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)
 
2014年 30卷 6期
刊出日期:2014-12-25

研究论文
研究简报
 

      研究论文
赵 玲,邢玉林,秦春曦,奚桢浩
尼龙6 连续聚合过程的流程模拟与调控
2014 Vol. 30 (6): 481-490
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基于流程模拟软件Aspen Polymer Plus 建立了己内酰胺水解聚合生产尼龙6 的两段式工艺过程模型,利用该模型对某厂2 万吨/年两段式生产工艺进行模拟,各聚合阶段内己内酰胺、环状二聚体含量、聚合物分子量,以及各聚合阶段温度分布和两聚合塔塔顶出水量等结果均与工业值吻合良好,模型可靠。在此基础
上,进一步模拟考察了聚合反应过程中进料水含量、分子量调节剂含量、各聚合阶段温度和各聚合塔压力等因素对己内酰胺转化率、环状二聚体生成以及聚合产品分子量的影响,并进行了参数灵敏性分析。结果表明:较低的进料水含量、降低反应温度和前聚塔压力及提高后聚塔的真空度均有利于降低聚合产品中环状二聚体
的含量;两个聚合塔下半段的温度变化对环状二聚体产生有显著影响,提高后聚塔真空度可显著提高聚合物分子量。以尼龙6 连续聚合过程的环状二聚体含量调控为目标,在优化的操作条件下,尼龙6 聚合物中环状二聚体的含量可降低约16%。

高枝荣,田文卿,李继文,齐国祯,刘红星,王 川
甲醇制烯烃催化剂积炭的形成机理
2014 Vol. 30 (6): 491-498
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采用二氯甲烷超声波萃取,提取甲醇制烯烃(MTO)待生催化剂和不完全再生催化剂外表面可溶性积炭,采用氢氟酸溶解及碳酸钠溶液中和后再用二氯甲烷超声波萃取,提取待生催化剂和不完全再生催化剂孔道内可溶性积炭,结合气相色谱-质谱(GC-MS)分析了其组成,并对MTO催化剂积炭形成的机理和再生烧炭的机理进行了分析探讨。结果表明:MTO待生催化剂外表面可溶性积炭主要是饱和烃和芳烃,其中饱和烃以C23~C31的正构烷烃为主,芳烃以一环和二环芳烃为主;孔道内可溶性积炭均为芳烃,以三环和四环芳烃为主,从质谱峰强度计算约占总量的80%,菲和芘约占总量的50%。MTO不完全再生催化剂外表面可溶性积炭主要是沸点较高的C23~C31正构烷烃;孔道内可溶性积炭主要是几个高含量组分如芘和菲等的残留。在催化剂外表面的饱和烃可能是由小分子烯烃类化合物经过一系列聚合而成,而催化剂外表面的一环和二环芳烃应该是从分子筛孔道内形成并溢出,在分子筛孔道口吸附。分子筛催化剂孔道内的多环芳烃,是由小分子烃类化合物经过一系列低聚、氢转移、环化和脱氢等反应生成。

杜宝磊1,2,苏宏久1,苏 敏1,2,王树东1
钯蜂窝催化剂用于硝基苯气液固三相加氢反应
2014 Vol. 30 (6): 499-505
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以Pd/Al2O3/堇青石为催化剂,硝基苯与氢气为原料,系统地考察了氧化铝涂层的上载量、氢气流速、反应温度以及液体空速对硝基苯气液固三相加氢反应的影响规律。结果表明:较高的涂层上载量能产生较大的Pd颗粒,而在较大的Pd颗粒上反应的活性较高;氢气流速对反应并无明显的影响,表明反应器内的流型处于膜状流;反应的表观活化能为6.1 kJ/mol,显示外扩散过程对反应的影响很大;硝基苯转化率随着液体空速的增加而不断下降,通过计算不同液相空速时的总传质系数,并与硝基苯的转化率进行关联,发现总传质系数与硝基苯转化率呈良好的线性关系。

宋曙光,何俊琳,唐之勤,王德举
不同重芳烃原料的加氢裂解反应
2014 Vol. 30 (6): 506-512
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以PtM/ZSM-5为催化剂,在固定床反应器中考察了几种不同重芳烃原料的加氢裂解反应。结果表明:以非芳含量较高的裂解C9为原料,由于非芳烃加氢裂解反应放热剧烈,导致反应温升过高,甲烷产生量较大;以非芳含量较低的重整C9为原料,反应条件温和,温升较小,催化剂表现出良好的反应性能,可较大幅度地增产二甲苯,并在C9馏分中富集三甲苯组分,甲烷产生量较低;裂解C9和重整C9混合进料可以抑制过高的反应温升,能够较好地抑制甲烷生成。

