期刊信息
主  编:谢在库
执行主编:
杨为民 阳永荣
副  主 编:
吴德荣 周兴贵
     胡晓萍(常务)
  期刊介绍
  《化学反应工程与工艺》是由浙江大学联合化学反应工程研究所和上海石油化工研究院共同主办,中国石油化工集团公司经济技术研究院主管的科学技术类刊物。其宗旨是反映我国化学反应工程和有关工艺方面的科技成果,促进国内外的学术交流,并为我国社会主义现代化的建设服务。
  《化学反应工程与工艺》以刊登化学反应工程领域内的科学研究论文、工程和工艺相结合的应用性论文为主,并辟有“专论”“工业应用”“技术论坛”“研究简报”“专题讲座”等专栏。主要内容包括:化学反应动力学、催化剂及催化反应工程、反应工程技术及其分析、反应装置中的传递过程、流态化及多相流反应工程、聚合反应工程、生化反应工程、反应过程和反应器的数学模型及仿真、工业反应装置结构特性的研究、反应器放大和过程开发以及特约论述等。
  《化学反应工程与工艺》创刊于1985年4月。由于主办单位、主管单位领导的支持和帮助,编委会和编辑部全体同仁的共同努力,本刊一直是全国化学工业类核心期刊之一,被中国科学引文数据库列为来源期刊及统计刊,是国务院学位办和国家教委研究生工作办《学位与研究生教育中文重要期刊目录》第一批入选的300多种刊物之一。
  期刊刊号:ISSN 1001-7631 CN 33-1087/TQ CODEN HFGGEU
  通讯地址:浙江省杭州市浙江大学化工系化学反应工程与工艺编辑部
  邮政编码:310027
  电  话:0571-87952503
  E-mail: cret1985@zju.edu.cn
  编辑部公告
[2017-11-30]  
[2013-03-25]  
  2019年, 第3期
陈 璐,马传奇,程党国,陈丰秋,詹晓力
喉管式等离子体裂解煤反应器的气固流动与混合行为模拟
2019 Vol. 35 (3): 193-199
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等离子体裂解煤的反应器结构影响气固混合效果。运用计算流体力学(CFD)的FLUENT软件对喉管式反应器内等离子体射流和煤粉的气固流动和混合行为进行了初步的数值模拟,对颗粒在反应器内的加速历程进行了描述,并与传统的直管式反应器进行了比较。结果发现喉管式反应器可以分为混合段和反应段两部分,它特殊的结构设计能够增加煤粉颗粒的入射深度,延长颗粒与气流的作用时间,增大气固两相的接触面积。结合小试结果证明了模拟结果的可靠性。最后讨论了反应段尺寸对流场的影响,表明较小的渐扩比可以减小回流区的范围,选择合适的管径与管长可以获得煤粉与射流的最佳接触时间。
何媛媛,张亚新
基于CFD-DEM的异形催化剂径向床反应器数值模拟
2019 Vol. 35 (3): 200-208
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为研究催化剂颗粒形状对床层流场均匀度的影响,应用计算流体力学-离散元耦合方法(CFD-DEM)对异形催化剂颗粒随机堆积径向床反应器内的流场进行数值模拟,分别建立柱形、小孔环柱形、大孔环柱形、3孔柱形以及5孔柱形颗粒床层模型,分析反应器床层孔隙率、速度场和压力场的变化。结果表明,不同形状颗粒床层的流场均匀度从高到低的顺序为柱形、3孔柱形、5孔柱形、大孔环柱形和小孔环柱形,柱形颗粒床层主流道径向压差最高,床层孔隙率最低,床层径向速度及压降沿轴向变化最小,流体分布最均匀。
顾泽堃1,陈启东2,张 斌2
敏感参数对喷雾闪蒸特性的影响
2019 Vol. 35 (3): 209-217
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研究敏感参数对喷雾闪蒸的影响,优化实验参数,提高闪蒸效率。基于DPM离散模型、液滴破碎模型及液滴与气体之间的传热传质模型,对闪蒸室内液滴雾化闪蒸进行仿真模拟,分析不同参数对不平衡分数(NEF)、不平衡温差(NETD)和闪蒸效率等的影响。结果表明,随着液滴初始温度增加,液滴的NEF和NETD均减小,闪蒸效率则相反。液滴的NEF和NETD随着闪蒸环境压力提升而先减小后增大,闪蒸效率随着闪蒸压力的提升则不断下降。液滴的NEF和NETD随着喷嘴孔径的增大而增大,闪蒸效率则相反。液体初始温度为150 ℃,闪蒸环境压力为60 kPa,喷嘴直径为3 mm为最优参数。
卢 杨1,2,王 晶1,史忠祥1,戴丽静1,孙子婷1,张洪铭1,陈军军3
异丙醇铝水解缩聚动力学
2019 Vol. 35 (3): 218-226
