高沸点热敏体系精馏过程的研究进展

在精馏系统中，高沸点、热敏性物系分离存在物料受热温度高且时间长的问题，容易引起热敏性物质变质，一直是高效分离与提纯的难点。本文对高沸点热敏性物质精馏分离理论基础进行归纳，提出操作压力低和停留时间短的工艺要求。基于此，总结了分子蒸馏和真空精馏（包括真空蒸馏、真空分馏、真空间歇精馏）在高沸点热敏性物系分离中的优缺点及应用，发现分子蒸馏的真空度和分离程度较真空精馏高，但分离效率和工业化程度比真空精馏低。最后，文章指出，对于采用精馏分离高沸点热敏性体系仍需在新工艺和新设备等方面进行探索，以提高分离效率和降低分离能耗，便于实现工业规模应用。     

正己烷-甲基环戊烷-N-甲基吡咯烷酮三组分物系汽液平衡的测定及萃取精馏的模拟

采用改进的Othmer汽相单循环平衡釜,在常压下测定了正己烷-甲基环戊烷-N-甲基吡咯烷酮(NMP)三组分物系的汽液平衡数据。采用NRTL方程对实验数据进行关联,回归得到了NRTL方程的模型参数,汽相摩尔分数的实验值和计算值平均绝对相用对偏差为1.96%。萃取精馏正己烷-甲基环戊烷适宜的萃取剂与原料的质量比(溶剂比)为8。模拟结果表明,采用NMP为萃取剂、萃取精馏正已烷-甲基环戊烷适宜的条件为:溶剂比8、理论板数45、原料进料位置第26块塔板、萃取剂进料位置第7块塔板、回流比为2。在此条件下,塔顶馏分中正己烷的质量分数可达99.10%。     

填料塔液体分布器的研究进展

填料塔作为化工单元操作过程中重要的汽液传质设备,因具有传质效率高、整塔压降低、能耗低等优点,已经成为精馏操作中的关键设备。液体分布器是填料塔中重要的塔内件,其结构形式直接关系到液相物料在塔内的分布情况,从而影响填料塔的分离效果。本文系统介绍了液体分布器的发展现状,从自然流分布、径向分布系数等方面详细总结了分布质量对填料塔分离效率的影响;深入分析了国内外关于各种结构类型的液体分布器的理论研究以及设计优化过程;并总结了不同液体分布器分布质量评价方法的适用场景。文章最后对液体分布器的发展进行了展望,为液体分布器的设计与优化提供了思路。     

酶促反应结晶研究进展

在“双碳”背景下,绿色可持续的酶促反应正受到工业界的广泛关注,但在实际应用中仍面临着诸多挑战,如反应平衡的限制、不稳定产物的分解、酶的产物抑制等。结晶作为一种高效成熟的分离技术,可通过移除液相产物的方式有效解决上述问题。同时,结晶也是晶体产品的“生成”过程,其与酶促反应耦合可一步实现晶体产品的高效、绿色、可控制备。综述了近年来酶促反应结晶的研究进展,介绍了原位产物结晶（ISPC）技术的发展历程,并讨论了结晶与酶促反应耦合时的相互影响关系;从结晶方式和过程控制角度阐述了酶促反应结晶的实现形式和连续化过程;最后,对酶促反应结晶这一耦合过程的发展和应用进行了总结和展望。     

加盐萃取精馏制取无水乙醇过程的模拟

利用PROⅡ流程模拟软件,在101.3kPa下,对以乙二醇-醋酸钾为复合萃取剂(醋酸钾的质量浓度为0.2g/mL)的质量分数95%的乙醇水溶液加盐萃取精馏制取无水乙醇的过程进行模拟计算,并进行了实验验证。考察了萃取剂进料位置、原料进料位置、溶剂比(萃取剂与进料的质量比)、回流比等对塔顶乙醇含量的影响。模拟结果表明,随回流比、溶剂比的增大,塔顶乙醇含量增加;随萃取剂进料位置降低或原料进料位置的升高,塔顶乙醇的含量降低;萃取段所需理论板数不少于9块。最佳的回流比为1.0、溶剂比为1.0,在此条件下,塔顶乙醇的质量分数可达99.9%。模拟值与实验值吻合良好。     

