能耗和成本。

在进行炼油厂全流程模拟与优化案例分析时，我们需要收集相关数据并进行分析。

通常，我们可以获取原油性质、工艺单元的操作条件和产品质量等信息。

接下来，我们可以使用模拟软件，如Aspen Plus或Hysys，来建立炼油厂的数学模型，并对其进行仿真。

通过调整操作变量和参数，我们可以对各个工艺单元进行优化，以实现最佳的生产效果。

在此案例中，我们将以对重油加氢工艺单元的模拟和优化为例进行分析。

重油加氢是一种将重质油分子中的硫、氮和金属杂质减少的过程。

在进行模拟前，我们需要收集原料和产品的性质数据，如重质油中的硫含量、氮含量和金属杂质含量，以及加氢后产品中这些含量的目标值。

此外，我们还需要确定操作变量，如反应温度、反应压力和加氢剂的用量。

建立了加氢工艺单元的模型后，我们可以通过对催化剂床的物理和化学特性进行建模，来模拟催化剂床内的反应过程。

我们可以对不同的操作变量进行仿真，并分析其对反应转化率和产品质量的影响。

通过对模拟结果进行分析，我们可以确定最佳的操作条件，以最大程度地提高反应转化率和降低产品中的硫、氮和金属杂质含量。

除了模拟外，还可以进行优化算法的应用，以确定最佳的操作变量和参数。

常用的优化算法包括遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。

这些算法可以通过迭代计算，寻找全局最优解或近似最优解，并提供最佳的操作策略。

通过应用优化算法，可以进一步提高生产效率和产品质量，实现最佳的经济效益。

在进行炼油厂全流程模拟与优化时，我们还需要考虑工艺单元之间的相互作用和依赖关系。

例如，在进行重油加氢优化时，我们还需要考虑原油分馏和蜡油催化裂化等前置工艺单元的操作条件对加氢工艺单元的影响。

Barracuda——工业级颗粒-流体系统模拟专家Barracuda是专门用于模拟“颗粒 - 流体”系统流动及化学反应的商用软件包，它致力于工业尺度的流化装置模拟。

众多政府研究机构和世界财富500强企业选用它来做工厂设计和工艺过程优化。

使用Barracuda，我们客户就有了一个可靠的工程设计，我们的自信源自Barracuda的科学依据。

就像自然界中的梭鱼那样，Barracuda软件计算快速且功能强大。

它是如此的独特，以至于无法找到第二个类似的工程软件。

Barracuda在模拟复杂流体/颗粒/热/化学反应现象方面功能强大；它的计算速度快，能够在设计期限内得到一个有意义的准定常特性，允许你迅速地在不同设计之间做出权衡。

“Promise what we can deliver,and deliver what we promise”——CPFD Software, LLCBarracuda在流化模拟方面的三大优势Barracuda完全符合化工、石化、能源、冶金等工业领域对流化过程模拟的需求。

Barracuda具有以下三大优势，确立了它在流化过程模拟中的领导地位。

1.准确模拟颗粒流动的基本机理在最基本的层面，Barracuda可以正确地获得颗粒流动的机理。

使用固定网格的欧拉方法模拟气/液相，这与传统CFD方法相同；而将颗粒状固体用拉格朗日方法模拟为大量离散体。

用户可以设定任意的颗粒尺度分布，并定义不限数量的组分。

Barracuda可以捕获由颗粒尺度分布（PSD）引起的重要物理/化学现象，包括：完全耦合的流体-颗粒曳力、真实的壁面冲击和反射、涉及颗粒固体的化学反应、由于气化而导致颗粒尺度的缩小。

2.经历流化实验数据的验证Barracuda是颗粒固体研究公司（PSRI）的会员，可以分享PSRI的实验数据。

这为验证Barracuda的精确性和准确性、捕获大型实验系统里复杂的流化特性，提供了便利的条件。

PSRI也是Barracuda的用户，它使用Barracuda设计实验。

实验十三 流化床演示实验一、实验目的流化床反应器，由于其结构上的特点，具有床内温度分布均匀，传热、传质效率较好，因此广泛地应用在石油、化工、煤炭、医药等部门，流态化技术日益受到重视。

通过本演示实验，要求了解气固相的运动特征，固定床、流化床的压降，如何表示临界流化速度及最大流化速度。

二、实验原理气体通过固定床时，压力降随着流速不断增大。

当压力降达到最高值时，床层开始松动，即开始流化。

此时的流速称为临界流化速度u mf ，当流速继续增大，以致使床层的固体颗粒带出，不再停留床内，此地的流速称为最大流化速度，u mf 因此测量压力降可直接反映流化速度。

