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化工进展 2016年第08期杂志 文档列表

化工进展杂志特约评述

渣油深度加氢裂化技术应用现状及新进展2309-2316

摘要：长远来看,原油重劣质化的发展趋势不可避免,能够实现渣油清洁高效转化的深度加氢裂化技术是应对这一挑战的关键,正逐渐成为炼厂最主要的渣油加工技术手段。本文介绍了渣油沸腾床加氢裂化和渣油悬浮床加氢裂化技术的应用现状,结合技术特点和技术经济指标进行了对比分析,进一步综述了两种渣油加氢裂化技术的研发新进展。文中指出渣油沸腾床加氢裂化技术是目前最为成熟的渣油高效转化技术,未来仍将在渣油高效加工利用方面发挥重要作用,其中组合集成工艺以及未转化塔底油的处理工艺是其研发和应用的重点。渣油悬浮床加氢裂化技术具有高转化率的优势,但在工业化应用方面尚不如沸腾床成熟和普遍,仍需继续开发高活性、高分散的催化剂以及着重解决装置结焦问题,未来发展前景看好。

乙丙橡胶生产工艺与技术2317-2322

摘要：乙丙橡胶以其独特的性能,在汽车工业、建筑行业、油品添加剂、塑胶跑道等领域有广泛的应用。本文主要介绍了乙丙橡胶生产技术、乙丙橡胶产品牌号、性能以及应用领域,结合现有的乙丙橡胶科研情况,阐述了乙丙橡胶催化剂的研发、核壳型球状乙丙橡胶、原位聚合法合成长链支化乙丙橡胶、乙烯、丙烯与其他二烯烃的共聚物研究进展;详细研究了乙丙橡胶溶液聚合工艺技术中的聚合技术、单体回收技术、失活洗涤技术、闪蒸提浓技术以及国外公司在中国建设装置的生产技术情况。提出了乙丙橡胶的关键生产技术是乙丙橡胶聚合所采用的催化剂体系,通过催化体系的更新换代,开发不同用途的乙丙橡胶,以满足开发高性能材料的要求。在此基础上,指出了今后乙丙橡胶新的催化体系开发将成为未来的研究重点。

化工进展杂志化工过程与装备

2,3-丁二醇分离提取工艺研究进展2323-2328

摘要：2,3-丁二醇应用广泛,是一种潜在的平台化合物,可以用于替代传统平台化合物——四碳烃。基于能源安全及绿色环保的需求,生物炼制制备2,3-丁二醇受到人们的青睐。与化学法相比,生物炼制制备2,3-丁二醇具有明显的优势。然而,2,3-丁二醇的高沸点及强极性的特点使它难以从发酵液中分离。这成为了生物炼制2,3-丁二醇工艺工业化的瓶颈。因此,开发高效价廉的2,3-丁二醇分离工艺成为研究的重点。本文综述了从发酵液中分离2,3-丁二醇工艺的研究进展。2,3-丁二醇的分离主要包括固液分离、发酵液深处理及2,3-丁二醇精制3个方面,涉及的分离技术包括离心、絮凝、膜过滤、离子交换、电渗析、萃取、精馏等以及相关技术的优化和耦合。提出今后的研究重点在于现有分离工艺的高效整合及新型分离工艺的有效突破。

缬沙坦在乙酸乙酯中的溶解度及介稳区2329-2333

摘要：采用静态平衡法测定缬沙坦在乙酸乙酯中278.15-323.15K的溶解度数据,利用Modified Apelblat、NRTL和λh方程分别对溶解度数据进行了关联,并通过van’t Hoff分析计算了缬沙坦在溶解过程中的热力学参数（焓变、熵变和吉布斯自由能）。结果表明,缬沙坦在乙酸乙酯中的溶解度随着温度升高而显著增大,3个模型均具有较好的关联性,平均相对偏差分别为1.03%、3.87%、1.72%,Modified Apelblat方程对溶解度数据关联的效果最好;缬沙坦在乙酸乙酯中的溶解过程为自发吸热熵驱动过程,焓变在溶解过程中对吉布斯自由能贡献较大。利用激光法测定了缬沙坦在乙酸乙酯中的超溶解度,研究了不同搅拌速率、降温速率对结晶介稳区的影响。结果表明,随饱和温度的升高,介稳区显著变宽;搅拌速率越小、降温速率越快,介稳区越宽,降温速率的影响相对较小。

