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化学工程 2016年第07期杂志 文档列表

化学工程杂志环境化工

Pd/C催化氧化吸附脱除燃油中噻吩类硫化物研究1-5

摘要：脱硫剂由Pd/C、异丙醇、氢氧化钠和去离子水组成。采用正辛烷作溶剂分别配制以噻吩、二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩为模型硫化物的模拟油。采用N2吸附等温线、SEM、TEM、XRD对Pd/C结构特征进行了表征。表征结果显示Pd/C的比表面积为1 836 m^2/g,孔容为0.98 cm^3/g,根据其I型吸附等温线可知其绝大部分孔为微孔。由Pd/C的SEM和TEM图可以看出Pd的纳米颗粒比较均匀地分布于碳材料上,Pd金属纳米粒子的直径约3—5 nm。XRD图显示Pd的纳米晶体颗粒的（111）、（200）、（220）和（311）典型晶面的存在,并且负载的Pd大多数是存在于活性炭孔内。采用间歇反应器在60℃温度下,脱硫剂可在3 h内将燃油中硫的质量分数从250 mg/kg降到10 mg/kg以下,从而得到低硫燃油,脱硫剂在FCC汽油中得到较好的验证。Pd/C既作为原位产生过氧化氢的催化剂,又是吸附砜类硫化物的吸附剂,洗脱再生后仍具有较好的催化和脱硫性能。

一株解磷菌ID-a修复重金属污染土壤效应分析6-10

摘要：采用一株解磷成团肠杆菌ID-a修复陕北某工业园区长柄扁桃种植地土壤,评价了该地区土壤重金属的污染状况,分析了修复前后土壤中重金属元素Cu,Pb,Zn,Cd存在形态的变化以及解磷菌修复对长柄扁桃叶子及果实中重金属Cu,Pb,Zn,Cd的质量分数的影响。由结果可知：工业园区土壤与未污染的对照组相比Pb,Cd,Cu和Zn质量分数分别增加了24.92,4.45,18.13,77.99 mg/kg;解磷菌修复组与对照组相比土壤中可交换态Cd,Pb,Cu的质量分数显著降低,其相应的残渣态的质量分数增加。长柄扁桃叶子中Pb,Cd和Zn质量分数分别降低了95.14%,40.63%和43.87%,果实中Cu,Zn质量分数分别降低了54.06%和35.91%,长柄扁桃果实中未检测出重金属Pb和Cd。因此,该菌剂能够修复该污染区种植地土壤,提高长柄扁桃的安全性。

化学工程杂志传质过程及设备

甲基叔丁基醚中有机硫化物定性和定量研究11-14

摘要：为确定工业甲基叔丁基醚（MTBE）中的有机硫化物的种类和含量,文中采用GC-MS、有机元素分析仪和微量硫气相色谱仪对某厂MTBE中有机硫化物种类进行了定性和定量研究,探索研究了硫化物类型对MTBE脱硫过程的影响。由结果可知：二甲基二硫醚、乙基甲基二硫醚、甲基叔丁基硫醚、二乙基二硫醚4种高沸点硫化物为MTBE中的主要硫化物,其中二甲基二硫醚和乙基甲基二硫醚2种硫化物的含硫质量分数为97.4%。采用精馏方法脱除MTBE中的硫化物,关键在低沸点硫化物的控制与处理。

发酵液中鼠李糖脂的活性炭吸附-酸沉淀分离15-18

摘要：采用活性炭吸附-酸沉淀法从铜绿假单胞菌发酵液中提取鼠李糖脂。探讨了活性炭吸附鼠李糖脂的热、动力学规律,研究了p H值对活性炭吸附鼠李糖脂的影响及洗脱剂与洗脱时间的选择。结果表明：p H 7.0、吸附温度40—80℃时果壳活性炭的吸附平衡时间为60—140 min,80℃得到最大吸附量40.2 mg/g;酸沉淀能显著提高吸附量,p H 2.0时,果壳活性炭对鼠李糖脂的平衡吸附量提高至120.6 mg/g,一次吸附回收率达76.1%。适宜的洗脱剂为体积分数95%乙醇,洗脱时间为2 h,鼠李糖脂一次洗脱回收率为30.2%。该方法避免了有毒挥发性有机溶剂的使用,是一种经济环保的鼠李糖脂分离提取工艺。

化学工程杂志传热过程及设备

大型原油浮顶储罐蒸汽盘管加热过程数值模拟19-23

摘要：大型浮顶储罐原油加热温度场的准确预测,是实现油罐安全经济输送的重要保障。文章首先分析了原油储罐传热的途径以及主要特点,然后建立了大型原油储罐蒸汽盘管加热理论模型,并开发运用Visual Basic语言计算罐内原油加热过程温度场的试算法程序,由此得到罐内原油温度场的变化规律及影响因素,最后通过计算原油储罐加热过程中蒸汽盘管放出的热量以及被加热油品所吸收的热量,确定加热过程的能量有效利用率,研究分析外界环境温度等工况变化对有效利用率的影响,可为科学制定储罐加热运行方案提供技术依据。

