化学工程

Chemical Engineering(China)

环境化工

  • 碳酸二甲酯吸收捕集CO_2工艺流程

    崔敬杰;李红伟;汤志刚;郭栋;

    采用在线气相色谱测定了碳酸二甲酯(DMC)-CO2体系的气液相平衡,并得到了25,35,45℃下的亨利系数分别为6.566,7.614,8.784 MPa。同时建立了一套连续吸收-解吸小试装置,考察了DMC用于捕集CO2的吸收-解吸连续运行情况。并结合Aspen Plus模拟软件,分析了DMC在连续吸收-解吸小试装置上运行的最佳操作参数,并得到整体工艺能耗。结果表明:实验研究范围内,最佳的操作参数为液气摩尔比1.556、吸收温度20.0℃、解吸温度为63.2℃,相应的吸收率为94.34%,捕集CO2能耗为1.72 GJ/t。

    2014年09期 v.42;No.307 1-5+11页 [查看摘要][在线阅读][下载 197K]
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  • 碳酸二甲酯吸收捕集CO_2工艺流程

    崔敬杰;李红伟;汤志刚;郭栋;

    采用在线气相色谱测定了碳酸二甲酯(DMC)-CO2体系的气液相平衡,并得到了25,35,45℃下的亨利系数分别为6.566,7.614,8.784 MPa。同时建立了一套连续吸收-解吸小试装置,考察了DMC用于捕集CO2的吸收-解吸连续运行情况。并结合Aspen Plus模拟软件,分析了DMC在连续吸收-解吸小试装置上运行的最佳操作参数,并得到整体工艺能耗。结果表明:实验研究范围内,最佳的操作参数为液气摩尔比1.556、吸收温度20.0℃、解吸温度为63.2℃,相应的吸收率为94.34%,捕集CO2能耗为1.72 GJ/t。

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  • 超声作用联合纳米腐植酸处理苯酚废水

    程亮;徐丽;刘伟;张保林;刘国际;

    采用静态吸附法研究了超声联合纳米腐植酸处理苯酚废水;用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试仪(BET)对纳米腐植酸的粒径大小、形貌、比表面积及孔径等进行表征,结果表明:纳米腐植酸粒度分布均匀,平均粒径为50 nm,比表面积为110.31 m2/g,孔径为6.56 nm;考察了苯酚初始浓度、纳米腐植酸用量、超声声强及频率等因素对纳米腐植酸和超声作用协同处理苯酚废水的最佳工艺条件。实验结果表明:超声频率为20 kHz,超声声强0.2 W/cm2,苯酚初始质量浓度为100 mg/L,pH值为6.0,溶液体积100 mL,吸附温度40℃,吸附时间120min,纳米腐植酸用量为40 g/L的条件下,纳米腐植酸与超声作用协同处理苯酚废水吸附率可以达到95.7%;吸附剂纳米腐植酸对苯酚的吸附主要受颗粒内扩散所控,其再生循环使用5次后,苯酚的吸附容量仅减少18.9%。

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  • 超声作用联合纳米腐植酸处理苯酚废水

    程亮;徐丽;刘伟;张保林;刘国际;

    采用静态吸附法研究了超声联合纳米腐植酸处理苯酚废水;用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试仪(BET)对纳米腐植酸的粒径大小、形貌、比表面积及孔径等进行表征,结果表明:纳米腐植酸粒度分布均匀,平均粒径为50 nm,比表面积为110.31 m2/g,孔径为6.56 nm;考察了苯酚初始浓度、纳米腐植酸用量、超声声强及频率等因素对纳米腐植酸和超声作用协同处理苯酚废水的最佳工艺条件。实验结果表明:超声频率为20 kHz,超声声强0.2 W/cm2,苯酚初始质量浓度为100 mg/L,pH值为6.0,溶液体积100 mL,吸附温度40℃,吸附时间120min,纳米腐植酸用量为40 g/L的条件下,纳米腐植酸与超声作用协同处理苯酚废水吸附率可以达到95.7%;吸附剂纳米腐植酸对苯酚的吸附主要受颗粒内扩散所控,其再生循环使用5次后,苯酚的吸附容量仅减少18.9%。

