化学工程

Chemical Engineering(China)

节能减排

  • 最小有效能损耗的多组分精馏流程优化设计

    李岩梅;胡仰栋;

    提出了以有效能损耗最小为目标、同时又考虑热集成的多组分复杂精馏塔序列优化设计新策略。该复杂精馏塔模型:1股进料、2股出料,每块理论板上均可有中间冷凝器或再沸器。复杂精馏过程的设计步骤是:①根据过程有效能最小确定优化塔序列;②对每个塔优化设计出含中间换热器的复杂塔;③考虑多效且允许热集成的复杂精馏流程,以塔压为决策变量,以精馏过程有效能损耗最小为目标,建立并优化设计出一个热集成的复杂精馏流程。一个3组分精馏过程的例子表明所提策略简单有效,可用来指导多组分精馏过程的优化设计。

    2012年12期 v.40;No.286 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 444K]
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  • 最小有效能损耗的多组分精馏流程优化设计

    李岩梅;胡仰栋;

    提出了以有效能损耗最小为目标、同时又考虑热集成的多组分复杂精馏塔序列优化设计新策略。该复杂精馏塔模型:1股进料、2股出料,每块理论板上均可有中间冷凝器或再沸器。复杂精馏过程的设计步骤是:①根据过程有效能最小确定优化塔序列;②对每个塔优化设计出含中间换热器的复杂塔;③考虑多效且允许热集成的复杂精馏流程,以塔压为决策变量,以精馏过程有效能损耗最小为目标,建立并优化设计出一个热集成的复杂精馏流程。一个3组分精馏过程的例子表明所提策略简单有效,可用来指导多组分精馏过程的优化设计。

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过程强化

  • 木质纤维素制备5-羟甲基糠醛的催化过程强化

    李韡;余贞;吴春燕;张金利;

    5-羟甲基糠醛(HMF)是一种链接可再生生物质资源与燃料化合物及化学中间体的重要新型平台化合物。文中对高温(180—200℃)条件下,金属氯化物为催化剂,离子液体[BMIM]Cl为溶剂,木质纤维素(相思木木屑)为原料快速制备HMF和糠醛的反应过程进行了研究。通过对反应温度、原料用量、盐酸(HCl)添加量、催化剂种类及用量等因素进行考察,优化了反应条件。研究结果表明:与文献报道的低温下纤维素降解反应相比,高温条件可使木质纤维素为原料制备HMF的反应过程得到强化。在所考察的金属氯化物催化剂中,CrCl3.6H2O的催化效果最优,其中以CrCl3.6H2O为催化剂,200℃下反应4 min时产物HMF及糠醛的收率分别可达55.0%和22.9%。该高温反应过程反应快速、产物收率高,无需木质纤维素原料的预处理操作,为工业上简单快速制备HMF提供了一种可行方法。

    2012年12期 v.40;No.286 5-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K]
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  • 木质纤维素制备5-羟甲基糠醛的催化过程强化

    李韡;余贞;吴春燕;张金利;

    5-羟甲基糠醛(HMF)是一种链接可再生生物质资源与燃料化合物及化学中间体的重要新型平台化合物。文中对高温(180—200℃)条件下,金属氯化物为催化剂,离子液体[BMIM]Cl为溶剂,木质纤维素(相思木木屑)为原料快速制备HMF和糠醛的反应过程进行了研究。通过对反应温度、原料用量、盐酸(HCl)添加量、催化剂种类及用量等因素进行考察,优化了反应条件。研究结果表明:与文献报道的低温下纤维素降解反应相比,高温条件可使木质纤维素为原料制备HMF的反应过程得到强化。在所考察的金属氯化物催化剂中,CrCl3.6H2O的催化效果最优,其中以CrCl3.6H2O为催化剂,200℃下反应4 min时产物HMF及糠醛的收率分别可达55.0%和22.9%。该高温反应过程反应快速、产物收率高,无需木质纤维素原料的预处理操作,为工业上简单快速制备HMF提供了一种可行方法。

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  • ZSM-5型分子筛强化水吸收CO_2

    李少刚;朱春英;付涛涛;马友光;

