乙腈-水共沸体系的变压精馏模拟与优化

利用Aspen Plus化工模拟流程软件对乙腈-水共沸体系进行变压精馏模拟分离研究。选择UNIQUAC物性计算模型确定变压精馏的工艺流程,通过灵敏度分析模块分别考察高压塔和常压塔的进料板位置和回流比对分离效果的影响。模拟结果表明,当塔操作压力为350kPa,塔板为30块,进料板为第10块塔板,回流比为1.5,在塔底可以得到质量分数为99.7%的产品乙腈。     

四氢呋喃-水恒沸物萃取精馏过程的三塔优化计算

以1 mol产品需要的能耗为目标函数,采用复合形优化方法对萃取精馏过程进行了优化计算,其结果表明当萃取精馏塔的塔板数为12块、进料位置为第8块、溶剂比为0.96、回流比为0.88、产品的流量为0.61 mol/h;溶剂1,4丁二醇回收塔的塔板数为12块,回流比为0.66;四氢呋喃提浓塔的塔板数为7块,回流比为0.80时,该萃取精馏过程不仅满足产品的纯度99.0%的要求,而且能耗最低.     

间歇精馏分离喹啉和异喹啉的模拟

采用Aspen Batch Distillation对喹啉、异喹啉二元体系进行间歇精馏模拟计算。研究塔板数、回流比、塔顶压力、进料组成、塔底蒸汽流量、精馏时间对塔顶喹啉质量分数和收率的影响。得出较优的间歇精馏参数：塔板数为60,回流比为8,塔顶压力为6 k Pa,进料喹啉质量分数为70%,塔釜蒸汽流量为30 kg/h,精馏时间为16 h。此时,塔顶喹啉的纯度最高可达99.2%,收率为71.0%。     

溶剂生产中醪塔的优化模拟

针对丙酮-丁醇精馏工艺过程中醪塔分离性能差和能耗高的问题,提出了优化方案,增加了醪塔塔高,添加一个侧线采出位置.应用PRO/Ⅱ化工流程模拟软件对优化后的醪塔进行模拟,考察了醪塔理论板数,侧线采出位置、进料位置等因素对醪塔分离性能和蒸汽消耗量的影响.优化后经模拟确定了醪塔理论板教为40块,进料位置为第18块理论塔板处,侧线采出位置为第10块理论塔板处.该条件下,醪塔塔顶馏出物中水含量由47.09%降到13.23%;侧线采出产物轻相中丁醇的含量为73.07%,而优化前在醪塔塔顶产物中丁醇的含量为34.19%;能耗与原工艺相比降低了38.74%;醪塔塔釜废醪液中总溶剂含量降为0.013%.工业醪塔试车运行结果与模拟结果吻合良好.     

四氢呋喃—水恒沸物萃取精馏过程的三塔优化计算

以1mol产品需要的能耗为目标函数，采用复合形优化方法对萃取精馏过程进行了优化计算，其结果表明当萃取精馏塔的塔板数为12块、进料位置为第8块、溶剂比为0．96、回流比为0.88、产品的流量为0.61mol／h；溶剂1,4—丁二醇回收塔的塔板数为12块，回流比为0．66；四氢呋喃提浓塔的塔板数为7块，回流比为0．80时，该萃取精馏过程不仅满足产品的纯度99．0％的要求，而且能耗最低。     

基于Aspen Plus的甲酰胺生产精馏装置的模拟与优化

选用化工流程模拟软件Aspen中的热力学模型NRTL-HOC物性方法和精馏模块Radfrac对甲酰胺初馏塔进行严格模拟计算,模拟结果与实际生产结果吻合良好;利用Aspen中的灵敏度分析工具对甲酰胺初馏塔所需的最小理论塔板数、最佳进料塔板位置和最小回流比进行了优化,结果显示:相同条件下,优化的塔板数为30块,比工业装置的40块减少了10块,优化的摩尔回流比为8.0,比工业装置采用的9.0减少了1.0;在优化条件下的模拟计算结果显示,塔顶冷凝器的冷量消耗和塔釜再沸器的加热负荷分别比优化前下降了11.0%和9.7%.优化方案不仅可降低塔的能耗和优化塔的操作,还可明显减少新建塔的设备投资以及为甲酰胺的工业生产和工业设计提供指导.     

