不同质量流量下正癸烷的裂解换热特性

碳氢燃料裂解吸热反应是超燃冲压发动机实现主动冷却所利用的重要手段。为探究不同燃油流量下冷却通道中的裂解换热特性,本文通过设置不同质量流量,不同出口温度探究了正癸烷的热沉、转化率、壁面温度以及结焦情况,确定了正癸烷在不同质量流量下的裂解换热特性。结果表明正癸烷在高温时化学反应对停留时间的影响减弱,停留时间对化学反应的影响得到增强。正癸烷的气相产物分布随着质量流量变化而变化,烷烃含量随质量流量增大而减少,烯烃含量随质量流量增大而增加。发现了低流量高出口温度情况下正癸烷的裂解强化换热现象,发生裂解强化换热时壁温会显著下降。同时通过裂解残液的色谱分析,得到了结焦反应迅速增强的温度与流量。     

脉冲微型反应装置上乙烷-丙烷混合裂解反应动力学的研究

本文研究了在脉冲微型反应装置上乙烷-丙烷混合裂解反应。反应条件范围为:温度700—825℃,停留时间0.04—2.0 s,进口压力1.05—1.3atm,混合进料的稀释比为N_2:(C_2H_6 C_3H_8)=1:1.25,混合原料中乙烷与丙烷之间的相对比C_2H_6:C_3H_8=1:0—O:1。本文研究了混合烃中各组份之间在混合裂解过程中的相互作用,提出了一个由十八个反应组成的自由基反应机理模型,并进行了动力学参数估值。由此模型计算的裂解产物分布和选择性与文献值较为吻合。本文研究结果对于以油田气和天然气资源为裂解原料指出了经济利用的途径。     

神府煤热解-活化耦合反应产物特性及机制研究

利用两段式固定床反应装置,研究了神府煤热解-活化耦合产物的特性,探讨了热解温度及活化剂(H_2O(g)、CO_2和H_2O(g)/CO_2)对产物性能的影响,揭示了热解-活化耦合反应机制。结果表明,热解温度对半焦的CO_2化学反应性影响较小;采用热解-活化两段耦合工艺,可使神府煤热解的焦油产率明显提高,产率最高为17.8%;不同活化剂对两段耦合过程产生的混合煤气(mixture coal gases,MCG)和焦油产率影响为H_2O(g)H_2O(g)/CO_2CO_2,其焦油组分均以饱和分和芳香分为主;采用H_2O(g)/CO_2(1∶1)活化剂,可有效提高活性炭的比表面积,其BET比表面积为845.37 m~2/g。热解-活化耦合机制主要为活化段产生的合成气(synthesis gases,SG)为热解段煤的加氢热解提供了氢源,丰富的氢自由基促进了煤的加氢热解反应,改变了耦合过程的产物分布和特性。     

RECl_2·nTHF(RE=Nd,Sm,Yb)与C_8H_8的反应

近年来低价稀土有机化学领域的研究工作相当活跃,相继发现Sm~(2+)、Yb~(2+)化合物不仅可催化烯烃氢化、聚合’,而且还可以和CO、苯乙炔等化合物发生氧化加成反应.但文献所报道的工作主要局限于Sm~(2+)、Eu~(2+)和Yb~(2+)化合物.我们首次研究了NdCl_2·nTHF的化学反应性能,并发现这一配合物具有很强的还原性,甚至可以直接和CpH,CH_3CpH等反应.最近我们发现NdCl_2·nTHF可以在室温直接与C_8H_8反应,产物为[C_8H_8NdCl·2THF]_2和NdCl_3;SmCl_2·nTHF也可以在室温和C_8H_8反应,反应产物为[C_8H_8 SmCl·     

N-(3-十六烷氧基-2-羟基丙基)-N,N-二甲基甜菜碱的制备

以十六醇、环氧氯丙烷、二甲胺和氯乙酸钠等为原料,通过三步反应合成N-(3-十六烷氧基-2-羟基丙基)-N,N-二甲基甜菜碱(HHDB),并探索了反应温度、投料比、反应时间和催化剂等因素对产物产率的影响,确定了最佳反应条件。中间体3-十六烷氧基-2-羟基-1-氯丙烷(HHCP)合成的最佳工艺条件:催化剂苄基三乙基氯化铵,体系p H为9.0,n(C_(16)H_(33)OH)∶n(C_3H_5OCl)=1∶1.1,滴加环氧氯丙烷温度65℃,滴加时间1.5h,反应温度95℃,反应时间5 h;中间体N-(3-十六烷氧基-2-羟基丙基)-N,N-二甲基叔胺(HHDT)合成的最佳工艺条件:n(C_(19)H_(39)OCl)∶n(C_2H_7N)=1∶1.2,反应温度85℃,反应时间20 h;产物HHDB制备的最佳工艺条件:n(C_(21)H_(45)ON)∶n(C_3H_4O_2ClNa)=1∶1.1,反应温度80℃,反应时间4 h。在上述工艺条件下,HHDB产率达到95.2%,对产物HHDB及中间体进行红外光谱与核磁氢谱表征,测定其临界胶束浓度为9.8 mmol·L-1,水溶液表面张力为18.8 m N·m-1,发泡力为1.15,产物具有较好的表面活性。     

