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本期目录
2014年 第33卷 第01期 刊出日期:2014-01-05
    特约评述
    乙烯装置裂解技术进展及其国产化历程
    王子宗,何细藕
    化工进展. 2014, 33(01):  1-9. 
    摘要 ( 1281 )  
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    简述了蒸汽裂解技术的发展过程、发展方向以及目前的现状。介绍了目前裂解技术在与辐射炉管相关技术、与节能环保相关技术、大型化、裂解炉改造、先进控制及优化等方面的主要进展,并介绍了哪些技术效果好、哪些技术仍然存在问题。简要回顾了中国石化北方炉(CBL)裂解技术的发展过程,以及工艺国产化、设备国产化、工程设计国产化以及大型化的情况。介绍了CBL裂解技术在裂解炉节能改造、天津与镇海1000 kt/a乙烯装置中的工业应用情况、150 CBL-Ⅶ型kt/a裂解炉的工业应用情况及200 kt/a裂解炉的开发情况。最后指出了蒸汽裂解技术取得突破进展所存在的瓶颈在于防止结焦,总结了CBL技术经历30年发展并最终进入国际市场的过程中每个阶段所解决的问题。介绍了CBL裂解技术特点,并指出了其与国外技术相比所占的优势。
    化工过程与装备
    CO2水合物浆作为空调载冷剂的流动和传热特性研究进展
    谢应明,谢振兴,范兴龙
    化工进展. 2014, 33(01):  10-15. 
    摘要 ( 1798 )  
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    综述了国内外在CO2水合物浆的流动和传热特性方面的最新研究进展。在流动特性部分,介绍了流体的五大类型(牛顿流体、假塑性流体、膨胀性流体、宾翰流体和赫-巴流体)以及CO2水合物浆的表观黏度计算公式,研究表明CO2水合物浆是非牛顿流体,表观黏度较小,因而具有优秀的流动性能;在传热特性部分,介绍了水合物浆在板式换热器中的总体换热系数计算方法,研究表明CO2水合物浆的对流换热系数高达3658 W/(m2?K),因此有优秀的传热性能,而且传热性能会受到晶体直径和分布规律、流速、固体含量和管道尺寸等因素的影响。综上所述,CO2水合物浆具有良好的流动和传热特性,在空调领域有着广阔的应用前景。最后简要展望了今后的研究重点。
    1-氯-1,1-二氟乙烷裂解制备偏氟乙烯的研究进展
    郑海峰1,尹红1,袁慎峰1,陈志荣1,刘乘风2
    化工进展. 2014, 33(01):  16-20. 
    摘要 ( 1495 )  
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    偏氟乙烯是氟化工行业重要的单体,主要由1-氯-1,1-二氟乙烷(HCFC-142b)裂解制备,本文介绍了HCFC-142b裂解制备偏氟乙烯反应机理的研究进展,对HCFC-142b催化裂解工艺进行了评述和展望,综述了HCFC-142b裂解管结构改进的研究进展,对偏氟乙烯精馏分离工艺进行了评述。提出应深入研究HCFC-142b裂解机理,进一步研究裂解管材质和结构对HCFC-142b裂解过程的影响,并借鉴烃类裂解制乙烯的研究进展解决HCFC-142b裂解过程中面临的高能耗、催化剂流失、结焦等难题。
    尼龙(聚酰胺)66聚合技术研究进展
    白荣光,李鹏洲
    化工进展. 2014, 33(01):  21-24. 
    摘要 ( 1711 )  
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    介绍了尼龙(聚酰胺)66熔融聚合、固态聚合和界面聚合等聚合技术的研究状况,分析总结了相关的研究思路和手段。以工业化应用转化为目标,指出熔融聚合单线产能提升有限,但工艺成熟稳定;固态聚合和界面聚合基础研究不足,但具有节能降耗和安全环保特征。针对我国尼龙66聚合技术研究和工业生产的实际,建议尼龙66聚合技术的研究,在借鉴先进的数学和计算机手段以及在现有工艺流程的基础上,进行模型化研究和过程强化技术开发并采用工业运行数据修正模型,借此指导工业生产和技术。
    折流式旋转床静圈对其性能的影响
    周振江,王广全,郭成峰,计建炳
    化工进展. 2014, 33(01):  25-29. 
