Pt/SAPO-11催化費(fèi)托合成油選擇性加氫異構(gòu)化制備替代噴氣燃料

劉國(guó)柱，韓立軍，師亞威，張香文

（1. 天津大學(xué) 化工學(xué)院，天津 300072；2. 先進(jìn)燃料與化學(xué)推進(jìn)劑教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072）

專(zhuān)題報(bào)道

Pt/SAPO-11催化費(fèi)托合成油選擇性加氫異構(gòu)化制備替代噴氣燃料

劉國(guó)柱1，2，韓立軍1，師亞威1，張香文1，2

（1. 天津大學(xué) 化工學(xué)院，天津 300072；2. 先進(jìn)燃料與化學(xué)推進(jìn)劑教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072）

采用自制Pt/SAPO-11催化劑，以煤基費(fèi)托合成中間餾分油為原料進(jìn)行選擇性加氫異構(gòu)反應(yīng)，制備替代噴氣燃料?？疾炝藴囟葘?duì)反應(yīng)的影響，研究了不同總轉(zhuǎn)化率下產(chǎn)物的分布規(guī)律，測(cè)定了產(chǎn)物的基本理化性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度對(duì)總轉(zhuǎn)化率的影響顯著，從310 ℃時(shí)的約18%可增至380 ℃時(shí)的約91%；在310～355 ℃內(nèi)，異構(gòu)烴的選擇性幾乎恒定且超過(guò)85%，高于355 ℃時(shí)則下降。隨總轉(zhuǎn)化率的增加，原料中不同碳數(shù)的正構(gòu)烴逐漸轉(zhuǎn)化為單支鏈異構(gòu)體，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘀ф湲悩?gòu)體；總轉(zhuǎn)化率為82.11%時(shí)，異構(gòu)體收率達(dá)到最大值（72.60%）。產(chǎn)物的密度、閃點(diǎn)和黏度隨總轉(zhuǎn)化率變化很小，冰點(diǎn)隨總轉(zhuǎn)化率的升高而下降。當(dāng)總轉(zhuǎn)化率達(dá)47.00%時(shí)，產(chǎn)物的各項(xiàng)物性均滿(mǎn)足美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-DTL-83133E中替代噴氣燃料的要求。

煤基費(fèi)托合成油；加氫異構(gòu)化；替代噴氣燃料；Pt/SAPO-11催化劑

隨著航空業(yè)的快速發(fā)展，噴氣燃料的消費(fèi)呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在我國(guó)的增長(zhǎng)速率為每年13%左右［1］。目前，噴氣燃料的唯一來(lái)源是石油，而石油資源日漸枯竭。特別是我國(guó)，從20世紀(jì)90年代起就已成為原油凈進(jìn)口國(guó)，原油對(duì)外依存度已超過(guò)55%［2］。因此，如何保障我國(guó)日益增長(zhǎng)的噴氣燃料需求，已成為后石油時(shí)代重要的研究課題。

2006年，美國(guó)發(fā)起了民用航空替換燃料計(jì)劃（Commercial Aviation Alternative Fuels Initiative），旨在發(fā)展替代燃料，應(yīng)對(duì)能源安全和環(huán)境問(wèn)題，確保噴氣燃料的穩(wěn)定供應(yīng)。該計(jì)劃重點(diǎn)研究50%費(fèi)托合成混合噴氣燃料、可再生生物質(zhì)加氫噴氣燃料的制備、性能及飛行驗(yàn)證［3］。其中，以煤、天然氣和生物質(zhì)為原料，通過(guò)費(fèi)托合成反應(yīng)制備的液體燃料，無(wú)硫、無(wú)氮、低芳烴，能滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)，是生產(chǎn)清潔替代燃料的重要技術(shù)，備受關(guān)注［4］。但費(fèi)托合成油的主要組分為正構(gòu)烷烴，其冰點(diǎn)高、低溫流動(dòng)性能差，不能直接作為噴氣燃料使用，必須通過(guò)加氫異構(gòu)反應(yīng)調(diào)變其分子結(jié)構(gòu)、降低冰點(diǎn)、改善低溫性能，從而達(dá)到使用性能指標(biāo)的要求。

