工艺条件对氯化氢催化氧化反应的影响

采用类似Deacon过程的氯化氢催化氧化法制备氯气，选用自制的氯化铜为活性组分的铜基催化剂，通过正交实验考察反应温度、氯化氢与氧气体积比和空速对氯气产率的影响。结果表明，反应温度升高，氯化氢转化率增大；原料氯化氢与氧气体积比减小以及氧气投料量增加，氯化氢转化率明显升高；空速为（0.11~0.15） h^-1时，氯化氢转化率变化不大，空速为0.20 h^-1时，氯化氢转化率明显降低。在反应温度420 ℃、氯化氢与氧气体积比2∶1和空速0.15 h^-1条件下，氯化氢转化率最高，达到76.98%～80.58%。     

氯化氢氧化反应流化床过程强化

化工工业生产中会产生大量副产氯化氢,导致氯资源浪费,氯化氢催化氧化制取氯气进而达到循环利用氯资源的途径。本实验采用流化床来进行氯化氢氧化实验,同时加入适量催化剂,分别通过单台流化床反应管、两段流化床反应管无脱水、两段流化床反应管+脱水、单台流化床反应管内分成两层流化等强化手段。通过不同条件下的反应得出相应的关系,例如空时和氯化氢转化率的关系,氯氧比与氯化氢转化率之间的关系等。     

氯化反应过程中氯资源的循环利用

以甲苯氯化副产物HCl作为氧化反应原料,采用γ-Al2O3负载铬活性组分的催化剂,在固定床反应器中进行氯化氢氧化制氯气工艺试验。在氧化反应温度为360℃、HCl/O2物质的量比为1∶1时,氯化氢转化率可达到85%以上。将氧化反应得到的混和气体循环使用于甲苯氯化反应,氯气利用率可达100%,实现了有机氯化反应中氯原子的循环利用。     

氯化氢催化氧化制氯气工艺研究

对氯化氢催化氧化制氯气的工艺进行了研究,采用γ-Al2O3负载铬活性组分的催化剂,在固定床反应器内反应.铬适宜含量为7%左右,催化剂床层适宜反应温度为420 ℃,在较低的HCl与O2进料体积比下,HCl的转化率较高.通过多次氧化和分离水的耦合过程,提高了HCl平衡转化率和催化剂处理能力,在较高的HCl与O2进料体积比下,可获得高的HCl转化率.     

电石法氯乙烯的原料气深度脱水的研究

针对电石法氯乙烯的原料气——乙炔与氯化氢混合气脱水工艺中存在的技术缺陷提出:混合气的冷却温度在-14℃的基础上再降至-20℃以下,盐酸酸雾变为固相微粒,再用溶剂洗涤,使表面张力小的溶剂分子在氯化氢结晶水合物固体微粒表面铺展,微粒粒径增大,由溶剂液体捕集携带并脱离气流主体,达到混合气深度脱水的目的,溶剂可循环再生回用。     

氧气浓度对好氧甲烷氧化耦合反硝化过程的影响

好氧甲烷氧化耦合反硝化反应是一个重要连接甲烷和氮循环的过程。文中考察了4种氧气浓度(2.5%、5%、10%和21%)对好氧甲烷氧化耦合反硝化反应的影响。试验结果表明,21%的氧气浓度可以促进甲烷氧化,提高体系中溶解性有机碳的浓度,同时一定程度上抑制甲烷氧化耦合反硝化反应。甲烷浓度为6%～8%时,10%氧气浓度下甲烷氧化耦合反硝化反应的脱氮效率最高。     

氯乙烯合成混合气脱水工艺改进

介绍了氯乙烯生产中乙炔、氯化氢及混合气脱水工艺流程，针对脱水工艺存在的问题，提出了具体的改造措施，混合气含水质量分数可稳定控制在0.06%以下。     

非催化分子氧氧化环己酮制ε-己内酯工艺研究

采用巴豆醛氧化与环己酮氧化耦合即共氧化法制备ε-己内酯,以巴豆醛代替苯甲醛,在非催化条件下进行氧化反应,主要考察了溶剂种类和用量、反应温度、反应时间、氧气流量及原料投料比对氧化反应的影响。结果表明：使用极性较大的乙酸乙酯作为反应溶剂,反应效果较好;较佳的反应条件为乙酸乙酯15 mL、环己酮投入量12 mmol、巴豆醛投入量24 mmol、反应温度40℃、反应时间12 h、氧气流量10 mL/min,在上述条件下进行氧气/巴豆醛氧化环己酮反应制备ε-己内酯,环己酮转化率为41.77%,ε-己内酯选择性为94.06%,巴豆醛转化率为83.07%,巴豆酸选择性为95.49%;采用共氧化法工艺制备ε-己内酯是可行的,同时能得到附加值较高的副产物巴豆酸。     

稀土-Cu-K/Y分子筛催化剂上HCl氧化工艺的研究

制备了以Y分子筛作为载体,铜为活性组分,混合稀土氧化物及钾为助剂的氯化氢氧化催化剂,实验考察了催化剂粒径、HCl和O2体积比、反应温度等对氯化氢氧化反应的影响,进行了催化剂寿命试验.结果表明,采用粒径为0.6 mm的催化剂,在反应温度365 ℃,HCl空速490 L/(kg-cat·h)的条件下,氯化氢单程转化率可达到86%以上.对氧化反应冷凝水中铜含量的等离子体发射光谱(ICP)检测结果显示,催化剂中主要活性组分铜的流失速率为6×10-6 g/h,催化剂具有良好的稳定性.     