缬沙坦在乙酸乙酯中的溶解度及介稳区2329-2333

摘要：采用静态平衡法测定缬沙坦在乙酸乙酯中278.15~323.15K的溶解度数据,利用Modified Apelblat、NRTL和λh方程分别对溶解度数据进行了关联,并通过van’t Hoff分析计算了缬沙坦在溶解过程中的热力学参数(焓变、熵变和吉布斯自由能)。结果表明,缬沙坦在乙酸乙酯中的溶解度随着温度升高而显著增大,3个模型均具有较好的关联性,平均相对偏差分别为1.03%、3.87%、1.72%,Modified Apelblat方程对溶解度数据关联的效果最好;缬沙坦在乙酸乙酯中的溶解过程为自发吸热熵驱动过程,焓变在溶解过程中对吉布斯自由能贡献较大。利用激光法测定了缬沙坦在乙酸乙酯中的超溶解度,研究了不同搅拌速率、降温速率对结晶介稳区的影响。结果表明,随饱和温度的升高,介稳区显著变宽;搅拌速率越小、降温速率越快,介稳区越宽,降温速率的影响相对较小。

纳米流体冲击射流换热特性实验2334-2341

摘要：以纳米流体为工质对冲击射流冷却系统的综合性能进行实验,主要研究了添加纳米颗粒的纳米流体与水在不同流速、不同射流高度等条件下冲击射流的传热效率,同时也对不同种类的纳米流体的换热效率进行了对比。结果表明：对于添加了纳米颗粒的冲击射流冷却系统,传热效率得到显著提高,但当质量分数达到0.5%时,传热系数变化不明显。对于不同种类的纳米流体：Cu-水、Al_2O_3-水和Al-水纳米流体,其中Cu-水的换热效率最高,存在一个特定的射流高度,使传热系数达到最大值。研究结果对设计制造轻型紧凑的高效换热器有实用的工程价值。

纳米流体冲击射流换热特性实验2334-2341

摘要：以纳米流体为工质对冲击射流冷却系统的综合性能进行实验,主要研究了添加纳米颗粒的纳米流体与水在不同流速、不同射流高度等条件下冲击射流的传热效率,同时也对不同种类的纳米流体的换热效率进行了对比。结果表明:对于添加了纳米颗粒的冲击射流冷却系统,传热效率得到显著提高,但当质量分数达到0.5%时,传热系数变化不明显。对于不同种类的纳米流体:Cu-水、Al2O3-水和Al-水纳米流体,其中Cu-水的换热效率最高,存在一个特定的射流高度,使传热系数达到最大值。研究结果对设计制造轻型紧凑的高效换热器有实用的工程价值。

同轴式内部热耦合精馏塔的传热性能2342-2349

摘要：提出了一种以实验物系的物性数据为基础的计算同轴式内部热耦合精馏塔（HIDi C）总传热系数的方法。本文以乙醇-水为实验物系,以自行搭建的中试规模同轴式HIDi C为研究对象,通过在不同压缩比下（1.4-2.6,步长为0.1）的连续操作实验研究,得到塔内的温度分布,通过计算两塔段的相变给热系数来计算该塔的总传热系数和精馏塔段与提馏塔段间的换热量。在同轴式HIDi C中乙醇-水实验物系总传热系数的计算值在300-800W/（m^-2·K）,并且随着压缩比的增大而逐渐降低。在操作条件和产品纯度与实验值保持一致的情况下,将精馏塔段与提馏塔段间换热量的计算值带入软件中模拟,得到的全塔温度分布与实验中的温度分布在误差范围内吻合良好,证明本文计算同轴式HIDi C总传热系数的方法切实有效。

化工进展杂志行业动态

浙江力普石墨粉碎球化生产线再次出口日本2349-2349

摘要：日前,来自世界500强企业列前100位的一家日本株式会社第二次专程来到浙江力普粉碎设备有限公司订购石墨粉碎球化生产线。经现场带料试验,结果表明由该生产线加工的石墨微粉精度更好,振实密度高,球形度理想,产品成品率高,粒度集中,耗能降低20%左右。日商对此十分满意,连连称此生产线达到了国际领先水平,当场下单订购,并将浙江力普公司作为长期战略合作伙伴。这次出口的石墨粉碎球化成套设备,只需将石墨原料进行多次粉碎、分级、打散,就能实现石墨的球形化。其中系统产生的尾料和成品可通过风网系统和集料系统进行统一的收集。

