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1期
洪 都,高用祥,成有为,王丽军,李 希
大型气液同轴喷射分布器数学模拟
2019 Vol. 35 (1): 1-8
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大型浆态床的气液分布器设计需要同时考虑气体均布、气液传质和防止堵塞三个方面的要求,基于此提出了一种大孔径气液同轴喷射的分布器构型。首先通过单喷嘴冷模实验测量了全塔平均气含率和大、小气泡相含率,证明气液同轴喷射能够显著强化气液传质,减小气泡直径。随后对所设计的外径6.3 m的多环大型气液分布器内部的流动进行了三维瞬态模拟以探讨改进气体均布的措施,模拟发现,对于多环分布管结构,采用管径随环径增大的变直径分布器代替常用的等直径分布器能够明显改善气体分布的均匀性。最后对该分布器在不同载荷下的气体均布指标进行了计算机模拟,结果表明在?40%的负荷变化范围内,分布器的气体均布性能仍然比较稳定,能够满足工业应用的要求。
车 豪,张亚新,张 峰
循环流化床合成气甲烷化过程模拟及影响因素分析
2019 Vol. 35 (1): 9-17
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以甲烷化循环流化床反应器为研究对象,采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法,耦合了甲烷化反应动力学模型,实现了甲烷化在循环流化床中的反应过程。将模拟结果同文献中的实验数据进行了对比验证,获得了反应器的内部流场、温度场以及组分浓度分布。数值模拟研究了不同操作条件对甲烷化特性的影响规律。结果表明:催化剂颗粒在反应器内的流化行为对反应影响显著,反应器提升管固体密相区是反应进行的主要区域;通过提高反应压力和H2/CO(物质的量之比),降低空速,可以提高CO转化率和CH4收率。
徐丹丹1,2,王振东2,刘 闯2,罗 翼2,杨为民1,2
ATS结构分子筛SCM-23的合成
2019 Vol. 35 (1): 18-24
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以4-吡咯烷基吡啶为有机结构导向剂(OSDA),首次合成了骨架含Al的ATS结构分子筛,并命名为SCM-23(Sinopec Composite Material-23)。考察了有机结构导向剂用量、SiO2/Al2O3(物质的量之比)、H2O/SiO2(物质的量之比)、Ge含量及晶化温度对SCM-23分子筛晶化的影响。并采用X-射线衍射(XRD)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)、扫描电子显微镜(SEM)和固体核磁共振(NMR)等手段对晶化产物进行了表征。得出适合SCM-23分子筛晶化的凝胶组成为1 SiO2:(1/40~1/20) GeO2:(1/60~1/30) Al2O3:0.6 OSDA:0.6 HF:(15~20) H2O。Al以四配位形式进入骨架,所得分子筛具有较强的酸性、良好的热稳定性及水热稳定性。
肖 可1,宋黎娜1,2,程党国1,2,陈丰秋1,2,詹晓力1,2
钛硅分子筛负载的Na-W-Mn催化剂上甲烷氧化偶联反应
2019 Vol. 35 (1): 25-32
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以Na-W-Mn为活性组分,探究了Ti-SBA-15,TS-1,Ti-MWW和SiO2 4种载体负载的催化剂在不同反应温度下的甲烷氧化偶联反应性能,采用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、H2程序升温还原(H2-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等表征方法对催化剂进行了分析。结果表明,Na2WO4和Mn2O3活性相对反应至关重要。Ti的掺杂能有效提高W在较低温度下活化甲烷的速率,并促进催化剂的活性组分向表面迁移。Ti-SBA-15分子筛也提高了催化剂表面活性组分和活性氧物种的浓度。多种作用协同使Ti-SBA-15分子筛负载的催化剂在较低温度下的催化活性远高于其他3种催化剂,在720 ℃下CH4转化率为22%,C2选择性为63%。
张永泽1,胡晓荣2,张 岩2,王高峰1,王廷海3,高海波1,姚文君1,向永生1,李景锋1
大孔氧化铝对FCC汽油加氢脱硫催化剂性能的影响
