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。     

固体酸／碱和引发剂促进渣油轻质化的初步研究

在塔河常渣悬浮床加氢转化体系中，外加固体酸、固体碱和自由基引发剂的方法用于促进渣油轻质化。结果发现，固体酸USY、HY和固体碱CaO、MgO不同程度地改变了渣油加氢裂化反应的生焦率和裂化转化率，其中对于生焦率的促进效果明显。自由基引发剂偶氮二异丁腈和过氧化特二丁基显著改变了塔河常渣裂化产物分布，有效地促进了渣油热裂化反应。渣油加氢裂化产物中气体收率和生焦率略有增加，裂化产物收率明显上升，尾油收率明显下降。随着自由基引发剂质量分数的增加，上述变化趋势更加明显。低温下自由基引发剂的改善效果明显优于在较高温度下的的改善效果。就以上两种引发剂相比，过氧化特二丁基的作用明显优于偶氮异丁腈。     

减压渣油供氢剂减黏裂化研究

减黏裂化作为一种不生成焦炭的热加工方法主要涉及两类化学反应，裂解反应和缩合反应。裂解反应使减压渣油的平均分子量及其胶团直径变小，改善渣油的倾点和黏度；缩合反应使减压渣油及其中间产物中的芳烃、烯烃等缩合成大分子量产物，产生新的胶核，甚至生成焦炭。常规减黏裂化过程中，这两类化学反应主要与反应温度和反应时间有关。在热作用下渣油中的大分子裂解为H／C原子比相对较高的饱和烃自由基和H／C原子比相对较低的芳香性自由基。后者还可失去自身的环烷氢而使其H／C原子比进一步降低。如果体系中有足量的氢化芳烃存在，那么氢化芳烃分子上的活泼氢就可能转移到芳香性自由基的单电子位，将自由基封闭，从而阻止芳香性自由基之间的相互缩合，抑制使分子长大的缩合反应。如果体系中的氢化芳烃含量不足。则热反应体系中就没有足够的活泼氢将芳香性自由基封闭，芳香性自由基缩合反应的几率较高，造成过早地生焦。这种来自渣油分子自身的活泼氢的化学行为与渣油热反应生焦诱导期有一定关系。     

高分辨质谱解析委内瑞拉奥里常渣减黏反应杂原子化合物组成变化

运用电喷雾-傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(ESI-FT-ICR MS),研究委内瑞拉奥里常渣减黏裂化反应前后杂原子组成及分布.常渣中O2类化合物的相对丰度最大,减黏裂化反应使O2、O1、N1O2、S1、O1S1、O2S1类化合物减少,甚至消失,而N1、N2、N2O1、N2S1、N3、N3O1、N1S2类化合物增多,减黏...     

2,3-二氰基-2,3-二苯基丁酸二乙酯引发苯乙烯的本体 聚合反应

在70～90℃对标题化合物外消旋异构体引发的苯乙烯本体聚合反应进行了研究,并与内消旋异构体、过氧化二苯甲酰和偶氮二异丁腈进行比较。结果表明,在本反应条件下,上述四种引发剂均能使聚合物分子量随反应时间的延续而增大,但C－C键引发剂对聚合物分子量及其链增长的影响远大于BPO和AIBN,这一现象应与α－氰基-α-乙氧甲酰基苄基自由基的结构特点有关。     

2,3-二氰基-2,3-二苯基丁酸二乙酯引发苯乙烯的本体 聚合反应

在70～90℃对标题化合物外消旋异构体引发的苯乙烯本体聚合反应进行了研究,并与内消旋异构体、过氧化二苯甲酰和偶氮二异丁腈进行比较。结果表明,在本反应条件下,上述四种引发剂均能使聚合物分子量随反应时间的延续而增大,但C－C键引发剂对聚合物分子量及其链增长的影响远大于BPO和AIBN,这一现象应与α－氰基-α-乙氧甲酰基苄基自由基的结构特点有关。     

