沥青—重油共炭化反应机理的研究 Ⅱ.共炭化反应前后重油的结构…

催化裂化轻柴油重组分－三线芳烃和中温煤焦油沥青进行共炭化反应，改善了沥青的炭化性能。研究了共炭化反应前后三线芳烃的结构变化，结果表明：在共炭化过程中三线芳烃发生烷基取代基的Ｃ２～Ｃ３位键断裂，体系形成的烷基侧链和氢自由基转移至煤焦油沥青分子中，使沥青中烷基侧链含量增加，并产生一些环烷结构。共炭化作用的机理主要为共炭化剂的短烷基侧链转移和在热解及聚合时生成氢自由基的氢转移作用。     

沥青－重油共炭化反应机理的研究Ⅰ．原料沥青和共炭化沥青的结构

使用一种工业重质油和中温煤焦油沥青进行共炭化反应，改善了煤沥青的炭化性质。利用核磁共振（ＮＭＲ）手段详细研究了共炭化反应前后沥青ＴＳ（甲苯可溶）组分的结构变化，发现共炭化反应使沥青中的环烷及链烷烃含量增加，烷烃结构尤其是环烷结构的丰富是导致沥青改性的主要原因。     

沥青—重油共炭化反应机理的研究 Ⅰ.原料沥青和共炭化沥青的结构

使用一种工业重质油和中温煤焦油沥青进行共炭化反应，改善了煤历青的炭化性质。利用核磁共振（ＮＭＲ）手段详细研究了共炭化反应前后沥青ＴＳ（甲苯可溶）组分的结构变化，发现共炭化反应使沥青中的环烷及链烷烃含量增加，烷烃结构尤其是环烷结构的丰富是导致沥青改性的主要原因。     

煤焦油沥青不同改性产物炭化性质的比较研究

比较研究了几种改性煤焦油沥青的炭化性质，并从原料结构上给出了解释。结果表明：在同一热处理条件下形成的各种中间相沥青的光学显微结构区域的大小顺序为：Ｓ－ＬＤＯＨＦ－ＭＣＴＰ＞Ｓ－ＭＣＴＰ＞ＭＣＴＰ－ＰＳ＞ＭＣＴＰ共炭化沥青分子中含有较多的短烷基侧链和环烷结构，炭化时能形成可溶性较好的广域型中间相体；超临界抽提能调整沥青的族组成和分子量分布，使分子更易于均匀聚合和取向，超临界抽提沥青的炭化性能优于抽提     

大庆澄清油芳烃组份在液相炭化过程中的结构转变

用核磁共振氢谱和红外光潜跟踪了大庆澄清油芳烃组份在液相炭化早期阶段的结构转变。结果表明,多环芳烃分子在热解初期首先脱去环烷上的氢转成芳环,同时发生烷基侧链C_α—C_β键的断裂,形成HS(正己烷可溶)组份。HS组份进一步反应,经烷基链C_α—C_β键断裂而诱发芳核缩合反应,生成更大的芳核分子,并随反应的深入进行,依次生成TS(正己烷不溶甲苯可溶)、PS(甲苯不溶吡啶可溶)及PI(吡啶不溶)等组份。在HS组份部分地转为TS、PS、PI的同时,自身也进一步发生烷基链的断裂。从而在反应中后期形成的TS、PS、PI也表现出烷基侧链的减少。与此同时,PI在生成和积累过程中,发生了脱氢缩合而成更多环数的中间相组份分子,这可从红外光谱1600cm~(-1)峰强逐渐下降证明。     

煤焦油重组分沥青质性质分析及对加氢裂化生焦影响的推测

从中/低温煤焦油中切取重组分,提取了重组分C7-沥青质,并以此重组分为原料进行了高压釜加氢实验,通过1H-NMR、XRD、FT-IR、SEM、元素分析和相对分子量测定等手段对重组分沥青质结构参数、官能团、表观形态等方面进行了分析,并将其与加氢过程中生焦情况进行了关联。结果表明,C7-沥青质基本结构单元以稠环芳烃为中心,周围分布少而短的侧链,侧链以小于3个碳的短直链正构烷基为主,相对分子量小,芳香片层没有堆积结构。O是该沥青质中氢键主要来源,大多分布在环氧烷烃和醚类结构中,外围的O数量低,分子间氢键更难形成,结构单元之间缔合性弱,沉积聚合慢而均匀。沥青质中短侧链不易断裂,在反应过程中产生的稠环芳烃自由基少,缩合能力小,使该馏分油生焦能力低,具有较高的加氢潜质。     

氮氧自由基——Ⅶ.双多氟和全氟烷基氮氧自由基与烷烃攫氢反应的顺磁共振研

本文报道将先前合成的双多氟和全氟烷基氮氧自由基1与多氟和合氟亚硝基烷烃2混合溶液的技术应用于烷烃、芳烃3自由基攫氢反应的研究，氮氧自由基1由烷烃，芳烃迅速攫氢转变为羟胺，生成的烷基自由基中间体立即被2截捕得到稳定的自旋加合物4和5.由自施加合物ESR参数，可以确定自由基结构并由引来研究攫氢反应机理，本文也提供了一个产生大量含氟烷基氮氧自由基并研究其结构的有效而简单的方法。     

