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)
 
2016年 32卷 4期
刊出日期:2016-08-25

研究论文
 

      研究论文
王利民1,吴承优1,2
颗粒群绕流传质特性的格子Boltzmann 模拟
2016 Vol. 32 (4): 289-296
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为考察气固两相流中颗粒团聚对气固传质过程的影响,采用耦合传质的格子Boltzmann模型对在空间均匀分布的颗粒结构和非均匀分布的颗粒团聚物结构条件下的绕流过程进行了直接数值模拟,得到了气体绕颗粒流动的速度分布和伴随流动的浓度分布,发现颗粒团聚物对绕流过程的速度分布和浓度分布都具有明显的影响。通过对颗粒绕流的气固传质过程进行定量分析发现,在两种结构条件下计算得到的传质舍伍德数均随着雷诺数的增大而呈指数函数形式增大,并且在均匀结构条件下的传质舍伍德数一般为非均匀结构条件下的3~5倍,颗粒团聚物的存在将严重影响颗粒绕流过程的气固传质效率。通过格子Boltzmann方法建立的气固相间传质模型,可以为研究气固两相流介尺度结构的传递特性提供理论依据。

王 婷,刘梦溪
不同出口结构卧式超短快分内部气相流场
2016 Vol. 32 (4): 297-306
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采用五孔探针对4种不同出口结构的卧式超短快分的内部流场进行测定。结果表明,在快分入口气速为13.12~20.87 m/s时,靠近中心管的切向气速较高,靠近快分壳体的切向气速较低。快分的出口宽度越大,同一径向位置切向速度越大,径向速度越小。通过气量衡算发现,经由第一条窄缝排出的气量最少,不同出口结构的快分中由中心管下方空间绕转回分离器出口处的循环气量约占分离器内总气量的60%。在同一入口气速下,快分固相出口面积越大的分离器,出口处的切向速度就越大。增大快分入口气速至20.87 m/s,快分入口颗粒浓度为91.81 g/m3时,无因次出口宽度为0.599型快分的分离效率最高,为81.6%。当无因次出口宽度为0.344时,快分的分离效率显著降低,快分内的压降增大。

宋 奇,郑均林,祁晓岚,孔德金
生物质基重整油模型化合物芳构化制BTX 轻质芳烃
2016 Vol. 32 (4): 307-312
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以戊醇和己醇为生物质基重整油的模型化合物,分别在ZSM-5,Beta和USY催化剂上进行醇芳构化反应制取苯、甲苯和二甲苯(BTX)等芳烃的研究。结果表明:ZSM-5催化剂显示出较好的芳构化性能,液相产物中的BTX可达90%以上;采用急冷淬灭反应的方法对可能的中间物种进行了分析和捕捉,发现取代的烯烃和环烷烃是反应的主要中间物种;模型中间体实验验证了醇类化合物经历了脱水、环化和脱氢等步骤生成BTX芳烃的反应历程。

童伟益,李经球,祁晓岚,孔德金
混合分子筛对催化甲苯和三甲苯烷基转移性能的影响
2016 Vol. 32 (4): 313-319
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以甲苯和三甲苯混合物为模型原料,研究了ZSM-5分子筛和12元环孔道丝光沸石及MAPO-36分子筛催化剂上的芳烃转化及烷基转移反应行为。在此基础上,对比了12元环孔道分子筛与ZSM-5混合分子筛催化剂的反应性能,尤其是MAPO-36分子筛在混合ZSM-5前后的性能变化。通过综合分析表征结果,并关联其在催化芳烃转化中的反应数据,发现ZSM-5与MAPO-36混合分子筛催化剂具有的孔道结构与酸性分布更利于烷基转移反应活性的最大限度发挥,反应温度可降20 ℃,氢耗降低,尾气量减少。

