生物法处理苯、甲苯废气的工艺性能及动力学研究

研究了生物滴滤塔处理低质量浓度苯、甲苯混合废气的工艺性能及动力学模型拟合效果。在进气量600 L/h,循环液喷淋量20 L/h的操作条件下,生物滴滤塔对低质量浓度苯、甲苯混合气体有很好的去除效果,苯的去除率在65%左右,甲苯的去除率在93%左右。从生物反应器中分离筛选出1株能够降解苯、甲苯污染物的高效菌L4,通过Sherlock脂肪酸鉴定系统分析,匹配值SI为0.884,基本确定该菌株属于Bacillus.sp。采用吸附-生物膜理论进行动力学分析,与实验数据相比有良好的相关性,相关系数苯R2=0.999 5、甲苯R2=0.999 6。     

棘孢木霉1285对甲砜甲苯废水的生物处理研究

从化工厂废水中筛选甲砜甲苯降解菌,对菌种进行鉴定,考察菌种对甲砜甲苯的降解特性。分离得到一株能甲砜甲苯为唯一碳源和能源生长的菌株,初步鉴定其为棘孢木霉(Trichoderma asperellum),命名为棘孢木霉1285。菌株棘孢木霉1285最适降解条件为29℃,p H 5.5,30%的菌种培养物添加量,该菌株在5 h内能够将浓度为2 g·L-1的甲砜甲苯降解65%以上,该菌对甲砜甲苯的降解效率高,在芳香族化合物的污染治理中将会有一定的应用潜力。     

焦化废水吡啶降解菌的筛选及降解条件

从武钢焦化废水活性污泥中分离筛选出1株能以吡啶为唯一碳源和氮源生长的高效降解菌,考察了吡啶初始浓度、接种量、pH值、温度和金属离子等因素对菌株降解特性的影响。实验结果表明,该菌株对吡啶耐受力较强,可达1200mg/L。吡啶降解适宜条件为30℃,pH7.5和接菌量5%,投加适量Fe2+可促进吡啶降解。     

苯系化合物降解的微生物筛选及其特性初探

为选育高效降解苯系物的菌株,该研究选用污水处理厂处理废水的活性污泥作为菌源,分别以甲苯、乙苯、二甲苯作为底物,在好氧条件下,驯化、筛选和分离出了能以上述化合物作为生长的唯一碳源和能源的微生物菌株,并对其进行了初步的鉴定,分别是假单细胞菌属(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、红球菌属(Rhodococcus sp.)等。结果表明,对甲苯的降解率可以达到95%～98%,对乙苯的降解率为80%～88%,对二甲苯的降解率维持在70%～80%之间。进一步研究表明混合菌的最佳生长条件为培养温度30℃,培养时间48 h,接种量10%,摇床转速180 r/min,降解甲苯、乙苯时的pH为7～9,降解二甲苯时的pH为4或10。     

柴油污染土壤烷烃降解菌的筛选及降解特性研究

从某炼油厂柴油罐区污染土壤中分离筛选出优势柴油降解菌L12,并经过形态学观察、生理生化试验以及16S rDNA序列分析,鉴定为不动杆菌属(Acinetobacter.sp)。采用摇瓶实验研究了菌株L12对正十六烷的适宜降解条件,并考察了该菌对柴油的降解能力。结果表明,菌株L12最佳的培养初始pH为7、接种量为5%、摇床转速为150 r/min、培养温度为30℃,菌株可耐受正十六烷质量浓度高达5 000 mg/L。最优条件下培养7 d,该菌株对正十六烷的降解率高达90.33%,能将质量浓度为3 000 mg/L的柴油几乎完全降解,表明该菌具有良好的用于生物修复柴油污染土壤的潜力。     

一株石油烃降解菌的固定化及其降解特性研究

从石油污染盐渍土壤中筛选出一株对液蜡乳化效果明显、对原油降解率达56.8%的菌株,命名为BZ-L。经生理生化和16SrRNA序列分析,初步鉴定该菌株属于沙雷氏菌属。以海藻酸钠和活性炭为包埋剂,对该菌株进行固定化研究。结果表明,当活性炭含量为0.8%时,固定化微球的破损率最低、渗透性最好;在接种量为35.0g·L-1、NaCl浓度为6.0%时,固定化微球对原油的降解率可达61.7%;菌株BZ-L的固定化微球对原油的降解率明显高于游离菌,且比游离菌的耐盐性能更强,可用于石油污染盐渍土壤的生物修复。     