氮氧自由基调控下苯乙烯的活性自由基聚合

本文用亚磷酸三-(2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基)酯(PT3)作为稳定自由基,偶氮二异丁腈(AIBN)和四乙基秋兰姆(TETD)分别作为起始自由基引发剂引发苯乙烯在125℃聚合。实验结果表明：在两种自由基引发剂存在下,Pb都可以有效地控制苯乙烯的聚合,分子量随转化率线性增长,分子量分布控制在1．15-1．6。对AIBN和TETD聚合过程比较可以发现：TETD引发下的聚合速度快于AIBN的聚合速度,就分子量分布和分子量的控制而言,两者具有相拟的能力。用得到的大分子聚合物为引发剂戚功进行的扩链实验也证明在三臂聚合物中心的烷氧胺可以继续引发苯乙烯聚合。     

甲基丙烯酸甲酯的反向原子转移自由基聚合反应 研究

在较低的温度(60℃)和较低的AIBN/CuCl~2/配位剂摩尔比(1:2:4)条件下,用乙腈为溶剂,实现了甲基丙烯酸甲酯(MMA)的反向原子转移自由基聚合(RATRP)。联二吡啶(bpy)为配位剂时,所合成的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的分子量分布可低至1.08。用1,10-菲咯啉(phen)代替bpy,MMA的聚合反应速率加快,但其分子量分布稍宽(1.40左右),并进一步研究了bpy和phen作为混合配位剂时对MMA反向ATRP聚合的影响。用RATRP反应所得的带有卤素端基的PMMA作为苯乙烯ATRP的大分子引发剂,成功地合成了具有预期结构的苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物,大分子引发剂的引发效率接近于1,说明在RATRP过程中由自由基引发剂引发MMA进行一般自由基聚合反应的可能性甚微。     

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。     

四氢萘与正二十烷二元体系热反应与催化加氢反应机理的研究

供氢剂多用于煤催化或非催化液化[1] 以及渣油的减粘改质[2～ 4] 和渣油加氢裂化的研究[5] 。从渣油模型化合物角度可以比较容易的研究供氢剂。前报[6] 以正二十烷作为渣油的模型化合物 ,研究临氮热反应、临氢热反应和临氢催化反应中供氢剂对正构烷烃裂化的作用 ,证明气相氢和供氢剂是两种性质不同的氢源 ,前者加速裂化 ,后者抑制裂化。供氢剂供氢行为依赖于反应体系中自由基的多少 ,温度以及反应过程 ,较多的自由基和较高的反应温度有利于供氢行为。由于反应物中都有氢元素 ,使用可标记的同位素 ,可以清楚的研究反应过程的机理。氘作为氢的…     

4-亚甲基-1,3-二氧环戊烷及其衍生物的自由基开环聚合反应(Ⅰ)——4-亚甲基-2-苯基-1,3-二氧环戊烷的聚合反应机理的研究

本文合成了4-亚甲基-2-苯基-1,3-二氧环戊烷单体,在引发剂DTBP、BPO和AIBN作用下进行自由基聚合反应。研究了聚合物的红外、核磁共振氢谱和碳谱,发现它是由结构单元Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ组成的共聚物。据此,讨论了这一单体的聚合反应机理。     

一锅法合成芳(杂环)胺亚甲基双膦酸四乙酯

以I₂为催化剂,原甲酸三乙酯、芳(杂环)胺和亚磷酸二乙酯为原料,室温无溶剂条件下,一锅合成了系列芳(杂环)胺亚甲基双膦酸四乙酯,收率96%~99%。 当I₂物质的量分数为5%时,产物收率最高。 本方法底物适用范围广,操作简单。 I₂作为催化剂,安全高效。     

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。     

无烟煤中碘燃烧释放和转化行为研究

采用逐级化学提取法研究无烟煤及其不同温度燃烧产物中碘的各种赋存状态;以小型管式炉模拟煤燃烧装置,考察了加热温度、加热时间、O_2流量以及通入水蒸气对无烟煤中不同形态碘燃烧释放影响及其机理。结果表明,无烟煤中碘主要以有机结合态、铁锰氧化物结合态和水溶态形式存在。加热温度对碘释放和转化有明显影响,碘释放率随温度升高而增加,500-900℃是碘释放的主要阶段。其中,700℃以前,水溶态、离子交换态和有机结合态碘大部分释放,小部分转化为碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残留态碘;铁锰氧化物结合态碘主要在700-900℃释放,部分残留态碘在1 100℃前也可释放。无烟煤中碘释放率随燃烧时间延长和O_2流量增大而增大,水蒸气的参与能明显促进碘的释放。在1 100℃、通入水蒸气、O_2流量120 m L/min、燃烧20 min时,93.8%-95.9%碘主要以HI和I_2释放。     

