超重力技术在合成氨脱碳吸收剂再生工艺中的应用研究

在超蕈力反应器内进行了脱碳吸收剂再生实验,吸收剂富液中的KHCO3在蒸汽作用下,分解生成K2CO3并释放出CO2.实验考察了再生温度、转子转速、吸收剂富液流量、蒸汽流量对再生效果的影响.实验结果表明:随着温度的升高、转子转速以及蒸汽流量增强,溶液中KHCO3含量先降低后变得平缓;随着吸收剂富液流量的增加,溶液中KHCO3含量随之升高.     

表面活性剂作化肥添加剂

目前生产的化肥碳酸氢铵还有结块严重和分解损失较大等缺点,给使用和贮运带来不少困难。为了解决这一问题,上海化工研究院做了大量调查研究和科学试验工作,并且取得了成果。经过工厂规模的试验证明,碳酸氢铵结晶生产过程中加0.1％的表面活性剂（溶于碳化氨水中）。碳酸氢铵的质量得到显著改善。选用的表面活性剂是烷基苯磺酸铵,仲烷基硫酸铵和十五烷基磺酸铵三种。     

杂质对甲醇分解铝酸钠溶液制备氢氧化铝的影响

系统研究了Na2CO3,Na2SO4和NaCl三种杂质对甲醇强化铝酸钠溶液分解沉淀Al(OH)3过程的影响,考察了不同浓度的Na2CO3,Na2SO4和NaCl对醇解过程分解率和产品粒度、形貌的影响.结果表明,控制分解温度为60℃,Na2O浓度170g/L,Na2O与Al2O3摩尔比1.5～1.6的铝酸钠溶液与等体积的甲醇反应24h时,当Na2CO3,Na2SO4和NaCl浓度(均以Na2O计)分别低于17.6,6.55和7.00g/L时,杂质对醇分过程分解率、产品粒径和形貌影响较小;当其浓度升高时,能加快新核的生成,产品中出现1～10μm形貌不规整的细化颗粒.     

碳化法制备氧化锌前躯体热力学分析及其产物表征

分析了碳化法制备氧化锌前躯体过程的热力学,研究了碳酸氢铵用量及其加入方式、硫酸锌溶液浓度和温度对前躯体的影响,并用差热-热重(TG-DTA-DTG)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对产物进行表征。结果表明,由热力学计算得到生成碱式碳酸锌[Zn5(CO3)2(OH)6]的吉布斯自由能最小,为-170.429 9 kJ/mol;采用碳酸氢铵和硫酸锌溶液并流加入,在碳酸氢铵和锌离子的物质的量比为2.4∶1、锌离子浓度为0.4 mol/L、反应温度为40℃的条件下,得到前躯体;通过TG-DTA-DTG,XRD分析,前躯体以碱式碳酸锌的形式存在,其分解温度在170~330℃,分解时直接放出二氧化碳和水得到活性氧化锌。SEM分析表明该前驱体为片状固体,平均粒径约为0.4μm。     

磷石膏和碳酸氢铵制备硫铵复合肥工艺研究

利用磷石膏和碳酸氢铵制备市场价值较高的硫铵复合肥,探讨了磷石膏和碳酸氢铵体系的反应历程,研究了反应温度、反应时间、反应介质体积和质量分数对反应产物硫铵质量分数的影响。结果表明:当反应温度为45℃,反应时间为2h,反应介质体积和质量分数分别为180mL和10%时,反应产物硫铵的质量分数最高,约为43.72%。利用BK-POL型偏光显微镜观察产物硫铵溶液的自然结晶体,观察的结果为菱形柱状结晶。     