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能源化工

  • 风电-煤气化岛的集成研究

    代正华;邵迪;陶顺龙;李超;龚欣;

    大规模风电由于风能的随机性和间歇性而难以并网利用,风电的就地消纳是解决大规模非并网风电利用的途径之一。文中从系统集成的角度对风电-煤气化岛的集成方案进行了研究,提出了松散集成系统和耦合集成系统2个方案,考虑到系统复杂度以及H2与CO2合成甲烷和甲醇工艺的成熟度,耦合集成系统更具有可行性。为了分析系统集成程度对耦合集成系统的影响,定义系统集成度表示耦合系统的集成程度。模拟结果表明:当风电-煤气化岛的系统集成度为15%时,对天然气1×109m3/a规模,煤耗减少了10%,空分氧气消耗减少了23.5%,CO2排放量减少了14.8%,就地利用风电电量1.808×109kW·h/a;对甲醇90×104t/a规模,煤耗减少了10%,空分氧气消耗减少了23.6%,CO2排放量减少了17.2%,就地利用风电电量0.872×109kW·h/a。

    2014年09期 v.42;No.307 12-15+36页 [查看摘要][在线阅读][下载 181K]
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  • 风电-煤气化岛的集成研究

    代正华;邵迪;陶顺龙;李超;龚欣;

    大规模风电由于风能的随机性和间歇性而难以并网利用,风电的就地消纳是解决大规模非并网风电利用的途径之一。文中从系统集成的角度对风电-煤气化岛的集成方案进行了研究,提出了松散集成系统和耦合集成系统2个方案,考虑到系统复杂度以及H2与CO2合成甲烷和甲醇工艺的成熟度,耦合集成系统更具有可行性。为了分析系统集成程度对耦合集成系统的影响,定义系统集成度表示耦合系统的集成程度。模拟结果表明:当风电-煤气化岛的系统集成度为15%时,对天然气1×109m3/a规模,煤耗减少了10%,空分氧气消耗减少了23.5%,CO2排放量减少了14.8%,就地利用风电电量1.808×109kW·h/a;对甲醇90×104t/a规模,煤耗减少了10%,空分氧气消耗减少了23.6%,CO2排放量减少了17.2%,就地利用风电电量0.872×109kW·h/a。

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  • 离子液体催化麻疯树籽油制备生物柴油工艺

    史兵方;吴启琳;左卫元;

    离子液体作为绿色液体催化剂具有优良的性能而倍受关注,然而关于离子液体催化合成生物柴油的报道很少。文中以N-甲基咪唑、吡啶为原料,合成N-(4-磺酸基)苄基吡啶硫酸氢根盐离子液体,其结构经IR,1HNMR所证实;以该离子液体为催化剂,催化麻疯树籽油合成生物柴油。在单因子实验基础上,通过正交试验法对反应温度、催化剂的用量、反应时间和醇油摩尔比等影响合成生物柴油的因素进行了优化,同时也对离子液体的稳定性进行了检验。实验结果表明:在反应温度140℃、醇油摩尔比为15∶1、反应时间6 h和催化剂用量为油质量的5%工艺条件下,生物柴油产率可达89.9%,且离子液体的稳定性好,可循环使用5次。此方法制备的生物柴油的主要质量指标与国内外生物柴油生产标准接近。

    2014年09期 v.42;No.307 16-20+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 186K]
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  • 离子液体催化麻疯树籽油制备生物柴油工艺

    史兵方;吴启琳;左卫元;

