金属卟啉与过渡金属盐分步催化四氢萘合成α-四氢萘酮及反应机理

对以四氢萘为原料制备α-四氢萘酮的工艺进行了研究. 反应分两步进行: 首先以金属卟啉为催化剂催化空气氧化四氢萘,得到主要成分为α-四氢萘过氧化氢和α-四氢萘酮的氧化产物;然后以过渡金属盐为催化剂,将氧化产物中的α-四氢萘过氧化氢定向分解为α-四氢萘酮. 结果表明,四氢萘的金属卟啉催化氧化产物主要是α-四氢萘过氧化氢和α-四氢萘酮,仅得到微量的α-四氢萘醇. 含过渡金属CuⅠ和FeⅡ离子的盐类可以高选择性地将四氢萘氧化产物中α-四氢萘过氧化氢定向转化为α-四氢萘酮, FeⅡ离子的活性最高. 详细考察了不同金属卟啉及其浓度、温度对催化氧化四氢萘的影响;考察了不同金属离子及其浓度、温度对分解过程的影响. 对金属卟啉的催化氧化机理及过渡金属离子分解α-四氢萘过氧化氢机理进行了探讨.     

HY/MCM-41/γ-Al2O3负载的硫化态Ni-Mo-P催化剂上萘的加氢

 采用水热法合成了不同SiO2/Al2O3比的MCM-41介孔分子筛. 并分别以HY/MCM-41/γ-Al2O3, HY/γ-Al2O3和γ-Al2O3为载体,用浸渍法制备了Mo-Ni-P催化剂. 以萘为模型化合物,考察了硫化态Mo-Ni-P催化剂的加氢活性. 结果表明,不同载体负载的催化剂催化活性均随着活性组分负载量的增大而提高,其中掺杂大比表面MCM-41的HY/MCM-41/γ-Al2O3所负载的催化剂催化活性提高幅度最大. 由于MCM-41与HY分子筛在酸性和孔结构上存在互补性,因而催化剂对萘加氢存在协同作用. 提出了萘加氢的反应机理,认为反应网络包括两个平行路径: 一是萘加氢生成四氢萘后发生异构化或开环反应; 二是萘加氢生成四氢萘后进一步加氢生成十氢萘,继而发生异构化或开环反应.     

用萘作模型化合物研究矿物质在煤液化中的催化加氢作用

本文以萘作模型化合物研究煤液化反应中矿物质的催化作用。主要探讨了硫铁矿物质对萘催化加氢的影响,并与工业上高活性的Ni-Mo催化剂进行了比较。结果表明,在可弃性催化剂中.硫精矿活性较高,铁粉未显示活性,而硫铁矿物质作为煤液化可弃催化剂尚值得进一步研究.     

Ni-Mo2N/SiO2复合纳米催化剂的制备及其对四氢萘加氢的催化活性

采用程序升温氮化法制备了Mo2N/SiO2,在此基础上负载Ni盐,制备了Ni-Mo2N/SiO2复合纳米催化剂,并考察了催化剂对四氢萘加氢的催化活性.结果表明,与Ni2Mo3N/SiO2及Ni/SiO2催化剂相比,Ni-Mo2N/SiO2复合催化剂具有较高的催化活性.采用"分离床"方法研究了Ni和Mo2N对四氢萘加氢活性的影响.通过X射线粉末衍射、透射电镜、氢吸附、元素分析和比表面积测定等技术对Ni-Mo2N/SiO2催化剂进行了表征.结果表明,与Ni/SiO2催化剂相比,Ni-Mo2N/SiO2复合催化剂中Ni的分散度并未提高;催化活性的提高归因于Ni与Mo2N在四氢萘加氢中的协同作用.氮化物的引入增加了芳烃吸附活性位的数目.提出了四氢萘在Ni-Mo2N/SiO2催化剂上的可能加氢机理.     

