在石油化工领域中,柴油馏分非临氢降凝加工过程是柴油改质、产品升级的核心技术之一。柴油馏分油非临氢降凝的化学本质是在沸石催化下直链烃异构化和裂解反应。适当调整沸石基催化剂的异构化与裂解活性,可以降低气态烃的产率,从而提高汽、柴油的总产率,尤其是柴油产率。针对这一科学命题,本论文对系列沸石催化剂及相关催化过程进行基础和应用研究。以环己胺(CHA)或六亚甲基亚胺(HMI)为结构导向剂,在Na2O-SiO2-Al2O3-H2O-CHA(HMI)水热体系中合成出ZSM-35和MCM-22亚微米沸石及MCM-22/ZSM-35共结晶沸石。考察了凝胶组成、晶化温度和时间、合成釜转速及十二烷基苯磺酸钠表面活性剂的存在对合成沸石的晶相、形貌和粒径的影响。合成的ZSM-35和MCM-22结晶性好、相纯度高,其中位径(D50)分别可减小至590 nm和770 nm,而MCM-22/ZSM-35共结晶沸石的中位径在1500～2500 nm之间。以ZSM-5、MCM-22、MCM-22/ZSM-35、ZSM-35、MOR、β. Y等沸石为催化剂主体,在不同反应温度和压力下,考察了该系列沸石的孔结构对模型化合物1-己烯异构化和裂解活性的影响。结果表明,对于十二元环孔口的沸石,具有一维孔道结构的丝光沸石(MOR)对己烯裂解反应的催化活性较高,己烯骨架异构化催化活性较低；三维孔道结构的p和Y沸石对己烯裂解、烯烃聚合反应活性均较高,但对己烯骨架异构化催化活性均较低。对于十元环孔口的沸石,具有二维孔道结构的ZSM-35和MCM-22亚微米沸石及MCM-22/ZSM-35共结晶沸石具有较高的己烯骨架异构化性能；三维孔道结构的ZSM-5沸石的异构化和裂解初活性均较高。在反应温度270℃、压力0.2 MPa、1-己烯重时空速1.0 h-1和H2/1-C6H12=8(摩尔比)条件下,1-己烯骨架异构体产率按ZSM-5、 MCM-22、MCM-22/ZSM-35、ZSM-35的顺序递增,但沸石ZSM-5仍是催化己烯骨架异构化的主要活性组分,而ZSM-35适合作为改进己烯骨架异构化性能的助剂。以沸石ZSM-5为主要活性组分,制备ZSM-5(99.0%)/ZSM-35(1.0%)复合沸石催化剂,分别以催化裂化柴油、减一线馏分油、常三线馏分油及加氢裂化尾油为原料油,在小型(500 mL)反应装置上,评价该复合沸石催化剂的非临氢降凝性能,并对操作条件进行优化和验证。结果表明,在适宜反应条件下,与ZSM-5工业催化剂相比,用ZSM-35改进的复合沸石催化剂对上述不同原料油均具有较好的非临氢降凝性能。对催化裂化柴油非临氢降凝过程,适宜反应温度327℃、压力0.2 MPa、重时空速1.5 h-1,柴油产率为94.02%,凝点为-21℃,凝点降低26℃；对常三线馏分油非临氢降凝过程,适宜反应温度310℃、压力0.2 MPa、重时空速1.0h-1,柴油产率为94.61%,凝点为-21℃,凝点降低43℃；对减一线馏分油非临氢降凝过程,适宜反应温度353℃、压力0.2 MPa、重时空速1.5h-1,柴油产率为93.92%,凝点为-21℃,凝点降低30℃；对加氢裂化尾油非临氢降凝与润滑油基础油生产过程,适宜反应温度400℃、压力0.2 MPa、重时空速1.2 h-1,基础油产率可达92.53%,基础油凝点不高于-20℃,其凝点下降幅度高达52℃。在适宜操作条件下,对ZSM-5(99.0%)/ZSM-35(1.0%)催化剂进行柴油馏分油非临氢降凝中试评价。结果表明,该复合沸石催化剂对催化裂化柴油、减一线馏分油和常三线馏分油具有较好的非临氢降凝和综合改质性能,生成柴油馏分油的产率较高而气体组分产率较低,气态烃产物中富含低碳烯烃。此外,该催化剂适用于加氢裂化尾油非临氢降凝加工。利用催化裂化柴油、减一线馏分油和加氢裂化尾油非临氢降凝小试评价数据,建立了考虑反应温度和空时影响的非临氢降凝一级表观反应动力学方程,并对生成气体和馏分油的产率进行分析和预测。结果表明,通过对不同柴油馏分油生成物族组成的简化和参数估值,所建模型简单,反应表观活化能和指前因子数量级合理,可有效地预测各族组成的产率。总体上,该组动力学模型对较重组分的产率拟合精度较高,预测能力较强,但对较轻组分的产率拟合精度偏低,预测能力也较弱。