    离子液体作为绿色液体催化剂具有优良的性能而倍受关注,然而关于离子液体催化合成生物柴油的报道很少。文中以N-甲基咪唑、吡啶为原料,合成N-(4-磺酸基)苄基吡啶硫酸氢根盐离子液体,其结构经IR,1HNMR所证实;以该离子液体为催化剂,催化麻疯树籽油合成生物柴油。在单因子实验基础上,通过正交试验法对反应温度、催化剂的用量、反应时间和醇油摩尔比等影响合成生物柴油的因素进行了优化,同时也对离子液体的稳定性进行了检验。实验结果表明:在反应温度140℃、醇油摩尔比为15∶1、反应时间6 h和催化剂用量为油质量的5%工艺条件下,生物柴油产率可达89.9%,且离子液体的稳定性好,可循环使用5次。此方法制备的生物柴油的主要质量指标与国内外生物柴油生产标准接近。

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传质过程及设备

  • 苯基氯硅烷单体分离塔系的模拟与优化

    王伟文;王世生;段继海;

    直接法合成的苯基氯硅烷粗单体是一种成分复杂的多组分混合物,其分离纯化较为困难,国内外鲜有报道。文中设计了4种分离方案并与文献中已有的分离方法进行对比。利用Aspen Plus对以上5种分离方案进行严格模拟计算,旨在保证一苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷的纯度及收率的前提下找出年度费用最低的分离方案。基于易分离度系数法的分离方案年度总费用最低,比现有分离方案的年度总费用降低了7.8%。以该流程为初始方案,利用调优法找出4组相邻分离方案。通过对4组分离方案进行精确模拟计算,得到结论:调优方案3年度总费用最低,为苯基氯硅烷单体分离的最优分离方案,比初始方案年度总费用低了3.5%。

    2014年09期 v.42;No.307 21-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 184K]
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  • 苯基氯硅烷单体分离塔系的模拟与优化

    王伟文;王世生;段继海;

    直接法合成的苯基氯硅烷粗单体是一种成分复杂的多组分混合物,其分离纯化较为困难,国内外鲜有报道。文中设计了4种分离方案并与文献中已有的分离方法进行对比。利用Aspen Plus对以上5种分离方案进行严格模拟计算,旨在保证一苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷的纯度及收率的前提下找出年度费用最低的分离方案。基于易分离度系数法的分离方案年度总费用最低,比现有分离方案的年度总费用降低了7.8%。以该流程为初始方案,利用调优法找出4组相邻分离方案。通过对4组分离方案进行精确模拟计算,得到结论:调优方案3年度总费用最低,为苯基氯硅烷单体分离的最优分离方案,比初始方案年度总费用低了3.5%。

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传热过程及设备

  • 餐厨垃圾烘箱干燥和流化干燥过程动力学

    金浩;詹同宝;吴益;黄婕;

    在60—100℃条件下,选择烘箱和流化床分别对餐厨垃圾干燥过程的水分变化动力学特性进行研究,并运用4个模型进行数学拟合处理。结果表明:温度对餐厨垃圾干燥过程的影响显著,随着温度的增加,餐厨垃圾样品的含水率(质量分数)和水分比均快速下降,相同温度下,流化干燥达到平衡含水率所需时间远小于烘箱干燥;餐厨垃圾干燥过程的动力学特性可以用Page模型很好地进行模拟和预测;研究中所用的餐厨垃圾样品,其有效湿分扩散系数在烘箱干燥和流化干燥中分别为3.35×10-10—2.43×10-9,1.00×10-7—2.20×10-7m2/s;活化能分别为46.52,21.93 kJ/mol;餐厨垃圾流化干燥的效率比烘箱干燥要高得多。

    2014年09期 v.42;No.307 26-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K]
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  • 餐厨垃圾烘箱干燥和流化干燥过程动力学

    金浩;詹同宝;吴益;黄婕;