生物合成5-氨基乙酰丙酸的发酵条件

筛选出一株能合成5-氨基乙酰丙酸的紫色非硫红假单胞菌,并且对该菌株合成5-氨基乙酰丙酸的影响因素进行了详细探索。结果表明：光照厌氧为该菌的最佳培养方式,谷氨酸钠为最适碳源,酵母膏为最适氮源;通过正交实验得到谷氨酸钠最佳浓度为2 g • L－1,酵母膏最佳浓度为1.5 g • L－1;最佳接种量为20%;初始pH值为7.0。该条件下,5-氨基乙酰丙酸的产量可达到49.39 mg • L－1。     

柴油脱氮菌的分离及应用研究

以喹啉为模型化合物进行富集培养,分离筛选出降解喹啉较好的菌株,经柴油中碱氮脱除实验,最终确立唯一脱C-N的CH9菌株为实验菌。菌株生化鉴定表明,该菌株许多特征与对照菌株枯草芽孢杆菌相同,初步鉴定该菌为Pseudomonas sp.。葡萄糖与喹啉共基质实验表明,葡萄糖的加入能促进菌株对喹啉降解,且随葡萄糖浓度增加促进作用增强。当葡萄糖和喹啉浓度较低时,降解反应遵循一级反应,而在较高的共基质浓度下喹啉的降解既不遵循一级反应,也不遵循零级反应。     

红色诺卡氏菌高产菌的ARTP诱变选育与发酵条件优化

以红色诺卡氏菌(Nocardia rubra)FIM-PO8为出发菌株,采用常压室温等离子体(ARTP)技术进行诱变,经筛选获得遗传较稳定的Nocardia rubra高产菌株FIM-PO8-16,并通过单因素实验和正交实验优化了菌株FIM-PO8-16的发酵工艺。确定最佳发酵培养基组分为：酵母粉2.5%、葡萄糖2.5%、蛋白胨0.5%、糊精1.0%;最佳发酵条件为：种子液菌龄30 h、初始pH值7.2、接种量2.0%、装料量100 mL/500 mL、转速230 r·min^-1、发酵温度32℃。在此条件下,FIM-PO8-16菌体细胞浓度大幅提高,达到8.31%。     

酵母细胞催化(S)-6-氯-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯的不对称还原

通过实验筛选出了对(S)-6-氯-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯具有较强还原能力的菌株。利用热预处理的方法提高了反应的立体选择性,并以稳定期的菌株为催化剂,考察菌龄、底物的加入量、菌体浓度、转化时间、转化温度和pH值对该反应的影响,得到较佳的反应条件是30℃,pH值6.0,底物浓度1 g/L,湿菌体浓度100 g/L,转化48 h。在此条件下进行反应,产物的收率和d.e.值可分别达到68.3%和95.1%。     

Selective synthesis of p-xylene by alkylation of toluene with dimethyl carbonate over magnesium acetate-modified ZSM-5

以乙酸镁为前体,采用等体积浸渍法制备不同负载量的MgO/ZSM-5催化剂,在气相连续流动固定床反应器上对甲苯与碳酸二甲酯（DMC）择形烷基化合成对二甲苯进行了研究。采用XRD、NH₃-TPD、吡啶吸附红外和2,4-二甲基喹啉吸附红外等手段对催化剂进行了表征。结果表明：B酸中心是甲苯与DMC烷基化反应的活性中心;随着MgO负载量的增加,甲苯转化率下降,对二甲苯的选择性上升;当MgO负载量大于9%时,甲苯转化率和对二甲苯选择性基本保持不变。2,4-二甲基喹啉吸附红外表征结果表明,乙酸镁在改性过程中未进入ZSM-5孔道内,焙烧分解生成的MgO主要分布在分子筛的外表面,分子筛孔内酸位并未受到影响。随着MgO负载量的增加,催化剂外表面的B酸位数量下降,当负载量大于9%时,外表面的B酸位基本消失。     

不同性质有机分散相对CO2吸收过程的影响

分别以环己烷、甲苯、正庚烷和正丁醇4种不同性质的有机溶剂作分散相,采用恒温槽反应器测定了CO2在水中的吸收速率. 结果表明,吸收速率与界面性质有关,未加表面活性剂时,甲苯、环己烷、正庚烷乳液中的传质速率与其在气液界面上的铺展状况相对应,甲苯>正庚烷>环己烷,铺展所产生的油膜造成了附加阻力,使低体积分率时CO2吸收速率反比纯水中低,最小时甲苯、环己烷、正庚烷所对应的体积分率分别为0.02, 0.08和0.04. 表面活性剂的加入促使乳液更趋稳定,但由于表面活性剂在气液界面及油水界面的吸附,传质阻力显著增加,吸收速率较无表面活性剂时更低,对此现象进行了理论分析. 与甲苯、环己烷等不同,正丁醇/水为部分互溶体系,在实验浓度范围内,吸收速率呈现先上升后逐渐下降的趋势,乳液与纯水中吸收速率比J/J0最高点与正丁醇在水中的溶解度相对应.     

