过氧化氢氧化β-巯基乙醇合成羟乙基磺酸的连续流工艺

以β-巯基乙醇为底物,过氧化氢为氧化剂,研究了在微通道反应器液相氧化合成羟乙基磺酸的连续流工艺。实验考察了物料配比、过氧化氢浓度、反应温度、停留时间对氧化反应的影响,在具有特殊微结构的毫米通道微反应器中,物料摩尔比n(H₂O₂)∶n(β-巯基乙醇)=3. 6∶1,H₂O₂质量分数为40%,反应温度40℃,停留时间120 s,β-巯基乙醇转化率达96. 5%,羟乙基磺酸收率达88. 1%。此工艺充分利用微通道连续流反应器优良的传质传热特点,大大缩短了反应时间,提高了反应速率,实现对氧化反应过程的有效控制,增加了安全系数。     

电化学反应器中Fenton试剂分解4-硝基酚动力学

以4-硝基酚为处理对象,在电化学反应系统中考察了Fenton试剂投加量,亚铁离子与过氧化氢的摩尔比(Fe²⁺/H₂O₂) ,初始pH值和过氧化氢投加时间等因素对4-硝基酚分解速率的影响。电化学处理系统由圆筒型电解槽和贮槽组成,并分别视为平推流反应器(PFR)与全混式反应器(CSTR),由此建立相应的数学模型。通过模型可确定4-硝基酚分解的准一级反应速率常数。结果显示,当(Fe²⁺/H₂O₂)一定时,准一级反应速率常数随着Fenton试剂投加量的增加而增加;而Fenton试剂投加量一定时,过氧化氢的快速投加能提高准一级反应速率常数;对准一级反应速率常数存在最佳的(Fe²⁺/H₂O₂)比值或初始pH值。     

分段进气环流反应器传质性能及在葡萄糖氧化中的应用

在多级环流反应器的基础上,发展了一种新型分段进气、多级环流反应器(MS-MSALR)。在气流量为0.2～0.6m3/h的条件下,研究了MS-MSALR中体积传质系数、葡萄糖氧化反应速率随气流量的变化规律,并与多级环流反应器进行了比较。多级环流反应器的体积传质系数随气流量的增加而增大,葡萄糖氧化反应速率随气流量的增加而增加。MS-MSALR的体积传质系数呈抛物线状分布,最大值约为多级环流反应器的2.4倍;反应速率在Q2/Q1较小时取得最大值,并保持不变。     

液体混合物的导热系数方程

本文从传质反应速率理论的基本思想出发,建立了一个新的传热理论——传热反应速率理论。结合统计热力学模型,引进局部组成概念,导出了一个新的导热系数方程。对于n元液体混合物,该方程可表示为: λ=(2πRT~3 multiply from i=1 to n M_ix_1)(1/2)·〔(s/2)sum from i=1 to n Q_ix_1U_11-RT sum from i=1 to n θ_i lnτ_(jt)〕~2·exp〔sum from i=1 to n q_in_ix_i sum from j=1 to nθ_(ji)lnτ_(ji)-a/2RT sum from i=1 to n q_jn_ix_iU_(ji)〕该方程应用于87个二元体系的关联和16个多元体系的推算结果表明该方程是可行的和可靠的,计算精度是令人满意的。     

海藻酸钙固定化零价铁抗团聚及堵塞的作用机制

以海藻酸钠(SA)、氯化钙、微米零价铁(MZVI)为原料,制备了海藻酸钙(CA)固定化MZVI填料(CAZ),通过静态烧杯实验和动态PRB模型实验,探讨了CA运用对Cr(Ⅵ)的去除性能的影响,并通过电镜扫描分析了CA避免团聚、堵塞机制。实验结果表明,CA凝胶颗粒的运用能显著提升MZVI的除Cr(Ⅵ)性能,CAZ相比MZVI对Cr(Ⅵ)的去除率和反应速率分别提升7.1倍、23.0倍;MZVI利用率的提高是CAZ反应器处理Cr(Ⅵ)水量显著大于MZVI反应器的主要原因,MZVI反应速率的提高是CAZ反应器出水Cr(Ⅵ)浓度显著低于MZVI反应器的主要原因。电镜扫描结果表明,SA与氯化钙交联形成的CA具有丰富的骨架孔道结构,具有骨架支撑作用,能有效克服MZVI颗粒因重力作用导致团聚、降低比表面积的缺陷。CA表层固定的MZVI颗粒与Cr(Ⅵ)反应生成的(Fe_xCr_1-x)(OH)₃络合沉淀会冲破CA表层外壳,释放到零价铁-渗透反应墙(Fe⁰-PRB)系统中,导致PRB反应初期出现堵塞现象;大部分MZVI颗粒...     