    在60—100℃条件下,选择烘箱和流化床分别对餐厨垃圾干燥过程的水分变化动力学特性进行研究,并运用4个模型进行数学拟合处理。结果表明:温度对餐厨垃圾干燥过程的影响显著,随着温度的增加,餐厨垃圾样品的含水率(质量分数)和水分比均快速下降,相同温度下,流化干燥达到平衡含水率所需时间远小于烘箱干燥;餐厨垃圾干燥过程的动力学特性可以用Page模型很好地进行模拟和预测;研究中所用的餐厨垃圾样品,其有效湿分扩散系数在烘箱干燥和流化干燥中分别为3.35×10-10—2.43×10-9,1.00×10-7—2.20×10-7m2/s;活化能分别为46.52,21.93 kJ/mol;餐厨垃圾流化干燥的效率比烘箱干燥要高得多。

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化工热力学

  • 饱和脂肪酸或酯与甲醛缩合反应热力学

    于富红;王相文;崔丽凤;化竞;李新刚;

    利用Benson基团贡献法估算了饱和脂肪酸或酯与甲醛羟醛缩合反应生成多一个碳的α,β-不饱和脂肪酸或酯的标准生成焓、标准熵和摩尔比定压热容,对反应体系的热力学性质进行计算。分析了反应的方向与限度,考察了温度对反应热力学性质的影响,比较了热力学数据随产物分子结构的变化规律。结果表明:在498—698 K的温度区间内,文中涉及的生成通式为CH=2CR1COOH的反应,均为自发放热反应。当R1为H时,较烷烃取代基自发放热反应程度偏小,R1为烷烃取代基时,其碳链的增长对羟醛缩合反应热力学性质的影响可以忽略。生成通式为CH=2CHCOOR2的反应,反应热随R2取代基上与氧相连碳原子由—CH3,—CH2变化到—CH而降低,反应程度下降。

    2014年09期 v.42;No.307 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 169K]
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  • 饱和脂肪酸或酯与甲醛缩合反应热力学

    于富红;王相文;崔丽凤;化竞;李新刚;

    利用Benson基团贡献法估算了饱和脂肪酸或酯与甲醛羟醛缩合反应生成多一个碳的α,β-不饱和脂肪酸或酯的标准生成焓、标准熵和摩尔比定压热容,对反应体系的热力学性质进行计算。分析了反应的方向与限度,考察了温度对反应热力学性质的影响,比较了热力学数据随产物分子结构的变化规律。结果表明:在498—698 K的温度区间内,文中涉及的生成通式为CH=2CR1COOH的反应,均为自发放热反应。当R1为H时,较烷烃取代基自发放热反应程度偏小,R1为烷烃取代基时,其碳链的增长对羟醛缩合反应热力学性质的影响可以忽略。生成通式为CH=2CHCOOR2的反应,反应热随R2取代基上与氧相连碳原子由—CH3,—CH2变化到—CH而降低,反应程度下降。

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  • 戊烷-丙酮二元物系常压汽液平衡数据的测定和关联

    于学佳;李玉美;

    利用CE-2型汽液平衡装置测定了戊烷-丙酮二元体系的常压(100 kPa)汽液平衡数据。实验结果表明戊烷与丙酮形成最低共沸物。实验汽液平衡数据通过了Herington半经验法热力学一致性校验,利用Van laar和Wilson活度系数模型对实验数据进行关联和估算,得到了模型的参数值。汽相摩尔分数和泡点温度的计算值与实验值的最大绝对平均偏差均小于0.005 6和0.77 K。由此表明,Van laar和Wilson活度系数模型可以用于戊烷-丙酮二元体系汽液平衡数据的关联。

    2014年09期 v.42;No.307 37-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 152K]
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  • 戊烷-丙酮二元物系常压汽液平衡数据的测定和关联

    于学佳;李玉美;