焦化生产辅助专家系统的设计与实现

摘要:利用专家系统知识开发的“焦化生产辅助专家系统”软件,实现了焦炭质量的预测、优化配煤比及焦炭和化工产品产量的预测等功能,具有很好的应用价值。     

漂移通量模型计算池式空隙度的研究(Ⅰ)——漂移速度

采用漂移通量模型研究池式空隙度的计算,全文分为两部分,第Ⅰ部分研究液体物性(粘度、表面张力和密度)与几何尺寸对漂移速度的影响,第Ⅱ部分着重分析分配参数随管径的变化规律。根据实验数据关联了漂移速度与分配参数的计算式,从而可求得池式空隙度。其计算值与实验值吻合良好,最大误差为±19％。     

压裂返排液中不同铁基电极除硼性能的影响与分析

压裂返排液中硼的去除对非常规油气资源的可持续发展具有重要意义。电絮凝作为一种环保技术,近年来受到越来越多的关注。从电化学的角度来看,不同电极的电化学性能具有一定差异,这很大程度上影响着絮凝性能。然而,铁基电极作为经济有效的电极材料,不同铁基电极对除硼效果的影响至今还没有得到系统的研究。本研究采用不同的铁基电极作为阳极,考察了其在电絮凝过程中的除硼性能,并用电化学方法、化学方法及相关表征手段阐述了铁基电极产生不同除硼效果的原因。结果表明,相同条件下,不锈钢作为阳极时的除硼效率为17%左右,比碳钢作为阳极的除硼率大致高出10%。当使用不锈钢电极时,其所在介质的Fe³⁺含量为43%,而碳钢电解时,Fe³⁺含量却仅有30%。此外,不锈钢阳极电解产生的絮凝物具有更分散疏松的形态,粒径分布较为均一,有利于得到更好的絮凝能力。     

同轴式内部热耦合精馏塔的传热性能

提出了一种以实验物系的物性数据为基础的计算同轴式内部热耦合精馏塔（HIDiC）总传热系数的方法。本文以乙醇-水为实验物系,以自行搭建的中试规模同轴式HIDiC为研究对象,通过在不同压缩比下（1.4~2.6,步长为0.1）的连续操作实验研究,得到塔内的温度分布,通过计算两塔段的相变给热系数来计算该塔的总传热系数和精馏塔段与提馏塔段间的换热量。在同轴式HIDiC中乙醇-水实验物系总传热系数的计算值在300~800W/(m²·K),并且随着压缩比的增大而逐渐降低。在操作条件和产品纯度与实验值保持一致的情况下,将精馏塔段与提馏塔段间换热量的计算值带入软件中模拟,得到的全塔温度分布与实验中的温度分布在误差范围内吻合良好,证明本文计算同轴式HIDiC总传热系数的方法切实有效。     

隔板塔共沸精馏分离二氯甲烷-乙腈-水-硅醚体系

以二氯甲烷-乙腈-水-硅醚为分离体系,采用自制隔板塔小试装置,研究了共沸剂回流比和液相分配比等操作参数对隔板塔分离效果的影响。实验结果表明,当气相分配比R_v为0.5,共沸剂回流比为3时,液相分配比R_l在[0.12,0.2]范围内,隔板塔分离效果较好。在实验的基础上,采用Aspen Plus软件对隔板塔共沸精馏工艺进行模拟,考察了隔板塔共沸精馏工艺最佳操作区域及节能效果。模拟结果表明,特定分离要求下,隔板塔存在一个使再沸器热负荷最小的最佳操作区域,在此最佳操作区域内,R_l和R_v相互关联,呈一一对应关系;与三塔串联简单精馏工艺相比,完成相同的分离任务,隔板塔共沸精馏工艺再沸器节能32.74%,冷凝器热负荷减少33.70%,乙腈回收率由66.47%提高到96.01%,且大幅降低设备投资。