分子氢和二硫化铁对1，3─二苯丙烷分解的促进作用

以１，３─二苯丙烷（ＤＰＰ）作为煤相关模型化合物，考察了在４００℃下分子氢和催化剂对ＤＰＰ分解反应的作用。ＤＰＰ的分解反应主要经Ｃ＿烷─Ｃ＿烷键的断裂进行，由ＤＰＰ的分解产生的苄基自由基（ＰｈＣＨ＿２）等活性自由基显著促进ＤＰＰ中Ｃ＿烷─Ｃ＿烷键的断裂。分子氢与ＰｈＣＨ＿反应，产生可夺取ＤＰＰ中ａ－亚甲基上的氢或附加在ＤＰＰ中苯环的ｉｐｓｏ位上游离氢原子；分子氢还可以还原作为ＤＰＰ分解产物的苯乙烯，从而防止其与ＰｈＣＨ＿２反应。由于这些作用，分子氢促进ＤＰＰ的分解反应。在加压氢气存在下添加二硫化铁进一步加速ＤＰＰ分解反应的进行，而添加超细铁粉抑制ＤＰＰ的分解反应。     

氮氧自由基——Ⅶ.双多氟和全氟烷基氮氧自由基与烷烃攫氢反应的顺磁共振研究

本文报道将先前合成的双多氟和全氟烷基氮氧自由基1与多氟和全氟亚硝基烷烃2混合溶液的技术应用于烷烃、芳烃3自由基攫氢反应的研究。氮氧自由基1由烷烃,芳烃迅速攫氢转变为羟胺,生成的烷基自由基中间体立即被2截捕得到稳定的自旋加合物4和5。由自旋加合物ESR参数,可以确定自由基结构并由此来研究攫氢反应机理。本文也提供了一个产生大量含氟烷基氮氧自由基并研究其结构的有效而简单的方法。     

石油沥青质的NMR测定及其模型分子推测

从6种不同原油中分离提取了正己烷不溶的沥青质，测定了沥青质的1H NMR(Nuclear Magnetic Resonance)和13C NMR谱，从不同类型氢和碳原子的质量分数计算得到了一系列平均结构参数，结合相对分子质量测定和元素分析，给出了沥青质基本结构单元的平均分子式，推测了模型分子的结构。结果表明，沥青质的基本结构单元可以用稠环芳烃连接环烷烃和烷基侧链并含氧、氮和硫等杂原子的单元表示，结构单元之间形成缔合体，缔合数为4～6。     

氮氧自由基 VII: 双多氟和全氟烷基氮氧自由基与烷烃攫氢反应的顺磁共振研究

本文报道将先前合成的双多氟和全氟烷基氮氧自由基1与多氟和全氟亚硝基烷烃2混合溶液的技术应用于烷 烃、芳烃3自由基攫氢反应的研究, 氮氧自由基1由烷烃, 芳烃迅速攫氢转变为羟胺, 生成的烷基自由基中间体立即被2截捕得到稳定的自旋加合物4和5, 由自旋加合物ESR参数, 可以确定自由基结构并由此来研究攫氢反应机理, 本文也提供了一个产生大量含氟烷基氮氧自由基并研究其结构的有效而简单的方法。     

分子氢和二硫化铁对1,3—二苯丙烷分解的促进作用

以１，３－二苯丙烷（ＤＰＰ）作为煤相关模型化合物，考察了在４００℃下分子氢和催化剂对ＤＰＰ分解反应的作用。ＤＤＰ的分解反应主要经Ｃ烷＿Ｃ烷键的断裂进行，由ＤＰＰ的分解产生的苄基自由基（ＰｈＣＨ２）等活性自由基显著促进ＤＰＰ中Ｃ烷＿Ｃ烷键的断裂。分子氢与ＰｈＣＨ２反应，产生可夺取ＤＰＰ中ａ－亚甲基上的氢或附加在ＤＰＰ中苯环的ｉｐｓｏ位上游离氢原子；分子氢还可以还原作为ＤＰＰ分解产物的苯乙烯，从而防止     

甲苯常压催化氧化制苯甲酸及其它芳烃的氧化反应的研究

以２５％甲苯无水乙酸作反应液，钴、锰和铵的混合盐作催化剂，乙腈作促进剂，纯氧为氧化剂，在１１０℃±２℃下，常压反应１５ｈ，苯甲酸收率达８５％。用该催化剂体系氧化其它芳烃时，亦可获得类似结果。若芳烃侧链烷基Ｒ＝Ｃ１～Ｃ６时，首先起反应的是与苯环相邻的碳原子，伯碳由醛变为酸；仲碳由酮升温后断链变酸；叔碳或烯键则直接断键变为酸。     