    摘要 ( 1576 )  
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    折流式旋转床是一种新型的超重力旋转床,其核心部件是动、静结合的转子,转子由安装了动圈的动盘和安装了静圈的静盘上下相互嵌套而成。本实验中使用了一个常规的折流式转子(转子Ⅰ)和一个具有较短静圈的折流式转子(转子Ⅱ),在常压下分别以乙醇-水体系和空气-水体系对两个折流式转子进行了传质性能与流体力学实验,考察了静圈对折流式旋转床的传质、压降和功耗的影响。结果表明,静圈能明显强化传质过程,与转子Ⅰ相比,转子Ⅱ理论塔板数大约降低了的50%;转子Ⅰ的传质效率随转速的增大而增大,当转子的转速从400 r/min增加到1200 r/min,转子Ⅰ的传质效率增大了约40%,而转子Ⅱ的理论塔板数变化不明显;静圈使折流式转子具有较大的压降和功耗,转子Ⅱ的压降为转子Ⅰ的20%~50%,轴功率为转子Ⅰ的60%~80%。
    机械蒸汽再压缩蒸发系统的性能分析
    顾承真1,闵兆升1,洪厚胜1,2
    化工进展. 2014, 33(01):  30-35. 
    摘要 ( 1739 )  
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    机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发系统是一种新型高效节能蒸发技术。它有多个单元设备组成,每个操作节点的控制都对系统运行的稳定性和节能效率至关重要,其中包括进料温度、蒸发压强、蒸汽压缩比、冷凝液温度等。若操作条件不当,不仅会大大降低蒸发效率而且会对设备和管路造成损害。本文建立了一套充分利用能源的MVR蒸发工艺流程,并通过理论分析对每个操作节点进行了质量和能量衡算,同时利用Aspen Plus模拟软件建立了系统的流程模拟图。通过对操作单元的变量控制,研究了循环蒸汽量、补充水的量与进料温度、冷凝液温度、蒸汽压缩比以及蒸发压强等之间的变化关系。由数据分析可得:原料在饱和液体时进料最佳,冷凝液的温度应保持与蒸发温度的有效温差在5~8 ℃时较好,压缩机的蒸汽压缩比控制在1.8~2.2较为合理。同时可利用冷凝液和浓缩液的余热对原料预热,补充水也可从冷凝液中直接取用。
    基于Euler多相流模型的卧螺离心机速度场数值模拟与分析
    付双成,董连东,袁惠新
    化工进展. 2014, 33(01):  36-42. 
    摘要 ( 1836 )  
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    应用计算流体力学软件Fluent,基于Euler多相流模型,在多重参考系坐标下,选用RNG k-ε湍流模型,对卧螺离心机内部的三维速度场进行了数值模拟和分析。结果表明:当液体进入转鼓后,对沉降分离起主要作用的周向速度迅速增大,经过较短的距离即可获得稳定的流动状态,且沿转鼓轴向变化较小;轴向速度沿径向的梯度在转鼓柱段较小,而在锥段较大,且在靠近转鼓的区域,锥段的轴向速度比柱段的大;径向速度复杂多变,无明显规律,流动受几何结构的影响很大。
    天然气脱蜡旋风分离器分离效率的模拟
    袁惠新,方毅,付双成
    化工进展. 2014, 33(01):  43-49. 
    摘要 ( 1684 )  
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    旋风分离器分离效率高,不易堵塞,用于天然气脱蜡效果显著。通过CFD软件Fluent模拟CYG-S型天然气脱蜡旋风分离器的两相流场,得到了旋风分离器内的压力、切向速度、轴向速度分布。对比了不同入口速度下的模拟与理论计算的分割粒径x50,发现具有很好的吻合度,两相模拟有一定的可靠性。结果表明:在旋风分离器锥段底部靠近壁面处的石蜡液滴质量浓度较高;随着进口流量的增加,旋风分离器分离效率提高,当进口流量为1000 m3/h时,x50可以达到5.3 μm;大粒径液滴的分离效果明显,但在所研究的进口流量范围内,进口流量的变化不能明显地影响粒径小于5 μm液滴的分离效率;柱段和锥段长度的增加使得旋风分离器的整体长度增加,延长了液滴在旋风分离器内的停留时间,提高了旋风分离器的分离效率。
    能源加工与技术
    甘油水相重整制氢研究进展
    郭勇1,张永光1,蔺建民1,王艳芹2
    化工进展. 2014, 33(01):  50-55. 