二苯基亚砜在有机溶剂中的溶解度测定和拟合

在温度288.30～334.32 K、常压条件下,采用合成法测定二苯基亚砜在乙醇、乙酸乙酯、甲苯、丙酮、氯仿以及一系列浓度的乙醇-水混合溶剂中的溶解度。实验结果表明,在相同温度下,5种纯溶剂中二苯基亚砜的溶解度大小顺序如下,氯仿 > 丙酮 > 甲苯 > 乙酸乙酯 > 乙醇;乙醇-水混合溶剂中溶解度随着乙醇浓度下降而迅速降低;该溶解过程为吸热熵增过程,且随着溶解Gibbs斯自由能增大,溶解度减小。数据采用改进的Apelblat方程和van’t Hoff方程进行拟合,在乙醇-水混合溶剂中的溶解度数据还采用Jouban-Acree方程拟合。拟合结果与实验数据基本吻合。测定的固液平衡数据可为二苯基亚砜的合成与提纯等过程的溶剂选择提供依据。     

Preparation of carbon foams with supercritical toluene

Carbon foams with pore sizes of 10–50 μm were prepared with mesophase pitch and toluene as the carbonaceous precursor and supercritical agent, respectively. Results revealed that the light pitch components and dissolved toluene in pitch significantly affected the pore structures of resultant carbon foams. The amount of toluene dissolved in molten pitch is greatly dependent on the foaming conditions, such as the ratio of toluene to pitch, foaming temperature, foaming pressure and saturation time. Carbon foams with hierarchical porous structures are obtained by controlling the amount of light pitch components.     

油砂沥青质对油砂沥青中甲苯残留的影响

利用热重质谱联用仪（TG-MS）分析了三种油砂沥青（印尼油砂沥青、伊朗油砂沥青、加拿大油砂沥青）中的甲苯残留以及油砂沥青质含量对油砂沥青中甲苯残留的影响,并在此基础上,进一步研究了油砂沥青质中的甲苯残留。结果发现,不同油砂沥青中甲苯残留量存在一定差异,其中印尼油砂沥青中的甲苯残留量最多。进一步对沥青质质量分数分别为10%、19%、30%的油砂沥青样品进行热重质谱实验,发现随着油砂沥青中沥青质含量的增加,甲苯的残留量会成倍增加。以加拿大油砂沥青质为例,研究了油砂沥青质对溶剂残留的影响,发现油砂沥青质具有对甲苯分子的夹带能力,导致甲苯分子在超过自身沸点40℃以上才能从沥青质中分离出来。油砂沥青中其他组分的存在也会加剧沥青质对甲苯的夹带作用。此外,研究还发现,在350~650℃时,油砂沥青质可以热解产生甲苯,而且油砂沥青中的沥青质含量越高,热解生成的甲苯越多。     

甲苯分子在铝基金属-有机骨架材料上的吸附特性

应用巨正则系综蒙特卡罗模拟（GCMC）方法研究了298K下甲苯在4种铝基金属-有机骨架材料（Al-MOF）上的吸附特征。通过对比模拟与实验结果,发现Dreiding力场能够较好地描述甲苯在Al-MOF上的吸附行为。由于4种Al-MOF材料均具有丰富的微孔结构,使得其甲苯吸附量（取1.5kPa时吸附量值比较）均高于传统吸附剂的吸附量（一般小于400mg/g）,分别为1375mg/g （MIL-101）、866mg/g（CYCU-3）、807mg/g（MOF-519）、504mg/g（CAU-3-BDC）。通过Snapshot图和密度分布曲线分析了甲苯在Al-MOF中的吸附位,结果表明,在低压（低负载量）时,甲苯优先吸附在骨架中的小孔道内,随压力（负载量）的增大,甲苯分子逐渐填充到大孔道。此外,甲苯与有机配体的相互作用强于与金属簇的相互作用,说明有机配体处为优先吸附位。将298K、1.5kPa条件下甲苯吸附量与MOF的物理性质相关联,结果发现甲苯吸附量的大小与吸附剂的比表面积、孔容积成线性正相关,而与骨架密度成反比关系。     