王 璐,徐 刚,吴坚平,杨立荣
转氨酶ATA117 基因在大肠杆菌BL21(DE3)中的重组表达及产酶条件优化
2014 Vol. 30 (6): 513-521
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采用基因工程的方法构建重组大肠杆菌得到重组菌Eco(pETDuet-ATA117),实现了转氨酶ATA117的重组表达。使用响应面法对重组大肠杆菌摇瓶发酵产酶培养基进行了优化并对转氨酶诱导条件进行研究。首先采用二水平部分因子设计筛选确定培养基中对转氨酶ATA117酶活有显著影响的3种培养基组分,即甘油、酵母粉和胰蛋白胨。然后进行最陡爬坡实验确定最佳响应面区域,最后通过Box-Behnken设计确定各成分的最佳浓度。采用该优化培养基,转氨酶酶活为391.7 U/L,分别是基础培养基和单因素优化培养基酶活的3.13倍和1.22倍。对转氨酶的诱导条件进行了研究,得出最适诱导温度24 ℃,光密度值(OD)为0.8,此条件下进行诱导,异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)浓度1 mmol/L,诱导时间15 h,最终转氨酶活力达到713.7 U/L。

向宏文1,方辉林2,潘春明2,包永忠1
氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐乳液共聚转化率和胶乳特性
2014 Vol. 30 (6): 522-527
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以十二烷基硫酸钠(SDS)和α-丙烯基烷基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(HS-10)为复合乳化体系、偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)为引发剂,采用间歇乳液聚合合成氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐(VC-VAc-MAH)共聚物胶乳,研究了聚合温度、AIBA用量、SDS和HS-10用量及初始单体投料比对聚合转化率、胶乳稳定性和乳胶粒子粒径的影响。结果表明:MAH的加入使胶乳稳定性下降,加入HS-10虽使聚合转化率略有降低,但胶乳稳定性增加;聚合转化率随聚合温度和引发剂用量的增加而增加;当SDS用量为3%(质量分数)时,胶乳稳定,聚合转化率较大;乳胶粒子粒径随着SDS用量的增加而减小,HS-10用量对乳胶粒子粒径的影响较小;随着投料单体中VAc或MAH含量的增加,聚合转化率降低;固定投料单体组成时,共聚物中VAc和MAH含量随转化率的增加而增加。

江永军1,张 堃1,赵天生2,雍晓静1,罗春桃1
无模板剂合成ZSM-5 分子筛及其催化性能
2014 Vol. 30 (6): 528-535
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采用水热合成法制备了无模板剂ZSM-5分子筛,考察了制备工艺对无模板剂ZSM-5分子筛结构的影响,并用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、傅立叶变换-红外光谱(FT-IR)和N2低温吸附(BET)等方法对合成产物的物相、形貌和酸性等进行了表征。结果表明,在140 ℃晶化24 h,可制得性能较好的无模板剂ZSM-5分子筛,其相对结晶度为151%,具有较大的比表面积、适中的酸强度和较高的热稳定性,在催化甲醇制丙烯(MTP)单程反应中,甲醇转化率为100%,丙烯选择性为39.5%。

宋伟明,荆 涛,田景芝
无定形态P2O5-V2O5负载型多级孔催化材料的制备及催化合成丙烯酸甲酯
2014 Vol. 30 (6): 536-543
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分别以层析硅胶和大孔SiO2为载体,制备了负载型P2O5-V2O5催化剂,通过透射电镜(TEM)、N2物理吸附、X射线光电子能谱(XPS)以及X射线衍射(XRD)等分析表征了催化剂的形貌和结构,并在固定床微反实验装置上,研究了不同载体的催化剂对醋酸甲酯与甲缩醛合成丙烯酸甲酯的催化性能。结果表明:以大孔SiO2为载体的磷钒催化剂具有均匀有序的大孔和介孔结构;当催化剂活性组分磷钒原子比为1.03时,磷钒以(VO)2P2O7为主;磷钒原子比为2.60时,表面活性组分磷钒为无定形态,在V物种中明显增加了V5+的比例,有助于促进V4+和V5+的协同作用,对羟醛缩合反应具有很好的促进作用;在磷钒原子比为2.60:1的情况下,以大孔SiO2为载体的P2O5-V2O5催化剂比层析硅胶为载体的催化剂具有更好的催化性能。

曹 雅1,崔咪芬1,陈 献1,费兆阳1,汤吉海1,乔 旭1,2
氯代异戊烯的合成及其异构化反应
2014 Vol. 30 (6): 544-549
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采用气液固三相鼓泡反应器,以异戊二烯和氯化氢为原料,合成1-氯代异戊烯。分别考察了氯化氢气体流量对反应速率及产物收率的影响、异戊二烯反应深度以及停通氯化氢气体后不同间隔时间吹扫对副产二氯代异戊烷的影响以及温度对3-氯代异戊烯异构为1-氯代异戊烯的影响。结果表明,异戊二烯和氯化氢高效合成氯代异戊烯适宜的反应条件为异戊二烯85 g,氯化亚铜1 g与乙酸1 g复合催化剂,HCl气体流量为320 mL/min,15~20 ℃下反应1.5 h,在异戊二烯质量分数为3%~5%时,停通氯化氢,立即改通120 mL/min的N2吹扫1 h,可得到异戊二烯的转化率为96%~98%,1-氯代异戊烯的收率为83%~85%。在0 ℃时,3-氯代异戊烯异构为1-氯代异戊烯的平衡常数可达到9.21,该异构化反应的反应热为-9.64 kJ/mol,为放热反应,低温对3-氯代异戊烯异构为1-氯代异戊烯有利。