铵明矾在氯化钠溶液中结晶介稳区和诱导期的测定

在293. 15～323. 15 K温度范围内,采用激光法测定了铵明矾在氯化钠溶液中的介稳区宽度和诱导期,分别研究了不同饱和温度、搅拌速率和降温速率对铵明矾介稳区的影响以及各温度下过饱和度对铵明矾诱导期的影响。结果显示,铵明矾在氯化钠溶液中的结晶介稳区均随着搅拌速率和饱和温度的增大而变窄,随着降温速率的升高而变宽;根据Sangwal的3D成核理论方程推算出铵明矾在氯化钠溶液中的成核活化能;此外实验测定铵明矾的诱导期随着过饱和度和饱和温度的增大而缩短,根据诱导期实验数据和经典成核理论,计算出293. 15～303. 15 K温度范围内铵明矾在氯化钠溶液中的界面张力。     

超重力法脱除变换气中的CO2

用N2和CO2的混合气体模拟变换气,采用苯菲尔溶液为吸收液进行了超重力法脱除CO2的实验研究,考察了反应温度、系统压力、超重力水平、气液比对反应器出口CO2含量的影响。实验结果表明:随着温度的升高和超重力水平的增强,反应器出口CO2含量先降后升;随着压力的升高,反应器出口CO2含量逐渐降低;液体流量一定时,随着气液比的增大,反应器出口CO2含量逐渐升高。     

水合硅酸钙与碱反应机理的探讨

以氢氧化钙和硅酸钠为原料,按照n(CaO)/n(SiO2)=2在100℃合成了水合硅酸钙,并研究了水合硅酸钙在苛性碱或碳酸钠溶液中的反应规律。结果表明:在苛性碱溶液中水合硅酸钙分解率随反应时间的延长而降低,而随着碱浓度的升高而增大;在碳酸钠溶液中水合硅酸钙分解率随着碱浓度的升高,反应时间的延长或温度的升高而增大。分解率大小的比较表明,水合硅酸钙在苛性碱溶液中的稳定性明显大于dηSiO2为水合在碳酸钠溶液中的稳定性。水合硅酸钙在碳酸钠溶液中宏观反应动力学方程可表示为RT[CO32-]1.12,其中:ηSiO2dt=300.97e-30353.76硅酸钙的分解率,t为时间,T为温度。由于表观活化能值较小,因此反应机理不仅与化学反应有关,而且可能也与扩散有关。物相分析结果表明:合成的水合硅酸钙主要以Ca5(SiO4)2(OH)2和Ca5(OH)2Si6O16·4H2O形式存在,与苛性碱反应后,物相未发生明显变化;与碳酸钠溶液反应后,Ca5(OH)2Si6O16·4H2O更容易被分解。     

氨水吸收CO_2及固体产物的热分解

测试了氨水吸收CO2反应过程中CO2的脱除率和反应溶液pH值随吸收时间的变化,选择氨水质量分数分别为5%,10%,气体流速为540 mL/min,CO2体积分数为13.7%,研究了氨水溶液对CO2脱除率,结果表明:质量分数为10%的氨水溶液在反应初期对CO2脱除率能达到90%,随反应时间的延长,脱除率有所下降。对反应产物进行冷凝、结晶、干燥后的XRD分析结果显示氨水吸收CO2的产物主要为NH4HCO3。对氨水吸收CO2的反应产物进行了热质量损失实验,结果表明:在455 K时NH4HCO3可以达到100%分解,且升温速率为10 K/min时,最大分解速度对应的温度为416 K。     

碳酸氢铵分解动力学及其在弱碱性条件下的溶解特性

用甲醛滴定法研究了氨法脱碳产物NH_4HCO_3溶液的受热分解,测定了温度323~363 K、浓度3.0%~7.9%(w)时的NH_4HCO_3溶液分解过程中主要离子的浓度变化,并用动态法测定了288~313 K时NH_4HCO_3在Na_2CO_3-H_2O体系中的溶解度.结果表明,HCO_3~-浓度在前30 min内先快速下降再平缓下降,NH_4HCO_3分解速率随温度升高增大.同一温度下,浓度越高,达到分解平衡所需时间越短.NH_4HCO_3的分解过程符合Lageren吸附模型;NH_4HCO_3的溶解度随温度升高而增加,随Na2CO3浓度增加先上升后下降,在0.1 mol/kg时最大,此时平衡固相由NH_4HCO_3变为Na HCO3.     

