EG-SCCO_2-PET三元体系相平衡

利用超临界二氧化碳(SCCO_2)来辅助聚合物系脱挥可有效降低聚合物中挥发物含量,从而有利于改善聚合物的性能,且SCCO_2易与体系分离,可避免传统脱挥方式带来的问题。SCCO_2相平衡的分配参数是研究聚合物分离体系的基础,用实验方法获得分配系数对于指导SCCO_2来辅助聚合物系脱挥具有重要的意义。文中采用静态法研究了乙二醇(EG)-超临界二氧化碳(SCCO_2)-聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)三元体系相平衡,并探究了温度和压力对相平衡的影响。在温度为323.15—363.15 K,压力为9—17 MPa范围内,测得PET样品中EG在SCCO_2中的溶解度为0.392—1.13 g/L,并进一步计算得到EG在SCCO_2相与PET相间的分配系数为0.070 8—0.419 7,结果表明在合适的温度及高压下,SCCO_2可有效脱除PET中的挥分。     

分散染料在超临界CO2与聚酯纤维间平衡浓度分配关系

为了深入理解"分散染料-超临界CO2-聚酯纤维"三元体系相平衡特性.建立了三元相平衡高压实验装置,在温度353 k、373和393 K,压力17～32 MPa条件下,对分散橙25在超临界CO2与聚酯纤维(涤纶)之间的平衡浓度分配系数进行了测定.结果表明:分散染料在气-固两相间的分配系数随着操作压力的升高而减小,随着操作温度的升高而增大;操作压力和操作温度是影响超临界流体染色过程三元体系相平衡的重要因素;该实验方法是确定染料等固体小分子在气-固两相间分配关系的一种切实有效的方法.     

溢流法测定超临界CO_2在聚己酸内酯中的溶解

以超临界CO2作为溶剂,采用溢流法研究聚己酸内酯(PCL)在CO2中的溶胀过程和超临界CO2/PCL体系的热力学平衡规律。考察了温度、压力对溶解度的变化趋势,分析加入有机溶剂后对CO2在聚合物中的溶解度的影响,并应用P-T(Patel-Teja)方程作为热力学模型分析和计算溶解规律。结果表明:CO2的溶解度随温度升高而降低,随压力增大而增大,有机溶剂的加入能够进一步提高CO2的溶解度,在相同的温度压力条件下,加入相当于CO2质量的2.26%的二氯甲烷,最多可使溶解度增加28.06%。在温度313.15—353.15 K、压力10—20 MPa范围内,P-T方程能较好地预测CO2在PCL中的溶解度,其相对误差在-12.53%—12.01%。     

3-羟基丙醛加氢制1,3-丙二醇反应条件的考察

以丙烯醛水合产物3-羟基丙醛（HPA）水溶液为原料,在Ni／SiO2／Al2O3催化剂作用下与高压氢气反应生成1,3-丙二醇（1,3-PDO）。实验结果表明：1,3-PDO收率随温度的升高而提高,但反应温度不宜超过70℃;随氢气压力的升高而提高,在4．0～7．0MPa范围内呈线性升高关系;随空速的增加而降低,在2．25～6．75h^-1范围内呈线性下降关系。正交实验得到较佳反应条件为：反应温度为50℃、压力为7．0MPa、空速为2．25h^-1,其中空速为最主要影响因素。     

生物基1,3-丙二醇盐析萃取的多因素响应面优化工艺研究

采用正丁醇/Na3PO4盐析萃取体系提取水溶液中1,3-丙二醇(简称1,3-PDO),探讨了温度、Na3PO4浓度、相比及搅拌速率对分配系数和1,3-PDO回收率的影响,确定了温度、Na3PO4浓度及相比为主要影响因素,并运用响应面进行优化,在合理的工艺条件范围内,以1,3-PDO回收率为响应值,计算得出最佳萃取条件为温度:325. 7 K、Na3PO4浓度0. 21g/m L、相比2. 9,此时1,3-丙二醇的回收率预测值为77. 3%,经过实验验证,该条件下,1,3-丙二醇的实际回收率为77. 0%,证明优化预测值准确,模型可靠。     

草酸亚锡催化合成PTT的研究

采用对苯二甲酸(PTA)和1,3-丙二醇(1,3-PDO)为原料,以自制的草酸亚锡为催化剂经酯化、缩聚,制得聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。探讨了反应条件对合成反应的影响。结果表明:草酸亚锡的催化活性优于丁基锡酸和辛酸亚锡。1,3-PDO／PTA的摩尔比为1．5／1、草酸亚锡用量为5×10-4mol／mol(相对PTA),酯化反应温度260℃,反应时间2 h;缩聚反应温度260℃,反应时间2 h,可制得PTT,其特性粘数为0．8950dL／g,端羧基含量为15 mol／t。     

