基于精细积分算法的结构地震反应计算方法

对于结构地震反应的计算问题,数值计算方法的使用非常重要,根据钟万勰提出的精细积分算法思想,对基于精细积分算法的结构地震反应计算方法进行了严密的推导并对它作了一些改进,给出了地震运动作用下计算结构速度和加速度反应的显式递推公式,对其进行了编程实现,以一个简单的框架结构地震反应分析为例,与常用的Wilson-θ法的计算结果进行了对比,验证了该精细积分算法在结构地震反应计算中的可行性和精确性。     

苄胺与碳酸二甲酯甲基化反应体系热力学分析

采用Benson和Joback基团贡献法对苄胺与碳酸二甲酯反应体系进行了热力学分析,计算了反应体系的焓变、熵变、吉布斯自由能变及反应平衡常数,讨论了反应温度对苄胺与碳酸二甲酯甲基化反应和甲氧羰基化反应的影响.计算结果表明,在373.15-453.15 K之间,甲基化反应为吸热反应,且反应为自发过程,反应平衡常数K(O)...     

甲醇制低碳烯烃反应体系的热力学计算与分析

采用原子矩阵法确定了甲醇制低碳烯烃独立的反应数,采用Gibbs自由能最小化方法,建立了计算烯烃产物之间平衡关系的数学模型,简化了计算过程。计算了甲醇制低碳烯烃各独立反应的Gibbs自由能及烯烃产物之间的平衡关系。热力学分析表明,甲醇制低碳烯烃反应主要为动力学控制,提高反应温度、降低反应压力和加水有利于乙烯平衡组成增加和乙烯与丙烯总平衡组成的增加,丙烯平衡组成随温度、压力变化存在最大值。计算数据与文献值比较表明,该法计算结果可靠,对甲醇制低碳烯烃的实验室研究及工业化生产有指导意义。     

基于变换变量的反应闪蒸过程计算

采用变换变量,浆发生多反应并伴有惰性组分的反应闪蒸过程模型变换为普通的非反应闪蒸模型。新模型避免了反应量的计算,将反应与相平衡结合计算的通用性好。用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法模拟计算了甲醛－水溶液反应闪蒸及对二甲苯和邻二甲苯反应闪蒸分离过程。     

尿素法合成甲苯二氨基甲酸苯酯反应体系的热力学分析

尿素、甲苯二胺与苯酚反应合成甲苯二氨基甲酸苯酯为一复合反应体系。对该类反应体系进行分析并提出了本反应的4种可能反应路径,采用基团贡献法对4种反应路径中各组分的热力学数据以及各反应的焓变、Gibbs自由能变和平衡常数进行了计算,依据热力学计算结果并结合文献实验数据分析反应路径的可行性及难易程度。结果表明,由尿素、甲苯二胺与苯酚合成甲苯二氨基甲酸苯酯的较好反应路径为:尿素首先与苯酚反应合成氨基甲酸苯酯,然后氨基甲酸苯酯与甲苯二胺反应得到终产物甲苯二氨基甲酸苯酯。计算及分析结果可为该反应的实验研究及过程开发提供理论指导。     

合成甲苯-2,4-二氨基甲酸甲酯反应体系的热力学分析

由2,4 二氨基甲苯与碳酸二甲酯制备甲苯 2,4 二氨基甲酸甲酯为一复合反应体系。本文用基团贡献法计算了该反应体系的反应热、吉布斯自由能变化、化学反应平衡常数。对反应原料中甲醇的含量对甲苯 2,4 二氨基甲酸甲酯收率的影响进行了计算。计算数据与文献值及试验结果比较,表明计算结果可靠,对实验室研究及工业生产都有重要的指导意义。     

碱法合成甲醇钠的热力学分析

氢氧化钠溶解在甲醇中与甲醇反应是制取甲醇钠的主要方法,文中针对该液相反应建立热力学循环,计算了298 K下反应的标准摩尔吉布斯自由能变和标准摩尔焓变,将范特霍夫方程积分后得到化学平衡常数随温度的变化关系式。计算结果表明:该反应的标准摩尔吉布斯自由能变略大于0,说明反应在常温下难以自发进行,需要不断移出生成的水来提高反应转化率;反应微放热,化学平衡常数随温度升高将变小,得到的化学平衡常数与温度的关系式与文献报道的实验结果基本一致,可为工业模拟提供理论计算依据。根据化学平衡常数关系式和汽液平衡模型对生产过程进行分析计算,获得了较适宜的反应温度范围。     

