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化工进展 2017年第01期杂志 文档列表

化工进展杂志化工过程与装备

R32制冷系统湿压缩的最佳吸气干度范围100-106

摘要：湿压缩应用于R32制冷系统时能有效降低压缩机排气温度,但是其对系统性能的影响有待研究。在热力循环理论计算分析的基础上,利用变频滚动转子式压缩机制冷循环实验台,通过改变压缩机频率和电子膨胀阀的开度做了一系列实验,研究不同工况下R32制冷系统各项参数的变化趋势,寻找系统最优时吸气干度范围。理论分析表明:吸气带液时系统的性能比吸气过热时要好;从吸气过热到吸气带液,排气温度快速降低,而制冷量和COP先升高后降低,压缩机吸气干度在0.90~0.93内,理论COP存在最大值。实验分析表明:吸气干度在0.96~1.0范围内,制冷量比常规应用中控制过热度5℃时的高5%~10%;排气温度比吸气过热度5℃时的排气温度低8%~16%;COP比吸气过热度5℃时的高5%~8%;系统压比降低,系统性能达到最优。

CWM-80型超级涡流磨106-

浙江“丰利”再次被认定为浙江省知名商号106-

低填充比下混合滚筒粉体混合特性数值模拟107-113

摘要：对于易燃易爆粉体的混合安全性,低填充比具有重要意义,目前尚未见混合滚筒在低填充比条件下混合特性的研究报道。本文采用气固三相流模型对两种粉体在混合滚筒中的混合过程进行建模。粉体与空气间相互作用系数采用Syamlal-O’Brien公式,粉体与粉体之间相互作用系数采用Syamlal-O’Brien-Symmetric公式。采用加权的组分配比分布方差对混合均匀性进行判断。计算结果表明混合滚筒在低填充比下具有较高的混合效率以及混合质量,并初步计算了不同填充比、转速、滚筒结构参数条件下的混合特性,对计算结果进行了分析。最后利用一个直径1000mm的混合滚筒,在低填充比条件下进行了实验,记录了混合过程中物料流过抄板的流态,对样品均匀性进行了化学分析。实验结果证明了仿真计算结果的准确性。低填充比下使用滚筒,有利于保证易燃易爆粉体混合工艺安全性,具有较好的应用前景。

催化裂化轻循环油(LCO)加氢处理多产高辛烷值汽油技术研究进展114-120

摘要：近年来随着消费柴汽比的不断下降和环保法规的日益严格,如何将低附加值的催化裂化轻循环油(LCO)加工成高附加值的产品成为炼厂面临的重大挑战。LCO具有高密度、高芳烃含量、低十六烷值的特点,难以通过常规加氢技术生产清洁柴油。本文阐述了LCO加氢处理多产高辛烷值汽油技术反应机理和技术特点,系统介绍了国内外知名石油公司相关技术的研究进展,UOP公司开发的LCO Unicracking技术、Mobil–Akzo-Kellogg联合开发的MAK-LCO技术,以及国内中国石化抚顺石油化工研究院开发的FD2G技术、中国石化石油化工科学研究院开发的RLG和LTAG技术。该类技术通过催化剂和工艺技术的优化组合可将重质多环芳烃定向转化为单环芳烃的高辛烷值汽油调和组分。研究结果表明,LCO加氢处理多产高辛烷值汽油技术加工方案灵活,可按市场需求生产35%~65%的高辛烷值汽油,在降低柴汽比的同时提高了LCO产品附加值,具有广阔的市场应用前景。

基于Aspen Plus 抚顺式油页岩干馏过程模拟方法研究121-128

摘要：利用Aspen Plus软件对抚顺式油页岩干馏过程进行模拟,采用带Fortran气化动力学子程序的自定义反应模型来代替Gibbs反应器,通过与文献中实验数据对比来验证模拟结果的准确性,结果吻合良好。利用该模型研究了主风量和主风饱和度等参数对气体组分、气体热值、气化效率和热效率的影响。研究结果表明:随着气化温度的增加,CO的含量增加,而H2和CH4的含量减少,同时气体的热值呈现出逐渐降低的趋势;提高主风量,气化效率、干发生气热效率（ηd）和湿发生气热效率（ηw）均有显著提高,但是过量空气的通入将会造成烧油,建议主风量控制在7.38×1048.61×104m3/h最佳;提高主风饱和度,气化温度呈线性下降;当主风饱和度为90℃时,湿发生气热效率（ηw）达到最大,为37.08%;但是综合考虑实际过程中的合理运行,建议主风饱和度选取80℃为宜。

