高温乙苯液相过氧化反应动力学研究

在130~160℃的温度范围内,以含有一定量乙苯氢过氧化物的乙苯溶液为引发剂、氧化镁固体为稳定剂,采用半间歇反应,研究了乙苯液相过氧化反应的动力学。建立了详细的表观动力学经验模型。利用不同温度下的实验数据,用matlab对动力学模型参数进行了拟合,确定了主、副反应的反应级数和反应速率常数,并由Arrhenius方程求出了各反应的活化能。模型计算值和实验数据十分接近,说明建立的表观动力学经验模型是符合反应实际的。     

间二甲苯液相催化氧化动力学研究

通过对四个不同初始反应物浓度下的实验数据拟合,得到反应动力学模型的动力学参数。利用此模型得到的180℃,185℃,190℃,195℃下的反应速率常数与Arrhenius方程相符合,得到180~195℃反应活化能40~76 kJ/mol,其中间羧基苯甲醛(3-CBA)氧化活化能最高,说明其受温度的影响最大,间甲基苯甲酸(MT)氧化活化能次之。MT氧化为3-CBA为反应控制步骤。     

Bi_2 SiO_5/SiO_2催化剂上苯乙烯制苯甲醛催化性能研究

以甲醇为溶剂、过氧化氢为氧化剂,考察Bi_2SiO_5/SiO_2催化氧化苯乙烯制苯甲醛的反应温度、反应时间和V(苯乙烯):V(过氧化氢)对氧化反应的影响。通过动力学数据和模型分析,进行模型筛选及参数拟合,发现以过氧化氢和甲醇吸附形成五元环结构,苯乙烯吸附在活性位上,表面反应为控制步骤时,导出模型较好符合苯乙烯氧化制备苯甲醛的实验数据。     

非催化条件下异丙苯液相过氧化反应动力学

研究了非催化条件下异丙苯(IPB)液相氧化主副反应动力学,包括主要副产物α-甲基苄醇(MBA)和苯乙酮(ACP)生成规律以及重要链终止产物ROOR (DCP)的分解反应路径。基于烃类链式自由基反应机理,建立了包含反应物IPB、主产物过氧化氢异丙苯(IPBHP)、副产物MBA、ACP以及链终止产物DCP的反应动力学模型。动力学模型预测结果与实验数据吻合良好。通过对373～404 K下实验数据的拟合,得到了不同温度下各基元反应速率常数和活化能。模拟计算表明,两个副反应活化能均大于主反应;链终止产物DCP的分解反应通过氧气的参与进行。研究结果可为异丙苯液相氧化工业反应过程的设计和优化提供基础参数,并且有利于深化对烷基芳烃液相氧化反应机理的认识。     

仲丁基苯液相氧化反应动力学

非催化条件下仲丁基苯(SBB)液相氧化制备过氧化氢仲丁基苯(SBBHP)是生产苯酚和甲乙酮的关键步骤。基于烃类链式自由基反应机理,分别建立了氧充足和限氧条件下SBB氧化动力学模型,模型包含了反应物SBB、主产物SBBHP、副产物苯乙酮(ACP)、2-苯基-2-丁醇(PBO)等。通过分别拟合不同条件下的实验数据(388~403K),得到了相应的基元反应速率常数和活化能。结果表明,由于空间位阻效应,主反应生成SBBHP的活化能大于异丙苯(IPB)生成过氧化氢异丙苯(CHP)的活化能。连续实验进一步验证了动力学模型的可靠性。相关研究结果可用于仲丁基苯液相氧化过程的设计和优化,并且基元反应相关结果有利于丰富对烷基芳烃氧化反应机理的认识。     

