低温煤焦油分子结构和组成对中间相沥青结构的影响

以低温煤焦油(LCT)为原料,通过糠醛萃取得到不同分子结构和组分分布的萃取油;通过液相炭化工艺,考察了不同炭化温度和炭化时间制备的中间相沥青的碳质结构演化规律。结果表明：萃取温度和剂/油比的提高增加了萃取油中的芳烃含量和烷基侧链长度,并对三环芳烃和四环芳烃起到了一定程度的富集作用。烷基侧链长度的增加在热缩聚过程中提供了更多的烷基自由基和活性位点,三环芳烃和四环芳烃相对含量的提高更有利于各向异性广域型中间相结构的形成。     

油页岩干酪根热解产物特性研究

采用裂解色谱（PY-GC-MS）、电子顺磁共振波谱（EPR）和红外光谱（FTIR）等技术手段，分析了Estonia油页岩中干酪根及其热解产物的结构特性，研究了不同温度下中间产物与最终产物的关联性。结果显示：油页岩热解符合干酪根热解为中间产物热沥青，热沥青再热解为页岩油、干馏气和半焦等产物反应路径，中间产物热沥青的生成趋势反映了终产物的生成速率变化；H₂、CH₄和C₂~C₅组分主要来自热沥青中脂肪烃的芳构化、芳香族化合物烷基侧链的断裂及含氧化合物的缩聚等，干酪根热解产生的烷烃和烯烃类化合物是产油气的主要组分。干酪根和页岩油的自由基自旋浓度明显低于热沥青和半焦；半焦g值最大，干酪根次之，热沥青和页岩油的g值偏低。     

大港常压渣油超临界萃取馏分制备中间相沥青的研究

采用超临界技术萃取分离大港常压渣油，可有效的脱除一些喹啉不溶物和固体杂质，且获得相对分子质量分布窄，反应性均一的组分，该组分经加压缩聚，不仅提高炭化收率，还可进一步改善性能，为制备高性能炭材料提供有效的途径，通过元素分析，族组成分析和核磁共振等手段对原料的组成，结构进行了表征，并借助于热台偏光显微镜技术考察了所间相沥青液相炭化过程中的中间相转化行为，结果表明，体系中合理的脂肪侧链及环烷烃含量和相对分子质量分布是保证中间相良好发展的必要条件。     

钌离子催化氧化法研究沥青质经加氢处理后的变化

 利用钌离子催化氧化方法研究了渣油中沥青质的化学结构，定量测定了与沥青质芳香核相连的烷基侧链和烷基桥链的分布，推断了沥青质中芳香环系的缩合形式，讨论了沥青质组分在加氢处理过程中的结构变化规律。结果表明，渣油组分中都存在C1～C27的烷基侧链，并且主要是正构烷基侧链，也存在与两个芳香核相连接的C2～C16烷基桥链，它们的浓度随链长增加而下降。沥青质的氧化产物中检测出从邻苯二甲酸到苯六甲酸的一系列苯多甲酸。沥青质芳香核结构中存在着渺位缩合、迫位缩合和联苯结构，其中联苯结构较少。沥青质可以看作纯粹的迫位缩合。随着加氢处理深度的增加，沥青质组分的化学结构发生变化，芳香结构较大的芳香核在沥青质中富集，使得沥青质组分中的芳香结构逐渐增多，芳香核缩合程度逐渐增加。     

萘系化合物对FCC油浆富含芳烃馏分油制备的针状焦组成和结构的影响

以石蜡基催化裂化油浆的富含芳烃馏分油为原料,添加不同萘系单体化合物（萘、1-甲基萘、四氢萘、十氢萘）,通过两段焦化法制备针状焦。采用元素分析、傅里叶变换红外光谱、族组成分析等方法考察了萘系单体化合物对针状焦组成和结构的影响。结果表明,尽管在体系中添加的是小分子芳烃物种,随着萘系化合物含量的不断增加,对于碳质中间相的形成有着一定的促进作用;带有烷基侧链的芳烃通过自由基反应和氢转移反应可以提高体系的炭化活性,能够有效增加产物的缩合度;同时,具有环烷结构的芳烃也可通过开环反应和氢转移反应改变体系的流变性,降低体系黏度,从而降低产物缩合度。     