聚苯乙烯热降解机理的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP/6-311G（d）方法,对聚苯乙烯（PS）热降解反应机理进行了研究。PS热降解的主要产物是苯乙烯,其次是甲苯、α-甲基苯乙烯、乙苯和二聚体等芳烃化合物。PS热降解反应主要包括主链C-C键均裂、β-断裂、氢转移和自由基终止等反应。针对以上各类反应进行了路径设计和理论计算分析,对参与反应的分子的几何结构进行了优化和频率计算,获得了各热降解路径的标准动力学和热力学参数。计算结果表明,苯乙烯主要由自由基的链端β-断裂反应形成;二聚体主要由分子内1,3氢转移的反应形成;α-甲基苯乙烯由分子内的1,2氢转移后进行β-断裂形成;甲苯由苯甲基自由基夺取主链上的氢原子形成;乙苯由苯乙基自由基夺取氢原子形成。动力学分析表明,苯乙烯形成所需要的能垒低于其他产物形成所需要的能垒,故苯乙烯为主要的热降解产物;这与相关实验结果基本一致。     

五彩湾煤镜质组与惰质组在热解中的相互作用

以五彩湾煤镜质组、惰质组为研究对象,建立两种不同的体系,镜质组与惰质组无相互作用体系(A)和相互作用体系(B)。利用热重技术(TG)和傅里叶变换红外技术(FT-IR),将两体系的热解固体产物进行红外分析。结果表明,在300~450℃,体系B的脂肪氢含量高于体系A,表明镜质组与惰质组之间发生了烷基自由基转移反应,芳氢的含量也是体系B多于体系A,这说明镜质组与惰质组之间同时发生了芳构化作用,随温度升高,镜质组生成少量氢自由基与惰质组发生侧链取代反应;在500~700℃,体系B的脂肪氢含量和芳氢含量均低于体系A,表明此时镜质组与惰质组之间发生缩聚反应及缩合反应;750~800℃时,脂肪氢和芳香氢含量均为体系B大于体系A,说明体系B中,镜质组产生较多的氢自由基与惰质组大分子芳香结构发生氢化反应,同时与惰质组发生侧链取代反应;850~900℃时,镜质组与惰质组之间进一步发生多环芳香缩合反应。     

烟煤和低温煤焦油共处理反应及机理的研究

兖州烟煤和低温煤焦油在４３０℃，初始氢压为７．０ＭＰａ条件下进行共处理反应。通过对煤的苯和四氢呋喃（ＴＨＦ）抽提物以及共处理产物的核磁共振测定，结合煤的红外光谱分析，探讨了兖州烟煤和低温煤焦油共处理过程中发生的化学反应及反应机理。     

烯烃在HZSM-5分子筛上原位芳构化反应的研究

烯烃在ZSM-5分子筛上转化成芳烃的反应是一个非常复杂的反应,既包括聚合裂解反应,又包括氢转移、脱氢环化反应,同时也包括烷基转移和脱烷基等反应,对于这一复杂反应的机理研究较少.Vedrine等人[1]认为烯烃首先在酸性位上通过氢转移生成戊二烯正碳离子,接着环化以及扩环反应生成     

(甲基)丙烯酸氟烷基酯的“活性”/可控聚合

带氟烷基侧链的(甲基)丙烯酸氟烷基酯聚合物是一类具有独特表面性能和光学特性的氟聚合物,传统的自由基共聚合由于无法调节聚合物的微细结构和氟原子的分布,限制了该类聚合物在更广领域的应用.活性聚合为聚合物分子设计和合成提供了一个有效方法,利用活性聚合方法可以获得预期结构和性能的含氟嵌段聚合物材料.由于引入了氟烷基侧链,(甲基)丙烯酸氟烷基酯的活性聚合又有其特殊性,本文针对它的活性阴离子聚合、基因转移聚合、活性自由基聚合等方面作一综述.     

水热炭化生物质与煤共热解和共气化特性研究

煤和生物质共热化学转化有助于当前化石能源系统的低碳化发展。本研究以烟煤和木质生物质为原料,研究煤和生物质共热解和共气化特性,并考察了不同水热炭化温度和生物质掺混比的影响。利用热重分析仪和在线质谱分析共热解和共气化的协同作用和氢气释放特性。采用Model-fitting方法,单独分析热解和气化阶段的整体反应动力学。结果表明,煤和生物质共气化阶段的协同作用显著强于共热解阶段。生物质比例越高,共气化协同作用越明显,水热炭化会削弱共气化的协同作用。共热解过程,H₂的产生受抑制。共气化过程可采用一级模型描述,而共热解过程需遵循n级反应模型。未处理的或轻度水热炭化的生物质与煤的混合物,共热解整体活化能和反应级数大于加权平均值,而其共气化的活化能变化趋势相反。重度水热炭化生物质与煤的混合物,共热解和共气化的活化能均接近加权平均值。     

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。