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化学工业与工程
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玻璃钢/复合材料
2020年 37卷 4期
刊出日期 2020-07-15
目录
化学反应与工艺
化工模拟与计算
化工过程与设备
能源与环境化工
目录
0
目录
2020 Vol. 37 (4): 0-0 [
摘要
] (
3128
) [
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683KB] (
1446
)
化学反应与工艺
1
蔺艺莹, 宋宝东
Fe(Ⅱ)/亚硫酸盐体系活化溶解氧降解苯胺
文章导读:
研究了Fe（Ⅱ）/亚硫酸盐体系活化溶解氧氧化降解苯胺的工艺并探索了氧化过程中的主要活性物种。结果表明，溶解氧是苯胺氧化的氧化剂，pH=4.0以及亚硫酸盐与Fe（Ⅱ）物质的量之比为10：1的体系对苯胺的催化效果最佳，苯胺去除率可达70%。Fe（Ⅱ）在体系中发挥着重要作用，只存在亚硫酸盐的情况下，苯胺去除效果下降至30%以下，且反应时间由90 min延长至40 h。在Fe（Ⅱ）/亚硫酸盐体系中，pH=3.0条件下Fe（Ⅱ）全部被氧化成Fe（Ⅲ），而在其它pH值条件下，Fe（Ⅱ）与Fe（Ⅲ）主要以络合物形式存在。叔丁醇与甲醇的自由基掩蔽实验进一步证实了SO
4
·-
是氧化过程中的主要氧化物种，而SO
5
·-
是次要氧化物种。实验结果丰富了Fe（Ⅱ）/亚硫酸盐体系催化溶解氧降解有机污染物的研究，表明其在有机工业废水处理方面具有很好的应用前景。
2020 Vol. 37 (4): 1-6 [
摘要
] (
3068
) [
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2069KB] (
1433
)
7
梁晓通, 李国兵, 沈京华, 张旭斌
离子液体一步法催化合成4-乙酰胺基苯亚磺酸
文章导读:
离子液体作为一类同时具备优良溶剂性能与催化活性的新兴绿色催化剂，在各类反应当中有着广泛的应用。开发了以乙酰苯胺和SO
2
为原料，采用离子液体一步法催化原料亚磺化反应合成4-乙酰胺基苯亚磺酸的新工艺，其中离子液体在反应过程中同时作为溶剂与催化剂。考察了多种离子液体一步法合成4-乙酰胺基苯亚磺酸，确定三乙胺盐酸盐/AlCl
3
为最适宜离子液体，并进一步考察了三乙胺盐酸盐/AlCl
3
自身物质的量配比、反应温度和反应时间等条件对其催化性能的影响；同时探讨了离子液体在反应中真正起催化作用的活性组分是[Al
2
Cl
7
]
-
。离子液体一步法催化合成4-乙酰胺基苯亚磺酸最适宜反应条件为：反应温度为90℃、反应时间为4 h、
n
（三乙胺盐酸盐）：
n
（AlCl
3
）=0.55：1.00（记为0.55Et
3
NHCl/AlCl
3
）。在最适宜反应条件下，液相收率达到89.55%。通过IR、LC-MS和
1
H NMR等分析对产物结构进行了鉴定。
2020 Vol. 37 (4): 7-14 [
摘要
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3120
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2125KB] (
1580
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化工过程与设备
15
彭德其, 侯家鑫, 陈康, 吴淑英, 俞天兰
降膜蒸发管内插往复螺旋强化传热实验研究
文章导读:
为有效解决降膜蒸发器加热管中传热效率与结垢问题，提出了一种降膜蒸发管内插往复螺旋强化传热技术，强化管内插螺旋运动与管壁碰撞过程。实验研究内插螺旋的结构参数、螺旋往复行程，以及热通量、蒸发压力以及溶液喷淋密度等工艺参数对降膜蒸发过程传热性能影响。实验结果表明，此技术的除垢防垢性能及传热性能优于空管及单纯的内插螺旋性能，在螺旋外径
d
=30 mm、螺距
f
=45 mm、丝径
e
=1.8 mm、往复行程
H
=100 mm时，其传热系数分别是空管和单纯的内插螺旋的2.08和1.26倍。通过对管内蒸发侧传热系数进行分析，总结得到与热通量、蒸发压力以及溶液喷淋密度相关的降膜蒸发传热系数关联式。
2020 Vol. 37 (4): 15-22 [
摘要
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3427
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23
刘潜, 何天琦, 刘小菡, 李兰馨, 王振亚, 张翔, 符启燕, 韩梦醒, 张香兰
乙二醇-尿素复配溶剂萃取分离模拟油酚混合物
文章导读:
煤直接转化液体产物中除含有大量的酚类化合物外，还含有一些其他含氧含氮化合物，这些物质对于酚的萃取分离具有重要影响。采用乙二醇-尿素复配溶剂作为萃取剂，考察了萃取剂中尿素含量、搅拌时间、静置时间、温度以及萃取剂使用量对煤直接转化液体产物模拟油中酚类化合物萃取效果的影响，探究了模拟油中杂原子化合物苯乙酮、吲哚、吡啶对酚类分离效果的影响。结果表明：乙二醇-尿素复配溶剂对间甲酚的萃取效果要明显优于尿素，搅拌时间为20 min，静置时间为10 min时就可达到萃取平衡，升高温度不利于萃取，间甲酚萃取率随着萃取剂使用量的增加呈现先增加后趋于平缓的趋势，当温度为25℃、
m
（萃取剂）：
m
（模拟油）（剂油比）为1：1时，乙二醇-尿素复配溶剂对间甲酚萃取率可达99.2%；模拟油中添加苯乙酮、吲哚、吡啶均会降低萃取剂对间甲酚的萃取率，相对于苯乙酮和吲哚，吡啶对间甲酚分离影响最大，可使间甲酚萃取率降低到71.6%。
2020 Vol. 37 (4): 23-29 [
摘要
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3102
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1588
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30
曾行艳, 诸林, 吕利平, 李兵
基于定量结构-性质关系预测含水二元共沸物的共沸温度与组成
文章导读:
