化学工程

Chemical Engineering(China)

节能减排

  • 基于分割式热泵的2-甲氧基乙醇-水精馏工艺模拟

    杨德明;王杨;廖巧;

    基于2-甲氧基乙醇-水体系的共沸特性,应用分割式热泵精馏用于该体系的分离。采用UNIQUAC方程计算该体系的相平衡数据,并利用实验数据对UNIQUAC方程中的二元交互作用参数进行修正。利用Aspen Plus过程模拟软件中的Radfrac精馏模型和Compr等熵压缩模型,以年总费用最小为目标函数,对提出的分割式热泵精馏工艺进行了模拟与优化,得到了合适的工艺参数,如分割点摩尔分数为x(H2O)=0.17、压缩机进气量为6.16 t/h等关键工艺变量。模拟结果表明,与常规热泵精馏工艺相比,分割式热泵精馏工艺的年总费用可节约34.4%,操作费用可节约36.3%。

    2012年05期 v.40;No.279 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 258K]
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生物化工

  • 碳氮比与氨氮负荷对序批式活性污泥法同步硝化反硝化的影响

    贾艳萍;张兰河;王山山;

    为了提高生物脱氮的效率,研究采用序批式活性污泥法(SBR工艺)考察碳氮质量比w(C/N)与氨氮负荷对同步硝化反硝化的影响。结果表明:当w(C/N)为5.6,氨氮负荷为0.024 g/(g.d),碳源快速消耗,SBR工艺较难实现同步硝化反硝化,同步硝化反硝化率只能够达到0.76%。当w(C/N)为10.5,氨氮负荷为0.024 g/(g.d)时,SBR系统能够实现同步硝化反硝化,同步硝化反硝化率达到97.6%,NH4+-N和COD去除率均接近100%;当w(C/N)为16.3,氨氮负荷为0.024 g/(g.d)时,同步硝化反硝化率为94.5%,增加外加碳源的成本。同步硝化反硝化可以取代二段独立的硝化和反硝化过程,节省运行费用。

    2012年05期 v.40;No.279 6-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 415K]
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材料科学

  • 咔唑加氢性能研究

    孔文静;安越;万超;徐国华;沈杰;

    咔唑是一种含氮的芳香杂环化合物,文中以Raney-Ni为催化剂,对咔唑的加氢储氢性能进行了研究。实验发现溶剂、温度、压力及催化剂用量等条件的改变均对咔唑的吸氢过程产生影响。溶剂十氢萘的加入有利于咔唑加氢反应进行;在443—563 K咔唑的加氢量随着温度的上升呈现先增加后减小的趋势,并在523 K达到最大值;在3MPa—6 MPa咔唑的加氢量随压力的增大而增大;催化剂用量的增加在低用量范围内明显影响咔唑的吸氢量,在高用量范围内对咔唑吸氢量的影响不大。在咔唑/十氢萘质量比为1/5.9,523 K,5 MPa和催化剂用量为0.5 g的条件下,咔唑的加氢量达到较佳值0.27 mol。GC-MS分析结果表明:咔唑的加氢产物以四氢咔唑、十二氢咔唑为主,此外还含有少量的六氢咔唑及八氢咔唑。

    2012年05期 v.40;No.279 11-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 261K]
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综合信息

  • 版权声明

    <正>为适应我国信息化建设,扩大本刊及作者知识信息交流渠道,《化学工程》期刊已加入《中国知网CNKI系列期刊数据库》、《中国核心期刊(遴选)数据库》(万方数据——数字化期刊群)、《中文科技期刊数据库》、

    2012年05期 v.40;No.279 14页 [查看摘要][在线阅读][下载 71K]
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  • 2012年工程建设项目信息简介

    <正>在我站技术委员单位及技术委员的大力支持下,"2012年工程建设项目信息"即将编制完成,该信息给出了工程项目名称、建厂地点、设计阶段以及工程招标情况等。该项工作是中心站及中心站技术委员会为行

