低共熔溶剂的性质与应用研究进展

随着绿色化学的兴起,绿色低污染、无污染溶剂备受关注。低共熔溶剂被认为是一种类离子液体的新型绿色溶剂,具有低饱和蒸汽压、低熔点、无毒环保、可降解及价格低等优势。综述了低共熔溶剂的组成和种类、制备方法、理化性质(如熔点、粘度、表面张力等),以及在萃取分离、生物化工、电化学等领域的应用,并总结了目前低共熔溶剂应用存在的问题,对未来研究方向进行展望。

混合溶剂对稻草亚/超临界液化行为影响初探

在1000 mL反应釜中,考察了553～573 K,6～18 MPa条件下,亚/超临界混合溶剂(乙醇-水和异丙醇-水)对稻草液化转化生物油行为的影响。结果表明,使用体积配比(有机溶剂占混合溶剂的体积比)小于50%的混合溶剂能够提高稻草的液化转化率,并且能够抑制低沸点挥发物质的产生。生物油中的氧含量随着混合溶剂中供氢溶剂(乙醇和异丙醇)体积配比的增加而降低。生物油的气相色谱/质谱联机分析(GC-MS)结果表明,混合溶剂配比对生物油成分的影响较大,稻草液化的主要产物是酯类衍生物。

植物纤维在供氢溶剂中的液化反应

用热化学液化方法可以将植物纤维原料液化成为烃、醇、酚、羧酸等多种有机物,这些有机物可做液体燃料和化工原料。使用供氢溶剂,可以起到类似于加氢反应的作用,即封闭液化生成的碎片自由基,防止碎片的重结合形成更难以分解的缩合产物。文章主要综述植物纤维的主要成分纤维素和木质素在供氢溶剂中的液化工艺以及反应的机理,以及催化剂在植物纤维液化中的作用和催化机理。

减压渣油供氢剂减黏裂化研究

The roles of such classical hydrogen-donor solvents as tetralin,decahydronaphthalene,dihydrophenanthrene and dihydroanthracene in visbreaking of vacuum residue were examined.It revealed that the effect of the hydrogen-donor solvents could be ranked as dihydrophenanthrene≈dihydroanthracene> tetralin> dihydrophenanthrene and that the appropriate amount added was around 15%.Further studies showed that the coke formation can be greatly reduced by adding hydrogen-donor solvents,consequently the hydrogen-donor approach allowed the operation of visbreaking at higher severity.The effect of hydrogen could be negligible when the hydrogen pressure was lower than 2.5MPa.

蔗渣液化中铁系催化剂作用的研究

研究了蔗渣在无催化剂和铁系催化剂作用下的液化反应。催化液化所得氢气的产量明显高于无催化液化,且催化液化残渣率有所降低,说明催化剂影响蔗渣的热裂解。在400℃下,催化液化的产油率高于无催化液化的产油率,且前者液态产物的平均相对分子质量(Mw)低于后者液态产物的Mw;而在500℃下,催化液化的产油率没有得到明显提高,但液态产物的Mw都明显增大。实验表明,不同温度下,催化剂对液态产物的Mw及气态产物的产率影响不同。铁系催化剂促进了氢从四氢化萘向蔗渣热解自由基碎片的转移。

神华煤直接液化工艺供氢溶剂研究

就中国神华集团在煤直接液化供氢溶剂沸腾床制备加工工艺技术、国产化催化剂技术、工艺条件优化技术、专利技术等方面的研究进行了阐述,并对进一步精准开发高性能供氢溶剂技术提出建设性意见。

轮古稠油与煤焦油混合原料悬浮床加氢裂化研究

采用高压釜对轮古稠油和某煤焦油的混合油进行各种类型的反应研究,考察了反应条件以及催化剂浓度、稠油与煤焦油质量比、供氢剂和蜡油循环对产物分布的影响。结果表明,在氢气和分散性催化剂存在下的悬浮床加氢裂化反应较之热裂化及临氢裂化反应有效地抑制了生焦及气体产率,增加了中间馏分油收率。较适宜的反应条件为:温度430℃、时间60min、压力7.0MPa;催化剂用量150μg/g;稠油与煤焦油质量比3∶1。从生焦指数来看,镍催化剂的催化加氢性能优于铁催化剂。添加供氢剂以及蜡油循环均可抑制进料的裂化反应和焦炭的生成,最大限度地提高反应转化率。