CO_2在醚酯溶剂中的溶解度测定及热力学计算

采用恒定容积法,在温度353.15、363.15、373.15 K下,测定了CO_2在丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、二丙二醇甲醚醋酸酯(DPMA)、乙二醇丁醚醋酸酯(BAC)以及乙二醇苯醚醋酸酯(EPA)中的溶解度数据,压力最高可达11.73 MPa。结果表明CO_2在醚酯体系中溶解度受温度、压强的影响较大,压强一定时,CO_2在醚酯中溶解度随温度升高而减小;温度一定时,随着压强增大而增大;相同条件下,CO_2在四种醚酯中溶解度大小为PMAEPABACDPMA。通过变形Clausius-Clapeyron方程,计算得到CO_2在醚酯溶剂中的Gibbs自由能ΔsolG,溶解焓变ΔsolH和熵变ΔsolS等热力学性质,从宏观热运动角度进一步解释了CO_2的溶解机理,为开发新型CO_2物理吸收剂提供理论支撑。     

[emim]Ac-CO_2二元体系相平衡实验研究

通过实验测定[emim]Ac-CO_2二元体系的相平衡数据,研究[emim]Ac吸收CO_2的性能。结果表明,当压力一定时,CO_2在[emim]Ac中的溶解度随着温度的升高而减小;当温度一定时,CO_2在[emim]Ac中的溶解度随着压力的升高而增大;在温度和压力的耦合作用下,CO_2在[emim]Ac中的溶解度,在温度263.15K、压力1.37 MPa时高达0.391 6,由此可知[emim]Ac是一种良好的CO_2吸收剂。     

[emim]Ac-CO_2二元体系相平衡实验研究

通过实验测定[emim]Ac-CO_2二元体系的相平衡数据,研究[emim]Ac吸收CO_2的性能。结果表明,当压力一定时,CO_2在[emim]Ac中的溶解度随着温度的升高而减小;当温度一定时,CO_2在[emim]Ac中的溶解度随着压力的升高而增大;在温度和压力的耦合作用下,CO_2在[emim]Ac中的溶解度,在温度263.15K、压力1.37 MPa时高达0.391 6,由此可知[emim]Ac是一种良好的CO_2吸收剂。     

CO_2在正戊醇中的溶解度和体积传质系数

基于等体积饱和法搭建了气体在液体中溶解度与体积传质系数的实验测量系统,该实验系统温度、压力、溶解度、体积传质系数的扩展不确定度分别为0.02 K、0.01%、2%、4%。利用该实验系统测量了温度为323～343K、压力为0.9～5.0 MPa范围内CO_2在正戊醇中的溶解度和体积传质系数。CO_2在正戊醇中的摩尔分数随着压力的升高而升高,在温度为323 K时,压力从2.5 MPa升高到3.2 MPa,溶解度升高26%。CO_2在正戊醇中的摩尔分数随着温度的升高而减小,在压力为0.9 MPa时,温度从323 K升高为343 K,溶解度降低26%。升高温度和压力都有利于提高体积传质系数,当温度和初始压力分别由323 K、1.1 MPa升高至343 K、5.0 MPa时,CO_2在正戊醇中的体积传质系数由0.0089 s~(-1)升高至0.0175 s~(-1)。     

生物法合成1，3—丙二醇

1,3-丙二醇(PDO)的生产方法有化学法和微生物发酵法两种,1999年全球1,3-PDO产量达到8.1万t。微生物发酵法工艺与化学法相比条件温和、操作简便、副产物少、无环境污染,已成为各国研究的焦点。德国、法国、丹麦等欧洲国家开展了各种野生菌株将甘油转化为1,3-PDO的研究;DuPont公司与Genecor合作采用廉价的葡萄糖为底物,以基因工程菌为发酵微生物制备1,3-PDO;国内大连理工大学正在进行以玉米为原料经两步发酵生产1,3-PDO的研究。1,3-PDO是生产PTT的重要原料,为满足市场对PTT需求的增长,必须尽快解决1,3-PDO的工业化生产难题。     

二氧化碳羽流地热系统中地层水回流和岩石-流体作用对采热能力的影响

针对超临界CO_2(SCCO_2)开采地热过程中的渗流特征和可能产生的储层伤害,基于热力学原理和地化反应机理,建立了考虑地层水蒸发、CO_2-地层水-岩石地化反应、盐沉淀/溶解和储层孔渗变化的SCCO_2地热开采综合模型,分析了流体渗流特征和岩石-流体作用对采热速率的影响,并提出了提高SCCO_2采热速率的相应方法。研究结果表明,干燥SCCO_2持续注入会加剧地层水蒸发,造成注入井附近地层水饱和度梯度增加,使得气液毛管力大于驱替压差情况,导致地层水回流。地层水回流加剧了地化反应和盐析对注入井区域的伤害,使得SCCO_2渗流速度和采热速率降低。敏感性分析表明,储层温度、压力、孔隙度、渗透率和注采压差均会影响SCCO_2采热速率,其中地层水矿化度是影响储层盐析及采热速率降低的最重要因素。注SCCO_2前预注低矿化度水可有效缓解盐析对储层的伤害。     

