净化改质煤沥青的结构表征

采用单溶剂萃取过滤的方法除去改质煤沥青中的喹啉不溶物(QI)得到净化煤沥青,通过分子量分析、元素分析、红外光谱分析、紫外分析、1H-NMR(Nuclear Magnetic Resonance)等方法对其进行结构表征。结果表明:该净化沥青的平均相对分子质量为411,平均分子式为C31.41H19.19N0.29S0.08O0.52,平均每个分子的杂原子的总和数(N+O+S)1.0个。红外分析结果表明样品中含有苯环结构,杂原子氧以羟基、R—O—R形式存在;氮以胺基(NH—)或叔氮的形式存在。紫外分析表明样品中含有三环及三环以上化合物,采用改进的Brown-Lander模型计算得知,该样品平均结构为八环稠环结构,面性排列(即迫位缩合)为主;线性排列(即渺位缩合)为辅。     

不同方法制备的蒽油基软沥青平均分子结构研究

利用元素分析仪、¹H NMR核磁、FTIR、UV等检测方法分别对氧化聚合蒽油基软沥青(OP)、热聚合蒽油基软沥青(TP)结构进行表征。结果表明,OP、TP平均分子量分别为243.14和271.20;两种沥青中氮原子主要以R-NH-R存在,OP中氧原子主要以Ar-O-R或R-O-R结构存在;芳烃取代类型主要为单取代,并且OP、TP分子结构分别以线性排列、面性排列为主。两种沥青芳环上均有短链的烃取代基,OP和TP的平均分子结构式分别为渺位缩合四元环稠环芳烃、迫位缩合的五元环稠环芳烃。     

不同方法制备的蒽油基软沥青平均分子结构研究

利用元素分析仪、~1H NMR核磁、FTIR、UV等检测方法分别对氧化聚合蒽油基软沥青(OP)、热聚合蒽油基软沥青(TP)结构进行表征。结果表明,OP、TP平均分子量分别为243.14和271.20;两种沥青中氮原子主要以R-NH-R存在,OP中氧原子主要以Ar-O-R或R-O-R结构存在;芳烃取代类型主要为单取代,并且OP、TP分子结构分别以线性排列、面性排列为主。两种沥青芳环上均有短链的烃取代基,OP和TP的平均分子结构式分别为渺位缩合四元环稠环芳烃、迫位缩合的五元环稠环芳烃。     

不同方法制备的精制沥青平均分子结构的研究

以中温沥青为原料,采取4种精制方法,获得样品RP-1、RP-2、RP-3和RP-4。根据4种精制沥青的元素组成和平均分子量推断出4种精制沥青的平均分子式,再根据1H-NMR波谱判定4种精制沥青分子中氢的归属。采用改进的BrownLander模型计算得出:RP-1的平均分子结构是以迫位缩合为主、渺位缩合为辅的八元稠环芳烃构成;RP-2的平均分子结构是以迫位缩合的五元稠环芳烃构成;RP-3和RP-4的平均分子结构均为迫位缩合的六元稠环芳烃构成。红外光谱分析结果表明:4种精制沥青中的杂原子氧是以R—O—R和Ar—O—R结构存在,杂原子N是以R—NH—R结构存在。     

H-NMR、FT-IR解析煤系针状焦原料的沥青分子结构

以鞍钢煤焦油软沥青为原料,通过溶剂萃取沉降法,将沥青分为上、中、下3层。以上层沥青和中层沥青为研究对象,通过红外谱图分析和氢核磁谱图分析,结合改进的B-L结构模型计算,推导出上层沥青(A-CTP)和中层沥青(M-CTP)的平均分子结构。实验结果表明:两种沥青组分的平均分子结构均以芳香环为主,侧链取代为脂肪族取代,但链长并不发达,取代基以甲基为主;其中A-CTP为5环芳烃结构,芳香环的缩合形式以迫位为主并兼具渺位缩合的特性,而M-CTP则是7环芳烃结构,芳香环间是明显的迫位缩合。     