    利用CE-2型汽液平衡装置测定了戊烷-丙酮二元体系的常压(100 kPa)汽液平衡数据。实验结果表明戊烷与丙酮形成最低共沸物。实验汽液平衡数据通过了Herington半经验法热力学一致性校验,利用Van laar和Wilson活度系数模型对实验数据进行关联和估算,得到了模型的参数值。汽相摩尔分数和泡点温度的计算值与实验值的最大绝对平均偏差均小于0.005 6和0.77 K。由此表明,Van laar和Wilson活度系数模型可以用于戊烷-丙酮二元体系汽液平衡数据的关联。

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  • DSC法测量蜡的熔点及相变焓

    卞雯;何观伟;

    蜡的熔点是表征蜡物化性质的重要指标之一,虽然是常见的物理性质,但要获得科学而准确的测试结果并非易事。文中通过采用差示扫描量热(DSC)法分别对58号石蜡和费托蜡的熔点及相变焓进行测定,研究了蜡的液固相转变过程。取熔融石蜡的DSC固化曲线放热峰的两端基线与前沿斜率最大点切线的交点为熔化点,即熔点。结果表明:与GB/T2539—2008法相比较,DSC法更加简便,试样用量少,有良好的精确度和重复性等特点。

    2014年09期 v.42;No.307 40-41+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 173K]
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  • DSC法测量蜡的熔点及相变焓

    卞雯;何观伟;

    蜡的熔点是表征蜡物化性质的重要指标之一,虽然是常见的物理性质,但要获得科学而准确的测试结果并非易事。文中通过采用差示扫描量热(DSC)法分别对58号石蜡和费托蜡的熔点及相变焓进行测定,研究了蜡的液固相转变过程。取熔融石蜡的DSC固化曲线放热峰的两端基线与前沿斜率最大点切线的交点为熔化点,即熔点。结果表明:与GB/T2539—2008法相比较,DSC法更加简便,试样用量少,有良好的精确度和重复性等特点。

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化工流体力学

  • 水幕阻挡有毒有害气体扩散的实验研究

    方珊珊;华敏;皮晓玥;胡引;陈园;耿媛颖;潘旭海;

    在对有毒有害气体危险分析的基础上,提出以CO2为有效替代气体,对水幕阻挡有毒有害气体扩散进行了研究,采用实验方法揭示抑制有毒有害气体扩散的规律,为水幕设置形式提供指导。通过实验,研究了有无水幕对重气扩散的影响,并且对比分析了水幕喷射方向、水幕与泄漏源的距离、水幕层数对水幕稀释阻挡效果的影响。结果表明:水幕向上喷射较向下喷射的稀释阻挡效果较好;水幕距离泄漏源1.5m较1m的稀释阻挡效果更好;双层水幕和单层水幕的稀释阻挡作用由于测试点位置的不同而有所不同。

    2014年09期 v.42;No.307 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 238K]
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  • 水幕阻挡有毒有害气体扩散的实验研究

    方珊珊;华敏;皮晓玥;胡引;陈园;耿媛颖;潘旭海;

    在对有毒有害气体危险分析的基础上,提出以CO2为有效替代气体,对水幕阻挡有毒有害气体扩散进行了研究,采用实验方法揭示抑制有毒有害气体扩散的规律,为水幕设置形式提供指导。通过实验,研究了有无水幕对重气扩散的影响,并且对比分析了水幕喷射方向、水幕与泄漏源的距离、水幕层数对水幕稀释阻挡效果的影响。结果表明:水幕向上喷射较向下喷射的稀释阻挡效果较好;水幕距离泄漏源1.5m较1m的稀释阻挡效果更好;双层水幕和单层水幕的稀释阻挡作用由于测试点位置的不同而有所不同。

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  • 沿程出流多孔流体分布管压力分布特性

    杜涛;刘焕芳;金瑾;李强;王凌;

