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化学工程杂志社
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《化学工程》是我国创刊最早的化学工程专业刊物,是北大核心期刊、CSCD核心期刊、统计源期刊,综合因子为:0.431。化学工程经主要报道生物化工,生物和化工的交叉技术,工程特征明显、环境化工和化工热力学、化工流体力学、反应工程等。
  • 主管单位:中国华陆工程公司
  • 主办单位:全国化工化学工程设计技术中心站
  • 国际刊号:1005-9954
  • 国内刊号:61-1136/TQ
  • 出版地方:陕西
  • 邮发代号:52-52
  • 创刊时间:1972
  • 发行周期:月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:0.438
  • 综合影响因子:0.300
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化学工程 2014年第05期杂志 文档列表

化学工程杂志节能减排

热集成变压精馏分离吡啶-水的工艺模拟与优化

摘要:基于吡啶-水体系的共沸组成对压力变化敏感,提出了热集成变压精馏的新工艺。新工艺采用冷凝器-再沸器式热集成,利用高压塔塔顶蒸汽加热低压塔再沸器,以节省能耗和操作费用。选择NRTL活度方程为物性计算模型,使用Aspen Plus软件对该工艺流程进行严格稳态模拟。为了获得经济最优的工艺条件,提出了局部经济优化和全局经济优化相结合的优化方案,并建立了优化迭代流程。优化结果显示:当低压塔和高压塔的操作压力分别为16 kPa和1 200 kPa,总理论板数分别为12和14,新鲜原料和循环物流分别从低压塔第9块板和从第6块板进料,高压塔的物流进料位置为第8块板,高压塔质量回流比为0.59时,年度总费用(TAC)最小。与常规的变压精馏工艺相比,热集成变压精馏工艺更加节能经济,可以节约能耗43.52%,节省年度总费用40.70%。
1-5
化学工程杂志生物化工

多菌混合固态发酵产纤维素酶研究

摘要:采用多菌混合发酵可以提高纤维素酶的活力,为获得高活力的纤维素酶制剂,文中以碱处理后的甘蔗渣和麸皮作为发酵产酶培养基,采用响应面法对2株纤维素酶生产菌里氏木霉CICC40359和斜卧青霉SMX固态混合发酵条件进行了优化。结果发现在发酵温度为28℃,料水比(质量体积比)1∶2.5(g/mL)的条件下,当V(青霉)∶V(木霉)为3∶1,总接种量8%(mL/g),培养基中m(蔗渣)∶m(麸皮)为2∶1,发酵3 d时,滤纸酶活有最大值达到101.825 FPU/g,这为后续优化工作的开展提供了依据,同时高酶活下发酵液中呈现高的糖质量分数为同步产酶发酵产乙醇提供了新思路。
6-9
化学工程杂志环境化工

Fenton氧化法处理苯乙烯装置废水

摘要:苯乙烯生产废水含有乙苯、甲苯、二甲苯、苯和苯乙烯等苯系物,均为难生化降解有机物,影响污水处理厂生化处理效果和稳定运行。实验采用Fenton氧化法处理苯乙烯废水,通过分析处理前后废水中苯系物质量浓度,观察苯系物去除效果,根据不同质量浓度苯系物的去除率与氧化试剂投加量的相关曲线,分析苯系物质量浓度与氧化剂投入量的关系;通过处理前后废水质谱分析图,分析经Fenton氧化后是否产生二次污染物。实验得出Fenton氧化试剂对乙苯、甲苯、苯均具有很好的降解效果,去除率在90%以上时,苯系物质量浓度与试剂消耗量成正比;经Fenton氧化后废水中物质为二甲苯和苯乙烯,均为原水中物质,没有其他转化物质,不会产生二次污染物。
10-12
化学工程杂志能源化工

