节能减排

• 烷基化废酸制备硫酸铵的新工艺方法

  耿洋;齐文哲;刘辉;刘春江;郑拥军;王明刚;

  国内的烷基化装置主要以硫酸法为主,但烷基化废酸较难处理,其中以废酸生产硫酸铵的工艺比较成熟,但存在诸多问题。为降低能耗,提高效率,文中介绍了一种烷基化废酸制备硫酸铵的新工艺方法。以废硫酸与液氨为原料,以气升式浮选装置进行反应产物与聚合油分离,使用活性碳吸附塔脱色脱臭,蒸发结晶系统进行结晶。工艺在硫酸铵近饱和条件下生产,使用中和反应生成的热蒸汽为液氨汽化及硫酸铵结晶工序提供热量,实现能量集成。工艺得到的硫酸铵产品颜色纯白,品相较好,氮质量分数达20.80%,满足市场要求。使用流程模拟软件ASPEN对节能效果进行模拟计算,2万t/a处理量的项目可节约低压蒸汽1.9万t/a。工艺平均每处理1 t废酸净收益400元,经济效益显著。

  2015年11期 v.43;No.321 1-4+24页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K]
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生物化工

• 利用动力学模型探讨碳源浓度对普鲁兰分批发酵过程的影响

  薛文娇;马赛箭;常帆;安超;原龙;

  采用Logistic、Luedeking-Piret以及Luedeking-Piret修正模型分别建立了不同初始蔗糖浓度下Aureobasidium pullulans(swp35)分批发酵生产普鲁兰过程中的菌体生长、产物积累和基质消耗的数学模型,并采用1stopt软件,选取修正高斯牛顿法和通用全局优化算法进行非线性曲线拟合,计算获得动力学模型参数。研究结果表明:上述模型能较好地反映本研究实验条件下swp 35的细胞生长、产物合成和底物消耗过程,拟合动力学模型的相关系数R2均大于0.91;普鲁兰合成与细胞生长基本呈偶联关系;初始蔗糖浓度对菌体合成速率有明显的抑制作用:随着初始蔗糖浓度从25 g/L增加到100 g/L,最大比生长速率从0.146 h-1下降到0.049 h-1;最大比产物生成速率和比底物吸收速率在50 g/L初始蔗糖浓度时呈现峰值,分别达到0.536 h-1和0.844 h-1。从文章研究结果可知,以50 g/L蔗糖为初始浓度分批补料发酵生产普鲁兰可能比分批发酵方式更高效。

  2015年11期 v.43;No.321 5-10+40页 [查看摘要][在线阅读][下载 658K]
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环境化工

• 神华鄂尔多斯CCS封存场地CO₂泄漏预测研究

  李君;翁力;赵兴雷;郭屹;李轩;

  CO2气体泄漏预测及其监测是CO2捕集与封存的关键技术之一,文中针对神华鄂尔多斯CCS项目,建立CO2泄漏扩散预测模型,研究CO2泄漏扩散特征及其泄漏扩散模式,并运用CO2泄漏监测仪监测现场的CO2泄漏量,在此基础上将文中预测计算结果和实验测试结果进行对比分析,验证文中预测方法的正确性。基于此预测模型,进一步研究了CO2泄漏量和测试距离、风速之间的关系,以及基于目前的天气状况,对此泄漏速率下的风险进行了评估。研究结果表明:随着下风向距离的增加,CO2浓度显著降低,而随着测试点距离泄漏点高度的增加,CO2浓度降低相对较缓。

  2015年11期 v.43;No.321 11-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 302K]
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• 含聚丙烯酰胺模拟污水的电化学氧化研究

  刘咚;屈撑囤;

  聚合物驱油技术的应用使石油采收率得到了一定的提高,随之产生的大量高黏度含聚污水给其回注处理增加了难度,含聚污水的有效处理与回注对于聚合物驱油技术的广泛应用具有一定的促进意义。文中通过自制电化学氧化反应器,研究了电化学氧化处理法对含聚丙烯酰胺模拟污水的处理效果。结果表明:以钢片和石墨片为电极且极板间距为2 cm、电流强度为2 A、反应10 min、H2O2加量为30 mg/L时,污水中的聚丙烯酰胺降解率均达到了90%以上。污水含盐对聚丙烯酰胺的降解有一定的辅助作用,悬浮物含量(质量浓度)高于240 mg/L、含油量(质量浓度)高于160 mg/L时,对其电化学氧化效果有明显的负面影响。

