过程强化

• 电磁感应加热装置中磁-热-流耦合特性分析

  巫颖龙;王继强;王家瑞;翟德伟;王斯民;

  采用磁热流多元物理场耦合仿真的方法，研究感应加热系统中的不同线圈结构、激励条件下壁面欧姆损失、温度特征值、磁场强度等多物理场相关的特征值，由结果可知：线圈结构以及激励条件会对磁场及温度场产生不同程度的影响，壁面的欧姆损失与电流幅值、电流频率、线圈匝数呈正相关，与线圈与管道中心的距离呈负相关；随着电流幅值从100 A升高至180 A,壁面加热功率从167 W提升至3 223 W,出口平均温度从20.5℃提升至28.6℃;管壁内的电流密度以及磁通密度会随着线圈内电流频率的增加而更加集中于管壁薄层内；随着线圈频率从0.05 kHz提升至20 kHz,不锈钢表层内的最大电流密度将从1.29×10~6 A/m~2升高至1.25×10~8 A/m~2;当电流频率为0.05 kHz时，最大磁通密度为0.5 T;当电流频率为20 kHz时，最大磁通密度为4.8 T。

  2024年10期 v.52;No.428 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1172K]
  [下载次数：992 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：61 ]

• 微界面强化CO₂和环氧丙烷催化合成碳酸丙烯酯

  周驰;门广平;朱俊超;王欣妍;李磊;

  应用离子液体催化剂，建立CO_2与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯的微界面强化间歇和连续工艺。优选离子液体催化剂种类，采用在线成像测量技术观测MIR(微界面强化反应器)和BCR(鼓泡塔反应器)的气液体系特征参数，对比不同反应条件下2种反应器的反应效能，讨论传质强化对PC收率的影响。结果表明：相较于鼓泡塔反应器，微界面反应强化技术将反应体系气液界面尺度由mm-cm级调控为μm级，大幅度提高了相界面积和质能传递效率，导致相同间歇反应工况下反应速率提升77%,CO_2利用率提高40%;在较温和条件(110℃,2 MPa)、催化剂用量(摩尔分数)0.375%、空时3.3 h、n(CO_2)∶n(PO)=1.25∶1下进行连续化反应，PC收率稳定在98%以上。研究结果为微界面反应强化技术应用于碳酸丙烯酯的工业化生产提供了数据支撑。

  2024年10期 v.52;No.428 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 985K]
  [下载次数：596 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：23 ]

材料科学

• 温和条件下CoRu/Al₂O₃催化糠醛加氢脱氧制备2-甲基呋喃

  高崇帅;王海永;朱天汉;陈龙;杜晓蕊;王晨光;

  生物质衍生平台分子糠醛在温和条件下经选择性加氢脱氧制备2-MF(2-甲基呋喃)近年来备受研究人员的关注。文中制备不同比例的CoRu/Al_2O_3双金属催化剂，探究其催化糠醛加氢脱氧制备2-MF的性能。研究表明少量Ru掺杂能够极大促进糠醛的加氢转化，且Ru掺杂比例与2-MF的产率呈火山型关系。当Co/Ru摩尔比为50∶1时，能够在较温和条件下(160℃,1 MPa H_2)实现较高的2-MF收率(68%)。XRD(X射线多晶粉末衍射)、TEM(透射电子显微镜)、XPS(X射线光电子能谱)、Py-FTIR(吡啶吸附红外光谱)等表征结果表明，当Ru掺杂量较低时，其高度分散与Co形成合金结构，并且发生Co、Ru之间的电子转移，形成含有表面氧空位的CoRuO_x物种；而表面氧空位比例受到Ru掺杂量的影响，又决定了表面酸性位点的分布比例，从而影响CoRu/Al_2O_3催化剂的加氢脱氧性能。

  2024年10期 v.52;No.428 13-18+51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1360K]
  [下载次数：530 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：28 ]

• Cu-TiO₂@CeO₂催化剂催化氧化NH₃/Hg⁰

  陈传敏;彭钦磊;曹悦;吴佳艺;陈韵伊;刘妍;刘松涛;贾文波;

