辽河和孤岛渣油供氢与生焦趋势

首先以蒽为化学探针对孤岛,辽河和胜利减压渣油及其四组分的氢转移能力进行表征,原理是,蒽与渣油在３５０－４００℃热反应,渣油向蒽供氢,使蒽率成９,１０－二氢蒽,用气相色谱分析定量测定热反应产物中的９,１０－二氢蒽,并计算出单位重量油样供氢量;然后在４００℃下热处理测定三种渣油的生焦诱导期。     

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。     

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。     

供氢剂与分散型催化剂协同作用的研究

以辽河渣油为原料,四氢萘为供氢剂,二烷基二硫代氨基甲酸钼为油溶性催化剂在高压釜中进行裂化反应,比较了临氢裂化,临氢供氢裂化,催化加氢裂化以及供氢剂与分散型催化剂共同存在下的加氢裂化,在同样生焦量的情况下,渣油裂化转化率的顺序为：临氢催化供氢过程＞临氢催化过程＞临氢供氢过程＞临氢过程,同时发现供氢剂与分散型催化剂在渣油加氢裂化过程中具有协同作用,与单独使用分散型催化剂的改质反应相比,供氢剂的协同作用不但可以在低转化率下延迟生焦诱导期,提高渣油生焦前的最大转化率,而且在高转化率下对渣油的缩合反应有更大的抑制作用。由420－440℃四集总表观动力学模型计算出的动力学速率常数和活化能表明,供氢剂与分散型催化剂产生的协同作用提高了沥青质和焦生成的活化能,极大地抑制了沥青质和焦生成 速率,而对可溶质生成馏分油的裂化反应的抑制作用很小。     

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。     

1H-NMR评价不同重油缓和热转化过程中的相对供氢能力

以蒽为化学夺氢探针,采用 ¹H-NMR为检测手段测定了三种典型重质渣油及其亚组分在380℃、临氮初压4MPa、反应8 min条件下的可供氢含量,并分析了产物的甲苯不溶物、液体馏程分布以及气体组成。结果表明,本实验条件下的热反应较为缓和,渣油及组分反应前后结构变化不明显,样品体系内部主要发生渣油及组分向夺氢体(蒽)的氢转移反应。¹H-NMR中化学位移在1.4~2.0的H_cβ和2.5~4.7的H_cα含量的变化值与化学探针法测定的实际可供氢量有较好的线性关联,可利用此两段化学位移内的氢含量评价不同重质油品在缓和热改质过程中的相对供氢能力。     

大港常压渣油临氮与临氢热反应过程中胶体稳定性变化研究

对比了大港常压渣油临氮和临氢热反应过程中的胶体稳定性变化。结果表明,随着反应时间的延长,在热反应生焦诱导期内,渣油样品的胶体稳定性迅速下降;开始生焦后,胶体稳定性缓慢下降。从组分组成和组分性质角度,对大港常压渣油样品在热反应过程中胶体稳定性变化原因进行了分析。结果表明,随着反应时间的延长,沥青质含量先上升、后下降,在生焦诱导期结束时达到最大值,与体系胶体稳定性的变化特征相一致。随着热反应的进行,饱和分和轻芳烃组分的含量在上升,重芳烃、轻胶质、中胶质、重胶质含量下降,临氮热反应过程中轻胶质、中胶质、重胶质含量的下降更为显著。对渣油样品各组分的数均相对分子质量和平均偶极矩进行了研究。结果表明,随着热反应的进行,轻、中、重胶质组分的数均相对分子质量和平均偶极矩呈下降趋势,而沥青质的数均相对分子质量和偶极矩先增大后减小,从而使沥青质和胶质的分子性质差别先增加后减小,与体系胶体稳定性的变化趋势一致;同时沥青质的偶极矩变化表明,强极性的沥青质优先聚集生焦、临氢热反应过程中,氢与催化剂的作用有助于抑制沥青质分子量增大和极性增强,从而有助于抑制生焦。     

沙特减压渣油临氮热反应过程中沥青质聚集体尺寸变化研究

将沙特轻质原油的减压渣油在395℃临氮条件下进行热反应,利用在线取样装置得到不同热反应时间的样品,借助小角X射线散射(SAXS)技术,测定了各液相残渣油中沥青质聚集体尺寸。结果表明,热反应生焦诱导期的初期沥青质聚集体的尺寸逐渐减小,为29~21 nm;在生焦诱导期后期,其尺寸急剧增大,在热反应进行到150 min时达到43 nm;达到生焦诱导期后,沥青质聚集体尺寸变化较小,在46~42 nm变化。在渣油热反应过程中沥青质聚集体的尺寸受沥青质热裂解、沥青质解缔和缔合等过程的共同影响,与沥青质含量无明显关系。     