化学工程杂志化工热力学

含离子液体液液平衡的UNIQUAC模拟24-29

摘要：为了解决UNIQUAC模型在关联含离子液体液液平衡数据时,因离子液体的分子结构参数r和q不完全而使其应用受限的问题,文中采用量子化学法计算了近几年报道的液液平衡文献中涉及的8种离子液体的分子结构参数r和q。利用密度泛函理论优化离子液体的分子结构,得到离子液体的最优结构和最优能,然后采用极化连续介质模型计算最优分子结构的体积和表面积,进而得到离子液体分子结构的r和q值。使用含上述数值的UNIQUAC模型关联了20种含离子液体的三元体系在不同温度下的液液平衡数据,并计算出模型的预测值与实验值的均方根偏差,187个连结点数据的均方根偏差值平均为0.011 7。结果表明：计算的离子液体的r和q值用于UNIQUAC方程中能较好地关联三元体系液液平衡数据。

烷基胺羰基化反应的热力学计算与分析30-33

摘要：利用基团贡献法估算了烷基胺类化合物与CO羰基化反应生成N-烷基甲酰胺的标准生成焓、标准熵和摩尔定压热容,对反应体系的热力学性质进行计算,得到不同反应温度下的反应焓变、吉布斯自由能变以及反应平衡常数等热力学数据。分析了反应的方向与限度,考察了温度对反应焓变、吉布斯自由能变和反应平衡常数的影响,比较了热力学数据随反应物分子结构的变化规律。结果表明：在323 K到473 K的温度区间内,文中涉及的烷基胺羰基化反应均为放热反应,随反应温度的升高,反应由自发向右进行转变为非自发反应。烷基胺N原子上取代基个数和结构的不同对反应热、反应方向与限度均产生影响。

化学工程杂志化工流体力学

5种泵停留时间分布实验研究34-39

摘要：采用脉冲示踪法对轴流泵、单级离心泵、多级离心泵、液压隔膜泵、三柱塞计量泵的停留时间分布（RTD）进行了实验研究。实验结果表明：轴流泵RTD呈单峰分布,无死区,返混程度与等径空管接近;离心泵RTD呈单峰分布,有死区,多级离心泵返混程度大于单级,单级大于等径空管;隔膜泵RTD呈单峰分布,三柱塞泵呈三峰分布,二者都有死区存在;各类泵RTD特征均由其机械结构和运转方式决定;各类泵的返混均受流量影响,其返混程度随流量的减小而增大,叶片式泵较容积式泵更明显;各类泵的平均停留时间均与流量成反比,并与空时吻合较好;各类泵中,轴流泵返混最小,其他4种泵均存在一定死区,流型介于平推流和全混流之间。

一种新型膨胀床分布器的设计和优化40-44

摘要：膨胀床分布器是影响膨胀床分离性能的重要因素。应用计算流体力学（CFD）软件对一种新型径向流分布器结构与床层主体流动进行了三维模拟计算,研究了膨胀床分布器的循环比、喷头开孔方式和分布盘的锥角对膨胀床层内流场均布的影响。结果表明：在0到2的范围内循环比的逐步增大可以改善床层底部流体流速的分布情况,过大的循环比不利于床层的稳定操作;标准8孔分布器的流体均布效果最好,孔径增大和开孔数加倍模型均不利于流体的径向均布;分布盘锥角越大,分布器的流体径向分布效果越好,综合考虑能量损失和均布效果,最佳分布盘锥角为10°。

液体分布器布液孔减阻脱附性能分析45-49

摘要：为了改善液体分布器布液孔的减阻脱附特性,文章建立了孔板式液体分布器的参数化模型,利用有限元软件的优化模块对布液孔进行优化,得到具有减阻脱附特性的布液孔结构。然后采用三维数字化建模软件建立新型液体分布器的三维模型,并模拟分析2种布液孔结构对壁面剪应力、速度、摩擦阻力系数和边界层分布的影响,由结果可知：与通孔型布液孔相比,圆锥形布液孔能够降低壁面剪应力、壁面速度以及摩擦系数,对壁面边界层进行有效控制。最后通过实验对模拟结果进行验证,模拟结果与实验结果能够较好地吻合,说明数值模拟能够有效地预测布液孔的减阻脱附特性。

化学工程杂志反应工程

磷矿石化学浸提脱镁过程研究50-54

摘要：以磷硫混酸化学浸提选择性脱除磷矿石中镁杂质过程为对象,研究脱镁过程中磷矿石的磷、镁、钙、铁、铝、钾、钠等元素含量及其微观物理结构变化规律,为磷矿石脱镁预处理提供基础数据。设计了正交实验并得到优化工艺条件：反应温度40℃,搅拌速率300 r/min,液固比5∶1 cm^3/g,p H值2—3,反应时间30 min。采用扫描电镜（SEM）、化学分析、低温N2吸附（BET）等方法对脱镁过程中产物进行了表征与分析。研究表明：脱镁过程中化学反应导致磷矿石变得疏松多孔;主要组成脱除率随反应时间变化各异,Mg O脱除率高且含量持续下降,P2O5和Ca O含量基本不变,Fe2O3,Na2O和K2O脱除率低,Al2O3脱除率逐步提高;随着反应时间增长,磷矿石的比表面积与孔容均增大,而粒径分布无明显变化规律。