流速与压力降的关系可用图13-1表示。

当流体通过床层固体颗粒时，由于流体与床层固体颗粒间的摩擦及流体的紊流作用产生压降。

压力降随空塔流速增大而增大。

如AB 线所示，AB 为未流化的固定床。

达到接近临界流化速度B 点时，固体颗粒层开始膨胀而不流化，由于空隙率增大，压力降较前降低。

在B 点后，颗粒可以在小范围内重新排列，空隙率略有增大。

在C 点后，全部床层流态化，若再增大流速，当流体的向上流速大于颗粒的沉降速度时，则固体颗粒被流体带出，此时的压力降将减少。

通过压力降的测量可以清楚表示它们的关系。

关于临界流休速度及最大流化速度，文献介绍的计算公式很多，但误差也很大，一般都采用实验方法实测求得。

流量用孔板流量计测量：ρρρ)(2-=R gR oAo C Vs式中：Vs ——流体的体积流量，m 3/s ；R ——U 型管压差计读数，m ；ρR ——压差计中指示液密度，kg/m 3； C o ——孔流系数。

图13-1 流速与压强的关系示意图Vs Aw V sw =∝∝压降：22f p l u h h f fg d gR p g λρρ∆==∙∝∆∆=△p=ΔR(ρ指－ρ)g其中：ρ指——压差计中指示液密度，kg/m 3。

ΔR ——U 型管中位差，m 。

g ——重力加速度，g=9.81m/s 2。

Barracuda与Fluent多相流模拟能力对比多相流模型：由于模型的限制，在基于Fluent的多相流模拟中，人为地界定了密相流动和稀相流动，即：以颗粒体积分数为指标，将小于10%的定义为稀相流动，10%以上称之为密相流动。

Fluent中的DPM适用于离散固体相体积分数小于10%（稀相流动）的情况，且该模型忽略颗粒间的相互作用，因此，DPM不适合模拟液-液混合、流化床及任何次级相体积分数不能忽略的问题。

Mixture Model和Eulerian Model用于解决颗粒浓度较大的多相流问题。

其中，Mixture Model可以认为是Eulerian Model的简化版本。

使用Fluent模拟多相流现象，需要根据颗粒浓度、尺度及密度等，选择合适的多相流模型。

例如：特征尺度为1m、特征速度为10m/s的煤分级器中，颗粒尺度在30微米和300微米时，对应的St数分别是0.04和4.0，很明显，Mixture Model就不适用于后一种情况；矿料输运模拟中，如果系统的特征尺度为0.2m、特征速度为2.0m/s，这意味着对于颗粒尺度为300微米的矿料，St数约为0.005，这时，可以选用Mixture Model和Eulerian Model，由于颗粒的体积分数太大而不适合使用DPM。

可见，使用Fluent进行多相流模拟，在模型方面就受到了很大的限制。

然而，真实的流化过程中，颗粒浓度通常有着很大的范围（即某些区域是密相流动，有些是稀相流动）。

这使得我们仅用一种多相流模型对其进行模拟是不合适的。

Barracuda具有统一的多相流模型，并不需要界定所谓的“密相”和“稀相”问题。

因此，对于真实情况中颗粒浓度跨度较大的多相流动现象，Barracuda在模型方面的优势是非常明显的。

计算效率：Barracuda的计算速度是它的又一大优势。

使用Fluent模拟多相流的用户都有过这样的经历：即使经过简化选择了合适的多相流模型，在进行瞬态模拟时，还是会遇到计算结果稳定性和收敛性等方面的问题。

综述专论刘剑*佟华芳詹海荣汲永钢张永军孙淑坤摘要：本文介绍了模拟移动床技术的工作原理及其在石化领域中分离二甲苯、乙苯、芳烃及正构烷烃分离等方面的应用。

关键词：模拟移动床技术分离石化中图分类号：TQ 0282.8　文献标志码：A文章编号：T1672-8114(2013)05-0013-04（中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院，黑龙江大庆163714）模拟移动床[1]（S i m u l a t e d Ｍov i n g Ｂe d chromatograph ，简称SMB ）分离技术是20世纪60年代人们开发的一种新型分离技术。