减压渣油低压催化加氢轻质化研究

摘要:以克拉玛依某炼厂减压渣油为研究对象,在高温高压反应釜(1L)中,以廉价可弃的Fe2O3为催化剂,采用单因素实验方法,考察了反应温度t、氢初压p(H2)和反应时间θ等对其加氢轻质化的影响。结果表明:该油样具备良好的加工性能;降低反应温度、升高氢初压和缩短反应时间,均可降低生焦率;氢初压5 MPa为折点。当氢初压超过5 MPa后,若通过增大氢初压的方式来降低生焦率,是不经济的;反应时间超过75 min,生焦率迅速增大,初步判定反应时间超过75 min,即为超过其生焦诱导期。以Fe2O3为催化剂,该油样加氢轻质化的适宜条件为反应温度θ=445℃,氢初压p(H2)=5 MPa,反应时间t=55 min,此时,η(≤330℃)=64.40%,生焦率6.03%。文章为该减压渣油加氢轻质化实现工业化提供理论依据。
13-17
化学工程杂志传质过程及设备

不同填料错流旋转填料床气液传质特性研究

摘要:为了探索不同填料错流旋转填料床的传质性能,以Na2CO3水溶液吸收空气中硫化氢为实验体系,对装有不锈钢丝网、塑料波纹孔板和θ环填料的错流旋转填料床的气液传质性能进行研究。实验确定的适宜操作条件为:超重力因子7.8,气体流量2 m3/h,液气比20 L/m3,碳酸钠质量浓度12 g/L;在此条件下,3种填料的脱硫率均可达到90%以上。在相同操作条件下,不锈钢丝网填料的脱硫率及气相总体积传质系数大于塑料孔板填料大于θ环填料;错流旋转填料床中,规整填料的气液传质效果优于乱堆填料。文中的研究结果为错流旋转填料床填料的选取及在脱硫方面的应用提供了依据。
18-22

气相扰动下高效萃取填料的开发及性能研究

摘要:针对气液液三相萃取,开发出一种新型高效开窗导流式规整填料,该填料片是在板波纹规整填料片的波峰、波谷处开设导流窗口,从而增加气相的流通空间和扰动频率,进而增加液滴的破碎-聚并频率。实验测定了新型填料的流体力学性能及传质性能。实验结果表明:随气相速度的增加,填料的液泛速度降低,传质单元高度先减小后增加。新型开窗导流式规整填料可有效提高分散相的滴膜交替流动频率,增加传质效果,在相同的操作条件下,新型规整填料的流体力学效果和传质效果较超级扁环填料平均提高11%和44.7%。
23-26

泡沫铝规整填料的实验研究

摘要:为了考察新型多孔金属填料的性能,对泡沫铝填料进行流体力学和传质实验研究,获得了该填料的填料压降、泛点气速、持液量等流体力学性能数据及填料层压降和液泛气速的关联式,传质实验结果显示:泡沫铝规整填料的理论板数可以达到10块以上,说明泡沫铝填料是一种新型高效规整填料。
27-30

加盐萃取-精馏耦合分离甲醇-甲苯的工艺研究

摘要:研究了加盐萃取分离甲醇-甲苯共沸体系,考察了盐水种类、用量、质量分数及萃取温度等因素对萃取效果的影响,计算了在各种萃取条件下甲醇和甲苯的分配系数。实验结果表明:CaCl2水溶液的萃取效果最好,在CaCl2水溶液质量分数为0.35、萃取温度40℃、溶剂比(体积比)1.5∶1的条件下,甲醇的分配系数为2.32,选择性系数为18 200。基于以上实验数据,回归得到了萃取液液相平衡常数与萃取温度关联式的模型参数。在此基础上,提出了加盐萃取-精馏耦合分离甲醇-甲苯3塔工艺流程,并利用Aspen Plus软件中的Extract模拟萃取塔、RadFrac模拟精馏塔,选用NRTL-HOC和ELECNRTL热力学模型,对提出的工艺进行模拟计算,得到了合适的工艺操作条件。模拟结果表明:当萃取塔理论板数为5块;甲醇回收塔理论板数为21块、回流比为1.8;甲苯回收塔理论板数为28块、回流比为2.4时,分离得到的甲醇和甲苯的质量分数分别为0.996和0.997。
31-34
化学工程杂志传热过程及设备