  为了减少SCR系统逃逸氨和气态单质汞的排放，采用模板法制备一系列具有氨氧化和汞氧化活性的Cu-TiO_2@CeO_2催化剂，在150—400℃下测试其氨氧化和汞氧化性能，并对其进行了XRD(X射线衍射)、BET(比表面积测试)和XPS(X射线光电子能谱)表征。结果表明：高温可以促进NH_3的氧化，但不利于保持高N_2选择性和Hg~0氧化效果。随着铜、铈质量分数的增加，催化剂的氨氧化和汞氧化活性均逐渐增加，而N_2选择性有所下降。其中Cu、Ce质量分数为5%的Cu-TiO_2@CeO_2-5催化剂可以达到较为理想的NH_3和Hg~0去除效果，350℃下对NH_3和Hg~0的氧化效率均高于90%,N_2选择性在95%以上，副产物N_2O生成量低于5×10~(-6)。表征结果显示Cu-TiO_2@CeO_2催化剂中形成了■~(3+)氧化还原双电对，Cu与Ce的氧化物在NH_3和Hg~0氧化反应中起协同作用，大量的O_β作为活性氧参与到反应中，有效促进了NH_3和Hg~0的催化脱除。

  2024年10期 v.52;No.428 19-24+38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1138K]
  [下载次数：285 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ]

能源化工

• 尿素电氧化协同析氢反应双功能催化剂研究进展

  王鹭;张珂;郭嘉玉;李宪硕;袁立杰;杨伯伦;

  尿素电解技术通过耦合阳极电化学尿素氧化与阴极协同产氢，对富尿素废水绿色处理和节能制氢具有重要意义，其应用的关键在于设计构筑高效且稳定的UOR(尿素氧化反应)和HER(析氢反应)催化剂。若采用对UOR和HER均有效的双功能催化剂，不仅能简化电解槽构造，还可有效避免阳极和阴极不同催化剂之间固有的不相容性及其引发的副反应。基于此，综述尿素电解双功能催化剂的研究进展，分类评述镍基(氮化镍、磷化镍、硫化镍、氧化镍及其复合材料)、钴基和镍-钴基双功能催化剂的设计开发策略和性能强化机制，归纳典型尿素电解双功能催化剂的UOR/HER特性及其电解槽性能，并展望其未来的发展方向，旨在为推动尿素电解双功能催化剂的应用提供借鉴。

  2024年10期 v.52;No.428 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1187K]
  [下载次数：439 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：24 ]

• 机械粉磨联合化学剂激发高炉钛渣基胶凝材料水化活性

  尚波;祖运;罗中秋;皇甫林;周新涛;蔡秀楠;

  以钒钛磁铁精矿冶炼过程产生的高炉钛渣为原料，联合机械粉磨和化学剂激发高炉钛渣的水化活性，过程采用XRD(X射线衍射)、FTIR(红外光谱)、SEM(扫描电镜)、激光粒度仪等分析高炉钛渣颗粒群矿物组成、晶体结构和粒径分布以及试样机械力学性能变化阐明活化机理。结果表明：材料抗压强度随机械粉磨时间的延长不断增大；结晶矿物相CaTiO_3特征衍射峰强度不断减弱，粉磨1、2、3、4 h,结晶度下降幅度分别达22.7%、25.6%、32.8%、35.7%,说明非晶化/无定型程度增强。在粉磨3 h的高炉钛渣粉末样品中添加化学剂后，CaTiO_3结晶度进一步降低9.21%,且对高炉钛渣存在侵蚀活化，协同机械粉磨强化高炉钛渣水化反应效果，助力高炉钛渣的高效资源化利用。

  2024年10期 v.52;No.428 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1408K]
  [下载次数：164 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：16 ]

生物化工

• 桑叶中山奈酚-3-O-芸香糖苷水热酸控质子化作用

  王星敏;陈泓岐;张杰;杨诗幼;逯彦琳;刘蔚玮;胡耀月;

  KR(山奈酚-3-O-芸香糖苷)具有药理高附加值。采用水热酸控醇提法提制桑叶中KR,优化获得KR浸提适宜参数，构建动力学模型，探究KR的传质溶浸过程。结果表明：投加柠檬酸质量浓度0.050 g/L,桑叶与45%的乙醇溶液质量体积比为1∶20 g/mL,80℃水热反应釜中处理40 min, 2.00 g桑叶可溶浸KR 16.09 mg/g,是自动中药煲水热浸提KR(0.41 mg/g)的40倍；SEM(扫描电镜)显示水热酸控反应后桑叶表面孔隙明显增多增大，FT-IR(傅里叶变换红外光谱)表明水热酸控反应有利于桑叶C—O、C—H等键水裂解，KR溶浸满足一级动力学模型，溶出速率为-3.45 min~(-1),为桑叶高值化开发提供理论依据。

  2024年10期 v.52;No.428 39-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1014K]
  [下载次数：162 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ]

环境化工

• Ti/Ti₄O₇电极电化学氧化焦化废水中有机物

  宿素玲;于冀芳;胡亚伟;余慧君;郭东芝;

