胆甾醇和链甾醇在混合溶剂中溶解度的NRTL-SAC和COSMO-RS预测

使用两个热力学模型NRTL-SAC和COSMO-RS预测胆甾醇和链甾醇在混合溶剂中的溶解度,并以实验数据为计算基准,通过平均相对偏差(ARD)评价模型的预测效果。为填补溶解度数据空白,采用静态法结合高效液相色谱法(HPLC)测定了298.2 K下两种甾醇分别随混合溶剂组成变化的溶解度。NRTL-SAC对两种甾醇的溶解度预测在满意范围,最大ARD为50.58%。COSMO-RS预测结果非常不理想。通过改进,输入一个298.2 K时的实验值预测同一混合溶剂组成下随温度变化的溶解度,结果预测值与实验值吻合得较好,胆甾醇和链甾醇在(正己烷+乙醇)混合溶剂中,总的ARD分别从80.57%和82.30%降为12.77%和21.32%。上述结果表明,只需少量实验数据的NRTL-SAC和只需一个实验数据的COSMO-RS(ref)可用于两种甾醇溶解度的预测,为工业分离纯化过程中的溶剂快速筛选提供重要的理论依据。     

氨基丙二醇功能化硼螯合树脂的制备及其硼酸吸附性能

分别用3-氨基-1,2-丙二醇（3-APD）和2-氨基-1,3-丙二醇（2-APD）对多孔氯甲基聚苯乙烯树脂（CMPS）进行修饰,制备得到含邻、间位二羟基官能团的硼螯合树脂：PS-3-APD和PS-2-APD。用傅里叶红外光谱仪（FTIR）、元素分析仪（EA）、压汞仪（MIP）和激光粒度仪（LPS）对材料进行表征,确认功能单体成功接枝于氯球上。对两种树脂进行了静态提硼性能研究,分别考察了原料液pH、初始硼酸浓度、外来金属离子对硼酸吸附量的影响,当溶液pH为9.15～9.20时,两种树脂对硼酸吸附量最大;溶液中Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺的存在会一定程度削弱树脂对硼酸吸附性能。吸附动力学表明其吸附速率较快,且均满足准二级动力学模型。与Freundlich相比,吸附等温线更符合Langmuir模型,拟合得到的理论最大吸附量分别为0.730mmol/g和0.868mmol/g。本文对未来新型硼螯合树脂的开发及工业化应用提供参考和指导。     

二氧化碳等离子体处理生物质焦油

生物质气化过程中副产的焦油不仅有腐蚀设备、堵塞管道等危害，而且会降低生物质气化效率，传统的物理处理与热裂解处理方法存在诸多不足。本文基于旋转弧热等离子体反应装置，以二氧化碳作为等离子介质，选取苯及苯萘混合物作为生物质焦油的模型化合物进行了气化实验，实现了向合成气的高效转化（碳收率可达到90%以上），初步显示了该路线的可行性。进一步分析了真实生物质焦油的物质组成，考察了二氧化碳等离子体对焦油的气化性能，焦油内的水分可作为气化剂，调节合成气中H₂/CO的比例（0.3~1）。上述结果为生物质焦油无害化、资源化利用技术的发展提供了新的思路。     

复合催化剂在油酸豆甾醇酯合成中的应用

以油酸和豆甾醇为原料,研究了以硫酸氢钾-金属氧化物为组合的复合催化剂在酯化合成中的应用。首先,通过与其他硫酸盐的酯化效果进行比较,筛选出KHSO4是适用于酯化合成中高效且安全的催化剂,并将其和不同的金属氧化物进行组合作为复合催化剂进一步探究酯化效果。通过实验结果比较,得到KHSO4-Zn O作催化剂的酯化率最高。然后,将KHSO4-Zn O作为复合催化剂,针对催化剂用量、反应温度、反应时间、酸醇摩尔比等因素进行考察,探究油酸和豆甾醇的最佳酯化条件。得到最佳工艺条件为:在通高纯氮气条件下,选用3.0%KHSO4+1.0%Zn O(以豆甾醇的质量分数计)为催化剂,油酸和豆甾醇的摩尔比为1.8:1,反应的温度为150℃,反应的时间为7 h,酯化率达到92.17%。本工艺利用KHSO4-Zn O作为复合催化剂,得到较高的酯化率,实现了一条合成油酸豆甾醇酯的新工艺路线。     

链甾醇在五种有机溶剂中溶解度的测定、关联及预测

实验测定了链甾醇在正己烷、丁酮、正丁醇、DMSO、乙酸等五种有机溶剂中的溶解度,填补溶解度数据空白。采用理想溶液、Apelblat和COSMO-RS模型对链甾醇的溶解度进行了关联和预测,通过平均相对偏差(ARD)评价各模型的关联或预测效果。理想溶液和Apelblat模型对实验数据关联的ARD均小于11.0%,但都没有预测新系统溶解度的能力。COSMO-RS预测结果误差大。通过改进,预测时输入一个实验数据,结果预测值与实验值吻合得较好,总的ARD从304.30%降为26.98%。上述结果表明只需一个实验数据的COSMO-RS(ref)可用于链甾醇溶解度的预测,为工业分离纯化过程中的溶剂快速筛选提供重要的理论依据。     

热等离子体裂解丙烷制乙炔数学模拟

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C_2H_2收率。     

腈纶工业中硫氰酸钠溶剂的净化技术

介绍了国内外腈纶生产过程中目前使用的吸附法、萃取法、离子交换法、离子延迟树脂法、凝胶色谱法等硫氰酸钠净化工艺。其中萃取法和离子交换法流程复杂、投资大 ,存在较严重的环境污染 ,其应用受到限制。活性炭吸附法初期投资最省 ,仅适合于处理二步法溶剂。离子延迟法和凝胶色谱法由于工艺流程简单、污染轻微 ,具有很好的应用前景。尤其是凝胶色谱法 ,是目前已有的方法中分离最完全、回收率最高的净化方法 ,值得在我国腈纶工业中大力推广。     

大功率旋转弧氢等离子体裂解丙烷制乙炔

通过合理的简化计算,建立了物料与能量衡算模型,优选工艺条件,并进行了MW级旋转弧氢等离子体裂解丙烷制乙炔的实验研究,考察了碳氢比与氢气比焓对裂解反应的影响。实验中输入功率的最大值为794.2 kW,实验结果表明:在实验范围内,丙烷的转化率维持在99.8%以上,裂解气中乙炔的最高含量达到了12.65%;碳氢比增加时,乙炔收率和比能耗均存在最佳点;氢气比焓增加时,乙炔收率存在最佳点,而比能耗则逐渐增加;实验中得到的最高乙炔收率为85.4%,最低比能耗为8.85 kW·h·(kg C₂H₂)^-1。实验结果验证了物料与能量衡算模型可以用于指导工艺条件的优选。