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利用水含量在线测定实验与计算机模拟相结合的方法研究了异丙醇铝水解-缩聚动力学。通过对不同异丙醇铝和水物质的量之比和不同温度下反应获得的水含量随时间变化曲线进行分析,采用非线性拟合方法分别求得异丙醇铝水解、脱水和脱醇缩聚的反应速率常数及活化能。利用实验结果及建立动力学模型,由龙格库塔法计算异丙醇铝的水解缩聚过程,并求得不同反应温度和初始反应物浓度比条件下各官能团浓度与反应终止时间的关系,进而获得反应终止时间与反应温度、初始反应物异丙醇铝浓度、异丙醇铝和水物质的量之比之间的关系方程,为制备低成本高纯氧化铝提供有价值的参考。
徐 泽,菲达瓦斯·阿迪力,陈新志,钱 超,周少东,阮建成
光引发剂D-1173关键中间体异丁酰苯的合成改进
2019 Vol. 35 (3): 227-233
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2-羟基异丁酰苯(D-1173)是一种典型的自由基型光引发剂,被广泛应用于紫外光固化体系中,而异丁酰苯则是制备D-1173的关键中间体。以苯甲腈和2-氯丙烷为原料,通过Grignard反应合成了异丁酰苯,并对该反应工艺进行了优化。优化后的工艺条件如下:异丙基氯化镁的合成条件为2-氯丙烷与镁物质的量之比为1.0:1.1,四氢呋喃为溶剂,反应温度为40 ℃,反应时间为2 h,碘为引发剂;异丁酰苯的合成条件为苯甲腈与异丙基氯化镁物质的量之比为1.0:1.1,反应温度为0 ℃,反应时间为2 h,溴化亚铜为催化剂,用量为1%(摩尔分数,以苯甲腈计)。相比于Friedel-Crafts酰基化工艺,本工艺避免了三氯化铝的使用,减少三废排放,对环境友好,具有较好的工业应用价值。
王子明1,赵美丽1,张 杨2
异丁烯基聚乙二醇醚与丙烯酸共聚物结构形成过程
2019 Vol. 35 (3): 234-241
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为了研究聚羧酸减水剂(PCE)在共聚合过程中分子结构的形成过程、各时间段内生成聚合物的酸醚比偏离设计酸醚比的规律与范围,以及不同引发体系对聚羧酸减水剂分子结构形成过程的影响,以异丁烯基聚乙二醇醚(MAPEG)与丙烯酸(AA)作为共聚单体,采用过硫酸铵(APS)和过氧化氢-抗坏血酸(H2O2-Vc)两种引发体系,按照双滴加工艺合成了聚羧酸减水剂。采用凝胶渗透色谱(GPC)和高效液相色谱(HPLC)测定反应体系中不同时间段内各单体和聚合物的含量,得到不同反应阶段生成聚合物的分子量及分散度、均方回转半径和单体组成(酸醚比)等参数,分析总结了APS和H2O2-Vc引发体系下PCE共聚合反应过程中聚合物形成过程的特点。研究发现,在过硫酸铵引发体系下,90 min时形成主链较长的聚合物,在过氧化氢-抗坏血酸引发体系下,60 min时形成主链较短的聚合物。并且在两种引发体系下,各时间段内生成聚合物的酸醚比都偏离初始设计值,反应初期(0~120 min)生成聚合物的酸醚比小于设计值,反应中期(120~240 min)生成聚合物的酸醚比高于设计值,在单体滴加结束时达到最大值,最大偏离值超过设计酸醚比的160%以上,反应后期(240~330 min)生成聚合物的酸醚比取决于引发体系和工艺控制。
高慧芝1,李 茜1,唐秋雨1,陈雅华1,奚桢浩1,2,赵 玲1,2
紫外光固化大豆油基丙烯酸树脂的制备与性能研究
2019 Vol. 35 (3): 242-250
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利用环氧大豆油(ESO)在碱性催化剂作用下的开环酯化反应,合成了不同官能度的系列环氧大豆油丙烯酸酯(AESO),进一步通过自由基光引发剂引发的紫外光固化反应制得了具有优良热稳定性和较强附着力的大豆油基树脂。采用红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(1H NMR)分析了AESO的分子结构,研究了酯化反应温度、反应物配比以及反应时间对AESO产率的影响。结果表明,当在110 ℃下,环氧基团与丙烯酸物质的量之比为1.00:0.95,反应4 h的产物官能度最高,达到2.90;通过AESO紫外光固化产物链段结构、热稳定性以及铅笔硬度的研究,制备了具有优良的力学性能和热稳定性的AESO基紫外光固化树脂,较优的光固化条件为:引发剂质量分数为3%,固化程序为20%光强预固化20 s,100%光强后固化10 s。
汪小华1, 王春美1, 丛中笑1, 吕徐亮1, 徐龙谭1, 段朝凤2
稀土元素铈对氧化锌形貌以及光催化性能的影响
2019 Vol. 35 (3): 251-257
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为了进一步了解稀土元素铈修饰的氧化锌光催化剂的形貌特征和掺杂机理,通过将醋酸锌和硝酸铈溶液加入氢氧化钠溶液的共沉淀法合成了不同铈掺杂量的氧化锌光催化材料。采用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDS)等技术,分析了催化剂的结构特征。结果表明,随着铈含量的增加,氧化锌形貌从一维棒状向二维纳米片结构转变;当铈的掺杂量达到2%(质量分数)时,氧化锌变成了尺寸均匀的圆盘状纳米粒子,并通过甲基橙的光催化降解实验证明2%铈掺杂的氧化锌纳米粒子具有更优越的光催化活性和稳定性。