稀土-Cu-K／Y分子筛催化剂上HCI氧化工艺的研究

制备了以Y分子筛作为载体,铜为活性组分,混合稀土氧化物及钾为助剂的氯化氢氧化催化剂,实验考察了催化剂粒径、HCl和O2体积比、反应温度等对氯化氢氧化反应的影响,进行了催化剂寿命试验.结果表明,采用粒径为0.6 mm的催化剂,在反应温度365 ℃,HCl空速490 L/(kg-cat·h)的条件下,氯化氢单程转化率可达到86%以上.对氧化反应冷凝水中铜含量的等离子体发射光谱(ICP)检测结果显示,催化剂中主要活性组分铜的流失速率为6×10-6 g/h,催化剂具有良好的稳定性.     

异长叶烯酮合成条件优化及动力学

以异长叶烯为原料合成香料异长叶烯酮, 选取富氧空气中氧体积分数、气体通量、反应时间、反应温度4个因素, 采用L9(34)正交试验设计优化反应条件。利用Minitab软件分析确定适于工业化生产的最优反应条件为:富氧空气中氧体积分数35%, 气体通量60mL/min, 反应时间8h, 反应温度60℃;反应转化率达61.79%;目标产物收率达55.49%。此外, 考察了反应体系含水量对该反应的影响, 结果显示含水量对反应转化率及产物生成率有较大影响。本实验研究了该氧化反应的动力学过程, 确定该反应为一级不可逆吸热反应, 其反应活化能为64.92kJ/mol, 为该反应过程的工业化生产奠定基础。     

流化床串联多段冷激式绝热固定床HCl氧化反应模拟优化

提出了由流化床与多段冷激式绝热固定床串联的新型HCl氧化制氯反应工艺. 通过物料、能量、动量衡算建立了绝热反应器一维数学模型,对绝热固定床反应器段间冷激气种类、流率、流化床反应器进口处HCl与O2摩尔配比及催化剂用量等工艺参数进行了优化计算. 结果表明,液态氧为较适宜的冷激气,流化床反应器入口处最佳HCl与O2摩尔配比为1:0.7,流化床和绝热床中最佳催化剂用量分别为4.3与8.6 t,在该条件下,HCl转化率可达85%.     

异长叶烯酮的绿色合成

以富氧空气为氧化剂,催化氧化异长叶烯合成香料异长叶烯酮,系统考察了富氧空气中氧的体积分数、气体通量及反应温度等因素对反应转化率和收率的影响,确定了反应最佳条件:富氧空气中φ(O2)=33.1%,反应温度60℃,气体通量60 mL/m in,反应12 h,转化率达87.5%,收率达78.0%。反应条件温和,过程无有机溶剂参与,分离纯化简单,环境友好,适于工业化生产。     

焦炉煤气非催化部分氧化制合成气实验研究与数值模拟

在带有单孔喷嘴石英管反应器实验的基础上,对焦炉煤气非催化部分氧化工艺制合成气进行了研究,分析了O_2/GAS比对合成气各组分含量的影响,反应器中反应过程和温度分布及出口产品组成.实验结果表明CH4转化率随O_2/GAS比增大而增大,O_2/GAS比调节到0.22～0.26时,CH_4转化率达到95%～97%,此时合成气CH_4含量低于1%.利用CFD软件平台对转化反应器进行了数值模拟.模拟结果显示,流量一定时出口气体组分H_2与CH4分别随着进气氧气与焦炉煤气体积流量比值的增加而减少.CO和CO_2分别随着比值的增加而增加.出口气体有效组分摩尔分数随进气流量的变化不是非常明显.在壁面温度为1 100 K时转化效果最好.     

含乙醇废水的超临界水氧化反应动力学及反应机理

研究了等温平推流反应器中乙醇的超临界水氧化反应（SCWO）,反应温度475～550 ℃、压力22～30 MPa、停留时间0.6～63.7 s、氧气与乙醇摩尔浓度比4.56～9.09.一氧化碳和二氧化碳分别是反应中间产物和最终产物.随停留时间增大、温度升高,乙醇去除率增大,压力和氧气浓度变化对过程无显著影响.以幂指数方程描述乙醇SCWO动力学,乙醇和氧气的反应级数分别为1和0,计算值和实验值相差基本在10%以内.超临界条件下分别以过氧化氢和氧气为氧化剂时乙醇的氧化反应无明显差别,亚临界条件下过氧化氢氧化速率大于氧气.基于对此现象的分析,作者推测：无论以过氧化氢或氧气作为氧化剂,在超临界水中,它们之间可以通过一系列自由基反应迅速达到平衡,且各物种的平衡分布与初始分布无关,体系的主要氧化过程在平衡分布下进行.     