蒸馏水和自来水中悬浮气泡表面天然气水合物生长特性的实验研究129-135

摘要：在275.2K条件下开展了静止悬浮气泡表面形成天然气水合物的可视化实验研究,分析探讨了水中杂质对天然气水合物的成核时间、生长时间和生长形态的影响。研究结果表明:蒸馏水和自来水对水合物的成核时间和生长时间影响不大,但是在蒸馏水中的悬浮气泡表面形成的水合物膜表面比较光滑致密,且易出现裂缝并重新生成水合物晶体;在自来水中由于杂质离子的存在,气泡表面水合物膜有许多窟窿无法生成水合物;添加表面活性剂的水溶液能显著缩短悬浮气泡表面形成水合物的成核时间和生长时间,提高了水合物的生成速率,且对水合物的生长形态也有很大的影响。在相同驱动力条件下,添加表面活性剂的水溶液中悬浮气泡表面形成的天然气水合物晶体颜色更加深暗,质地也更光滑致密。

载气对两段式干煤粉加压气化炉气化特性的影响136-145

摘要：相比于N2,CO2作为气化炉煤粉载气会降低合成气中N2的含量而有利于后续CO2捕集,但O2在CO2中较小的扩散系数会影响焦炭的反应特性,进而影响气化炉运行结果。为此,考虑到气化炉中较高的CO含量及其对煤气化反应的抑制作用,将Langmuir-Hinshelwood动力学模型与缩核模型相结合,提出一个改进的焦炭反应模型,并对两段式干煤粉气化炉内的流场、温度场和组分浓度场进行了模拟分析,结果与实炉实测数据一致。在此基础上,模拟分析了气化炉在不同煤粉载气（N2、CO2）、两种二段给煤量下的气化特性。结果表明,煤粉载气由N2改为CO2后,由于O2在CO2中较低的扩散速率,一段气化室喷嘴区域气体温度和碳转化率降低,该区域CO2增多对焦炭-CO2反应的促进作用对提高碳转化率的影响较小;在一段气化室喷嘴区域之上,O2浓度较低导致O2扩散性影响减弱,同时CO2增多促进焦炭-CO2反应进而提高碳转化率。研究结果还证实,煤粉载气由N2改为CO2会促进CO的生成,抑制H2的生成。

基于动力学模型的合成气完全甲烷化回路系统模拟分析146-155

摘要：为了研究工艺条件对某甲烷化工业装置回路系统的影响,利用Aspen Plus软件建立了多级绝热甲烷化反应器回路系统动力学模型,动力学方程由Fortran编程嵌入模型中,模拟结果与实际运行值吻合较好。本文进而考察了不同工艺参数对甲烷化回路系统的影响,结果表明:循环比对各级反应器的出口温度、热点位置、出口气中CO2及CH4含量影响显著,但对产品气中CH4含量影响较小;增大原料气流量,仅使各级反应器的热点位置后移,对各反应器出口温度、气体组成和产品气质量的影响可以忽略;提高进料温度,各级反应器的出口温度随之升高、出口气中CO2含量增加、CH4含量下降,产品气中CH4含量略微降低;氢碳比的变化,对各级反应器出口气组成及产品气中CH4含量影响显著,对第四反应器的出口温度影响也很大,但对第一至第三反应器的温度分布影响不大,氢碳比由2.8增至3.2,产品气CH4含量呈先增大后减小的趋势,验证了氢碳比为3是甲烷化反应系统的最优值。

酸催化制备糠醛研究进展156-165

摘要：糠醛及其衍生物在树脂、医药、农药、石油和新能源化工等多个领域中用途广泛,在世界各国高度重视开发利用可再生资源与环境保护的今天,糠醛产业发展显得尤为重要。在糠醛生产过程中,催化剂是影响糠醛收率的重要因素。本文综述了不同类型酸催化剂在生物质水解制备糠醛中的研究进展,讨论了目前无机酸、有机酸、路易斯酸和固体酸催化剂在制备糠醛过程中存在的问题。对制备糠醛的研究前景进行了展望,探讨了实现糠醛高效、经济、绿色生产工艺的可行途径。建议将糠醛生产工艺与现有生物炼制产业相整合,新反应工艺过程与新催化剂体系相整合,加强产学研相结合3个方面作为糠醛企业今后的发展方向。