2019 Vol. 35 (1): 33-38
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为改善催化裂化(FCC)汽油选择性加氢脱硫催化剂的性能,采用羧甲基纤维素扩孔的方法制备出含大孔结构的氧化铝载体并制备成CoMoS催化剂,采用氮气吸附脱附、压汞法和程序升温脱附(NH3-TPD)方法对扩孔前后的载体的孔结构和表面酸性进行表征。结果表明,经过扩孔后的氧化铝载体在约150 nm出现大孔结构,而氧化铝载体的本体孔结构和表面酸性基本没有发生变化。采用真实FCC汽油对所制备的催化剂进行反应性能评价,与未扩孔的氧化铝载体相比,采用大孔结构的氧化铝载体制备的催化剂脱硫选择性得到大幅提高。在国内某1.2×106 t/a的汽油加氢装置上的工业应用结果表明,在脱硫率为90%的条件下,辛烷值损失0.6个单位。
江瑞晶,袁俊秀
端氨基聚醚合成工艺设计及参数优化
2019 Vol. 35 (1): 39-44
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研究设计了由聚丙二醇催化胺化加氢制备端氨基聚醚的合成工艺,考察了氢气流量、反应温度、原料体积空速、原料比和反应压力对反应的影响。结果表明,在反应温度205 ℃,氢气流速14.5 L/h,聚丙二醇和液氨物质的量之比1:14,体积空速1.25 h-1,反应压力6 MPa,催化剂为镍系催化剂,装填量为10 mL的条件下,聚丙二醇的转化率为99.38%,端氨基聚醚总胺值为8.20 mmol/g,伯胺纯度为97.84%。固化性能测试结果表明,产品质量及固化性能均与国外同类产品相当,能够完全替代国外样品。
李和平,张 俊,龚 俊,柴建啟,武晋雄,耿 恺
交联AA/AM-g-黄原酸酯化氰乙基木薯淀粉的合成与表征
2019 Vol. 35 (1): 45-54
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为开发新型复合淀粉衍生物及其在精细化工、医药、重金属絮凝剂和功能材料等方面的应用,以木薯淀粉(CS)为起始原料,丙烯腈(AN)为醚化剂,在催化剂NaOH和无水Na2SO4作用下合成氰乙基木薯淀粉(CECS);再以CS2为酯化剂,硫酸镁为稳定剂,催化合成黄原酸酯化氰乙基木薯淀粉(XCECS);然后以(NH4)2S2O8/NaHSO3为引发剂,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为混合接枝单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为内交联剂,经接枝、交联改性合成交联AA/AM-g-黄原酸酯化氰乙基木薯淀粉(AA/AM-XCECS)。考察了反应条件对醚化取代度(DS)、含硫量、接枝率(G)和接枝效率(GE)的影响,同时采用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)和元素分析对目标产物的结构进行了表征。结果表明:在AN(体积,mL)与CS(质量,g)比为2.0:4.0,催化剂和CS的质量比为0.063,温度50 ℃下反应5.0 h时,CECS的DS为0.110;当CS2(体积,mL)与CECS(质量,g)比为2.0:4.0,NaOH与CECS的质量比为0.025,硫酸镁溶液的质量分数为5.5%,温度30 ℃下反应2.5 h时,XCECS的含硫量为5.76%;当XCECS与单体的质量比在1.0:0.8, XCECS和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺质量比在1.00:0.01,引发剂浓度8%,温度50 ℃下反应时间2.5 h时,接枝共聚物AA/AM-XCECS的接枝率达70.01%,接枝效率可达89.97%。
汤灵娇1,詹 晓1,杨立荣1,钱明心2,吴坚平1
动态动力学拆分高效制备(R)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-羧酸
2019 Vol. 35 (1): 55-63