甲苯液相氧化反应过程的模拟

甲苯液相空气氧化是环境友好的苯甲酸和苯甲醛生产工艺。根据在模拟工业条件下测定的动力学数据和观察到的实验现象,提出了该反应的反应机理和反应网络,建立了相应的动力学模型。根据该动力学方程,对现有工业生产过程进行了模拟,发现现有工业过程处于严重供氧不足的情况。提出了3种强化方案并分别对其进行了模拟计算和比较。模拟结果表明,通过增大空气供给量和采用富氧空气氧化均可有效强化现有工业生产过程。采用富氧空气氧化,其甲苯转化率可提高到22.24%,甲苯反应量可增大57%。采用增大空气量的方法,可提高甲苯反应量31%,甲苯转化率可提高到18.61%。若同时增大甲苯和空气负荷,甲苯反应量可提高71%。     

Oxidation of Silicon and Silicon Carbide in Ozone-Containing Atmospheres at 973 K

The oxidation behavior of a silicon wafer, chemically vapor-deposited SiC, and single-crystal SiC was investigated in an oxygen—2%–7% ozone gas mixture at 973 K. The thickness of the oxide film that formed during oxidation was measured by ellipsometry. The oxidation rates in the ozone-containing atmosphere were much higher than those in a pure oxygen atmosphere. The parabolic oxidation kinetics were observed for both silicon and SiC. The parabolic rate constants varied linearly with the ozone-gas partial pressure. Inward diffusion of atomic oxygen formed by the dissociation of ozone gas through the SiO₂ film apparently was the rate-controlling process.     

医疗废物典型组分在热解/焚烧过程中无机氯的析出特性

  为研究医疗废物典型组分热解/焚烧过程无机氯的析出特性,检测了不同热解温度、焚烧温度和气流量等工况下无机氯的释放,分析了多种典型组分对输液管无机氯析出特性的作用。结果表明,工况变化对医疗废物无机氯总析出的影响不大,对Cl-Cl₂和Cl-HCl转化率的影响相对明显。与单组分输液管相比,输液中加入纤维物质明显地促进Cl₂的生成,但对HCl的生成表现出一定的抑制作用;而橡胶的存在对HCl抑制作用最为显著,使Cl-HCl转化率有很大程度地降低。     

Effects of Oxygen Transfer Limitation and Kinetic Control on Biomimetic Catalytic Oxidation of Toluene

Under oxygen transfer limitation and kinetic control, liquid-phase catalytic oxidation of toluene over metalloporphyrin was studied. An improved technique of measuring dissolved oxygen levels for gas-liquid reaction at the elevated temperature and pressure was used to take the sequential data in the oxidation of toluene catalyzed by metalloporphyrin. By this technique the corresponding control step of toluene oxidation could be obtained by varying reaction conditions. When the partial pressure of oxygen in the feed is lower than or equal to 0.070 MPa at 463 K, the oxidation of toluene would be controlled by oxygen transfer, otherwise the reaction would be controlled by kinetics. The effects of both oxygen transfer and kinetic control on the toluene conversion and the selectivity of benzaldehyde and benzyl alcohol in biomimetic catalytic oxidation of toluene were systematically investigated. Three conclusions have been made from the experimental results. Firstly, under the oxygen transfer limitation the toluene conversion is lower than that under kinetic control at the same oxidation conditions. Secondly, under the oxygen transfer limitation the total selectivity of benzaldehyde and benzyl alcohol is lower than that under kinetic control with the same conversion of toluene. Finally, under the kinetics control the oxidation rate of toluene is zero-order with respect to oxygen. The experimental results are identical with the biomimetic catalytic mechanism of toluene oxidation over metalloporphyrins.     

油页岩含氧低温载气干馏过程实验

油页岩干馏生产页岩油是油页岩的主要加工利用方式。为降低油页岩干馏所需热载气温度,以延长载气预热器使用寿命并实现节能操作,本文向热载气中掺入一定比例氧气,对含氧低温载气情况下的油页岩干馏过程进行了研究。测定了油页岩在含氧气体氛围中热解时的反应器床层升温特性,对气液相产物组成进行了分析并与无氧干馏产物进行了比较。结果表明,含氧低温载气干馏过程能够通过载气中的氧气与油页岩反应产生的热量使油页岩达到其干馏所需要的温度,页岩油收率及其成分与无氧高温载气干馏过程接近、而轻组分含量更高,并且含有更多的具有O—H键和C==O键官能团的化合物。本文研究结果为油页岩干馏生产页岩油提供了一种新的技术方法,具有较好的工业应用前景。