    在难溶气体吸收体系中加入第3分散相粒子是强化传质过程的一个重要手段,文中采用恒温搅拌釜对ZSM-5型分子筛/水浆料强化CO2的吸收过程进行了实验研究,考察了硅铝摩尔比(120,150,360)、固含率和气相CO2体积分数对增强因子的影响。结果表明:随着分子筛硅铝摩尔比的增加,其疏水性增强,增强因子随之增大;随着分子筛固含率的增加,气液界面处颗粒的覆盖率增大,增强因子迅速增大,当气液界面处颗粒的覆盖率逐渐接近最大覆盖率时,则增强因子逐渐趋于恒定值;随着气相CO2体积分数的增加,溶质在溶液中的扩散作用逐渐增强,而分子筛颗粒输运作用逐渐减弱,增强因子减小。针对分散相微粒增强难溶气体的吸收过程,提出了一个三维非均相传质模型,计算结果和实验数据吻合良好。

    2012年12期 v.40;No.286 10-13+23页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
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  • ZSM-5型分子筛强化水吸收CO_2

    李少刚;朱春英;付涛涛;马友光;

    在难溶气体吸收体系中加入第3分散相粒子是强化传质过程的一个重要手段,文中采用恒温搅拌釜对ZSM-5型分子筛/水浆料强化CO2的吸收过程进行了实验研究,考察了硅铝摩尔比(120,150,360)、固含率和气相CO2体积分数对增强因子的影响。结果表明:随着分子筛硅铝摩尔比的增加,其疏水性增强,增强因子随之增大;随着分子筛固含率的增加,气液界面处颗粒的覆盖率增大,增强因子迅速增大,当气液界面处颗粒的覆盖率逐渐接近最大覆盖率时,则增强因子逐渐趋于恒定值;随着气相CO2体积分数的增加,溶质在溶液中的扩散作用逐渐增强,而分子筛颗粒输运作用逐渐减弱,增强因子减小。针对分散相微粒增强难溶气体的吸收过程,提出了一个三维非均相传质模型,计算结果和实验数据吻合良好。

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材料科学

  • 高导热系数活性炭的制备及其性能

    苏展军;潘能婷;赵武;莫家乐;奚红霞;

    基于传统的活性炭导热系数低,在脱附过程中容易产生局部过热现象,导致燃烧降低再生效率等问题,文章采用了在核桃壳原料中掺杂膨胀石墨制备高导热系数复合活性炭,分别考察了活化温度、活化时间、活化剂用量及膨胀石墨用量等不同工艺参数对活性炭结构性能的影响,对活性炭的比表面积、总孔容等进行了表征,结果表明:高导热系数活性炭的导热系数比普通活性炭提高了6倍。其直接热脱附床层温度低于实验室制备的普通活性炭25℃,同时,其甲苯脱附活化能为50.81 kJ/mol,低于在商业活性炭上的脱附活化能(68.01 kJ/mol)25%以上。保持良好的吸附性能的同时又具有很好的再生脱附效果,在活性炭脱附再生方面具有广泛的应用前景。

    2012年12期 v.40;No.286 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]
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  • 高导热系数活性炭的制备及其性能

    苏展军;潘能婷;赵武;莫家乐;奚红霞;

    基于传统的活性炭导热系数低,在脱附过程中容易产生局部过热现象,导致燃烧降低再生效率等问题,文章采用了在核桃壳原料中掺杂膨胀石墨制备高导热系数复合活性炭,分别考察了活化温度、活化时间、活化剂用量及膨胀石墨用量等不同工艺参数对活性炭结构性能的影响,对活性炭的比表面积、总孔容等进行了表征,结果表明:高导热系数活性炭的导热系数比普通活性炭提高了6倍。其直接热脱附床层温度低于实验室制备的普通活性炭25℃,同时,其甲苯脱附活化能为50.81 kJ/mol,低于在商业活性炭上的脱附活化能(68.01 kJ/mol)25%以上。保持良好的吸附性能的同时又具有很好的再生脱附效果,在活性炭脱附再生方面具有广泛的应用前景。

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传质过程及设备

  • 萃取精馏分离丙酮-四氢呋喃的研究

    刘岩;白鹏;