    多孔管压力分布情况是多孔管水力问题研究的重要内容,直接影响多孔管出流均匀度。因此合理的压力分布对多孔管性能的发挥有着重要的作用。根据水力学原理通过建立多孔管出流控制体模型得出了沿程出流多孔流体分布管水头恢复值的一般方程。通过完善达西-韦斯巴赫公式得出了多孔管沿程水头损失的计算公式。通过水流连续性假设得出沿程出流多孔流体分布管管道末端封闭引起的水头增加值的计算公式,从而在综合考虑多种因素下给出了确定沿程出流多孔流体分布管任意位置压力大小的方法,从计算结果与试验实测结果的对比看,具有一定的合理性,为计算沿程出流多孔流体分布管压力分布提供了依据。

    2014年09期 v.42;No.307 48-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 199K]
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  • 沿程出流多孔流体分布管压力分布特性

    杜涛;刘焕芳;金瑾;李强;王凌;

    多孔管压力分布情况是多孔管水力问题研究的重要内容,直接影响多孔管出流均匀度。因此合理的压力分布对多孔管性能的发挥有着重要的作用。根据水力学原理通过建立多孔管出流控制体模型得出了沿程出流多孔流体分布管水头恢复值的一般方程。通过完善达西-韦斯巴赫公式得出了多孔管沿程水头损失的计算公式。通过水流连续性假设得出沿程出流多孔流体分布管管道末端封闭引起的水头增加值的计算公式,从而在综合考虑多种因素下给出了确定沿程出流多孔流体分布管任意位置压力大小的方法,从计算结果与试验实测结果的对比看,具有一定的合理性,为计算沿程出流多孔流体分布管压力分布提供了依据。

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反应工程

  • 超重力法制备Ce-Mn氧化物载体氧化羰基合成碳酸二苯酯

    张林锋;贺玉成;杨小俊;陈卫;吴元欣;

    分别采用溶胶-凝胶法、共沉淀法和超重力反应共沉淀法制备铈锰复合氧化物前驱体,再经过高温焙烧得到氧化羰基化合成碳酸二苯酯的催化剂载体。通过XRD,H2-TPR,BET,TEM等手段对不同方法制备所得载体进行表征,结果表明:采用超重力反应共沉淀法所制备的Ce-Mn复合氧化物载体Mn较多进入CeO2中形成Ce-Mn-O共熔体,由于Mn的掺杂而产生的晶格畸变和由此产生的氧缺陷更多,晶体颗粒较小且分布均匀,比表面积大;当负载质量分数为0.5%Pd后用于苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯,在反应总压为5 MPa,CO与O2分压比为93∶7、反应时间6 h、反应温度100℃时,碳酸二苯酯单程收率可达21.79%,选择性在99.1%以上。且运用旋转填充床设备实现物料在超重力条件下共沉淀制备Ce-Mn复合氧化物载体的制备过程简单,操作方便可控,载体质量稳定,非常适合批量生产。

    2014年09期 v.42;No.307 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 427K]
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  • 超重力法制备Ce-Mn氧化物载体氧化羰基合成碳酸二苯酯

    张林锋;贺玉成;杨小俊;陈卫;吴元欣;

    分别采用溶胶-凝胶法、共沉淀法和超重力反应共沉淀法制备铈锰复合氧化物前驱体,再经过高温焙烧得到氧化羰基化合成碳酸二苯酯的催化剂载体。通过XRD,H2-TPR,BET,TEM等手段对不同方法制备所得载体进行表征,结果表明:采用超重力反应共沉淀法所制备的Ce-Mn复合氧化物载体Mn较多进入CeO2中形成Ce-Mn-O共熔体,由于Mn的掺杂而产生的晶格畸变和由此产生的氧缺陷更多,晶体颗粒较小且分布均匀,比表面积大;当负载质量分数为0.5%Pd后用于苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯,在反应总压为5 MPa,CO与O2分压比为93∶7、反应时间6 h、反应温度100℃时,碳酸二苯酯单程收率可达21.79%,选择性在99.1%以上。且运用旋转填充床设备实现物料在超重力条件下共沉淀制备Ce-Mn复合氧化物载体的制备过程简单,操作方便可控,载体质量稳定,非常适合批量生产。