CH4-CO2热化学储能系统反应机理的数值仿真

催化重整反应器是热化学储能装置的核心设备,但由于反应器内部情况较为复杂多变,导致实验仅能获得不同催化剂下反应的宏观结果。为了获得反应器内部温度、压力、速度等因素对反应的影响规律,分析反应器内部的反应过程,揭示Ni/Al_2O_3/MgO催化剂和焦炭催化剂的催化机理,基于计算流体动力学,利用数值仿真方法,构建了催化重整反应器的三维模型,采用三维轴对称稳态不可压缩湍流有限速率模型,研究了不同催化剂及结构参数对反应的影响。结果表明:两种催化剂都能有效促进反应的进行;相比较而言,Ni/Al_2O_3/MgO催化剂在满足n(CO_2)/n(CH_4)=1、T=850℃、P=0.1 MPa的情况下,H_2/CO比值更接近于1,对CH_4-CO_2热化学储能系统甲烷干重整(DRM)反应有更好的促进作用;采用Fluent软件分析热化学催化重整反应的反应规律较为可靠。     

包覆型Hβ和MCM-41复合分子筛作载体制备Pt加氢脱硫催化剂的研究

以Hβ为内核、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂、偏硅酸钠为硅源,采用附晶生长法在Hβ表面包覆了一层MCM-41介孔相。分别以Hβ、MCM-41、包覆型复合分子筛(βM)以及Hβ和MCM-41机械混合物(β+M)作载体,采用等体积浸渍法制备了Pt催化剂。以二苯并噻吩(DBT)为模型含硫化合物,考察了催化剂的加氢脱硫(HDS)反应性能。结果表明,引入酸性Hβ载体不同程度地提高了催化剂的HDS活性,但也加剧了HDS产物的裂化反应。Pt/βM的HDS活性与Pt/Hβ接近,显著高于Pt/MCM-41和Pt/β+M。DBT在Pt/MCM-41上以直接脱硫路径为主,且不发生裂化反应。Pt/βM兼具很高的HDS活性和较低的裂化选择性,同时预加氢路径选择性也有所提高,说明包覆型βM复合分子筛是一种潜在的优异深度HDS催化剂载体。     

三种煤焦水蒸气加压气化活性的研究

本文首次用调试的填充床天平反应器(Packed Bed Balance Reactor,即PBBR)系统于(0.98～24.50)×10~5Pa压力和750～1000℃温度条件下,进行了三种煤焦与水蒸气气化反应性的研究。实验结果表明:煤焦气化活性随原煤变质程度增加而降低;随压力和温度的增高,三种煤焦的基碳转化率和比气化速率均增大。本文用未反应芯表面反应模型,描述了煤焦水蒸气气化反应过程,由此计算了三种煤焦的反应速率常数,求得了反应活化能,提出了一个包括水蒸气分压,基碳转化率和反应温度影响的煤焦-水蒸气反应速率方程式为: dx/dt=K_0P_(H_2)~n_o(1-X)~(2/3)exp(-E/RT)     

膜反应器的理论分析

以化学反应工程的观点,对一级可逆反应的膜反应器进行了理论分析。建立了反应速率和分离速率偶合的联立动力学方程求解方法,得出关于膜反应器的几个基本结论。1.膜反应器能促进反应效果必须具备下列条件:(1)膜的选择性 S_m 要远大于反应平衡常数 K_o 的倒数S_,》K_c~(-1)(2)正反应的速率常数 k 比反应物 R 的分离速率常数 k_R 要大一些。2.膜反应器的理想最大转化率 X_mX_m=1/[1+(S_mK_c)~(-1)]3.当无因次参数 m 为7.9时,膜反应器的相对转化率η为99%,且应该在 m≥7.9附近进行操作。4.膜反应器的各种参数与促进反应效果的最适宜的操作条件有关。通过分析,确定了膜反应器的总转化率有某一个理想的最大值,可得到理想的最大转化率、膜的选择性和平衡常数之间的关系。在设计条件和操作条件下,这种关系对于所研究的膜反应器是有效的。     