  EAOP(电化学高级氧化)作为一种前景广阔的技术，广泛应用于工业水处理领域，其中阳极材料是EAOP的核心。采用等离子喷涂法制备多孔Ti/Ti_4O_7电极，对其性能进行结构表征和电化学测试。考察电流密度、通量、电解质种类对处理效果的影响，并对电化学氧化过程及污染物氧化机理进行分析。在最佳实验条件电流密度为15 mA/cm~2、通量为400 L/(m~2·h)下，选择0.1 mol/L Na_2SO_4为支持电解质，废水中COD(化学需氧量)的去除率为75.3%,去除1 kg COD的能耗为110.14 kW·h,能够有效去除水中PAHs(多环芳烃)。因此，制备的Ti/Ti_4O_7电极在电化学氧化实际废水中有机物的工程实践方面具备很强的应用前景。

  2024年10期 v.52;No.428 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1226K]
  [下载次数：515 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：18 ]

传质过程及设备

• 隔壁精馏塔分离氯丙烯工艺模拟优化

  叶启亮;徐超洋;王丽涛;孙浩;李玉安;袁佩青;

  针对氯丙烯生产过程中的高能耗问题，提出使用隔壁精馏塔代替常规双塔脱轻脱重分离的新工艺。以某厂3万t/a氯丙烯生产装置为对象，使用Aspen Plus软件对原工艺和改进工艺进行模拟优化，考察塔板数、隔板长度、隔板位置、汽相分配比、液相分配比、进料位置及侧线采出位置对热负荷和经济效益的影响。结果表明：理论板数为52块，垂直隔板位于塔内14块板到43块板之间，质量回流比为59,汽相分配比与液相分配比(质量流量比)分别为1.20和0.32,进料位置为22块理论板，侧线采出位置为33块理论板时，隔壁塔的节能效果最佳，对比传统双塔工艺塔顶冷凝器可节能47.9%、塔底再沸器可节能45.2%、年度总费用降低37.9%。

  2024年10期 v.52;No.428 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1311K]
  [下载次数：562 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：22 ]

化工流体力学

• 卧式双轴圆盘反应器的成膜特性及圆盘结构优化模拟

  朱宏跃;陈旭鹏;路荣荣;周丹;刘一鸣;

  圆盘反应器具有优异的传质性能，常被用于聚合物脱挥过程。通过CFD(流体力学)数值模拟方法，研究不同操作条件下卧式双轴搅拌圆盘反应器的成膜特性与表面更新特性，利用流体体积函数法模拟，得到相比于背转，对转在膜面积、表面更新频率和功率方面更有优势。聚合物黏度越大，液膜越厚。转速是影响液膜平均更新频率的主要因素。对比分析3类新型圆盘结构在不同工况条件下的脱挥性能，得到圆齿型圆盘表面更新快、功率消耗少，但持液量最少。

  2024年10期 v.52;No.428 58-63+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1382K]
  [下载次数：299 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：19 ]

• 电场作用下气泡上升和破碎特性

  于佳;王宗勇;李雅侠;张静;龚斌;张丽;

  利用数值模拟方法研究均匀垂直电场下单个气泡在液体中的上升和破碎特性。采用相场方法捕捉气泡形状变化，考察电场强度对气泡上升速度、液体射流速度和破碎时间的影响。结果表明：电场对气泡运动有显著影响，电场强度越大，气泡上升速度和液体射流速度越大。考察电场作用下气泡初始形状对上升和破碎特性的影响。结果表明：在电邦德数Bo_e为0—20内，初始水平轴与竖直轴比为1.3和1.0的椭球形气泡，电场强度的增大缩短了其破碎时间，而初始水平轴与竖直轴比为0.8的椭球形气泡，破碎时间随电场强度增大而变长。

  2024年10期 v.52;No.428 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1367K]
  [下载次数：186 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：12 ]

反应工程

• 聚乙烯吡咯烷酮与醚类化合物对水合物生成协同作用

  付井琦;潘振;陈晓峰;