本工作采用自制Pt/SAPO-11催化劑，研究國(guó)產(chǎn)煤基費(fèi)托合成油的加氫異構(gòu)化及其對(duì)燃料性能的影響規(guī)律，為高選擇性制備費(fèi)托合成替代噴氣燃料提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料

煤基費(fèi)托合成中間餾分油：山西潞安合成油公司輕柴油（低于260 ℃的餾分），基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1；SAPO-11 分子篩：比表面積203 m2/g，天津凱美斯特科技發(fā)展有限公司；氯鉑酸：分析純，貴研鉑業(yè)股份有限公司。

表1 煤基費(fèi)托合成中間餾分油的基本理化性質(zhì)Table 1 Properties of medium fraction of coal-based Fischer-Tropsch（F-T） synthetic fuel

1.2 Pt/SAPO-11催化劑的制備與加氫異構(gòu)反應(yīng)

采用等體積浸漬法在SAPO-11分子篩載體上負(fù)載金屬Pt，負(fù)載量為0.5%（w）。負(fù)載Pt后在120℃下干燥12 h，然后于500 ℃下焙燒4 h。催化劑使用前，在400 ℃下氫氣氣氛中還原2 h。

費(fèi)托合成油的加氫異構(gòu)反應(yīng)在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行。反應(yīng)器內(nèi)徑為2.4 cm，長(zhǎng)度為1.5 m，恒溫段長(zhǎng)度為30 cm，催化劑的裝填量為100 mL。實(shí)驗(yàn)前，先用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)器內(nèi)的殘余空氣，然后將氫氣經(jīng)過(guò)減壓閥和質(zhì)量流量計(jì)引入反應(yīng)系統(tǒng)。用精密高壓計(jì)量泵將費(fèi)托合成油送入反應(yīng)器。反應(yīng)壓力為6 MPa，由背壓閥調(diào)節(jié)控制。反應(yīng)溫度由位于反應(yīng)器中心的熱電偶測(cè)量和控制，爐溫控制偏差小于2 ℃。

1.3 組成與性質(zhì)分析

采用Agilent 公司 6890N-5975型氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)加氫異構(gòu)產(chǎn)物進(jìn)行定性分析，色譜柱為HP-5MS柱（30 m×250 μm×0.25 μm）。采用Agilent公司7890A型氣相色譜儀對(duì)加氫異構(gòu)產(chǎn)物進(jìn)行定量分析，色譜柱為PONA型毛細(xì)管柱（50 m×0.2 mm×0.5 μm），檢測(cè)器為FID。

分別采用密度計(jì)（DE40型，Mettler Toledo 公司）、全自動(dòng)閉口閃點(diǎn)儀（TP511型，北京時(shí)代新維測(cè)控設(shè)備有限公司）、低溫運(yùn)動(dòng)黏度試驗(yàn)儀（SYD-265G型，上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司）測(cè)定加氫異構(gòu)產(chǎn)物的基本理化性質(zhì)［5-7］。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)溫度對(duì)加氫異構(gòu)反應(yīng)的影響