二氧化碳和环氧丙烷合成碳酸丙烯酯热力学计算

对环氧丙烷与二氧化碳合成碳酸丙烯酯的反应进行了热力学的计算、分析。采用的计算方法为多种估算法,考察了反应温度对热力学参数的影响。通过分析得出结论,该反应为放热反应,反应的吉布斯自由能?rG小于0,说明该反应体系在恒温恒压下有自发进行的可能性,即在热力学上讲是有利于反应的。     

枞酸与甲醇酯化反应的基团贡献法热力学分析

以枞酸为模型化合物、枞酸与甲醇的酯化为探针反应,采用基团贡献法对枞酸与甲醇酯化反应进行了热力学分析,计算了473～653 K、0.1～20 MPa反应体系的反应焓变、反应熵变、反应Gibbs自由能变以及反应平衡常数,探讨了温度与压力对酯化反应的影响。计算结果表明,反应的焓变为-46.31～-10.10 kJ·mol^-1,枞酸与甲醇的甲酯化反应为放热反应;反应Gibbs自由能变为-53.26～-25.49 kJ·mol^-1,反应为自发过程;标准压力下反应平衡常数为136.32～748.89,5～20 MPa下反应平衡常数为(1.1×10⁴)～(3.2×10⁴)。实验结果表明,在无催化剂条件下,超/亚临界甲醇与枞酸酯化反应的转化率分别为85.94%～94.89%、73.80%～81.20%,实验结果与基团贡献法热力学计算值相一致。     

两步法合成环氧树脂的反应动力学

论述了两步法合成环氧树脂的反应动力学。结果表明,在季铵盐存在下,双酚A与环氧氯丙烷的开环反应为二级反应,而第二步的闭环反应为一级反应。计算了各步反应的活化能,探讨了闭环反应的机理。     

各种反应情况下转化率和收率的计算

本文导出了各种反应情况下无需通过物料平衡,直接由反应前后的物料组成计算反应组分转化率和产物收率的公式。以橡胶聚合、烯醛缩合等实验数据进行验证,表明用公式计算的转化率和收率与由严格物料平衡计算的结果相当符合,并且更为准确。     

甲烷化梅花状催化剂CFD计算及改进

对合成气甲烷化反应体系进行CFD(计算流体动力学)计算,并对模型提出合理的改进。通过建立合理的甲烷化梅花状催化剂颗粒三维模型进行计算,并验证了模型的有效性。结果表明:甲烷化反应内扩散阻力很大,CO在催化剂表面与内部存在明显的浓度差。且H_2与CO扩散速率不同,导致催化剂内部的氢碳比很高,内部的反应条件与催化剂表面相比发生改变,使用单一的动力学方程无法准确描述实际的反应过程。因此,提出对催化剂的不同区域分别讨论,根据催化剂内CO含量的变化将两种不同的动力学方程分别应用在催化剂的不同区域。计算后发现采用两种动力学控制下催化剂内甲烷化反应的平均反应速率加快,反应进行的程度变大,更加接近实际过程,提高了计算的精确性。     

甲烷化梅花状催化剂CFD计算及改进

对合成气甲烷化反应体系进行CFD（计算流体动力学）计算,并对模型提出合理的改进。通过建立合理的甲烷化梅花状催化剂颗粒三维模型进行计算,并验证了模型的有效性。结果表明：甲烷化反应内扩散阻力很大,CO在催化剂表面与内部存在明显的浓度差。且H₂与CO扩散速率不同,导致催化剂内部的氢碳比很高,内部的反应条件与催化剂表面相比发生改变,使用单一的动力学方程无法准确描述实际的反应过程。因此,提出对催化剂的不同区域分别讨论,根据催化剂内CO含量的变化将两种不同的动力学方程分别应用在催化剂的不同区域。计算后发现采用两种动力学控制下催化剂内甲烷化反应的平均反应速率加快,反应进行的程度变大,更加接近实际过程,提高了计算的精确性。     

