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6期
宋兆洋1,燕永利1,牛梦龙1,贺炳成2,吴春生2,豆龙龙2,于长龙2
低温煤焦油加氢脱氧工艺及动力学研究
2019 Vol. 35 (6): 481-491
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为了考察煤焦油加氢过程中含氧化合物的转化对产物性质的影响,采用Ni-Mo/γ-Al2O3为催化剂,在固定床反应器上进行了低温煤焦油馏分油(小于240 ℃)加氢脱氧(HDO)实验,考察了不同温度、压力和空速对加氢脱氧产物组成以及性质的影响。结果表明,在高温、高压和低空速条件下,加氢产物的氧、硫和氮含量均达到车用汽油标准,烷基苯和环烷烃含量增加,加氢产物的H和C原子比提高,但加氢产物的辛烷值(RON)和密度较低,无法直接用作车用汽油。在温度为380 ℃,压力为5 MPa和空速为0.5 h-1条件下进行的加氢反应,石脑油收率85%,同时生成3%的裂解气和12%的水。建立动力学模型来描述煤焦油加氢脱氧反应规律,加氢产物中含氧化合物含量的实验值与计算值吻合良好,反应规律一致。
吴春辉,成有为,王丽军,李 希
环己基苯过氧化反应机理与动力学研究
2019 Vol. 35 (6): 492-500
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在100~115 ℃的温度内,以一定含量的环己基苯过氧化氢为引发剂,在排除传质的条件下考察了引发剂浓度和温度对环己基苯液相过氧化的影响。结果发现环己基苯的转化率和环己基苯过氧化氢的选择性受温度影响较大,但是过多的引发剂对反应并不能起到促进加速作用。分析了环己基苯过氧化的自由基反应机理,构建出了相应的反应路径,建立了环己基苯液相过氧化反应的表观动力学模型。模型预测结果与实验数据吻合良好。动力学模型参数表明生成环己基苯过氧化氢的主反应过程是一个零级反应。研究结果有利于深化对环己基苯过氧化反应机理的认识,也可为工业反应器的设计和优化提供基础参数。
郭 婷,何 川,李海念,周 勇
声场对导向管喷流床环隙区流化质量的影响
2019 Vol. 35 (6): 501-508
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以平均粒径150 μm的空心微珠作为实验物料代替超细粉聚团,在以高速射流为喷动气的半圆柱形导向管喷流床中,分别利用光纤探针和压力传感器测量环隙区颗粒浓度信号、压力脉动信号,通过统计分析和功率谱分析考察了声场对环隙区流化质量的改善作用。结果表明:低频高强度的声场能有效破碎环隙区上部的气泡,减小气泡尺寸,增加气泡内颗粒浓度,使床层两相结构减弱,颗粒平均浓度增大,浓度波动减小。且声压级越大,作用效果越明显;而声波频率的影响则存在一个最佳值,本实验条件下为70 Hz,大于或小于该值,声波的作用效果都会减弱。同时声场能消除环隙区下部沟流,促进流化气均匀分布,使颗粒浓度减小,浓度波动增大,并随声压级增加而逐渐与上部接近,从而使环隙区轴向上的流化状态变得更加均匀,流化质量提高。
王云博,遇治权,王安杰,刘颖雅,孙志超,王 瑶
MoP/AC催化丙烷直接脱氢制丙烯
2019 Vol. 35 (6): 509-515
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以活性炭(AC)为载体,采用等体积浸渍法制备了MoO3/AC和P-MoO3/AC催化剂,程序升温还原法制备了MoP/AC催化剂。对制备的催化剂进行了X射线衍射(XRD)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和N2物理吸附的分析表征,并比较了三种催化剂丙烷脱氢反应的催化性能。研究表明,MoP/AC具有更少的中强酸酸中心,其丙烷催化脱氢性能较好。MoP负载量为18%(质量分率),还原温度为650 ℃时制备的MoP/AC催化剂,在反应温度为600 ℃、原料气N2与C3H8的物质的量比为6时,丙烷转化率为18.3%,丙烯选择性为84.0%。
李燕妮,遇治权,张 鑫,王 瑶,孙志超,王 伟,王安杰
化学镀法制备Ni3P/γ-Al2O3及其催化苯酚加氢脱氧性能
2019 Vol. 35 (6): 516-523