活性污泥的连续流发酵产氢实验研究

采用好氧活性污泥为种泥,以连续流搅拌槽式反应器(CSTR)作为发酵生物制氢反应装置,对发酵法生物制氢系统的启动和运行进行了实验研究。反应器有效容积为10L,接种污泥取自哈尔滨啤酒厂有机废水好氧生物处理系统的二沉池。反应器在污泥接种量为6.09 g·L~(-1),进水有机物浓度2000 mg COD·L~(-1),pH 5～7,HRT 8 h和(35±1)℃的条件下启动,运行27 d后达到稳定的乙醇型发酵状态,最高产气速率和产氢速率分别达到10.1 L·d~(-1)和5.8 L·d~(-1)。在进水有机物浓度提高到4000 mg COD·L~(-1),其他控制条件不变的情况下,系统可在3 d内重新达到新的平衡,最高产气速率和产氢速率分别达到20.7 L·d~(-1)和10.8 L·d~(-1),而氢气含量和发酵类型未发生改变。     

序批式生物膜——活性污泥复合反应器与活性污泥反应器的碳氮去除研究

采用SBR反应器对比研究了序批式生物膜-活性污泥复合反应器(HSBR)与活性污泥反应器(SBR)的碳氮去除。结果表明,两反应器在COD、NH₄-N去除率方面无明显差异,但HSBR的NH₄-N过程去除速率显著高于SBR反应器,且HSBR反应器的TN去除率可达62.95%,高于活性污泥反应器39.3%。HSBR的悬浮污泥和附着污泥的比硝化速率分别为2.14 mgNH₄-N/(gTS.h)和1.16 mg mgNH₄-N/(gTS.h),比反硝化速率分别为0.16 mgNO_X-N/(gTS.h)和1.22 mgNO_X-N/(gTS.h),显示HSBR的硝化作用主要集中在悬浮污泥中,而反硝化作用则主要是由生物膜附着污泥完成。     

环管工艺氢调法生产高熔体流动速率抗冲击共聚PP M30RH

在双环管反应器与气相反应器串联的聚丙烯(PP)装置上,通过非对称给电子体注入技术,利用氢调法并控制气相反应器中乙烯含量以及乙烯气与乙烯和丙烯混合气的摩尔比,使产品中橡胶相含量合理,最终生产出刚性和韧性相对平衡的高熔体流动速率(30.0 g/10 min)、抗冲击共聚PP M30RH。M30RH在-20℃时的缺口冲击强度达3.9 kJ/m2以上,弯曲模量可达1 200 MPa以上,各项性能均达到国内同类产品水平,产品得到用户认可并应用于多个领域。     

生物膜反应器SBBR的动力学研究

采用序批式生物膜反应器(SBBR)处理经Fenton预处理后的偶氮染料活性嫩黄K-6G模拟染料废水。试验结果表明:该反应器的COD去除效果稳定,平均去除率达63%,且具有一定抗冲击负荷能力;好氧段COD降解过程服从扩散控制下的生物膜反应动力学模型:rA=1.69(S-55.2),其中包含扩散作用的膜表面反应速率常数k1A为1.69 m/d,生化反应速率常数k1Vf为47 867～95 733 d-1。     

晋城煤蒸汽气化本征动力学研究

本文用晋城干馏煤,以蒸汽为气化剂,于管式反应器中在850～1100℃条件下作了本征动力学的研究.研究结果发现,转化率在0.2附近时,气化速率最大.常压下,反应速率与温度和转化率呈如下关系dx_c/dt=1.45×10~5exp(-19650/T)x_c~(0.25)(1-x_c)本文还得出了950℃下,0.1～1.5MPa范围内蒸汽分压对反应速率的关联dx_c/dt=2.13×10~6P_(H_2O)/(1+4.69P_(H_2O))exp(-19650/T)x_c~(0.25)(1-x_c)     

铜络合物手性催化羰基ene反应的密度泛函研究

应用密度泛函理论在M06/6-31G(d,p)(对铜应用LANL2DZ(f)基组)水平下细研究了手性噁唑啉铜(Ⅱ)催化二酮酯与烯烃的不对称羰基ene反应。该反应有四条可能反应通道,主要经历了噁唑啉铜(Ⅱ)与二酮酯配位生成络合物m1,络合物m2a1、m2a2、m2b1、m2b2,噁唑啉铜-α-羟基-β-酮酯络合物m3a、m3b。烯烃进攻噁唑啉铜-二酮酯络合物m1是手性噁唑啉铜(Ⅱ)催化二酮酯与烯烃的不对称羰基ene反应的速率决定步骤,也是该反应的手性决定步骤。因此该反应的主要反应通道为:m1→TS_(m1-m2a1)→m2a1→TS_(m2a1-m3a)→m3a,主要产物为(S)-α-羟基-β-酮酯,这与M.P.Doyle课题组的实验研究一致。     