陈 敏,王亚军,柳志强,罗 希,郑裕国
重组短链脱氢酶LcSDR 催化(R)-1-苯基乙醇不对称合成的工艺开发
2016 Vol. 32 (4): 320-325
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采用基因挖掘技术从Lactobacillus composti基因组中筛选到一条编码短链脱氢酶(LcSDR)的序列,该LcSDR能不对称还原苯乙酮(1a)合成(R)-1-苯基乙醇[(R)-1b]。构建了LcSDR和葡萄糖脱氢酶(EsGDH)双酶偶联催化合成体系,优化了LcSDR不对称还原1a合成(R)-1b的催化工艺参数。在较佳催化条件下,50 g/L 1a转化反应2 h,产物(R)-1b得率93.8 %,产物对映体过量值(eep)高于99%,该手性生物合成催化过程的时空产率达到562.8 g/(L?d)。

王颖欣,范 宏
有机硅改性聚丙烯酸酯细乳液的制备
2016 Vol. 32 (4): 326-333
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以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)作为丙烯酸酯类单体,甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和少量3-( 甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MEMO)作为功能性有机硅单体,采用细乳液聚合法,制备有机硅改性聚丙烯酸酯细乳液,考察了水解乳化工艺、有机硅单体含量、引发剂用量、乳化剂配比、稳定剂种类与用量以及单体与水质量比等对细乳液稳定性、粒径大小及分布的影响。结果表明,有机硅单体的总质量分数为30%,引发剂质量分数为1%,SDS与OP-10的质量比为3:2,单体和水的质量比为7:13的条件下,制备了高硅含量且稳定的有机硅改性聚丙烯酸酯细乳液,其凝聚率低至0.81%,粒径低至76 nm,粒径分布只有0.12,放置30 d以上仍稳定。

沈丽婷,梁 骏,范维骁,单国荣
丙烯酰胺在聚乙二醇水溶液中可逆加成-断裂链转移聚合
2016 Vol. 32 (4): 334-340
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结合双水相聚合和可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合,提出在聚乙二醇(PEG)水溶液中进行丙烯酰胺(AM)的RAFT双水相聚合,考察反应条件对聚合反应速率和产物分子量及分布的影响。结果表明:高引发剂浓度、单体浓度和聚合温度可以提高初始聚合速率和最终转化率,PEG和RAFT试剂浓度的增加会导致聚合速率减慢和最终转化率降低;峰值聚合速率随引发剂浓度、单体浓度和聚合温度的增加而增大,同时峰值聚合速率对应的时间提前;RAFT试剂浓度增加会推迟峰值聚合速率对应的时间,但可制得分子量分布较窄的产物;PEG浓度的增加会导致产物的分子量分布变宽。

苏宝根,吴剑骅,闻光东,马 杰,房建威,邢华斌,任其龙
热等离子体裂解丙烷制乙炔数学模拟
2016 Vol. 32 (4): 341-347
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为了对反应器的停留时间进行合理优化,将旋转弧等离子体反应器视为一维平推流反应器网络模型,结合裂解反应动力学模型与反应器流动模型,采用CHEMKIN-PRO对丙烷的裂解过程进行数值模拟,用于分析热等离子体反应器内丙烷的裂解过程中产物的浓度分布及温度分布情况。反应动力学模型分别采用均相反应动力学模型和非均相反应动力学模型。模拟结果表明,包含结焦模型的非均相反应动力学模型与实验结果表现出更好的一致性,随着反应器长度的增加,乙炔浓度存在最佳点。通过降低反应器的停留时间至1.0 ms以下,能有效提升C2H2收率。

张晓光,吴 同,袁向前,宋宏宇
氯乙烯非汞合成宏观动力学
2016 Vol. 32 (4): 348-353
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在内循环无梯度反应器中研究了铜系催化剂氯乙烯非汞合成的反应特性。在转速为1 000~4 000 r/min,乙炔空速80~170 h-1,乙炔和氯化氢物质的量比为0.5~2.0,反应温度180~300 ℃的实验条件下,考察了转速、空速、原料配比和反应温度对氯乙烯非汞合成反应的影响。选取幂函数动力学模型,根据实验数据,运用线性最小二乘法,回归得到表观活化能为28 kJ/mol,C2H2的反应级数为1.43,HCl的反应级数为2.11。残差分析和统计检验表明,动力学模型是适定的。

