聚磷酸铵阻燃剂制备工艺研究

以磷酸二氢氨和尿素为原料,采用磷酸铵热缩合法制备聚磷酸铵阻燃剂。对反应温度、聚合时间和原料摩尔配比进行单因素实验,结果表明：反应温度在300℃-320℃,反应时间为150min,反应物（磷酸二氢氨：尿素）摩尔比为1：1时,产品的阻燃性能最好,聚合度较大。     

奥拉西坦合成方法研究

以甘氨酰胺盐酸盐和4-氯-3-羟基丁酸乙酯为原料合成奥拉西坦,同时对甘氨酰胺盐酸盐的合成工艺进行研究.以甘氨酸为起始原料,在甲醇和氯化亚砜中经过酯化反应得到甘氨酸甲酯盐酸盐,再与氨水在碳酸铵催化作用下进行胺化反应,得到甘氨酰胺盐酸盐.其最佳反应条件:甘氨酸和氯化亚砜用量比为1∶2(摩尔比),酯化反应温度30℃,甘氨酸甲酯盐酸盐、氨水和碳酸铵用量比为1∶10∶3(摩尔比),胺化反应温度30℃,两步反应总收率为73.3%.产品结构通过测定熔点、红外光谱和1H-NMR确定.     

低聚甲基氢硅氮烷的合成工艺改进

以甲基氢二氯硅烷为原料,正己烷为溶剂,通过氨解法合成低聚甲基氢硅氮烷.利用红外光谱(FT-IR)表征该低聚物的结构.通过正交试验选择最佳反应条件,考察反应温度、反应时间和反应溶剂用量对产物收率的影响.实验结果表明:反应时间、反应温度和溶剂用量均对低聚物的收率产生影响,其影响强弱顺序为溶剂用量反应温度反应时间.最佳反应条件为溶剂用量与甲基氢二氯硅烷的体积比6.7∶1,反应温度0℃,反应时间4 h,其产率可达88.20%.     

顺酐加氢制备丁二酸酐的研究

以顺酐和氢气为原料,以活性炭负载金属为催化剂,在加氢溶剂存在下,催化加氢制备丁二酸酐。考察了顺酐质量分数、氢分压、反应温度、反应时间和搅拌速度等对加氢反应效果的影响。在加氢溶剂存在下,顺酐质量分数30%,氢分压3.0MPa、催化剂质量分数为0.5%、反应温度80℃、反应时间为3h,搅拌速率200～250r/min的反应条件下,顺酐转化率在99%以上,丁二酸酐选择性大于90%,丁二酸酐收率大于80%。     

煤焦油中芳烃(萘)的加氢饱和试验

为了优化煤焦油加氢制取燃料油过程中芳烃的加氢饱和反应工艺,选取萘作为煤焦油中芳烃的模型化合物,在固定床加氢反应器上,使用MoNiWP/γ-Al2O3催化剂,探究反应温度、压力、体积空速及氢油体积比对萘的转化率以及四氢萘和十氢萘选择性的影响.研究煤焦油中不同质量分数的二苯并噻吩(S)、喹啉(N)和邻甲酚(O)杂原子的存在对芳烃化合物加氢饱和的影响,并初步考察多种芳烃化合物加氢饱和的效果.结果表明:MoNiWP/γ-Al2O3催化剂在萘的加氢饱和反应中表现出良好的催化活性;反应温度和体积空速对萘加氢反应的影响比较明显,且萘加氢饱和的最佳反应条件为温度320℃,压力4MPa,氢油体积比600∶1以及体积空速2h-1;微量质量分数的S和N对萘的加氢饱和影响不大,但是当S、N质量分数高于0.15%,O质量分数高于0.30%时,萘加氢反应,尤其是第二个苯环的加氢饱和反应都受到明显的抑制;不同种类的芳烃类化合物的加氢饱和反应存在相互影响的现象.因此,建议在煤焦油加氢精制工艺中使用两步加氢,并对原料进行脱酚处理.     

4-氰基-1-(N-叔丁氧羰基)- 吡咯烷-3-酮的合成

以甘氨酸乙酯盐酸盐为原料和丙烯腈进行加成反应,氨基保护,然后在乙醇钠存在下发生Dieckmann环化反应.通过对各步反应进行研究、优化,得到最佳反应条件.加成反应:丙烯腈与甘氨酸乙酯盐酸盐的投料摩尔比为2.5:1,反应温度55℃,时间6 h.收率为66.0%.合环反应:选择乙醇钠为合环剂.对中间体进行了核磁共振氢谱、元素分析等表征,结果表明,各产品的化学结构与目标产物相符.     

