乙烯焦油窄馏分炭化性能研究

为研究乙烯焦油作为生产针状焦原料的可行性，以某炼厂乙烯焦油及对其蒸馏切割所得窄馏分油为研究对象，通过元素分析、红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（1H NMR）、生焦诱导期测定及焦化进料热稳定性模拟等方法，对油样的基本性质、结构组成和热稳定性进行研究，并通过偏光显微镜、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等方法对各油样在不同炭化条件下的产物性能进行分析。结果表明，乙烯焦油全馏分沥青质含量高达22.04%，且烯烃等热反应活性组分含量较高，热稳定性较差，生焦诱导期仅为34 min。蒸馏处理所得馏分油不含沥青质，热反应活性组分含量较低，热稳定性变好，生焦诱导期均大于55 min。窄馏分油由于分子分布范围较窄、热反应活性组分含量低，相较于全馏分形成的半焦具有更好的各向异性结构和微晶结构。两段炭化相较于一段炭化更有利于中间相的融并发育及有序排列，形成纤维状的广域流线型结构。两段炭化制得焦炭热膨胀系数（CTE）的值均优于一段炭化，馏分油（ET-C）在两段炭化条件下制得针状焦的CTE值为2.49×10^-6℃^-1，符合针状焦CTE值不大于2.6...     

悬浮床加氢裂化水溶性催化剂的筛选与表征

催化加氢作用, 当金属组分A和组分B浓度分别为 15 μg/g ～ 25 μg/g 和 1100 μg/g～1300 μg/g时催化剂具有较好的催化加氢活性。两元水溶性催化剂硫化后的XPS、XRD和TEM分析结果表明：活性组分经硫化反应后生成了金属硫化物,但组分A硫化率不足50％;组分B易硫化结晶,其晶粒成为组分A的硫化物晶粒或颗粒分散的“载体”,使组分A的硫化物具有较高的分散度,提高了催化剂的加氢活性;A-B双金属水溶性催化剂经硫化反应后所形成的颗粒尺寸在100 nm左右,说明两元金属催化剂在硫化结晶过程中确实存在相互分散和抑制晶粒增长的作用。     

渣油悬浮床加氢水溶性催化剂预硫化研究 Ⅰ 硫化条件对硫化催化剂物种及分散度的影响

通过对在不同阶段中和不同条件下所获得的硫化产物的XRD和TEM分析发现，镍盐在临氢加热前的硫化产物是结晶程度较低的NiS2，临氢加热后变为结晶程度较高的NiS和Ni7S6，它们的分散状态没有明显地改变；钼酸盐在临氢加热前的硫化产物为部分硫代钼酸盐，临氢加热后变为微晶态MoS2，其分散状态明显提高，临氢加热是两种催化剂前体的硫化过程中的重要阶段。助硫化剂NH4Cl的加入对镍盐的硫化产物的各种物理和化学存在状态都没有产生显著的影响，它是钼酸盐硫化过程中不可缺少的助剂，当NH4Cl加入量增大时，XRD分析未发现其本体化学组成有变化，其结晶程度有所降低，晶粒度由6.6 nm降至3.6 nm。分散介质的种类对催化剂的分散效果产生了显著的影响。以钼酸盐为例，密度和黏度更大的克拉玛依常压渣油更有利于硫化产物的分散，与采用润滑油基础油为分散介质时相比，其晶粒度由3.0 nm降低至2.0 nm，且外观形态由粒径较小（50 nm~100 nm）的较致密的颗粒变为粒径较大（100 nm~500 nm）的呈现蓬松球壳结构的絮状团块。     

加拿大油砂沥青减压渣油在CO/H2-H2O作用下的热改质特性研究

以加拿大油砂沥青大于420℃的减压渣油（BVR）为原料,对比研究其在CO/H₂-H₂O和N₂体系中的热改质特性,通过系统分析BVR在H₂-H₂O、CO-H₂O、N₂-H₂O等不同氢源下的热改质特性以揭示CO/H₂-H₂O对渣油热改质的作用机制,最后探讨合成气压力、含水量以及温度对BVR临CO/H₂-H₂O改质生焦倾向的影响。结果表明,与临氮改质相比,相同反应条件下,合成气和水可使BVR热改质的生焦诱导期延长3.5-6.5 min;相同生焦率（约0.1%）时,合成气和水可显著提升BVR热改质降黏率,410℃时相对临氮改质的降黏率为29.1%,而420℃时可达54.6%。比较不同氢源下BVR热改质的生焦诱导期、改质油黏度和安定性、渣油转化率发现,H₂-H₂O、CO-H₂O、N₂-H₂O等均对BVR热改质表现出与CO/H₂-H₂O相同的促进效果,各氢源作用活性的大小顺序为H₂-H₂O > CO/H₂-H₂O > CO-H₂O > N₂-H₂O。由此可知,CO/H₂-H₂O对渣油热改质的促进作用可归因于氢气、CO水热变换新生氢和水热裂解的综合效应,且其中氢气的作用仍最显著。合成气压力、含水量和反应温度可通过影响不同氢源的贡献而调控BVR临CO/H₂-H₂O改质生焦倾向。低成本易获取的合成气可以提供BVR热降黏改质所需氢源,水能够通过CO水热变换反应供出新生活泼氢而协同合成气实现BVR高效改质。     

