期刊资讯
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亮点评述
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化工学报|基于本质安全与经济性的环己烷氧化工艺参数多目标优化研究
由于氧化反应在化工行业存在的普遍性及其危险性,针对典型工艺环己烷氧化进行研究。首先利用Aspen Plus进行建模及动力学修正,修正前主产物中最大误差为28.56%,修正后主产物中最大误差为3.11%。使用遗传算法(GA),以Dow火灾爆炸指数(F&EI)、年总费用(TAC)和尾氧浓度为目标函数,对环己烷无催化氧化这一过程进行多目标优化,获得了Pareto前沿。优化结果表明,与原操作条件相比,新操作条件在维持尾氧浓度小于工业预警值3%的情况下,设备费用基本维持不变,操作费用减少了34.7%,F&EI指数从156降到76.66,危险程度从较危险降为较轻。
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化工学报|大尺度扇柱形反应釜内甲烷水合物降压开采规律研究
天然气水合物资源开发利用是当今能源领域的研究前沿,目前相关科学研究和新技术开发越来越依赖大尺度模拟装置。利用大尺度扇柱形反应釜模拟了甲烷水合物降压开采过程,获取了温度场、压力场、波速演变特征,及水合物分解和气液产出规律。结果表明,降压初期压力传播缓慢,3 m径向的压差可达3~4 MPa,压力稳定后压差缩小至0.3~0.4 MPa;受压力影响,径向水合物分解速率存在显著差异。降压初期近井区域存在水合物二次生成行为,对降压速率具有负面影响。此外,还通过外连恒压补水系统探索了外围环境对降压过程的影响。结果表明,外部盐水持续渗入弥补了储层压力,对温/压变化和气/水产出具有显著影响。 关键词
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化工学报|一种抑制隧道排水管道中结晶体形成的双层阻垢疏水涂层
本研究成功研制了一种新型双层阻垢疏水涂层,目的在于有效抑制隧道排水管道中结晶体的形成。该涂层由纳米二氧化硅、氨基磺酸、水解聚马来酸酐和乙二胺四乙酸二钠(EDTA)等主要成分构成,设计为疏水内层和阻垢外层的结构。疏水内层的功能是阻止结晶颗粒附着于管道内壁,而阻垢外层则保护内层并预防结晶体的形成。通过实验室内的静态和动态模拟实验,发现疏水内层的防结晶率稳定在82%以上,阻垢外层的阻垢率稳定在93%以上。在动态模拟实验中,理论预测疏水内层能够维持428.47 d,阻垢外层能够维持188.57 d,两者合计可维持617.04 d;使用Ansys fluent软件进行仿真计算,结果表明,这种双层阻垢疏水涂层能够保持其性能长达634.72 d。验证实验与仿真结果之间的误差率为2.87%,证明仿真模型预测与涂层性能相符,能够适应不同的流量和流速条件,为各种工况下的仿真模拟提供参考。这种双层涂层不仅实现了疏水与阻垢的双重功能,还展现出了卓越的耐久性和缓释性能,对于抑制隧道排水管道内结晶体的形成具有显著效果,为隧道排水系统的维护提供了一种新的解决方案。
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化工学报|用于CH4/N2分离的多吸附位点超微孔MOF
用于CH4/N2分离的多吸附位点超微孔MOF郭彭涛 1 王婷 1薛波 1应允攀 1 刘大欢 1,2 (1. 北
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化工学报|双金属Co/Zn-ZIFs中C3H6和C3H8吸附和扩散行为分子模拟研究
双金属Co/Zn-ZIFs中C3H6和C3H8吸附和扩散行为分子模拟研究齐昊 1 王玉杰 1,2 李申辉 1邹琦 2刘轶群 2赵之
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化工学报|全钒液流电池用纤维素纳米晶掺杂混合基质膜
全钒液流电池用纤维素纳米晶掺杂混合基质膜刘鑫 1,3 郑皓仁 1,3陈强 1丁静怡 3黄康 1,3 徐至 2
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化工学报|液-液非均相反应与传递过程强化方法研究进展
液-液非均相反应广泛存在于石油化工和精细化工的各个领域中。由于液-液两相物理化学性质差异以及相界面的存在,其反应过程通常受本征反应动力学和传递过程的共同影响。因此,增强液-液非均相反应传递过程并使之与反应动力学相匹配,实现原料、能源高效利用一直是研究者们关注的热点之一。围绕液-液非均相反应与传递过程强化机理与应用,以硝化反应、脱氯化氢反应等典型非均相反应为例,结合反应动力学、热力学和传递过程基本特征,综述了传递-反应过程耦合影响反应选择性和时空产率机制,阐述了工业化应用面临的挑战及过程强化解决策略,进而从传递过程匹配反应过程出发,展望了液-液非均相反应过程强化发展方向。
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化工学报|吸附法CO2直接空气捕集技术能耗现状
CO2直接空气捕集(DAC)技术相对于传统的固定源烟气捕集技术具有位置灵活、应用广泛等优势,但由于大气中CO2浓度极低(仅为0.04%左右),DAC技术的高能耗成为阻碍其商业化的首要难题。聚焦吸附法DAC技术的能耗问题,先后进行理论分析和案例引证。DAC技术的CO2分离理想最小功为19.64 kJ·mol-1(温度298.15 K,捕集率50%,纯度95%),为同等条件下烟气捕集技术的3.5倍。再生温度393 K时变温真空吸附循环(TVSA)第二定律分离效率为22.75%。吸附、排空、再生、冷凝、压缩等过程主要通过机械能和热能推动。其中排空过程机械能仅占3%左右;冷凝过程热能可以通过回热循环回收;压缩过程机械能由目标压力决定,在部分研究中计入DAC能耗。吸附过程流动机械能受反应器压降主导,床层厚度减小和吸附剂有序堆积均能够改善流动损耗问题。再生过程热能占DAC能耗的主要部分,为50%~80%,再生温度、反应器与吸附剂的质量比、吸附剂对H2O吸附性的强弱,均能造成热耗的成倍变化。在分析过程能耗的基础上,给出了吸附法DAC在反应器设计、循环方式及操作参数、自然环境及能量来源等方面的能耗优化
