高选择性加氢异构降凝催化剂的研发及性能评价

针对直链烷烃异构反应过程的特点,开发了一种新加氢异构降凝催化剂。该催化剂采用新特制酸性分子筛以促进反应物分子接近反应位及异构中间产物快速脱离反应位。物化性质表征结果表明,与对比分子筛和催化剂相比,新分子筛和催化剂具有更大的孔体积和孔径以及更弱的酸性。以实际油品(加氢裂化尾油及费-托合成精制蜡)为原料的中试评价结果表明,与对比催化剂相比,采用新催化剂可获得更高的目标产品收率和黏度指数,且能适应不同的原料油。特别是加工费-托合成精制蜡时,新催化剂的活性和异构选择性优势更为明显。     

加氢异构化催化剂的研究——-加氢功能的影响

以ZSM 22分子筛为酸性组分,制备了不同分子筛含量、不同金属负载量以及不同金属种类的加氢异构催化剂。采用XRD、氢氧滴定、N2吸附、吡啶吸附和SEM等表征工具对所用分子筛以及制备的催化剂进行了详细的表征。以正癸烷为模型化合物,考察了制备的催化剂的烷烃异构转化活性和选择性,并将获得的反应结果与表征数据相关联。结果表明,对于长链烷烃加氢异构反应,当加氢功能不足时,长链烷烃加氢/脱氢反应为控制步骤;为了制备双功能平衡的加氢异构催化剂,Pd负载量要高于Pt,但当双功能平衡后2种催化剂的异构反应行为一致。对于长链烷烃加氢异构反应,加氢中心与酸性中心之间的距离不是影响催化剂异构选择性的关键因素。     

加氢异构化催化剂的研究——孔结构的影响

以无定型硅铝、十二元环分子筛ZIP 2和十元环分子筛ZIP 1为酸性组分制备了贵金属加氢异构化催化剂,并采用微反装置考察了其催化正癸烷异构化活性和异构产物选择性。结果表明,无定型硅铝由于酸性较弱且不具有规则孔道,因而制备的催化剂异构化催化活性和异构产物选择性较低。与分子筛ZIP 1相比,分子筛ZIP 2酸性较弱,但由其制备的催化剂的异构化催化活性更高,高约2%~5%。在低转化率下,由十二元环分子筛ZIP 2制备的催化剂具有更高的异构产物选择性和更高的多支链烃比例;随着转化率提高,由于多支链烃含量增加,且扩散阻力较大,因而裂化明显,由分子筛ZIP 1制备的催化剂反而具有更高的异构产物选择性, 90%转化率下的异构产物选择性提高约5%~7%。     

加氢异构催化剂性质对长链烷烃异构行为的影响

在微反实验装置上分别考察了以一维十元环孔道结构的分子筛ZIP-1和BCM-168为酸性组分制备的加氢异构催化剂对正十六烷异构行为的影响规律;以费 托合成蜡为原料,在中型试验装置上对微反实验结果进行验证。结果表明,在相同的转化率下,以BCM-168作为酸性组分的催化剂异构选择性较好,异构烃收率较高,且在单支链异构体中,甲基支链更多地位于碳链中部。催化剂的孔径和酸性是造成这种现象差异的原因,较大的孔径有利于形成多支链异构烃;弱酸性使得高转化率下的裂化作用相对较弱,有效提高了异构烃收率和选择性。中型试验结果对微反实验的结论进行了证实,在相同的工艺条件下,在以BCM-168分子筛为酸性组分制备的催化剂作用下基础油产品收率更高。     

润滑油异构脱蜡催化剂RIW-2的研究与开发

基于对烷烃临氢异构反应和润滑油异构脱蜡反应机理的认识，考察了分子筛性质对异构脱蜡催化剂性能的影响，合成了加氢异构活性和选择性较好的分子筛ZIP，并在此基础上开发了新型润滑油异构脱蜡催化剂RIW-2。评价结果表明：RIW-2具有较高的降凝活性和异构选择性，在产品达到相同倾点时，润滑油基础油收率与第一代异构脱蜡催化剂RIW-1相比明显提高；新型异构脱蜡催化剂RIW-2适用于各种含蜡原料的降凝过程，可以生产API Ⅲ+类高黏度指数基础油。     

原料性质对正构烷烃加氢异构化选择性影响的研究

对不同烃类在分子筛催化剂上的加氢异构化反应进行研究,考察正构烷烃链长变化对其加氢异构化选择性的影响、长链正构烷烃与短链正构烷烃之间的影响、正构烷烃与异构烷烃之间的影响。结果表明：正构烷烃的碳链越长其降凝越困难;混合原料中长链烷正构烷烃与短链正构烷烃相互影响、正构烷烃与异构烷烃相互影响,长链烷烃存在时会影响短链烷烃的反应活性,而异构烷烃的存在对正构烷烃反应活性无影响,但对正构烷烃的异构产物分布有影响;在转化率相当的条件下,混合原料的异构产物分布比单纯正构烷烃的异构烷烃分布更加有利于降低凝点。     

静电自组装法制备的纳米多层膜的吸波性能

配制了钡铁氧体溶胶和PSS（聚苯乙烯磺酸钠）溶胶,并利用静电自组装的方法在硅片上组装了纳米多层膜。利用紫外-可见分光光度计测出了单层最佳组装时问及每个双层的层厚。用SEM和XPS考察了纳米多层膜的表面形貌和铁元素的价态。对纳米多层膜进行吸波测试,结果显示：总层数为45个双层、总厚度为300nm左右的纳米多层膜有显著的吸波效应,在频率为8～18GHz范围内,最大吸波率达到16．85dB。基于量子理论探讨了纳米多层膜的吸波机理。     

长链烷烃和双环烷烃混合原料加氢异构规律的研究——工艺条件的影响

将正十六烷和十氢萘按85∶15的质量比配成混合原料,以负载Pt的氢型TON结构分子筛作为催化剂,考察温度、压力、液时空速和氢/油体积比对于混合原料中链烷烃和环烷烃加氢异构转化活性和产物分布组成的影响。结果表明,混合原料中的十氢萘在异构体系中的反应活性很低,高温、低压下脱氢生成四氢萘,液时空速、氢/油体积比对十氢萘的转化几乎没有影响。对于混合原料中的正十六烷,低压有利于提高其转化率和异构烃的选择性,但相近转化率下,压力不改变单支链异构烃收率分布。低液时空速可以提高正构烷烃的转化率,但不改变产物分布。实验范围内,氢/油体积比的变化对正构烷烃的临氢转化几乎没有影响。     

自组装纳米多层膜吸波性能和机理的研究

配制了钡铁氧体和PSS(poly sodium 4-styrenesulfonate)溶胶，并利用静电自组装的方法在普通玻璃板上组装了A／B型纳米多层膜。考察了纳米多层膜的吸波性能，利用紫外一可见分光光度计测量了纳米多层膜的层厚。结果表明，总层数为30个双层、总厚度为200nm左右的纳米多层膜有显著的吸波效应，在频率为8GHz-18GHz范围内，最大吸波率达到16．85dB。从量子理论出发探讨了吸波机理。