对比SSZ-13和SAPO-34分子筛在甲醇制烯烃中的研究进展166-173

摘要：SSZ-13和SAPO-34是性能优异的甲醇制烯烃(methanol to olefins,MTO)催化剂。本文从酸性、积炭、烃池物种及其反应途径等方面介绍了SSZ-13和SAPO-34的酸强度和酸中心密度的差异及其对MTO反应催化性能的影响,综述了SSZ-13和SAPO-34在MTO中的催化反应机理和失活机理的研究进展。总结显示,尽管SSZ-13和SAPO-34都是CHA型拓扑结构,但SSZ-13的酸性强于SAPO-34,更有利于碳正离子的生成;与修边机理相比,侧链烷基化机理是更主要的反应途径,且SSZ-13的甲基化速率比SAPO-34高3个数量级;SSZ-13和SAPO-34的积炭速率和积炭物种存在差异,积炭行为受温度影响较大。从催化剂的角度,指出合理调控酸强度和酸中心密度、研制出能够抑制反应失活的催化剂结构、发展高产乙烯或者丙烯的特色MTO催化剂是以后的研究方向;从反应机理的角度,认为SSZ-13和SAPO-34在MTO反应中活性中间体的形成以及转化途径、活性物种到积炭物种的演变有待进一步研究。此外,如何在MTO反应过程中观察到高活性的反应中间体是今后研究的难点。

铜基催化剂应用于含氨废气选择性催化氧化的研究进展174-180

摘要：含氨废气的排放对人类健康和生态环境有十分严重的影响。采用选择性催化氧化（SCO）技术实现含氨废气污染控制具有良好的应用前景,铜基催化剂因其优良的催化性能而受到广泛的关注。本文总结分析了近期国内外对于铜基催化剂应用于NH3-SCO体系的研究成果与进展,指出了不同活性组分、载体以及其他因素对催化剂性能的影响;简要阐述了NH3-SCO的反应机理,重点讨论了以铜为主要活性位的催化剂机理研究;并对未来的研究工作进行了展望,指出采用多种手段对催化剂进行改性、进一步研究催化剂在实际体系中的应用以及采用原位等谱学手段对催化机理进行深入探讨是该领域的研究重点。

常见金属氧化物烟气脱硫研究进展181-188

摘要：对几种常见金属氧化物的烟气脱硫（SO2）进行了研究,分别从干法、湿法以及半干法详细介绍了常见金属氧化物的脱硫效果及影响脱硫效果的各种因素。干法脱硫剂主要发生吸附反应、氧化反应;湿法脱硫主要是液相催化氧化作用;半干法脱硫以CaO为主要脱硫成分。干法脱硫催化剂有再生操作复杂、制备成本较高的缺点;湿法烟气脱硫效率高、适应范围广,成为主要的烟气脱硫方法,但湿法脱硫也存在占地面积大、技术复杂、脱硫过程中会造成资源浪费等问题。本文对比总结了常见金属氧化物的脱硫特点及其工业应用现状,分析了矿浆脱硫的可行性,同时对矿浆脱硫的研究前景提出展望,从而进一步为工业废气净化研究奠定基础。

负载型磷钼钒杂多酸催化果糖一锅法制备2,5-二甲酰基呋喃189-195

摘要：首先制备了兼具酸性和催化醇氧化活性的Keggin型杂多酸H4PMo11VO40,为使其可以重复利用,又制备了孔道均匀、比表面积大的介孔二氧化硅作为载体,并将H4PMo11VO40固载在二氧化硅上作为催化剂,实现了在外加氧气条件下,一锅法催化果糖经脱水和氧化制备2,5-二甲酰基呋喃（2,5-DFF）。对杂多酸及载体进行了一系列表征,通过优化反应过程得到了最佳反应条件:在120℃下,DMSO作为溶剂,催化剂、果糖与DMSO质量比为1∶10∶100,反应时间4h,前1h通入N2,体系生成5-HMF并防止了果糖的直接氧化,后3h通入O2,催化氧化5-HMF生成2,5-DFF,所得2,5-DFF的最高收率为48.4%。催化剂的重复利用实验表明:使用5次后再次负载仍可保持较高的催化活性。