圖1為反應(yīng)溫度對(duì)Pt/SAPO-11催化劑上費(fèi)托合成油加氫異構(gòu)反應(yīng)的總轉(zhuǎn)化率、選擇性和產(chǎn)物收率的影響。由圖1a可看出，反應(yīng)溫度對(duì)總轉(zhuǎn)化率的影響顯著，310 ℃時(shí)總轉(zhuǎn)化率約為18%，反應(yīng)溫度升至380 ℃時(shí)總轉(zhuǎn)化率接近91%。在310～355 ℃的溫度范圍內(nèi)，異構(gòu)烴的選擇性幾乎恒定，且超過(guò)85.00%，因此異構(gòu)烴的收率隨總轉(zhuǎn)化率的升高幾乎同步增加。當(dāng)反應(yīng)溫度為355 ℃時(shí)，總轉(zhuǎn)化率達(dá)到82.11%時(shí)，異構(gòu)烴收率達(dá)到最大值（72.60%）。此后，繼續(xù)升高溫度，異構(gòu)烴的選擇性和收率開(kāi)始下降。在本實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件下，反應(yīng)物既可加氫飽和成異構(gòu)烴，又可裂解成小分子。在較低反應(yīng)溫度下，裂解反應(yīng)速率較慢，因而加氫異構(gòu)反應(yīng)的選擇性較高；隨反應(yīng)溫度的升高，裂解反應(yīng)速率迅速加快，使加氫異構(gòu)反應(yīng)的選擇性迅速下降。從圖1b可看出，隨反應(yīng)溫度的升高， C10異構(gòu)體的收率一直快速上升，最后達(dá)到平衡；而其他烷烴的異構(gòu)體收率均出現(xiàn)了一個(gè)最大值，呈先升后降的趨勢(shì)，這可能是多支鏈異構(gòu)體裂解的緣故。同時(shí)，在較低反應(yīng)溫度時(shí)，烷烴鏈越長(zhǎng)，其異構(gòu)體收率越高，與溫度近似成線(xiàn)性關(guān)系；而短鏈烷烴達(dá)到異構(gòu)體收率最大值時(shí)的反應(yīng)溫度較高，且隨碳鏈的減小而升高，表現(xiàn)出低反應(yīng)活性，這與文獻(xiàn)［8-9］報(bào)道的結(jié)論一致。

圖1 反應(yīng)溫度對(duì)Pt/SAPO-11催化劑上費(fèi)托合成油加氫異構(gòu)反應(yīng)的影響Fig.1 Influences of reaction temperature on the hydroisomerization of the F-T synthetic fuel over Pt/SAPO-11 catalyst. Reaction conditions: 6 MPa，LHSV=2.0 h-1，V(H2)∶V(fuel)=1 000.

2.2 加氫異構(gòu)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與分布

圖2為費(fèi)托合成油在不同加氫異構(gòu)總轉(zhuǎn)化率下的氣相色譜圖。長(zhǎng)鏈正構(gòu)烷烴加氫異構(gòu)反應(yīng)的主要步驟為：碳正離子的生成與在催化劑酸性位上的骨架異構(gòu)。其中，帶支鏈的碳正離子存在兩種反應(yīng)路徑：?jiǎn)沃ф溙颊x子可以繼續(xù)異構(gòu)成多支鏈異構(gòu)體和脫氫成烯烴；多支鏈碳正離子可以加氫飽和成異構(gòu)烷烴和骨架斷裂成小的碳正離子，使反應(yīng)產(chǎn)物十分復(fù)雜（如圖2所示）。為方便分析，本實(shí)驗(yàn)將煤油餾分作為目標(biāo)產(chǎn)物，分別按碳數(shù)和烴組分將反應(yīng)產(chǎn)物分類(lèi)，其中，將烴組分分為單支鏈和多支鏈異構(gòu)體，將小于C9的組分定義為裂解產(chǎn)物。

圖2 費(fèi)托合成油加氫異構(gòu)產(chǎn)物的氣相色譜圖Fig.2 GC graphs of the hydroisomerization products of the F-T synthetic fuel.a Feed；b Conversion 18.03%；c Conversion 40.73%；d Conversion 64.53%；e Conversion 82.11% mono-B: mono-branched isomers；multi-B: multi-branched isomers.

單支鏈和多支鏈異構(gòu)體含量隨總轉(zhuǎn)化率的變化見(jiàn)圖3。由圖3可看出，隨反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率的升高，煤油餾分中每一個(gè)碳數(shù)的單支鏈異構(gòu)體含量都經(jīng)歷了先升高后降低的過(guò)程。如C10的單支異構(gòu)體含量由初始的1.88%（w）開(kāi)始升高，至總轉(zhuǎn)化率為87.43%時(shí)達(dá)最大值7.18%（w），之后隨總轉(zhuǎn)化率的繼續(xù)升高而快速下降。