一锅法催化合成N-苄基-4-甲基苯胺

以Raney-Ni为催化剂,对甲基硝基苯和苯甲醛为原料一锅法催化合成了N-苄基-4-甲基苯胺.考察了氢压、反应温度、反应时间、催化剂用量及物料配比等对N-苄基-4-甲基苯胺合成的影响,探讨了一锅法催化合成了N-苄基-4-甲基苯胺的反应机理.实验结果表明,以对甲基硝基苯和苯甲醛为原料一锅法催化合成N-苄基-4-甲基苯胺的反应过程是分二步进行的.优化的合成N-苄基-4-甲基苯胺工艺条件为:苯甲醛与对甲基硝基苯的摩尔比为1:1.0～1:1.02;Raney-Ni催化剂用量为5%(以对甲基硝基苯用量计);氢压为1.0 Mpa;反应温度为353 K;反应时间为90 min.在此所选择的条件下,N-苄基-4-甲基苯胺的收率达99.1%～99.7%.     

N-甲酰-α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸的合成

探讨了以N-甲酰-L-天冬氨酸酐和L-苯丙氨酸为主要原料制备甜味剂阿斯巴甜中间体(N-甲酰-α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸)的合成工艺.以乙酸为溶剂,N-甲酰-L-天冬氨酸酐与L-苯丙氨酸进行缩合反应生成N-甲酰-α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸,考察了乙酸用量、反应温度、时间和N-甲酰-L-天冬氨酸酐与L-苯丙氨酸的比例对反应收率的影响,得到优化的工艺条件为:反应温度40℃,反应时间5 h,乙酸的量为L-苯丙氨酸质量的3.53倍,N-甲酰-L-天冬氨酸酐与L-苯丙氨酸的质量比为0.95:1,此时产物收率达95.46%.并且α-异构体与β-异构体的比例达到75:25.     

2-正己基环戊酮的合成

采用己二酸副产物环戊酮为原料与正己醛经羟醛缩和反应生成2-亚己基环戊酮，研究了环戊酮与正己醛羟醛缩和反应的各种影响因素.其中包括环戊酮与正己醛原料配比、反应温度、正己醛滴加时间、反应液的碱性等.优化了2-亚己基环戊酮的生产条件.总结出环戊酮与正己醛羟醛缩和反应的最佳反应条件为： 环戊酮与正己醛原料比为1.1∶1，反应温度70～80 ℃，正己醛滴加时间70 min，反应液为7%氢氧化钠.最后生成的2-亚己基环戊酮再经催化加氢制得2-正己基环戊酮.催化加氢条件：压力1 MPa，温度45 ℃，反应器转速1 000 r/min.2-正己基环戊酮是重要的香料及药物单体.     

砷灰的提纯工艺

采用湿法-火法对粗砷进行提纯,在氨水溶液浸出浓度为5～6 mol/L,液固比为1.7～2.2,浸出温度为50～65℃,浸出时间为3～4 h的工艺条件下,砷的浸出率可达95%以上,浸出液经蒸发结晶得到亚砷酸氢铵,亚砷酸氢铵经烘干后在500℃下分解得白砷产品,纯度可达99.5%以上,浸出剂氨经蒸发得到回收。该工艺无三废排放,原料消耗少,具有较好的经济和环境效益。     

油浆抽提油在Ni-Mo/SiO_2-Al_2O_3催化剂上加氢脱除PAHs动力学

采用高压釜反应器,在反应温度为260~320℃、氢分压为4~7MPa、反应时间为2~6h及剂油质量比为0.2~0.5的条件下,考察了催化裂化油浆(FCCS)抽提油在Ni-Mo/SiO2-Al2O3催化剂上选择性加氢脱除多环芳烃(PAHs)的反应规律,针对影响加氢脱除PAHs反应的几个最重要的因素,建立了油浆抽提油选择加氢脱PAHs的幂函数型动力学方程。以微分法和牛顿迭代法对动力学数据进行非线性参数估值,确定了加氢脱除PAHs的动力学模型参数。研究表明,油浆抽提油选择性加氢脱PAHs反应的动力学反应级数为1.14,表观活化能为44.33kJ/mol,实验值与模型预测值平均相对偏差为1.41%。     