凹型四氮杂卟啉化合物的合成

乙炔二氰与蒽环加成反应合成了１１,１２－二氰－９－１０－二氢－９,１０－亚乙烯基蒽（４）,４分子４自身加成聚合制备了一种全新凹型四氮杂卟啉结构化合物。     

碳质颗粒添加物对渣油热反应生焦的影响

在高压反应釜中研究了三种不同碳质颗粒添加物对克拉玛依常压渣油420℃氮气气氛下热反应生焦的影响。实验结果表明，反应初期碳质颗粒在一定程度上抑制渣油的热反应生焦。碳质颗粒抑制生焦的能力与其表面对极性组分的润湿吸附能力有直接关系，表面易被极性组分润湿的颗粒吸附沥青质的能力强，其抑制渣油生焦的能力也强。碳质颗粒对沥青质的吸附能力和抑制生焦的能力与其比表面积没有直接关系。生焦量随反应时间的变化表明，碳质颗粒在生焦的初期有抑制生焦的作用，后期有促进作用。对甲苯不溶物（TI）的扫描电子显微镜（SEM）和热重（TG）分析表明，和不含添加物的TI相比，含添加物的TI中，小球状甲苯不溶物的数量少、直径小。沥青质和生焦前驱相在碳质颗粒添加物表面的吸附和铺展作用是抑制渣油生焦的主要原因，该作用可以限制生焦前驱相的融并长大，在反应的初始阶段减少生焦量。     

在分散型催化剂下渣油中饱和分和芳香分临氢热反应行为的研

在微型高压釜中研究了克拉玛依常压渣油（KLAR）和辽河减压渣油（LHVR）的饱和分、芳香分在分散型催化剂作用下的临氢热反应行为并计算其动力学参数。结果表明，饱和分与芳香分主要发生裂化反应，生成石脑油与柴油馏分，不会生成甲苯不溶物，极少量的芳香分缩合生成沥青质。在相同的反应苛刻度下，KLAR与LHVR饱和分裂化和缩合产物产率没有明显的差别，而KLAR芳香分的裂化产物产率略高于LHVR芳香分，而其缩合产物产率略低于LHVR饱和分。     

Thermodynamic and thermokinetic study on pyrolysis process of heavy oils

Enthalpy of pyrolysis and its variation in the pyrolysis process of four heavy oils: Daqing vacuum residue (DQVR), Karamay vacuum residue (KRVR), Liaohe vacuum residue (LHVR), and Venezuela vacuum residue (VNVR), have been quantitatively studied by differential scanning calorimetry associated with thermogravimetry. The results indicate that overall enthalpies at different heating rates show a linear trend with respect to the final coke yields in the thermal analysis. Classical kinetic method (Friedman method) is used to further analyze pyrolysis enthalpy variation in the pyrolysis process and determine the thermokinetic parameters. The main stage of thermal reaction (conversion ranges from 0.1 to 0.9) could be described by 1.5 order reaction model for four heavy oils. The mean activation energies determined by Friedman method are 216.3, 194.9, 173.9, and 168.7 kJ mol^?1 for DQVR, KRVR, LHVR, and VNVR, respectively. It means that endothermic enthalpy of pyrolysis in the thermal process of VNVR is easier to change compared with other oil sample cases. For the sake of simplification of kinetic treatment, Sharp method is tentatively used to perform kinetic analysis. The comparison between results from two methods indicates that activation energies from Sharp method are valid to a certain degree under the condition that the mechanism of thermal process is properly chosen although isoconversional method (Friedman method) is recommended and thought to be the better way.     