不同碳數(shù)多支鏈異構(gòu)體含量的變化差異較大。對(duì)于C10，多支鏈異構(gòu)體的含量在總轉(zhuǎn)化率較低時(shí)沒(méi)有明顯變化，當(dāng)總轉(zhuǎn)化率接近80.00%時(shí)其含量開(kāi)始快速增加。C11，C12，C13多支鏈異構(gòu)體的變化趨勢(shì)相近，在本實(shí)驗(yàn)的總轉(zhuǎn)化率范圍內(nèi)表現(xiàn)出持續(xù)增加的趨勢(shì)，并在總轉(zhuǎn)化率較高時(shí)超過(guò)了單支鏈異構(gòu)體的含量。在總轉(zhuǎn)化率低于85.00%時(shí)，C14的多支鏈異構(gòu)體含量與C11～13的相似，總轉(zhuǎn)化率超過(guò)85.00%后出現(xiàn)了小幅下降。而C15的多支鏈異構(gòu)體含量幾乎不隨總轉(zhuǎn)化率而變化，一直處于較低水平。

由圖3還可看出，C10～13的單支鏈異構(gòu)體含量從上升到下降的轉(zhuǎn)折處，正是其相應(yīng)的多支鏈異構(gòu)體含量出現(xiàn)快速上升的拐點(diǎn)，這說(shuō)明多支鏈異構(gòu)體是單支鏈異構(gòu)體進(jìn)一步加氫異構(gòu)的產(chǎn)物［10-12］。

以上各種現(xiàn)象均可由加氫異構(gòu)反應(yīng)的碳正離子機(jī)理來(lái)解釋。在低轉(zhuǎn)化率時(shí)，由于正構(gòu)烷烴的含量較高，在與異構(gòu)體的競(jìng)爭(zhēng)吸附中占優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致異構(gòu)體逐漸生成。在高轉(zhuǎn)化率時(shí)，單支鏈異構(gòu)體的含量接近并超過(guò)相應(yīng)碳數(shù)正構(gòu)烴的含量，其二次反應(yīng)加劇，導(dǎo)致其含量迅速下降。同時(shí)，多支鏈異構(gòu)體的含量大幅增加。碳數(shù)多和支鏈多的異構(gòu)體易發(fā)生裂解反應(yīng)，導(dǎo)致異構(gòu)體含量減少。因此，C14和C15的單支鏈及多支鏈異構(gòu)體含量的變化趨勢(shì)不同于C10～13。

圖3 單支鏈和多支鏈異構(gòu)體含量隨總轉(zhuǎn)化率的變化Fig.3 The contents of mono-branched（a） and multi-branched（b） isomers vs the total conversion. Reaction conditions: 310-380 ℃，6 MPa，LHSV=2.0 h-1，V(H2)∶V(fuel)=1 000.C10；C11；C12；C13；C14；C15

2.3 加氫異構(gòu)產(chǎn)物的性質(zhì)

密度作為噴氣燃料一項(xiàng)重要的理化性質(zhì)，與燃料的體積熱值密切相關(guān)。在飛機(jī)油箱體積一定的條件下，采用高密度的燃料，能增加所攜燃料的質(zhì)量，從而滿(mǎn)足飛機(jī)高航速和遠(yuǎn)航程的要求。噴氣燃料的密度取決于其化學(xué)組成，對(duì)于同碳數(shù)的烷烴，密度隨支鏈度的增加而增大。因此，提高燃料中支鏈烷烴的含量可增大其密度。不同總轉(zhuǎn)化率下費(fèi)托合成油加氫異構(gòu)產(chǎn)物的基礎(chǔ)物性見(jiàn)圖4。由圖4a可看出，隨總轉(zhuǎn)化率的提高，加氫異構(gòu)產(chǎn)物的密度在0.753～0.760 g/cm3的范圍內(nèi)小幅上升，接近我國(guó)3號(hào)噴氣燃料標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)圖4a中虛線(xiàn)）。

圖4 不同總轉(zhuǎn)化率的費(fèi)托合成油加氫異構(gòu)產(chǎn)物的基礎(chǔ)物性Fig.4 Physical properties of the hydroisomerization products of the F-T synthetic fuel at different total conversion.