  2015年11期 v.43;No.321 16-19+65页 [查看摘要][在线阅读][下载 345K]
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传质过程及设备

• 新型碳化硅泡沫阀塔盘的流体力学性能

  李洪;傅龙;丛山;高鑫;李鑫钢;

  针对工业应用开发出一种新型碳化硅泡沫阀塔盘,在原有泡沫碳化硅塔板与碳化硅泡沫阀塔盘的基础上进行了结构上的改进,使其安装更加方便,具有更加均匀的气体分布与更小的液相流动阻力。文中对该新型碳化硅泡沫阀塔盘进行流体力学性能测试,在600 mm的塔内测试其塔板压降、雾沫夹带量与漏液线,并与传统F1浮阀塔盘的流体力学数据进行了比较。研究结果表明:碳化硅泡沫阀塔盘由于其高开孔率使干板压降远低于F1浮阀塔盘,而且新型塔盘在小气速时仍不会发生漏液现象;但该新型碳化硅泡沫阀塔盘存在着湿板压降较大的缺点。研究结果为该新型塔盘的工业应用提供了基础数据与设计依据。

  2015年11期 v.43;No.321 20-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 502K]
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• 乳化液膜萃取Cr(Ⅲ)的内相反萃步骤动力学研究

  刘向楠;党亚固;费德君;唐晓泯;陈霞;

  文章采用恒界面法对乳化液膜分离Cr(Ⅲ)的液膜内相反萃步骤进行了研究,考察了搅拌速度、温度、界面面积、水相p H值、DEHPA[二(2-乙基己基)磷酸]浓度和络合物浓度对反萃速率的影响,得到反萃反应的动力学与热力学数据,并推导出反萃的反应机理。实验结果表明:搅拌速度大于0.45 m/s时出现与搅拌强度无关的化学反应控制"坪区",且反萃速率与界面面积成正比,此时反应属于扩散和化学反应共同控制,并且反应主要发生在相界面上;由温度与反萃速率的关系得知,该反萃反应是一个放热反应,反应的活化能Ea=24.25 k J/mol,焓变ΔH=-55.85 k J/mol,熵变ΔS=-566.37 J/mol,在T=308 K时ΔG=118.59 k J/mol;在控制步骤反应式中,DEHPA反应级数为0,络合物浓度和水相氢离子的反应级数为1,并推导出反萃反应的控制步骤的方程式为r=k0[Cr(OH)2HL2(o)][H+(w)]。

  2015年11期 v.43;No.321 25-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 382K]
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• ZIF-8金属有机骨架吸附分离辛烷同分异构体研究

  陈凯;向海;孙婷;徐成刚;

  航空汽油基础油中少量的正烷烃是导致航空汽油基础油辛烷值较低的根本原因。本项目利用ZIF-8金属有机骨架对辛烷同分异构体的单组分、双组分穿透实验进行了研究,考察了温度、压力、组成对吸附平衡的影响。研究表明:正辛烷单组分吸附等温线符合兰缪尔等温模型。由2,2,4-三甲基戊烷与正辛烷的二元穿透实验可知,在本实验条件下,正辛烷能够实现与2,2,4-三甲基戊烷的完全分离,且ZIF-8对二元混合物中正辛烷的吸附量接近于单组分正辛烷的吸附量。实验同样表明:尽管随二元混合物中正辛烷含量的降低分子筛对正辛烷的吸附选择性降低,但当混合物中正辛烷体积分数低于2,2,4-三甲基戊烷的体积分数时,该分子筛也能对正辛烷实现完全分离。

  2015年11期 v.43;No.321 30-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 474K]
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化工热力学

• 甲烷水合物生成分解的实验研究

  刘军;马贵阳;潘振;商丽艳;杨帆;谭峰兆;

