博士后課題2013.doc

附件1吉林石化公司博士后科研工作站招聘博士后研究領(lǐng)域及課題一、合成橡膠領(lǐng)域1、乙烯、丙烯聚合新催化體系及機(jī)理研究吉林石化公司從1996年隨著2萬噸/年裝置引進(jìn)時開始進(jìn)行乙丙橡膠技術(shù)開發(fā)工作，催化體系是乙丙橡膠研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，目前催化劑研發(fā)取得了一定的進(jìn)展，但還需要進(jìn)行深入的研究，通過本項目的研究工作，為工業(yè)化實際應(yīng)用打下理論基礎(chǔ)。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：1）低成本催化劑的開發(fā)研究2）后過渡金屬催化劑的開發(fā)研究3）聚合反應(yīng)機(jī)理研究4）聚合動力學(xué)的研究5）催化劑失活機(jī)理的研究2、稀土釹系催化劑催化異戊二烯聚合機(jī)理研究作為配位聚合催化劑的稀土(Nd)體系具有高的立體定向性和催化活性，可以合成具有近乎完美的單一微觀結(jié)構(gòu)的共軛二烯烴聚合物。1964年沈之荃等首先以科學(xué)論文形式報道了二元稀土催化體系成功地合成聚異戊二烯，自此以后稀土催化劑得到了廣泛地關(guān)注，并在催化劑制備、組成、聚合規(guī)律、聚合物結(jié)構(gòu)和性能等方面作了大量工作?！皽?zhǔn)活性”或“擬活性”聚合被普遍接受用來描述稀土催化劑的聚合特點。但從目前的研究報道來看稀土催化共軛二烯的機(jī)理還不是十分清楚。為了異戊橡膠聚合工程控制問題，開發(fā)低成本催化技術(shù)，有必要明確稀土釹系催化劑催化異戊二烯聚合機(jī)理。課題擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：1）稀土活性中心結(jié)構(gòu)確定。2）活性中心催化異戊二烯聚合機(jī)理。3）助催化劑類型及比例對聚合影響的機(jī)理。4）稀土釹系催化劑催化聚合反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)。3、稀土異戊橡膠催化劑優(yōu)化的研究催化劑技術(shù)作為異戊橡膠的核心技術(shù)，直接關(guān)系到生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量。盡管吉化研究院已開發(fā)出了高活性、高順式定向性的均相稀土催化劑，但是催化劑原料價格高，且助催化劑為進(jìn)口原料，催化劑占異戊橡膠生產(chǎn)成本比例偏高。因此，如何降低催化劑生產(chǎn)成本是關(guān)系到萬噸級異戊橡膠裝置經(jīng)濟(jì)效益和競爭力的重要課題。本項目是在前期研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入研究稀土異戊橡膠催化劑技術(shù)，實現(xiàn)稀土催化劑國產(chǎn)化，優(yōu)化稀土異戊橡膠催化體系，降低異戊橡膠生產(chǎn)成本，提高核心技術(shù)競爭力。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題1）稀土催化體系中試放大配方優(yōu)化和催化劑成本優(yōu)化；2）國產(chǎn)化稀土催化劑配方技術(shù)；3）國產(chǎn)化稀土催化體系的高順式定向性控制技術(shù)；4）國產(chǎn)化稀土催化體系分子量及其分布控制技術(shù)；5）國產(chǎn)化稀土催化體系的高活性與高穩(wěn)定性控制技術(shù)。4、聚烯烴彈性體聚烯烴彈性體（POE）因其結(jié)構(gòu)中無雙鍵，叔碳原子少，其具有良好的熱穩(wěn)定性、耐光性、耐候性和抗龜裂性。另外，由于辛烯鏈段的存在破壞了乙烯的結(jié)晶，通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計可使其不僅具有優(yōu)良的熱塑性，而且擁有良好的力學(xué)性能，且與聚烯烴有良好的親和性，是聚烯烴樹脂有效的抗沖擊改性劑，隨著研究的深入和工業(yè)化進(jìn)展，POE的應(yīng)用必將會越來越廣泛。