油浆高温快速裂解过程的气固相产物研究

采用高频炉快速热解装置研究油浆的高温快速热解特性,考察了热解温度、氮气流量对气固相产物的组成和产率的影响。温度是影响气相产物产率的关键因素,气相产物主要为甲烷、氢气和乙烯,升高温度可提高甲烷和氢气的产率,而乙烯产率受高温下二次反应的影响在800℃到达最大值后逐渐降低,乙烷、丙烯产率较小且受二次反应的影响在700℃到达最大值后逐渐降低,温度高于800℃时会有少量乙炔生成且升温可提高乙炔产率。增加氮气流量可降低甲烷、氢气分压,缩短乙烯、丙烯等在高温区的停留时间,从而增加气相产物的产率。积炭产率随热解温度升高迅速增加,氮气流量的增加能够削弱二次反应从而降低积炭产率。     

五氧化二磷做脱水剂制备丙烯

考察了以五氧化二磷做脱水剂制备丙烯的方法。该方法是将一定量的脱水剂及无水异丙醇迅速加入干燥的蒸馏烧瓶中,加热并用排水法收集丙烯气体。实验结果表明,该反应的最佳温度是150℃,异丙醇与五氧化二磷最佳物质的量之比为1：1.25,此时丙烯的产率最高可达37.1%。该反应具有反应速度快、反应温度较低、污染小等优点。     

SAPO-34催化剂上反应条件对乙烯转化制丙烯的影响

系统研究了反应条件对SAPO-34上乙烯转化制丙烯的影响.结果表明,提高空速或加大He/C2H4稀释比有利于抑制丙烯二次反应的发生,提高丙烯的选择性.升高温度导致乙烯转化率下降,甲烷和乙烷的选择性增加;在相同转化率下,丙烯选择性随温度上升而下降.乙烯在SAPO-34上的转化反应表现出明显的诱导期,且反应条件对诱导期的长短有较大影响.     

乙烯在ZSM-5催化剂上低聚反应规律的研究

在固定床微反装置上,采用ZSM-5分子筛催化剂,考察了不同条件下乙烯的低聚反应。结果表明,适宜的条件可以抑制副反应,提高产物中丙烯与丁烯的选择性。随反应时间的延长,催化剂因积炭而失活,乙烯转化率由初始的96.2%降至6h后的41.1%,丙烯和丁烯选择性增加。提高乙烯空速可有效抑制氢转移反应从而提高烯烃选择性,根据不同转化率对应的产物分布,得到了ZSM 5催化剂上乙烯低聚的反应路径。乙烯转化率随反应温度的升高先增加后降低,500℃时达到最大值为88.0%,主要产物LPG组分中烷烃居多。提高反应压力有利于低聚反应进行,可以显著提高乙烯转化率,但不利于生成丙烯和丁烯。     

Catalytic reactions of C4 hydrocarbons on the fluid catalytic cracking catalyst

利用小型固定流化床实验装置,对C4烃类在催化裂化催化剂上催化转化反应规律进行了实验研究,考察了不同反应温度及空速对C4烃类催化转化反应的产物分布和组成的影响。实验结果表明,催化裂化催化剂对C4烃类具有一定芳构化和裂化性能,在适宜的反应条件下,可增产芳烃和丙烯;在C4烃类催化转化过程中,丁烯是主要的反应物,而丁烷几乎不反应;低反应温度有利于增产芳烃,高反应温度有利于增产丙烯。较低的空速对增产芳烃和丙烯都有利。根据双分子反应机理和反应结果,建立了C4烃类在催化裂化催化剂上催化转化过程的反应网络。对C4烃类催化转化历程分析表明,中间产物碳五和碳六烯烃较弱的二次裂化性能是C4烃类在催化裂化催化剂上催化转化过程中乙烯和丙烯产率较低的主要原因。     

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。     

SAPO-34分子筛中甲基萘催化甲醇制烯烃反应的第一性原理研究

用周期性密度泛函理论方法(PBC-DFT)研究了SAPO-34分子筛中甲基萘催化甲醇制烯烃(MTO)反应的侧链烃池机理. 在侧链烃池机理中, 甲基化用于烷基侧链的增长, 通过间接质子转移消除烷基侧链得到乙烯丙烯产物. 计算结果表明在不考虑旋转限制的情况下二甲基萘的MTO催化活性高于多甲基苯, 催化生成丙烯的选择性比生成乙烯的高. 生成乙烯的控速步骤是乙基侧链的消除, 而生成丙烯的控速步骤是具有环外双键中间体的甲基化. 但是SAPO-34分子筛对反应中间体的旋转限制作用可能降低多甲基萘的MTO催化活性.     