煤焦油精制软沥青炭化馏出物及其分离产物的表征

以煤焦油精制软沥青在恒温500℃炭化4h的馏出物为原料,用精馏的方法将馏出物分成4个馏分段。采用元素分析、红外光谱、气相色谱和气质联机等方法对原料及产物进行综合表征。结果表明:煤焦油精制软沥青炭化馏出物中可确定的物质有100余种,其中含量大于1%的有25种;精馏法分离所得各馏分,低于280℃馏分以脂肪族为主,不含有脂肪胺、醇;介于280—320℃之间馏分中以芳香族为主,含有胺和醚类物质:大于320℃馏分中以芳香稠环为主,含有氮氧杂原子化合物。     

煤焦油精制软沥青非等温热转化动力学研究

用热重(TG)-微分热重(DTG)-差热分析(DTα)法分析煤焦油精制软沥青及其族组成在氮气保护下,从室温到800℃的热转化过程。采用Freeman-Carroll的非等温微分法对煤焦油精制软沥青及其族组成的TG-DTG曲线进行处理。煤焦油精制软沥青各族组分的热转化动力学方程证明,自制煤焦油精制软沥青的热转化的三段反应可看成是庚烷可溶族(HS),庚烷不溶甲苯可溶族(HI-TS)和甲苯不溶喹啉可溶族(TI-QS)混合组分的连串反应;HS族段的热转化动力学属二级反应,HI-TS和TI-QS族段都属一级;其活化能和频率因子分别为:48.512,28.575,60.210 kJ/mol和3.110×107,2.328×106,1.483×107。     

煤焦油精制软沥青中硫的分布及热稳定性

以高温煤焦油为原料,经蒸馏、溶剂萃取沉降制得煤精制软沥青,再经溶剂索氏法提取制备族组成;通过元素分析来分析杂原子硫的分布和热稳定性,采用IR和点位滴定法鉴别不稳定性硫基团的结构。     

煤焦油制中温沥青的族组分及结构表征

采用溶剂抽提法、元素分析法、傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱法(GPC)对中温煤焦油制备的煤沥青(MCP)和高温煤焦油制备的煤沥青(HCP)组成结构进行研究。研究结果表明:MCP和HCP的平均分子式分别为C_(36.01)H_(34.56)N_(0.35)S_(0.13)O_(2.28),C_(46.90)H_(24.12)N_(0.41)S_(0.23)O_(0.54);软化点分别为77.6℃,86.2℃。MCP的族组成:庚烷可溶物17.34%,庚烷不溶甲苯可溶物66.94%,喹啉不溶物含量为0.95%。HCP的族组成:庚烷可溶物16.86%,庚烷不溶甲苯可溶物39.97%,喹啉不溶物含量为11.89%。与HCP相比,MCP中脂肪侧链、环烷结构较多,芳构化程度较低。采用改进的Brown-Lander模型计算分子平均结构参数,推测出两种煤沥青的平均分子结构。根据研究结果对MCP的利用提出相应的建议。     

精制煤焦油软沥青的组成、结构及其热反应性能

以煤焦油沥青为原料,经溶剂沉降法获得精制煤焦油软沥青。采用索式抽提法、元素分析法、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱法(GPC)对精制煤焦油软沥青的组成结构进行了表征,采用改进的Brown-Lander模型计算出其分子平均结构参数,得出平均分子式为C_(45.59)H_(23.50)N_(0.34)S_(0.08)O_(0.51)。通过热聚合实验,考察了精制煤焦油软沥青的热反应性能,获得最佳的热聚合反应条件为:温度420℃,时间15 h;并将其热聚合过程与温度变化曲线进行了关联。     

超临界CO_2中丙烯酸与乙烯基吡咯烷酮的共聚研究

研究了65℃,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,不同反应压力和引发剂浓度等条件下,超临界CO2中丙烯酸与乙烯基吡咯烷酮的共聚,旨在为聚乙烯基吡咯烷酮的制备提供一种新型的简便的方法。用红外光谱(IR)、凝胶渗透色谱(GPC)和元素分析法对产物的结构及形态进行了表征。结果表明,共聚产物为白色固体粉末,产物相对分子质量10万～20万。用超临界CO2可对产物进行纯化,4次后单体残余率为0 26%。改变引发剂用量可以得到不同相对分子质量的聚乙烯基吡咯烷酮化合物。     