催化氧化1,2-二氯乙烷动力学及绝热式固定床模拟

采用实验室研发的金属氧化物修饰的分子筛催化剂用于催化氧化含1,2-二氯乙烷(DCE)的反应体系,进行动力学研究和工业规模绝热单段和多段固定床反应器模拟。采用3段控温的固定床反应器,在320～420℃宽温度范围内,0～1 244.44 g?h?mol?1进料质量空时的条件下采集DCE催化氧化反应动力学数据。通过对DCE催化氧化的反应步骤分析并结合反应产物组成,提出了将DCE及两种生成量相对较多的氯乙烯(VC)及四氯乙烯(PCE)作为关键组分、忽略了产物中微量的其它含氯烯烃的复杂反应网络,建立反应动力学模型。通过Matlab非线性最小二乘法对实验数据进行了拟合,得到了各反应的动力学参数。同时,采用拟均相一维模型模拟了间接换热和原料冷激式换热方式下,不同气体进料量和不同DCE进料浓度的转化率分布和轴向温度分布。结果表明:拟合结果与动力学实验数据吻合良好,建立的动力学模型对DCE催化氧化的反应高度适定。研究结果对DCE尾气催化氧化工业规模反应器设计具有指导意义,对于处理不同浓度的废气所需的换热方式选择具有参考价值。     

TS-1催化环己酮氨氧化反应本征动力学模型

由TS-1催化环己酮氨氧化反应机理出发,分析了反应过程的特点及反应规律,根据推测的机理,建立了反应本征动力学模型.结合搅拌釜中测得的动力学数据,对动力学模型进行了参数估值及模型筛选.结果表明,假设反应合乎羟胺机理、双氧水吸附、表面反应为控制步骤时所导出的模型能较好地拟合实验数据,并满足统计检验.根据该动力学模型,通过模拟计算对部分操作条件进行了分析和优化.     

对甲基苯甲酸液相催化氧化动力学

研究了以醋酸钴和醋酸锰为催化剂、氢溴酸为促进剂,在169～192 ℃下对甲基苯甲酸(p-TA)的液相氧化反应动力学.采用幂函数动力学模型对实验数据进行了拟合.结果表明,对甲基苯甲酸液相氧化反应是串联反应,甲基苯甲酸和中间产物对羧基苯甲醛的反应级数均为1.拟合得到的活化能数据表明对甲基苯甲酸氧化为整个反应的控制步骤.利用该动力学模型能够成功预测186 ℃下液相组分随时间的变化趋势.实验表明,当金属离子的配比满足[Co2 ]/[Mn2 ]为3∶1时,催化剂具有最高的活性.     

2,6-二甲基萘催化氧化制备2,6-萘二甲酸动力学

研究了Co-Mn-Br催化体系下,2,6-二甲基萘液相氧化制备2,6-萘二甲酸的动力学规律,分析了各中间产物,建立了氧化反应网络,提出了双曲型反应动力学模型。考察了反应物浓度,温度和催化剂含量对反应速率的影响,并依据实验数据拟合出动力学参数和各步反应的活化能。结果表明,双曲型的动力学模型能够较好地描述反应过程,计算结果与实验数据吻合良好。2,6-二甲基萘液相氧化为典型串联反应过程,两个甲基依次先后氧化为醛和酸,其中2-甲酰基-6-萘酸生成2,6-萘二甲酸的反应是整个反应的控制步骤。     

碱性助剂对乙苯液相过氧化反应的影响

PO/SM装置已经逐渐成为国内生产PO和SM的主流装置。乙苯液相过氧化反应生成乙苯过氧化氢(EBHP),是乙苯共氧化法生产环氧丙烷(PO)并联产苯乙烯(SM)的第一步,反应的选择性关系到PO的产量和下游副产物的回收。通过实际操作的角度,从氢氧化钠的注入浓度、注入点以及注入量等方面,探讨了氢氧化钠对乙苯液相过氧化反应的影响。     

仲丁基苯液相氧化反应动力学

非催化条件下仲丁基苯（SBB）液相氧化制备过氧化氢仲丁基苯（SBBHP）是生产苯酚和甲乙酮的关键步骤。基于烃类链式自由基反应机理,分别建立了氧充足和限氧条件下SBB氧化动力学模型,模型包含了反应物SBB、主产物SBBHP、副产物苯乙酮（ACP）、2-苯基-2-丁醇（PBO）等。通过分别拟合不同条件下的实验数据（388~403 K）,得到了相应的基元反应速率常数和活化能。结果表明,由于空间位阻效应,主反应生成SBBHP的活化能大于异丙苯（IPB）生成过氧化氢异丙苯（CHP）的活化能。连续实验进一步验证了动力学模型的可靠性。相关研究结果可用于仲丁基苯液相氧化过程的设计和优化,并且基元反应相关结果有利于丰富对烷基芳烃氧化反应机理的认识。     

