加氢催化剂预硫化宏观动力学

对催化剂颗粒采用未反应缩核模型,并在床层内对硫化氢进行物料衡算,建立了加氢催化剂预硫化宏观动力学的数学模型,利用 Crank-Nicholson差分方法及最小二乘法和单纯形法对模型参数进行了求解和优化。结果表明:温度是影响加氢催化剂预硫化反应速率的主要因素;加氢催化剂预硫化过程中,固定床出口硫化氢浓度的模型计算值与实验值吻合良好,相关系数可达0.98。     

TS-1催化苯羟基化制苯酚的本征动力学

TS-1分子筛催化苯羟基化法制苯酚是一种绿色工艺路线。对以TS-1为催化剂苯与过氧化氢反应制苯酚的本征动力学进行了研究。考察了搅拌速度、苯浓度、过氧化氢浓度以及反应温度等因素对苯酚初始生成速率的影响,并采用幂函数方程进行实验数据拟合。结果表明,在消除内外扩散影响的条件下,反应对于苯、过氧化氢的反应级数分别为0.62和0.55,反应的活化能为101.31 kJ/mol。依据上述结果建立了反应的本征动力学方程,并对模型进行验证,结果显示模型计算得到的苯酚初始生成速率与实验值的平均相对偏差为6.81%,吻合较好。研究得到的动力学模型为TS-1催化苯羟基化-膜分离耦合制备苯酚的条件优化及过程开发提供依据。     

蜡油加氢脱硫集总动力学模型研究

以减压蜡油（VGO）加氢脱硫（HDS）小试实验数据为基础,针对VGO HDS反应速率快慢,将原料中硫化物划分为快反应速率、中反应速率、慢反应速率3个集总,建立VGO HDS反应三集总动力学模型,并采用Levenberg-Marguardt算法对模型参数进行了求解。结果表明,该模型平均相对误差仅为5.18%,预测值可靠,外推性良好,模型参数计算结果符合加氢反应规律。通过模型计算,分析了液时空速、反应温度、反应压力对VGO HDS过程的影响,得到了HDS详细的反应规律,可为VGO HDS反应集总动力学研究和实验分析提供参考。     

连续反应釜中γ-十一内酯合成宏观动力学研究

研究了γ-十一内酯合成过程中包含可逆的主反应和丙烯酸聚合副反应的宏观动力学,为提高反应选择性提供了动力学依据。实验在连续操作的釜式反应器中进行,考察不同温度、不同进料流量条件下反应速率,利用实验数据对模型进行参数拟合,得到主反应和副反应动力学参数,经统计检验和残差分析表明,所建立的动力学模型可靠,可用于宏观描述该反应。研究结果证明:提高反应温度,降低丙烯酸浓度有利于提高主反应选择性、提高γ-十一内酯收率。     

考虑选择性和反应速率的多目标制药反应溶剂设计

药物研制过程存在着大量的液–液均相有机反应,合适的反应溶剂能够大幅提高此类反应的反应速率与选择性,从而提高合成效率,提升药物质量。以2,4-二氯-5-硝基嘧啶与对氨基苯腈的芳香亲核反应（S_NAr）为研究对象,采用计算机辅助分子设计（computer-aided molecular design, CAMD）的方法进行反应溶剂设计。首先使用量子力学（quantum mechanics, QM）计算的方法获得少量溶剂中的反应速率常数并通过反应动力学模型与溶剂性质关联,然后构建同时考虑选择性和反应速率常数的混合整数非线性规划（mixed-integer nonlinear programming, MINLP）的多目标优化模型,最后采用分解式算法对模型优化求解,实现制药反应溶剂设计的目标。     

聚丙烯环管反应器的模拟

以荆门石化总厂 7万t/a聚丙烯装置为基础 ,介绍了环管反应器特点 ,分析了物料在环管反应器中的流动特性 ,建立了符合其性能的数学模型。通过对模型的求解 ,得到了固含率、单体浓度、反应器温度、冷却水温度、聚合反应速率、链转移反应速率和催化剂失活速率等参数与环管反应器管长度的关系 ,为聚丙烯环管反应器的优化操作提供了理论依据     