    2014年09期 v.42;No.307 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 427K]
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  • 三价钴胺络离子还原的实验研究

    辛志玲;郭龙;马从华;张大全;

    用活性炭作催化剂,在间歇反应器中对三价钴胺络离子的还原过程进行了研究,考察了搅拌速率、活性炭粒度、反应温度等因素对还原过程的影响。实验结果表明:活性炭对[Co(trien)(H2O)2]3+离子的还原具有显著的催化作用;当搅拌速率大于300 r/min时,外扩散对反应的影响消除;当活性炭粒度超过120目时,内扩散对反应的影响消除;还原反应的速率随温度的升高而加快。利用实验数据对反应的本征动力学进行了拟合,得到[Co(trien)(H2O)2]3+离子的还原反应为一级反应,反应化能为12.9 kJ/mol。

    2014年09期 v.42;No.307 59-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 208K]
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  • 三价钴胺络离子还原的实验研究

    辛志玲;郭龙;马从华;张大全;

    用活性炭作催化剂,在间歇反应器中对三价钴胺络离子的还原过程进行了研究,考察了搅拌速率、活性炭粒度、反应温度等因素对还原过程的影响。实验结果表明:活性炭对[Co(trien)(H2O)2]3+离子的还原具有显著的催化作用;当搅拌速率大于300 r/min时,外扩散对反应的影响消除;当活性炭粒度超过120目时,内扩散对反应的影响消除;还原反应的速率随温度的升高而加快。利用实验数据对反应的本征动力学进行了拟合,得到[Co(trien)(H2O)2]3+离子的还原反应为一级反应,反应化能为12.9 kJ/mol。

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煤化工

  • 二段组合式气化炉的数值模拟

    吴超琦;王亦飞;朱龙雏;金渭龙;任轶舟;陆志峰;于广锁;

    二段组合式气化炉利用化学反应方式回收高温煤气中的显热,能有效地提高现有气流床气化技术的能量利用效率。文中利用Fluent中的PDF燃烧模型和多孔介质模型,对该组合式气化炉进行了数值模拟研究,模拟计算结果与实验值吻合较好,验证了模型的可行性。模拟结果表明:一段燃烧区的撞击流有效促进了热质传递,在一段喷嘴平面区域产生了强烈的回流,并且模拟得到了2股射流火焰撞击形成的"花瓣型"火焰形状;在二段固定床两侧存在压降,气流和温度在床层内的径向分布更加均匀,并且二段固定床能够影响水蒸气变换反应的进行。文中的模拟结果为二段组合式气化炉的工艺和结构设计提供参考。

    2014年09期 v.42;No.307 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 615K]
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  • 二段组合式气化炉的数值模拟

    吴超琦;王亦飞;朱龙雏;金渭龙;任轶舟;陆志峰;于广锁;

    二段组合式气化炉利用化学反应方式回收高温煤气中的显热,能有效地提高现有气流床气化技术的能量利用效率。文中利用Fluent中的PDF燃烧模型和多孔介质模型,对该组合式气化炉进行了数值模拟研究,模拟计算结果与实验值吻合较好,验证了模型的可行性。模拟结果表明:一段燃烧区的撞击流有效促进了热质传递,在一段喷嘴平面区域产生了强烈的回流,并且模拟得到了2股射流火焰撞击形成的"花瓣型"火焰形状;在二段固定床两侧存在压降,气流和温度在床层内的径向分布更加均匀,并且二段固定床能够影响水蒸气变换反应的进行。文中的模拟结果为二段组合式气化炉的工艺和结构设计提供参考。

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过程模拟

  • 固定床生物油气化反应数学模拟

    刘少敏;陈明强;杨忠连;张文涛;栾中义;