中间相沥青显微结构的研究

用热台偏光显微镜（ＨＳＭＯ）对乙烯渣油中间相沥青（ＥＴＭＰ）和澄清油中间相沥青（ＤＯＭＰ）的显微结构进行了静态观察，对ＥＴＭＰ和ＤＯＭＰ经四氢喹啉（ＴＨＱ），加氢改性后氢化沥青热动态中形成的显微结构及其变化进行了研究；用Ｘ－光衍射（ＸＲＤ）技术研究了中间相沥青，氢化改性中间相沥青的晶格参数及变化；通过显微结构的研究，对制备高性能碳纤维的原料－中间相沥青作了初步的评价。     

钌离子催化氧化法研究胜利减压渣油组分的化学结构

利用对芳香碳有高选择性转化能力的钌离子催化氧化法研究了胜利减压渣油中芳香分、胶质和庚烷沥青质３种组分的化学结构。定量测定了与芳香核相连的正构烷基侧链和连接两个芳香核的正构烷基桥的分布。结果表明，该渣油的３种组分都含有Ｃ１～Ｃ３３的正构烷基侧链和Ｃ２～Ｃ２２的正构烷基桥。正构烷基侧链的摩尔浓度随其碳数的增加而下降。相对来说，沥青质含有较多的＜Ｃ１０的侧链而＞Ｃ１６的侧链较少。正构烷基桥的浓度按沥青质、胶质、芳香分顺序下降。在３种组分的水相氧化产物中都检测出从邻苯二甲酸到苯六甲酸的一系列苯多甲酸，表明胜利减压渣油中的芳香分、胶质和沥青质都含有缩合程度较高的芳香环系结构。对不同结构苯多甲酸的定量分析表明，沥青质以迫位缩合芳香环系结构为主，芳香分以渺位缩合芳香环系结构为主，胶质介于两者之间。     

从石油溶液到碳质中间相Ⅲ.抑制生／结焦的物理化学

在石油热转化过程，沥青质经由第二液相和碳质中间相转化为焦。缩聚沥青质构成物理第二液相，新生沥青质构成化学第二液相。维持活性氢的可得性，保持体系的芳香性储备，阻止碳质中间相的副并或第二液相的的聚集是抑制石油热转化体系中生／结焦的重要物理化学方法。     

钌离子催化氧化法研究胜利减压渣组分的化学结构

利用对芳香碳有高选择性转化能力的钌离子催化氧化法研究了胜利减压渣油中芳香分、胶持和沥青质３种组分的化学结构。定量测定了与芳香核相连的正构烷基侧链和连接两个芳香核的正构基桥的分布。结果表明，该渣油的３种组分都含有Ｃ１－Ｃ３３的正构烷基侧链和Ｃ２－Ｃ２２的正构烷基桥。正构烷基侧链的摩尔浓度随其碳数的增加而下降。相对来说，沥青质含有较多的〈Ｃ１０的侧链而〉Ｃ１６的侧链较少。正构烷基桥的浓度按沥青质、胶质     

高分子改性对中间相沥青微观结构及炭纤维力学性能的影响

以富芳烃重馏分油（FCCDO）和聚乙二醇（PEG）为原料,在一定条件下进行共炭化反应得到可纺中间相沥青并制备力学性能优异的碳纤维。借助元素分析、X射线衍射、氢核磁共振等表征手段深入分析PEG添加量对中间相沥青结构组成及碳纤维性能的影响规律,并对共炭化机理进行推测。结果表明,随着PEG添加量增加,所得中间相沥青的软化点降低,收率增加,分子中烷烃结构数量明显增多,同时产物沥青的光学组织由中间相充分发展的广域流线型转化为小域流线型,最后转化为两相（中间相和各向同性相）共存的混合沥青。碳纤维的力学性能随着PEG添加量的增多而呈现先增大后减小的趋势。PEG添加量（w）为5%时可制备出直径为11.4 μm、拉伸强度最高可达2.4 GPa的碳纤维。     

烷基苯催化裂化生成苯的规律

以甲苯、乙苯、正丙基苯、正丁基苯、正戊基苯和正己基苯为模型化合物,在小型固定流化床反应器装置上进行催化裂化反应,研究6种不同侧链长度烷基苯在不同反应温度及不同分子筛（USY和REY）催化剂作用下生成苯的规律。结果表明：在催化裂化条件下,烷基苯转化生成苯的产率与烷基侧链的碳数密切相关;短侧链烷基苯主要通过烷基转移反应生成苯,长侧链烷基苯主要通过脱烷基反应生成苯;侧链碳数大于等于3时,裂化产物选择性增高,苯选择性降低;低温有利于抑制烷基苯裂化生成苯;高酸密度分子筛催化剂有利于降低长侧链烷基苯脱烷基生成苯的选择性,低酸密度催化剂有利于降低烷基苯裂化生成苯的转化率。     