    为了分离丙酮-四氢呋喃共沸混合物,研究了萃取精馏在丙酮-四氢呋喃物系中的应用。通过溶剂选择原理初选出乙苯作为萃取精馏分离此共沸物系的溶剂,同时采用NRTL模型对常压下丙酮-四氢呋喃物系和加入溶剂乙苯后的汽液平衡进行模拟和实验验证,模拟结果与实验数据吻合较好。然后进行了间歇萃取精馏分离此共沸物的实验研究来进一步考察所选萃取剂的效果。结果表明:乙苯能够消除丙酮-四氢呋喃共沸物系的共沸点,采用有40块理论板的填料塔,回流比为5,溶剂摩尔比为2.5∶1时塔顶可以得到质量分数为99.34%的丙酮产品,说明采用乙苯作萃取剂分离丙酮-四氢呋喃共沸物是可行的。最后又对连续和间歇萃取精馏分离丙酮-四氢呋喃共沸物的流程进行了模拟,得到的工艺参数将为进一步的工业应用提供了理论依据。

    2012年12期 v.40;No.286 19-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K]
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  • 萃取精馏分离丙酮-四氢呋喃的研究

    刘岩;白鹏;

    为了分离丙酮-四氢呋喃共沸混合物,研究了萃取精馏在丙酮-四氢呋喃物系中的应用。通过溶剂选择原理初选出乙苯作为萃取精馏分离此共沸物系的溶剂,同时采用NRTL模型对常压下丙酮-四氢呋喃物系和加入溶剂乙苯后的汽液平衡进行模拟和实验验证,模拟结果与实验数据吻合较好。然后进行了间歇萃取精馏分离此共沸物的实验研究来进一步考察所选萃取剂的效果。结果表明:乙苯能够消除丙酮-四氢呋喃共沸物系的共沸点,采用有40块理论板的填料塔,回流比为5,溶剂摩尔比为2.5∶1时塔顶可以得到质量分数为99.34%的丙酮产品,说明采用乙苯作萃取剂分离丙酮-四氢呋喃共沸物是可行的。最后又对连续和间歇萃取精馏分离丙酮-四氢呋喃共沸物的流程进行了模拟,得到的工艺参数将为进一步的工业应用提供了理论依据。

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  • 直接精馏法提取纤维素乙醇

    陈昌旭;谢红伟;

    采用直接精馏法研究了高固含量(质量分数)、高黏度的玉米秸秆发酵醪液的精馏工艺,设计了带搅拌桨的不锈钢筛板-填料精馏塔,确定了固含量为11.56%的发酵醪液的幂律模型本构方程,进而得到塔釜中发酵醪液的黏度和搅拌桨转速的关系。在进料量为2.7 L/h、进料体积分数为10%左右、进料温度为30℃、操作压力为常压的条件下,考察了进料位置、回流比、搅拌桨转速等操作条件对纤维素乙醇精馏的影响。实验结果表明:第27块塔板进料、操作回流比5.0、搅拌桨转速36 r/min为最佳操作条件,塔顶乙醇收率可达到99%以上。

    2012年12期 v.40;No.286 24-27+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 469K]
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  • 直接精馏法提取纤维素乙醇

    陈昌旭;谢红伟;

    采用直接精馏法研究了高固含量(质量分数)、高黏度的玉米秸秆发酵醪液的精馏工艺,设计了带搅拌桨的不锈钢筛板-填料精馏塔,确定了固含量为11.56%的发酵醪液的幂律模型本构方程,进而得到塔釜中发酵醪液的黏度和搅拌桨转速的关系。在进料量为2.7 L/h、进料体积分数为10%左右、进料温度为30℃、操作压力为常压的条件下,考察了进料位置、回流比、搅拌桨转速等操作条件对纤维素乙醇精馏的影响。实验结果表明:第27块塔板进料、操作回流比5.0、搅拌桨转速36 r/min为最佳操作条件,塔顶乙醇收率可达到99%以上。

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传热过程及设备

  • 旋流片支撑缩放管管束传热与流动的数值模拟

    洪宇翔;邓先和;张连山;焦凤;杨志平;