    生物油气化对提高生物质能利用和保护环境具有重要意义。生物油气化选择乙酸、丙酮、丙三醇、苯酚、糠醛组成的混合物作为生物油模型物,在固定床圆柱形管式反应器进行气化模拟,用吉布斯自由能最小化法对其水蒸气催化重整制氢过程进行热力学分析。应用热动力学方程和质量平衡原理推算反应器模型,估算了反应热力学参数,通过Aspen Plus中的Gibbs反应器模拟生物油在不同温度下产物的平衡组成,计算出化学平衡体系的摩尔定压热容,利用Runge-Kutta法结合Matlab软件进行求解得出催化剂床层气化转化率;考察了反应温度对平衡时气体产物的影响。在固定床圆柱形管式反应器进行气化模拟实验,得出不同反应温度时反应产物气体产率和生物油气化反应较佳反应温度,通过比较得出实验结果与模拟计算值较一致。

    2014年09期 v.42;No.307 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K]
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  • 固定床生物油气化反应数学模拟

    刘少敏;陈明强;杨忠连;张文涛;栾中义;

    生物油气化对提高生物质能利用和保护环境具有重要意义。生物油气化选择乙酸、丙酮、丙三醇、苯酚、糠醛组成的混合物作为生物油模型物,在固定床圆柱形管式反应器进行气化模拟,用吉布斯自由能最小化法对其水蒸气催化重整制氢过程进行热力学分析。应用热动力学方程和质量平衡原理推算反应器模型,估算了反应热力学参数,通过Aspen Plus中的Gibbs反应器模拟生物油在不同温度下产物的平衡组成,计算出化学平衡体系的摩尔定压热容,利用Runge-Kutta法结合Matlab软件进行求解得出催化剂床层气化转化率;考察了反应温度对平衡时气体产物的影响。在固定床圆柱形管式反应器进行气化模拟实验,得出不同反应温度时反应产物气体产率和生物油气化反应较佳反应温度,通过比较得出实验结果与模拟计算值较一致。

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化工工艺

  • 基于催化剂防护及SNG品质的甲烷化工艺设计

    邢承治;胡兆吉;韩启元;郝鹏;

    描述了甲烷化过程中发生的主要反应,指出多级循环绝热固定床是适合完全甲烷化的成熟工艺。着重分析了甲烷化催化剂4种失活模式:高温烧结、硫中毒、析碳及羰基镍形成带来的活性流失,指出有效的应对措施是:循环气稀释进气CO反应浓度、进一步深度脱硫、保持高温水汽比及开停车过程N2置换。基于煤基合成气甲烷化过程中所有耗氢反应物质的量的配比平衡,推导了进气组分配比模数公式,提出了以平衡模值为基点建立模数调节区间的方法,端点模值对应SNG最低的质量保证值。实例证明以此方法可得到预期的SNG组分,并验证了所得SNG是一种优质清洁的替代性天然气。

    2014年09期 v.42;No.307 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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  • 基于催化剂防护及SNG品质的甲烷化工艺设计

    邢承治;胡兆吉;韩启元;郝鹏;

    描述了甲烷化过程中发生的主要反应,指出多级循环绝热固定床是适合完全甲烷化的成熟工艺。着重分析了甲烷化催化剂4种失活模式:高温烧结、硫中毒、析碳及羰基镍形成带来的活性流失,指出有效的应对措施是:循环气稀释进气CO反应浓度、进一步深度脱硫、保持高温水汽比及开停车过程N2置换。基于煤基合成气甲烷化过程中所有耗氢反应物质的量的配比平衡,推导了进气组分配比模数公式,提出了以平衡模值为基点建立模数调节区间的方法,端点模值对应SNG最低的质量保证值。实例证明以此方法可得到预期的SNG组分,并验证了所得SNG是一种优质清洁的替代性天然气。

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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

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