挂式-四氢双环戊二烯热裂解产物分布研究

研究了常压下, 温度为450～650 ℃, 停留时间为15.44～4.03 s条件下的JP-10 (挂式-四氢双环戊二烯)热裂解产物分布. 在相对较长的停留时间下, JP-10热裂解转化率对温度很敏感. 热裂解主要产物为甲烷、乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、环戊二烯、苯、甲苯、苯乙烯、环戊烯的乙烯基取代物及C5, C6异构体(戊二烯、环戊烯的甲基取代物、环己烯、己二烯和环戊二烯甲基取代物), 其中, C1～C4、环戊二烯、苯、甲苯、乙烯基取代环戊烯为初始产物.     

吸热型碳氢燃料裂解催化剂结焦研究

建立了一套可以同时进行吸热型碳氢燃料催化裂解研究和催化剂结焦评价的装置。选用SAPO－34、HZSM－5以及USY型不同孔径的分子筛催化剂对自行研制的吸热型碳氢燃料S－1进行催化裂解反应，采用注氧烧焦的方法考察了改变反应温度、反应时间等实验条件对催化剂结焦性能的影响，结果发现，当温度达到700℃时，三种催化剂都有最大的结焦量，而USY型分子筛高达55μL/mg。同时还考察了作为结焦母体的小分子烯烃在裂解产物中的分布与催化剂结焦的关系，对燃料S－1在三种分子筛上裂解结焦的规律有了初步的了解，从而为筛选适用于吸热型碳氢燃料催化裂解的催化剂提供了有力的依据。     

高密度烃燃料四氢环戊二烯三聚体的合成及热裂解

以双环戊二烯为原料,经D-A反应及催化加氢合成了高密度烃燃料四氢环戊二烯三聚体(THTCPD).该三聚体的密度为1.082 g/cm3,体积热值为47.5 MJ/L,闪点为120℃,凝固点为48~49℃.采用裂解器与色谱-质谱联用技术,对THTCPD的热裂解进行了在线监测,结果表明温度对裂解反应影响较大.对裂解产物的结构进行了分析,产物以甲烷、乙烯、丙烯、环戊烯、环戊二烯、苯和甲苯为主.依据产物结构及单分子自由基反应模型,推测得到了9种路径的裂解机理.采用X3LYP法进行了各自由基的热力学计算,得到各反应路径的相对能量及路径比.通过不同温度下的裂解转化率,计算得到热裂解反应动力学方程,经线性拟合得到活化能Ea=6.67×104kJ/mol,指前因子A=133.75.     

吸热型碳氢燃料模型化合物在超临界条件下的裂解及热沉测定

建立了一套热量计, 用于吸热型碳氢燃料及其模型化合物在超临界条件下的吸热能力测定及裂解机理的探索. 测定了正庚烷和JP-10在不同温度和压力下的热沉数据, 结合色谱分析结果讨论了压力、温度等对热沉、气相产物分布的影响. 测得正庚烷在873 K, 3.4 MPa条件下的热沉为3.14 MJ•kg－1, JP-10在903 K, 3.2 MPa条件下的热沉为3.08 MJ•kg－1, 对应的热裂解转化率分别为32%和4.7%, 该热沉值可以达到速度为5～6马赫数的飞行器的冷却要求.     

低硅铝比ZSM-5分子筛上C4烃的催化裂解反应

以低硅铝比(n(SiO2)/n(Al2O2)=20-45)的ZSM-5分子筛为催化剂,研究了混合C4烃的催化裂解反应,并对不同硅铝比的ZSM-5分子筛进行了酸性表征.混合C4烃的催化裂解反应结果表明,低硅铝比的ZSM-5分子筛具有较高的低温催化活性,高硅铝比ZSM-5分子筛催化剂上乙烯和丙烯的收率高于低硅铝比ZSM-5分子筛催化剂,低硅铝比ZSM-5分子筛上苯和甲苯的收率高于高硅铝比ZSM-5分子筛催化剂.在反应温度为625℃时,硅铝比为20的ZSM-5分子筛催化剂上乙烯、丙烯、苯和甲苯的总收率可达79.42%.酸性表征结果表明,硅铝比低的ZSM-5分子筛具有更多的Bronsted(B)酸酸量、Lewis(L)酸酸量及总酸酸量,这是低硅铝比ZSM-5分子筛具有低温高活性及高的苯和甲苯收率的原因.     