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采用浸渍-化学镀的方法,经磷酸刻蚀合成出了Ni3P/γ-Al2O3催化剂。实验考察了P与Ni物质的量比(P/Ni比)、络合剂种类、柠檬酸钠与镍的物质的量比(TSC/Ni比)以及不同种类和不同时间的酸处理对催化剂物相结构的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、N2-物理吸附和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)对制备的催化剂进行表征,并以苯酚的十氢萘溶液(质量分率为1%)为原料考察了磷酸刻蚀前后催化剂的加氢脱氧反应性能。结果表明:选取P/Ni比为6,按照TSC/Ni比为1的比例添加柠檬酸钠作为络合剂,经磷酸刻蚀12h后可获得纯相Ni3P/γ-Al2O3催化剂。与刻蚀前相比,磷酸刻蚀后的催化剂酸性增强,表现出更高的低温加氢脱氧活性,150 ℃苯酚的转化率由65.5%提高到99.0%,环己烷选择性提高一倍;250 ℃时苯酚已完全转化,环己烷选择性高达98.7%。
毕明锋
氯化亚铜对多晶硅冷氢化技术中三氯氢硅收率的影响
2019 Vol. 35 (6): 524-528
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提高冷氢化技术中三氯氢硅的收率是多晶硅生产以及有机硅行业急需解决的技术难题。在对工艺装置的温度、压力等技术参数基本达到最优的情况下,添加催化剂成为提高冷氢化三氯氢硅收率的一项重要措施。在反复比选并调研其他企业的铜基催化剂、镍基催化剂、镍铜催化剂使用情况后,本实验选用CuCl作为催化剂,通过并行考察两套相同配置的生产装置中有无催化剂的对比实验,验证了氯化亚铜催化剂可以提高冷氢化三氯氢硅收率,在反应器中采用氯化亚铜催化剂将三氯氢硅的体积百分收率从24%提高至约30%。
叶纯麟1,辛 忠1,梁 鹏2,赵世成1,肖明威3,郭 宁3,杨天慧3
超高分子量聚乙烯分子量及分子量分布的测定
2019 Vol. 35 (6): 529-533
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超高分子量聚乙烯UHMWPE的分子量和分子量分布直接影响其加工性能和机械性能,然而传统的凝胶色谱法(GPC)存在一定的局限性,粘均分子量难以全面反映UHMWPE的结构特点。为了开发出一种精度高、重复性好的UHMWPE分子量和分子量分布测试方法,本研究在常规高温GPC设备的基础上,基于溶液流动分级机理,选取了合适凝胶孔径的凝胶色谱柱,改善了普通GPC测试结果分子量分布偏宽的问题。并通过对UHMWPE/三氯苯溶解方法的深入研究,解决了普通GPC测试结果重复性差的问题。对UHMWPE新产品的研发和后期的加工有着重要的实际意义。
严琦斌,吴徐冰,王要辉,黄 蓓,卢润芝,胡晓萍
气相乙烯法生产醋酸乙烯改进工艺的模拟优化
2019 Vol. 35 (6): 534-541
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醋酸乙烯是全球前五十大宗化工原料之一,随着我国经济发展进入新常态,醋酸乙烯制造业面临挑战,亟待改进与升级。本项目以上海石油化工股份有限公司现有生产技术为基础进行技术改进,寻求产业的整体升级。采用分塔吸收、气体回收、双效精馏、热泵蒸发等技术减少能耗物耗,设计新型反应器与高效塔设备满足工艺要求。并用Aspen Plus软件对工艺流程进行了模拟,工艺参数进行了优化。模拟结果表明,改进后的工艺最终实现能耗下降53.9%,碳排放下降55.1%,用水量下降36.1%,固废综合利用率84%,满足《中国制造2025》中绿色发展2020要求。
周 泉,姜从斌,葛志红,丁建平,马 冬,郭进军
稠密同轴气固射流的CFD模拟
2019 Vol. 35 (6): 542-551
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同轴气固射流在能源领域具有广泛地应用,但大多数研究集中在颗粒浓度较低的工况。为了研究稠密同轴气固射流的流动特性,采用了稠密离散相模型(DDPM)耦合离散元模型(DEM)的方法对该体系进行计算流体动力学(CFD)模拟,该方法同时考虑了孔隙率对气固曳力的影响和颗粒间的碰撞作用。由于射流过程中,气体对颗粒的作用占主导,分别考虑了不同环形气体速度和气固曳力模型对气固流动的影响。模拟结果表明,该模型能合理地模拟在不同气速下稠密气固两相射流的颗粒弥散特性,与实验现象定性一致。在较高气速下,引入湍流模型对预测结果有显著影响,模拟得到的颗粒弥散程度较大。不同气固曳力模型对颗粒弥散的预测有明显影响,Wen&Yu曳力模型下颗粒弥散程度较大,Gidaspow模型次之,Syamlal&O’Brien模型给出的颗粒弥散程度较小。
李明一1,张 英1,王阳峰1,卢秋旭2,文 敏2