蒋海岩1,2,李 杨3,袁士宝1,2,王波毅1,2,赵金省1,2
稠油低温氧化反应综合特征及应用
2016 Vol. 32 (4): 354-358
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在火烧油层点火成功之前,稠油与氧气主要发生低温氧化反应。在某稠油油样静态低温氧化实验的基础上,结合原油氧化的7种方式,按照反应后气体含量分配各种氧化方式所占的权重,对稠油低温氧化的反应方程式进行了研究。结果表明,该油样的低温氧化反应方程式中O2与CO2的系数比为1.06:0.12,通过与稀油对比,认为稠油低温氧化过程中加氧反应占的比例高,即稠油发生加氧反应的活性高于稀油,并进行了火烧油层点火阶段的注气速率计算,得到辽河油田某区块点火阶段注气强度应大于571 m3/d。

王倩倩,陈承镇,张志盼,程振民
电解液组成对CO2 电化学还原效率的影响
2016 Vol. 32 (4): 359-365
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为了考察电解液组成(溶剂和支持电解质)对CO2电还原效率的影响,以金属银为工作电极,在三电极电解槽中进行了恒电位电解及循环伏安扫描实验。结果表明:相比于二甲基甲酰胺(DMF)和甲醇,用乙腈作溶剂时产物CO法拉第效率最高;强酸作为阳极液支持电解质可以降低CO2还原过电位并提高CO部分电流密度;离子液体作为阴极液支持电解质可以全面提高CO2还原效率。研究不同离子液体的催化行为,发现离子液体中阳离子部分对CO部分电流密度的影响比阴离子的影响更明显,进一步证实了咪唑阳离子对还原CO2起主要催化作用。

余兰兰1,郭 磊1,郑 凯2,李 妍2
超声波对硅垢离子的影响及防垢性能
2016 Vol. 32 (4): 366-372
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三元复合驱采油技术的应用导致油田工艺管道及设备产生严重结垢现象,垢样以硅酸盐垢为主。简要阐述超声波的防垢机理,针对饱和硅酸钙溶液,通过对比实验研究单、双超声波及相应的高低频对硅酸盐垢离子浓度的影响,并对防垢性能进行探讨。结果表明:过滤与未过滤液体中成垢离子存在浓度差异,证明溶液中有微晶存在;同时,双超声波低频对硅垢的防除效果较好。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果表明超声波能够抑制成垢离子向微晶转化并延缓诱导期,干扰微晶聚合成垢,促使结垢速率大大降低。

蔡延国,魏东亮,祝永强,宗 冰,冉胜国,盛长海,刘育军,刘 军
多晶硅碳含量对产品质量的影响及处理工艺
2016 Vol. 32 (4): 373-377
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针对改良西门子法多晶硅生产过程中碳含量过高导致产品质量下降的问题,以多晶硅还原小试炉为反应装置,通过控制进入小试炉内三氯氢硅中含碳有机物的含量和氢气中的甲烷含量,考察原料组分及组成对产品质量的影响。采用傅里叶红外光谱仪、气质联用色谱和气相色谱对产品和氯硅烷中的含碳量进行检测。结果表明,进入小试炉内氢气中的CH4含量对产品碳含量影响较大,氯硅烷中有机碳含量影响较低,且基本保持在同一水平。通过对实验数据的分析,在实际生产中,对原有工艺进行改进,增加一套除甲烷装置,使进入还原炉内氢气中甲烷的含量保持在5.0×10-5左右。

柏静儒,许 伟,张本熙,潘 朔,王 擎
油页岩干馏瓦斯中丙烯积炭模拟
2016 Vol. 32 (4): 378-384
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通过自建实验台模拟瓦斯全循环油页岩干馏工艺并进行积炭实验,以丙烯为碳源气,考察反应时间、壁面温度和气体流量对积炭的影响。结果表明,积炭量随反应时间和壁面温度(800 ℃以下)的增加而增加,随气体流量的增加先增加,流量达到30 mL/min后积炭量开始减少。各因素对积炭的影响程度从大到小依次为反应时间、气体流量和壁面温度,且各因素间无交互作用。

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