本課題的研究目標(biāo)是通過研究催化劑構(gòu)效關(guān)系，深入探索催化體系的內(nèi)在機(jī)理，開發(fā)出有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效催化劑和POE制備技術(shù)。課題擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：1）催化體系的篩選、構(gòu)效關(guān)系及新型高效催化劑的制備技術(shù)；2）POE微觀結(jié)構(gòu)控制技術(shù)及與性能的關(guān)系；3）自主知識產(chǎn)權(quán)的POE制備技術(shù)。二、合成樹脂領(lǐng)域1、單流化床法非茂單中心聚乙烯催化劑小試技術(shù)開發(fā)寬/雙峰LLDPE優(yōu)點在于它既含有高相對分子質(zhì)量組分，又含有低相對分子質(zhì)量組分，很好地解決了聚乙烯樹脂可加工性和強(qiáng)度之間的矛盾。 目前制備寬/雙峰PE主要有串聯(lián)流化床法和單流化床法。串聯(lián)流化床操作較為靈活,是目前已經(jīng)工業(yè)化的方法，缺點是需要的前期投資大，物料轉(zhuǎn)移過程較復(fù)雜，會造成催化劑的部分失活。單流化床生產(chǎn)寬/雙峰PE主要依靠催化劑技術(shù)，很容易在現(xiàn)有的聚乙烯反應(yīng)器中實施，且成本較低，活性較高，工藝操作簡單、開停車方便、而且高低分子量聚合物混合比較均勻。課題擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：1）開發(fā)單流化床寬/雙峰和分布LLDPE技術(shù)。2）開發(fā)非茂單中心催化劑技術(shù)。2、連續(xù)本體聚合PMMA技術(shù)及新產(chǎn)品開發(fā)目前，連續(xù)本體聚合工藝是PMMA生產(chǎn)的主流技術(shù)，它具有流程短、產(chǎn)品純凈、分子量較高和無污水等技術(shù)優(yōu)勢，是一種具有開發(fā)前景的技術(shù)。本項目擬在前期合作研究的基礎(chǔ)上，深入系統(tǒng)地開展PMMA連續(xù)本體聚合基礎(chǔ)理論及工程放大研究，自主開發(fā)具有國際先進(jìn)水平的連續(xù)本體聚合PMMA技術(shù)及系列新產(chǎn)品，為擬建設(shè)5萬噸/年P(guān)MMA工業(yè)化生產(chǎn)裝置提供技術(shù)支持。課題擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：1）PMMA多組分高溫自由基聚合反應(yīng)動力學(xué)及基本規(guī)律的研究；2）聚合物的降解機(jī)理及穩(wěn)定性研究，提出PMMA熱穩(wěn)定性控制手段；3）光學(xué)級和特殊級PMMA高端系列產(chǎn)品及技術(shù)開發(fā)；4）中試放大技術(shù)研究；5）聚合物的分析方法研究：運用核磁共振譜及其它分析手段，建立完善PMMA的結(jié)構(gòu)剖析方法。三、精細(xì)化工領(lǐng)域1、碳五分離過程中熱二聚反應(yīng)動力學(xué)研究及熱二聚反應(yīng)工藝和反應(yīng)器設(shè)計碳五餾分中的環(huán)戊二烯極易發(fā)生聚合反應(yīng)，在碳五分離過程中一般采用加熱方式使其中的環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化成雙環(huán)戊二烯，然后通過精餾分離出雙環(huán)戊二烯，達(dá)到分離環(huán)戊二烯的目的。由于環(huán)戊二烯的脫除率直接影響后續(xù)的異戊二烯萃取精餾，熱二聚過程中必須保證環(huán)戊二烯具有較高的轉(zhuǎn)化率，同時異戊二烯具有較高的收率。本課題的研究目標(biāo)是確定最佳熱二聚工藝及熱二聚反應(yīng)器型式。