供氢组分对氢转移反应的影响

在催化裂化汽油中掺入供氢组分可强化氢转移反应,从而降低汽油的烯烃和硫含量,并改善产品分布。本研究考察了不同供氢组分及其掺入率、反应温度、催化剂的酸性对氢转移反应的影响。结果表明,四氢萘为合适的供氢组分,四氢萘通过降低反应活化能来强化氢转移反应;提高反应温度有利于提高四氢萘的供氢能力,但温度高于450℃后,四氢萘裂化倾向加大;催化剂的酸性对供氢组分的选择性供氢有影响,合适的酸量和酸密度有助于促进供氢组分参加的氢转移反应。

甲烷气氛下模型化合物热解的初步研究

以3％Ni／SAPO．34为催化剂，研究了二苯甲烷、二苯乙烷、苄基苯基醚在氮气或甲烷气氛下的热解反应，反应温度为380—480℃，初始压力为5～7MPa，反应时间为1～2h．结果表明，催化剂能选择性地促进模型化合物中C（芳）一C（烷）及CH2一CH2键的断裂，对脱氢反应有一定的抑制作用，并且能促进活性氢向裂解的自由基转移，使自由基加氢；甲烷气氛下模型化合物的热解效果要优于氮气气氛；温度是热解的主要影响因素；不同模型化合物热解稳定性顺序不同，二苯甲烷较难裂解，二苯乙烷次之，苄基苯基醚最易裂解．同时也探讨了十氢萘、四氢萘、萘和1-甲基萘对二苯乙烷热解的影响，发现加入供氢溶剂后转化率降低，溶剂对氢解裂化反应具有抑制作用，四氢萘的抑制作用较强，其他供氢溶剂抑制作用较弱．

神华煤直接液化示范项目的进展及发展方向

简述了神华煤直接液化技术的工艺流程、特点及技术优势,介绍了神华煤直接液化示范项目的最新发展情况、取得的主要成果,并将石脑油、汽油、柴油主要产品具备的特性与国标进行了对比。针对如何进一步提高该项目整体经济效益,提出了在稳定煤质、提高溶剂供氢性、残渣综合利用、高附加值产品开发和设备国产化等方面,今后要研究的重点和方向。

沸腾床加氢技术在煤直接液化油加氢改质中的应用

为解决煤直接液化油由于胶质、沥青质含量高且含固体杂质而较难进行加氢稳定处理的问题,采用沸腾床加氢技术对煤直接液化工艺得到的生成油进行加氢稳定处理。工业化应用结果表明:在实际原料明显较设计原料偏重的情况下,目的产品的性质仍然与设计值相符,装置的加氢效果符合设计要求;经过沸腾床加氢工艺处理后,煤直接液化重油的硫、氮含量大幅降低,胶质脱除效果明显,芳碳率从55.86%降低到38.30%,降低了17.56百分点,装置的芳烃饱和反应深度符合设计要求;催化剂国产化后,性能优于进口催化剂,且保持较高的长周期运转活性。沸腾床加氢技术能够很好地解决煤直接液化油加氢改质的难题,该技术在煤直接液化工艺中应用成功。

煤直接液化初始阶段反应特性的研究

以杨村煤为例,在490℃和2倍四氢萘溶剂的条件下,反应仅5 min煤直接液化总转化率就达到84.47%,表明煤在直接液化的过程中具有初始高反应活性的特点。在纯氢气气氛下随着初始压力从1.5 MPa增大到7 MPa,转化率从66.38%上升为83.27%,表明压力大小对煤液化转化率有较大影响。1.5 MPa下溶煤比提高到4:1以后,转化率增大到79.0%就不再增长,表明用添加过量供氢溶剂的方法弥补由于降低系统压力所带来的转化率损失不可行。

4-硝基-1,3-丁二烯基胺分子的氢键效应

在从头计算的水平上,利用杂化密度泛函理论研究了溶剂对4-硝基-1,3-丁二烯基胺分子的几何结构、分子内的电荷分布和电荷转移态的能量漂移的影响.在四种极性溶剂中,我们构造了包括氢键作用的超分子结构.分别研究了由极化连续模型模拟的溶剂和溶质分子的长程相互作用,溶剂和溶质分子的氢键作用,以及溶剂和溶质分子的整体作用对分子结构和性质的影响.研究结果表明氢键作用引起了溶质分子结构和性质的较大变化,从而将明显地影响该类分子的非线性光学性质.因此,在模拟溶剂效应时需要考虑氢键作用.