自由基引发剂对重油加氢裂化的影响研究

在高压釜式反应器中考察了添加过氧化特二丁基(DTBP)、偶氮二异丁腈(AIBN)和单质碘(I2)三种自由基引发剂对克拉玛依蜡油、孤岛减压渣油加氢裂化反应的影响。在氢气初始压力7.0 MPa,反应1 h的条件下,对引发剂用量、催化剂用量、反应温度等影响因素进行了考察。结果表明,添加自由基引发剂后,重油的加氢裂化转化率,轻质油收率以及HDS、HDN都明显增加。添加质量分数5 000×10-6或10 000×10-6引发剂后,蜡油和减压渣油加氢裂化的轻质油收率最大可增加10%、13%,HDS和HDN最大可增加11%和7%左右。采用较少的催化剂用量或较低的反应温度即可以实现较高的重油转化率和轻质油收率。相对而言,DTBP和I2的促进作用优于AIBN。添加引发剂前后的加氢裂化的产物分布对比说明,引发剂的加入有利于蜡油或渣油原料一次裂化产物的生成。     

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。     

Comparison of mechanical properties of heat treated beech wood cured under nitrogen or vacuum

Heat treated wood has been subjected to increasing interest during the last decade. This non biocidal treatment is an attractive alternative with a low environmental impact to improve decay resistance of low natural durability wood species. Nowadays, several types of heat treatment processes exist. These treatments differ mainly by the nature of the inert atmosphere used to avoid combustion of wood: nitrogen, steam pressure, oil or more recently vacuum. We have shown in a previous study that utilization of vacuum to perform thermal treatment instead of nitrogen allows to reduce considerably degradation of wood polysaccharrides. Indeed, it appears that for a similar 12% mass loss generated by thermal degradation, thermodegradation performed under vacuum allowed to reduce degradation of sugar constitutive of hemicelluloses and formation of recondensation products within the wood structure. These results may be explain by the effect of vacuum allowing removal of volatile degradation products like organic acids, aldehydes and furans limiting therefore acidic degradation of polysaccharides and recondensation of volatile by-products. Decay durability tests, performed against different brown and white rots fungi, have shown no significant differences for vacuum and nitrogen heat treated samples, all presenting an improved decay resistance.     

Thermal stability of Ag–Au,Cu–Au,and Ag–Cu bimetallic nanoparticles supported on highly oriented pyrolytic graphite

The formation of Ag–Au, Cu–Au, and Ag–Cu bimetallic particles on the surface of highly oriented pyrolytic graphite was studied by X-ray photoelectron spectroscopy. Samples with the core–shell structure of particles were prepared by sequential thermal vacuum deposition. The thermal stability of the samples was studied over a wide range of temperatures (25-400°C) under ultrahigh-vacuum conditions. The heating of the samples to ~250°C leads to the formation of bimetallic alloy particles with a relatively uniform distribution of metals in the bulk. The thermal stability of the samples with respect to sintering depends on the nature of the supported metals. Thus, the Ag–Au particles exhibited the highest thermal resistance (~350°C) under ultrahigh-vacuum conditions, whereas the Ag–Cu particles agglomerated even at ~250°C.     

热改质过程中渣油结构及其重组分溶剂化变化规律研究

以委内瑞拉减压渣油为原料,采用微型反应釜,研究了其在410℃、2.0 MPa氮气初压下,不同反应停留时间的热改质过程生成油的化学结构组成及其重组分溶剂化变化规律。通过1H-NM R技术研究了热改质过程生成油中沥青质和重胶质不同化学位移归属氢的转化路径;并结合改进的Brown-Ladner法分析了热改质过程生成油中沥青质和重胶质的平均分子结构参数变化;采用蒸汽压渗透法考察了热改质过程生成油中沥青质和重胶质在甲苯溶液中所形成的复合超分子结构的平均相对分子质量。结果表明,随着热改质程度的加深,沥青质和重胶质的H/C原子比减小,供氢能力逐渐下降,沥青质和重胶质的芳香环共轭程度和fA在体系生焦后(45 min)显著提高;沥青质的聚集趋势相关值在热改质15 min前变化不大,15 min后显著增强,而重胶质在整个热改质过程中,其聚集趋势相关值的增势较为缓和;沥青质和重胶质的聚集趋势相关值差异逐渐增大,15 min时增加了1.5%、25 min时增加了50.8%、45 min时增加了142.3%,表明沥青质和重胶质的结构差异越来越明显;重胶质溶剂化沥青质的能力逐步减弱,体系的溶剂化参数从0时的32.9%逐步降到15 min时的29.5%、25 min时的14.1%和45 min时的9.6%;热改质生成油的斑点实验等级逐渐增加,体系的胶体稳定性逐渐降低。