    2012年05期 v.40;No.279 78页 [查看摘要][在线阅读][下载 75K]
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  • 全国化工化学工程设计技术中心站2012年年会第一次通知

    <正>全国化工化学工程设计技术中心站成立四十周年暨中国石油和化工勘察设计协会化学工程设计专业委员会2012年年会计划于2012年10或11月举行,具体报到时间、地点下次通知。现将有关事宜通知如下:

    2012年05期 v.40;No.279 79-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 75K]
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  • 2012年年会暨中心站建站40周年征文通知

    <正>值全国化工化学工程设计技术中心站建站40周年之际,"中心站"将在2012年举行一次重要的全国性化学工程技术交流大会,暨40周年庆典活动。作为"庆典活动"之一,中心站将举办"中心站建站40周年有奖征文"活动。诚邀全国有关专家、学者、科研设计人员和科研管理人员、大专院校的师生踊跃投稿,并热情

    2012年05期 v.40;No.279 81-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 83K]
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传质过程及设备

  • 一种适用于催化反应精馏的新型填料

    黄国强;石秋玲;王红星;周伟;

    为适应催化反应精馏填料需要高持液量及高效率的应用特点,开发了一种新型多层丝网填料PACTU-800,并通过设计中试装置对其进行了流体力学性能测试及传质性能测试。以空气-水为测试物系的冷模实验表明,F因子为0—0.55时,喷淋密度增大则压降增大,F>0.55时,压降变化没有明显规律;并经拟合得到泛点气速公式,与贝恩-霍根公式计算值相对误差为9.1%;以正庚烷-甲基环己烷为测试物系的热模实验表明:该填料理论板数较高,且F因子对其影响不大;F>2.3时,压降开始急剧增大。结果说明:PACTU-800操作弹性大,持液量大,适合高气液负荷下操作;其通量大,压降变化小,停留时间长,效率较高且较恒定。

    2012年05期 v.40;No.279 15-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K]
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  • 无累积罐循环全回流操作的模拟研究

    姜占坤;白鹏;

    间歇精馏循环全回流操作是一种具有前景的新型操作方式。文中在循环全回流操作的基础上,首次提出了无累积罐循环全回流新操作方式。通过数学模型对其进行模拟,模拟计算比较了新方式、恒回流比间歇操作和塔顶储罐一次全回流操作3种操作方式。模拟结果表明:无累积罐新操作方式的全回流阶段时间由2个因素决定,全回流开始时精馏塔内的浓度梯度情况和精馏塔内持液的平均浓度。随着全回流-全采出操作的进行,后续循环中的全回流阶段的时间增加,全采出阶段时间减少。当进料浓度低时,新操作方式的分离效率比恒回流比方式高26.4%—30.1%,并通过模拟揭示了新操作方式的特点。研究表明:无累积罐循环全回流操作方式是一种新型高效的分离操作。

    2012年05期 v.40;No.279 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
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传热过程及设备

  • 小尺度管壳式换热器流场的数值分析

    洪文鹏;辛凯;张全厚;

    针对小尺度管壳式换热器的管间距选取问题,建立三维模型,基于Simple算法,采用SST k-ω湍流模型,结合有限体积法对控制方程进行离散,在管径d不变的情况下,分别针对管间距a=1.2d,a=1.4d和a=2.0d 3种不同的管间距工况对壳侧流场的分布及阻力变化进行了研究。由于管路附近的速度梯度较大,为了提高计算的精度,进行局部的网格细化,最终对比了不同模型的流场模拟效果。结果表明:阻力和湍流强度随着管间距的增大而减小,应按照压降的减小比例小于平均湍流强度的减小比例为原则来选取a的值。对于这种小尺度的流场模拟,采取实验的方法将受到极大的限制,通过大型商用流体仿真软件来模拟计算,为工程实际设计提供参考的依据。

    2012年05期 v.40;No.279 23-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K]
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化工热力学

