反应精馏模拟与控制研究进展

反应精馏集成过程在提高反应选择性和转化率、降低建设成本和生产能耗等方面具有显著的优越性,促进了反应精馏相关理论的发展和工程应用。综述了在传统反应精馏过程稳态和动态模拟相关研究成果基础上,给出了7种常用的多回路控制结构,分析其优缺点;介绍了带侧反应器的反应与精馏集成技术的国内外研究相关情况;给出了今后反应精馏应用研究中还需要解决的一些问题和相关研究内容。     

分子筛成核与晶体生长动力学研究：Ⅲ.集成反应动力学模型

从固液集成反应角度，建立了分子筛晶体生长动力学模型及三个推论。理论研究表明，晶化过程中的诱导期和晶化后期可以分别采用更简单的数学模型表示，对于全过程可以采用与在液相扩散速率限制区建立的修正的Ｌｅｃｈｅｒｔ模型形式上相同的模型描述。     

过程全局能量集成方法的研究进展与展望

全面系统地总结了过程全局能量集成的研究现状 ,剖析了全局能量集成的夹点分析法和顶层分析法 ,指出全局夹点分析法用于过程全局能量集成将具有深远的工业应用前景     

非晶态合金催化剂研究有突破

我国石化科技工作者历经20年研究开发的“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”项目推动了世界化学工业技术的跨越式进步，获得了2005年国家技术发明奖唯一的一等奖。     

TS-1催化丙烯环氧化与H_2O_2生产过程的集成Ⅱ.环氧化产物和杂质对蒽醌法生产H_2O_2的影响

研究了丙烯环氧化产物和杂质对蒽醌工作液氢化、氧化反应的影响 ,并对过程集成中萃取后工作液的干燥脱水进行了研究。试验结果表明 ,在过程集成中 ,少量的环氧化产物和杂质对蒽醌法过程中氢化、氧化反应均无明显的影响 ;过程集成中由于萃取后的工作液中含有甲醇 ,用浓碳酸钾法脱水不适宜 ,用凝聚过滤法脱水可行。     

重油加氢反应系统动态仿真数学模型的建立

以多层多模块框架结构，集成各主体设备子系统，根据物流停留时间，建立动态过程的迟滞检验函数，开发了减压渣油加氢反应系统的实时动态仿真数学模型。仿真结果表明该模型在稳态工况下模拟结果及动态过渡过程曲线均与工厂操作数据吻合，仿真模型可靠。     

TS－1催化丙烯环氧化与H2O2生产过程的集成 Ⅱ.环氧化产物和杂质对蒽醌法生产H2O2的影响

研究了丙烯环氧化产物和杂质对蒽醌工作液氢化、氧化反应的影响,并对过程集成中萃取后工作液的干燥脱水进行了研究。试验结果表明,在过程集成中,少量的环氧化产物和杂质对蒽醌法过程中氢化、氧化反应均无明显的影响;过程集成中由于萃取后的工作液中含有甲醇,用浓碳酸钾法脱水不适宜,用凝聚过滤法脱水可行。     

未来石化工业的技术发展热点:Ⅲ. 新型分离技术和反应技术

炼油、石化生产过程中大量存在的分离和反应工序往往是高能耗、高投资的过程。开发和采用先进的低能耗分离和反应新技术成为未来石化工业的一大技术热点。微波分离、电磁分离、吸附分离、超声波分离、络合分离、膜法分离等新的分离技术 ,以及催化 (反应 )蒸馏技术、超临界反应技术、膜法反应技术等新的反应技术均在迅速开发和应用之中。①埃克森美孚公司开发了原油乳化液微波分离设备。该技术采用微波范围的电磁辐射使分离困难的乳化液脱稳 ,分离成油、水和固体。转换器将电能转化为微波范围的电磁辐射 ,设备额定功率为 75kW。通过波导进入…     

