反应耦合法制备苯氨基甲酸甲酯产物分离过程的模拟

对碳酸二甲酯(DMC)和二苯基脲反应耦合法合成苯氨基甲酸甲酯(MPC)的产物进行分离研究;测定了MPC的热重数据以及MPC-DMC物系的汽液平衡数据;在考虑了各组分分离特性的基础上,确定了单塔减压侧线采出工艺;采用AspenPlus过程模拟软件对分离工艺进行了模拟计算。优化的操作条件为:理论塔板数为12块,进料位置为第8块塔板,侧线采出位置为第4块塔板,塔顶采出量为535.3kg/h,侧线采出量为16.0kg/h,塔釜绝对压力为98.94kPa,回流比为0.12。在此条件下,分离得到的塔顶产品中xDMC=99.6%,DMC的收率大于99.0%;塔釜产品中xMPC=98.7%,MPC的收率大于99.0%。     

纤维素在离子液体中均相酰化反应动力学

以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐（AmimCl）为反应媒介,以微晶纤维素为原料,研究了离子液体中纤维素与酸酐均相酰化反应的动力学,通过实验考察了纤维素初始羟基浓度（0.21～0.85 mol·L^-1）及反应温度（353～373 K）对酰化反应速率的影响。结果表明,随着离子液体中纤维素羟基浓度的增大和反应温度的升高,纤维素酰化反应的速率都呈增大趋势。通过实验得到了纤维素均相酰化反应的动力学方程,纤维素乙酐酰化及乙酐、丁酐混合酸酐酰化反应的反应级数均为1,表观活化能分别为19.03 kJ·mol^-1和20.04 kJ·2工艺路线,主要包括乙酸媒质浸出钙镁离子形成乙酸盐,碳酸化过程乙酸盐转化成碳酸钙产品,同时生成乙酸媒质循环利用。然而在碳酸化过程碳酸化反应结晶转化率低,从而制约该工艺路线的进一步工业应用。采用有机溶剂TBP萃取乙酸与碳酸钙结晶过程耦合,可以实现碳酸化反应结晶转化率的大幅度提高。通过实验研究了体系达到平衡时初始乙酸钙浓度对碳酸化过程的影响,结果表明碳酸化反应结晶转化率都在40%以上,比文献报道的高出一倍。基于强化碳酸化过程的机理分析,初步进行了耦合过程的热力学平衡计算。研究结果表明：由于有机溶剂TBP的加入,体系的酸性条件得到改善,有利于碳酸钙结晶析出;然而高浓度条件下,乙酸根与钙离子之间强烈的相互作用成为进一步提高碳酸化反应结晶转化率的主要障碍。     

煤基固废制备胶凝材料研究进展及应用

煤矸石、粉煤灰、气化渣作为煤炭开采—化工转化—燃煤发电等过程产生的固体废弃物,年排放量超过15亿t,综合利用率约60%,主要以低端建工建材消纳为主,市场趋于饱和。随着环保政策趋近,煤基固废的资源化利用新途径开发迫在眉睫。基于煤基固废具有铝硅酸盐成分、潜在的火山灰活性和特殊的微观结构等胶凝特性,低成本高性能的低碳胶凝材料成为其规模化高值利用的新途径。综述煤基固废胶凝材料的活性激发技术及应用领域。活性激发方面,阐述了物理激发、碱激发和酸激发等活化方式对胶凝材料矿相变化的影响规律和产品性能调控,总结了现有技术的优势和需要解决的问题。应用领域方面,分析了煤基固废胶凝材料在建筑材料、道路修复、环境修复等领域的应用效果。基于上述现状,对煤基固废胶凝材料激发机理研究、组分配比优化、材料环保性能、工程应用推广等未来发展方向进行展望。研究对煤基固废制备胶凝材料具有重要的借鉴意义,为煤基固废规模化利用提供新途径。     

尿素法常压非催化合成N,N'-二苯基脲

采用尿素和苯胺在常压下加热反应合成了N,N'-二苯基脲(DPU),考察了不同工艺条件及反应、分离强化手段对DPU产率的影响,初步研究了反应机理. 实验结果表明,在反应过程中通入氮气,苯胺与尿素摩尔比为5,180℃反应1.5 h,反应后减压蒸发分离,DPU的单程产率(以尿素计)达到99.1%. 苯胺既是反应物,又是反应介质,反应后未反应的苯胺可循环利用. 该工艺不需加任何催化剂和其他溶剂. 对反应机理的初步研究表明,苯基脲为主要的反应中间体.     

