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化学工程 2016年第08期杂志 文档列表

化学工程杂志生物化工

固体酸法合成1,6-己二醇二丙烯酸酯的工艺研究1-5

摘要：文章研究开展了固体酸催化剂对1,6-己二醇二丙烯酸酯的合成工艺过程研究,在1,6-己二醇二丙烯酸酯的合成工艺研究中,以自制的XDP催化剂和SO2-4/Ti O2/γ-Al2O3复配型剂型为催化剂,以1,6-己二醇的转化率为评价指标,利用单因素实验,对1,6-己二醇转化率和1,6-己二醇二丙烯酸酯选择性进行分析。利用Box-Behnken响应面法对1,6-己二醇的转化率进行优化,得出最佳的合成工艺条件：酸醇摩尔比3.6∶1,催化剂加入量12.4%,反应时间4.7 h,反应温度133.2℃,在此条件下进行5次平行实验,得到1,6-己二醇转化率为97.8%。

化学工程杂志环境化工

Mn-Co-Fe/TiO2催化剂的制备及其低温脱硝性能的研究6-10

摘要：采用共沉淀法制备了Mn-Co-Fe/TiO2低温SCR催化剂,考察了锰前驱体种类、负载量、活性组分配比、焙烧温度等因素对催化剂低温脱硝性能的影响,并探讨了H2O,SO2对Mn-Co-Fe/TiO2活性的影响,通过XRD、BET等手段对催化剂进行表征。结果表明：以硝酸锰为锰的前驱体、负载量（质量分数）为20%,n（Mn）∶n（Co）∶n（Fe）=4∶1∶0.7,焙烧温度为500℃的条件下,NO转化率达到97%以上。Mn-Co-Fe/TiO2催化剂具有较大的比表面积,载体以锐钛型TiO2晶型存在,活性组分保持无定形的结构,表现出良好的低温脱硝活性。Mn-Co-Fe/TiO2在反应温度为160℃时,H2O的存在对催化剂的脱硝活性几乎没有影响;通入H2O、SO2后的120 min内,活性仅下降4%;单独通入SO2后,催化剂中毒程度较深。该催化剂有望应用于基本不含SO2的烟气低温脱硝以及不含SO2的硝酸尾气等NOX工业废气的低温净化。

化学工程杂志材料科学

以KIT-6为模板制备有序介孔氧化铈催化剂11-14

摘要：为了制备介孔氧化铈,并研究其对CO的催化氧化活性,本文以介孔氧化硅（KIT-6）为模板,采用硬模板法制备了有序介孔氧化铈。利用X-射线衍射、透射电镜、氮气吸脱附、傅里叶红外光谱、拉曼光谱和X-射线荧光光谱等技术对介孔氧化铈催化剂的结构进行了表征,并考察了该催化剂催化氧化CO的性能。实验结果表明：所制备的催化剂为萤石结构的有序介孔氧化铈,平均孔径约为3.4 nm,比表面积高达123.9 m^2/g,平均晶粒尺寸为8.2 nm,表面存在质量分数3.3%的氧化硅。介孔氧化铈对CO的催化氧化实验表明,CO转化率达到50%时的温度即t50为284℃,明显优于沉淀法制备的普通氧化铈的催化性能（t50为320℃）。

化学工程杂志传质过程及设备

剥离液精馏工艺的模拟计算与优化设计15-19

摘要：采用废剥离液为原料,选择NRTL热力学方法,根据设计指标确定了工艺流程：先蒸发脱除重组分,再进脱轻塔脱除轻组分,最后在成品塔中完成精制。选择两塔的理论板数作为操作变量,应用均匀设计试验原理确定了7组试验条件,又通过流程模拟软件对所建立的模型进行了计算。选择1st Opt软件数据处理系统进行多项式逐步回归分析得到操作变量与投资成本、运行成本和项目总成本之间的数学模型关系,同时利用遗传算法进行了优化,并得到项目总成本最低时的模型参数为：脱轻塔理论塔板数X1=6,成品塔理论板数X2=10。根据优化结果,进行了蒸发器和精馏塔的水力学计算与优化设计,设计出满足要求的剥离液精馏工艺成套装置,并在实际开车过程中,产品的水分含量为0.08%（质量分数）,且产品收率达到93.3%,均高于设计指标。

