节能减排

• 西门子法生产多晶硅还原过程节能降耗的模拟优化

  梁志武;陶升东;符开云;张瑞;

  利用吉布斯自由能最小原理,在Aspen Plus的Gibbs反应器模块中对传统西门子法还原过程进行模拟分析。考察了主要操作参数对多晶硅和副产物的转化率及能耗的影响。经过工艺参数优化,得到压力为100 kPa,氢气与三氯氢硅摩尔比为3/1时,多晶硅产率为44%,能耗为0.018 5 GJ/kg。同时模拟了在传统工艺的进料中加入二氯二氢硅,得到在100 kPa下,二氯二氢硅、三氯氢硅和氢气摩尔比为1∶1∶5时,与传统工艺相比多晶硅产率提高9.5%,四氯化硅产率降低8.5%,能耗降低33%,节约氢气16.7%。

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生物化工

• 固定化脂肪酶合成3-TBDMSO戊二酸甲酯

  王霞;董文玥;陈雄飞;付雁;

  脂肪酶主要催化醇、酸、内酯的酯化反应,脂肪酶催化反应可在非水溶剂中进行,并且反应条件温和,被认为是制备单一对映异构体的有效方法。文中利用固定化脂肪酶Novozym 435催化3-TBDMSO戊二酸酐不对称醇解制备3-TBDMSO戊二酸甲酯,通过高效液相色谱考察了不同反应条件对底物转化率、产物选择性的影响规律。实验研究了四氢呋喃、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚和甲苯5种溶剂对酶催化反应的影响,结果表明:在甲基叔丁基醚溶剂中,Novozym 435的催化效果最好。最优反应条件:温度25℃,酶质量浓度30 mg/mL,醇与3-TBDMSO戊二酸酐摩尔比1.0,酸酐浓度100 mmol/L,pH值为6.5,水活度0.66,反应时间6 h。实验采用萃取的方法分离出反应产物,通过结晶纯化得到无色晶体,利用核磁氢谱证明产物为3-TBDMSO戊二酸甲酯,通过圆二色光谱说明合成产物为对映体过剩产品。

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能源化工

• 油页岩干馏气与半焦中硫的分布特性

  秦宏;郑烨;迟铭书;王擎;张立栋;刘洪鹏;

  针对桦甸油页岩和汪清油页岩样品,通过程序升温控制干馏法,考察水蒸气质量分数以及操作气速对H2S气体的释放过程的影响,并对干馏后的半焦进行各形态硫分析。结果表明:混合气氛中蒸汽对气态硫的析出具有显著的促进作用,当蒸汽质量分数为22%时,桦甸和汪清油页岩的H2S释放总量分别提高了75.63%和37.16%。同时,气体流速促进硫的析出也较为显著。蒸汽气氛促使整个反应出现2个释放高峰,并且随着蒸汽量的增加,第2个释放高峰更为明显;操作气速的增加对传质具有积极作用;相对而言,桦甸样品的分解更为剧烈,有机硫为最主要的分解部分;在蒸汽与氮气的混合气氛下硫酸盐硫几乎不分解;桦甸样品中的硫更多进入到了干馏气中,而汪清油页岩的干馏气与半焦中的硫含量非常接近,2种样品的油页岩和冷凝水中的硫含量均小于其他2项。

  2014年07期 v.42;No.305 11-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 914K]
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传质过程及设备

• 醇胺混合溶剂吸收CO_2的过程模拟

  郑奕成;郑碏;陈健;

  为了降低大型企业的CO2排放,醇胺溶液吸收法是目前最适合的CO2吸收捕集技术,其主要问题是捕集分离的能耗较大。工业上常用的吸收分离低分压CO2的溶剂,是乙醇胺水溶液。为了降低分离能耗,利用不同溶剂的优点,提出采用混合溶剂降低能耗。通过过程模拟的方法,使用乙醇胺和甲基二乙醇胺混合溶剂水溶液,采用化工模拟软件AMSIM进行了CO2吸收的过程模拟,确定了混合醇胺溶液的最佳浓度,探讨降低醇胺溶液吸收法CO2捕集工艺成本的方法,混合溶剂比相同浓度的乙醇胺水溶液的捕集能耗降低了约13%。

  2014年07期 v.42;No.305 17-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 192K]
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• Cu~(2+)印迹壳聚糖/Al_2O_3的制备及动态吸附性能

  曾坚贤;陈华俊;刘国清;喻谢;钱朝辉;