課題需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：1）通過熱二聚反應(yīng)動力學(xué)研究，獲得準(zhǔn)確的反應(yīng)動力學(xué)方程。2）最佳熱二聚反應(yīng)工藝流程及工藝條件，確保環(huán)戊二烯具有較高轉(zhuǎn)化率，同時異戊二烯損失較少。3）確定適宜的反應(yīng)器型式。4）通過流體力學(xué)模擬，設(shè)計出最優(yōu)的、適用于工業(yè)化生產(chǎn)裝置的反應(yīng)器。2、反應(yīng)器模擬研究碳五分離過程中，環(huán)戊二烯的分離是采用熱二聚使其轉(zhuǎn)化為雙環(huán)戊二烯，然后通過精餾將雙環(huán)戊二烯分離出去。反應(yīng)器的設(shè)計結(jié)果直接影響環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率和雙環(huán)戊二烯的選擇性及異戊二烯的收率，采用流體力學(xué)模擬，與反應(yīng)動力學(xué)等結(jié)合，能夠較真實的反映出反應(yīng)器內(nèi)部溫度分布、流體流動狀態(tài)等參數(shù)，通過對不同型式反應(yīng)器的流體力學(xué)模擬，能夠選擇或設(shè)計出適合環(huán)戊二烯熱二聚的反應(yīng)器。因此，本課題的研究目標(biāo)是通過流體力學(xué)模擬設(shè)計出適合于碳五分離過程中環(huán)戊二烯熱二聚反應(yīng)器。課題需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：通過流體力學(xué)模擬，設(shè)計出最優(yōu)的、適用于工業(yè)化生產(chǎn)裝置的環(huán)戊二烯熱二聚反應(yīng)器。3、C5餾分中炔烴選擇加氫催化劑開發(fā)乙烯裂解副產(chǎn)大量的碳五餾分，其中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12的炔烴，在碳五分離過程中必須預(yù)先將炔烴分離，以降低操作風(fēng)險。精餾法脫除碳五餾分中的炔烴存在操作困難和能耗高等缺點，如果能夠采用選擇加氫的方式脫除炔烴，將大大降低碳五分離過程中的能耗，提高碳五分離技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。本課題的研究目標(biāo)是開發(fā)出高效炔烴選擇性加氫催化劑及工藝，在保留異戊二烯的同時，將碳五餾分中的炔烴選擇性加氫去除。課題擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：1）選擇加氫催化劑模型構(gòu)建及機(jī)理研究；2）選擇加氫催化劑活性組分和助劑的優(yōu)化及協(xié)同效應(yīng)研究；3）催化劑載體結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)對活性組分與載體相互作用的影響研究；4）炔烴選擇性加氫工藝研究。4、甲烷-二氧化碳重整制備合成氣技術(shù)開發(fā) 隨著化石能源消耗的增加和全球氣候變化壓力的增大，如何高效合理的利用二氧化碳資源是各國技術(shù)人員積極探索的課題。合成氣作為一種有用的資源，可以用于合成氨、甲醇和丁辛醇等化學(xué)品的合成。甲烷與二氧化碳催化重整制備合成氣技術(shù)一方面可以有效利用二氧化碳資源，另一方面可以產(chǎn)生合成氣，其前景受到廣泛的重視。甲烷與二氧化碳催化重整為強(qiáng)吸熱反應(yīng)，并且反應(yīng)過程中容易積碳，催化劑容易失活，因此高效催化劑的開發(fā)和反應(yīng)過程中得能量優(yōu)化是該工藝開發(fā)過程的關(guān)鍵。本課題的研究目標(biāo)是開發(fā)甲烷與二氧化碳催化重整的高效催化劑，并且采用耦合工藝，提高整個工藝過程的能量效率。本課題需要解決的問題：1）高效抗積碳催化劑的優(yōu)化，在前期氧化鋁基催化劑的基礎(chǔ)上，通過添加適當(dāng)?shù)闹鷦岣叽呋瘎┑幕钚院涂狗e碳能力；2）反應(yīng)過程能量優(yōu)化和耦合。