担载型过渡金属催化剂上甲烷和乙烯的同系化反应

利用程序升温脉冲反应技术较系统地考察了担载型过渡金属催化剂上甲烷与乙烯同系聚合制丙烯和丙烷的反应，通过分步反应，即首先进行甲烷分解，然后引入了乙烯与甲烷分解产生的表面碳物种反应，可以克服甲烷与乙烯同系聚合物反应的动力学限制，使该反应能在较为温和的条件下进行，还系统地探讨了影响该反应的各种因素，结果表明，Ｐｔ，Ｃｏ催化剂表现出较为优越的催化性能。     

氧化锶催化性质：Ⅱ.SrO,MgO上异丙醇的分解反应

ＳｒＯ，ＭｓＯ对异丙醇的分解反应有各自的作用形式，因而产物分布也有明显差别．ＭｇＯ上异丙醇分解，在较低温度时，主要产物为丙酮和丙烯；随温度升高，生成丙烯的量增加，而丙酮的量减少，直至消失，在ＳｒＯ上，异丙醇在较高温度时反应，产物几乎为丙酮，丙烯的生成量极少。认为：产物中丙烯来源于异丙醇在催化剂表面强酸中心上的脱水；丙酮在ＭｇＯ上来源于强碱中心和酸中心协同作用异丙醇的脱氢，而在ＳｒＯ上则是ＳｒＯ表面极强的碱中心作用异丙醇而脱氢制得。     

乙烯齐聚制α-烯烃反应体系的热力学研究

利用Benson基团贡献法计算了乙烯齐聚制α-烯烃反应各物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔熵和摩尔定压热容,在298～700 K温度范围内对乙烯齐聚制α-烯烃反应体系的反应热、吉布斯自由能以及反应平衡常数进行了详尽的计算,分析了不同反应步骤的热力学平衡与限度,对不同反应发生的热力学可能性与顺序进行了判断,考察了反应温度和压力对乙烯齐聚制α-烯烃反应化学平衡的影响,确定了乙烯齐聚制α-烯烃反应体系适宜的工艺条件.结果表明:乙烯齐聚制α-烯烃反应为放热反应;从热力学上看,温度低于546 K时,乙烯齐聚生成直链α-烯烃反应为自发过程,且比α-烯烃异构化和烯烃歧化反应更容易进行;低温、高压有利于乙烯齐聚制α-烯烃反应的进行;乙烯齐聚制α-烯烃反应体系适宜的工艺条件为温度323～473 K,压力5～20 MPa,且在SHOP法的工艺条件下(温度363 K,压力10.3 MPa),乙烯齐聚生成直链α-烯烃反应的热力学平衡转化率接近于100%.     

MINDO/3研究胞嘧啶异构体间异构化反应——Ⅱ. N1-氢-4-氨基-2-羰基胞嘧啶与4-氨基-2-羟基胞嘧啶异构化反应

本文报导用半经验方法研究N_1-氢-4-氨基-2-羰基胞嘧啶与4-氨基-2-羟基胞嘧啶异构化反应。MINDO/3能量梯度法优化孤立体系的全部自由度, 计算得ΔE=36.79 kJ mol~(-1),内酰胺型比醇式内酰胺型稳定。限定分子体系在同一平面内, 用MINDO/3中的Powell法优化过渡态的几何构型, 计算得正反应活化势垒为204.08 kJ mol~(-1), 逆反应活化势垒为167.30 kJ mol~(-1)。从IRC途径分析了该异构化反应的物理实质。     

甲烷在Ni表面及La薄膜上激活解离化学吸附

利用分子束技术改变甲烷的平动能E_k来研究E_k及其法向分量E_n对甲烷在Ni表面及La薄膜上激活解离吸附的影响。对CH_4/Ni及CH_4/La系统, 当甲烷的平动能E_k分别低于58.5 kJ·mol~(-1)及52.3 kJ·mol~(-1)时, 没观察到甲烷的解离吸附。当甲烷的平动能超过此阈值时, 即对CH_4/Ni系统, 当Ek=58.5增至63.8 kJ·mol~(-1)时, 初始沾着几率s_0由0至0.54线性增加; 对CH_4/La系统, 当E_k=52.3增至63.8 kJ·mol~(-1)时, S_0由0至0.49线性增加。这些结果表明, 两个系统的化学吸附是不经过前趋态的直接化学吸附。最后求出CH_4/Ni, CH_4/La系统的表观活化能分别为46.8 kJ·mol~(-1)和38.1 kJ·mol~(-1)。     

CF2HCI在金属钨表面上的反应动力学

The unimolecular reaction of CF_2HCl on W filament has been studied. This reaction shows zero order at rather high pressure. The temperature threshold is about 440 ℃. The apparent activation energy of this reaction is 119.7 kJ mol~(-1) which is about a half of the activation energy for homogeneous unimolecular reaction of CF_2HCl, 233.5 kJ mol~(-1).     