催化合成肟的绿色新工艺

为降低肟合成过程中的能耗及废物排放,通过考察反应温度、反应时间、物料比等因素对反应的影响,得到了一种合成肟的新工艺,该工艺具有不添加有机溶剂、反应条件较温和等优点.本工艺以钛硅分子筛(TS-1)为催化剂,在水溶液中,以酮、氨和过氧化氢为原料进行反应合成相应的酮肟.环己酮肟的较优的合成工艺条件为:双氧水连续滴加,反应温度65℃,反应时间1.5h,环己酮、氨、过氧化氢的量的比为1∶2.5∶1.1.该新工艺应用于其他肟的合成仍可获得较高的收率.     

改性催化剂催化加氢制备苯二胺

以粗二硝基苯为原料,甲醇为溶剂,钼修饰的骨架镍为催化剂,实现了低压液相加氢反应制备苯二胺。考察了各因素对加氢反应的影响,确定了加氢反应的最优条件:温度80℃,压力1.2~1.5 MPa,甲醇、二硝基苯、催化剂质量比为50:25:1,催化剂单耗3.6 kg·t-1,二硝基苯的转化率为100%,苯二胺的选择性达到100%。     

在Ni /Al2O3催化剂上苯加氢反应本征动力学研究

采用ＣＤＳ８１０实验系统,在实验条件为：常压、氢苯比３、温度３６３．１５－４５３．１５Ｋ时,研究了在Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化止气相苯加氢反应的本征动力学,利用实验数据对几种可能的动力学模型进行参数估值,最后得到该反应的动力学模型为：在Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催 有两类吸附中心,分别吸附氢、苯及其产物相且所有吸附达平衡;氢呈分子吸附;往苯环上加第一个氢分子为速率控制步骤。该模型方程与实验数据拟合很好,平均偏差为     

己二腈催化加氢的动力学研究

对间歇高压釜中进行的雷尼镍催化己二腈加氢的反应动力学进行了研究.通过考察反应过程己二腈、氨基己腈以及己二胺的浓度随时间变化的规律,可计算得到各步反应的反应级数、指前因子和活化能等动力学参数.结果表明,在消除内、外扩散影响的情况下,328～358 K的温度范围,2～3.5 MPa的压力范围内,己二腈加氢成为氨基己腈的过程对己二腈呈一级反应,对氢气呈1.4级反应;氨基己腈继续加氢制备己二胺的过程对氨基己腈为零级反应,对氢气为1.3级反应.在此基础上建立了己二腈催化加氢制备己二胺的各步反应的动力学方程,并对动力学方程进行了验证.     