低温低压下氨碳化过程的模拟与控制

氨碳化产物控制是固废硫酸钙低温转化实现硫资源综合利用的关键。采用Aspen plus软件对氨碳化过程进行模拟与分析发现,温度在273.15～338.15 K范围内,温度升高,碳酸根向碳酸氢根转化;0.01～0.13 MPa压力范围内,压力增大,碳酸氢根向碳酸根转化,压力高于0.13 MPa,压力对氨碳化过程无影响;氨摩尔分数小于0.04时,碳酸氢根含量接近1;氨摩尔分数为0.1～0.15,溶液中阴离子主要为碳酸根;氨摩尔分数大于0.15,氨浓度增大对溶液体系碳酸根和碳酸氢根组分无影响;氨碳比为2.2～2.8,溶液中阴离子主要为碳酸根;氨碳比大于2.8,溶液中90%(mol)以上为碳酸氢铵。在此基础上,分别给出了温度-氨浓度、温度-氨碳比条件控制下生产高含量碳酸氢铵和碳酸铵的工艺条件。     

氯化铵转化新工艺的机理及条件探究

针对目前纯碱产业氯化铵产能过剩的问题,提出一种氯化铵转化新思路。即以固体氯化铵和碳酸镁为原料,采用固相加热反应生成氯化镁、氨气、二氧化碳和水,其中氨气和二氧化碳可回收用于纯碱的生产。从热力学角度分析了固体氯化铵和碳酸镁的反应机理,探讨了反应温度、反应时间和配料比对氯化铵转化率的影响,进行了正交实验并确定了最优反应工艺条件,对反应产物进行了X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）表征。最佳反应条件：碳酸镁与氯化铵物质的量比为1.8∶2.0,反应温度为523 K,反应时间为120 min。在该反应条件下氯化铵转化率可达94.40%,氯化镁纯度可达工业标准。     

Catalytic performance of quaternary ammonium salts in the reaction of butyl glycidyl ether and carbon dioxide

The synthesis of cyclic carbonate from butyl glycidyl ether (BGE) and carbon dioxide was performed in the presence of quaternary ammonium salt catalysts. Quaternary ammonium salts of different alkyl group (C₃, C₄, C₆ and C₈) and anions (Cl⁻, Br⁻ and I⁻) were used for this reaction carried out in a batch autoclave reactor at 60–120 °C. The catalytic activity increased with increasing alkyl chain length in the order of C₃ < C₄ < C₆. But, the quaternary ammonium salt with longer alkyl chain length (C₈) decreased the conversion of BGE because it is too bulky to form an intermediate with BGE. For the counter anion of the tetrabutyl ammonium salt catalysts, the BGE conversion decreased in the order Cl⁻ > Br⁻ > I⁻. The effects of carbon dioxide pressure and reaction temperature on this reaction were also studied to better understand the reaction mechanism.     

高纯球状碳酸钡晶体的制备研究

以粗钡渣和二氧化碳为原料,采用碳化法制备了高纯碳酸钡粉体。用热水浸取粗钡渣得到硫化钡饱和溶液,通过添加合适的氟化铵作为沉淀剂去除硫化钡溶液中的锶和钙,探讨了反应温度、氟化铵用量对除杂效果的影响。二氧化碳气体通入精制后的硫化钡溶液中,进行碳化反应,研究了氟化铵对碳酸钡晶粒形貌和大小的影响,并对所得到的产物进行SEM和XRD表征。实验结果表明：氟化铵用量为理论计算值2倍时,碳化反应后得到高纯球状碳酸钡产品,达到了对碳酸钡纯度控制的初步目的。     