负载型磷钼钒钴杂多酸盐催化氧化乙苯合成苯乙酮

采用浸渍法制备了系列负载型杂多酸盐催化剂,并将其应用于乙苯氧化合成苯乙酮的反应中。考察了载体类型、负载量、焙烧温度、催化剂用量、反应时间等因素对催化活性的影响。结果表明,以HZSM-5为载体,杂多酸盐Co_4HP_2Mo_（15）V_3O_（62）负载量30%,固定乙苯用量25mmol,催化剂用量0.4g,m（催化剂）：m（KBr）=2：3,n（乙苯）：n（过氧化氢）=0.125：1,反应温度80℃.反应时间1h,乙苯转化率达到82.21%,苯乙酮收率为55.75%。     

硫酸锰催化氧气氧化乙苯合成苯乙酮

工业上多采用苯和乙酰氯合成苯乙酮,但此法生成强酸,环境污染严重。本文研究了以硫酸锰为催化剂,氧为氧化剂,液相催化氧化乙苯制备苯乙酮的新方法。在最佳反应条件,即乙苯5 mL、硫酸锰用量为乙苯的4.9%、n(Br)/n(Mn)=2.0、冰乙酸10 mL、氧气流速为100 mL/min,温度90 ℃的条件下反应4 h,乙苯转化率和苯乙酮收率分别为72.36%和59.57%。     

Modeling of Soot and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Diesel Diffusion Combustion

By integrating a reduced n‐heptane oxidation chemical kinetic reaction mechanism in a multidimensional computational fluid dynamic solver, simulation of the turbulent diffusion reactive flow inside the direct injection (DI) diesel combustor through compression and expansion stroke were implemented. Coupled with the soot kinetic model by the method of moments, the soot formation is modeled simultaneously with a gas‐phase flame. Under fuel lean flame, orders of magnitude of the multi‐ring polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) intermediate molar fraction are very small. Though soot surface growth is overwhelmed quickly by oxidation under current modeling conditions, the simulated soot number density and average diameter curves are consistent with experimental results. A detailed soot kinetic mechanism is a prospect for further research in computational fluid dynamics (CFD) modeling.     

2，4，6-三（4-羧基苯氨基）-1，3，5-三嗪的合成与表征

均三嗪分子具有特殊的芳香环骨架,其中的三个碳原子可直接连接烃基或通过杂原子连接烃基构成各种星型结构的三取代均三嗪分子,它们因具有良好的物理和化学性能被广泛应用于功能材料、医药等领域.本文以三聚氯氰、对羟基苯甲酸为主要原料合成2,4,6-三（4-羧基苯氨基）-1,3,5-三嗪,研究反应阶段反应物料比、时间、温度、缚酸剂、溶剂等因素对合成的影响,确定了2,4,6-三（4-羧基苯氨基）-1,3,5-三嗪的最佳合成工艺条件.通过试验研究,优化出最佳合成工艺条件为：n（三聚氯氰）：n（对羟基苯甲酸）=1：4,反应温度为60℃,反应时间为2.5h,溶剂为丙酮,缚酸剂为氢氧化钠.该方法得到的产品产率高达75.63％.     

C8芳烃中二甲苯和乙苯的分离技术进展

论述了用于C8芳烃中二甲苯异构体以及乙苯分离的各种吸附分离技术进展,对各种工艺和特点以及工业应用状况进行了分析比较。详细介绍了目前国内C8芳烃吸附分离装置中的工业生产状况和面临的问题及挑战。提出应抓紧开发具有自主知识产权的C8芳烃吸附分离技术,尤其是开发一种对乙苯和二甲苯同时具有高选择性、高吸附能力、容易脱附的吸附剂,实现从C8芳烃中同时得到乙苯和二甲苯高纯度产品的目的,打破国外的技术垄断。     

Enhanced mineralization of phenol and other hydroxylated compounds in a photocatalytic process assisted with ferric ions

