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)
 
2013年 29卷 6期
刊出日期:2013-12-25

研究论文
研究简报
综述
 

      研究论文
王振元,于 坤,石 岩,黄子宾,程振民
超重力旋流式冷氢箱的微观混合性能
2013 Vol. 29 (6): 481-487
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开发了一种具有多重旋流结构的超重力旋流式冷氢箱,并以α研究了操作条件对其微观混合过程的影响,并以离集指数表征微观混合性能。结果表明,离集指数随气体流量的增加而显著减小,随液体流量的增加而增大。这说明气液两相在超重力旋流式冷氢箱内实现了良好的接触,液体可以充分利用气体的推动作用提高自身的湍动程度和微观混合效果。在实验基础上,采用团聚模型获得了离集指数与微观混合时间的关系,并计算出超重力旋流式冷氢箱的微观混合时间为40~100 ms,与搅拌器处于同一量级,且远小于自身的平均停留时间,说明超重力旋流式冷氢箱具有优异的微观混合性能。-萘酚与对氨基苯磺酸重氮盐之间的串联竞争反应为测试体系

陈伟博1,2,程中虎1,房倚天1
气固流化床分布板区流动特性
2013 Vol. 29 (6): 488-494
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采用摄像法,在2维流化床中,研究了孔速、开孔率和颗粒物性对分布板区射流深度、死区高度的影响。结果表明,随着孔速和孔径的增加,射流深度增大,颗粒运动区增大,死区高度减小。在相同的孔速下,多孔分布板的射流深度更大。对于不同的颗粒物料,在相U/UmfU表观气速,Umf最小流化气速)下,射流深度基本一致。与文献中的射流深度计算公式进行对比,将U/Umf引入分布板区射流深度计算公式,提出了新的射流深度计算公式。对不同条件下分布板区死区高度数据进行拟合,得到了死区高度的经验关联式。

张 妍,胡仰栋,伍联营
喷射混合器放大效应的计算流体力学模拟
2013 Vol. 29 (6): 495-501
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选用Realizable k-ε湍流模型,对有扩散角度和无扩散角度的两种喷射器进行了计算流体力学(CFD)模拟,以研究喷射器的放大效应。在射流和引射速度不变的前提下,将两种喷射器的尺寸在初始尺寸的基础上分别放大3,5,8和10倍进行模拟计算。结果表明:对于两种喷射器,尺寸的放大对速度场以及湍动能的分布均无显著影响,而喷射器内湍流耗散率与涡量均随着喷射器尺寸放大倍数的增加而减小,近似成反比例关系,达到完全混合所需的距离与放大倍数成正比,无量纲距离略有变化。因为湍流耗散率及涡量等是表征湍动程度的重要指标,因此这也说明喷射器放大后湍动程度显著降低,不利于混合,这与喷射器是否存在扩散角度无关。

顾军民,张 斌
固体颗粒喷射分布器的冷模试验
2013 Vol. 29 (6): 502-509
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为了开发一种用于换热器在线清焦的固体颗粒喷射分布器,以无机盐粒子为固体颗粒,在Æ400 mm和Æ2 000 mm的列管换热器冷模试验装置上,分别对螺旋式、多孔式和旋流式3种固体颗粒喷射分布器进行了颗粒分布均匀性测试的冷模试验研究,并以颗粒分布千分数的方差和颗粒分布柱形图表示分布均匀性,考察了气体流量和气体压力对颗粒分布性能的影响。结果表明,在气体压力为0.3~0.8 MPa,气体流量为150~700 m3/h(标准状态)的条件下,螺旋式和多孔式分布器的颗粒分布性能受气体压力和气体流量变化的影响较大,而旋流式分布器受影响较小,操作弹性大,综合性能好。根据冷模试验结果开发的旋流式分布器已在丙烯腈工业装置上成功应用,装置运行周期从6个月延长到1年以上。