以125种含水二元共沸物为研究对象，基于定量结构-性质关系，对该类共沸物在常压下的共沸温度及组成进行了预测研究，分别建立了多个预测模型。首先，利用HyperChem 8.0软件绘制了纯组分的三维分子结构，并利用分子力学方法和量子力学半经验方法对分子结构进行优化；然后，利用Materials Studio 8.0软件计算纯物质的分子描述符；其次，利用遗传算法分别筛选出与共沸温度及组成最为密切的特征描述符；再运用多元线性回归方法建立了6个共沸温度预测模型及5个共沸组成预测模型，并对模型的稳定性、拟合能力和预测能力进行对比分析；最后，对最适宜模型分别进行内部验证、外部验证、应用域分析、与文献中同类模型及UNIFAC基团贡献法进行对比。结果表明：最适宜共沸温度/组成预测模型分别是利用8/5个特征描述符所建立的模型；其复相关系数，调整复相关系数，均方根误差，平均绝对误差，留一法交叉验证系数和外部验证系数分别为0.960 6/0.997 0、0.957 2/0.996 9、2.940 0/0.016 1、1.890 0/0.010 4、0.947 5/0.995 7和0.943 9/0.997 6，且模型的稳定性、预测能力和泛化能力均优同类模型。
2020 Vol. 37 (4): 30-39 [
摘要
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3028
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40
陈建, 张宇, 欧阳金波, 韩方泽
异烟肼在有机溶剂中溶解度测定及晶习研究
文章导读:
在283.15~323.25 K范围内，利用在线浊度法测定了异烟肼在甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、乙腈、乙酸甲酯与乙酸丁酯中的溶解度。数据表明，异烟肼在不同溶剂中的溶解度均随着温度升高而增加。在同一温度下，异烟肼的溶解度与溶剂关系符合如下顺序：甲醇 > 丙酮 > 乙醇 > 正丙醇 > 异丙醇 > 乙酸甲酯 > 异丁醇 > 正丁醇 > 乙腈 > 乙酸丁酯。采用改进的Apelblat、Wilson与NRTL方程对溶解度数据进行了拟合，结果与实验数据有较高的吻合。基于溶解度数据，对异烟肼溶解焓、溶解熵与溶解吉布斯能进行了计算，发现异烟肼溶解过程是吸热熵增过程。分析了甲醇、乙醇、正丙醇与丙酮对异烟肼冷却结晶过程所获产品晶习的影响，确定乙醇为合适的结晶溶剂。
2020 Vol. 37 (4): 40-48 [
摘要
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3063
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化工模拟与计算
49
聂国宇, 金光远, 吴雁泽, 崔政伟
一种带夹层釜式微波反应器加热效果模拟分析
文章导读:
针对微波反应器加热均匀性的问题设计了一种带夹层的釜式微波反应器，运用多物理场仿真的方法，探究波导位置和夹层厚度对其加热效率和加热均匀性的影响规律。结果表明：波导位置在物料液面之下普遍可以取得较高的加热效率，但加热均匀性较差；夹层可以有效改善反应器的加热均匀性，并在部分情况下提高加热效率。通过运用响应面分析法对反应器结构进行优化：最高加热效率可以达到99.19%；加热均匀性最适宜的波导高度为389.74 mm，夹层厚度为30.09 mm。
2020 Vol. 37 (4): 49-57 [
摘要
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3417
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1359
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58
魏良霄, 张婷, 党乐平, 郝琳
一种改进的遗传算法在间歇化工过程设计中的应用
文章导读:
将遗传算法（Genetic Algorithm，GA）和回溯法相结合建立起数学模型对间歇化工过程进行设计，来达到减少设备投资并且提高设备利用率的目的。与一般的启发式方法相比，该模型的搜索范围大，精度高，更适合解决复杂的问题。并且引入自我优化机制和惩罚操作及时修正种群中出现的劣质基因，使种群能够顺利繁衍下去。结果表明，该模型在计算结果、收敛速度和计算速度方面得到了进一步优化。
2020 Vol. 37 (4): 58-65 [
摘要
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3094
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66
吕世军
基于CFD的乙烯淤浆聚合反应釜流场模拟研究
文章导读:
使用CFD工具，对10万t/a规模的搅拌釜式淤浆法HDPE反应器进行流体力学的模拟研究，得到了直径4 350 mm工业规模的淤浆反应器内的流场分布情况，考察了增加淤浆外循环撤热后对釜内流场的影响情况。结果显示外循环对釜内整个流场影响不大，且能改善反应釜底部的死区。这些结果为更大规模的淤浆反应器设计提供了依据和有力支撑。
2020 Vol. 37 (4): 66-72 [
摘要
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3096
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能源与环境化工
73
蔡兴华, 黄成德
氧化还原靶向原理在液流电池中的应用进展
文章导读:
液流电池是一种技术比较成熟的储能系统，但因活性物质的溶解度问题影响了能量密度，由此导致的低能量密度限制了其广泛应用。为了促进液流电池的快速发展，而不影响原本液流电池所具有的相关特性，针对此缺陷而提出的氧化还原靶向反应进行详细的介绍，简述了氧化还原靶向反应的工作原理，并将对近些年此原理与液流电池结合的研究做简要的介绍，指出了其中的创新点，同时对现今此原理的实际应用中存在的不足之处和发展方向提出展望。
2020 Vol. 37 (4): 73-79 [
摘要
] (
3336
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1705
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