燃料的閃點(diǎn)是儲(chǔ)存及運(yùn)輸時(shí)的一種安全性指標(biāo)。閃點(diǎn)低的可燃性液體易著火，安全性差。通常情況下，閃點(diǎn)與密度的關(guān)系一致，密度越低的燃料，其閃點(diǎn)也越低。本實(shí)驗(yàn)加氫異構(gòu)產(chǎn)物密度變化不大，因此其閃點(diǎn)變化也不大，均不低于60℃，高于我國(guó)3號(hào)噴氣燃料的標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)圖4b），表明加氫異構(gòu)產(chǎn)物的安全性能良好。

冰點(diǎn)是評(píng)價(jià)噴氣燃料低溫性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。由圖4c可看出，隨總轉(zhuǎn)化率的增加，冰點(diǎn)呈近似直線(xiàn)的趨勢(shì)下降，當(dāng)總轉(zhuǎn)化率達(dá)到91.00%時(shí)，加氫異構(gòu)產(chǎn)物的冰點(diǎn)降至-75 ℃。在我國(guó)3號(hào)噴氣燃料標(biāo)準(zhǔn)中，要求燃料的冰點(diǎn)不高于-47 ℃。當(dāng)總轉(zhuǎn)化率約為47.00%時(shí)，已可滿(mǎn)足我國(guó)3噴氣燃料標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燃料冰點(diǎn)的要求。繼續(xù)提高轉(zhuǎn)化率，可獲得更低的冰點(diǎn)。但隨總轉(zhuǎn)化率的增加，反應(yīng)原料及多支鏈異構(gòu)產(chǎn)物均會(huì)發(fā)生裂解反應(yīng)，導(dǎo)致煤油餾分的損失（即生成小于C9的裂解產(chǎn)物）。如當(dāng)總轉(zhuǎn)化率增至53.92%時(shí)，冰點(diǎn)降至-50 ℃，煤油餾分的損失率僅為3.24%；而總轉(zhuǎn)化率為82.11%時(shí)，雖然冰點(diǎn)可繼續(xù)降至-67 ℃，但煤油損失率也增至6.87%。此后，冰點(diǎn)隨總轉(zhuǎn)化率的增加而緩慢下降，但煤油損失率迅速升高。因此，綜合考慮煤油收率和冰點(diǎn)兩個(gè)因素，費(fèi)托合成油加氫異構(gòu)反應(yīng)的適宜轉(zhuǎn)化率應(yīng)為47.00%～82.11%。

低溫黏度是表示石油產(chǎn)品低溫流動(dòng)性的指標(biāo)。由圖4d可見(jiàn)，隨總轉(zhuǎn)化率的增加，加氫異構(gòu)產(chǎn)物的低溫運(yùn)動(dòng)黏度緩慢下降，這是由于異構(gòu)烴具有更低的低溫黏度。在本實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)化率范圍內(nèi)，異構(gòu)產(chǎn)物的低溫運(yùn)動(dòng)黏度均未超過(guò)8.0 mm2/s（我國(guó)3號(hào)噴氣燃料標(biāo)準(zhǔn)），表明加氫異構(gòu)產(chǎn)物的低溫流動(dòng)性良好。

由上述加氫異構(gòu)產(chǎn)物的主要物性實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可知，在本實(shí)驗(yàn)的費(fèi)托合成油加氫異構(gòu)總轉(zhuǎn)化率范圍內(nèi)，只有冰點(diǎn)變化較大，其他數(shù)據(jù)（包括密度、閃點(diǎn)和黏度）變化均很小。因此，選擇兩個(gè)總轉(zhuǎn)化率下得到的加氫異構(gòu)產(chǎn)物，測(cè)定了它們的基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)，并與美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-DTL-83133E［13］進(jìn)行了比較（見(jiàn)表2）。由表2可看出，在適宜的總轉(zhuǎn)化率下，加氫異構(gòu)產(chǎn)物的各項(xiàng)理化性質(zhì)均達(dá)到或超過(guò)美國(guó)軍用合成噴氣燃料標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)。

表2 加氫異構(gòu)產(chǎn)物的理化性質(zhì)與替代燃料標(biāo)準(zhǔn)的比較Table 2 Comparison between the properties of the hydroisomerization product and the alternative fuel standard

3 結(jié)論

1）以煤基費(fèi)托合成中間餾分油為原料，通過(guò)選擇性加氫異構(gòu)反應(yīng)改變油品的烴組成，高收率地生產(chǎn)清潔、低溫性質(zhì)優(yōu)異的替代噴氣燃料。