渣油悬浮床加氢水溶性催化剂预硫化研究 Ⅱ 钼酸盐硫化产物的XPS分析

通过XPS分析法对钼酸盐的硫化行为进行了考察,分别考察了四价钼物种质量分数和硫钼元素的质量分数比，发现硫化产物的表面化学组成中四价钼质量分数和硫钼元素质量分数比不成正比，证实了该产物表面钼的硫化物不完全以MoS2形式存在。未经过临氢加热的硫化产物表面的四价钼物种的质量分数显著低于经过临氢加热的样品的质量分数，说明临氢加热在钼酸盐的硫化过程中起了重要作用。氯化铵是钼酸盐硫化过程中有效的助硫化剂，当它的用量增大时，硫化产物表面四价钼的质量分数也增大。以蒽为探针，使用化学探针法测定了硫化产物在渣油加氢过程中的催化活性，发现随着氯化铵用量的增加，产物的催化活性也相应提高，印证了XPS测定结果。     

饱和烃促进渣油热反应初期生焦的考察

研究了石油渣油饱和烃的热裂化夺氢化学对渣油热反应体系生焦的影响,对由饱和烃－供氢探针、饱和烃－沥青质组成的二元模型反应体系,以及由饱和烃－供氢探针－沥青质组成的三元模型反应体系,分别进行高压热反应;然后关联二元反应体系和三元反应体系中饱和烃夺氢能力及供氢探针的供氢量和沥青质生焦率。结果表明饱和烃夺氢能力可促进沥青质生焦;并且饱和烃的热裂化夺氢反应性能与饱和烃的物理沉积性能相比较,前者更能促进沥青质形成凝聚相而生焦。进而测定四种减压渣油的热反应生焦趋势,发现渣油饱和分的夺氢量与渣油热反应被期的生焦趋势密切相关,而较苛刻的条件下的生焦趋势主要是由原料渣油残炭值所决定。     

分散型纳米二硫化钼的制备及其对模拟油浆的加氢处理催化性能

以二烷基二硫代氨基甲酸钼（Mo-DTC）和六羰基钼（Mo（CO）₆）为前驱体、水热法合成了分散型纳米MoS₂，采用X-ray射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱分析（XPS）和程序升温脱附法（NH₃-TPD）等方法对其进行了表征。利用三种烯烃（辛烯、苯乙烯、反式二苯乙烯）、苯并噻吩和蒽等构建模拟油浆体系，结合气相色谱-质谱（GC-MS）分析，对分散型纳米MoS₂的模拟油浆加氢处理催化性能进行了研究。结果表明，不同预处理条件下制备出的催化活性样品均为2H-MoS₂，但各样品的结晶度、颗粒尺寸、硫化程度及其酸性质等均有所不同，其中，总酸量差别较小；以Mo-DTC和Mo（CO）₆为前驱体的优选硫化条件分别为380℃/30 min 和370℃/30 min，所得到的催化剂对烯烃和噻吩的加氢活性较高。其中，Mo-DTC基纳米MoS₂催化剂的烯烃加氢饱和转化率高达98.10%，加氢脱硫率为94.51%，而蒽的部分加氢饱和转化率则较低，为29.47%，且无八氢蒽（8HN）或全氢蒽的生成。Mo（CO）₆基纳米MoS₂催化剂的加氢效果则略差，烯烃加氢饱和转化率为94.01%，加氢脱硫率为89.01%，对蒽的加氢饱和转化率为24.20%，无8HN或全氢蒽的生成。总体而言，由Mo-DTC所制备的MoS₂催化剂具有烯烃高效饱和、含硫化合物高效脱硫、芳烃浅度加氢饱和的效果，且油浆加氢处理反应的选择性及催化稳定性均更高。     

高中油型加氢裂化催化剂用Y型沸石的改性研究

采用络合-水热-酸联合处理的方法对Y沸石进行了改性,改性后的沸石用于制备高中油型加氢裂化催化剂,并考察了沸石改性对高中油型加氢裂化催化剂反应效果的影响。氮吸附、XRD、TEM和吡啶吸附 脱附红外光谱法等表征结果表明,酸处理可以有效脱除分子筛中的非骨架铝,增加改性Y沸石的比表面积和二次孔的孔容,并起到优化酸中心的目的。反应评价结果表明,Y沸石经酸处理改性后,由于比表面积、二次孔孔容的增加和酸性的优化,所制得的催化剂可明显提高高中油型加氢裂化加氢裂化的中油收率。     

利用供氢剂探讨石油渣油的热转化机理

以孤岛渣油和辽河渣油为原料、以供氢剂9，10－二氢蒽为化学探针，在反应温度360℃－430℃和体系初压为室温时4.0MPa氮气氛的热反应条件下，在微型高压釜内对渣油热转化机理随反应温度的变化进行了初步探讨。化学探针在渣油中的供氢反应遵循一级反应动力学模型；其中孤岛渣油反应体系中的供氢反应速率常数较辽河渣油中的大，并且其间的差别随温度升高而增大。虽然两种渣油反应体系中的氢转移反应积分活化能极为接近，但是微分活化能随温度升高而显著降低；这表明氢转移机理从较低温度时以分子间的反应为主转变为在较高温度时以自由基参与的反应为主。     

辽河渣油热转化和加氢裂化过程中生焦行为的研究

考察了辽河渣油热转化和浆液床催化加氢反应过程中生焦行为。研究生焦趋势与渣油物理化学组成的关系，初期生焦机制及其对后生焦的影响，并用高倍显微镜、傅立叶变换红外光谱技术对所生焦进行表征，结果发现，随加工苛刻度的增加，反应体系中生成的焦油细分散向簇状分散过渡、实姓焦对后期生焦有一定促进作用，在低压热转化过程中更为显著，生焦趋势不仅与反应条件有关而且与渣油物理化学性质相关，还与反应物系对生焦先躯物的胶溶能