MINLP模型及其在石化行业中的应用--Ⅱ.反应网络与反应精馏系统MINLP模型的建立

对反应器网络和反应精馏过程的优化提出了超结构的非线性混合整数规划模型．并给出了应用实例，证明MINIP模型应用于反应网络和反应精馏过程的优化设计是可行的。     

“背包式”反应精馏生产乙酸环己酯工艺的模拟研究北大核心CSCD

采用"背包式"反应精馏集成(DCSR)工艺,对环己烯(CH)与乙酸(AA)加成酯化合成乙酸环己酯(CA)的反应进行研究,固定CH与AA的进料量均为10 kmol/h,规定塔釜产品中CA含量为99.5%(w),以年度总成本(TAC)为评价指标,通过Aspen Plus流程模拟软件考察了主要操作条件及集成结构对DCSR过程的影响。实验结果表明,最佳的工艺条件为:再沸器热负荷(Q_R)为0.51 MW、提馏段塔板数为3、侧反应器台数为2、总催化剂装填量为2 300 kg、催化剂在上下两台侧反应器中的分配系数分别为0.44和0.56。在该条件下,集成过程具有最小TAC约2.82×10~6 Yuan/a,相较于传统工艺,DCSR工艺的Q_R减小近8.9%,催化剂用量减少了42.5%,TAC节省了18.9%。     

Reaction Processing of Fraction of Yanhua FCC Gasoline

By using fraction of Yanhua FCC gasoline as a feedstock, the effects of reaction temperature, weight hour space velocity, feedstock performance on yields of liquefied petroleum gas production, and aromatics and propylene are researched in a confined fluidized bed reactor. Aromatization index (AI) and competent parameter (CP) are first proposed to study the mechanistic pathways of aromatization reaction of fraction of Yanhua FCC gasoline. The experimental result shows AI values of FCC gasoline decrease with the increase of the reaction temperature under the same catalyst; CP values and the aromatization reaction function for the same catalyst increase with the increase of the reaction temperature. The isomerization reaction for fraction of Yanhua FCC gasoline has more advantage than that of the aromatization reaction.     

新型两性聚苯硫醚的合成

本文通过后期磺化、溴化反应及溴与三甲基胺(或二甲基胺)发生取代反应而获得聚两性电解质———季铵化聚苯硫醚(聚合物4)和叔铵化聚苯硫醚(聚合物5)。用酸碱滴定和莫尔法分别测定磺化度和溴化度,并利用红外光谱、紫外-可见光谱表征了合成产物的结构。结果表明:在最佳磺化条件下,即反应时间4 h、反应温度105℃、PPS与发烟硫酸比1∶15(g/mL),相应的磺化度为47.6%;在最佳溴化条件下,即反应时间4 h、反应温度40℃、FeCl3加量4%,相应的溴化度为28.20%;聚两性电解质分子链上的季铵基团和叔铵基团取代了溴。由红外光谱和紫外-可见光谱分析结果可以推定,本文对聚苯硫醚的改性是成功的,即最终合成了两性聚苯硫醚。     

有机卤代反应中高效卤化试剂的应用及发展

卤代反应是有机合成中的一类重要反应,选择合适的卤化试剂是实现该类反应的关键,也是目前研究的热点之一。本文对近年来在高效卤化试剂研究方面取得的进展进行了综述,介绍了系列高效卤化剂在卤化取代反应、卤化加成反应等方面的应用。具体评述了不同卤化试剂的优缺点并展望了卤化试剂的发展趋势。     

提高复合反应选择性的措施

分析了温度和浓度是影响复合反应选择性的主要因素。反应器类型和反应器操作方式影响反应物浓度和温度分布,从而影响反应的选择性;对于气固催化反应,还可通过选择合适的催化剂类型、结构和形状、活性组分非均匀分布,以及控制催化剂中毒程度和反应物吸脱附过程等方法来提高反应的选择性;近年来,出现了一些提高复合反应选择性的新方法,如:超临界反应、膜反应、反应精馏等。     