基于HYSYS的烷烃异构化反应过程的模拟与优化
2019 Vol. 35 (6): 552-558
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轻质烷烃异构化技术是满足汽油质量升级要求的重要工艺路线。以某炼厂异构化固定床反应装置为研究对象,将异构化汽油划分为10个集总并建立反应网路,同时以实际生产数据为基础进行了动力学参数计算,并建立了HYSYS平推流速率反应器的稳态模型。利用此模型对异构化装置关键操作参数与产品性质的平衡关系进行灵敏度分析,为异构化反应器操作调整提供科学的理论指导。并制定了装置优化方案,即继续采用一次通过流程,调节反应器运行温度至130.4 ℃后与重整油按比例调和后去下游装置,或通过稳定分离单元将部分低辛烷值单甲基戊烷循环至反应器,提高后续异构化汽油辛烷值。
郑 敏1,周林成2,朱建民1,王 垚1,冯 凡1
生物和物化组合法深度处理草甘膦废水工艺
2019 Vol. 35 (6): 559-563
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为了深度处理草甘膦含磷废水使其达到排放标准,采用了固定化微生物厌氧和好氧生物处理以及聚合氯化铝铁(PAFC)絮凝物化处理相结合的方法,对化学氧化再用循环活性污泥法(CASS)处理后的草甘膦含磷废水进行了一系列的实验研究。考察了组合工艺各个阶段的停留时间、投加量、反应温度等复合工艺运行参数对结果的影响,优化确定了厌氧-好氧结合的生物法最佳操作参数和物化法的最佳投加量。结果表明,在厌氧停留时间为2h,好氧停留时间为6 h,PAFC投加量为20 mg/L的条件下,经过30 d的连续运行实验,新工艺对废水中化学需氧量(COD)的去除率达到95%,总磷去除率达到90%,氨氮去除率达到98%,且运行效果稳定。
俞 杰1,ZHYLKO Viachaslau2
对硝基甲苯合成对硝基苯乙醛新工艺考察
2019 Vol. 35 (6): 564-569
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研究了一种以对硝基甲苯为原料,通过缩合及水解两步法合成对硝基苯乙醛的新工艺。考察了N,N-二甲基二甲缩醛(DMFDMA)用量、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)用量对中间体N,N-二甲基-2-(4-硝基苯基)-乙烯胺合成的影响,以及酸种类、酸浓度和反应温度对烯胺水解合成对硝基苯乙醛的影响。目标产品经1H-核磁(1H-NMR)鉴定。结果表明,增加缩醛DMFDMA用量可提高N,N-二甲基-2-(4-硝基苯基)-乙烯胺的收率,DMFDMA与对硝基甲苯的较佳物质的量比为2:1;溶剂DMF有利于缩醛DMFDMA分解,从而提高N,N-二甲基-2-(4-硝基苯基)-乙烯胺的收率,较优的DMF用量为20 mL;盐酸为优选的烯胺水解试剂,适宜的盐酸浓度为1 mol/L;较低和较高的烯胺水解温度均会使得对硝基苯乙醛的收率降低,较佳水解温度为30 ℃。优化的反应条件下,缩合制备N,N-二甲基-2-(4-硝基苯基)-乙烯胺的收率为90.0%,水解制备对硝基苯乙醛的收率为90.8%,两步反应总收率为81.7%,具有良好的工业应用前景。
刘远林,高焕新
SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂制备及其催化α-甲基萘异构化性能
2019 Vol. 35 (6): 570-575
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为了制备性能稳定的高活性α-甲基萘异构化催化剂,对合成的SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂进行了多种金属离子掺杂改性。并在固体床反应器中考察了催化剂改性方法、反应温度、反应压力以及空速对改性催化剂催化α-甲基萘异构化反应性能的影响。结果表明,反相共沉淀法并且铝掺杂2%的SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂性能最佳,在床层温度230 ℃,反应压力1.0 MPa,α-甲基萘重时空速(WHSV)为1.0 h-1的优化反应条件下,原料α-甲基萘转化率大于70%,产物β-甲基萘的选择性大于95%,重组分选择性小于0.2%。催化剂的稳定性和再生实验结果表明催化剂再生性能优良,具有良好的工业应用前景。
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