2）隨著費(fèi)托合成油加氫異構(gòu)反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率的增加，原料中不同碳數(shù)的正構(gòu)烴逐漸轉(zhuǎn)化為單支鏈異構(gòu)體，并進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘀ф湲悩?gòu)體。在總轉(zhuǎn)化率為82.11%時(shí)，異構(gòu)體收率達(dá)最大值（72.60%）。

3）當(dāng)費(fèi)托合成油加氫異構(gòu)反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率達(dá)47.00%時(shí)，加氫異構(gòu)產(chǎn)物的冰點(diǎn)、黏度、密度和閃點(diǎn)即可滿(mǎn)足美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-DTL-83133E中替代燃料標(biāo)準(zhǔn)的要求，表現(xiàn)出很好的應(yīng)用潛力。

［1］ 王春嬌，朱慶云. 未來(lái)10年我國(guó)煤油消費(fèi)量將翻番［J］. 中國(guó)石化，2013（10）: 27 - 28.

［2］ 王靜. 中國(guó)石油對(duì)外依存度攀升［J］. 環(huán)球市場(chǎng)信息導(dǎo)報(bào)，2014（9）：44 - 45.

［3］ Delanie L. Fischer-Tropsch Fuel for Use by the U.S. Military as Battlefield-Use Fuel of the Future［J］. Energy Fuels，2007，21（3）: 1448 - 1453.

［4］ Gowdagiri S，Oehlschlaeger M A. Global Reduced Model for Conventional and Alternative Jet and Diesel Fuel Autoignition ［J］. Energy Fuels，2014，28（4）: 2795 - 2801.

［5］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局．GB/T 265—1988 石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定法和動(dòng)力粘度計(jì)算法［S］. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989.

［6］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局. GB 2430—1981 噴氣燃料冰點(diǎn)測(cè)定法［S］. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1981．

［7］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局. GB/T 261—2008 閃點(diǎn)的測(cè)定賓斯基-馬丁閉口杯法［S］. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［8］ Weitkam J. The Influence of Chain Length in Hydrocracking and Hydroisomerization of n-Alkanes［C］//Ward J W， Qadar S A，eds. ACS Symposium Series 20. Washington DC：American Chemical Society，1975: 1-27.

［9］ Campelo J M，Lafont F，Marinas J. Hydrocracking of n-Heptane on Pt/SAPO-5 and Pt/SAPO-11 Catalysts［J］. J Catal，1995，156（1）: 11 - 18.

［10］ Campelo J M， Lafont F， Marinas J M. Hydroconversion of n-Dodecane over Pt/SAPO-11 Catalyst［J］. Appl Catal，A，1998，170（1）: 139 - 144.

［11］ Sinha A K，Sivasanker S，Ratnasamy P. Hydroisomerization of n-Alkanes over Pt/SAPO-11 and Pt/SAPO-31 Synthesized from Aqueous and Nonaqueous Media［J］. Ind Eng Chem Res，1998，37（6）: 2208 - 2214.

［12］ Meriaudeau P，Tuan V A，Nghiem V T，et al. SAPO-11，SAPO-31，and SAPO-41 Molecular Sieves: Synthesis，Characterization，and Catalytic properties in n-Octane Hydroisomerization［J］. J Catal，1997，169（1）: 55 - 66.

［13］ US DOD. MIL-DTL-83133E Turbine Fuels， Aviation，Kerosene Types，JP-8（NATO F-34），NATO F-35，and JP-8+100［S］. Washington DC：Department of Defense，1999.

（編輯 安 靜）

專(zhuān)題報(bào)道：中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所工程塑料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室董金勇課題組以埃洛石摻雜的高效MgCl2/TiCl4催化劑催化丙烯聚合制備了含埃洛石（20～200）×10-6（w）的聚丙烯樹(shù)脂。TG分析法研究樹(shù)脂熱穩(wěn)定性的結(jié)果表明，埃洛石的存在顯著提升了樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性；DSC法研究樹(shù)脂的熱氧老化性質(zhì)的結(jié)果顯示，埃洛石沒(méi)有惡化聚丙烯的熱氧老化性質(zhì)，其氧化誘導(dǎo)時(shí)間與普通聚丙烯樹(shù)脂相近。見(jiàn)本期150-153頁(yè)。