高纯度二氧化碳与三聚氰胺尾气联产碳铵工艺尝试

概述了目前三胺装置尾气的处理方法，介绍了山东德州魁丰化工有限公司结合自身特点并借鉴国内传统碳铵及三胺尾气联产碳铵的工艺经验，较成功地进行了高纯度二氧化碳与三胺尾气联产碳铵的工艺新尝试。     

Alkylation of Ammonium Salts Catalyzed by Imidazolium‐Based Ionic Liquid Catalysts

Quaternary ammonium salts were synthesized from ammonium salts and dialkyl carbonates over imidazolium ionic liquid catalysts. The reaction gave almost stoichiometric amounts of the quaternary ammonium salts for halides and nitrates. It was found that the electron‐donating property of the alkyl moieties of ammonium cations, the electrophilic nature of the alkyl group of the carbonate, the acidity of the acid that the anion of the ammonium salt corresponds to, and the steric hindrance of the ammonium salts and the dialkyl carbonates are the key factors that influence the yields of quaternary ammonium salts. Strong electron‐donating alkyl groups on the nitrogen atom of the ammonium salt, electron‐withdrawing groups on the methylene carbon of dialkyl carbonate, and weaker steric hindrance of the starting ammonium salts and dialkyl carbonates favor the alkylation reaction of ammonium salts.     

电解水制氢耦合碳酸盐还原展望

无机金属碳酸盐是一类具有高附价值和地球储量丰富的矿物质资源,且碳酸盐热分解是制备金属氧化物的主要途径。但是,该类反应通常需要在高温、氧气气氛下焙烧获得,从而造成大量二氧化碳排放,与其相关的碳排放总量超过了全国工业碳排放的50%。为了解决这一问题,无机金属碳酸盐加氢热分解逐渐引起关注。本文首先介绍了碳酸盐加氢热分解的研究进展,进一步结合本文作者课题组近期关于电解水制氢和碳酸盐加氢还原的最新成果,提出电解水制氢耦合碳酸盐还原的观点,其有望成为制备金属氧化物的新型技术路线,对我国重排放过程工业的减排增效具有借鉴意义。     

360 kt/a硫酸装置尾吸系统扩能改造

介绍360 kt/a硫酸装置尾吸系统的扩能改造。尾吸系统采用二段氨法生产液体二氧化硫和亚硫酸氢铵。改造中通过增加喷淋塔喷头、提高筛板塔筛板有效面积和开孔率、增大复喷吸收器和复挡除沫器的直径和高度等方法,充分利用原有设备,既节省了投资,也达到了预期要求。     

Copolymerization of phenyl glycidyl ether with carbon dioxide catalyzed by ionic liquids

The copolymerization of phenyl glycidyl ether (PGE) and carbon dioxide was performed without any solvent in the presence of ionic liquid as catalyst. The reaction was carried out in a batch autoclave reactor. The carbonate content of polycarbonate was affected by the structure of imidazolium salt ionic liquid; the one with the cation of bulkier alkyl chain length and with more nucleophilic anion showed better reactivity. However, the yield of carbon dioxide addition decreased when hexyl or octyl containing ionic liquids were used in place of butyl group in 1-alkyl-3-methyl imidazolium salts. The carbonate content and turnover number (TON) of the polycarbonate increased as the reaction temperature increased from 40 to 80 ‡C. However, the carbonate content decreased with increasing reaction time.     

Dissolution kinetics of calcined ulexite in ammonium carbonate solutions

The leaching kinetics of calcined ulexite in ammonium carbonate was studied in this work. The effect of parameters of ammonium carbonate concentration, solid/liquid ratio, stirring speed, calcination temperature and reaction temperature was determined in the experiments. It was found that the conversion rate increased with increasing ammonium carbonate concentration, reaction temperature and decreasing solid/liquid ratio. However, the effect of stirring speed on the conversion rate was insignificant. The experimental data practised the heterogeneous and homogeneous models, and an acceptable model for the conversion rates of ulexite was determined to be a first-order pseudohomogeneous reaction model. The activation energy of dissolution process was determined to be 35.3 kJ/mol.