低硅铝比ZSM-5分子筛上C4烃的催化裂解反应

以低硅铝比(n(SiO2)/n(Al2O3)=20-45)的ZSM-5分子筛为催化剂, 研究了混合C4烃的催化裂解反应, 并对不同硅铝比的ZSM-5分子筛进行了酸性表征. 混合C4烃的催化裂解反应结果表明, 低硅铝比的ZSM-5分子筛具有较高的低温催化活性, 高硅铝比ZSM-5分子筛催化剂上乙烯和丙烯的收率高于低硅铝比ZSM-5分子筛催化剂, 低硅铝比ZSM-5分子筛上苯和甲苯的收率高于高硅铝比ZSM-5分子筛催化剂. 在反应温度为625 ℃时, 硅铝比为20的ZSM-5分子筛催化剂上乙烯、丙烯、苯和甲苯的总收率可达79.42%. 酸性表征结果表明, 硅铝比低的ZSM-5分子筛具有更多的Bronsted(B)酸酸量、Lewis(L)酸酸量及总酸酸量, 这是低硅铝比ZSM-5分子筛具有低温高活性及高的苯和甲苯收率的原因.     

高密度烃燃料四环[9.2.1.02,10.13,8]十四烷的合成及热裂解

以双环戊二烯和茚为原料,经D-A反应及催化加氢合成高密度烃燃料四环[9.2.1.02,10.13.8]十四烷(TDTD).采用裂解器及色质联用进行了四环[9.2.1.02.10.1 3.8]十四烷的热裂解研究,考察了不同温度及时间对热裂解转化率的影响,结果显示,温度对转化率影响较大.分析裂解产物,推测了裂解机理,以裂解...     

十氢萘在分子筛催化剂上的开环反应研究

在小型固定流化床(FFB)装置中研究了Y分子筛与ZSM-5分子筛催化剂上的十氢萘裂化开环反应性能,考察了温度和剂油比对Y分子筛开环反应催化性能的影响。结果表明,十氢萘在分子筛催化剂上通过环烷环开环反应生成丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、甲基戊烷和环戊烷、环己烷等非芳烃以及苯、C_1~4烷基取代苯等单环芳烃,并通过脱氢缩合反应生成四氢萘、萘、甲基萘和菲、芘等多环芳烃甚至焦炭等。由于扩散和吸附性能的影响,ZSM-5分子筛催化剂的裂化开环反应选择性比Y分子筛催化剂的高,因此,十氢萘环烷环开环与脱氢缩合反应的相对比例(NRO/DHC)在ZSM-5分子筛催化剂上较高。在Y分子筛催化剂上,温度为450~550 ℃、剂油比为3~9,反应温度升高或者剂油比增加,双分子氢转移以及脱氢缩合反应增强,从而导致环烷环开环产物选择性降低。     

Cu/HZSM-5分子筛上乙醇芳构化的在线分析及其催化活性的评价

通过对Cu/HZSM-5分子筛上乙醇的无氧芳构化反应主要产物的在线定量分析,评价了催化剂组成、反应温度、气体空速对芳构化活性的影响。结果表明:Cu/HZSM-5分子筛具有良好的芳构化性能。当金属Cu含量为5%,催化温度为300℃,乙醇气体空速为167h-1时,催化剂具有最好的芳构化效果,乙醇的转化率为35.41%,苯的选择性达到了27.59%。对不同催化温度下反应产物中乙烯生成量的变化情况的研究,证实了乙烯是此催化反应过程的一种最初产物。     