Heterogeneous Growth of ZnO Crystal on GaN/Al2O3 Substrate

Hydrothermal (HT) ZnO substrates were usually used as seeds for the vapor growth of ZnO crystals.In this work,ZnO bulk crystals were grown using the relatively low-cost GaN/Al₂O₃ substrates as seeds by chemical vapor transport (CVT).With the increase of growth time,the dislocation densities in the crystal decreased from about 1×10⁶ to 6×10³ cm^-2.The carrier concentration decreased from 1.24×10¹⁹ to 1.57×10¹⁷ cm^-3     

不同类型稻田亚硝酸型CH4厌氧氧化潜力的比较研究

甲烷(CH₄)厌氧氧化是稻田土壤中消减温室气体排放的重要过程.本试验选择内陆性南京稻田和滨海性上海崇明岛围垦稻田,比较研究稻田耕层(0～10 cm)和深层(50～60 cm)土壤中亚硝酸盐型CH₄厌氧氧化(n-DAMO)潜力的差异及其微生物驱动机制.结果表明,南京稻田耕层土壤的n-DAMO速率为3.51 nmol·g^-1·d^-1(以¹³CO₂计),显著高于围垦稻田耕层土壤(1.43 nmol·g^-1·d^-1).两种类型稻田耕层土壤的n-DAMO速率均显著高于深层土壤.南京稻田和围垦稻田M.oxyfera-like细菌的16S rRNA基因拷贝数分别为(2.31～4.82)×10⁷和(0.89～2.12)×10⁷ copies·g^-1,与亚硝酸盐型CH₄厌氧氧化速率显著正相关.相关性分析发现,土壤有机碳、总氮、无机态氮是稻田n-...     

萃取精馏分离乙酸乙酯-异丙醇共沸物系的工艺模拟

采用Aspen Plus,以咪唑类离子液体[BMIM][DBP](1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯)作为萃取剂对乙酸乙酯-异丙醇共沸物系的萃取精馏过程进行模拟和优化.通过灵敏度模型分析工具得到萃取精馏塔的最佳操作条件：[BMIM][DBP]进料量为18 kmol/h,全塔理论塔板数为26,摩尔回流比为0.8,[BMIM][DBP]进料位置为第3块塔板,乙酸乙酯和异丙醇的混合原料进料位置为第9块塔板.基于以上的最佳操作条件,从塔顶得到摩尔分数可达0.999的乙酸乙酯,满足分离要求.结果表明[BMIM][DBP]作为萃取剂在分离乙酸乙酯-异丙醇中具有良好的工业应用前景.     

四氢呋喃—水恒沸物萃取精馏的模拟计算

用Wang和Henke泡点法对宽沸点体系的萃取精馏进行了模拟计算，结果表明：在塔板数为12块、泡点进料并满足塔顶产品含量大于99.5%的情况下，进料位置为第8块、溶剂比为1、回流比为1.5塔顶产品的采出量为0.5mol/s时，该萃取精馏的状况较好，此外，还就Wang和Henke泡点法对宽沸点体系的萃取精馏模拟计算的收敛性进行了探讨。     

磷钼酸根和金属/氢-氧-三苯基膦单元构筑的杂化材料

采用水热合成手段，以磷钼酸为多金属氧酸盐(简称多酸)建筑块，三苯基膦为有机配体，通过自组装的方式制备了一种无机-有机杂化化合物，通过X-射线单晶衍射技术确定其分子式为H₁₅{(PMo₁₂O₄₀)₂[MoO₄-(PPh₃)₄]₂[NaO₃-(PPh₃)₃][(H₂O-PPh₃)₃](化合物1)。该化合物是由[PMo₁₂O₄₀]^3-、[MoO₄-(PPh₃)₄]^2-、[NaO₃-(PPh₃)₃]^5-和H₂O-PPh_3<...     

页岩气三甘醇脱水装置脱水效果影响因素分析

在页岩气田的不同生产阶段,各项工况参数变化范围较大,三甘醇脱水装置运行工况可能会偏离最佳区间,容易导致脱水效果不显著,从而影响正常生产。采用HYSYS软件,对300.0×10⁴ Nm³/d的页岩气三甘醇脱水装置进行了流程模拟,定量分析了三甘醇循环量、三甘醇贫液质量分数、原料气入塔流量、原料气入塔温度、吸收塔操作压力、三甘醇贫液入塔温度、塔板总效率和吸收塔塔板数等工艺参数对三甘醇脱水效果的影响,并确定各项工艺参数的合理操作范围,以实现最佳脱水效果,满足干气外输要求。结果表明,提高三甘醇循环量、贫液质量分数、吸收塔操作压力、塔板总效率和吸收塔板数,以及降低原料气入塔流量和温度、三甘醇贫液入塔温度,有助于改善三甘醇脱水效果;提高重沸器温度和汽提气流量有利于提高三甘醇贫液质量分数。此外,将HYSYS模拟计算结果与现场生产数据进行了对比,结果表明两者基本吻合,从而验证了模拟计算结果的准确性,其可用于指导实际生产。上述研究结果对提高脱水效率和降低投资成本具有一定的指导意义。     