静电纺丝紫苏醛/甲基-β-环糊精包合物纳米纤维的制备与表征

为提高紫苏醛(PA)的热稳定性和水溶性,扩展其应用,以甲基-β-环糊精(MβCD)为主体分子,PA为客体分子,通过静电纺丝技术制备了PA/MβCD包合物(PA/MβCD-IC)纳米纤维(PA/MβCD-IC-NF)。采用SEM、¹HNMR、XRD、TGA、FTIR和分子模拟对PA/MβCD-IC-NF进行了表征和分析,测试了其相溶解度,评价了其抗氧化活性和抑菌性能。结果表明,PA已被成功地包裹在MβCD空腔中,形成PA/MβCD包合物;PA/MβCD-IC-NF为非晶体结构,直径分布较均匀且表面光滑,平均直径为(134±60) nm。质量浓度为12 g/L的PA/MβCD-IC-NF(2 cm×2 cm)在1 s内可完全溶解。与PA相比,PA/MβCD-IC-NF中PA的热稳定性和水溶性都显著提高。PA/MβCD-IC-NF的抗氧化活性明显高于PA,对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的抑制率分别为96.2%±0.1%和94.0%±0.3%。     

阴离子对Zn/Hβ催化剂积碳行为的影响

在固定床反应器中研究了乙醇制丙烯反应中不同阴离子对Zn/Hβ催化剂的积碳行为的影响。采用红外光谱(FT-IR)、氧程序升温氧化(TPO)、X射线衍射(XRD)、氨程序升温脱附(NH_3-TPD)及N_2等温线吸附-脱附技术(BET)对反应前后催化剂的表面积碳进行了研究。结果表明:在乙醇制丙烯反应中,Zn/Hβ分子筛上的积碳物种主要是芳烃类物种和脂肪烃类物种;Hβ和16%Zn/Hβ-Ac催化剂的反应活性中心为催化剂表面的弱酸中心,而质量分数16%Zn/Hβ-S,16%Zn/Hβ-C,16%Zn/Hβ-N催化剂的强酸中心是积碳反应的活性中心;Zn/Hβ分子筛上积碳主要沉积在催化剂的外表面和孔口,尤其是微孔孔口。     

磺化与硫酸化技术与装备简况

正1全球主要磺化/硫酸化装备统计目前世界上主要有7种磺化反应器系统(见表1),5家公司拥有知识产权。全球各地广泛使用的磺化反应系统多为Ballestra Sulphurex F多管降膜式磺化反应器(MT-FFR)、两步中和(Neutrex)系统以及Chemithon带淬冷循环反应器的降膜式磺化反应器、中和用循环环路反应器(由出料量可调的齿轮式循环泵、管壳式换热器和均质器构成)。     

CuO/ZnO/CeO_2-ZrO_2催化甲醇水蒸气重整制氢性能

以液体燃料甲醇分布式现场重整制氢系统开发为研究目的,根据非对称耦合的思想,将Cu O/Zn O/Ce O2-Zr O2甲醇水蒸气重整催化剂和Pt/Al2O3催化燃烧催化剂应用于套筒式小型制氢反应器中,实现了甲醇水蒸气重整反应和燃烧反应的耦合。实验考察了Cu O/Zn O/Ce O2-Zr O2催化剂在套筒式小型制氢反应器中的性能。结果表明:在套筒式小型制氢反应器内,Cu O/Zn O/Ce O2-Zr O2催化剂的甲醇水蒸气重整活性比商业Cu O/Zn O/Al2O3催化剂高出30%左右;并且多次开停车和改变反应条件,均未对催化剂和反应器产生明显影响,150 h内催化剂和反应器稳定性良好。当反应温度为230~260℃,甲醇气体空速为300~1200 h-1,水醇物质的量比(S/M)为1.2时,最大氢产率达162.8 L/h,可为百瓦级质子交换膜燃料电池提供氢源。     

氢调法生产高流动性高刚性聚丙烯M50T

在国产第二代环管工艺聚丙烯(PP)装置上,不改变主催化剂和助催化剂组成的前提下,通过提高反应压力,将环管反应器中φ(H2)提高至0.52%,降低挤出机筒体温度(到210℃左右),突破了装置生产PP熔体流动速率(MFR)不大于40.0 g/10 min的技术难关,直接生产出MFR为50.0 g/10 min左右的高流动性高刚性PP M50T。M50T的弯曲模量大于或等于2 000 MPa,拉伸屈服应力大于38.0 MPa,等规指数大于96.0%。