它由类似色谱柱的固定床层串联起来的分离系统，以逆流连续方式操作，通过变换固定床吸附设备的物料进出口位置，产生相当于吸附剂连续向下移动，而物料连续向上移动的效果。

SM B 技术的生产能力和分离效率比固定床高，又可避免移动床吸附剂磨损、碎片或粉尘堵塞设备或管道及固体颗粒缝间的沟流等问题。

它具有分离能力强，设备体积小，投资成本低，便于实现自动控制等优点。

SM B 技术是化工技术中的一次革新，应用遍及石油化工、生物发酵、医药食品等领域。

1SMB 技术1.1S MB 技术原理SMB 原理如图1所示，进料时A 、B 二元混合物，脱附剂D 。

吸附强度次序是D>A >B 。

按进料进出位置和所起的作用不同，吸附床分四个区域。

Ⅰ区（吸附区）：向上移动的D 优先吸附进料中模拟移动床技术及其在石化领域中的研究进展的A ，同时置换出已吸附的部分D 。

该区底部将抽余液B+D 部分排出，部分循环。

Ⅱ区（精馏区）：该区底部上升的含A+B+D 的吸附剂，与顶部下降的含A+D 的物料逆流接触，吸附强度A >B ，B 脱附，上升的吸附剂只含A+D ，靠调节流量，B 可完全脱附；Ⅲ区（解吸区）：该区底部上升的吸附剂D 与塔顶循环返回塔底的B+D 逆流接触，D 置换出A ，一部分作为抽出液抽出，其余进入Ⅱ区回流。

工程 10枯燥及设备操作学习任务1 枯燥流程确实定和主体设备的选择打算学时2专业力量社会力量方法力量职业力量目标把握工艺流程确实定把握枯燥系统的设备构成把握常见枯燥器的根本构造团队工作力量沟通力量小组成员的协作力量扩展相应的信息收集力量制定工作打算能独立使用各种媒介完成学习任务工作结果的评价与反思学习情境描述教学环境分析教学方法教学组织实施步骤接到车间主任指令：依据给定的枯燥任务，绘制工艺流程图，简述枯燥工艺过程，指出该流程生产的产品，介绍流程中的主要工艺设备。

组长承受任务后组织学员通过资讯、打算、决策、实施和检查、评估等过程完成学习任务。

石油化工岗位操作技能实训中心、教材、辅导资料、化工工艺设计手册、化工单元操作学习光盘、学习软件、可以上网查阅资料的电脑、工作台、拆装工具等承受角色扮演法交代任务；用引导文和小组争论法完成决策和打算的制定，承受任务驱动法实施工作任务。

分组，分工，协作共同完成，分成 6 个小组，每组 6 人要做好记录，由各小组长展现学习成果评议各小组展现的学习成果教师对每个小组及每个学生进展监视，做好记录，作为成绩评定的依据。

资讯第一局部枯燥过程案例一、枯燥在工业生产中的应用化工生产中的固体原料、产品或半成品，为便于进一步的加工、运输、贮存，一般对其中所含湿分〔水或其他液体)都有肯定的要求，以免影响化学反响或产品质量。

除去固体物料中湿分的方法称为去湿。

常用的去湿方法有机械去湿法、吸附去湿法及热能去湿法。

机械去湿法，即通过沉降、过滤和离心分别等方法去湿。

这是一种耗能较少、较为经济的去湿方法，但湿分的去除不完全，多用于处理含液量大的物料，适用于初步去湿。

吸附去湿法，即使用固体吸附剂，如氯化钙、硅胶等吸附物料中所含的水分。

这种方法去除的水重量很少，且本钱较高，适用于试验室小批量固体物料的去湿，或除去气体中水分的状况。

热能去湿法，即利用加热的方法使湿物料中的湿分汽化并除去的方法，这种去湿方法称为枯燥，枯燥能耗较大，但除湿彻底。

流化床反应器的简介及其工业应用1 流化床反应器概述流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。

在用于气固系统时，又称沸腾床反应器。

流化床反应器在现代工业中的早期应用为20世纪20年代出现的粉煤气化的温克勒炉；但现代流化反应技术的开拓，是以40年代石油催化裂化为代表的。

目前，流化床反应器已在化工、石油、冶金、核工业等部门得到广泛应用。

按照床层的外形分类，可分为圆筒形和圆锥形流化床。

圆筒形流化床反应器结构简单，制造容易，设备容积利用率高。

圆锥形流化床反应器的结构比较复杂，制造比较困难，设备的利用率较低，但因其截面自下而上逐渐扩大，故也具有很多优点：1、适用于催化剂粒度分布较宽的体系由于床层底部速度大，较大颗粒也能流化，防止了分布板上的阻塞现象，上部速度低，减少了气流对细粒的带出，提高了小颗粒催化剂的利用率，也减轻了气固分离设备的负荷。