A Novel Kinetic Model of Complex Reaction Systems in Molecular Level: Part 2. Simulation of Deep Catalytic Cracking

Abstract

A kinetic model of complex reaction systems such as DCC-I in molecular level was built by the method that combined Monte Carlo simulation and structural-oriented lumping. Seventy-five reaction rules, including the reactions of paraffins, olefins, naphthenics, and aromatics, were made to build the reaction networks of complex reaction system DCC-I. The results showed that the relationship of product yields with reaction extent was reasonable, the yields and properties of major products, propylene and gasoline, in optimized reaction extent gave a good agreement with the plant data, and the reaction rules and the reaction network could very well reflect the characters of DCC-I. Simulations of two sets of molecules produced by the same regular plant data were parallel, and the kinetic model had good repeatability, convergence, robustness, and sensitivity.     

L-乳酸熔融缩聚变容反应动力学

以对甲苯磺酸为催化剂,在150~180℃、绝对压力小于100Pa的条件下,进行L-乳酸熔融缩聚反应动力学实验。由反应机理建立了L-乳酸熔融缩聚变容反应动力学模型。采用微分法对实验数据进行处理,采用积分法对变容反应动力学模型进行辨识和检验,确定L-乳酸熔融缩聚反应属二级反应,活化能为35.17kJ/mol,指数前因子为3.865×103L/(mol.h)。用MathCAD软件对不同温度控制条件下L-乳酸熔融缩聚反应的过程进行了模拟计算,提出适宜采用程序升温的控制方案。     

石油加工过程的分子级反应动力学模型进展

石油加工过程中存在大量的复杂反应体系,建立这些过程的分子级的动力学模型十分困难。本文综述了分子水平动力学模型的主要研究方法和国内外有代表性的研究成果,指出开发更为细致的分子尺度反应动力学模型来预测产品产率、组成和性质将成为该领域的发展方向。     

反应精馏合成丙酸丙酯模拟与动力学

采用反应动力学研究装置,以强酸性离子交换树脂Amberlyst46TM为催化剂,研究正丙醇和丙酸合成丙酸丙酯的反应动力学。在消除了内外扩散的情况下,考察了催化剂用量、醇/酸摩尔比、反应温度和搅拌转速对丙酸转化率的影响。在催化剂用量15 g、醇/酸摩尔比12、反应温度80℃、搅拌转速400 r/min的较优操作条件下,确定了反应动力学参数,获得动力学数据反应活化能Ea=4035 kJ/mol,指前因子k0=216×103 L/(mol·min),并运用于稳态模拟中,考察了进料温度以及各段塔板数对产物纯度的影响。优化后的操作条件为进料温度70℃、精馏段塔板数2、反应段板数21、提馏段塔板数11,此时丙酸丙酯产品的摩尔分数达到9988%以上。     

汽油和液化石油气中硫醇氧化反应机理的研究进展

综述了国内外硫醇氧化反应机理的研究概况。介绍了碱性条件下硫醇的非催化氧化反应机理、硫醇的催化氧化反应机理、混合硫醇体系均相催化共氧化反应机理、固体碱存在下硫醇催化氧化反应机理、无苛性碱条件下硫醇催化氧化反应机理。认为进一步探讨硫醇的氧化反应机理是液化石油气和汽油脱硫醇研究的重要方向之一。     

Study on Disproportionation Reaction of FCC Gasoline on Acid Catalyst

Based on the experimental data relating to the reaction of FCC gasoline on acid catalyst the analysis of product distribution, and composition of gasoline and diesel fractions have been analyzed. The occurrence of disproportionation reaction of FCC gasoline on acid catalyst and the network of disproportionation reaction have been identified. Study has also shown that different reaction temperatures can result in different pathways of disproportionation reactions on acid catalyst.