等热流密度条件下碳氢燃料裂解特性研究

碳氢燃料在主动冷却通道中的裂解吸热是热管理的一个重要手段。为了研究碳氢燃料在裂解通道各处的裂解特性变化,本文采用电加热反应器和密度在线测量装置串联的方式,在等热流密度条件下,通过改变加热管长,结合实验所得裂解停留时间、产气及热沉结果探究了燃料的裂解特性。结果表明,受压力和管径影响,燃料裂解停留时间随压力升高或管径增大而增长;油温在700℃前,裂解反应受停留时间影响较大,压力高管径大有利于产气和热沉的提高,而在750℃后,裂解反应受温度控制,而且在高温时由于缩聚反应的发生,管径增大,压力升高,而引起的停留时间增加,都使得缩聚反应进一步深入,燃料的产气率和化学热沉增长都相应减缓,此时增大压力或管径都不利于燃料产气率和热沉的提高,其中压力影响尤为显著。     

HZSM-5上正己烷酸催化裂解反应路径及机理的研究（英文）

以正己烷为模型化合物,通过产物分布分析,探讨HZSM-5分子筛上烷烃酸催化裂解反应路径及机理。研究结果表明,反应温度为300℃,不存在热裂解过程的条件下,只有基于碳正离子机理的酸催化反应。催化剂裂化活性与B酸(Br(o|")nsted acid)量成正相关。由裂解产物的分布特点,其中,丙烯的选择性与催化剂硅铝比和剂油比正相关,而乙烷、乙烯和丙烷的选择性呈负相关性,证实了低酸密度有利于单分子裂解路径的进行。值得注意的是,正己烷直接裂解所得C_4产物的总选择性明显高于C_2产物,结合量化计算,证实正己烷裂解生成的C_2H_5~+碳正离子难以通过氢转移反应生成乙烯和乙烷,而是更倾向于与正己烷分子形成新的碳鎓离子(C_8H_(19)~+,继续发生裂解反应生成更多C_4产物,揭示了轻烃催化裂解产物中乙烯选择性低的理论本质。综上可知,通过改变催化剂酸密度和剂油比,可实现反应路径的控制,从而调控轻烃酸催化裂解产物的选择性。本研究可为石脑油催化裂解催化剂和工艺开发提供重要的理论支撑。     

双核水杨醛亚胺铁系催化剂的合成及对乙烯齐聚催化性能的研究

以1.0代(1.0G)树枝状大分子、水杨醛和FeCl_2·4H_2O为原料,依次经过希夫碱反应和络合反应合成了一种双核水杨醛亚胺铁系催化剂。FT-IR、1 H NMR、UV和MS证实合成产物的结构与理论结构相符。以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,考察了溶剂种类、反应温度、反应压力、Al/Fe摩尔比及金属活性中心种类对催化体系催化乙烯齐聚性能的影响。结果表明,当以甲苯为溶剂,聚合时间为30min,反应温度为15℃、反应压力为0.5MPa、Al/Fe摩尔比为1000时,该双核水杨醛亚胺铁系催化剂的活性可达1.14×10~5g/(mol Fe·h),齐聚产物中C_4及C_6烯烃含量高达90%以上。     

n-C_3H_7I和i-C_3H_7I的激光裂解

Wilson等人曾研究过碘代烷在266nm的激光光解RI→R+I＊(~2P_(1/2))(1)RI→R+I(~2P_(3/2))(2)由于他们所用的光解产物谱仪不能改变产物的检测方向,因而对C_2H_5I,n-C_3H_7I和i-C_3H_7I的光解通道(1)和(2)在飞行时间(TOF)谱上的分离没有成功。我们用束源可转动的分子束激光裂解产物谱仪(飞行距离531mm)研究了CH_3I和C_2H_5I在248nm的激光裂解后,又分别对n-C_3H_7I和i-C_3H_7I进行研究,并实现了I＊(~2P_(1/2))和I(~2P_(3/2))光解通道在TOF谱上的分离,测得光解通道比见表1。     