硅酸铝/氧化锆纤维板在微波加热中透波性研究

摘要:为了研究微波加热过程中温度、厚度对硅酸铝/氧化锆纤维板保温层透波性能的影响,以期设计出在整个微波加热过程中都具有良好透波性能的保温层,利用通过单层平板内电磁波传播的理论机制和计算模拟技术,分析了保温层厚度和温度变化对硅酸铝/氧化锆纤维板透波性能影响的规律。同时从透波性能的角度,提出了硅酸铝/氧化锆纤维板保温层在微波加热中厚度选择的基本原则。研究结果表明:20℃时,硅酸铝纤维板的功率透过系数随厚度增加呈波动状态变化,存在透波峰;随着温度的升高,这种波动状逐渐消失,近似呈线性递减,1 300℃时,0.1 m厚度的硅酸铝纤维透波率仅为0.62。氧化锆纤维板在20,200,500℃时,功率透过系数随着厚度的增加呈明显的波动变化,厚度为0.04,0.08 m时,功率透过系数曲线出现透波峰。该研究成果有助于微波高温加热设备的设计,微波加热工艺参数的优化以及微波能利用率的提高。
35-38
化学工程杂志化工热力学

水-乙醇-甲基异丁基甲酮体系液液相平衡数据的测定与关联

摘要:在常压下测定了水-乙醇-甲基异丁基甲酮体系在308.15,318.15,328.15 K的液液相平衡数据。用Hand方程和Othmer-Tobias方程对实验数据进行拟合,结果表明:Hand方程拟合效果优于Othmer-Tobias方程。采用NRTL模型和UNIQUAC模型对实验数据进行了关联,回归得到了该三元物系的二元交互参数;并对此物系的相平衡数据进行了预测,由模型计算值和实验值的均方根偏差知,NRTL模型能更好地与实验数据吻合。
39-41

肼催化还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)的热力学研究

摘要:在硝酸体系中,以铂黑为催化剂、肼为还原剂,在反应液初始铀酰浓度0.9 mol/L、初始肼浓度1.0 mol/L、初始硝酸浓度0.8 mol/L、铂黑用量(以反应液计)8×10-3g/mL的工艺条件下,根据体系中各反应的化学方程式推导出了单位体积物质的理论反应热计算公式,并计算出了反应时间在0.5—4 h过程中的理论反应热,同时通过自行设计的测量肼催化还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)的反应热装置测量相同工艺条件下,40,50℃时不同时刻的反应温差,计算得到了肼催化还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)的实际反应热,最后与计算的理论反应热进行对比,结果表明,在1 h内实验值与计算值基本吻合。
42-46

常压下水/盐酸和水/盐酸/氯化镁系统的汽液平衡模型

摘要:常压下盐酸会形成最高共沸物,在盐酸溶液中加盐改变氯化氢和水的相对挥发度,产生盐效应,进而破坏了溶液的恒沸组成。因此盐酸的汽液平衡及其盐效应下的汽液平衡的研究对于盐酸浓缩过程具有重要意义。文中首先对HCl+H2O二元体系进行模型分析,建立了HCl+H2O二元体系模型并利用Perry手册中的氯化氢水溶液的分压数据对模型参数进行求解,通过实验数据对二元体系的汽液平衡数学模型进行了验证。结合Teruya提出的溶剂活度计算法和计算溶质活度系数的Harned定律将二元模型推广得到HCl+MgCl2+H2O三元体系汽液平衡的数学模型。
47-50
化学工程杂志化工流体力学

多种搅拌型式下高黏黄原胶混合过程研究

摘要:黄原胶的发酵后期发酵液体系黏度增大,呈典型假塑性非牛顿流体特性,发酵液体系的混合成为提高黄原胶发酵生产水平的主要制约因素。研究黄原胶的混合特性与影响因素从而提高混合效果意义非凡,因此文中采用比色法与pH法相结合的方式研究黄原胶水溶液的混合过程。重点考察了6种桨型组合、3种黄原胶质量分数、2种通气比和4种单位体积功率。通过以上研究得出对于高黏体系,不同搅拌型式的混合效果区别很大,大桨型组合(D/T=0.9,0.95)的混合效果明显好于小桨型(D/T=0.43);对于相同直径(D/T=0.43)的组合桨,轴流桨组合的混合效果比径流桨组合好;得到混合时间与单位体积功率、表观黏度的关联式。这一结论为工业上提高黄原胶发酵产量提供了理论指导,具有一定的实际意义。
51-55
化学工程杂志反应工程