离子液体中羰基钴催化3-羟基丙酸甲酯加氢制1,3-丙二醇

以Co2(CO)8为催化剂、离子液体[Bmim]PF6为溶剂,研究3-羟基丙酸甲酯(3-HPM)加氢制1,3-丙二醇(1,3-PDO)的反应,考察了催化剂用量、溶剂、促进剂及氢气压力、反应温度、反应时间对反应的影响。结果表明,在n[Co2(CO)8]/n(3-HPM)=0.05,咪唑为促进剂,反应温度140℃,氢气压力10.5 MPa,反应时间10 h的较佳反应条件下,3-HPM的转化率达94.2%,1,3-PDO的选择性达72.6%。并根据实验结果,提出了可能的催化反应机理。     

CO2+正己烷二元系统高压气液相平衡

利用可变体积高压釜,在313、333、353、373 K下,测定了2.15～12.63 MPa范围内高压CO₂与正己烷二元系统的气液两相平衡组成、密度、摩尔体积、气液相分配系数和正己烷在高压CO₂中的溶解度.实验结果表明：在相同温度下,平衡气相的密度随着压力的增大而增加,而液相的密度随压力的增大而减小到临界密度.用Franck方程进行了拟合,所得结果与实验数据相当符合.同时应用Chrastil半经验溶解度-密度方程拟合得出了正己烷在高压CO₂中的溶解度数据,得到对于该系统的溶解度方程参数.     

Pt/HPW/ZrO_2催化甘油脱氧制取1,3-丙二醇

以磷钨杂多酸为钨前驱体用浸渍法制备系列具有不同Pt含量和不同HPW/ZrO2焙烧温度的Pt/HPW/ZrO2催化剂。通过BET比表面积、红外光谱和X线衍射方法表征催化剂的结构,在连续流动固定床反应器中考察其对甘油水溶液催化脱氧制取1,3-丙二醇(1,3-PDO)反应催化性能的影响。结果表明:ZrO2负载磷钨杂多酸经500℃以上温度处理,磷钨杂多酸分解为相应的氧化物,单斜相WO3和磷氧化物分散在ZrO2表面。Pt/HPW/ZrO2催化剂对甘油脱氧反应具有较高的催化活性。铂负载量、HPW/ZrO2焙烧温度、反应温度、压力及甘油浓度等因素的变化,对甘油转化率和1,3-PDO收率的影响较大。在4 MPa、130℃、液体体积空速(LHSV)为0.25 h-1的反应条件下,2.0%Pt/HPWZ10(700)催化剂上60%甘油水溶液催化脱氧反应可得到53.4%甘油转化率和44.5%的1,3-PDO选择性,产物中1,3-PDO与1,2-丙二醇(1,2-PDO)摩尔比值达到14.3。100 h稳定性实验表明催化剂性能稳定。     

H_2和CO_2在甲苯中的二元系相平衡特性研究

建立了1套连续式热力学平衡测量装置,在压力1．5～10 MPa,温度303～343 K范围内,测量了H_2和CO_2在甲苯中的二元系平衡溶解度数据。结果表明,2种气体在甲苯中的溶解度均随压力增大而增加。H_2在甲苯中的溶解度随温度升高而增大。CO_2在甲苯中的溶解度则随温度升高而减小。考虑1个二元相互作用参数,将实验数据用Peng-Robinson状态方程式进行关联,可以获得满意的计算精度。     

国产生物法1,3-PDO合成PTT研究

以国产生物法1,3-PDO及PTA为原料,采用直接酯化法工艺路线合成了PTT,对缩聚工艺进行了研究,并以IR对PTT进行了表征,结果表明:可以用催化剂A以国产生物法1,3-PDO为原料制备得到PTT,较佳的缩聚工艺为温度:255℃,压力<50 Pa,时间:3.5~4 h。     

超临界水中硫酸钠溶解度研究

研究硫酸钠在超临界水中的溶解度。在实验范围内 (4 0 0 5 0 0℃ ,2 2 .5 30MPa)测得溶解度均小于40× 10 -6g/g。随温度降低和压力升高 ,硫酸钠溶解度增大。关联了溶解度模型 ,表明同一温度下的硫酸钠溶解度对数与水密度对数呈线性关系。     

苯酚在亚临界及超临界CO_2中溶解度的测定

利用流动法高压相平衡装置,测定了苯酚(固态)在亚临界和超临界CO_2中的溶解度.实验是在303-312K,8.5—50MPa的范围内进行.将实验数据与SRK和PR状态方程进行关联,得到了较好的结果.     

苯酚在亚临界及超临界CO_2中溶解度的测定

利用流动法高压相平衡装置,测定了苯酚(固态)在亚临界和超临界CO_2中的溶解度.实验是在303-312K,8.5—50MPa的范围内进行.将实验数据与SRK和PR状态方程进行关联,得到了较好的结果.