  • CO铜基变换催化剂氰化氢中毒机理热力学研究

    张乐;宁平;田森林;刘曌;

    为了掌握CO变换催化剂在高炉煤气气氛下的中毒机理,文中采用热力学非均相反应体系中的Gibbs自由能最小原理,从理论上分析了CO变换催化剂在高炉煤气气氛下,HCN中毒可能发生的化学反应及产物。对各个反应的吉布斯自由能及化学反应平衡常数进行了对比分析,结果表明:氰化氢(HCN)对于铁基高温变换催化剂在其活性温度下的中毒作用很小,而对于铜基低温变换催化剂在100—300℃的活性温度下,主要的中毒产物为CuCN,CuO,Cu2O,Cu(OH)2,C,且高炉煤气自身的主要气体混合也是使催化剂中毒的原因之一。此外,氧气的存在会加快催化剂的中毒反应。其中低温变换催化剂的活性物质Cu微晶与CO和O2反应的吉布斯自由能小于0,且绝对值最大,热力学平衡常数最大。这个反应是竞争能力最强的主导反应。

    2012年05期 v.40;No.279 27-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 449K]
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  • 交互四元体系Na~+,K~+∥Br~-,SO_4~(2-)-H_2O 323K相平衡理论计算

    曾晓晓;桑世华;王丹;张俊杰;

    应用323 K三元子体系的溶解度数据,采用多元线性回归方法拟合出该四元体系在323 K时的Pitzer方程的混合离子相互作用参数θ(Br-,SO24-),Ψ(Na+,Br-,SO24-),Ψ(K+,Br-,SO24-)(相关文献鲜有报道),在此基础上应用Pitzer方程对323 K四元体系Na+,K+∥Br-,SO24--H2O的溶解度数据进行理论计算,并用计算出的溶解度数据绘制出四元相图。计算结果表明,模拟计算值与实测值基本吻合,较好地验证了实验数据的准确性,同时也表明含有合理参数的Pitzer模型完全可以描述含Na+,K+∥Br-,SO24--H2O的体系。

    2012年05期 v.40;No.279 32-35+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 239K]
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化工流体力学

  • 流态试验设计及分析方法

    戚伟康;郭一令;

    化学反应器在化学工业设备系统中占有极为重要的地位,对其水力特性和混合条件进行研究至关重要;同时停留时间分布(RTD)分析为评估反应器流态提供了一种极为有用的分析工具。文中详细描述了基于示踪-应答技术的流态试验设计方法,包括示踪剂的选取原则、试验的方法及试验的操作要求,为流态试验提供了指导规范。探讨了进行数据处理中的注意事项及为避免误差应采取的措施。通过分析发现采用不同的思想计算平均停留时间分别代表的意义及其关系。由于不同的反应器流态可能得到相同的RTD曲线,因而并不是每一个RTD曲线只对应一个特定的反应器类型或者状态。以RTD理论为基础,确立了各种流态所对应的不同停留时间分布,为比较分析流态试验的曲线提供依据。

    2012年05期 v.40;No.279 36-40+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 149K]
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  • 多相流型特征评价方法研究

    孙斌;钟金山;杨晓明;

    为了得到反映流型信息的敏感特征,提出了一种多相流型特征评价方法。在水体积流量为1.32—12.15 m3/h,油体积流量为0.01—0.43 m3/h,空气体积流量为0.75—25 m3/h的范围内,对垂直上升管内油气水三相流4种流型的压差波动信号进行采集并作为分析对象,采用经验模式分解EMD法、小波方法、小波包方法,对去噪后的压差波动信号进行分解,分别提取了4种流型的EMD能量特征、EMD峭度系数特征、小波包能量特征、小波包信息熵特征和小波能量的特征,从敏感度、稳定性、瞬时性3个方面,对提取的5种特征进行比较、评价,从而建立了一种流型特征的评价准则,并给出了相应的算法。计算结果表明,所提出的评价方法是有效可行的。