这对于在低速下操作的工艺过程可获得较好的流化质量。

2、由于底部速度大，增强了分布板的作用床层底部的速度大，孔隙率也增加，使反应不致过分集中在底部，并且加强了底部的传热过程，故可减少底部过热和烧结现象。

3、适用于气体体积增大的反应过程气泡在床层的上升过程中，随着静压的减少，体积相应增大。

采用锥形床，选择一定的锥角，可适应这种气体体积增大的要求，使流化更趋平稳。

按照床层中是否设置有内部构件分类，可分为自由床和限制床。

床层中设置内部构件的称为限制床，未设置内部构件的称为自由床。

设置内部构件的目的在于增进气固接触，减少气体返混，改善气体停留时间分布，提高床层的稳定性，从而使高床层和高流速操作成为可能。

许多流化床反应器都采用挡网、挡板等作为内部构件。

对于反应速度快、延长接触时间不至于产生严重副反应或对于产品要求不严的催化反应过程，则可采用自由床，如石油炼制工业的催化裂化反应器便是典型的一例。

流化床反应器的优点流化床内的固体粒子像流体一样运动，由于流态化的特殊运动形式，使这种反应器具有如下优点：1、由于可采用细粉颗粒，并在悬浮状态下与流体接触，流固相界面积大（可高达3280~16400m²/m³），有利于非均相反应的进行，提高了催化剂的利用率。

流化床干燥设备在化工工业中的应用化工工业是现代工业中的重要部分，涵盖了诸多领域，如石油化工、化学制药、化学纤维等。

在这个多元化的领域中，流化床干燥设备作为一种高效、节能的干燥设备，得到了广泛的应用和发展。

本文将重点介绍流化床干燥设备在化工工业中的应用。

首先，流化床干燥设备在化学制药领域中起到了至关重要的作用。

化学制药领域生产的药品往往需要在生产过程中进行干燥处理，以去除水分或者其他溶剂，提高产品的稳定性和纯度。

传统的干燥方法如烘箱和风干，存在着温度不易控制、干燥效率低等问题。

而流化床干燥设备采用物料在高速气流中悬浮运动的方式，使得干燥效果更加均匀和迅速。

同时，流化床干燥设备通过调节进料速度和排气温度等参数，可以灵活控制物料的干燥程度，从而满足不同药品的干燥要求。

其次，流化床干燥设备在化学纤维工业中也得到了广泛的应用。

化学纤维生产过程中，纤维的干燥是一个关键的环节。

通常，纤维中含有大量的水分，如果不进行干燥处理，容易导致纤维瘪塌、结块等问题。

流化床干燥设备以其强大的干燥能力和高效的工作方式，成为了化学纤维工业中不可或缺的设备之一。

通过流化床干燥设备，纤维可以在短时间内迅速完成干燥过程，并保持纤维的形状和质量。

此外，流化床干燥设备还在石油化工领域中发挥着重要的作用。

石油化工生产过程中，往往需要干燥各种原材料和产物，如聚合物、塑料颗粒等。

传统的干燥方法往往难以满足石油化工行业对干燥速度和干燥效果的要求。

而流化床干燥设备具有良好的传热传质性能和高效的干燥能力，可以大大提高干燥效率，减少能耗。

因此，流化床干燥设备在石油化工领域中有着广泛的应用前景。

此外，流化床干燥设备还可以在食品工业中得到应用。

食品加工过程中，很多食材需要通过干燥来延长保质期和改善口感。

传统的干燥设备往往会对食材的质地和口感产生不良影响，而流化床干燥设备以其温和的干燥方式和均匀的热量传递效果，可以更好地保持食材的原有风味和口感，同时提高干燥效率，减少能源损耗。