化工进展杂志化工过程与装备

碳酸锂在水中的溶解度和超溶解度的测定及热力学分析2350-2354

摘要：固体溶质在溶剂中的溶解度和超溶解度数值决定了结晶介稳区的宽度,而溶质结晶分离过程又是在介稳区中进行操作,因此固体溶质的溶解度和超溶解度在工业结晶中是很重要的基础数据。本文以碳酸锂为溶质,在标准压力条件和283.15-318.15K温度条件下,用重量分析法测定其在水中的溶解度;用激光动态法测定其在一定温度条件下在水中的超溶解度,从而得到碳酸锂在水溶液中的介稳区;结果显示,碳酸锂在水中的溶解度和超溶解度均随温度的升高而减小,介稳区宽度随温度的升高而变窄;其溶解度数据用Van’t Hoff方程和修正的Apelblat方程进行了热力学关联计算,结果表明,两种热力学模型对碳酸锂在水中溶解度的关联效果都很好,其中Van’t Hoff方程和修正的Apelblat方程的计算值与实验值的平均相对偏差分别为0.54%和0.20%。通过溶解热力学计算,得到碳酸锂在水中的溶解焓？H_d、熔解熵ΔS_d和溶液标准吉布斯自由能变？G_d,结果表明该溶解过程为放热熵减小的非自发过程,并且溶解熵变对溶解过程的影响较大。

基于Fluent网格变形的旋流器的形状优化2355-2361

摘要：目前,旋流器的流体结构优化主要局限于单参数的尺寸优化;大多采用多组网格分别模拟的方法;不仅费时,而且对于微小的尺寸变形常常难以操控。当旋流器的分离效率优化到一定峰值后,进一步提高则比较困难。为解决这一问题,提出了基于网格变形的形状优化方法。以旋流器的分离效率为目标,采用ANSYS Fluent的网格变形方法,优化了旋流器的外形结构,将旋流器的分离效率由原来的95.69%提高到了99.18%,并对比分析了优化前后的压降、速度和油相体积分布。研究结果表明：Fluent网格变形器驱动网格节点的平滑变形,可以同时实现变形区域的结构参数的优化组合,以及优化迭代的自动化和智能化,具有良好的全局搜索能力和较强的鲁棒性;Fluent网格变形优化算法能够缩短CAD建模的时间,避免网格重构;可在单一尺寸优化的基础上,在一定范围内提高旋流器的分离效率。

非均匀受热条件下螺旋管内流动沸腾换热特性2362-2366

摘要：目前对螺旋管在其管外表面均匀受热,管内两相流动换热的研究已十分丰富;但是在其管外表面非均匀受热条件下,管内两相流动沸腾换热特性的研究鲜有报道。为了解决螺旋管在实际运用中遇到的非均匀受热问题、得到其换热特性,本文采用了实验的方法研究了卧式螺旋管周向非均匀受热条件下管内流动沸腾换热特性。其中实验工况范围为系统压力P=0.7-1.0MPa,质量流速G=181-364kg/（m-2·s）,质量干度χ=0.07-0.69。实验考察了螺旋管管外壁在两种非均匀受热条件下管内的两相流动沸腾换热系数与热流密度、质量流速、质量干度的关系,并与管周向均匀受热工况进行了比较。结果表明,在螺旋管外壁面＂外半周绝热、内半周受热＂情况下管内流动沸腾换热系数值最大,而管外壁面＂内半周绝热、外半周受热＂情况下最小。

新型三维脉动热管的性能2367-2372

摘要：把传统脉动热管冷却段改进成双螺旋结构,形成新型三维脉动热管,并建立实验平台,考察了以丙酮为工质,在充液率54%、冷却水温度22℃的条件下,不同加热功率（20-700W）、不同倾斜角度（0°、50°、90°）对新型三维脉动热管的启动以及传热性能的影响,通过加热段以及冷却段管壁温度变化判断脉动热管启动运行特性,通过总热阻评价热管传热效果。实验结果表明,脉动热管在0°、50°和90°倾斜角度下均可以启动,但90°倾斜角时更有利于新型脉动热管的启动和稳定运行。90°倾斜角时,脉动热管在加热功率40W时启动,100W达到稳定运行状态,700W时到达传热极限,脉动热管的总热阻呈现先减小后增大的趋势,总热阻最小可达0.117℃/W。脉动热管在90°和50°倾斜角度下传热总热阻没有明显差异,但在0°倾斜角时,极易达到传热极限且在整个过程中热阻要比50°和90°倾斜角条件下高很多,加热功率180W达传热极限。