    2012年05期 v.40;No.279 41-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 189K]
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  • 危险液化气体瞬时泄漏扩散数值模拟研究进展

    谭蔚;刘潇;刘玉金;

    危险液化气体瞬时泄漏事故是化工工业中重大潜在灾害,急速爆炸会产生急速膨胀的二相蒸气云,因此事故本身既有对化工设备造成的物理爆炸危害,同时也会导致危险介质的扩散。文中概述了化工设备瞬时爆炸事故研究的历程,综述了计算流体力学技术(CFD)在预测液化气体瞬时泄漏事故后果中的应用,指出CFD技术虽然涉及的物理模型非常复杂,计算量较大,但模拟结果可以涵盖流场中包括微观液滴群的大量介质信息,可为节约研究成本和理论发展提供了可靠的研究工具。文中还对事故研究发展和CFD模拟技术应用模式前景提出了展望。

    2012年05期 v.40;No.279 46-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 122K]
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反应工程

  • 胶乳法氯化天然橡胶干燥历程中脱氯化氢反应动力学

    何兰珍;钟杰平;杨丹;

    新型工艺胶乳法氯化天然橡胶(CNR)产品在干燥过程中会有HCl脱出,其脱出量对CNR的制备、性能等有一定的影响。采用电导法可连续测定CNR在干燥历程中脱HCl量及速率,这是研究CNR在低温下热降解行为的有效方法。用改进工艺的"胶乳法"制备出湿的CNR,并在一定温度下通入氮气进行干燥,在此历程中会发生脱氯化氢反应,其反应过程可分为诱导期、恒速期和低速期。文中使用Friedman法分析该过程在恒速期、低速期的反应动力学参数,其脱氯化氢反应分别为0级反应、1级反应,活化能分别为26.65,36.79 kJ/mol。在80℃以下对产品进行加热(或干燥),虽有少量HCl脱出,但并不会对产品质量造成影响。所以干燥温度应以低于80℃为宜。

    2012年05期 v.40;No.279 50-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 291K]
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  • 固定床动力学模型在离子交换过程中的应用

    章结兵;张小里;李红亚;赵彬侠;

    为了掌握所选的Thomas模型,Yoon-Nelson模型和Adams-Bohart模型在固定床米格列醇离子交换过程中的应用情况,实验借助对不同质量浓度的米格列醇溶液在定量树脂和固定流速下研究其在固定床中离子交换过程,并通过对透过曲线实验数据分析来验证相关固定床动力学模型在此过程中的有效性。结果表明:固定床上样液质量浓度增大,达到平衡饱和点的时间将缩短,传质区长度增大,吸附率变小,上样液质量浓度在8 mg/mL时吸附量达到最大;用动力学模型拟合透过曲线的过程参数,结果表明Thomas模型和Yoon-Nelson模型具有较好的相关系数,Thomas模型的速率常数和最大吸附量值随着上样液质量浓度的降低而增大,Yoon-Nelson模型的速率常数随着上样液质量浓度的降低而减小,且在Yoon-Nelson模型中计算得到的透过曲线中出口质量浓度与上样质量浓度比值为1/2时所对应的计算值和实验值相差很小,Thomas模型和Yoon-Nelson模型可用于该过程的离子交换性研究。

    2012年05期 v.40;No.279 54-56+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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  • 钾长石低温提钾工艺的机理探讨

    黄珂;王光龙;

    使用化学试剂与钾长石反应模拟低温提钾过程,通过分析各组分对钾溶出率的影响,初步探讨钾长石低温提钾过程的机理,为该工艺的工业化提供理论依据。钾长石低温提钾过程为:首先是硫酸与磷矿反应产生HF,HF分解破坏钾长石的结构,在此基础上Mg2+,Ca2+与钾长石中的K+发生置换反应成为平衡电荷离子。随着钾长石与模拟磷矿配比的增加,钾溶出率先有所上升,在配比达到0.8∶1时达到最高。随着镁钙比的增加,钾的溶出率出现先增加,在1∶1时达到最高,然后呈现基本水平的趋势。在常见磷矿氟含量范围内,随着氟化钙量的增加,钾的溶出率呈现单调增长。实验表明,组分对钾溶出率影响从大到小为:氟化钙质量>氧化镁与氧化钙质量比>磷酸三钙质量。