催化裂化反应动力学参数识别与优化

以十二集总动力学模型为基础，讨论了催化裂化反应的参数识别思想，应用参数识别方法，对轻烷烃和轻燃料油催化裂化反应网络中的反应速率常数和时变失活函数进行了计算，并对模型计算值与实验值作了比较，二者吻合较为满意，在此基础上，研究了基于集总模型的优于问题用所建立的优化方法，得出了优化参数，提高了催化裂化装置的效率。     

浅谈丙烯酸甲酯反应的影响因素

丙烯酸甲酯的反应是典型的可逆反应,为了提高反应的转化率和反应速率,本文对反应机理进行了深入探讨,对此反应的主要影响因素进行了动力学和热力学方面的分析讨论,对实际应用有一定的指导意义。     

磷酸和氯化钾复分解反应速率的影响因素研究

研究了用磷酸和KCl复分解反应制备磷酸二氢钾反应速率的影响因素,考察了反应温度、压力、料液蒸发面积对提高反应速率的影响,提出了选择反应器的工艺条件。     

工业反应过程的开发方法(二)

第三章 反应的浓度效应 如上所述,反应工程理论对各类反应就各个工程因素进行了单因素的研究,这些单因素研究结果对过程开发工作有着重要的指导意义。此外,反应工程还有力地指导着开发工作中的理论思维方法。 反应结果的优劣,一般而言,由三项指标度量,即速率、选择性和能耗。速率决定反应器的尺寸。选择性则决定产品的原料单     

传质与反应耦合的乙烯氧化反应器模型与分析

以乙烯氧化生产乙醛的外循环鼓泡塔反应器为对象,建立了传质和反应耦合的数学模型,该模型为刚性常微分方程组,采用Gear算法求解。通过用散热率参数对初始模型进行修正,使模型计算值与工业生产数据基本一致,尤其是汽相中水的流率计算更加准确。对影响反应器操作因素的模拟分析表明,pH值、钯浓度、液体循环量、系统压力的增加均能提高乙烯转化率,而总铜浓度的增加则降低乙烯转化率。所建立的模型和模拟方法及计算结果对于乙醛工业生产过程的扩能改造具有指导作用。     

基于层流边界层理论的单组分液体蒸发速率的预测

对单组分液体蒸发模型的研究进展进行了总结。根据层流边界层理论和分子扩散理论,建立了层流环境下单组分液体蒸发的数学模型,并进行了风洞蒸发实验。将实验结果同新建模型的预测结果以及常用蒸发模型的预测结果进行了对比分析。结果表明,新建模型的预测结果与实验结果的偏差为33.5%,预测精度仅次于M ackay&M atsugu模型、NIOH-1模型和SUBTEC模型。在较低风速内,随着风速的增加,新建模型的预测精度逐渐增加;随着蒸发液体挥发性能的减弱,新建模型的预测精度增加。     

在催化过程中不同形状和尺寸的固体颗粒的磨损规律

应用圆盘碾磨器对制得的七种不同形状和尺寸的固体颗粒进行了系统的磨损试验和研究。验证了Ｇｗｙｎ的固体颗粒磨损动力学方程能在较广泛的范围内适用于颗粒的磨损；并推导出了颗粒的磨损速率与颗粒床层所受到的正压力大小之间关系的数学模型；研究了颗粒的平均粒径的变化与颗粒受磨损的时间（转角）之间的关系，并得出了表达它们之间关系的数学方程式；比较了不同形状和尺寸的固体颗粒的磨损规律，初步掌握了固体颗粒被磨损的因素。     