Chemical composition and structure characterization of distillation residues of middle-temperature coal tar

The distillation residues of middle-temperature coal tar (DRMCT) were separated into saturate, aromatic, resin and asphaltene fractions by using the combination of solvent extraction and columnchromatography separation.The isolated four fractions have been further characterized through the combination of elemental analysis,Fourier transform infrared (FTIR) spectra, proton nuclearmagnetic resonance spectrum(1HNMR) and molecular weight analysis. The analysis results confirm the view that the saturate fraction from DRMCT was mainly composed of long-chain alkanes and almost all of the heteroatoms (S, N and O) were existed in aromatic structures.The asphaltene fraction had the highest molecular weight, the most amount of heteroatom (especially oxygen)and was the most condensed with shortest alkyl side chains among all the fractions. In addition, for the heavier components, the resin and asphaltene fractions from DRMCT contained lower ratio of H/C, lower molecular weight and higher aromaticity degree when compared with crude oils.     

软模板法制备Fe3O4空心结构微球

以FeCl3×6H2O和NH4Ac为反应物,乙二醇为溶剂热介质,制备了Fe3O4空心结构微球. 通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和振动样品磁强计对产物的结构、形貌及磁性能进行了表征,并研究了反应温度和反应时间对产物形貌的影响,得出了制备Fe3O4空心结构微球适宜的反应温度为200℃,反应时间为12 h. 此条件下得到的产物形貌均匀且表面光滑,平均粒径约为400 nm,具有铁磁性,饱和磁化强度为73.51 emu/g. 反应过程中原位产生的氨气气泡是空心结构Fe3O4微球形成的软模板,该方法是制备空心结构微球的一种简单有效途径.     

玉米芯木聚糖硫酸酯化条件的研究

用碱提法从玉米芯中提取木聚糖,采用氯磺酸吡啶法进行硫酸酯化,通过正交试验确定最佳工艺条件为:吡啶与氯磺酸摩尔比1∶1,温度65℃,时间6h;木聚糖硫酸酯wisX-S通过DEAESepharoseFF层析柱分离得到一个相对分子量为1.3×104的组分,硫酸基取代度为2.24。对此木聚糖硫酸酯进行红外光谱分析,结果显示在波数1259、1228和813cm-1处分别有S=O和C-O-S键的特征吸收峰。     

Investigation of the mechanism of sediment formation in residual oil hydrocracking process through characterization of sediment deposits

In deep conversion of petroleum residues by hydrocracking, the refiners often face the problem of sediment or sludge formation, which causes equipment fouling and catalyst deactivation and leads to enormous financial burden in terms of increased costs of operation, maintenance and shutdown. The primary objective of the present study was to obtain information on the composition and structure of the sediments and to understand the mechanism of their formation. Two samples of coke-like sediments, one collected from an industrial vacuum residue hydrocracking unit, and the other produced in pilot plant experiments with the same industrially used feedstock (VR from Kuwait export crude), were analyzed by chemical analysis as well as by various other techniques, such as TGA, NMR, and FT-IR. Prior to analyses, the sediments were fractionated by sequential extraction with heptane, toluene, and tetrahydrofuran. Structural characterization of the sediment material showed the presence of a variety of polyaromatic structures with different degrees of condensation and alkyl substitution. Presentations of average molecular structures were constructed for a number of fractions, such as heptane soluble (HS, 38 wt.%), heptane insoluble–toluene soluble (HIS–TS, 31 wt.%) and tetrahydrofuran insoluble (THFIS, 28 wt.%), separated from the pilot plant sediment. The HIS–TS fraction contained a modified asphaltene-like material. It was more aromatic and contained shorter aliphatic chains than the asphaltenes obtained from VR. The presence of a large amount of HIS–TS modified asphaltenes in the pilot plant sediment suggests that asphaltenes play a key role in the initial stage of sediment formation. The industrial sediment, which underwent severe cracking and condensation reactions on prolonged exposure to high temperature conditions, was highly carbonized (THFIS, 82 wt.%).     