供氢(氘)剂在减压渣油四组分裂化中的作用及其同位素效应

研究了辽河减渣四组分在微型高压釜内中临氮热裂化、临氢热裂化和临氢催化加氢反应,考察了供氢剂或供氘剂对上述反应的影响。结果表明,临氮热裂化时沥青质是大量生焦的物种,胶质的生焦能力不显著,芳香分、饱和分不生焦;临氢热裂化沥青质生焦量减少,胶质很少生焦,芳香分和饱和分不生焦;临氢催化加氢时,辽河减渣四组分在临氢反应基础之上,生焦量进一步降低。辽河减渣四组分在临氮热裂化、临氢热裂化和临氢催化加氢过程中添加供氢剂或供氘剂后,生焦反应得到显著抑制,相比之下供氢剂的作用更为明显。三种氢源都具有抑制渣油四组分缩合或缩聚反应的作用。渣油四组分从供氢剂或供氘剂中获得氢（氘）的能力不同,沥青质>胶质>芳香分≈饱和分。就同一组分而言,供氢剂或供氘剂的表观供氢（氘）率随反应条件不同而不同,临氮热裂化> 临氢热裂化>临氢催化加氢过程。供氢剂与供氘剂在所有的过程中都存在明显的动力学效应,并且这个动力学效应随加工环境的不同而变化,在临氮热裂化过程中动力学同位素效应明显。在临氢热裂化过程,尤其是催化加氢裂化过程中动力学效应逐渐变得不明显。2H-NMR分析表明,氘代四氢萘的环烷环中的α位比β位的脱氢选择性高,氘代四氢萘脱氢选择性大小的顺序为：临氮热裂化>临氢热裂化>临氢催化加氢过程。     

多环芳烃在贵金属催化剂上竞争加氢反应的研究

采用水蒸汽脱铝获得了超稳Y载体, 并用离子交换法制备了金属含量约为0.8 wt%的双贵金属催化剂. 用NH₃程序升温脱附、X射线衍射、N₂吸附-脱附等方法表征了载体和催化剂. 以萘、蒽、芘加氢为模型反应, 在高压反应釜中研究了催化剂的加氢活性以及它们之间竞争加氢的反应. 结果表明, 催化剂具有深度加氢的能力. 萘与蒽竞争加氢的结果表明, 蒽的加氢活性高于萘加氢活性, 并且蒽抑制萘加氢, 萘抑制了八氢蒽向全氢蒽的转化. 说明对于分子动力学直径相当的混合体系中, 多环物质抑制少环物质的加氢. 分子动力学直径不同的萘与芘加氢结果表明, 萘的转化率始终高于芘的转化率, 并且单和混合体系中萘和芘的转化率变化程度不大, 说明分子能否扩散进入分子筛孔道内也是影响加氢活性的重要因素.     

气相色谱法分析β-十氢萘乙酸酯中的四个异构体

β-+氢萘乙酯是一种具有花香与草香的合成香料。它是由β-萘酚经催化加氢所得之β-+氢萘醇再与醋酐酯化而得。β-+氢萘醇有四个稳定的异构体,因此在其酯化后也应得到四个β-+氢萘乙酯异构体。本文的目的是对四个异构体进行分离、定性和定量。 1.色谱条件及分析结果:仪器:Sp-2305全型。(附岛津CRIB微处理机),鉴定器:氢焰离子化鉴定器。色谱柱:不锈钢管,内径:4mm,长:2M,固定相:10％PEG20M,6201釉化担体(60～80目),     

二苯并噻吩在分散型钼催化剂和原位产生的氢存在下的加氢脱硫 Ⅳ.集总动力学

研究了水/甲苯乳化液中二苯并噻吩(硫芴)在分散型钼酸、磷钼酸和四硫代钼酸铵催化剂存在下的加氢脱硫反应.反应在高压釜中于340℃及三种不同的气氛即H2,H2/H2O和CO/H2O(CO和H2O经水煤气转换反应(WGSR)产生原位氢)的存在下进行.用GC和GC-MS鉴定、分析了气体和液体产物的组成.在此基础上,提出了包含直接氢解和加氢脱硫两个反应途径的硫芴加氢反应网络,并采用最优化法计算了反应网络的速率常数.结果表明:对所研究的9个反应体系,反应网络的模型预测值与试验值十分吻合;加氢路径比氢解路径至少快1倍,硫芴的加氢比联苯的加氢快1倍,部分加氢的中间产物1,2,3,4-四氢硫芴和1,2,3,4,10,11-六氢硫芴的氢解比硫芴直接氢解快10倍以上;对硫芴的加氢脱硫反应,在分散型钼存在下,原位产生的氢比加入的氢气更为有效.     