强碱催化亚油酸共轭反应动力学研究

在假设反应一步完成,且为不可逆恒容反应的基础上,建立了强碱催化亚油酸共轭反应的幂函数动力学模型,同时,经理论推导得到了机理模型。并通过实验拟合确定了2个模型的参数。结果表明:反应物的初始浓度、催化剂浓度、温度对反应速率都有重要影响,第1步为速率控制步骤。幂函数模型适用于催化剂浓度、温度等条件变化较大,且对预测结果要求不高的过程。而对于那些催化剂浓度、温度等条件恒定不变的过程,机理模型能提供准确的结果预测。     

基于双向图像的水中上升气泡溶解速率分析技术

鉴于水中上升气泡溶解速率在舰船自消隐气幕等研究中的独特地位和原研究将气泡按球体处理易产生明显误差的问题,在大量观察分析的基础上,提出了基于双向图像的水中上升气泡溶解速率分析技术,进而从技术思想、图像采集与处理、分析模型建立等方面进行了较为深入的研究,得出了具有一般性的数学分析模型。由于该技术将水中上升气泡按更加符合其真实形状的椭球体处理,因而可对其溶解速率进行更为精确的求解,实验结果也证明了其精确性。     

生物质裂解机理和模型(Ⅱ)——生物质裂解模型

总结了近50年来生物质裂解模型的研究成果,讨论了生物质裂解的一次反应模型、二次反应模型和传递模型的特点及应用状况.     

淹水稻田土壤条件下包膜控释肥料养分释放的动力学与数学模拟

采用室内培养方法,对包膜控释肥料在不同温度淹水土壤条件下的养分释放动态变化开展试验,建立了养分释放数学模型。应用该数学模型对包膜控释肥料N释放率的动态变化进行模拟和验证计算。结果表明,模拟值与实测值基本一致,证明数学模型具有实用性。     

Organocatalyzed Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime in a microreactor: Kinetic model and product inhibition

The kinetic study of Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime catalyzed by trifluoroacetic acid and acetonitrile in a microreactor is presented in this article. Parametric studies are conducted varying temperature, ratio of trifluoroacetic acid to acetonitrile, and concentration of cyclohexanone oxime. The inhibition effect of ?‐caprolactam in this reaction system is firstly reported. A comprehensive mathematic kinetic model considering the product inhibition effect of caprolactam has been developed in the temperature range of 368–391 K, which agrees well with the experimental results across a broad experimental parameter space. In addition, kinetic study indicates that the esterification of cyclohexanone oxime and transposition reaction of the intermediate are both supposed to be the rate‐determining steps, and in this catalyst system, the ratio of trifluoroacetic acid and acetonitrile mainly influences the reaction rate and the activation energy of the transposition step. The developed model could provide much reliable knowledge for industrial application. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 64: 571–577, 2018     

环管反应器内传热过程的数值模拟

为了对环管反应器内传热规律进行研究,在Euler-Euler双流体动量传递模型和环管反应器聚合传质模型的基础上,考虑了环管反应器内传热过程,建立了环管反应器传热数学模型,对工业烯烃聚合环管反应器内流动、传热和传质及聚合反应过程进行了研究。反应器内浆液温度的模拟值与工业现场值吻合,说明所建立的环管反应器传热数学模型是有效的。模拟结果表明,环管反应器温度与物料浓度存在不均匀分布。在上升段,温度分布呈中心对称,在弯管段不再呈中心对称,下降段的温度因弯管段的不均匀分布而不再呈中心对称分布;随着浆液入口速度或入口固体颗粒相体积分数的增加,环管反应器上升直管段,弯管段以及下降直管段温度降低;管壁冷却水温度不同,对环管反应器内冷却能力也不同,在反应器内相同的释放热量情况下,冷却水温度越低,对反应器内物料的冷却能力就越强。     

悬浮聚合反应的数学模型

以苯乙烯悬浮聚合反应为例,从机理分析出发,建立了聚合过程的动态模型,其中通过引入若干个动态校正系数,较充分地考虑了凝胶效应的影响,根据实验结果,对部分参数进行了辨识,提高了模型的精度,并适用整个反应过程,为先进控制规律的研究提供了必要基础.