    摘要 ( 1927 )  
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    甘油作为生物柴油的副产物,当前的产能严重过剩。甘油制氢,尤其是通过水相重整(APR)制取可以供燃料电池直接使用的高品质氢气,是提高甘油附加值、降低生物柴油成本的重要途径和手段。本文简述了当前生物柴油及其副产物甘油的生产,阐述了甘油的水相重整制氢反应,详细介绍了甘油水相重整制氢反应的热力学和动力学影响因素。分别从催化剂的贵金属活性组分、非贵金属活性组分和载体等三方面对甘油水相重整制氢反应进行了详细的综述,最后提出了双金属催化剂可能具有优异的催化甘油水相重整制氢性能。
    交流阻抗技术在质子交换膜燃料电池上的研究进展
    蔡光旭1,2,郭建伟2,王佳1
    化工进展. 2014, 33(01):  56-63. 
    摘要 ( 1388 )  
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    质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有低温、高效、零排放等特点,是有效解决环境污染和能源危机的发电装置,然而其内在电化学、传输机理不明确限制了其发展。交流阻抗技术(EIS)作为研究电极过程动力学和表面现象的重要手段,应用在PEMFC上受到高度重视。本文概括介绍了EIS的应用原理以及对于PEMFC的测量方式,并重点结合电池电极中典型的阻抗谱解析,总结了近来EIS在电池和材料两个方面的研究进展,从原位极化分析、材料性能评估及反应机理剖析等几个方面予以深入,详细分析了各阻抗元件参数对电池和材料改进的指导作用,进而展望了EIS在燃料电池上的应用前景,指出除了采用等效电路加以分析以外,结合数学模型推导将更加完美呈现出阻抗谱数据的特点。
    蒽油两段加氢生产清洁燃料油技术
    许杰,方向晨,关明华,姚春雷
    化工进展. 2014, 33(01):  64-69. 
    摘要 ( 2083 )  
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    蒽油高氮、氧及芳烃含量给加氢技术提出了很多新的问题,为了解决这些制约蒽油工业化生产清洁燃料油的问题,本文提出中国石油化工股份公司抚顺石油化工研究院采用两段加氢工艺,在适宜的催化剂作用下,将蒽油转化为分子较小的芳烃和环烷烃,蒽油两段加氢总液收大于99.9%,其中汽油馏分收率约26.5%,柴油馏分收率约73.5%。实现了蒽油完全转化为清洁燃料油的目的,具备了工业长周期运转的可能。
    甘肃窑街油页岩等温干燥机理分析
    柏静儒1,李晓航1,耿少云1,王擎1,刘斌2
    化工进展. 2014, 33(01):  75-79. 
    摘要 ( 1336 )  
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    采用甘肃窑街油页岩颗粒作为原料,利用电热鼓风箱和电子天平及红外温度测定仪,测定油页岩样品在外界温度恒定条件下的含水率和干燥速率曲线,并讨论各段的干燥机理方程,分析温度、粒径大小对甘肃油页岩干燥效果的影响。结果表明:干燥速率曲线上明显存在拐点,由此可知干燥过程存在不同的干燥机理,当含水率大于拐点含水率时,主要是大孔隙中的自由水和束缚水脱除过程且伴随着体积的缩小,由Keliven公式,这一过程受到毛细管作用影响,蒸发速率逐渐降低;含水率小于拐点含水率阶段对应着油页岩内部更细小孔内水分的受热过程,当水分子动能达到一定值后突然汽化逸出引起含水率下降并引起油页岩干燥后期的热破碎现象。
    MDEA活化胺液在天然气预处理工艺中的吸收性能
    陈杰1,郭清2,花亦怀1,唐建峰3,冯颉1,周凯3,黄彬3,史泽林3
    化工进展. 2014, 33(01):  80-84. 