一种地下水14C测年沉淀法采样新程序及对以往测年成果可靠性的评估

国际原子能机构推荐的地下水¹⁴C测年沉淀法采样程序因未能有效控制大气CO₂污染,常使古老地下水¹⁴C测年结果偏年轻许多?在分析可能存在的大气CO₂污染途径及影响因素的基础上,开发了一种融入多种大气CO₂污染控制技术的地下水¹⁴C测年沉淀法采样新程序。新采样程序在保持操作简便的前提下,使大气CO₂污染得到有效控制;通过专门设计的样品瓶实现了采样程序与制样程序的有效衔接,有利于降低制样程序中的大气CO₂污染。以苯合成液体闪烁计数法测定¹⁴C比活度,新采样程序使古老地下水¹⁴C测年结果(在测年上限50×10³年以内)不再产生可识别的偏差。在河北平原地下水¹⁴C测年采样中的初步应用显示,早期取得的古老地下水¹⁴C测年结果存在较大的负偏差,例如对¹⁴C表观年龄约为47×10³年的地下水,可偏年轻20×10³年以上。因此,有必要对以往取得的古老地下水¹⁴C测年结果及由此得出的研究结论是否可靠重新进行评估。地下水¹⁴C测年沉淀法采样新程序的推出使传统放射性测量法重新得到重视,因采用的样品量千倍于加速器质谱法,使制样程序中的大气CO₂污染更易控制,古老地下水¹⁴C测年结果更具可靠性。     

基于Aspen Plus的煤气化副产物粗酚的分离精制

针对煤气化副产物粗酚的组分和组成特点,设计了三塔和双塔两条连续减压精馏工艺.借助Aspen Plus软件对构建的分离工艺进行系统的模拟研究,物性方法采用NRTL模型.首先利用DSTWU模块简捷设计计算得到了塔板数、回流比和采出量等操作参数,对比得出适合该系统的分离工艺为双塔精馏.然后利用Rad FRAC模块对设计结果进行严格模拟核算,最终得出双塔B1和B2的塔板数分别为29和31;进料塔板级数分别为15和16;回流比分别为2.87和2.44.在最佳操作条件下,所得产品质量分数分别为苯酚99.0%,对(间)甲酚86.1%,二甲酚96.5%.本研究结果可为粗酚的实际分离工艺设计和操作过程提供参数依据.     

橡胶防老剂4010NA的溶剂回收工艺研究

设计了一套完整的橡胶防老剂4010NA生产后的废溶剂回收装置,采用普通精馏工艺分离丙酮、异丙醇和水的混合溶液得到高纯度丙酮;采用共沸精馏工艺,以苯作带水剂,对脱水塔塔顶采出的异丙醇和水的混合物进行分离,得到高纯度异丙醇。利用Aspen Plus模拟软件对各个过程进行模拟,得到各塔的最佳理论板数和每股物料的最佳进料位置,而且模拟得到了每股物料的工艺参数:废溶剂在丙酮脱除塔中的最佳进料位置为第26块理论板,全塔的最佳理论板数为46块,塔顶温度为55.70℃,压力为99.98kPa,回流比为7;水分脱除塔中物料的最佳进料位置为第7块理论板,全塔的最佳理论板数为22块,塔顶温度为79.37℃,压力为100kPa,回流比为6;脱水塔中异丙醇-水混合液的最佳进料位置为第7块理论板,苯的最佳进料位置为第1块理论板,全塔的最佳理论板数为22块,塔顶温度为55.40℃,压力为100kPa,回流比为6。回收处理后,丙酮的含量≥99%,异丙醇含量≥99%,水含量≥99.8%(均为质量分数),达到回收要求。     