HY／MCM-41／γ-A12O3负载的硫化态Ni-Mo-P催化剂上萘的加氢

采用水热法合成了不同SiO2／Al2O3比的MCM-41介孔分子筛．并分别以HY／MCM-41／γ-A1203，HY／γ-A12O3和γ-Al2O3为载体，用浸渍法制备了Mo-Ni-P催化剂．以萘为模型化合物，考察了硫化态Mo-Ni-P催化剂的加氢活性．结果表明，不同载体负载的催化剂催化活性均随着活性组分负载量的增大而提高，其中掺杂大比表面MCM-41的HY／MCM-41/γ-Al2O3所负载的催化剂催化活性提高幅度最大．由于MCM-41与HY分子筛在酸性和孔结构上存在互补性，因而催化剂对萘加氢存在协同作用．提出了萘加氢的反应机理，认为反应网络包括两个平行路径：-是萘加氢生成四氢萘后发生异构化或开环反应；二是萘加氢生成四氢萘后进-步加氢生成十氢萘，继而发生异构化或开环反应．     

四氢萘在两种改性Y沸石为担体的Mo—Ni催化剂上的加氢裂化

在两种改性Y分子筛为担体的Mo-Ni催化剂上,利用连续流动微型反应装置,在320－380℃、8.5MPa的反应条件下,对四氢萘加氢裂化反应进行了研究。根据产品分布提出了四氢萘加氢裂化反应网络。用非线性参数估计法对甲氢萘加氢裂化反应网络的拟一级动力学常数进行了计算,结果表明：四氢萘加氢裂化反应是复杂的平行－串联反应（包括加氢、异构、裂化）。四氢萘加氢裂化反庆的关键步骤和双环化合物裂解的转化率以及单环化合物的产率与两种催化剂担体的酸性及反应温度有关。四氢萘 加氢裂化反应动力学符合Langmuir-Hinshellwood 双位机理。     

Co/Al_2O_3催化褐煤衍生模型化合物的加氢脱氧制单体烃类化合物

以钴铝类水滑石(CoAl-LDH)为前驱体,经焙烧和氢气还原制备了Co/Al_2O_3催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段研究了前驱体及催化剂的理化性质。以2-萘基醚为褐煤模型化合物,考察了Co/Al_2O_3催化其加氢脱氧制单体烃的性能。结果表明,Co/Al_2O_3-700催化剂具有最高的加氢脱氧活性,在温度250℃和氢气压力2 MPa反应条件下,反应90 min时2-萘基醚完全转化为单体烃(十氢化萘和四氢化萘)。2-萘基醚先加氢生成6,6′-氧代二(1,2,3,4-四氢萘),然后断裂C-O键生成四氢化萘和5,6,7,8-四氢-2-萘酚是主要反应路径。此外,Co/Al_2O_3-700对褐煤衍生苄醚和苯醚模型化合物加氢脱氧同样具有很高的催化活性。     

二苯并噻吩在分散型钼催化剂和原位产生的氢存在下的加氢脱硫 Ⅰ.产物分布和反应网络

研究了水/甲苯乳化液中二苯并噻吩(硫芴,DBT)在分散型钼酸和磷钼酸催化剂存在下的加氢脱硫反应.反应在高压釜中于340℃及经水煤气转换反应(WGSR)产生的原位氢存在下进行.用GC和GC-MS 鉴定、分析了气体和液体产物的组成.结果表明:在反应过程中部分加氢的中间产物1,2,3,4-四氢硫芴(4H-DBT)和1,2,3,4,10,11-六氢硫芴(6H-DBT)的浓度相当高,但二联苯的浓度相对较低,说明加氢路径与氢解路径相当.提出的硫芴加氢脱硫反应网络包含两个反应途径:噻吩环先直接氢解脱硫,紧接着苯环加氢途径;苯环先加氢,然后噻吩环氢解脱硫途径.同时,还包含环烷环的异构化反应.     