董金勇課題組簡(jiǎn)介：中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所工程塑料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室董金勇課題組長(zhǎng)期致力于烯烴聚合的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，以實(shí)現(xiàn)聚烯烴（聚丙烯、聚乙烯等）材料的高性能化和功能化為導(dǎo)向，在聚烯烴催化劑、烯烴聚合反應(yīng)設(shè)計(jì)以及聚烯烴的原位合金化和納米復(fù)合化等領(lǐng)域開(kāi)展了創(chuàng)新的科研工作：提出并成功實(shí)踐了將茂金屬等單活性中心金屬有機(jī)催化劑與高效Ziegler-Natta催化劑結(jié)合而制備功能性催化劑的策略；發(fā)展了多種特異性烯烴聚合反應(yīng)，極大地拓展了聚烯烴的結(jié)構(gòu)和組成范圍；不斷優(yōu)化聚合方法，推進(jìn)新結(jié)構(gòu)、新組成的高性能/功能化聚烯烴的技術(shù)實(shí)用化；提出同步交聯(lián)策略，實(shí)現(xiàn)聚丙烯催化合金分散相形態(tài)和尺度的有效控制，促進(jìn)了聚烯烴原位合金化技術(shù)進(jìn)步；提出納米負(fù)載/摻雜催化劑策略，開(kāi)辟了聚烯烴高性能化和功能化研究的納米化學(xué)新領(lǐng)域。近十年來(lái)，在多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家“863”項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程項(xiàng)目的支持下，該課題組在學(xué)術(shù)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)兩個(gè)方面都取得了一定的成績(jī)，在國(guó)內(nèi)外刊物上發(fā)表了百余篇科研論文，申請(qǐng)了數(shù)十項(xiàng)技術(shù)發(fā)明專(zhuān)利，建設(shè)了專(zhuān)門(mén)用于高性能/功能化聚烯烴聚合的功能性催化劑工業(yè)制備示范裝置，與聚烯烴催化劑和聚合工業(yè)界密切聯(lián)系，不斷推進(jìn)聚烯烴科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展。

Selective Hydroisomerization of Medium Fraction of Fischer-Tropsch Synthetic Fuel over Pt/SAPO-11 for Production of Alternative Jet Fuel

Liu Guozhu1，2，Han Lijun1，Shi Yawei1，Zhang Xiangwen1，2
（1. School of Chemical Engineering and Technology，Tianjin University，Tianjin 300072，China；2. Key Laboratory for Advanced Fuel and Chemical Propellant of Ministry of Education，Tianjin 300072，China）

The selective hydroisomerization of medium fraction of Fischer-Tropsch synthetic fuel over Pt/SAPO-11 was carried out to produce alternative jet fuel. It was found that the conversion increased from 18.03% to about 91.00% as the reaction temperature rose from 310 ℃ to 380 ℃. The selectivity to the product isomers was more than 85% and almost constant in the temperature range of 310-355 ℃，but declined above 355 ℃. The distributions of mono-branched and multi-branched alkanes in the products under the varied conversions were also studied，and the basic properties of the product fuels were determined. With the total conversion increasing，saturated hydrocarbons in feed were converted into mono-branched and multi-branched isomers，and when the conversion was 82.11%，the isomer yield reached maximum(72.60%). With increasing the conversion，the density，flash point and viscosity of the product fuels changed little，while the freezing point dropped. At the conversion of 47%，the properties of the product could meet the demands of the U.S. military standard MIL-DTL-83133E for the alternative jet fuel.

coal-based Fischer-Tropsch synthesis fuel；hydroisomerization；alternative jet fuel；Pt/SAPO-11 catalyst

1000 - 8144（2015）02 - 0144 - 06

TQ 517.2

A

2015 - 01 - 12；［修改稿日期］ 2015 - 01 - 14。

劉國(guó)柱（1979—），男，河南省濮陽(yáng)市人，博士，教授，電話(huà) 022 - 27892340，電郵 gliu@tju.edu.cn。聯(lián)系人：張香文，電話(huà) 022 - 27892340，電郵 zhangxiangwen@tju.edu.cn。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21476168）。