陈治平1,徐 建1,石 冈1,范 煜2,鲍晓军1,2
催化裂化汽油临氢异构化/芳构化集总反应动力学模型
2013 Vol. 29 (6): 510-518
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依据催化裂化(FCC)汽油的族组成及其性质,基于对FCC汽油临氢异构化/芳构化反应规律的认识,建立了FCC汽油临氢异构化/芳构化过程的7集总动力学模型。这7个集总包括正构烷烃、异构烷烃、直链烯烃、支链烯烃、环烯烃、环烷烃和芳烃。利用Levenberg-Marquardt算法对模型动力学参数进行了估计和优化,并应用实测数据对模型进行了验证。结果表明,所建模型能够较好地预测FCC汽油临氢异构化/芳构化产品的族组成,符合该反应过程的反应规律,模型预测值与实验值的相对误差绝对值低于10%,可为装置的优化设计和操作提供基础。

陈礼科,奚桢浩,孙文君,赵 玲,袁渭康
低分子量聚己二酸乙二醇酯制备过程中的酯化反应动力学
2013 Vol. 29 (6): 519-525
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以己二酸(AA)和乙二醇(EG)为原料,经酯化和缩聚合成数均分子量为1 000~4 000的聚己二酸乙二醇酯 (PEA)。采用间歇实验研究了在160~230 ℃和无外加催化剂条件下AA和EG直接酯化过程的反应动力学,综合考虑了酯化、缩聚正反应及它们各自的逆反应-水解和醇解反应,并根据酯化反应不同的催化机理,分别建立了2级、变级数和3级反应动力学模型。利用遗传算法估算得到各反应动力学模型的参数,模型计算值与实验值平均相对偏差小于8%。通过模型辨识,发现以羧基自催化酯化反应机理的3级反应动力学模型能相对较好地拟合动力学实验数据。

茹 婧1,王文俊1,2,李伯耿1
丙烯酸-马来酸酐半连续水溶液共聚动力学及模型
2013 Vol. 29 (6): 526-534
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以过氧化氢为引发剂,在120 ℃进行丙烯酸和马来酸酐半连续水溶液共聚反应,通过改变丙烯酸和过氧化氢的加料时间以及过氧化氢用量,研究不同半连续操作对单体转化率、分子量等共聚动力学的影响规律,同时考察聚合过程中马来酸异构化和水合生成富马酸和苹果酸的副反应。结果表明,延长丙烯酸和过氧化氢的加料时间或增加过氧化氢用量,可有效地提高马来酸酐的转化率,减少富马酸和苹果酸的生成。在动力学研究的基础上,建立了丙烯酸和马来酸酐半连续水溶液共聚数学模型,模型计算结果与实验动力学数据相匹配。

李汉阳1,2,孙晓旭1,2,姜 红1,2,陈日志1,2
钯催化膜上对硝基苯酚加氢本征动力学
2013 Vol. 29 (6): 535-541
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采用强制对流方法将纳米钯颗粒负载于陶瓷膜上制备钯催化膜,研究了钯催化膜上对硝基苯酚加氢本征动力学。考察了蠕动泵转速、对硝基苯酚浓度、硼氢化钠浓度和反应温度等因素对对硝基苯酚初始反应速率的影响,并采用幂函数方程对实验数据进行拟合。结果表明:当蠕动泵转速大于50 r/min时,外扩散影响基本消除,催化膜中钯颗粒的粒径约为5 nm,其内扩散影响可以忽略,反应进入动力学控制区;反应对于对硝基苯酚、硼氢化钠的反应级数分别为0和0.75,反应活化能为8.45 kJ/mol反应指前因子为4.25 mmol0.25/(L0.25·min)。依据上述结果建立了反应本征动力学方程,并对模型进行验证,结果显示对硝基苯酚初始反应速率的模型计算与实验值吻合较好,其平均相对偏差约为5%。

何奕虹,王 齐
大分子自由基加成交叉偶合反应制备嵌段共聚物及其表征
2013 Vol. 29 (6): 542-548
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α-溴代聚苯乙烯(PS-Br)和 -溴代聚丙烯酸甲酯(PMA-Br)在1,1-二苯基乙烯(DPE)的存在下进行自由基加成交叉偶合(RACC)反应,并用带有紫外(UV)检测器的凝胶渗透色谱仪(GPC)表征产物。由于PS和PMA对254 nm紫外光的吸收不同,得到的UV-GPC曲线只反映含有PS的组分,根据分峰拟合的结果可准确计算交叉偶合效率(CCE)。考察了反应条件对RACC反应的影响,CCE最高可达到78.1%。