通過理論計算與實驗結(jié)合的方式，利用氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行耦合，以降低外供能力的需求，同時調(diào)節(jié)合成氣的氫碳比。3）高效反應(yīng)器的設(shè)計與開發(fā)。通過反應(yīng)器的設(shè)計和優(yōu)化，降低反應(yīng)過程中的積碳行為。5、輕烴催化裂解輕烴（石腦油或碳四等低分子量烴類）催化裂解制低碳烯烴是較為先進(jìn)的制低碳烯烴技術(shù)。通過催化裂解代替熱裂解制乙烯可將反應(yīng)溫度降低100以上，從而大幅降低能耗。與熱裂解相比，催化裂解工藝可以大幅提高丙烯收率，同時可以節(jié)能約20%左右。但由于催化裂解遵循正碳離子反應(yīng)機(jī)理，在裂解過程中會在催化劑表面產(chǎn)生積碳，造成催化劑活性下降或失活，從而使催化劑無法維持長周期運行。因此，本課題研究的目標(biāo)是開發(fā)一種適合流化床工藝技術(shù)的催化劑及工藝技術(shù)，該催化劑可使裂解反應(yīng)溫度600，具有高活性、高選擇性(乙烯+丙烯收率47%以上，乙烯+丙烯+丁二烯收率53%以上)、和可再生、易流化、磨損指數(shù)低等特點。課題擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：1）流化床工藝技術(shù)；2）催化劑活性組份和助劑的優(yōu)化篩選及協(xié)同效應(yīng)研究；3）催化劑載體結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)對活性組分與載體相互作用的影響研究；4）催化劑抗磨性及流化性性能研究；5）提升管反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及流化方式對裂解性能影響研究；6、乙苯分子篩新一代催化劑國產(chǎn)化研究隨著吉林石化公司新建苯乙烯裝置的投產(chǎn)，新一代乙苯催化劑由UOP公司引進(jìn)。相對于上一代的乙苯催化劑，新一代的催化劑裝填量明顯降低，催化劑的活性顯著增強(qiáng)。為了降低采購成本，提高裝置的核心競爭力，針對新一代的進(jìn)口催化劑進(jìn)行國產(chǎn)化研究。本項目的目的在于開發(fā)出性能優(yōu)良的乙苯催化劑，其性能達(dá)到或者超過新一代進(jìn)口催化劑的水平。目前，進(jìn)口催化劑的剖析和評價工作已經(jīng)展開，但需要從新一代分子篩的合成方面取得突破，已達(dá)到進(jìn)口催化劑的水平。本課題的研究目標(biāo)是設(shè)計新型納米分子篩催化劑，通過對分子篩微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)變，達(dá)到分子篩構(gòu)效關(guān)系的設(shè)計和構(gòu)建目的，得到適合于乙苯合成的分子篩孔結(jié)構(gòu)和表面酸堿性，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效合成乙苯新一代催化劑。課題擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題有：1）新型納米分子篩催化劑的設(shè)計與開發(fā)；2）分子篩微觀結(jié)構(gòu)的表征以及表面性能研究；3）利用計算機(jī)進(jìn)行分子篩催化劑的設(shè)計和定向合成；4）乙苯合成催化劑構(gòu)效與性能關(guān)系的調(diào)變。四、生物質(zhì)能源領(lǐng)域生物質(zhì)熱解制備化學(xué)品研究 隨著化石資源的日益枯竭和人們對能源需求的增加，可再生的生物質(zhì)資源的利用越來越受到各國的重視，特別是由生物質(zhì)制備運輸燃料的技術(shù)開發(fā)正受到各國科研人員的重視。通過熱解的方式將生物質(zhì)液化成生物油，再經(jīng)過改質(zhì)的方法將生物油制備成運輸燃料是一種有效的生物質(zhì)利用方式。本課題的研究目標(biāo)是通過熱解過程的工藝優(yōu)化，提高生物油的收率，降低生物油中固體物含量；將熱解得到的生物油進(jìn)