This study shows that the presence of low ferric ion concentrations accelerates the rate of photocatalytic oxidation and mineralization of different phenolic components. Ferric ions not only considerably affect the rates of disappearance and total mineralization of phenol, but also the concentration-time profiles of its major intermediates. At reaction conditions, three major aromatic intermediates were identified: ortho-dihydroxybenzene (o-DHB), para-dihydroxybenzene (p-DHB), and 1,4-benzoquinone (1,4-BQ). Additionally, four carboxylic acids were also detected as intermediates: fumaric acid (FuAc), maleic acid (MeAc), oxalic acid (OxAc) and formic acid (FoAc). Fe ions also increase the rate of disappearance and mineralization of the aromatic intermediates when tested separately. A new refined series-parallel kinetic network for the photocatalytic mineralization of phenol is proposed describing the reaction in higher detail than previous studies. It is concluded that the proposed mechanism adequately describes both unpromoted photocatalytic oxidation (unpromoted PC) and Fe-assisted photocatalytic oxidation (Fe-assisted PC) of phenol with the various mechanistic steps involving detectable species. Experimental data also reveal that while unpromoted PC and Fe-assisted PC reactions share a close mechanism, the latter leads to changes in the step-related kinetic constants. It is found that the overall quantum yield (OQY) increase in the Fe-assisted PC reactions for phenol ranges between 30% and 50%. For the aromatic intermediates the increment is between 25% and 38%. Two kinetic models are developed to represent the oxidation of phenol in both unpromoted PC and Fe-assisted PC systems. The first model predicts the rate of disappearance of the major aromatic components while the second one includes the carboxylic acids and allows the prediction of the total mineralization rate of phenol. Estimates of the parameters along with their statistical indicators are also reported for both systems.     

碱性离子液体［BMIM］OH催化间二异丙苯氧化反应动力学研究

采用2 L搅拌反应釜，在（80~95） ℃和空气流量300 L·h^-1条件下，以离子液体［BMIM］OH为催化剂，进行间二异丙苯液相空气氧化反应动力学研究。通过热力学分析，提出氧化反应体系的反应网络，确定反应体系的主反应与副反应。根据氧化反应机理，对幂函数的速率方程进行修正，得到动力学模型方程。基于动力学实验数据，对模型方程中的动力学参数进行估值，并对其进行相应的模型检验，建立可描述间二异丙苯氧化过程的反应动力学模型。     

Simplified Free‐Radical Reaction Kinetics for p‐Xylene Oxidation to Terephthalic Acid

The kinetic models based on complex free‐radical mechanisms always involve lots of parameters, which result in model overparameterization. In this work, on the basis of free‐radical reaction mechanisms, a simplified kinetics for liquid‐phase catalytic oxidation of p‐xylene (PX) to terephthalic acid (TPA) was developed. By assuming that different peroxy radicals have equivalent reactivity, all the initiation rate constants are identical, and the differences in the rates of termination between various peroxy radicals are neglected, the kinetic model is simplified to include only six parameters that are to be determined by experiment. The kinetic model established in this paper was shown to have satisfactory precision in predicting the concentration profiles. The kinetic model proposed is even simpler than the first ‐ order kinetic model because the rate constants concerning chain propagation and termination are independent of temperature within the range investigated.     

柴油芳烃吸附剂的失活研究

以加氢精制柴油为原料,在模拟移动床反应器中考察MgY芳烃吸附剂的分离性能。长周期运行830 d后,产品芳烃组分芳烃质量分数从98.6%降至84.7%,产品非芳组分芳烃质量分数从1.3%升至7.8%,分离性能下降明显,说明吸附剂出现失活现象。通过紫外漫反射仪（UV-Vis）、化学吸附仪（NH₃-TPD）和热重分析仪（TGA）对失活吸附剂做了表征,并利用质量分数为40%的氢氟酸溶液分解失活剂骨架,添加四氯化碳超声萃取失活物质,通过X射线衍射仪（XRD）和气质联用仪（GC-MS）分析失活物质类型。失活物质主要是C₁₀~C₁₆带侧链单环、双环或三环芳烃,随着反应的进行芳烃不断累积,导致吸附剂极性位被覆盖进而失活,但不存在明显积炭现象。450 ℃再生后吸附剂的非芳烃/芳烃分离度与新鲜剂基本相同,吸附-脱附过程趋于平衡。