尿素生产中高温高压条件下NH_3-CO_2-H_2O-NH_2CONH_2体系的汽液平衡研究

提出了一个适用于尿素合成条件下(T=438.15～478.15K,P=6.87～24.5MPa,NH_3/CO_2=2.6～5.0,H_2O/CO_2=0.2～1.2)NH_3-CO_2-H_2O-NH_2CONH_2体系的热力学模型,该模型用PHS状态方程和Wilson方程来分别修正气液两相的非理想行为,用本模型可对尿素合成体系进行有效的汽液平衡计算.     

N_2-C_2H_6-CO_2三元系统汽液平衡的实验测定

在低温条件下测定了N_2C_2H_6CO_2系统的汽液平衡。所测数据的温度范围为220.00～253.15K,压力范围为2.00～5.00MPa。实验数据以常用的几个状态方程RKS、PR以及LKP来检验,结果令人满意,实验结果并被用来对以上3个状态方程中二元相互作用系数进行了优选。对于全部105个测量点的汽相组成,实验值和计算值之差的算术平均值分别为0.0064（N_2）,0.0039(C_2H_6）,0.0050（CO_2）,压力实验值和计算值的算术平均相对误差为1.7％。     

超临界CO_2流体萃取大豆油的研究与数值模拟

本文建立了一套超临界流体萃取的实验装置 ,在压力为 2 0MPa～ 30MPa ,温度为30 8K～ 32 3K的条件下 ,研究了用超临界二氧化碳萃取大豆油。试验证明用超临界流萃取的方法可以较为完全地得到大豆中的油分。基于固定床、积分柱塞流与微分混合流的假设建立了理论计算模型 ,使用这个模型可以根据装料量少耗时短的微分萃取试验结果来较为准确地计算出相同条件下积分萃取的过程。经本试验结果比较证明该方法简便可行 ,在本文条件下误差小于 6 % ,是对超临界流体萃取放大研究的一种探索     

邻羟基苯甲酸和邻甲氧基苯甲酸在超临界CO2中的溶解度研究

采用流动法测定和研究了邻羟基苯甲酸和邻甲氧基苯甲酸在308K、328K下,10．0～24．0MPa范围内,在纯超临界CO2中的溶解度,并简要分析分子极性和结构特点对固体溶质溶解度大小的影响。同时,将超临界流体视为膨胀液体,根据溶液理论,建立了计算溶质在超临界流体中溶解度的膨胀液体模型。应用该模型对试验数据进行回归,得到了令人满意的结果。     

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)。     

含(CH4+CO2+H2S)酸性天然气水合物形成条件实验与计算

采用高压全透明蓝宝石水合物相平衡装置,测定了(CH₄+CO₂+H₂S)三元酸性天然气在纯水条件下的水合物生成条件数据.实验温度范围为274.2～299.7 K,压力范围为0.58～8.68 MPa.混合物气体中H₂S和CO₂的浓度分别为 4.95%（mol）～26.62％（mol）和6.81%（mol）～10.77%（mol）.采用Chen-Guo水合物模型对实验数据进行了计算,结果表明,在不同的H₂S浓度下,Chen-Guo水合物模型的预测精度优于CSMHYD 模型.随着H₂S浓度的增加,计算的绝对偏差增大.针对H₂S浓度较高［＞10％（mol）］的体系,该两种水合物模型均有待改进.     

CO2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323～343 K、压力为0.9～5.0 MPa范围内CO₂在正戊醇中的溶解度和体积传质系数。CO₂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%。CO₂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,CO₂在正戊醇中的体积传质系数由0.0089 s^-1升高至 0.0175 s^-1。     

气体在石墨化炭黑上吸附平衡的普遍化模型

通过静态容积法测试了CO2和CH4在石墨化炭黑上的吸附平衡数据,温度范围253.2～313.2 K,压力范围0～4.5 MPa.利用Virial方程计算CO2和CH4吸附平衡的亨利常数K,绘制(K·p)-n的普遍化曲线.结果表明,普遍化曲线可以很好地描述不同温度下CO2和CH4的吸附平衡数据,利用普遍化模型能够实现预测...     