    通过数值模拟,以水为工质,研究了湍流时旋流片支撑缩放管管束管间的传热综合性能,并与无支撑光滑管管束、无支撑缩放管管束及旋流片支撑光滑管管束的传热性能进行了对比,分析了不同结构参数对其传热综合性能的影响;揭示了旋流片支撑缩放管管间流体速度场与温度场之间的协同性。结果表明:旋流片支撑急扩慢缩型缩放管管束相对急缩慢扩型具有更好的传热综合性能,且都比旋流片支撑光滑管管束的传热综合性能好,但二者都没有对应的无支撑缩放管管束综合性能好;具有小角度跟大扭率结构的旋流片更有利于旋流片支撑管束传热综合性能的提高;相对旋流片支撑光滑管管束与无支撑缩放管管束,旋流片支撑缩放管管束强化传热的原因在于传热场协同的增强作用更为明显。考虑管间支撑物支撑管束与抗振的必要性,旋流片支撑缩放管管束是一种高效的壳程强化传热措施,文中条件下通过优化,最大传热综合性能能达到1.057。

    2012年12期 v.40;No.286 28-31+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
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  • 旋流片支撑缩放管管束传热与流动的数值模拟

    洪宇翔;邓先和;张连山;焦凤;杨志平;

    通过数值模拟,以水为工质,研究了湍流时旋流片支撑缩放管管束管间的传热综合性能,并与无支撑光滑管管束、无支撑缩放管管束及旋流片支撑光滑管管束的传热性能进行了对比,分析了不同结构参数对其传热综合性能的影响;揭示了旋流片支撑缩放管管间流体速度场与温度场之间的协同性。结果表明:旋流片支撑急扩慢缩型缩放管管束相对急缩慢扩型具有更好的传热综合性能,且都比旋流片支撑光滑管管束的传热综合性能好,但二者都没有对应的无支撑缩放管管束综合性能好;具有小角度跟大扭率结构的旋流片更有利于旋流片支撑管束传热综合性能的提高;相对旋流片支撑光滑管管束与无支撑缩放管管束,旋流片支撑缩放管管束强化传热的原因在于传热场协同的增强作用更为明显。考虑管间支撑物支撑管束与抗振的必要性,旋流片支撑缩放管管束是一种高效的壳程强化传热措施,文中条件下通过优化,最大传热综合性能能达到1.057。

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化工热力学

  • 环氧乙烷与甲胺合成N-甲基二乙醇胺的热力学分析

    邵凡;刘有智;张珺;白梅;

    使用ABW法、费多斯基团加和法等,计算了N-甲基二乙醇胺(MDEA)的基础数据及其热力学数据,对环氧乙烷(EO)与甲胺合成MDEA的化学反应进行系统的热力学分析,提供了理论上该合成工艺所需条件。建立了该反应的反应焓变、Gibbs自由能变以及反应平衡常数对反应温度的变化关系。得出结论为该反应为自发放热反应,降低温度,反应有利于向MDEA合成的方向进行;若温度过低,反应速率减慢,目标产物产率下降。在工业生产中,该合成反应一般控制温度在100—150℃,反应器内的压强一般为3—6 MPa。

    2012年12期 v.40;No.286 32-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 255K]
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  • 环氧乙烷与甲胺合成N-甲基二乙醇胺的热力学分析

    邵凡;刘有智;张珺;白梅;

    使用ABW法、费多斯基团加和法等,计算了N-甲基二乙醇胺(MDEA)的基础数据及其热力学数据,对环氧乙烷(EO)与甲胺合成MDEA的化学反应进行系统的热力学分析,提供了理论上该合成工艺所需条件。建立了该反应的反应焓变、Gibbs自由能变以及反应平衡常数对反应温度的变化关系。得出结论为该反应为自发放热反应,降低温度,反应有利于向MDEA合成的方向进行;若温度过低,反应速率减慢,目标产物产率下降。在工业生产中,该合成反应一般控制温度在100—150℃,反应器内的压强一般为3—6 MPa。

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  • 利用P-R方程估算纯组分真实气体的物性

    张成;张海荣;

    从P-R状态方程出发,用Newton迭代法求出真实气体的摩尔体积,然后用数值方法求P-R方程的过剩焓对温度的偏导数,从而得到真实气体的剩余等压热容,由此计算出真实气体的等压热容。给出了Newton迭代方法和偏导数数值解法。编写求解程序,实际计算了一些烃类物质的等压热容。结果表明计算的误差可满足工程应用。

    2012年12期 v.40;No.286 36-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 163K]
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  • 利用P-R方程估算纯组分真实气体的物性

    张成;张海荣;