  以表面接枝和表面印迹技术为基础,采用正硅酸乙酯改性的Al2O3为载体,壳聚糖为功能单体,制备了一种新型Cu2+印迹壳聚糖/Al2O3复合材料(IIP/Al2O3),以傅里叶变换红外表征了IIP/Al2O3,发现Cu2+印迹壳聚糖被有效接枝到Al2O3表面。考察填充柱入口Cu2+质量浓度、柱高、流速和pH值对IIP/Al2O3柱动态吸附性能的影响,研究动态吸附模型,结果表明:当填充柱入口Cu2+质量浓度为100 mg/L、柱高为37.25 mm、流速为1.0 mL/min和pH值为5时,IIP/Al2O3柱穿透吸附量和平衡吸附量分别为4.03和15.68 mg/g,吸附平衡时间为215 min,穿透时间为31 min,吸附行为符合Thomas模型,理论平衡吸附量为15.76 mg/g,Thomas常数为0.342 9×10-3L/(mg·min)。研究IIP/Al2O3柱的选择性分离特性和稳定性,发现IIP/Al2O3柱对Cu2+吸附率远高于竞争离子Ni2+和Zn2+,经5次吸附-洗脱后,穿透吸附量及平衡吸附量仅分别下降5.2%和3.0%。

  2014年07期 v.42;No.305 22-27+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 256K]
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• 一种含氟聚合物乳液的分离过程

  徐淑惠;都丽红;徐静安;王士勇;

  含氟聚合物乳液属于低浓度、高分散的非均相体系,为提高其分离效果,采用间歇式泡沫分离法研究含氟聚合物乳液的分离工艺。探索了搅拌器类型对分离效果的影响,试验结果表明:剪切作用对颗粒聚团的形成起主要作用,在同样的搅拌速度下,选用涡轮式搅拌器可以明显提高收率和富集比;比较了不同的通气方式对分离效果的影响,发现通入压缩空气可以显著提高收率和富集比。在上述条件下,运用均匀设计的方法研究通气量、温度、搅拌速度、搅拌时间、物料质量分数和氯化钙用量对分离效果的影响,利用DPS(数据处理系统)软件进行数据处理,确定乳液分离的最佳工艺条件为:通气量0.42 L/min,温度90℃,搅拌速度1 600 r/min,搅拌时间1.0 min,物料质量分数0.08,氯化钙用量0.000 2 g/mL,在此优化条件下进行验证试验,结果表明收率可达99%以上。

  2014年07期 v.42;No.305 28-31+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K]
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传热过程及设备

• 可拆全焊接板式换热器的传热特性

  栾辉宝;陈斌;郑伟业;夏晓宇;陶文铨;

  对可拆全焊接板式换热器内的传热流动特性进行了数值模拟及实验研究。采用SOLIDWORKS软件对单个流道进行了无简化、全尺度的实体建模;采用ICEM软件进行了网格划分,网格数目3100万;采用FLUENT软件进行求解。并通过换热器样机进行中试规模的水水传热实验来验证模拟结果。样机采用相同板片,板片数目102片。通过对比发现,在雷诺数Re为500—6 000的范围内,数值模拟结果与实验结果误差在15%以内。模拟结果可以作为该类产品工业应用中设计选型及优化的依据。

  2014年07期 v.42;No.305 32-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 2426K]
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• 蒸发式空冷器强化传热性能

  朱康玲;于飞;戴建军;赵福臣;秦国民;范敦贵;

  蒸发式空冷器是由换热盘管、循环水泵和风机等组成的一个复杂系统,系统内部各部件相互影响,优化组合对强化传热至关重要。实验研究了循环水泵频率、风机频率、管内流体进口温度和热水泵频率等因素对蒸发式空冷器传热性能的影响。结果表明:管内流体进口温度增加时,传热速率和管外联合传热系数均呈现持续增加的趋势;热水泵频率增加时,管外联合传热系数基本没有变化,但传热速率随之增加,增加到一定程度后趋于稳定不变;循环水泵和风机频率的变化对传热性能的影响并非简单的正相关关系,二者存在一个最佳的耦合;当管内流体进口温度为50℃时,实验确定在循环水泵频率为30 Hz,风机频率为45 Hz,热水泵频率为42 Hz时,系统的传热性能达到最优。对管外联合传热系数的研究,简化了工艺计算过程。研究结果为蒸发式空冷器的优化设计,以及节能优化操作提供了一定的依据。