四丁基碘化铵催化甲基丙烯酸甲酯的可逆-休眠自由基溶液聚合

以四丁基碘化铵(BNI) 为有机催化剂, 碘单质(I₂) 与偶氮二异庚腈(ABVN) 原位生成的碘代异庚腈为引发剂, 进行甲基丙烯酸甲酯(MMA) 的溶液聚合. 以甲苯为溶剂, MMA:I₂:ABVN的摩尔比为200:1:1.7, 考察了催化剂用量对聚合的影响. 结果表明, 加入催化剂可以缩短诱导期, 当I₂:BNI摩尔比为1:1时聚合反应的诱导期最短(1.7 h); 当BNI:I₂摩尔比为0.25:1~2:1之间时, 聚合物实测分子量与理论值十分接近, 分子量分布较窄, 分子量分布指数(M_w/M_n) 多在1.2以下. 考察了在N,N'-二甲基甲酰胺(DMF)、 四氢呋喃(THF)、 苯甲醚、 苯和甲苯5种溶剂中的聚合反应, 发现在苯和甲苯中聚合可控性最佳, M_w/M_n多在1.2以下; 苯甲醚和THF中聚合速率较快, 聚合物分子量分布较苯中的略宽. 以DMF为溶剂时所得聚合物分子量分布很宽, 聚合可控性差. 核磁共振分析聚合物为碘封端结构, 碘原子封端的聚合物链所占比为91.6%.     

气体再燃低NOx燃烧中NO与NHi的反应机理研究

采用量子化学密度泛函理论(DFT)对NO与NH_i自由基的反应机理进行了研究,并结合经典过渡态理论对各反应速率常数进行了计算。结果表明,NO与NH₂自由基的反应体系可通过六个反应通道形成N₂+H₂O、N₂O+H₂和N₂H+OH。从能量变化和反应速率两方面考虑,产物N₂+H₂O最容易生成,其最佳反应通道为NO+NH₂→→N₂+H₂O;NO与NH自由基的反应体系可通过七个反应通道形成N₂+OH、N₂O+H和N₂H+O;其中,N₂+OH最容易生成,最佳反应通道为NO+NH→→N₂+OH。比较发现, NH比NH₂自由基更易与NO发生反应生成N₂。因此,在实际运行中改变操作条件,实现NH₂等向NH方向转化,有利于NO_x的还原。     

射流冷却下过氧化二叔丁基瞬时热解反应的研究

采用射流冷却和高温瞬时热解技术研究了过氧化二叔丁基(DTBP)热解产物的质量分布和飞行时间谱。DTBP解离率与热解温度的关系表明,1300K时DTBP全部解离。以Ar为载气时,DTBP热解产物CH₃COCH₃的飞行时间谱上出现双峰,而以He或N₂为载气时只出现单峰,表明在射流冷却下可能有部分CH₃COCH₃分子与Ar生成了范德华分子CH₃COCH₃·Arn·此外,还讨论了射流冷却下DTBP瞬时热解的机理。     

减黏裂化产物的长期储存稳定性

利用不同储存条件下,减黏产物运动黏度、酸值、质量损失、胶质和沥青质含量的变化,研究了委内瑞拉奥里常渣减黏产物长期储存稳定性的影响因素。结果表明,氧化缩聚、轻组分挥发和无氧缩聚作用影响减黏产物的长期储存稳定性,其中氧化缩聚作用最显著。热反应结束后,减黏产物中自由基并没有完全进行链终止反应,室温下自由基继续发生反应,减黏产物的稳定性与其中所含的自由基密切相关。不同储存条件下产物的沥青质和胶质的芳碳率均略低于减黏产物,沥青质间并没有发生缩聚,不易产生分层现象,减黏产物较稳定。