杨惠斌1,2,王雅纯1,江洪波1,翁惠新1,刘 锋2,李明丰2
NiMo/Al2O3催化剂上菲加氢反应体系动力学
2014 Vol. 30 (6): 550-556
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采用NiMo/Al2O3催化剂,以菲和氢气为原料,在固定床连续流动微反装置上,系统地考察了反应温度、反应压力以及空速等对菲加氢反应的影响。利用热力学计算的反应平衡常数,根据Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson (LHHW)吸附理论推导反应动力学方程式,采用拟牛顿法中的BFGS算法估计反应速率常数、活化能以及吸附常数,并对不同的反应网络途径进行了对比筛选。在研究的反应条件下,存在从9,10-二氢菲到1,10-八氢菲的反应路径,但不能排除存在从9,10-二氢菲到四氢菲的的反应路径,模型拟合效果良好。

魏 清1,乔树峰2,陈建峰1,邵 磊1
旋转填充床中O3/Fenton工艺处理模拟焦化废水
2014 Vol. 30 (6): 557-562
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在旋转填充床(RPB)中,研究了O3/Fenton工艺处理模拟焦化废水的效果。考察了Fe2+浓度、旋转床转速、液体流量、气体流量及初始pH值对化学需氧量(COD)去除率及溶液中苯酚、苯胺、喹啉和NH3-N去除率的影响。结果表明,在pH值为6,温度25 ℃,液体流量20 L/h,气体流量5 L/h,转速1 000 r/min,H2O2的浓度为6.5 mmol/L,Fe2+浓度为0.4 mmol/L的条件下,模拟焦化废水的COD的去除率达到43.57%,废水中苯酚的去除率达81.56%,苯胺为100%,喹啉为81.17%,NH3-N为100%。

      研究简报
张云贤1,2,王振东2,张 斌2,孙洪敏2,杨为民2,李和兴1
无硼体系MCM-22分子筛的合成
2014 Vol. 30 (6): 563-566
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以哌啶(PI)为模板剂,在不添加晶化助剂下,采用动态水热晶化法合成MCM-22分子筛,考察了晶化时间、PI和SiO2、OH-和SiO2、SiO2和Al2O3的物质的量之比等对晶化产物的影响,结果表明,PI和SiO2,OH-和SiO2 ,SiO2和Al2O3 的物质的量之比为0.50~0.70,0.09~0.10和30~40,晶化时间48~72 h的条件下,能较好地合成MCM-22分子筛。在苯与乙烯液相烷基化制乙苯反应中,以哌啶为模板剂与采用六亚甲基亚胺为模板剂合成的MCM-22分子筛的催化性能相当。

杨晓东,王新苗,孙发民,刘彦峰,高善彬
Pd/CoAPO-11催化丁烯异构化反应
2014 Vol. 30 (6): 567-570
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采用水热法合成了CoAPO-11分子筛,考察其负载Pd后在正丁烯异构化反应中的催化性能。结果表明,异丁烯的收率随着温度的升高出现先增加后降低的趋势,在400 ℃时,异丁烯收率较高。与传统的工业载体γ-Al2O3负载的Pd催化剂相比,Pd/CoAPO-11催化剂在催化丁烯的异构化反应中表现出较好的活性。同时在200 h的稳定性试验中,发现Pd/CoAPO-11催化剂表现出较好的稳定性,在反应压力为5.0 MPa,温度为400 ℃,质量空速为0.5 h-1的条件下,异丁烯选择性稳定在86%,收率在39%左右

杨晓瑞,杨健健,梁金花,朱建良
载体型固体酸催化制备异山梨醇
2014 Vol. 30 (6): 571-575
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采用不同的载体,制备了多种固体酸催化剂,并对其催化山梨醇脱水的反应活性进行了研究,进一步对催化效果较好的固体酸进行反应条件优化,考察了催化剂用量、反应压力、反应温度和反应时间对山梨醇脱水反应的影响。结果表明,以活性炭为载体的固体酸催化剂催化性能较好。在反应压力为6.3 kPa,催化剂和山梨醇质量比为1:4,温度为140 ℃,山梨醇脱水反应6 h的条件下,异山梨醇的收率较高,为91.0%。

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