煤直接液化过程中供氢溶剂的组成分析

采用色谱质谱联用仪(GC-MS)和傅立叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR-MS)鉴定了神华煤直接液化过程中供氢溶剂的主要组成结构.GC-MS检测出100多种化合物,结果表明:供氢溶剂主要由正构烷烃和芳烃化合物组成.芳烃化合物中以氢化芳烃为主,尤其是四氢萘系列含量最高,达18.19%.FT-ICR-MS结果显示,供氢溶剂的相对分子质量小于550,表明供氢溶剂主要由复杂的小分子化合物组成.负离子ESI(电喷雾电离,electrospray ionization)FT-ICR-MS鉴定出了N1,N2,N1O1,N1O2,O1和O2等多种杂原子类型,正离子ESI FT-ICR-MS鉴定出了CH,N1,N1O1,O1和O2等杂原子类型.供氢溶剂中氢化芳烃化合物和三、四环含杂原子芳烃化合物响应最强,酚类化合物、碱性和非碱性N1类化合物相对丰度最高.

不同煤种热解反应性的简易评价

以蒽油为供氢溶剂、四氢呋喃(THF)抽提率作为评价指标,采用1L高压反应釜分别对许厂煤(XCM)、岱庄煤(DZM)、葛亭煤(GTM)和唐口煤(TKM)这四种煤进行了加氢热解试验。结果显示,在较低的氢初压(4.0MPa或6.0MPa)下,DZM的转化率相对最高,达到47.45%,且体系的压力最低,而且延长热解时间DZM的转化率增幅最大,说明DZM的热解反应性最好。煤热解物的THF抽提率可以作为煤热解性能的快速评价指标。

胜利渣油在掺兑物下热反应体系的相态分离行为

本文通过应用显微镜考察掺兑物（供氢剂、溶剂）存在下渣油热反应体系的物理相态变化的规律，证实了热反应体系的相态分离现象。新相态的形成对不同的热反应体系有共同的物理／化学过程，揭示了焦的生成对相态分离的依赖性。考察了热处理温度、热处理时间、液相掺兑物、体系的结构／组成对新相态形成特性的影响。

气相色谱-质谱法测定煤直接液化供氢溶剂中55种芳烃

煤直接液化供氢溶剂样品经固相萃取和不同溶剂洗脱而分离为饱和烃、芳烃和胶质等3种组分。将所得芳烃组分进行气相色谱分离,由于所用色谱柱为弱极性毛细管色谱柱,得到了按沸点从低到高的规律出峰的55种芳烃的总离子流色谱图。在此基础上,经NIST谱库检索与标准谱库对比,运用ASPEN PLUS中数据库进行沸点检索,并结合保留指数文献对比,最终识别了这55种芳烃并计算其在HP-5MS色谱柱上的保留指数。采用高分辨气相色谱-质谱联用仪对各化合物的结构式和相对分子质量进行测定。用面积归一化法进行定量,确定了此55种芳烃的相对含量,芳烃碳数分布主要集中在C10～C16,占已测定芳烃总量的92.20%;芳烃类型主要为环烷苯类,占46.87%,其次为二环烷苯类和苊类,分别占19.13%,10.67%。

微波作用下苄苯醚催化转移氢解反应动力学

引言 木质素是由含氧苯丙烷单元构成的一种复杂三维网状聚合物,是构成植物骨架的主要成分之一。在自然界中,木质素的储量仅次于纤维素,估计每年全世界由植物生长可产生1500亿吨木质素[1]。

白蜡枝桠材在四氢萘与苯酚混合供氢溶剂中的液化工艺

通过正交试验考察了白蜡枝桠材在四氢萘与苯酚混合供氢溶剂中液化过程的5个因素对残渣率的影响。白蜡枝桠材在供氢溶剂中的优化工艺为:反应温度为150℃、时间为2.5 h、木酚比为1∶6、催化剂H2SO4用量为6.5%、四氢萘用量为20%,在此工艺条件下,液化效率可以达到96%左右。各因素的影响次序为:时间>温度>木酚比和催化剂用量>四氢萘用量。在选择的实验参数范围内,时间、木酚比和四氢萘用量越大时,白蜡枝桠材的液化残渣率越小,即液化效率越高。