MINDO/3研究胞嘧啶异构体间异构化反应——Ⅰ. N1-氢-4-氨基-2-羰基胞嘧啶与4-亚氨基-2-羰基胞嘧啶异构反应

本文报导用半经验方法研究N_1-氢-4-氨基-2-羰基胞嘧啶与4-亚氨基-2-羰基胞嘧啶异构化反应。用MINDO/3能量梯度法优化了孤立体系的全部自由度, 计算结果表明氨型比亚氨型稳定, △E=33.85 kJ mol~(-1); 限定分子体系在同一平面, 用Powell法优化过渡态几何构型, 计算所得正反应活化势垒为168.87 kJ mol~(-1), 逆反应活化势垒为135.02 kJ mol~(-1)。从IRC途径分析了该异构化反应的物理实质。     

咪唑与单线态氧(1O2)1,2-环加成反应的理论研究

采用较新的半经验分子轨道方法Austin Model 1(简称AM1方法), 辅以Berny梯度优化方法, 对单线态氧(~1O_2)与咪唑的1,2-环加成反应,进行了理论研究。计算获得实验尚未检测到的4,5-二氧环丁烷(4,5-dioxetane)的结构, 并在反应势能面上找到单重态双自由基中间体及通过该中间体的两步反应的过渡态。通过对过渡态的结构特征、虚振动方向以及对反应过程的电荷分布情况、轨道相互作用等的分析, 说明该反应是经由单重态双自由基中间体的分步反应。两步反应的活化势垒分别为39.2 kJ·mol~(-1)和150.5 kJ·mol~(-1)。     

星际媒介H2NCH2CN与H2O反应中的H2O分子偶合质子转移机理和氢隧道效应

H2NCH2CN+H2O→H2NCH2C(OH)NH是一个重要的反应, 涉及到星际媒介中甘氨酸的形成, 与早期地球上的氨基酸起源有关. 如果没有考虑氢隧道效应, 在MP2/6-311+G(d,p)级别上计算反应能垒是254.7 kJ·mol-1, 在星际媒介中该气相反应很难进行. 在星际媒介冰颗粒表面上, 水分子催化反应增强了该化学反应的活性. H2NCH2CN与(H2O)3反应中的两个水分子作为催化剂降低活化能77.5 kJ·mol-1和活化自由能70.9 kJ·mol-1, 并且通过氢键桥协同传递质子. 量子氢隧道对于该反应进行至关紧要,采用小弯曲隧道(SCT)近似和正则变分过渡态理论(CVT)方法研究. 温度50 K时, 速率常数kSCT/CVT为1.86×10-23 cm3·molecule-1·s-1, 表明在星际媒介中通过质子隧道机理该反应容易进行. 研究结果与地球上的氨基酸起源于地球本身物质的观点相一致.     

硫酸氢铵分解动力学及其分解机理的研究

为了筛选适合的化学贮能系统,Wentworth等人曾提出了十项筛选标准。照此标准衡量,硫酸氢铵的分解-合成反应是一个十分理想的贮能系统: NH_4HSO_4(l)?NH_3(g)+H_2(g)+SO_3(g)Prengle也曾就此反应应用于太阳能电站贮能系统的可行性作过理论上的探讨.但是,有关该反应的基础研究进行的还很不够,特别有关分解动力学和分解机理的研究文献尚未见报导。本文用等温热重法和程序升温热重法对硫酸氢铵的热分解动力学进行了研究,并确定了分解机理,为贮能系统的实际应用提供了基础数据。     

气液色谱法研究Ni[(C8H17)O)2PS2]2与脂肪胺加合反应的热力学性质

The equilibium constants of acid-base interaction between Mi(Octyl_dtp)_2 and alkylamine were determined by GLC method at several temperatures. Thermodynamic parameters △H and △S were evaluted as follows:ethylamine: △H=-11.5kJ mol~(-1) △S=-22.7J K~(-1) mol~(-1)diethylamine: △H=-18.1kJ mol~(-1) △S=-42.1J K~(-1) mol~(-1)The variations of logK versus temperature fit following equations:ethylamine: lgK=-1.19+598.9/Tdiethylamine: lgK=-2.20+945.6/T     

卟啉化合物的热化学研究——Ⅵ. 四苯基卟啉化合物的标准燃烧能和生成焓

用中国计量科学院提供的量热基准苯甲酸标定了本实验室建立的精密静弹燃烧热量计,测定了四邻甲氧基苯基卟啉(T_(o—OCH_3)PP)和四对二甲氨基苯基卟啉(T_(p—N(CH_3)_2)PP)的标准燃烧能,并计算出标准生成焓。实验仪器等温环境潜水式静弹燃烧热量计,量热环境主要包括恒温水槽和量热筒外套两部分,水槽中的两个泵式搅拌器能使水槽中的水充分搅动。量热体系包括量热筒、筒内定量的水、氧弹、内加热器、内搅拌器、热敏电阻测温探头以及一支辅助检测温度计。量热     

OH+C2H2与OH+C2H4加成反应的热力学和动力学

OH基与乙炔(乙烯)的反应是控制大气中OH基浓度的重要化学反应。对反应OH+C_2H_2,1975年Davis等用FP-RF技术测定了反应的速率常数。1977年,Perry又用同样方法对该反应作出了研究;结果表明,此反应的速率常数强烈地依赖于压力,与Davis等人的实验结果不符。对反应OH+C_2H_4,Atkinson等人的实验研究表明,压力在30.0kPa以下,反应的速率常数随压力而改变;而在30.0—88.4 kPa之间,与压力无关.这与前人的结果不同。两个反应的产物也因温度不同而异.此外,上述反应一般是在近101kPa下发生的,而实验结果大多是在低压下获得的。且目前尚无直接的理论计算结果。为此,我们在从头算水平上用统计热力学方法,对反应