影响煤焦油沥青质测定量的工艺参数

煤焦油通过溶剂分析可定量分离为三部分：甲苯不溶物、沥青质和油相。本文主要研究了煤焦油在此分离过程中芳烃溶剂类型、萃取方法、甲苯溶液浓缩量、烷烃溶剂类型和正庚烷溶剂与甲苯溶液浓缩量的添加比例对煤焦油沥青质沉淀量的影响。结果表明,甲苯溶液浓缩量、正庚烷与甲苯溶液浓缩量的添加比例对沥青质沉淀量的影响较大,萃取方法次之,将苯替换成甲苯影响最小。当选择甲苯溶解煤焦油,超声萃取3h,甲苯溶液浓缩量9mL,正庚烷与甲苯溶液浓缩液的添加比例为20∶1时,煤焦油沥青质的沉淀量为13.4%。本实验表明煤焦油的分离工艺会影响沥青质沉淀量,故在研究煤焦油沥青质性质和结构时需注明沥青质的沉淀分离条件。     

A STUDY OF CLOSED CYCLE DRYING FOR THE COATED FILM WITH ORGANIC SOLVENT ON THE CONTINUOUS SHEET MATERIALS

The conventional drying of the coated film with organic solvent on continuous sheet materials is usually performed in open or one pass drying system using air as the drying medium. The concentration of evaporated organic solvent in the drying system must be low enough to prevent explosion and large volume of off gas from dryer to solvent recovery system is required, resulting in poor heat economy for all the plant

To improve the heat economy of the plant it had been proposed to use a closed cycle drying system, where an inert gas, e.g. nitrogen, is used as the drying medium. High concentration of the organic solvent in the recycle gas mixture may then be used, which results in smaller volume of recycle gas and possibility of applying an inexpensive solvent recovery system of dehumidification. This investigation includes two important problems to realize the closed cycle drying

(1)Measurement of solvent (toluene) evaporation rate from coated film in the gas mixture of toluene andnitrogen over a wide range of toluene/nitrogen ratios (0-1.0) and drying temperature using bench scaleapparatus

(2)Development of a contactless sealing method, using an inert gas, for closed cycle drying of continuoussheet materials. The results of preliminary tests demonstrate its feasibility.     

甲苯液相氧化过程中结垢的原因及其影响因素

甲苯液相空气氧化是环境友好的苯甲酸生产工艺.在SNIA苯甲酸生产过程中,CoC2O4•2H2O的生成导致甲苯氧化过程产生严重的结垢现象,严重影响生产的正常运行.通过液相色谱对反应中间产物进行检测,发现有痕量的对苯二酚、马来酸、草酸生成.对生成CoC₂O₄•2H₂O的可能途径进行了分析和研究,结果表明,通过苯、甲苯及其衍生物氧化生成草酸是导致结垢的主要原因.通过改变反应物组成及操作条件,对反应温度、操作压力、空速、催化剂用量、苯含量以及含水量等因素对结垢的影响进行了研究.结果表明,当生成苯甲酸的目标反应受到抑制时,结垢明显加剧.随着反应体系中的苯含量或含水量的增大,其结垢加剧.当催化剂浓度低于100 μg•g^-1时,随Co含量的增大,其结垢减轻.当反应体系中无苯甲酸时,反应受到抑制,结垢严重.当空气鼓气量低于4.0×10-3 m³•min^-1时,随空气鼓气量的增大,其结垢减轻.操作压力对结垢的影响较小.反应温度低于155 ℃时,反应受到抑制同时结垢加剧.     

甲苯液相催化氧化过程稳态模拟

通过分析甲苯氧化反应的特点,依据反应动力学模型和物料衡算关系,提出了对甲苯液相催化氧化过程进行稳态模拟的方法,研究了稳态连续操作时反应温度、进料甲苯流量等操作条件对苯甲酸浓度的影响。采用的反应动力学模型考虑了苯甲醛、苯甲醇等组分对反应的影响,并用生产数据对反应动力学参数进行了重新回归。使用回归得到的动力学参数进行稳态模拟,结果显示：苯甲酸质量分数的计算值与测量值的相对误差在5%以内。