吕建辉1,王晓莉2,曲 波3,李 菁1,陶文晶1,邓广金1,赵 胤1,于海波1
柠檬酸处理对一种Y型分子筛催化剂再生的影响
2019 Vol. 35 (3): 258-265
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以柠檬酸处理和焙烧相结合的方法,再生了一种工业失活Y型分子筛催化剂,用于苯和多乙苯的烷基转移催化反应。通过N2物理吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)、热重分析(TG)及NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等分析表征手段,研究了不同再生条件对失活Y分子筛的影响。结果表明,采用柠檬酸溶液对失活催化剂处理8 h,并在500 ℃焙烧4 h,再生催化剂的活性最好,催化乙苯收率大于30%,且在227 h的寿命评价中表现出良好的稳定性。
汤雁婷1,2,杨 洋1,袁世阳1,张笑娟1,马新起1,2,张锡兰1,2,郭泉辉1,2
无模板剂多级孔Ni-ZSM-5分子筛制备及其吸附噻吩性能
2019 Vol. 35 (3): 266-273
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采用无模板剂法制备了多级孔Ni-ZSM-5分子筛,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、N2吸附-脱附和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等方法表征分子筛晶体结构、形貌、孔结构参数及表面酸性。以噻吩为模型分子考察了分子筛吸附性能,并进行了吸附热力学和吸附动力学分析。结果表明,无模板剂多级孔Ni-ZSM-5分子筛的吸附量高于微孔ZSM-5分子筛和多级孔ZSM-5分子筛吸附量,吸附噻吩过程受到扩散及化学吸附两方面因素影响。在Ni-ZSM-5分子筛表面吸附是单分子层占主导地位的化学吸附,303 K时,最大吸附硫容为0.342 mmol/g;该吸附过程符合准n级动力学模型,级数为1.5。
黄龙俊1,鲍佳浩1,郭璐瑶1,金轩辰1,俞 杰1,ZHYLKO Viachaslau2
Ru/ZrO2催化环己酮还原胺化制备环己胺工艺
2019 Vol. 35 (3): 274-281
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通过浸渍法制备Ru/ZrO2催化剂,并考察了其在环己酮还原胺化制备环己胺反应中的活性。采用X射线衍射(XRD)和氨气程序升温脱附(NH3-TPD)等方法对催化剂进行了表征并测定了其粒径分布,分析了Ru负载量、还原温度、氢气压力以及反应时间等对催化剂活性的影响。结果表明,Ru颗粒在ZrO2表面呈高度分散状态。催化剂的粒径随着Ru负载量的增加而变大,粒径过大则不利于催化剂在反应体系中分散,从而影响反应物与催化剂间的接触。催化剂的表面酸性随着还原温度的升高而降低,较低和较高的还原温度都会使得环己胺的选择性降低。催化剂的较佳负载量为5%(质量分数),适宜的还原温度为150 ℃。优化的反应条件下(催化剂0.05 g,环己酮2.94 g,乙醇5 mL,氨水45 mL,氢气压力2 MPa,反应温度95 ℃,反应时间2.25 h),环己酮的转化率可达100%,环己胺的选择性可达90%,具有良好的工业应用前景。
蒋海岩1,2,张 红3,池建萍4,杜 坤1,2,袁士宝1,2,任宗孝1,2
加速原油低温氧化的实验研究
2019 Vol. 35 (3): 282-288
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注空气热力采油技术被广泛应用于油田生产中,为了更好地发挥高温氧化阶段的采油潜力,通常要求低温氧化阶段的反应速率和反应程度较高。选取过渡金属Fe的有机化合物二茂铁作催化剂进行低温注空气实验,通过改变二茂铁的添加量、温度、压力以及选取其他添加剂对催化效果进行对比。结果表明:二茂铁有降低氧化反应活化能的作用;二茂铁的添加量大约在加入催化剂水溶液质量的0.6%时效果最好;温度和压力与二茂铁对氧化反应起到协同作用,且一定温度和压力范围内,温度和压力越高氧化反应速率越快;过渡金属Cu,Fe和地沟油也能明显缩短低温氧化反应时间。
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