    从P-R状态方程出发,用Newton迭代法求出真实气体的摩尔体积,然后用数值方法求P-R方程的过剩焓对温度的偏导数,从而得到真实气体的剩余等压热容,由此计算出真实气体的等压热容。给出了Newton迭代方法和偏导数数值解法。编写求解程序,实际计算了一些烃类物质的等压热容。结果表明计算的误差可满足工程应用。

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化工流体力学

  • 倒锥型催化精馏构件的流体力学性能

    董群;刘沙;李楠;赵玲伶;白树梁;刘乙兴;

    为进一步提高催化精馏塔的性能,提出了一种新型倒锥型帽罩结构,针对帽罩结构参数进行实验研究。采用空气-水体系测定倒锥型塔构件不同参数下的塔板压降及液泛气速,并对其流体力学性能进行深入研究。实验结果表明,锥角对压降和液泛气速几乎没有影响。开孔比大于1时对压降无影响,开孔比小于1时压降随其值的增大而减小,液泛气速则略微增大。开孔孔径增大,则压降增大,而液泛气速减小。压降随锥体高度的增大而增大,但液泛气速与其并不呈线性变化。压降随堰高的增大而增大。催化剂装填量增大,压降增大,且液泛气速呈下降趋势。倒锥型催化精馏塔构件对其流体力学有显著影响,并在确定的条件下可选择较大的锥角,采用较小的开孔孔径和罩体高度。

    2012年12期 v.40;No.286 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 743K]
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  • 倒锥型催化精馏构件的流体力学性能

    董群;刘沙;李楠;赵玲伶;白树梁;刘乙兴;

    为进一步提高催化精馏塔的性能,提出了一种新型倒锥型帽罩结构,针对帽罩结构参数进行实验研究。采用空气-水体系测定倒锥型塔构件不同参数下的塔板压降及液泛气速,并对其流体力学性能进行深入研究。实验结果表明,锥角对压降和液泛气速几乎没有影响。开孔比大于1时对压降无影响,开孔比小于1时压降随其值的增大而减小,液泛气速则略微增大。开孔孔径增大,则压降增大,而液泛气速减小。压降随锥体高度的增大而增大,但液泛气速与其并不呈线性变化。压降随堰高的增大而增大。催化剂装填量增大,压降增大,且液泛气速呈下降趋势。倒锥型催化精馏塔构件对其流体力学有显著影响,并在确定的条件下可选择较大的锥角,采用较小的开孔孔径和罩体高度。

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  • 横向流动对槽式液体分布器孔口出流的影响

    于洪锋;李鑫钢;李洪;

    以CFD模拟为工具,对槽内横向流动对孔口出流的影响进行了研究。研究结果表明:孔口的流量随着槽内横向流速的增加而减少。另外,研究结果还表明液位越低、孔口直径越小,孔口出流越容易受到横向流动的影响。对于处理量较大的槽式液体分布器,横向流动有可能导致大规模不良分布。因此,应对液体在分布器内的流动特性进行系统的研究,以避免形成大规模不良分布。

    2012年12期 v.40;No.286 43-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 649K]
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  • 横向流动对槽式液体分布器孔口出流的影响

    于洪锋;李鑫钢;李洪;

    以CFD模拟为工具,对槽内横向流动对孔口出流的影响进行了研究。研究结果表明:孔口的流量随着槽内横向流速的增加而减少。另外,研究结果还表明液位越低、孔口直径越小,孔口出流越容易受到横向流动的影响。对于处理量较大的槽式液体分布器,横向流动有可能导致大规模不良分布。因此,应对液体在分布器内的流动特性进行系统的研究,以避免形成大规模不良分布。

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综合信息

  • 《化学工程》期刊荣获第二届陕西省科技期刊优秀奖

    <正>在陕西省新闻出版局、陕西省科技期刊编辑学会联合举办的"第二届陕西省科技期刊评优活动"中,华陆工程科技有限责任公司主管、主办的《化学工程》期刊被评为第二届陕西省科技期刊优秀奖。这是

    2012年12期 v.40;No.286 42页 [查看摘要][在线阅读][下载 176K]
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  • 《化学工程》期刊荣获第二届陕西省科技期刊优秀奖

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  • 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》、《中国科学引文数据库》、《中国学术期刊文摘(中文版)》、美国《化学文摘》(CA)、美国《剑桥科学文摘》、俄