熔盐冷冻壁厚度测量方法2373-2380

摘要：熔盐冷冻壁防腐蚀技术是采用凝固熔盐层阻止气液介质与金属器壁直接接触,冷冻壁厚度的准确监测及控制是其成功应用的关键。本文以混合硝酸盐熔盐为实验介质,研究了冷冻壁形成及维持过程中不同在线厚度监测方法,并与机械卡尺的直接测量值进行对比分析。结果表明,温度梯度推算法在非稳态及厚度较小时误差较大,在平衡维持态时则能较准确地判定厚度,但需要设置合适的热电偶组;冷却热量推算法可通过外夹套换热量及换热壁面温度推算冷冻壁厚度,但其稳定性及准确性取决于冷却量的精确衡算,其优点是不需增加额外设备;在线图像处理法能比较直观地反映冷冻壁厚度,但需要配备稳定可靠的高温摄像系统。鉴于未来熔盐冷冻壁应用是在无水无氧密闭容器中,这几种在线监测方法在真实高温熔盐化学体系的适用性还有待于进一步研究和评估。

CuO-水纳米流体多孔球层池沸腾传热特性2381-2386

摘要：对Cu O-水纳米流体在6mm多孔球层内进行池沸腾实验研究。实验使用了40nm的Cu O纳米颗粒,加以不同浓度的十二烷基苯磺酸钠（SDBS）作为表面活性剂,配成多种不同配比关系的纳米流体。实验结果表明,当表面活性剂浓度与纳米颗粒浓度在0.01%-0.03%（质量分数,下同）之间变化时,两者浓度相近的纳米流体稳定性较好,沸腾传热效果高。其中表面活性剂浓度略高于Cu O浓度时,传热效果较好,在SDBS浓度为0.03%、Cu O浓度为0.02%时达到最大,为41670W/（m^2·K）;而纳米颗粒浓度增大时,根据其对纳米流体的稳定性和沉降效应的影响,在不同程度上可增强或削弱沸腾传热。同时对纳米流体的池沸腾进行可视化研究,利用气泡脱离特性对实验结果作了诠释。所得结果可为纳米流体在多孔球层的池沸腾传热特性研究提供有益的研究数据。

LNI-66A型分级式冲击磨锤头参数研究2387-2392

摘要：分级式冲击磨具有产量大、应用广等优点,但目前对分级式冲击磨的研究仍不够充分。本文利用LNI-66A型分级式冲击磨进行了粉碎实验,结果表明,锤头数量为2个时,粉体产量比锤头数量为4个和8个时高;锤头高度为30mm时,粉体产量比锤头高度为10mm、20mm、40mm、50mm时高。利用Ansys Workbench 15.0,对粉碎腔内的流场进行了数值模拟,得出了压力场和速度场的分布情况,探讨了锤头参数对磨盘粉碎区域流场的影响。模拟结果表明,随着锤头数量的增加,粉碎区域流场径向速度变化不大,而压力会随之增加,这将使得粉碎效率降低,粉体产量下降。锤头高度对锤头附近气流上升速度和锤头打击面积都有影响,前者会降低粉碎效率,后者会提高粉碎效率,在两者间应有一个择中的取值。因此,锤头高度并不是越高越好,是有一个较优取值的。

化工进展杂志能源加工与技术

航空汽油发展概述及前景展望2393-2397

摘要：航空汽油是航空燃料的重要组成部分。本文论述了国内外航空汽油从车用汽油、含铅航空汽油到无铅航空汽油,从低辛烷值到高辛烷值航空汽油的发展历程。比较含铅航空汽油和无铅航空汽油标准发现,辛烷值、铅含量、净热值、芳烃含量等技术指标的要求均有所区别。分析认为,标准技术指标不同的主要原因在于调合航空汽油的基础油不同。同时,本文指出了使用国产100号航空汽油易造成火花塞积铅、气门烧蚀及气缸密封性降低等问题。目前美国联邦航空局已经对12家企业生产的102号无铅航空汽油进行审定,计划在2018年取代现有含铅航空汽油。由于环境保护和节能减排的要求,无铅化及生物汽油都是未来航空汽油的发展方向。

以废白土为原料制备生物柴油及其资源化利用2398-2405

摘要：生物柴油是一种清洁可再生能源,正受到越来越多的重视与关注。推动生物柴油技术产业化应用的关键是降低生产成本。廉价原料、高效催化剂、新工艺与设备等是解决问题的重要途径,而发展廉价原料应是首选。油脂厂产生的废白土含油量高达20%～40%,若将其回收用以制备生物柴油既是廉价原料也可实现废弃物的资源化利用。本文综述了以废白土为原料制备生物柴油的研究进展,主要包括一步法和两步法工艺。两步法较为成熟,但工艺复杂,溶剂用量大。一步法流程简单,成本较低,但反应时间长,催化剂分离困难。因此,未来须着力于在一步法工艺基础上,探索快速、高效且催化剂易于回收的反应工艺。