  海底存在着大量可燃冰,1 m3可燃冰能够储存160 m3的天然气。因此,可燃冰的开采与利用可燃冰储存与运输天然气具有重要意义。在改变搅拌、过冷度及低浓度动力学抑制剂的条件下,对甲烷水合物生成量与生成速率进行了实验研究。将甲烷水合物进行升温分解,分析水合物分解时的压力变化情况。结果表明:搅拌对甲烷水合物生成的促进效果最好,其次是过冷度,最后是超低浓度动力学抑制剂;水合物生成的传质过程最终被阻碍,采取将水与天然气的上下位置交换的方法,可以生成更多水合物。水合物升温可以得到相平衡曲线;改变初始时刻压力,可以得到不同温度区间的相平衡曲线;降低水合物分解时的升温速度,可以得到更长温度区间的相平衡曲线。

  2015年11期 v.43;No.321 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 566K]
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化工流体力学

• 上流式反应器中流体流动及返混特性研究

  吉敏;杨钊;娄晓军;雍玉梅;杨超;

  上流式反应器作为一种典型的三相反应器已广泛应用于工业生产中,在渣油加氢领域表现出很大的优势,但在工业应用中仍存在催化剂失活快、热点出现及局部结焦等问题。文中搭建了二维结构的上流式反应器,以空气和自来水作为气液介质,分别选用了3种粒径的玻璃珠、单粒径的氧化铝球载体作为填充颗粒。采用了一维轴向扩散模型,利用示踪-响应技术对反应器床层的压降、平均停留时间和轴向扩散系数进行了系统研究。液体对压降、平均停留时间和轴向扩散系数的决定性作用比气体重要,但当表观液速较低时则需要同时考虑气液两相的影响;同时,在一定的操作范围内大颗粒床层的平均停留时间较长。

  2015年11期 v.43;No.321 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 666K]
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综合信息

• 《中国粉体技术》2016年征订启事

  <正>《中国粉体技术》是经国家科技部、新闻出版署批准出版,由中国颗粒学会、济南大学、中国非金属矿工业协会矿物加工利用技术专业委员会主办的粉体工程领域的专业技术期刊,国内统一刊号:CN37-1316/TU,国际连续出版物号:ISSN1008-5548。创刊多年来,以理论水平高、技术性强、信息量大,集学术、应用、信息和服务于一体的特点引起国内外粉体技术界的广泛关注,成为海内外人士了解中国粉体技术的窗口和中国粉体

  2015年11期 v.43;No.321 46页 [查看摘要][在线阅读][下载 53K]
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反应工程

• 模拟油掺炼脂肪酸催化裂化反应探索

  丁雪;刘熠斌;杨朝合;

  为了探索催化裂化掺炼废弃油脂过程中游离脂肪酸对原料转化的影响,在固定流化床催化裂化实验装置上进行了正庚烷掺炼正辛酸的催化裂化研究,考察了正辛酸的添加量、反应温度对正庚烷转化率、产物分布和液体产物组成的影响。结果表明:正庚烷和正辛酸在酸性催化剂上的反应性能差别明显,正庚烷的转化率较低,其反应后液体产物以烷烃为主;正辛酸转化率非常高,且反应后的液体产物主要以芳烃为主。当在正庚烷中添加少于质量分数10%的正辛酸时,可以促进正庚烷的转化;当正辛酸的添加量大于10%时,反而会阻碍正庚烷的转化,而且正辛酸的添加量对液体产物的组成影响显著。反应温度的提高有利于混合原料的转化,同时可以提高液体产物中芳烃和烯烃的质量分数。

  2015年11期 v.43;No.321 47-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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• 氢等离子体法制备Ni₂P和Ni₂P/SiO₂加氢脱硫催化剂

  王伟;王安杰;李翔;崔艳宏;

  采用免焙烧的方法,直接将Ni(NO3)2和(NH4)2HPO4盐的前驱体,或是担载Ni(NO3)2和(NH4)2HPO4盐的前驱体通过氢等离子体法(PR)制备了Ni2P-NC-PR,Ni2P(25)/Si O2-NC-PR加氢脱硫催化剂。以质量分数为0.8%的二苯并噻吩/十氢萘溶液为模型化合物,考察了催化剂的HDS反应性能,并用XRD对催化剂晶相进行了表征。新鲜制备的催化剂在移入固定床反应器之前用体积分数10%H2S/Ar钝化,以保护其结构不被破坏。实验证明,PR还原法制备的Ni2P-NC-PR催化剂的加氢脱硫活性高于Ni2P-C-PR催化剂,PR还原法制备的Ni2P(25)/Si O2-NCPR催化剂的加氢脱硫活性高于Ni2P(25)/Si O2-C-PR催化剂。XRD表征结果表明:Ni2P-NC-PR或Ni2P(25)/Si O2-NC-PR催化剂的颗粒尺寸都小于Ni2P-C-PR或Ni2P(25)/Si O2-C-PR催化剂的颗粒尺寸,催化剂的活性中心较多,其高活性可归于其活性中心数量的增加。