C_2h_3自由基与O_2反应机理的量子化学研究

用量子化学从头计算中UMP2(full)方法优化了C_2H_3自由基与O_2反应通道上 驻点（反应物、中间体、过渡态和产物）的几何构型，在Gaussian-3(G3)水平上计 算了它们的能量。在此基础上计算了该反应通道上各基元反应的反应活化能。通过 我们的研究发现，C_2H_3自由基与氧气反应存在着三元环、四元环和五元环反应机 理，且分别生成不同的产物，从反应活化能的计算结果扯CH_2O和CHO是反应的主要 产物，其次还可能生成CH_3 + CO_2, CH_2CO_2 + H, C_2H_2 + O_2H和COHCOH + H等产物，且它们生成几率逐渐减少，我们对生成产物CH_2O + CHO, CH_3 + CO_2, C_2H_2 + O_2H和COHCOH + H四条反应通道化学反应热的计算结果与实验吻 合较好。     

气相中二氯苯的双电荷离子[C_6H_4Cl_2]~(2+)和[C_6H_3Cl]~(2+)的动能谱研究

本文利用质量分析离子动能谱(MIKES)和碰撞诱导解离(CID)技术,研究了邻、间、对二氯苯分子在电子轰击质谱(EIMS)中产生的[C_6H_4Cl_2]~(2+)和[C_6H_3Cl]~(2+)双电荷离子的单分子电荷分离(CS)反应.根据测定的CS反应的动能释放值T和由此估算的反应过渡态的电荷间距的最小值R,推测过渡态的结构.有趣的是,可以利用双电荷离子[C_6H_4Cl_2]~(2+)的分解反应区分二氯苯的位置异构体.     

两种苯磺酸镉(Ⅱ)配合物的结构及催化性能研究

以碳酸镉为原料,分别与苯磺酸和对甲基苯磺酸反应生成[Cd(H_2O)_6](C_6H_5SO_3)_2(1)和[Cd(H_2O)_5](p-CH_3C_6H_4SO_3)_2·H_2O(2),产物均为无色结晶固体。通过红外光谱、热重和X-ray单晶衍射对其结构进行了表征。结果表明:两种配合物均为单斜晶系,配合物1中Cd~(2+)与6个配位水中的氧原子配位。配合物2中Cd~(2+)与5个配位水中的氧原子和一个对甲苯磺酸基团中的氧原子配位,两种配合物均形成畸形的八面体空间构型。以1-氨甲酸酯基烷基-2-萘酚的合成为探针反应,考察了苯磺酸镉和对甲基苯磺酸镉的催化性能。     

铜基催化剂上甲酸甲酯的分解和加氢动力学

本文考察了常压,250℃下,Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂上甲酸甲酯的分解和加氢反应动力学。分解产物甲醇、一氧化碳(包括二氧化碳)和氢的生成速率对甲酸甲酶的分压都近似为一级。加氢时,甲醇及一氧化碳的生成速率对甲酸甲酯的分压也为一级。甲酸甲酯的加氢比分解快得多,但二者平行发生。当接触时间τ趋近0时,甲酸甲酯分解产物中C_(CH_3OH)/C_(CO)趋近1.0。说明甲酸甲酯分解为H_2及CO 时甲醇为中间产物。对于甲醇分解为H_2及CO,当τ趋向0时2C_(HCOOCH_3)/C_(H_2)趋向约为0.1。说明甲醇大部分直接分解而并不以甲酸甲酯为中间产物。     

Mn(Ⅱ)催化硝酸氧化草酸反应动力学及机理

为明确反应机理和反应历程,优化反应工艺条件,开展了在硝酸体系中以草酸为还原剂、Mn~(2+)为催化剂催化硝酸氧化草酸的动力学研究。通过考察草酸浓度、硝酸浓度等反应条件对反应过程的影响,确定了该反应的初始动力学速率方程为:-dc(H_2C_2O_4)/dt=kc~(0.7840)(H_2C_2O_4)c~(0.3192)(HNO_3),在393 K时,反应速率常数k=3.0×10~(-3)(mol/L)~(-0.1032)/min。研究了Mn~(2+)和亚硝酸钠浓度对反应速率的影响,结果表明,Mn~(2+)浓度在0.008～0.020 mol/L范围内,Mn~(2+)的反应级数为0.6742,Mn~(2+)和亚硝酸钠浓度的增加对初始草酸消耗速率有促进作用,并在此基础上推测了可能的反应机理,认为Mn~(2+)促进了亚硝酸的生成,产物亚硝酸与草酸发生次级氧化还原反应从而促进了草酸的分解。     