[Rh（COD）Cl]2催化剂的制备及催化α-蒎烯不对称加氢反应196-202

摘要：以RhCl3·3H2O和1,5-环辛二烯为原料制备了[Rh（COD）Cl]2催化剂,并利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）对其进行了表征。以α-蒎烯加氢为探针反应,考察了COD/Rh摩尔比、回流温度及回流时间对催化剂催化性能的影响,并通过正交试验确定了催化剂适宜的制备条件:COD/Rh摩尔比（1,5-环辛二烯与三水合氯化铑摩尔比）3.5:1,回流温度75℃,回流时间3.5h。将该条件下制备的[Rh（COD）Cl]2催化剂用于α-蒎烯加氢反应,α-蒎烯转化率达97.3%以上,顺式蒎烷对映选择性高于97.5%,顺式蒎烷收率达95.0%以上。与文献报道的其他工艺相比,该工艺特点是加氢条件比较温和,选择性高,催化效率高,能耗低。

邻苯二甲酸二异丁酯脱硫-加氢工艺203-209

摘要：以邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP,工业级)为原料,采用固定床高压反应器,对DIBP脱硫-加氢制备环己烷-1,2-二甲酸二异丁酯反应的催化剂和工艺进行了研究,增加了DIBP原料中痕量硫的脱除工艺,考察了反应压力、温度、空速、氢油比等工艺参数对DIBP脱硫及加氢反应的影响。试验结果表明:在反应压力14MPa、温度110℃(脱硫段)、温度160℃(加氢段)、空速0.3h~–1、氢油比600∶1的最佳条件下,装置稳定运行1000h,DIBP中的硫含量为3.5μg/g,DIBP转化率99.94%,脱硫和加氢性能稳定。

载体涂层对负载型NiMnO3钙钛矿催化剂催化燃烧VOCs性能的影响210-215

摘要：以堇青石蜂窝陶瓷为载体,Ni（NO3）2·6H2O、Mn（NO3）2为原料,通过柠檬酸法制得NiMnO-3钙钛矿催化剂,考察载体涂层对催化燃烧VOCs反应性能的影响,并采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、比表面积分析仪（BET）、氢气程序升温还原（H2-TPR）进行表征分析。实验结果表明:不同的涂层对负载型NiMnO3钙钛矿催化剂的影响具有不同的效果。其中,Ce0.75Zr0.25O2涂层有助于提高载体的比表面积,提供更多的活性位点,并且使负载型NiMnO3钙钛矿催化剂的活性组分分散更加均匀,晶粒尺寸更小,提高了活性组分的高温稳定性。同时,Ce0.75Zr0.25O2涂层与NiMnO3钙钛矿之间具有的协调作用能提高反应的Redox循环速率,进而提高催化剂的催化性能。

Cu-ZrO2-CeO2/γ-Al2O3催化甲醇水蒸气重整制氢反应的性能216-223

摘要：以γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备Cu-ZrO2-CeO2/γ-Al2O3催化剂,用XRD、N2吸附-脱附、H2-TPR、NH3-TPD、CO2-TPD等方法对其进行表征。在连续流动常压固定床微型反应器上评价Cu-ZrO2-CeO2/γ-Al2O3催化剂对甲醇水蒸气重整制氢反应的催化性能,考察了反应温度、水醇比和质量空速对催化性能的影响,反应结果表明Cu-ZrO2-CeO2/γ-Al2O3催化剂具有较高的催化活性和稳定性,在温度为260℃、水醇摩尔比为1.2∶1、质量空速为3.6h–1的条件下,甲醇的转化率可达99%以上,氢气的选择性为98%以上,一氧化碳的选择性低于2.5%。表征结果显示助剂CeO2和ZrO2的加入促进活性组分在载体表面的分散性,影响催化剂的孔结构和酸碱性,增强了催化剂的活性。