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利用固定化的南极假丝酵母脂肪酶B(CAL-B)实现外消旋底物1,2,3,4-四氢异喹啉-1-羧酸酯[(±)-1]的动态动力学拆分高效制备(R)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-羧酸[(R)-1-TIC]。考察了不同来源CAL-B制剂的催化效果,以及关键反应条件对底物稳定性和酶催化速率的双重影响。结果表明:商品化脂肪酶制剂QLlip-9提供了最佳的催化效果;反应温度提高至30 ℃、醋酸铵缓冲液的初始pH值提高至8.0时,虽然底物稳定性略微下降,但完全转化所需时间大幅缩短,整体催化效率明显提高;pH值恒定控制策略则加快了反应后期无效底物的消旋化速率,从而进一步提高催化效率。当(±)-1浓度为20 g/L时,QLlip-9浓度降至10 g/L基本不影响催化效果,最佳酶/底物比率(酶与底物的质量比)达到1:2。在上述优化条件下,反应时间缩短至6 h,转化率不低于99%,产物的对映体过量值(enantiomeric excess of product, e.e.p)为96%,生产速率达到0.24 g/(h·g酶),为目前文献报道最高水平的8倍。在此基础上,实现了8批次的重复利用,并在300 mL,1 000 mL和20 L体系中实现了逐级规模放大,最终通过浓缩结晶法提取获得e.e.p≥99%的(R)-1-TIC晶体(分离收率不低于80%)。以上研究不仅大幅提高了该反应的整体催化效率,并且降低了酶的使用量。
陈 方1,李 佳1,奚桢浩1,2,许志美1,赵 玲1,2
天然棉籽油臭氧化反应机理及过程研究
2019 Vol. 35 (1): 64-72
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为了研究天然棉籽油在不同溶剂中的臭氧化反应历程,合成高过氧化值的臭氧化油,以棉籽油为原料,通过臭氧氧化制备了一系列臭氧化油,利用红外光谱(IR)、核磁氢谱(1H-NMR),异核碳氢相关谱(HMQC)和长程异核碳氢相关谱(HMBC)解析了棉籽油中双键臭氧化的反应历程和产物结构,并优化了乙酸乙酯溶剂体系的臭氧化过程的工艺条件。结果表明:乙酸乙酯溶剂中,羰基氧化物与醛反应,主要产物为臭氧化物;而甲醇溶剂中,羰基氧化物易与过量醇发生反应,主要产物为过氧羟基和甲氧基的双官能团产物;在棉籽油的加入量为25 g,进口臭氧浓度80 mg/L,进口流量3 L/min,乙酸乙酯添加量50 g, 反应时间2 h下,棉籽油双键转化率可达99%,产物过氧化值为1 990.73 mmol/kg,所获得的臭氧化棉籽油热稳定性好。
杨学萍
分子筛膜在石油化工领域应用的研究进展
2019 Vol. 35 (1): 73-86
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分子筛膜因其独特的吸附性能、规整孔道及择形性和优异的酸催化活性,在石油化工领域有着广阔的应用前景。简述了分子筛膜的结构与合成方法,指出未来研究的方向是降低合成成本、以及通过新型合成方法制备具有高渗透性能的分子筛膜材料。介绍了分子筛膜及膜反应器在石油化工原料与产品分离提纯(包括天然气中CO2及水蒸气分离、H2净化和醇类脱水)以及催化反应(包括酯化与酯交换反应、合成醚反应、CO2加氢制甲醇、脱氢反应和合成对二甲苯等)中应用的研究进展。目前分子筛膜已在醇类脱水领域实现20多年的工业应用,具有高渗透性、高择形性、化学稳定性和水热稳定性的分子筛膜反应器在接近工业条件下的H2分离及催化反应等过程中也表现出良好的实验结果。未来需进一步研究分子筛膜合成机理,加快工业规模膜组件制备技术的开发,以更好地推动石油化工高效可持续性发展。
董国亮,柳宏伟,孔爱平,黄 虎
华亭20万吨/年聚丙烯工艺分析与技术改造
2019 Vol. 35 (1): 87-96
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为保证华亭聚丙烯装置投产后稳定运行,以及为本项目今后技术改造和其他新建项目工艺设计提供参考,对20 万吨/年聚丙烯装置各单元工艺技术进行了分析,阐述了各单元在设计方面的工艺技术特点,对工艺设计存在不足的单元提出了优化改造方案,部分优化已完成施工。催化剂单元建议优化设计白油制备催化剂系统,由于白油配置催化剂进料浓度稳定,聚合反应器运行更平稳;聚合单元循环气压缩机主密封气建议优化设计为纯丙烯气,丙烯气中未夹带聚丙烯(PP)粉末,可避免干气密封的损坏;粉料脱气单元已为反应器出料管线优化设计疏通管线的操作平台和吹扫氮气,且管线全部采用法兰连接,若堵塞可立即进行疏通;挤压机单元造粒水箱已优化设计造粒水循环过滤装置,可过滤掉造粒水中夹带的PP粉末。根据同类型企业运行情况,白油制备催化剂和循环气压缩机主密封气的优化设计效果显著,其他优化设计也将进一步保证华亭20 万吨/年聚丙烯装置长周期稳定运行。
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