新法简易制备单相NaZr_2(PO_4)_3纳米晶

以ZrOCl2.8H2O和Na3PO4.12H2O为原料,在表面活性剂聚乙二醇(PEG)-400的存在下,先通过在室温下充分研磨反应混合物进行固相反应,然后将混合物在60℃下保温4 h,接着用去离子水洗去混合物中的可溶性无机盐并于100℃下干燥,即得纳米晶NaZr2(PO4)3的前驱体,将前驱体煅烧可得NaZr2(PO4)3纳米晶。前驱体和它的煅烧产物通过TG/DTA,IR,XRD和UV-vis表征。结果表明,500℃下煅烧2 h得到的产物为无定形结构,700℃下煅烧2 h得到具有高结晶度的六方晶系结构的NaZr2(PO4)3[空间群R-3c(167)],其平均一次粒径为39 nm。     

新法简易制备单相NaZr2（PO4）3纳米晶

以ZrOCl2.8H2O和Na3PO4.12H2O为原料,在表面活性剂聚乙二醇（PEG）-400的存在下,先通过在室温下充分研磨反应混合物进行固相反应,然后将混合物在60℃下保温4 h,接着用去离子水洗去混合物中的可溶性无机盐并于100℃下干燥,即得纳米晶NaZr2（PO4）3的前驱体,将前驱体煅烧可得NaZr2（PO4）3纳米晶。前驱体和它的煅烧产物通过TG/DTA,IR,XRD和UV-vis表征。结果表明,500℃下煅烧2 h得到的产物为无定形结构,700℃下煅烧2 h得到具有高结晶度的六方晶系结构的NaZr2（PO4）3[空间群R-3c（167）],其平均一次粒径为39 nm。     

IPDI／PEPA型热塑性聚氨酯的合成及表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,用熔融预聚合两步法,后聚合温度60-90℃,合成硬段含量为50％的IPDI／PEPA型热塑性聚氨酯。采用凝胶渗透色谱仪测试其数均相对分子质量为78 650,重均相对分子质量为125 446,相对分子质量分布为1．59。红外光谱分析表明聚合较为完全,聚合物不存在支链结构,为热塑性材料。DSC分析表明聚合物软段和硬段的玻璃化转变温度分别为-34℃和48℃,透射电镜照片进一步说明该材料存在一定的相分离。     

溶剂油萃取深度脱芳烃实验

随着环保要求的日益严格和清洁燃料的需求增加,低芳烃含量溶剂油亦需进一步脱芳烃。液液萃取脱芳技术因具有操作条件缓和、萃取剂可循环利用、可得到芳烃副产品等优势被广泛应用,但针对低芳烃含量的原料,萃取剂的研发是关键问题。本实验采用N,N-二甲基甲酰胺（DMF）+乙二醇复合萃取剂萃取分离低浓度芳烃溶剂油体系,从萃取剂对甲苯的选择性系数（S）和分配系数（K）两方面出发优化了脱芳萃取剂配方,确定乙二醇质量分数为15%的复合萃取剂适用于萃取分离芳烃质量分数小于15%的低芳烃原料。测定了常压、40℃时 DMF-甲苯-正庚烷和复合萃取剂-甲苯-正庚烷体系的液液相平衡数据,并用Othmer-Tobias 方程对实验数据进行关联。相平衡数据证实了复合萃取剂更适用于低芳烃原料油脱芳。将优化的复合萃取剂用于溶剂油脱芳烃,实验结果表明在萃取温度40℃、萃取时间5min、分相时间10min、单级剂油质量比0.5的操作条件下,经7级错流萃取,溶剂油的芳烃质量分数可从9.15%降至0.76%,具有一定的工业应用前景。