正丁烷气相着火的骨架反应机理模型

为了研究正丁烷催化着火过程中气相反应与表面反应的相互作用，需要建立一个能够与表面催化反应机理耦合且规模较小的正丁烷着火动力学机理模型。通过反应途径分析和灵敏度分析相结合的方法，构建了包含80个组分和378个基元反应的气相动力学机理。通过与详细机理进行对比，该简化机理在压力1 MPa、计量比1、初始温度700 K条件下燃料和氧气的消耗速率、温度以及主要产物（H2O和CO2）的分布等保持一致。同时，在较宽的压力(0.1、1、2、3 MPa)、计量比（0.5、1、2）和温度（650～1450 K）范围内与详细机理计算的着火延迟时间具有很好的一致性，体现了简化机理的准确性。     

真实吸附溶液理论预测CH4-C2H6在活性炭上的吸附平衡

采用容积法测试了纯CH₄和C₂H₆在204-Ⅱ活性炭上的吸附等温线,温度为293 K,压力范围为0～4 MPa。采用捕集法测试了CH₄-C₂H₆混合体系293 K、0～1.1 MPa条件下在204-Ⅱ活性炭上的吸附平衡数据,其中CH₄浓度范围34.0%～95.2%。引入描述吸附相自身非理想性的真实吸附溶液模型(RAST),结合描述吸附剂表面势场不均一的孔径分布模型(MPSD),建立了MPSD-RAST模型,其中RAST模型中的活度因子使用Wilson方程和NTRL方程计算。采用MPSD-RAST模型对CH₄-C₂H₆吸附平衡数据进行了预测,并与理想吸附溶液模型(IAST)和MPSD-IAST模型进行了对比分析。结果表明,对于轻组分CH₄,MPSD-RAST模型预测平衡吸附量和摩尔分数的精度明显优于IAST和MPSD-IAST模型;对于重组分C₂H₆,IAST、MPSD-IAST和MPSD-RAST 3种模型的预测偏差均低于5%。研究结果表明,预测混合气体的吸附平衡,吸附相自身非理想性是必须考虑的重要因素。     

High-pressure Phase Equilibria for Binary Ethanol System Containing Supercritical CO_2

High-pressure phase behavior of supercritical (SC) CO2 ethanol system was investigated at 333.2 K, 348.2 K, 353.2 K, 368.2 K, 413.2 K and 453.2 K and pressure from 2.0 MPa to 14.3 MPa. The measurement was carried out in a cylindrical autoclave with a moveable piston and a window for adjustment and observation of phase equilibria at given T and p. The samples were taken from two coexisting phases and were analyzed to obtain their compositions. It is shown that the solubility of SC CO2 in ethanol increases drastically with pressures at the given temperature, but the content of ethanol in CO2-rich phase increase faintly.     

CuO-ZnO-Al_2O_3-Cr_2O_3/改性坡缕石催化二氧化碳加氢合成二甲醚的研究

制备并表征了酸改性坡缕石负载溶胶凝胶CuO-ZnO-Al2O3-Cr2O3催化剂,研究了其对二氧化碳加氢合成二甲醚的活性,结果表明改性坡缕石能有效促进甲醇脱水转化成二甲醚。测定了酸浓度、焙烧温度对坡缕石催化性能的影响,并测定了温度、压力对CuO-ZnO-Al2O3-Cr2O3/改性坡缕石催化二氧化碳加氢制备二甲醚的活性影响,用0.2 mol/L HCl酸化,焙烧温度573 K的坡缕石负载CuO-ZnO-Al2O3-Cr2O3后,在553 K、3 MPa下,制备的催化剂活性最好,二甲醚的收率和选择性较高。     

铬酸钾碳酸化咽收钾碱的初步研究

探讨了铬酸钾碳酸化制备钾碱的反应过程中铬酸钾初始浓度、二氧化碳分压和反应温度对碳酸化结果的影响,结果表明,在铬酸钾浓度为40％、二氧化碳分压0．6Mpa、反应终点温度18℃的条件下,所得碳酸氢钾的浓度可达225g／L以上,并推导了其反应机理和动力学方程。     

Si2N2O标准生成吉布斯自由能的测定

用两种方法测量了Si2N2O的标准生成吉布斯自由能ΔfGθSi2N2O:其一是在0.1 MPa氮气压力条件下,在1 073～1 869 K范围内,利用Y2O3稳定ZrO2固体电解质,以Cr和Cr2O3为参比电极,用极化法测试;其二是在1 673和1 773 K下通过Ni-NiO平衡控制氧分压法测试。结果表明,两者吻合很好,其表达式可写为:ΔfGθSi2N2O=-960.627+0.292T±6.2(kJ·mol-1),其中1 073 K≤T≤1 869 K。     