复合助剂活化粉煤灰对镓酸浸效果的研究55-57

摘要：粉煤灰中的莫来石是从粉煤灰中提取铝镓的主要来源,是一种反应活性很低的物质,直接浸取法得到的铝镓的含量很低。为了从高铝粉煤灰中浸取较高含量的镓,以碳酸钠和氯化钠为助剂煅烧活化粉煤灰,采用酸浸法对活化后的粉煤灰进行处理,得到含镓的浸取液。研究了氯化钠质量分数、煅烧温度和煅烧时间对镓浸出效果的影响。采用X射线衍射（XRD）表征了加入氯化钠前后粉煤灰活化产物的物相组成,用ICP测定浸取液中镓的质量分数。实验结果表明：温度为800℃,煅烧时间为120 min,氯化钠质量为粉煤灰碳酸钠质量的8%时,浸取出的镓的质量分数为56.10 g/t,说明此时粉煤灰的活化效果较好。

化学工程杂志煤化工

煤炭地下气化模拟残焦中污染物的浸出58-63

摘要：以水蒸气为气化剂,采用自制的煤炭地下气化模拟实验装置模拟煤炭地下气化过程。用不同温度的地下水浸泡收集到的气化半焦,对浸泡液中的有机和无机污染物进行分析。以研究粒度为5—10 mm的大颗粒褐煤、烟煤和无烟煤气化残焦在地下水中的溶出情况。结果表明：随着浸泡温度的升高,气化残焦浸泡液中TOC和酚类化合物均减小。随着浸泡时间的延长,浸泡液中氨氮和酚类化合物质量浓度均先增加后基本不变;TOC和大部分微量元素则随浸泡时间的延长不断增大。TOC和氨氮质量浓度与煤种的关系为褐煤〉烟煤〉无烟煤。

褐煤与石莼低温共热解产物特性研究64-68

摘要：将内蒙褐煤与石莼的混合物在自行设计的低温干馏装置进行低温共热解实验,并探究石莼的添加量对各热解产物的产率、组成及品质的影响。研究结果表明：当石莼的添加量（质量分数）为40%时,焦油产率达到最大值8.35%,相比于褐煤与石莼的理论加权值提高了26.70%。GC-MS检测结果表明共热解焦油中直链脂肪族化合物和酯类化合物含量明显高于褐煤单独热解焦油中相应组分的含量;FTIR检测表明石莼的添加使焦油中的芳香族化合物有向脂肪族化合物转变的趋势,可使煤焦油达到一定程度的轻质化;SEM检测表明石莼的添加使共热解半焦孔隙变多、表面变粗糙,这有利于提高半焦反应活性及扩大半焦的用途。

化学工程杂志过程模拟

丙烯酸分离装置的流程模拟与优化69-74

摘要：运用Aspen Plus软件,对某公司8万t/a丙烯酸分离装置进行了流程模拟,模拟结果与实际值吻合良好。在此基础上,分别对急冷塔、脱轻组分塔、醋酸塔和丙烯酸提纯塔的工艺参数进行了模拟优化,确定了优化后的工艺参数：急冷塔液气比为0.103,脱轻组分塔甲苯回流量为2.8×10^4kg/h,醋酸塔塔顶采出率为0.778,丙烯酸提纯塔回流比为1.20。此外,还对脱轻组分塔的流程进行了优化,将塔顶水相部分循环用作急冷塔吸收剂,节约了36%的新鲜用水量。通过工艺参数和流程优化,不仅丙烯酸产品质量分数达到99.96%,而且使脱轻组分塔、醋酸塔和丙烯酸提纯塔的总能耗降低9.81%。

化学工程杂志化工工艺

低温甲醇洗中压闪蒸系统的节能研究75-78

摘要：为了提高低温甲醇洗中压闪蒸系统的运行效率,采用一台小的氨冷器和甲醇循环泵,对传统的低温甲醇洗的中压闪蒸系统进行了优化,考察了不同的中压闪蒸系统的操作压力,对中压闪蒸气中CO2的摩尔分数,以及长期消耗指标,即中压闪蒸气压缩机和水冷器的负荷的影响。研究结果表明：采用小股的低温甲醇循环后,相对于传统工艺,优化后的中压闪蒸系统的气体压缩机及与其所对应水冷器节能分别为56.48%和73.41%。同时,由于中压闪蒸气压缩机和对应水冷器的负荷降低了一半以上,与其相应的固定设备投资也会因此降下来。所以,优化工艺可以在不增加传统低温甲醇洗单元的整体能量消耗和低的设备投资的前提下,降低中压闪蒸系统的能耗。