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化工学报|湿法磷酸含氟尾气高效资源化利用热力学分析与工程实践
针对湿法磷酸萃取-浓缩和尾气洗涤氟逸出过程,建立了H2SiF6-H2O与H2SiF6-H3PO4-H2SO4-H2O体系热力学平衡下的氟元素气液分配比,模型预测误差在20%之内。基于热力学分析,降低尾气洗涤温度,可增加传质推动力,有利于提高氟吸收传质速率和产出高浓度的氟硅酸溶液,但冷凝水增多,加大了系统水平衡压力。在氟吸收循环回路串联无泵循环闪蒸浓缩氟硅酸的单元操作,设计并实施了7.5万吨P2O5/年WPA尾气减排与资源化利用项目,用低温、高浓度氟硅酸逆流吸收并冷却尾气低于323 K,使含氟尾气过饱和冷凝,既强化尾气氟化物吸收,又避免硅胶颗粒结块丧失流动性,使尾气氟含量≤2 mg/m3,尾气氟回收率≥99%,尾气总量减排20%以上,氟硅酸产品H2SiF6≥18%(质量),提供了一个湿法磷酸含氟尾气高效资源化利用的工程范例。
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CJChE丨北京化工大学 李鑫、曹东、程道建等: Pd氧化态的调控以增强对5-羟甲基糠醛的选择性加氢
文章信息Regulating the oxidation state of Pd to enhance the selective hydrogenation for 5-hydroxymethylf
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CJChE丨太原理工大学 韩冰莹、凌丽霞、王宝俊等: CO氧化偶联制草酸二甲酯体系中Pd条带掺杂Co(111)催化剂的理论预测
文章信息Theoretically predicted innovative palladium stripe doping cobalt (111) surface with excellent c
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CJChE丨江苏科技大学 何震,魏雨倩,宋云飞等:SnS2@NxC复合材料的制备及其储能方面的优异性能
文章信息The preparation of SnS2@NxC electrodes and its exceptional performance in energy storage usagesZ
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原油直接加氢改质及其沥青质超分子解缔反应的研究
加氢处理是劣质重油提质升级的重要工艺,但是沥青质超分子的存在严重影响了加氢改质的效果。因此,针对沥青质超分子三个主要层级结构(分子单元、纳米聚集体和团簇),提高其加氢解缔效率至关重要。本研究考察了原油直接加氢的反应性能及沥青质超分子层级结构的变化规律,旨在为提高石油中沥青质超分子解缔效率提供新的解决方案。结果表明,与重油加氢相比,原油直接加氢表现出更优异的改质性能,其中非烃化合物的脱除率超过70%,而沥青质的脱除率则超过80%。在原油加氢过程中,沥青质的表观结构尺寸从原先的2~4 μm降低到2 μm以下,且颗粒尺寸变得更加均匀。沥青质超分子的层级结构也发生了显著变化,超分子团簇的尺寸相比加氢前减少了50%以上,沥青质超分子中90%的非晶纳米聚集体被转化,而难以转化的似晶纳米聚集体的转化率也超过了70%。原油加氢处理降低了分子单元之间的空间屏蔽效应,使其形成了更紧密的次级结构。本研究探索了原油直接加氢改质的新方法,以提高沥青质超分子解缔性能,促进劣质原油的高效利用。
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多级混流式混输泵气液两相增压特性
在高入口含气率下,混输泵的增压性能剧烈恶化,对化工生产过程的安全稳定运行构成威胁。采用surging test和mapping test两种测试方法,全方位探讨了多运行参数对三级混流式混输泵整体与级间气液两相增压特性的影响。研究结果表明,随着液相流量的提升,增压性能曲线由三个增压级性能逐级恶化导致的波纹状下降趋势逐渐消失。多级混输泵增压性能的显著恶化主要归因于首个增压级性能的剧烈下滑。提高液相流量能有效减轻气体积聚,其对增压性能的正面促进作用显著超过了流动分离带来的负面影响,因而增压随液相流量变化曲线呈现骤升趋势。提高入口压力有助于缓解气团聚集对增压性能的负面影响。
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重质颗粒流态化研究现状与展望
流化床技术在工业中应用广泛,其中天然铀转化、直接还原炼铁、化学链燃烧等工业过程中使用的是颗粒密度在4.0 g/cm3以上的重质颗粒,而传统化工、能源行业广泛使用的则是密度较小的轻质流化床颗粒。综述了重质颗粒流态化技术在工业中的应用情况,梳理了目前重质颗粒流态化基础的研究进展。已有的实验测量和数值模拟研究均表明重质颗粒的流态化行为与低密度颗粒存在显著差异,且针对低密度颗粒的一些研究规律并不能完全适用于重质颗粒流化床。当前,对重质颗粒的流态化基础研究尚不充分,特别是在流域转变、传热传质特性、颗粒混合分级特性、反应过程强化技术等研究方面,与传统低密度颗粒流态化的基础研究相比,存在巨大的基础研究空白。最后结合相关工业过程的需要,重点讨论了近期应重点补充的重质颗粒流态化基础研究的内容。