山东胶东地区盘子涧金矿成矿流体He-Ar同位素地球化学特征

盘子涧金矿地处山东胶东地区蓬莱—栖霞金成矿带南部,是典型的石英脉型金矿,Au品位高,目前对该矿床成矿流体来源的研究尚不深入。在详细的矿相学观察及黄铁矿显微结构研究基础上,对盘子涧金矿主成矿阶段(石英-黄铁矿(绢云母)阶段和金-石英-多金属硫化物阶段)的载金黄铁矿进行了流体包裹体He-Ar同位素组成分析。结果表明:盘子涧金矿载金黄铁矿中流体包裹体的³He丰度为(3.49～8.50)×10^-14 cm³ STP·g^-1,⁴He丰度为(2.46～5.06)×10^-8 cm³ STP·g^-1,³He/⁴He值为0.8R_a～1.2R_a(R_a为大气³He/⁴He值,R_a=1.39×10^-6),成矿流体表现出以富集地幔为主导的壳幔混合特征; ⁴⁰Ar丰度为(1.02～2.65)×10^-7 cm³ STP·g^-1,⁴⁰Ar/³⁶Ar值为896.3～1 724.1,是大气饱和水⁴⁰Ar/³⁶Ar值的2～3倍,与中国东北部幔源岩样品⁴⁰Ar/³⁶Ar值相近,推测成矿流体主要来源于富集地幔,成矿流体中存在着一定量的地壳放射性成因⁴⁰Ar,表明地壳流体参与了成矿作用。综上所述,推断山东胶东地区盘子涧金矿成矿流体为以富集地幔流体为主导的壳幔混合流体。     

四氢呋喃-水恒沸物萃取精馏的模拟计算

用Wang和Henke泡点法对宽沸点体系的萃取精馏进行了模拟计算,结果表明:在塔板数为12块、泡点进料并满足塔顶产品含量大于99.5%的情况下,进料位置为第8块、溶剂比为1、回流比为1.5 塔顶产品的采出量为0.5 mol/s时,该萃取精馏的状况较好.此外,还就Wang 和Henke泡点法对宽沸点体系的萃取精馏模拟计算的收敛性进行了探讨.     

萃取精馏分离醋酸水混合物模拟和优化

以ε-己内酰胺为萃取剂,用Aspen Plus在NRTL-HOC物性条件下,来模拟醋酸和水的萃取精馏分离。并对萃取精馏塔和溶剂回收塔进行优化设计,得到了两塔最佳的操作条件如下:萃取精馏塔最佳的馏出比为0. 58,最佳的理论板数40块,原料液进料位置为第26块板,ε-己内酰胺进料位置为第3块板,操作回流比为3,溶剂比为1. 0;溶剂回收塔最佳的馏出比为0. 51,最佳的理论板数为8块,进料位置为第6块板,操作回流比为2. 1。在最佳操作条件下,萃取精馏塔顶醋酸的含量高达99. 8%,两塔再沸器总热负荷为6616. 89 k W,比普通精馏过程节能64. 94%。     

间歇精馏分子异丙醇—水二元共沸物的模拟

以乙二醇为溶剂,使用Aspen Plus化工模拟软件中的BatchFrac模块,基于UNIFAC模型,对异丙醇-水二元共沸物的间歇萃取精馏过程进行间歇萃取精馏模拟,研究了不同操作参数（如溶剂比、回流比、溶剂进料位置、溶剂进料温度等）对整个精馏过程的影响,对各工艺参数进行了分析与优化。结果表明,对于处理量为100kmol的异丙醇-水溶液,精馏塔具有20块塔板,溶剂比为2,回流比为5,溶剂进料位置在第3块塔板,溶剂进料温度为80℃时,塔顶异丙醇质量分数可达0.998,收率可达0.978。     

徐州市生态系统服务供需匹配研究

【目的】明晰生态系统服务供需格局和匹配关系,为生态系统服务供需平衡提供科学依据,为区域生态文明建设和社会经济可持续发展提供助力。【方法】以江苏省徐州市为研究区域,采用InVEST模型、RUSLE模型、当量因子法等分析其2019年的食物供给、气候调节、水土保持、空气净化和文化娱乐五项生态系统服务的供需格局及匹配程度。【结果】食物供给、气候调节、水土保持、空气净化和文化娱乐服务供给量分别为5.47×10⁶ t、1.11×10⁸ t、4.77×10⁶ t、4.21×10⁴万元和1.21×10⁵万元,需求量分别为2.93×10⁶ t、1.53×10⁷ t、5.51×10⁶ t、1.91×10⁴万元和1.21×10⁵万元;食物供给、气候调节、水土保持和空气净化服务主导空间匹配类型为高-高型,文化娱乐服务主导空间匹配类型为低-低型。【结论】徐州市生态系统服务供给和需求在数量和空间上...