  2014年07期 v.42;No.305 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 221K]
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化工热力学

• 水在超临界二氧化碳中的溶解度

  蒋春跃;吴建峰;孙志娟;潘勤敏;

  生物柴油副品油酸的高值化利用是降低生物柴油成本的有效途径之一,为了充分利用生物柴油副品油酸中的壬二酸,用基于超临界流体技术(SCCO2)的固相缩聚方法可制得超高相对分子质量的尼龙69等高分子材料。SCCO2不仅可以作为增强SSP过程的介质使用,还可以有效地将缩聚物(如水等小分子缩聚物)脱除,促进反应的进行,因此测定水在超临界二氧化碳中的溶解度对研究SCCO2增强的SSP过程具有重要意义。文中采用静态法测定了水在超临界二氧化碳中的溶解度,温度为313.15,333.15,353.15,373.15 K,压力为8.0—18.0 MPa,溶解度(摩尔分数)为0.254%—1.414%;探究了温度、压力对溶解度的影响,结果表明:溶解度随温度、压力的升高而升高;利用PR状态方程和Chrastil修正模型对溶解度进行了计算,结果表明溶解度的计算值和实验值吻合良好,平均相对误差分别为4.63%和5.89%。

  2014年07期 v.42;No.305 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 334K]
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• 常压下丁酮-丁酮连氮体系汽液平衡数据的测定与关联

  李柏春;杨瑞岭;杨振生;林栋君;

  为了解决水合肼生产中中间产物丁酮连氮与丁酮、水合肼等的分离问题,利用双循环汽液平衡釜,在常压(100 kPa)下测定了丁酮-丁酮连氮体系的汽液平衡数据,并用Herrington规则对测量数据进行热力学一致性检验,实验结果符合热力学一致性。利用化工模拟软件应用热力学方程WILSON,NRTL和UNIQUAC方程对实验数据进行关联和预测。得到了相关的模型参数,结果表明UNIQUAC模型对实验数据的吻合性最好,汽相组成的计算值与实验值最大绝对偏差不超过0.03,平均值不超过0.004。为工业分离工艺的设计提供了参考。

  2014年07期 v.42;No.305 48-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K]
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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》、《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》、俄罗斯《文摘杂志》、《日本科学技术振兴机构中国文献数据库》、荷兰Scopus、波兰《哥白尼索引》、美国《乌利

  2014年07期 v.42;No.305 51页 [查看摘要][在线阅读][下载 164K]
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• 2014年年会及征文通知

  <正>中国石油和化工勘察设计协会化学工程设计专业委员会2014年年会暨技术交流会计划于2014年9月21日—23日在西安召开。现将有关会议及征文事宜通知如下。一、会议名称、主题及主办单位1.会议名称:中国石油和化工勘察设计协会化学工程设计专业委员会2014年年会暨化学工程技术交流会议2.会议主题:化学工程与环境和谐3.主办单位:中国石油和化工勘察设计协会化学工程设计专业委员会(以下简称化学工程专委会)

  2014年07期 v.42;No.305 79-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 153K]
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化工流体力学

• 循环流化床两级返料器冷态试验研究

  王月;周祖旭;朱治平;高鸣;

  在高度为3 m、直径为0.1 m的循环流化床冷态试验台上,通过测量不同工况下的系统压力及物料循环流率,研究了采用两级返料器时,不同压力平衡口位置对系统运行特性的影响,并对比研究了采用单级返料器和两级返料器结构形式循环流化床系统的运行特性。试验结果表明:当采用两级返料器时,在合理的压力平衡口位置范围内,相同工况下不同压力平衡口位置对系统运行特性影响不大;在相同的操作条件下,采用不同结构形式的返料器,系统物料循环流率的变化趋势基本一致,采用两级返料器结构形式时各级立管压降之和与采用单级返料器立管压降基本相同;利用压力的标准方差来表示压力脉动的大小,结果显示:采用单级返料器时,在提升管不同高度处和立管底部压力脉动均比较大,而采用两级返料器结构形式运行更加稳定。

  2014年07期 v.42;No.305 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
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反应工程

• 中低温煤焦油沥青烯的结构表征

  杜庆阳;张晶晶;牛京超;尚宁波;孙智慧;田盼盼;李稳宏;李冬;