    2012年12期 v.40;No.286 78页 [查看摘要][在线阅读][下载 166K]
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反应工程

  • 布风板对磷矿混合颗粒流化特性与还原反应的影响

    田昊一;康明雄;吴元欣;刘根炎;陈启明;李茜;

    针对现有窑法磷酸工艺中磷矿还原率低、热质传递差、结圈堵料等问题,将流态化技术应用于磷矿的还原反应。通过对布风板压降、操作弹性、流化质量、高温流态化还原磷矿反应的研究,考察了4种布风板的性能,并与固定床的热模实验结果进行了比较。实验结果表明:随着气速的增加,直孔布风板的压降以二次函数的形式增长,斜孔布风板则呈现一次函数的关系,且斜孔布风板的阻力损失与床层压降均高于直孔布风板;对于圆面斜孔布风板,曲线压力波动最小,流化质量最好;斜孔布风板的磷矿还原率均高于直孔布风板,说明斜孔孔道有利于磷矿的还原反应;在硅钙摩尔比为3.0、反应温度1 300℃时,圆面斜孔布风板的还原率可达98.26%,且流化床还原磷矿较固定床好。

    2012年12期 v.40;No.286 48-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 493K]
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  • 布风板对磷矿混合颗粒流化特性与还原反应的影响

    田昊一;康明雄;吴元欣;刘根炎;陈启明;李茜;

    针对现有窑法磷酸工艺中磷矿还原率低、热质传递差、结圈堵料等问题,将流态化技术应用于磷矿的还原反应。通过对布风板压降、操作弹性、流化质量、高温流态化还原磷矿反应的研究,考察了4种布风板的性能,并与固定床的热模实验结果进行了比较。实验结果表明:随着气速的增加,直孔布风板的压降以二次函数的形式增长,斜孔布风板则呈现一次函数的关系,且斜孔布风板的阻力损失与床层压降均高于直孔布风板;对于圆面斜孔布风板,曲线压力波动最小,流化质量最好;斜孔布风板的磷矿还原率均高于直孔布风板,说明斜孔孔道有利于磷矿的还原反应;在硅钙摩尔比为3.0、反应温度1 300℃时,圆面斜孔布风板的还原率可达98.26%,且流化床还原磷矿较固定床好。

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煤化工

  • 煤间接液化中费托合成单元装置的分析

    吴建民;孙启文;岳建平;庞利峰;

    在基于PRO/Ⅱ对低温费托合成系统进行模拟及优化的基础上,采用热力学分析方法,对低温费托合成系统进行了量衡算,分析了系统中各主要能耗单元的效率和损失状况。计算结果表明,系统中损失最大的过程是费托合成反应过程。费托合成反应器是损失最大的设备,效率为86.80%,损失占了总损失的85.15%;冷凝液回流泵效率最低,只有6.71%;效率最高的为石蜡收集槽、石蜡泵、石蜡中间槽等,几乎没有损失。采用热力学分析方法可以更准确地揭示系统中各环节和设备的最大损失,为改进设备、节约能源提供目标和对策。

    2012年12期 v.40;No.286 53-56+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 318K]
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  • 煤间接液化中费托合成单元装置的分析

    吴建民;孙启文;岳建平;庞利峰;

    在基于PRO/Ⅱ对低温费托合成系统进行模拟及优化的基础上,采用热力学分析方法,对低温费托合成系统进行了量衡算,分析了系统中各主要能耗单元的效率和损失状况。计算结果表明,系统中损失最大的过程是费托合成反应过程。费托合成反应器是损失最大的设备,效率为86.80%,损失占了总损失的85.15%;冷凝液回流泵效率最低,只有6.71%;效率最高的为石蜡收集槽、石蜡泵、石蜡中间槽等,几乎没有损失。采用热力学分析方法可以更准确地揭示系统中各环节和设备的最大损失,为改进设备、节约能源提供目标和对策。

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过程模拟

  • 液液萃取分离乙酸甲酯与甲醇水溶液的模拟计算

    曹宇锋;顾正桂;施磊;李建华;苏广均;