不同结晶度的WO_3负载Pt低温催化萘加氢合成十氢萘

不同温度下直接煅烧偏钨酸铵制备了晶化程度不同的两种氧化钨(WO_3-500和WO_3-900),通过XRD、SEM、TEM、XPS、H_2-TPR和NH_3-TPD手段对WO_3载体负载Pt前后的物化性质进行了系统的表征,低温反应条件下研究了不同氧化钨负载Pt对萘加氢的催化性能。与WO_3-900载体相比,低温煅烧得到具有较低的结晶程度,载体中大量的W~(5+)物种和负载的Pt具有强的相互作用,并显示出较强的酸性。在低的反应温度下(70℃),Pt/WO_3-500催化剂对萘加氢合成十氢萘具有优异的催化性能,萘的转化率和十氢萘的选择性均达到100%;在Pt/WO_3-900催化下萘的转化率和十氢萘的选择性仅为26.7%和1.7%。结合催化剂的表征和催化反应结果,揭示了氧化钨中的氧缺陷位是提升Pt/WO_3催化性能的关键因素,对设计高效的WO_3负载Pt催化剂催化萘合成十氢萘提供了一定的理论指导。     

二苯并噻吩在分散型钼催化剂和原位产生的氢存在下的加氢脱硫 Ⅱ.原位氢和分子氢的比较

研究了水/甲苯乳化液中二苯并噻吩(硫芴)在分散型钼酸、磷钼酸和四硫钼酸铵催化剂存在下的加氢脱硫反应.反应在高压釜中于340℃及三种不同的气氛即H2,H2/H2O和CO/H2O(CO和H2O经水煤气转换反应(WGSR)产生原位氢)的存在下进行.用GC和GC-MS鉴定、分析了气体和液体产物的组成.结果表明:对硫芴的加氢脱硫反应,在分散型钼酸和磷钼酸存在下,原位产生的氢比加入的分子氢更为有效.动力学研究结果表明:WGSR反应比硫芴的加氢脱硫反应快5～10倍,说明在原位氢存在下硫芴的加氢脱硫反应是速度控制步骤.总之,试验结果证实,在分散型催化剂和原位氢存在下的加氢过程是重油乳状液改质和破乳的有效方法.     

工业萘加氢精制宏观动力学

考察了工业萘中脱除杂原子氮的动力学,其反应速度可用Langmuir-Hinshel-wood 模型表示,其碱氮的脱除为表观一级反应。在经简化整理后的动力学方程C=C_(?)e~(-kt)中,在290℃、320℃、350℃下,k 值分别为0.5398,0.7958和1.2411。脱氮反应的表观活化能为11.2 kcal/mol。本文还探讨了工业萘加氢精制的主要付反应萘加氢生成四氢萘的过程。萘加氢生成四氢萘是可逆一级反应,其动力学方程为:x=x_e(1-e~(-kt))。在动力学方程中,290℃、320℃、350℃下的平衡浓度和k 值分别依次为0.9534、0.1659;0.8359、0.5291;0.5868、1.8631。正向反应的活化能为22.5 kcal/mol。     

超稠油供氢水热裂解改质降黏研究

通过超稠油水热裂解反应前后黏度、沥青质、硫质量分数等性质的变化，研究了超稠油进行水热裂解的主要影响因素及规律。结果表明，超稠油中含有一定量的硫是地层注蒸汽温度下进行水热裂解反应的前提。温度和时间对反应有很大影响。供氢剂中四氢萘对超稠油水热裂解影响最大。四氢萘供氢剂与硫酸镍催化剂复配使用对超稠油水热裂解有协同效应。水热裂解物理模拟实验表明,胜利单家寺油田超稠油通过供氢催化水热裂解降黏率可达70%以上。胶质、沥青质、硫质量分数降低，H/C原子比提高，超稠油得到一定程度的改善。     