纳米Cr系催化剂上CO2氧化乙烷脱氢

Ethyleneispredominantlyproducedbysteamcrackingofnaphtha,ethaneorliquidpetroleum gasathightemperatureswithshortresidencetime .Withtheincreasingneedforethyleneandthedecreasingresourcesofpetroleum ,itisnecessarytodevelopalternativeroutesforethylene productio…     

废SCR脱硝催化剂中砷元素赋存形态与氧化碱浸脱除

以燃煤电厂废SCR脱硝催化剂为研究对象,通过XPS、ICP等检测方法研究废催化剂中杂质As元素的含量及赋存形态,发现废SCR催化剂中As元素存在形态为As2 O3与As2 O5.采用氧化碱浸技术,将难与NaOH反应的As2 O3氧化为更易反应的As2 O5,实现不同价态As元素的深度脱除.分别研究了氧化剂种类、氧化剂浓度、浸出剂浓度、反应温度、时间、液固比等因素对As元素脱除率的影响规律.结果表明,当反应温度为30℃、反应时间为4 h、H2 O2浓度为5％(质量分数)、NaOH浓度为10％(质量分数)、液固比为2 mL/g时脱砷效果最佳,废催化剂中As含量由1334×10-6降低至50×10-6,脱除率达到98.5％.所得产物为脱砷后催化剂,主要由锐钛矿型TiO2与少量WO3组成.通过EPR、XPS技术对H2 O2强化浸出的反应机理进行研究,发现废SCR催化剂中V元素主要以V4+、V5+两种价态存在,其与NaOH反应生成的HV2 O5-、VO43-和H2 O2引发的类Fenton反应,可产生具有强氧化性的羟基自由基,将难以脱除的As3+氧化为更易溶于碱液的As5+,提高As元素的脱除率.     

粉煤灰中非晶态硅赋存形态及定量分析方法研究

粉煤灰作为大型煤电基地的重要固体废弃物,年排放量超过6亿t,目前利用率仅为60%左右,大部分粉煤灰以堆存为主,造成严重污染,其资源化利用意义重大。以山西、内蒙古等大型能源基地产生的高铝粉煤灰为例,通过基础物性分析发现,粉煤灰中主要包括铝、硅、铁、钙等主量元素,主要以莫来石相、非晶相、铁质微珠相三类矿相形式赋存,其中莫来石相结构稳定,非晶相铝硅酸盐反应活性较高,但其配位结构复杂,反应活性不一。目前针对其丰富的铝硅资源,氧化铝提取和铝硅复合材料制备是主要高值化研究方向,其中非晶相硅的深度脱除是关键处理技术。针对非晶相硅的赋存形态及定量分析,首先采用核磁分析结合电子探针手段,明确非晶相中铝硅酸盐赋存结构复杂,其中硅原子主要以Q~4(4Al)、Q~4(3Al)、Q~4(2Al)、Q~4(0Al)、Q~2(1Al)五种配位结构形式存在,其中Q~4(0Al)含量高达56.5%;其次采用酸碱联合法,通过逐步削弱铝氧硅沸石自发反应可能性,选择性分离活性铝,促进活性作用位点大量暴露,从而实现非晶态铝硅酸盐的逐步梯级分离,进一步通过ICP、XRF、XRD、扫描电镜、电子探针等分析表征,明确莫来石晶相与铝硅酸盐非晶相之间的高效分离,并开展了2组平行试验,试验结果误差较小。结果表明:非晶相中硅含量为57%～58%,非晶相"鼓包峰"消失,其包裹的莫来石晶粒结构显现,证明非晶相二氧化硅得到高效脱除。该方法具有反应条件温和、误差小、操作弹性大等优点,对粉煤灰铝硅资源高值转化利用具有重要的指导意义。     

化工过程系统用能诊断和调优的“夹点分析”法

把热力学与系统工程的方法相结合，进一步将“夹点分析”应用于化工过程系统的用能诊断及调优。首先，从能量的角度将以能量驱动的过程单元如，反应器、精馏塔、压缩机等与换热器网络中的冷、热流股统一起来；然后，利用格子图，总组合曲线（ＧＣＣ）、扩充的总组合曲线（ＥＧＣＣ）、分离的总组合曲线（ＳＧＣＣ）等诊断工具，对化工过程系统进行用能诊断，给出相应的调优措施，并将该方法应用于实际的化工过程。