C_5烃催化裂解过程中氢转移反应的研究

对C_5烃(正戊烷、1-戊烯)的裂解反应产物进行分析,按照理想正碳离子和自由基反应机理,正戊烷和1-戊烯裂解生成低碳烯烃(C_2H_4+C_3H_6+C_4H_8)的摩尔选择性分别达到50%和100%。但是使用MFI-30分子筛,在650℃反应条件下,正戊烷和1-戊烯催化裂解生成低碳烯烃的摩尔选择性分别为23.41%和56.79%,说明分别有26.59%和43.21%的低碳烯烃发生了氢转移反应。进一步考察了不同类型分子筛和关键反应温度对C_5烃催化裂解过程中氢转移反应的影响,研究发现,小孔结构、低酸密度的分子筛和较高反应温度,可以不同程度地抑制氢转移反应,提高低碳烯烃的选择性。在650℃条件下,当分子筛由大孔结构、高酸量的FAU更换为小孔结构、低酸量的MFI-120时,正戊烷和1-戊烯催化裂解的氢转移系数HTC分别减小96.86%和50.58%,焦炭选择性分别由11.91%和20.77%减小到0.75%和0.89%,低碳烯烃(C_2H_4+C_3H_6+C_4H_8)的选择性分别由14.25%和25.14%增加到46.28%和62.58%。     

催化裂化过程中含硫化合物转化规律的研究

选择丁硫醚、叔丁硫醚、四氢噻吩和乙基苯基硫醚作为模化合物,在模拟固定床催化裂化微反装置上考察含硫化合物转化和分布规律,在催化裂化过程中,烷基硫醚可以完全转化,转化产物为硫化氢,反应条件对转化程度没有明显影响;环状含硫化合物的转化程度与反应条件、溶剂性质有关,转化产物主要为硫化氢和汪量噻吩,生产的噻吩可进一步发生烷基化反应,反应温度升高,溶剂供氢能力增强,硫化氢的收率增加;乙基苯基硫醚也可以完全转化,转化产物主要为硫化氢和苯硫酚,生成的苯硫酚可进一步发生烷基化反应,反应温度升高,溶剂供氢能力增强,硫化氢的收率增加。     

不同链长正构烷烃在Pt/SAPO-11催化剂上的临氢转化规律研究

采用SAPO-11分子筛制备的双功能催化剂,以碳链长度为10-14的正构烷烃为模型化合物,探索了不同碳数的长链正构烷烃临氢转化反应规律。结果表明,低温下不同碳数的正构烃都表现出较高的异构化选择性,改变反应温度使反应转化率控制在85%以下时,正构烷烃的异构化选择性可以达到90%左右;随着碳数和温度升高,正构烷烃由于发生明显的裂化反应导致转化率提高和异构化选择性降低。采用SAPO-11分子筛催化材料的双功能催化剂具有明显的产物择形异构效应,异构化产物以甲基位于端位和碳链中心的单侧链异构体为主,双(多)支链产物较少。长链正构烷烃在Pt/SAPO-11催化剂上的裂化反应在低转化率以加氢裂化为主,裂化产物的碳数呈均匀分布;在高转化率下以酸催化裂化为主,裂化产物的碳数分布呈现明显的不对称分布特征。     

焦化蜡油催化裂化产物氮分布的研究

催化裂化（FCC）原料正向重质化和多样化发展，如何利用催化裂化装置加工焦化蜡油（CGO）成为各炼油厂扩大FCC原料来源和挖潜增效的重要途径。与直馏蜡油（VGO）相比，CGO突出的特点心0是碱性氮化物的质量分数高。中国由于受加氢装置和氢源的限制，CGO一般不加氢而采用直接掺炼的方法，这样不仅存在CGO催化裂化转化过程中FCC催化剂碱氮中毒严重的问题，而且还存在反应后由于部分含氮化合物会直接或间接进入汽油、柴油馏分中，影响产物安定性等问题。为此，对CGO催化裂化转化过程中氮化物的研究引起了研究者的重视。     