氯对苯氧化过程影响机制的实验研究

针对高含氯垃圾气化-燃烧工艺中焦油的氧化裂解过程,利用均相管流反应器配合傅里叶红外光谱仪,以C_6H_6为焦油模型化合物,对比研究了氯参与前后,裂解产物组成和氧化完全程度随温度和当量比的变化,探索了氯对C_6H_6氧化裂解过程的影响机制。结果表明,低温下氯对C_6H_6的氧化有明显的激发作用,但由于氯对OH的消耗,对裂解产物进一步转化为完全氧化产物CO_2又存在抑制作用。此外,在高温低当量比条件下氯对聚合反应也有促进作用。因此,在工程应用中,高含氯垃圾气化产物的燃烧可适应更低的温度,但应避免高温低当量比反应环境的形成以避免聚合产物。此外,还应控制垃圾原料中的氯元素比例,以保障氧化反应的充分进行。     

磁性固相萃取-火焰原子吸收光谱法测定工业废水中的Cu~(2+)

以Fe_3O_4/多壁碳纳米管/壳聚糖(Fe_3O_4/MWCNTs/CS)磁性纳米粒子为吸附剂填装于固相萃取柱中,用于分离工业废水中的Cu~(2+),采用火焰原子吸收光谱法测定Cu~(2+)。当吸附剂用量为30mg,样品溶液体积为40.0mL,样品溶液pH 7.0,流量为30μL·s~(-1)时,用0.5mol·L~(-1)HCl以10μL·s~(-1)的流量进行洗脱,Cu~(2+)的富集倍数达40。Cu~(2+)的线性范围为0.1~30.0μg·L~(-1),检出限(3s/k)为0.012μg·L~(-1)。方法应用于实际样品的分析,加标回收率在98.9%~102%之间,测定值的相对标准偏差(n=3)小于4%。     

Co2+.nbpy-Ru(bpy)2+3-抗坏血酸体系光照放氢和乙炔还原反应机理的研究

本文进一步研究了Co~(2+)·nbpy-Ru(bpy)_3~(2+)-抗坏血酸的体系光照放氢以及乙炔等底物的还原反应。发现C_2H_2和C_2H_4都是放氢反应的抑制剂,C_2H_2则几乎全抑制了体系的放氢。因此,可以认为乙炔等底物的还原以及放氢是在同一活性中心上发生的。C_3D_3的加氢实验指出,C_2H_3侧配位于Co~I上发生顺位加氢反应。由动力学实验得知,乙烯生成的初速与溶液的pH值的关系呈高斯型;对乙炔分压为一级反应;对Co(bPy)~(2+)浓度为零级反应。初步讨论了光助单电子转移反应以及乙炔加氢的可能机理。     

碘乙烷激光裂解反应通道及产物的能量分布

用分子束和飞行时间技术测量了248 nm激光光解过程C_2H_5I→C_2H_5+I°(~2p_(1/2))和C_2H_5I→C_2H_5+I(~2p_(3/2))裂解碎片的平动能和内能分布。测得通道比I~*/I为2.37。根据实验结果, 对光解过程中电子激发态特性, 产生I(~2p_(3/2))通道的机理以及乙基自由基的振动激发作了讨论。     

有相变的反应体系物料组成的计算

在反应过程中,如果某种物质发生了相变化,必然会引起体系的体积改变,但这并不是普通的变容体系,而是一类特殊的非恒容体系。例如反应: C_2H_6(g)+2Br_2(g)→C_2H_4Br_2(g.l)+2HBr(g)生成的C_2H_4Br_2,当其在体系内的分压达到它的饱和蒸汽压时,它将部分地从体系中析出,因为液体的密度远大于气体的密度,体系的体积随之而变。在这样一类反应体系中,体积变化或体积流率的改变,必须以不     

FCC汽油催化裂解生产低碳烯烃的研究

利用小型固定流化床实验装置研究了催化裂化（FCC）汽油在专门开发的多产低碳烯烃催化剂上的裂解性能。研究表明,反应温度对原料转化率、总低碳烯烃产率的影响最大,剂油比和水油比对低碳烯烃的产率影响较小,而随着重时空速的增大,总低碳烯烃产率略有降低;确定了FCC汽油催化裂解制低碳烯烃的实验室最优反应条件,即反应温度、剂油比、重时空速和水油比分别为660℃、12、15h^-1和0.8。根据反应条件与裂解产物的关系提出了催化裂解反应深度函数,并建立裂解产物产率与催化裂解反应深度函数之间的关联模型。随催化裂解反应深度函数的增加,乙烯产率持续增加,而丙烯和丁烯产率出现最大值,利用此模型可以对产物产率进行预测。