溶剂特性对淖毛湖煤加氢液化中间产物反应行为的影响

为探究溶剂特性对煤加氢液化中间产物反应行为的影响,以新疆淖毛湖煤作为原料,四氢萘、循环溶剂及十氢萘作为供氢溶剂,在高压搅拌釜中进行直接加氢液化实验,并运用电子顺磁共振手段分析了中间产物-沥青质的自由基浓度的变化。结果表明,四氢萘溶剂中沥青质随反应温度的升高在大量生成的同时又被转化,产率从290℃的12.92%到350℃的最大34.13%再到430℃的15.98%;循环溶剂中沥青质产率先持续上升,290℃即有31.89%,400℃达到最大47.96%,之后由于结焦反应降低至33.90%。十氢萘溶剂中沥青质产率变化趋势与四氢萘一致。三种溶剂中沥青质自由基浓度的变化趋势相同,均在350℃达到最大值,分别是1.778×10¹⁸、2.323×10¹⁸和1.930×10¹⁸/g,整体上看循环溶剂数值要高于四氢萘,十氢萘介于两者之间。而四氢萘及循环溶剂中沥青质的g值在2.00323-2.00403,变化趋势与液化气体产物中CO_x含量变化相吻合。     

二苯并噻吩在分散型钼催化剂和原位产生的氢存在下的加氢脱硫Ⅲ.催化剂前身物、硫化氢、一氧化碳和水对反应的影响

研究了水水/甲苯乳化液中二苯并噻吩(硫芴)在分散型钼酸、磷钼酸和四硫钼酸铵催化剂存在下的加氢脱硫反应.反应在高压釜中于340℃及三种不同的气氛即H2,H2/H2O和CO/H2O(CO和H2O经水煤气转换反应(WGSR)产生原位氢)的存在下进行.用GC和GC-MS鉴定、分析了气体和液体产物的组成.结果表明:对硫芴的加氢脱硫反应,在分散型四硫钼酸铵催化剂存在下,原位产生的氢的效果仅比加入的氢气稍好,而在分散型钼酸和磷钼酸催化剂存在下,原位产生的氢远比加入的氢气有效.实验结果还表明:硫化氢能显著提高分散型钼酸和磷钼酸催化剂的加氢脱硫活性,但在分散型四硫钼酸铵催化剂存在下,硫化氢能促进加氢反应而抑制氢解反应.一氧化碳和水均选择性地抑制氢解反应.     

荧光光度法测定天然气中的微量硫

本文设计用铂催化氢解,荧光光度法测定天然气中的微量硫。在900℃温度下,氢气与样气比为10:1时,有机硫经铂催化氢解为硫化氢,以氢氧化钠溶液吸收后,再加入荧光素汞进行荧光光度测定,此法设备简单、操作方便、测量迅速,20分钟可完成一次分析,测量范围宽、灵敏度高,可准确测量0.02～1000ppm的硫,1ppm以下测定的相对误差不大于15％。     

NiW/Al2O3-Y催化剂的制备及其对煤焦油加氢处理的研究

以不同比例的γ-Al₂O₃和Y型分子筛为混合载体制备NiW/Al₂O₃-Y催化剂,采用N₂低温吸附、XRD、H₂-TPR 和 NH₃-TPD对其进行表征,并在固定床上通过甲酚-萘溶液的加氢处理反应对催化剂活性进行评价。结果表明,催化剂均具有良好的加氢脱氧及加氢饱和性能,异构化及裂化产物随分子筛含量的增加而增加,催化剂酸性增加更有利于萘加氢产物中反式十氢萘的生成。以较佳催化剂对低温煤焦油馏分进行加氢处理,采用GC-MS和元素分析等对油品进行分析。原料中绝大部分酚类化合物及双环芳烃转化为茚、环烷烃和氢化芳烃等化合物,同时明显降低了杂原子尤其是硫和氧的含量。