大庆蜡油催化裂化过程中的质子化裂化反应

在小型固定流化床装置上采用酸性催化剂进行了多系列不同反应深度的催化裂化实验,对大庆VGO催化裂化过程中发生的质子化裂化反应进行了初步的研究。在重质油的催化裂化过程中会出现二次质子化裂化反应。二次质子化裂化反应主要是由于汽油中烷烃重新在酸性催化剂上形成五配位正碳离子随后分解所造成,其产生的原因主要是由于反应后期催化剂对反应中间产物的选择性吸附改变所致。二次质子化裂化反应对温度不敏感。大庆VGO在500℃下反应时二次质子化裂化反应约占整个质子化裂化反应的60%。     

膜反应器中Ni-Cu催化剂上CO加氢合成乙烯的研究

 将硅藻土－TiO2－聚乙烯（或聚丙烯）疏水复合膜反应器应用于\r\nCO加氢合成乙烯的反应过程，以Ni－Cu／TiSiO和Ni－Cu／MgSiO为催化\r\n剂，考察了反应温度、空速和进料组成等因素对CO转化率和乙烯选择性\r\n的影响．结果表明：膜催化反应的产物与常规催化反应相同，催化反应\r\n机理没有区别，在适宜条件下，膜催化反应的CO转化率和乙烯选择性较\r\n之常规催化反应提高了10％左右，二氧化碳和甲烷的选择性降低，而乙\r\n烷的选择性略有增加．     

Catalytic reactions of C4 hydrocarbons on the fluid catalytic cracking catalyst

利用小型固定流化床实验装置,对C4烃类在催化裂化催化剂上催化转化反应规律进行了实验研究,考察了不同反应温度及空速对C4烃类催化转化反应的产物分布和组成的影响。实验结果表明,催化裂化催化剂对C4烃类具有一定芳构化和裂化性能,在适宜的反应条件下,可增产芳烃和丙烯;在C4烃类催化转化过程中,丁烯是主要的反应物,而丁烷几乎不反应;低反应温度有利于增产芳烃,高反应温度有利于增产丙烯。较低的空速对增产芳烃和丙烯都有利。根据双分子反应机理和反应结果,建立了C4烃类在催化裂化催化剂上催化转化过程的反应网络。对C4烃类催化转化历程分析表明,中间产物碳五和碳六烯烃较弱的二次裂化性能是C4烃类在催化裂化催化剂上催化转化过程中乙烯和丙烯产率较低的主要原因。     

催化裂化生物质焦油构成变化

利用层析法对生物质焦油进行分析，比较了不同来源、不同裂化工况处理后焦油族分构成的差异，并对催化裂化过程机理进行探讨。生物质原料组成的不同导致热解焦油构成的差异，木屑焦油中芳香类和极性物的质量分数高于稻杆和稻壳焦油，热解温度越高产生的焦油芳香性越大。催化裂化后，芳香类族分在焦油中的质量分数增长近1倍，其他族分的质量分数出现不同幅度的下降，裂化温度950℃以上时，芳香类的质量分数已达50％。芳香类的转化速度较小，还存在其他族分向芳香类的转化，引起裂化后焦油芳香化程度增大，且这种趋势随焦油转化程度的增大而更为明显。     

渣油加氢裂化反应特性及反应机理初探

在１００ｍｌ高压釜反应器内,用ＩＣＲ１３０Ｈ催化剂,于氢初压８．５ＭＰａ、搅拌转速８５０ｒ／ｍｉｎ,反应温度３９０－４２０℃和不同的反应时间下,进行了孤岛渣油（ＧＤＶＲ）的加氢裂化反应实验。