黄原酸酯改性碳纳米管及对铅离子吸附性能研究20-24

摘要：采用共价键改性对碳纳米管（CNT）进行氧化使之形成分散性较好的氧化碳纳米管（OCNT）,然后在氧化碳纳米管上引入黄原酸酯基团,提高吸附能力。通过氧化碳纳米管与不同比例的二硫化碳（CS2）反应获得的改性碳纳米管（COCNT）对金属铅离子（Pb^2＋）的吸附研究,得出COCNT-0.2吸附剂对Pb^2＋有很强的吸附能力,最大吸附量为357.14 mg/g。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附曲线。

化学工程杂志传热过程及设备

换热器管束附加质量系数的影响因素25-30

摘要：计算换热器管束流体诱发振动时,管子质量是个重要参数。相关标准已给出被刚性管包围的中心弹性管的附加质量系数曲线,以计算管束在流体中的附加质量。该曲线仅考虑了排布方式和节径比2个因素。文中利用ANSYS CFX建立了不同排布和节径比下管束的有限元模型,计算了被刚性管包围的中心弹性管的附加质量系数。将计算结果与实验结果进行对比,验证了模型的可靠性。对中心管附加质量系数的影响因素进行了研究,得到中心管周围刚性管数量、中心管振动方向、中心管在空气中的固有频率、流体黏度等对中心管附加质量系数几乎没有影响。然而,如果所有管束皆为弹性,中心管附加质量系数会出现多个值,且最大值比被刚性管包围情况下的值要大,这是标准中未考虑到的。

化学工程杂志化工热力学

基团贡献法推算表面张力和表面层厚度的研究31-36

摘要：考查了现有的纯组分摩尔面积计算方法对醇水溶液表面张力预测精度的影响,并利用Suarez等提出的方法,重新拟合了5种醇类（甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、2-丁醇）的摩尔面积,在此基础上利用基团贡献法计算了二元体系醇水溶液的表面张力,绝对平均偏差在6%以内,尤其对于甲醇和乙醇水溶液能控制在2%以内。另外,利用二元溶液相对吉布斯吸附以及表面层厚度的估算模型分析了醇水溶液相对吉布斯吸附及相表面层厚度的变化规律：醇水溶液的相对吉布斯吸附随醇浓度增加（除甲醇外）、温度升高以及碳链增长而降低;表面层厚度随醇碳原子数的增加而降低,随温度的升高而增加。

化学工程杂志化工流体力学

非牛顿流体中双喷嘴连续气泡的生成与聚并37-41

摘要：采用VOF-CSF法模拟研究了幂律型非牛顿流体中双喷嘴气泡的生成及聚并行为,得到稳定状态下3种不同的气泡流型：1两喷嘴处的气泡在生成过程中发生聚并;2两喷嘴处的气泡交替生成并发生在线聚并;3两喷嘴处的气泡几乎同时生成,在上升过程中由相互吸引变为相互排斥,无聚并现象发生。第1、2种流型中,先前生成气泡的尾流会对正在生成的气泡产生显著影响,使气泡倾向液体流动的方向生成;第3种流型中,气泡间因涡流重叠面积的不同和液相惯性力作用,在上升过程中由开始的相互吸引逐渐变为相互排斥。

化学工程杂志反应工程

甲烷化反应工艺流程和反应器模拟42-47

摘要：通过分析绝热反应曲线和反应过程CO转化率曲线,设计可行的多级绝热固定床甲烷化工艺流程,得到了一个第一甲烷化反应器循环比为3.0,反应器个数为3的甲烷化反应系统。建立绝热固定床反应器的一维拟均相数学模型,在工业操作条件下,分析了该流程中3个甲烷化反应器内的温度和摩尔分数分布规律。在合成气的进料速度800 kmol/h,进料温度553 K,操作压力为3.0 MPa,氢碳物质的量比约为3.0,循环比为3.0的条件下,模拟结果表明：物料在3个反应器出口的温度分别为879,725,611 K;甲烷干基摩尔分数分别为53.48%,79.24%和95.49%;CO在3个反应器出口的转化率分别为82.18%,99.41%和100%。第3反应器出口CH4干基摩尔分数为95.49%,满足了工业生产要求。