大规模可再生能源电解水制氢合成氨关键技术与应用研究进展

新能源的快速发展为电力和化工行业带来了机遇和挑战，一方面，由于可再生能源电力消纳问题导致大量的弃水、弃光等能源浪费，另一方面，以绿氢为原料替代碳基化石能源合成氨，可以极大地减少化工行业的碳排放。因此，利用水力、光伏等可再生能源电解水制氢，为合成氨提供绿色原料，可显著提升可再生能源消纳能力，降低能耗与碳排放，服务国家“碳达峰、碳中和”目标。然而，可再生能源电力电量的波动性难以适配传统合成氨生产过程的平稳性要求，大规模可再生能源电解水制氢合成氨的设计与运行依然存在诸多挑战，亟需开展系统性研究突破适应可再生能源波动特性的大规模电解水制氢合成氨系统的集成与调控关键技术。对此，本文首先对可再生能源电解水制氢合成氨的工艺组成及过程进行介绍，包括电解水制氢工段、压缩缓冲工段、化工合成氨工段，进而提出该系统建设的关键技术体系，包括可再生能源波动条件下的合成氨工艺流程优化和柔性调控技术、考虑“电-热-质”耦合的大规模电解水制氢系统的模块化集成和集群动态控制技术、计及可再生能源波动性与化工多稳态特性的“源-网-氢-氨”的全系统协同控制技术、计及电、氢、氨等要素的全方位安全防护与市场运营机制。针对适用于柔性生产的合成氨工艺优化及多工段协同调控技术，在考虑氢储供量与催化剂性能下，综合合成塔、压缩机、气体分离、换热网络等子系统开发了合成氨高保真代理模型；研究了可再生能源供给和市场需求波动下，充分考虑操作安全性和过程经济性的电解水制氢合成氨各子系统的适配方案与协同控制技术。针对大规模电制水制氢系统模块化集成和集群动态控制技术，基于奇异摄动和代理模型技术研究了集群系统多时间尺度时域仿真方法，建立了电解集群系统多物理耦合状态空间模型；综合考虑了模块启停组合调度、模块间功率分配调度及模块自身灵活调节，计及安全运行区间及电热气接口特性约束，以提高氢产量、提升能量利用效率、改善水光电源消纳和跟踪电网调峰调频指令为目标，构建了集群系统多目标分层调度与控制模型。针对氢能参与电网的全系统协同控制技术，研究了水光互补发电、电制氢、储氢、合成氨、储氨多工段间稳态运行特性的多工段间灵活运行方法，以及电制氢合成氨系统柔性动态协同控制方法；综合采用了静态等值和参数聚合等方法降维和等值电制氢合成氨系统仿真模型，研究了源网氢氨协同提升系统安全稳定性的优化控制方法和技术指标；结合电网调频和调峰特性，研究了电制氢合成氨系统参与电力辅助服务的策略。建设大规模可再生能源电解水制氢合成氨系统，提高可再生能源本地消纳率和并网调度友好性，降低化工碳排放，具有显著社会效益和战略意义。     

水泥生产窑尾烟气脱硝实验研究

通过对吉林某水泥公司水泥生产线窑尾烟气脱硝改造工程调试,测定了3~#生产线的工况、烟气参数及SNCR系统参数下NO_X排放数据,确定了SNCR系统的最佳运行参数,选取20%氨水作为该SNCR系统还原剂,结合氨逃逸浓度、脱硝效率等指标,选取850℃~900℃温度区间作为温度窗口;结合还原剂消耗、运行等影响因素,确定NH_3/NO比为1.5∶1;设定停留时间在0.8~1.2s之间,SNCR系统在最佳运行参数下脱硝效果测试结果表明,该企业氮氧化物排放限值满足国家相关环保要求。     

甲乙酮催化氨化加氢合成仲丁胺工艺研究

研究了以工业甲乙酮、液氨和氢气为原料,在改性兰尼镍(Raney-Ni)催化下,合成仲丁胺各种因素的影响。实验确定了最佳合成工艺参数,并同时提出了合成液的分离方法及条件。其最佳工艺条件n(酮)/n(氨)为1∶1.5,反应温度140℃,反应时间70min,催化剂用量为每摩尔甲乙酮3g,反应总压力6MPa。在该条件下运转所得合成液甲乙酮转化率近100%,仲丁胺收率91.5%。将合成液用固体NaOH脱水分离去碱液相后,含仲丁胺的有机相于理论板数40的蒸馏柱中进行间歇蒸馏。蒸馏的条件为回流比3～5,馏出量85g/h,塔顶温度62～63℃。按该条件所获精产品纯度可达99%,完全满足生产水果保鲜剂所需仲丁胺的要求。     

自动加料机的研究与实现

针对旧的手工作业存在的原料浪费、精度不高等缺点,研制了自动加料机.染坊对染物进行氧化,通常使用的氧化剂是双氧水和氨水.自动加料机使用数字脉冲流量计对氧化剂进行精确计数,自动计算并完成对双氧水和氨水的添加.通过软件设计和硬件设计相结合的方法开发了自动加料机系统.通过调试证明了,该系统可靠合理,完全克服了手工作业存在的不足.     

温和条件下四氯化锆-萘催化合成活性氢化钠

以四氯化锆－萘为催化剂，四氢呋喃为分散剂，金属钠与氢气反应可以定量地转化成氢化钠。考察了不同时间内催化剂四氯化锆、萘量以及温度对钠催化氢化转化率的影响，得到最佳反应条件为：在常压下，物料配比是钠：萘：四氯化锆等于１００：５：２（摩尔比）；反应温度４０℃；反应时间６～９ｈ。对于产品氢化钠进行了比表面积测定，表明氢化钠具有很高的催化活性，其数值为１１０．３／ｇ，转化率在８０％以上。