CO2-H2O和CO2-H2O-NaCl 体系的相平衡研究进展

To study the feasibility of CO2 geological sequestration,it is needed to understand the complicated mul- tiple-phase equilibrium and the densities of aqueous solution with CO2 and multi-ions under wide geological condi- tions（273.15—473.15K,0—60MPa）,which are also essential for designing separation equipments in chemical or oil-related industries.For this purpose,studies on the relevant phase equilibria and densities are reviewed and analyzed and the method to improve or modify the existing model is suggested in order to obtain more reliable predictions in a wide temperature and pressure range.Besides,three different models（the electrolyte non random two-liquid（ELECNRTL）,the electrolyte NRTL combining with Helgeson model（ENRTL-HG）,Pitzer activity coefficient model combining with Helgeson model（PITZ-HG））are used to calculate the vapor-liquid phase equilib- rium of CO2-H2O and CO2-H2O-NaCl systems.For CO2-H2O system,the calculation results agree with the experimental data very well at low and medium pressure（0—20MPa）,but there are great discrepancies above 20MPa.For the water content at 473.15K,the calculated results agree with the experimental data quite well.For the CO2-H2O-NaCl system,the PITZ-HG model show better results than ELECNRTL and ENRTL-HG models at the NaCl concentration of 0.52mol·L ^-1 .Bur for the NaCl concentration of 3.997mol·L ^-1 ,using the ELECNRTL and ENRTL-HG models gives better results than using the PITZ-HG model.It is shown that available experimental data and the thermodynamic calculations can satisfy the needs of the calculation of the sequestration capacity in the temperature and pressure range for disposal of CO2 in deep saline aquifers.More experimental data and more accurate thermodynamic calculations are needed in high temperature and pressure ranges（above 398.15K and 31.5MPa）.     

Experimental studies and modeling of CO2 solubility in high temperature aqueous CaCl2, MgCl2, Na2SO4, and KCl solutions

The phase equilibria of CO₂ and aqueous electrolyte solutions are important to various chemical‐, petroleum‐, and environmental‐related technical applications. CO₂ solubility in aqueous CaCl₂, MgCl₂, Na₂SO₄, and KCl solutions at a pressure of 15 MPa, the temperatures from 323 to 423 K, and the ionic strength from 1 to 6 mol kg^?1 were measured. Based on the measured experimental CO₂ solubility, the previous developed fugacity‐activity thermodynamic model for the CO₂‐NaCl‐H₂O system was extended to account for the effects of different salt species on CO₂ solubility in aqueous solutions at temperatures up to 523 K, pressures up to 150 MPa, and salt concentrations up to saturation. Comparisons of different models against literature data reveal a clear improvement of the proposed PSUCO2 model in predicting CO₂ solubility in aqueous salt solutions. © 2015 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 61: 2286–2297, 2015     

以骨架镍为催化剂由5-硝基苯并咪唑酮制备5-氨基苯并咪唑酮

以5-硝基苯并咪唑酮为原料,以骨架镍为催化剂,高压加氢制备了5-氨基苯并咪唑酮,研究了骨架镍的类型及循环回收利用、反应温度、压力和反应溶剂及用量对反应的影响。通过实验得到了适宜的反应条件,以乙醇为溶剂,其用量为120 mL/mol硝基物,反应温度90~95℃,反应压力2~3 MPa,催化剂用量为硝基物质量的4%~5%,可循环回收利用4次,得到产物5-氨基苯并咪唑酮,产物收率约为90%,产物的质量分数达到99.0%以上。     

二乙基二硫代氨基甲酸二乙胺在超临界CO_2中的溶解度测定

利用动态法测定了超临界络合萃取中的一种重要络合剂——固体二乙基二硫代氨基甲酸二乙胺(Et2NH2DDC)在超临界CO2中的溶解度。实验的温度、压力范围分别是308.2~328.2K,10.0~30.0MPa;溶解度随着温度、压力的增大而增大。将实验结果用Chrastil缔合模型法进行关联,取得了比较好的关联精度。     

CO_2加氢一步法合成低碳烯烃研究进展

对CO_2加氢合成低碳烯烃反应进行了热力学分析,就近年来关于CO_2加氢合成低碳烯烃反应及廉价氢的供给的研究进展进行了综述。