磷石膏与硫化氢气体反应制硫化钙的实验研究48-52

摘要：对磷石膏在硫化氢气氛中还原分解制取硫化钙的过程进行了研究,经过热分析实验对磷石膏在硫化氢气氛中反应的机理进行研究,管式炉实验探讨了反应温度、反应时间和不同添加剂对磷石膏分解率及硫化钙产率的影响。结果表明：磷石膏在反应温度为950℃、反应时间为45 min,且添加Ca Cl_2或者Fe_2O_3的情况下磷石膏分解率能达到95%以上,分解渣中80%以上是硫化钙,Mg O对硫化氢气氛下磷石膏的分解率和硫化钙的产率影响较小。

Pd/AC催化1,4-二氯苯加氢脱氯研究53-57

摘要：以活性炭（AC）为载体,采用浸渍法制备Pd/AC催化剂,并利用XRD,BET,SEM,TEM等表征手段对AC和Pd/AC进行表征,结果表明,活性组分Pd在活性炭上分散均匀。研究了Pd/AC为催化剂,常压下对1,4-二氯苯（1,4-DCB）进行催化加氢脱氯。在以甲醇为溶剂,2 m L,12.5 g/L 1,4-二氯苯-甲醇溶液为反应原料,Pd/AC催化剂用量为100 mg,反应温度35℃,反应时间为4 h和常压氢气条件下,1,4-DCB的去除率达到100%,苯收率为100%。Pd/AC催化剂套用5次后活性下降,主要原因为有机物沉积和活性组分Pd团聚。

化学工程杂志煤化工

中压操作在甲醇制烃领域的应用可行性探讨58-63

摘要：随着国内煤化工的迅猛发展,甲醇制烃（MTH）领域也得到了快速发展。当前该领域工业装置均采用较低压力操作,造成部分管道及设备尺寸较大,在装置大规模化趋势下,如何有效降低装置投资及运行成本是甲醇制烃领域需要解决的问题。文中以某10万t/a、50万t/a产能的固定床MTG装置为例,从反应过程、管道及设备尺寸、节能及投资成本四方面对比分析,深入探讨了中压操作的可行性。结果表明：中压操作在显著降低设备尺寸及减少设备数量的同时,还有效地降低了能耗,具备良好的经济性。研究结论为未来大规模甲醇制烃装置的设计及建设提供了参考依据。

化学工程杂志医药工程

海藻酸钙/壳聚糖载药微球的温度响应释药行为研究64-68

摘要：肿瘤治疗中,热疗是一种能够促进化疗疗效的有效手段,文中以负载盐酸阿霉素的海藻酸盐/壳聚糖（AC）微球为研究对象,研究模拟热疗温度影响下的药物释放行为,并对载药微球的肿瘤细胞杀伤效应进行综合评价。结果表明：当环境温度在10 min内自30℃升温至50℃时,药物释放率可增加10%,在此温度范围内重复加热具有药物控制释放的on-off效应,释药机理符合Hixcon-Crowell,Niebergull溶蚀模型。MTT研究表明,载药微球对细胞杀伤效应随着药物剂量的增大而增强。因此,利用微球结构对热场温度变化的on-off效应,可实现环境温度调控下的药物释放及肿瘤细胞的杀伤作用,为热化疗结合治疗肿瘤提供了实验基础。

化学工程杂志过程模拟

基于鲁棒模型优化的工艺设计与控制系统集成69-73

摘要：采用一种基于鲁棒模型优化方法求解工艺设计与控制集成问题,其核心思想是采用参数不确定状态空间模型描述闭环系统的非线性行为,基于该模型以及二次李雅普诺夫函数可估计系统在外部扰动作用下过程变量变化的最大边界,同时也可测试系统的鲁棒稳定性。该方法避免了求解集成优化问题常用的动态优化方法,可将其转化成一个非线性规划问题。该方法应用于CSTR反应过程的集成优化设计中,结果表明在存在外部扰动时,不仅可以保证过程的经济性能和动态性能,也可保证系统的鲁棒稳定性。

SuperClaus工艺流程模拟计算与分析74-78

摘要：SuperClaus硫磺回收工艺属于“超比例”[即摩尔比n（H2S）/n（SO2）〉2]操作模式,过程气在富H2S条件下进行反应。文中介绍了Super Claus硫磺回收工艺流程和特点,并通过模拟对装置参数和过程气进行了计算分析,模拟计算的总硫回收率与实际运行数据较吻合,相对误差仅0.090 5%,说明软件模拟数据对实际操作具有很好的指导意义。最后文中扩展模拟了Euro Claus,其总硫回收率可达到99.64%。