    设计了乙酸甲酯和甲醇水溶液错流萃取分离工艺,通过实验确定了以甘油和水的复合溶液作为分离乙酸甲酯和甲醇水溶液的最佳萃取溶剂。以UNIQUAC方程为计算活度系数的模型,采用色谱法测定了甲醇在甘油中的无限稀释活度系数,并利用单参数法计算UNIQUAC方程中的模型参数。采用相分配系数和物料守恒方程模拟错流萃取分离过程,建立了模拟计算程序框图。将模拟值和实验值进行比较,相对误差仅为0.01%。模拟结果表明:在理论级数N=3时,经过一次萃取乙酸甲酯质量分数可达99.7%以上,收率达97.0%,此结果为进一步研究提供理论依据。

    2012年12期 v.40;No.286 57-59+74页 [查看摘要][在线阅读][下载 333K]
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  • 液液萃取分离乙酸甲酯与甲醇水溶液的模拟计算

    曹宇锋;顾正桂;施磊;李建华;苏广均;

    设计了乙酸甲酯和甲醇水溶液错流萃取分离工艺,通过实验确定了以甘油和水的复合溶液作为分离乙酸甲酯和甲醇水溶液的最佳萃取溶剂。以UNIQUAC方程为计算活度系数的模型,采用色谱法测定了甲醇在甘油中的无限稀释活度系数,并利用单参数法计算UNIQUAC方程中的模型参数。采用相分配系数和物料守恒方程模拟错流萃取分离过程,建立了模拟计算程序框图。将模拟值和实验值进行比较,相对误差仅为0.01%。模拟结果表明:在理论级数N=3时,经过一次萃取乙酸甲酯质量分数可达99.7%以上,收率达97.0%,此结果为进一步研究提供理论依据。

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化工系统工程

  • 工艺蒸汽加热网络与蒸汽系统的集成优化

    孙寅茹;罗向龙;徐乐;陈颖;

    蒸汽动力系统作为过程工业的重要组成部分,由蒸汽系统、分配系统和蒸汽加热网络组成。文中提出对蒸汽系统、分配系统和蒸汽加热网络进行集成优化。首先通过夹点分析对工艺蒸汽加热网络进行优化匹配,得到各等级蒸汽需求量及凝结水回收参数;然后根据建立的蒸汽系统和分配系统的运行优化模型得到产汽及分配方案。通过对某化工厂的能量利用系统进行集成优化,得到的优化方案与传统设计方案相比,锅炉燃料消耗量减少16.38%,同时系统所需要的外界补给水量减少16.27%。提出的集成优化方法对蒸汽动力系统的设计优化具有一定的指导意义。

    2012年12期 v.40;No.286 60-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 726K]
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  • 工艺蒸汽加热网络与蒸汽系统的集成优化

    孙寅茹;罗向龙;徐乐;陈颖;

    蒸汽动力系统作为过程工业的重要组成部分,由蒸汽系统、分配系统和蒸汽加热网络组成。文中提出对蒸汽系统、分配系统和蒸汽加热网络进行集成优化。首先通过夹点分析对工艺蒸汽加热网络进行优化匹配,得到各等级蒸汽需求量及凝结水回收参数;然后根据建立的蒸汽系统和分配系统的运行优化模型得到产汽及分配方案。通过对某化工厂的能量利用系统进行集成优化,得到的优化方案与传统设计方案相比,锅炉燃料消耗量减少16.38%,同时系统所需要的外界补给水量减少16.27%。提出的集成优化方法对蒸汽动力系统的设计优化具有一定的指导意义。

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化工过程控制

  • 利用锥形孔板测量气液二相流量

    周云龙;张全厚;辛凯;

    利用一种改进的防堵孔板和沿程管段的组合装置,基于考虑滑移比影响的均相流模型,应用伯努力方程和连续性方程推导出影响气液二相流干度的因素为p和Δp1-2/Δp3-4,建立了干度的测量模型;并通过支持向量机(SVM)以p和Δp1-2/Δp3-4作为输入变量,干度为输出值,得到干度的测量相对误差≤3.6%,在结合林氏流量测量模型后,在实验测量参数范围内,总质量流量的测量相对误差≤8.3%。实现了运用一个节流件完成流量的双参数测量,并完成了锥形孔板流出系数的标定和林氏模型中参数θ的拟合公式,分析得出它是影响林氏模型测量误差的重要因素。

    2012年12期 v.40;No.286 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 417K]
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  • 利用锥形孔板测量气液二相流量

    周云龙;张全厚;辛凯;