模拟移动床色谱技术及其在石化领域的应用模拟移动床色谱技术是一种高效分离技术，其原理是利用固定相和流动相的差异，在长柱上进行连续的分离。

该技术具有对样品的高灵敏度、高分离效率、快速分离和大样品处理能力的优点。

在石化领域中，模拟移动床色谱技术被广泛应用于石油加工、天然气加工、化工合成等领域。

其中，最常见的应用是用于分离石油产品中的芳烃和非芳烃化合物，以实现精细加工和高效分离。

此外，模拟移动床色谱技术还可以应用于石化催化剂的研究和开发，例如对催化剂中不同反应组分的分离和纯化，以及评估催化剂的活性和选择性。

总之，模拟移动床色谱技术在石化领域中具有重要的应用价值，其高效的分离能力和灵敏度使其成为石化行业中必不可少的分析工
具之一。

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B a r r a c u d a石油化工解决方案-海基科技Barracuda在石油化工领域的应用北京海基嘉盛科技有限公司2011-07目录1.应用背景 (4)2.Barracuda简介 (6)2.1独有的网格生成技术 (7)2.2先进的数值求解技术 (7)2.3 Barracuda在流化模拟方面的三大优势 (8)3.石油化工应用案例 (11)3.1提升管反应器 (11)3.2 FCC反应分离装置磨损研究 (14)3.3 FCC再生装置 (17)3.3.1 介绍 (17)3.1.2 几何结构及操作条件 (18)3.1.3 CPFD BARRACUDA模型创建 (19)计算网格及颗粒 (19)初始条件和边界条件 (20)3.1.4 附加模型 (21)3.1.5 结果 (21)3.1.6结论 (24)4.Barracuda典型用户 (26)1.应用背景催化裂化是石油炼制过程之一，是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。

作为炼油厂的核心加工装置，催化裂化设备也面临着越来越多的挑战。

不断严格的环保要求，主要是汽油规格的升级对烯烃和硫含量的要求以及烟气排放量的限制；对产品需求比例的变化，如市场对柴油需求比例和数量的增加，即所谓的柴油化趋势。

这些都对现有的催化裂化装置与催化裂化的进一步发展形成很大的冲击。

而且除了采用新型有效的降低催化裂化汽油和柴油的硫含量外，还要考虑各种技术的费用问题。

我国催化裂化所面临的问题：（1）我国FCC单套平均能力小（2）装置能耗高；（3）FCC催化剂发展水平不高；（4）我国FCC 装置开工周期短。

这也是我国和国外催化裂化技术的主要差距。

对于目前面临的以上问题，需要采用相应的工艺流程与工艺设备来完成。

科学合理的工艺流程和技术先进的工艺设备不仅能提高煤的深加工利用价值与煤制产品的生成率，而且还能显著降低煤加工过程中对周围生态环境产生的破坏与影响。

固定床单元1.1工艺流程简介1.1.1工作原理反应器是化工生产中的关键设备，是人们通过一定的手段抑制副反应、提高转化率和生产能力的化学反应设备。

在反应器内不仅有化学变化过程，还有传质和传热过程。

按反应物系聚集状态可分为均相和非均相反应器；按换热方式可分为绝热式（单段、多段）、对外换热式和自然式；以反应器结构形式又可分为釜式、管式、塔式、固定床和流化床等反应器。

其中固定床反应器（又称填充床反应器），是指流体通过静态固体颗粒形成的床层而进行化学反应的设备，固体颗粒堆积成一定高度（厚度）的床层，床层静止不动，流体通过床层进行反应，主要用于实现气固相催化反应。

分气-固相催化反应器和流-固相非催化反应器两种，其中使气态的反应物料，通过由固体催化剂构成的催化床层而发生化学反应的气-固相催化反应器，在化工生产中应用最为普遍。

固定床反应器的一般操作方法有：原料比控制、空速控制、温度控制、压力控制。

气-固相催化反应器的主要优点是：（1）固定床内流体流动与理想置换流动接近，且床内的催化剂不易被磨损，使用寿命长；（2）温度分布可适当控制，易于达到较高的转化率和选择性；（3）同理想混合反应器相比，其反应速率较快，获得相同生产能力所需的催化剂用量少和反应器体积较小；（4）结构简单。

主要缺点有：（1）由于催化剂一般是热的不良导体，其传热性能差，反应放热量很大时易出现飞温；（2）流体流速不能太大；（3）催化剂的再生和更换不便。

本单元选用的是一种对外换热式气-固相催化反应器，热载体是丁烷。

该固定床反应器取材于乙烯装置中催化加氢脱除乙炔（C2加氢）工段。

在乙烯装置中，液态烃热裂解得到的裂解气中乙炔约含1000～5000mg/kg。

为了获得聚合级的乙烯、丙烯，需将乙炔脱除至要求指标。

催化加氢脱乙炔是最主要的一种方法。

乙炔是通过等温加氢反应器除掉的，反应温度由壳侧中的制冷剂控制。

主反应C2H2+H2→C2H4△H=-174.3kg/mol（1）副反应C2H2+2H2→C2H6△H=-311.0kg/mol（2）mC2H4+nC2H2→低聚物（绿油）（3）(绿油即液态光致阻焊剂，是一种丙烯酸低聚物。