  基于高压流动环路装置，探究DGBE(二乙二醇丁醚)、PM(丙二醇甲醚)以及EPH(乙二醇苯醚)和动力学抑制剂PVP(聚乙烯吡咯烷酮)对于CO_2水合物生成特性的协同抑制作用。通过实验得到流动状态下添加单动力学抑制剂和单醚类协同剂体系的诱导时间，相对抑制性能因子I_(RP)和水合物的初始生成速率，并与动力学抑制剂和协同剂复合体系下的相关参数进行对比。结果表明：3种协同剂对PVP的抑制性能均有促进作用，促进效果最优的为EPH,稍弱的为PM,最弱的为DGBE。抑制剂和协同剂复配、添加剂质量分数的增加均可以降低水合物初始生成速率，同时质量分数的增加对于初始生成速率减缓效果有一定的限度。体系中油相的存在会削弱动力学抑制剂-协同剂体系中的抑制性能。最后提出PVP与醚类化合物的协同抑制机理。

  2024年10期 v.52;No.428 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1405K]
  [下载次数：213 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ]

过程模拟

• 结构参数对固体氧化物电解槽性能的影响

  朱李;杨雁;王红涛;孙兆松;张伟;曹军;张莉;

  SOEC(固体氧化物电解槽)的流道结构及电极厚度等结构参数对其性能具有重要影响。基于SOEC三维计算流体力学模型建立预测电流密度与温差的ANN(人工神经网络)模型，研究结构参数对SOEC电化学性能和温度场的影响规律。结果表明：ANN代理模型具有较高的精度和低的计算成本；温度分布均匀性与电解性能负相关；减小节距、肋宽和电极厚度会引起欧姆损耗的降低，电解槽的电流密度提高。与阳极肋宽相比，阴极肋宽对电流密度的影响更为显著，导致两者对温差的影响规律有所不同。当阳极厚度<40μm,阳极厚度减小导致反应活性面积急剧减小，电流密度因此降低。在参数研究范围内，当节距为1.8 mm,电解质厚度为8μm,阳极肋宽为0.6 mm,阴极肋宽为1.2 mm,阴极厚度为600μm时，能够保持高电流密度(>3 700 A/m~2)的同时获得最佳的温度均匀度。研究结果为固体氧化物电解槽的结构优化设计提供一种便捷可行的方法，具有重要指导意义。

  2024年10期 v.52;No.428 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1259K]
  [下载次数：217 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ]

• 乙苯脱氢制苯乙烯反应过程专用模拟系统开发

  陈玉石;赵芳磊;王建平;孙晓岩;项曙光;

  为了实现对乙苯脱氢制苯乙烯反应过程的准确模拟计算，采用MySQL数据库软件建立专用物性数据库，构建等温积分动力学反应器计算模型，基于Cape-Open标准和C++语言，建立苯乙烯反应器模块，并集成到通用流程模拟软件中，形成乙苯脱氢制苯乙烯反应过程的专用模拟系统。采用工厂数据对所开发的模拟系统进行检验，并将计算值与实际值进行对比。结果表明：计算结果与工艺数据基本一致，产品组成、反应器温降和压降的模拟值与实际值的相对偏差都在1%以内，说明开发的专用反应过程模拟系统可进行较为准确的模拟计算。

  2024年10期 v.52;No.428 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1008K]
  [下载次数：2470 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ]

化工工艺

• 化学破乳/超声协同处理气田废弃油基泥浆

  高树生;吴赵平;张文柯;张乐;屈撑囤;鱼涛;马岚婷;

  气田废弃油基泥浆是气田钻井过程中产生的一种成分复杂的乳状液体系，组成复杂且性质稳定、处理难度大，未经处理直接外排对环境危害大。采用化学破乳-超声-离心方法对其进行处理，结果表明：当化学破乳段的体系pH值为5—6,温度为60℃,200 r/min下搅拌时间40 min, AR36型破乳剂的加量8 mg/L;超声强化段的频率25 kHz,功率30 W,超声时间11 min;混凝及离心处理段的阳离子PAM加量60 mg/L,混凝后搅拌时间15 min,离心机转速3 000 r/min,离心时间20 min时，油回收率和减量化率均达到94%以上，回收油中含水率降低至0.5%以下，底泥中含油率降低至5%以下。扫描电镜分析表明，在破乳剂/超声的协同作用下，油水固稳定的乳化状态可被打破。

  2024年10期 v.52;No.428 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1136K]
  [下载次数：197 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：18 ]

综合信息

• 2025年《化学工程》征订启事

  <正>欢迎订阅·欢迎投稿·欢迎刊登广告《化学工程》于1972年创刊,月刊,国内外公开发行。现由中国国际图书贸易集团有限公司代理对外发行,发行代号:M4814。《化学工程》为中国科技核心期刊、中文核心期刊、中国科学引文数据库文献源期刊和RCCSE中国核心学术期刊。

  2024年10期 v.52;No.428 116页 [查看摘要][在线阅读][下载 478K]
  [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：20 ]
下载本期数据