    利用一种改进的防堵孔板和沿程管段的组合装置,基于考虑滑移比影响的均相流模型,应用伯努力方程和连续性方程推导出影响气液二相流干度的因素为p和Δp1-2/Δp3-4,建立了干度的测量模型;并通过支持向量机(SVM)以p和Δp1-2/Δp3-4作为输入变量,干度为输出值,得到干度的测量相对误差≤3.6%,在结合林氏流量测量模型后,在实验测量参数范围内,总质量流量的测量相对误差≤8.3%。实现了运用一个节流件完成流量的双参数测量,并完成了锥形孔板流出系数的标定和林氏模型中参数θ的拟合公式,分析得出它是影响林氏模型测量误差的重要因素。

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化工工艺

  • 2,3-丁二醇分离纯化中反应精馏工艺

    李琰君;朱家文;吴艳阳;刘佳娴;沈亚领;

    乙醛-环己烷反应萃取体系能够有效分离发酵液中的2,3-丁二醇。文章重点研究了2,3-丁二醇-乙醛反应萃取液的连续水解精馏工艺,为工业化生产提供理论基础。水解精馏使用阳离子交换树脂HZ732为水解催化剂,以2,4,5-三甲基-1,3-二氧戊环(2,3-丁二醇-乙醛缩醛)水解率为指标,考察了反应段温度、反应段级数、进料速度、进料油水比(2,4,5-三甲基-1,3-二氧戊环和水摩尔比)和回流比的影响。通过实验得到优化水解精馏工艺条件为:反应段平均温度90℃,反应段理论板数为20,进料油水比为0.6,进料速度0.2 h-1。在该条件下2,4,5-三甲基-1,3-二氧戊环水解率为73%,未水解2,4,5-三甲基-1,3-二氧戊环被回收。水解液经精馏得到2,3-丁二醇产品,纯度(质量分数)>96%,总收率≥93%。开发了连续水解精馏工艺,为整个工艺工业化实践提供了参考。

    2012年12期 v.40;No.286 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K]
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  • 2,3-丁二醇分离纯化中反应精馏工艺

    李琰君;朱家文;吴艳阳;刘佳娴;沈亚领;

    乙醛-环己烷反应萃取体系能够有效分离发酵液中的2,3-丁二醇。文章重点研究了2,3-丁二醇-乙醛反应萃取液的连续水解精馏工艺,为工业化生产提供理论基础。水解精馏使用阳离子交换树脂HZ732为水解催化剂,以2,4,5-三甲基-1,3-二氧戊环(2,3-丁二醇-乙醛缩醛)水解率为指标,考察了反应段温度、反应段级数、进料速度、进料油水比(2,4,5-三甲基-1,3-二氧戊环和水摩尔比)和回流比的影响。通过实验得到优化水解精馏工艺条件为:反应段平均温度90℃,反应段理论板数为20,进料油水比为0.6,进料速度0.2 h-1。在该条件下2,4,5-三甲基-1,3-二氧戊环水解率为73%,未水解2,4,5-三甲基-1,3-二氧戊环被回收。水解液经精馏得到2,3-丁二醇产品,纯度(质量分数)>96%,总收率≥93%。开发了连续水解精馏工艺,为整个工艺工业化实践提供了参考。

    2012年12期 v.40;No.286 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K]
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  • 冷氢化工艺中四氯化硅汽化方式的比较

    姚又省;刘继三;陈维平;

    对多晶硅生产中的冷氢化工艺做了简单介绍,重点介绍了冷氢化工艺中四氯化硅的4种汽化方式,包括电加热汽化、导热油汽化、直接混合汽化和强制混合汽化,并对这4种汽化方式的优缺点进行了比较,为多晶硅生产工厂和多晶硅工艺设计提供参考。

    2012年12期 v.40;No.286 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K]
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  • 冷氢化工艺中四氯化硅汽化方式的比较

    姚又省;刘继三;陈维平;

    对多晶硅生产中的冷氢化工艺做了简单介绍,重点介绍了冷氢化工艺中四氯化硅的4种汽化方式,包括电加热汽化、导热油汽化、直接混合汽化和强制混合汽化,并对这4种汽化方式的优缺点进行了比较,为多晶硅生产工厂和多晶硅工艺设计提供参考。

    2012年12期 v.40;No.286 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K]
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