异丙苯在酸性催化剂上的主要化学反应路径

 采用小型固定流化床装置(ACE-Model R), 研究了反应温度在450～600℃范围内, 异丙苯在酸性催化剂上的主要化学反应路径。结果表明, 异丙苯在酸性催化剂上的主要化学反应有脱烷基反应、烷基侧链裂化反应、烷基转移反应和氢转移反应等, 其中脱烷基反应是最主要的化学反应, 其选择性为67%～88%;烷基侧链裂化反应选择性为1%～2%;烷基转移反应选择性为1%～10%; 氢转移反应选择性为1%～3%。提高反应温度既有利于脱烷基反应又有利于烷基侧链裂化反应, 烷基侧链裂化反应选择性的增加有利于C₁～C₂等小分子烃类和短侧链芳烃的生成, 但高温不利于烷基转移反应和氢转移反应.     

乙烯焦油和废聚苯乙烯共碳化改性制备针状焦

 乙烯焦油和废聚苯乙烯共碳化制备针状焦,利用红外、核磁共振分析、偏光显微镜、表观黏度分析和热膨胀系数等手段分析表征,结果表明中间相沥青中生成了较多的烷基结构（主要是-CH2-结构）。烷基氢含量从0.2315增加到0.3233。中间相沥青中烷基含量可以决定针状焦热膨胀系数和定向排列。烷基的增加可以使焦具有高度定向排列的光学结构,热膨胀系数从接近普通石油焦的3.2×10-6 /℃降低到优质商品针状焦的0.3×10-6 /℃。由于烷基的增加,中间相沥青从触变性变为非触变性,体系缓慢增长的黏度有利于中间相长和定向排列,并且在固化阶段产生的足量气体促进了分子的针形排列。     

富芳烃油馏分组成对中间相沥青形成的影响

中间相沥青是制备新型碳材料的优良前躯体,其品质与原料的结构性质密切相关。采用减压蒸馏工艺对富芳烃油进行馏分切割预处理,得到不同结构组成的馏分油,分别进行热处理制备中间相沥青。对原料的相对分子质量及分子结构进行表征,并采用偏光显微镜、傅里叶变换红外光谱、热重、X射线衍射等研究手段对产品的微观结构、分子结构和微晶结构进行分析,探讨原料相对分子质量及分子结构对中间相沥青形成与发展的影响。结果表明：原料结构组成是影响中间相品质的重要因素,相对分子质量分布窄、环烷结构含量高的原料有利于形成各向异性结构含量高、软化点低、微晶结构有序的中间相沥青。     

分子结构对针状焦中间相堆积形态的影响

采用分子模拟方法考察分子结构对针状焦中间相堆积的影响。模拟结果表明,蒽三聚物和四聚物堆积形态比较有序,而二聚物、五聚物和六聚物堆积形态不规整。模型化合物中的蒽三聚物和四聚物是针状焦中间相理想的分子组成。研究发现,蒽三聚物分子结构中引入烷基侧链不利于中间相的有序堆积。总之,与蒽三聚物或四聚物结构相似且不含侧链的化合物是针状焦中间相理想的组成。     

渣油胶质和沥青质在分散型催化剂作用下的临氢热反应行为

采用四组分法从辽河减压渣油中分离出胶质、沥青质，分别考察了它们在分散型催化剂作用下的临氢热反应行为。结果表明，胶质、沥青质一方面要裂化生成较轻的产物；另一方面也要发生缩合反应生成较重的反应产物以及甲苯不溶物。渣油在临氢热反应过程中，沥青质是生焦的主要来源，其次才是胶质。比较了热反应生成的沥青质与原生沥青质之间以及热反应生成的胶质与原生胶质之间化学组成的区别，结果表明，反应生成的沥青质和胶质较原生的沥青质和胶质分子结构缩合程度高，并且反应苛刻度越高，缩合程度也越高。     

FUEL INSTABILITY STUDIES: THE SYNTHESIS OF LONG CHAIN ALKYL SUBSTITUTED INDOLES

The reactions that are responsible for fuel instability are complex and not well understood. GC/MS analysis of many different middle distillate and fuel oils showed that substituted indoles were always present in both the fuel itself and in the sediments formed by these fuels. The alkyl chain length of substitution of indoles found in fuels varies with distillation range. Indoles found in the middle distillate fraction have an average alkyl chain length of one to eight carbons while in fuel oils, the alkyl side chain can be up to twelve or fourteen carbons in length. Commercially, only short chain alkyl substituted indoles are available. This paper presents our results for the synthesis of long alkyl chain substituted indoles to be used for instability studies.