  2015年11期 v.43;No.321 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 569K]
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• 硝酸法合成硝基胍反应动力学研究

  康超;罗志龙;杨毅;李萌;陈松;

  采用硝酸法合成硝基胍,考察了不同反应温度、反应时间下的各反应组分物质的量。通过Chem CAD动态反应模拟及速率回归计算程序对实验数据进行回归计算,得到硝基胍合成反应的主副反应级数分别为1.889 4和1.851 5,主副反应活化能分别为16 001.300 7 J/mol和18 312.244 3 J/mol,主副反应频率因子分别为2.223 1 s-1和0.034 6 s-1,并通过线性化处理建立了硝基胍反应动力学模型。利用动态模拟计算对反应动力学模型进行验证,证明得到的反应动力学模型能准确描述硝基胍硝化反应过程,模拟计算结果与实验结果的相对误差不超过0.8%。通过反应动力学模型得出温度适当降低、硝酸胍初始浓度升高同时减小浓硝酸浓度会有利于反应选择性的提高。

  2015年11期 v.43;No.321 56-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K]
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煤化工

• 褐煤综合利用中原料煤干燥特性研究

  秦谊;张惠芬;夏美英;张敉;任万云;曾天柱;李宝才;

  研究了褐煤资源高效综合利用中干燥时间、干燥温度、干燥方式等因素对原料煤性质,特别是粗褐煤蜡和腐植酸产率的影响。结果表明:原料煤的干燥需要在适宜的温度下和时间内进行,水分不是越低越好,否则不仅浪费能源和时间,还会影响主要产品的产率及品质。褐煤蜡产率与含水量之间存在重要的内在联系,即不同干燥条件下,水质量分数在10%—20%之间时,褐煤蜡产率均较高。同时,原煤在开采后允许进行一定时间的放置,除水质量分数降低外不会对原煤产生其他影响。建议在褐煤综合利用中,原料煤的干燥最好在100—150℃之间进行,调节干燥时间(需30—60 min),使水质量分数控制在10%—20%之间。

  2015年11期 v.43;No.321 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 546K]
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过程模拟

• 组合桨搅拌槽内高黏流体混合特性的数值模拟

  李薇;高瑾;张津津;蔡子琦;

  利用计算流体力学数值模拟方法,对直段桨为双螺带式和Paravisc式以及底桨为锚式和变径双螺带式的组合桨功率和混合时间进行了研究,并对其中最优桨型进行了放大规律的探索。通过数值模拟得到了4种组合桨中各单桨及组合桨的功率准数关联式,提出组合桨中各桨之间功率上的反作用关系。在10种组合桨中,Paravisc-锚式组合桨达到完全混合时所转圈数最少,且在相同转速下量纲一剪切量较大,混合特性最优,将其从体积为100 L的搅拌槽内放大至200 L和500 L搅拌槽中,发现其符合桨端线速度的放大准则。文中对各桨型的功率特性、混合特性和放大规律的分析,可为工业设计和优化高黏度流体组合桨参数提供重要参考。

  2015年11期 v.43;No.321 66-71+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 656K]
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化工工艺

• 乙醇脱水制生物基乙烯工艺研究

  王菊;钟思青;张成芳;金照生;

  以上海石油化工研究院已开发的高活性高选择性氧化铝催化剂,对固定床上乙醇脱水制乙烯反应工艺进行了研究。分别通过考察反应温度、水醇比和质量空速等工艺参数的变化对乙醇转化率、目的产物乙烯收率和副产物收率的影响,确定了固定床的优化工艺。结果表明:在所选的氧化铝催化剂条件下反应,当反应温度为400℃,空速为0.5 h-1,水醇比为2.5,乙烯的收率能达到98%,副产物收率控制在2%左右,乙醇转化率接近100%。此数据为开发的氧化铝催化剂工业应用推广提供了必要的技术参考。

  2015年11期 v.43;No.321 72-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1687K]
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