    2012年05期 v.40;No.279 57-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 173K]
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煤化工

  • Shell粉煤气化炉渣口区熔渣流动与传热模型

    王剑;梁钦锋;许建良;刘海峰;

    国内Shell粉煤气化炉在长周期运行中曾多次出现大块熔渣堵塞渣池出口的现象,严重制约着工业化装置的安全、经济、稳定运行。为了探讨大块熔渣形成的原因,以Shell粉煤气化炉为研究对象,建立了其渣口区熔渣流动与传热模型。该模型可以预测固态渣层厚度、液态渣层厚度和渣层表面温度等。结果表明:气化炉运行时,由于熔渣的沉积,在渣裙表面将形成一定厚度的固态渣层。开车初期,熔渣全部被冷凝成固态渣,当渣层表面温度超过渣的临界温度,液态渣层开始出现,此后随着时间的增加,固态和液态渣层都继续增厚直至达到稳定状态。离气化炉渣口处越远,渣层厚度和表面温度就越大。气化炉渣口温度和沉积率越低,固态渣层厚度就越大,所需要的特征时间也越长。

    2012年05期 v.40;No.279 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 356K]
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过程模拟

  • 基于一阶滞后传递函数的换热器模型预测控制

    俞巧心;崔国民;张佳仁;

    针对换热器本身具有较强的纯滞性、约束性等特性,提出将模型预测控制应用于换热器控制中。首先将换热器近似处理为一阶惯性环节,推导出其传递函数作为预测模型;而后以输出误差与控制量加权之和的二次型性能指标为目标函数对其进行滚动优化,使全过程达到最优;最后,通过反馈校正构成系统的闭环优化,提高控制的鲁棒性。通过仿真实例证明:模型预测控制能够较好地处理换热器控制上的纯滞后等问题,具有较好的鲁棒性。

    2012年05期 v.40;No.279 66-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 204K]
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化工系统工程

  • 石化装置基于风险的HAZOP分析方法

    郭丽杰;康建新;

    为了更加有效地辨识石化装置生产中的潜在危险,将风险评价与危险与可操作性(HAZOP)分析相结合,建立了基于风险的HAZOP分析方法。文中首先介绍了基于风险的HAZOP分析流程,在偏差的危险工况分析中引入风险评价,并在传统的二因素风险评价基础上,为了更准确地评价现有安全措施是否对事故具有预测和控制能力,定义了第3个因素——不可控制度。然后建立了风险三因素的评价准则,并确定出风险的表征方法,最后提出基于风险的决策方法,即根据偏差的风险评价等级确定针对性的安全管理建议。以某石化公司常减压装置为例进行了基于风险的HAZOP分析。结果表明,基于风险的HAZOP分析方法可以为石化装置安全管理提供定量化的决策依据,从而使有限的资源得到合理地配置。

    2012年05期 v.40;No.279 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 371K]
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化工工艺

  • 乙烯低温储存系统汽化气气体处理工艺

    肖观秀;

    随着我国低温储存系统应用的大型化发展,优化乙烯低温储存系统汽化气(BOG)气体处理工艺对降低装置运行能耗、节省投资的作用逐步增大。首先介绍了BOG气体的4种不同压缩制冷循环处理工艺;然后通过压焓图从理论上对其节能原理进行分析;同时根据实际数据对比不同工艺过程的制冷系数和能量消耗;最后总结出二次节流中间冷却工艺更为节能,为优化乙烯低温储存BOG气体处理工艺,实现节能降耗提出了适用性建议。

    2012年05期 v.40;No.279 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 341K]
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