张文娇,余海鹏,张兆翔,郝 丛,刘玉敏,胡永琪
改性ZSM-5催化剂的制备及其在甲醇氢氯化合成氯甲烷中的应用
2013 Vol. 29 (6): 549-554
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采用等体积浸渍法制备了系列SiO2改性的ZSM-5催化剂,通过程序升温脱附法(NH3-TPD)和微型固定床反应器法分别研究其表面酸性和催化活性,并考察了反应温度、氯化氢与甲醇物质的量之比和空速对反应的影响。结果表明:当SiO2的用量为1.0%时,SiO2/ZSM-5(50)分子筛表现出了较高的催化活性;在反应温度为230 ℃,甲醇与氯化氢物质的量之比为1:1,空速为724.4 h-1时,氯甲烷收率最高达到95%;反应115 h后,催化剂性能有所下降,利用空气氧化法对催化剂进行再生后,可使催化剂性能基本恢复。

      综述
吕建刚,刘仲能,金照生,杨为民
氧化物纳米晶形貌控制与催化应用进展
2013 Vol. 29 (6): 555-562
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回顾了氧化物纳米晶晶面控制的发展与研究意义,介绍了氧化物纳米晶晶面控制的原理与方法,并详细分类阐述了CeO2,TiO2,CuxO,Co3O4,MgO和γ-Al2O3纳米晶形貌控制和催化性能,结果表明,氧化物纳米晶的催化活性、选择性和稳定性可以通过控制晶面调变。最后,结合氧化物纳米晶晶面控制中存在的问题进行了总结与展望。

      研究简报
平 原,郭祥峰,贾丽华
微波辐射相转移催化合成乙酸苄酯
2013 Vol. 29 (6): 563-567
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在微波辐射下,以氯化苄和乙酸钠为原料,四丁基溴化铵(TBAB)为相转移催化剂,在水溶液中合成了乙酸苄酯。研究了反应物投料比、催化剂和溶剂用量、微波功率、辐射时间、反应温度及搅拌速率等对产率的影响。结果表明:微波功率为300 W,反应温度为100 ℃,搅拌速率为400 r/min的条件下,氯化苄4.44 g,乙酸钠5.17 g,TBAB0.68 g,水为8 mL时,反应35 min的产率约为97 %,其反应速率是传统加热方法的12倍。反应后,滤出水相中析出的氯化钠,补加化学计量的乙酸钠和初次投料量2/3的TBAB继续反应,连续5次后的产率仍在92%以上。

边志华1,单国荣2
石蜡填充型高吸油树脂脱油动力学
2013 Vol. 29 (6): 568-571
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以甲基丙烯酸十二酯(DMA)、苯乙烯(St)等为单体,用悬浮聚合的方法合成了高吸油树脂。研究了高吸油树脂的脱油性能,讨论了化学交联剂、填充剂石蜡以及引发剂过氧化二苯甲酰(BPO)对其脱油性能的影响。结果表明:化学交联剂用量越高,脱油越慢,但脱油平衡时间较短;使用石蜡填充虽可增加最大吸油率,但对脱油性能没有影响;引发剂用量增大,树脂最大吸油率下降,脱油较慢。在有关理论的基础上计算脱油扩散系数;采用较合适的动力学模型描述了高吸油树脂的脱油行为,并对比了理论和实验结果,发现脱油动力学模型可以预测脱油趋势。

徐亚荣1,2,朱学栋1,徐新良2,樊金龙2
改性MCM-56分子筛催化苯与甲醇烷基化反应
2013 Vol. 29 (6): 572-575
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采用浸渍法制备了磷钼杂多酸(H3PMo12O40)改性的MCM-56分子筛,并用NH3化学吸附、X射线衍射(XRD)表征了改性催化剂的结构,然后在微反应装置上用苯与甲醇烷基化反应评价了磷钼杂多酸改性的MCM-56分子筛的活性。结果表明,磷钼酸的负载量对MCM-56的总酸量和不同种类的酸分布有一定影响,随着磷钼酸负载量的增加,催化剂的总酸量略有增加,但酸性有所下降。负载量为5%的MoO3/MCM-56(H3PMo12O40)分子筛是较为适宜的催化剂,催化苯与甲醇烷基化反应的适宜温度为460~475 ℃,空速3.33 h-1,苯的转化率可以超过50%,产物中甲苯和二甲苯的总选择性大于90%。

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