CO_2、NH_3和醇“一步法”合成氨基甲酸酯的热力学分析

由CO_2、NH_3和醇"一步法"合成氨基甲酸酯为一复合反应体系。用基团贡献法计算了该反应体系的反应热、吉布斯自由能变化、反应平衡常数。计算数据与文献值及实验结果比较,表明计算结果可靠,对实验室研究及工业化生产都有重要的指导意义。     

甲醇合成反应热力学分析及实验研究

比较了近年来文献中甲醇合成反应平衡常数的各种计算方法,采用固定反应器在反应温度为230－270℃和反应压力为5－8MPa的条件下对甲醇合成反应热力进行了实验研究。结果表明,不同计算方法的预测结果存在较大的差异,而采用Reid的热容 数据及SRK方程得到的计算结果与实验结果吻合很好,具有良好的预测能力。     

C301铜基催化剂甲醇合成反应动力学(Ⅳ)——圆柱状催化剂平行反应效率因子二维模型的正交配置解

以一氧化碳和二氧化碳平行加氢反应作为铜基催化剂上甲醇含成的关键反应,按二维模型计算了圆柱状C301铜基催化剂上这两个反应的效率因子.将效率因子的模型计算值与实验测定值进行比较,表明正交配置法中计算平行反应效率因子的有效、准确的方法.     

理论研究铱催化饱和氮杂环α-C(sp3)-H键的烷基化反应

通过运用密度泛函理论研究了铱催化饱和氮杂环α-C(sp³)-H键烷基化的反应机理,包括反应途径的探索和区域选择性的分析。分析Ir-H迁移插入/C-C还原消除反应途径和Ir-C迁移插入/C-H还原消除反应途径,最终确定了反应途径为Ir-H迁移插入/C-C还原消除并合理地解释了其原因。因此确定整个烷基化反应顺序依次为反应底物吡咯烷与催化剂的配位、C-H键的氧化加成、丙烯酸酯的烯烃配位、迁移插入Ir-H键和C-C还原消除过程。计算结果表明,吡咯烷与丙烯酸酯烷基化反应生成支链产物的表观活化能为29.0 kcal/mol,形成直链产物的表观活化能为35.8 kcal/mol,并且计算结果与实验结果共同表明反应主产物为支链产物。通过比较与分析计算数据得出了产生区域选择性的原因是电子效应。     

柴油催化氧化脱硫反应动力学的研究

对柴油催化氧化脱硫反应进行了动力学研究,对试验数据进行回归计算后得到了温度对该反应影响的经验性关系式。由柴油催化氧化脱硫反应动力学研究可知,在反应物初始浓度一定的条件下,反应速度与反应时间的平方成反比,说明该反应是一个快速反应;该反应的表观活化能较小,反应的控制步骤不是反应步骤,而是扩散步骤。该动力学方程的计算值与试验值拟合较好,该方程可以作为中试放大及工业生产装置设计的依据。     

C301铜基催化剂甲醇合成反应动力学(Ⅳ)——圆柱状催化剂平行反应效率因子二维模型的正交配置解

以一氧化碳和二氧化碳平行加氢反应作为铜基催化剂上甲醇含成的关键反应,按二维模型计算了圆柱状C301铜基催化剂上这两个反应的效率因子.将效率因子的模型计算值与实验测定值进行比较,表明正交配置法中计算平行反应效率因子的有效、准确的方法.     

甲烷部分氧化过程的热力学

对杂多酸与醋酸混合溶剂体系,碘为催化剂的甲烷液相部分酯化过程进行了热力学计算。在298.15—1 000 K温度下,分别计算了甲烷部分氧化反应可能存在的4条反应途径的反应焓变,吉布斯自由能变及平衡常数。结果表明,甲烷液相部分氧化反应中,经由甲烷与碘生成中间物碘甲烷,碘甲烷再与醋酸酯化合成醋酸甲酯的过程是可以实现的,为提高甲烷转化率需改进控制步骤甲烷与碘生成碘甲烷的反应速率。