油酸甲酯合成反应动力学研究

摘要:油酸甲酯是一种重要的化工原料,因现行生产工艺存在污染环境、腐蚀设备、反应转化率较低等问题,使其生产受到了一定制约,为此,提出了一种无催化"两步法"合成油酸甲酯的工艺路线。文中在"两步法"工艺路线的基础上进一步研究了油酸甲酯合成反应动力学。采用积分法分析了在293,298,303,308,313 K下的实验数据,结果表明二步反应均符合二级反应特征,反应遵循四面体机理,并得到了不同温度下的动力学方程式。根据得到的不同温度下的反应速率常数确定了二步反应的活化能分别为121.6 kJ/mol和115.2 kJ/mol,频率因子为2.76×1019和4.03×1018。在实验293—313 K温度范围内,通过实验对得到的动力学方程进行验证,得到的实验值与动力学方程计算值相符合,说明得到的动力学方程是可靠的,为"两步法"合成油酸甲酯的工业放大提供了理论依据。
56-60
化学工程杂志煤化工

气流床气化炉水激冷固态熔渣理化特性研究

摘要:为了研究水激冷相变后固态熔渣的理化特性规律,在气流床水冷壁气化炉热模实验平台上,以神府煤灰渣、柴油、氧气等作为实验介质,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法对不同操作温度下不同粒度的熔渣形态、晶相进行表征及对比分析,并探讨液态熔渣遇水快速冷却时的形态转变机理。研究表明:随操作温度升高,熔渣孔隙率和晶体含量减少,无定形玻璃态物质增多。遇水激冷后熔渣的气孔及热应力变化造成多孔熔渣易发生断裂、破碎行为;粒度较大的熔渣易发生断裂、破碎行为。粒度较大的熔渣主要存在开放性孔,粒度较小的熔渣主要存在封闭性孔。
61-65
化学工程杂志过程模拟

基于蒙特卡罗微分算法优化大规模换热网络

摘要:在换热网络数学模型及分级超结构基础上,提出蒙特卡罗结合微分进化算法,双层优化换热网络。外层利用蒙特卡罗算法全局范围内搜索最佳的换热网络结构;内层用微分进化算法优化换热器面积;通过设定合理的预期换热器个数,控制Grossmann超结构下产生换热器的个数,不但能提高求解效率,而且可以有效地解决大规模换热网络问题。最后,算例结果表明,基于蒙特卡罗微分算法能保证在全局搜索能力的前提下,混合求解策略能够获得较优的结果。
66-71
化学工程杂志化工工艺

湿电石渣混合粉煤灰生产免烧砖工艺的研究

摘要:为了利用压滤机产生的湿电石渣不经过干燥磨细直接生产免烧砖,研究将湿电石渣与炉渣一起在特制的搅拌机中搅拌混合,2种物料发生吸附、渗透等化学过程,形成粒度符合要求的电石渣颗粒,再将电石渣颗粒与其他物料按一定比例混合,混合物料送入砌块成型机成型、养护,物料中活性物质发生多种化学反应,形成产品。研究结果表明:新出炉烧结煤渣与湿电石渣进行搅拌混合,形成的颗粒物合格率优于其他常见物料,电石渣颗粒物与粉煤灰在混合、养护过程中,生成水泥石,提高了产品的强度。这种工艺投资少、成本低,电石渣使用量及含水率等指标优于同类生产工艺。
72-74

天然气制甲醇合成工艺优化

摘要:中海石油建滔化工有限公司天然气制甲醇装置于2006年9月投产。装置投产以来对工艺操作指标进行了一系列调整,从核心合成重要工序入手,主要调整和优化合成塔入口H/C摩尔比、合成塔进出口温度、循环气中甲醇摩尔分数以及何时提高合成塔的出口温度以保证催化剂的活性等,重点阐述该操作工艺指标的优化。经过调整后可以得出:提高合成塔出口温度,将合成塔入口H/C摩尔比控制在3.8—4.4,循环气中惰性气体摩尔分数应控制在29%—32%,循环气温度稳定在38℃以下,可以提高甲醇产量,降低能耗,进而取得更大的经济效益。
75-78