  采用甲苯溶解-正庚烷沉淀的方法从陕北中低温煤焦油中分离出沥青质,通过元素分析、平均相对分子质量、红外光谱分析、1H-NMR等方法对其进行了分子结构研究。结果表明:该沥青质的平均相对分子质量为652,平均分子式为C39.12H31.3N1.26O7.34S0.51,其主要结构是多环稠合芳香烃并富含杂原子,且芳环上存在链长不一的烷基取代基,平均链长约为4个碳原子,甲基侧链相对较多。

  2014年07期 v.42;No.305 57-59+65页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K]
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膜技术

• 陶瓷膜基高岭土动态膜制备和油水分离

  潘艳秋;陈银平;王文娟;马伟;

  以管式陶瓷膜为基膜、以高岭土为涂膜材料制备无机质基动态膜并用于油水分离。采用灰色关联分析法,得到动态膜制备和油水分离过程中操作条件对油水分离稳定通量的关联次序,并以此为基础,研究其中的涂膜条件对动态膜分离性能的影响。结果表明:随着流量、涂膜时间、涂膜压差和涂膜液质量浓度的增大,油水分离稳定通量均呈先增后减的趋势;最佳涂膜操作条件为:流量80 L/h、涂膜时间25 min、涂膜压差0.14 MPa、涂膜液质量浓度0.5 g/L;与基膜直接油水分离相比,动态膜能较好地减轻膜污染,增大油水分离稳定通量。文中还提出了动态膜油水分离影响因子R的概念,以考察涂膜参数对油水分离稳定通量的影响程度,进一步验证了灰色关联分析结果的可靠性。

  2014年07期 v.42;No.305 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 905K]
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过程模拟

• 基于HYSYS模型和遗传算法的天然气液化流程参数优化

  郑雪枫;王红;林畅;吴笛;

  主要基于HYSYS模型和遗传算法(GA)对天然气液化流程进行了优化,针对一种单循环混合冷剂液化流程(SMR)建立了优化模型,使用Matlab代码通过数据对象接口(Automation)创建HYSYS组件对象,调用HYSYS程序并传入数据,HYSYS即时计算出结果返回Matlab进行优化评价。这种优化方法大大提高了优化效率,并且由于其全局搜索的特点非常适用于在非线性、高度离散的优化模型,降低了液化装置的运行能耗,优化了液化流程的操作参数。结果表明:优化后的流程能耗,比优化前降低了6.4%,效率提高到34.74%。这种优化方法同样也适用于其他液化流程的模拟优化。

  2014年07期 v.42;No.305 66-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 209K]
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• C_5热二聚反应器计算流体力学研究

  杨兆银;

  为了了解现有C5装置所用中空管式反应器内的流场是否为反应所期望的平推流,文中结合理论分析及计算流体力学模拟软件ANSYS CFX 14.5,采用SST湍流模型,发现其入口处存在边界层分离及再附现象。分别对在入口处增加挡板、筛板等轴向阻尼内件和旋转进料的径向阻尼内件进行CFX模拟,并引进一个与速度有关的物理量Jk来表征返混的程度。结果表明:轴向阻尼内件形式在减少返混程度作用上效果不理想,甚至有加重反混的现象,在所研究的轴向阻尼内件中,迷宫式进料效果最优。结果同时表明采用径向阻尼内件旋转进料器可以较大幅度减小反应器内返混程度。

  2014年07期 v.42;No.305 70-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1113K]
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化工工艺

• 磷铵工业尾气脱湿减排机理及清洁工艺

  马空军;朱家骅;李剑琦;

  对磷铵(DAP)尾气冷凝脱湿数值模拟,揭示了DAP尾气传热传质过程为雾冷凝和膜冷凝共存的机理。基于模拟分析,提出了利用DAP尾气资源化循环生产磷酸一铵(MAP)的清洁工艺,现场实验证明了DAP尾气部分冷凝-磷酸降膜蒸发过程耦合技术的可行性。实验结果表明:DAP尾气能量的消减量可替代24万t/a MAP生产装置热能消耗的45%以上,展示了利用DAP尾气资源化循环生产MAP清洁生产技术的前景。

  2014年07期 v.42;No.305 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K]
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• 山东天皓钢铁有限公司

  <正>山东天皓钢铁有限公司(以下简称公司)是一家主要经营金属材料流通企业,专门从事金属材料的经营,公司性质:私营企业有限公司,注册资金1700万元。公司本着以最优的产品服务客户,真诚地为客户供应所需金属材料真诚诚信铸造我公司的发展方向,走向世界。

  2014年07期 v.42;No.305 4页 [查看摘要][在线阅读][下载 900K]
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