    摘要 ( 2159 )  
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    目前天然气预处理工业中存在各种不同类型的胺液活化剂,不同的胺液活化剂具有各自的优缺点,其中,最常用的是甲基二乙醇胺(MDEA)的活化胺液。本文通过实验研究了以MDEA为主吸收剂,添加5种不同种类胺液活化剂(MEA、DEA、TEA、DETA、TETA)的吸收性能,包括吸收速率、吸收负荷等,并对实验结果进行了对比分析。实验结果表明:在本文实验条件下,MDEA与伯胺、仲胺的混合胺液吸收负荷较高,综合脱碳效果较好;MDEA与烯胺的混合胺液可以显著提高反应速率,但会受到胺液中CO2负荷的影响;TEA吸收速率最慢,不适合做MDEA的活化剂。本文研究内容为混合胺液工业应用提供了技术指导。
    工业催化
    纳米TiO2/ZSM-5型催化剂的制备及其光催化应用研究进展
    孙家伟,刘娜,翟尚儒,安庆大
    化工进展. 2014, 33(01):  85-91. 
    摘要 ( 2000 )  
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    纳米TiO2半导体作为光催化材料的代表,以其较高的光敏性、化学稳定性和环境友好等诸多优点受到广泛关注;但由于纳米TiO2颗粒极易团聚,对有机物吸附量较低等缺点,限制了纳米TiO2光催化效率的提高。本文综述了以ZSM-5为载体,制备纳米TiO2/ZSM-5及金属阳离子改性后的M-纳米TiO2/ZSM-5和纳米TiO2/ M-ZSM-5不同方法,归纳比较了各种制备方法的优缺点,阐述了以纳米TiO2/ZSM-5为主体的催化剂光催化降解有机物的研究现状。并指出提高纳米TiO2 颗粒在载体上的均匀分散性,引入合适金属离子来增强对电子的吸引能力从而抑制空穴电子对的复合,是未来研究高效光催化剂的发展方向之一。
    镍/氧化铝型催化剂表面结构的研究进展
    杨仁春1,2,吴俊升2,田然2,3,李晓刚2,张志华3,王海路2,3
    化工进展. 2014, 33(01):  92-98. 
    摘要 ( 1608 )  
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    镍/氧化铝作为一类稳定的催化剂广泛用于催化加氢、加氢精制等工业催化,其表面结构对催化性能起着举足轻重的作用。为此,本文对镍/氧化铝型催化剂表面结构的研究概况以及相关制备技术等方面进行了系统综述。回顾了镍/氧化铝型催化剂的表面镍物种类型、表面结构的助剂改性、表面粒子结构等对催化活性影响等方面的研究进展。总结了表面镍物种种类、结构助剂改性、活性粒子尺寸和结构等受制备条件的具体影响。分析对比了3种不同表面镍物种、电子型助剂和结构型助剂、活性粒子分散度和晶型结构在催化过程中所扮演的重要角色,并提出了今后的主要研究方向是提高单原子活性、载体的传质扩散、催化剂的电子改性等技术研究。
    La掺杂对Cr2O3催化剂气相氟化四氯乙烯反应性能的影响
    范镜莲,程永香,赵洋,王芳,罗孟飞,王月娟
    化工进展. 2014, 33(01):  99-104. 
    摘要 ( 1967 )  
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    采用共沉淀法制备了LaF3-Cr2O3催化剂,并考察了催化剂对气相氟化四氯乙烯(PCE)反应性能的影响。结果表明,随着La掺杂量的增加,LaF3-Cr2O3催化剂上PCE的转化率不断升高,而有效产物(HCFC-123 + HCFC-124 + HFC-125)总选择性出现先升高后下降。当La掺杂为1%时,1LaF3-Cr2O3催化剂的气相氟化四氯乙烯(PCE)反应性能最佳,PCE的转化率和有效产物总选择性分别达到92.8%和90.1%。NH3程序升温脱附结果表明,随着La掺杂量的增加,LaF3-Cr2O3催化剂弱酸中心减少,催化剂酸强度和强酸中心数目增加。这是由于催化剂中LaF3和CrF3含量的增加所致,催化剂表面相对酸量的增加不利于有效产物(HCFC-123 + HCFC-124 + HFC-125)的生成。
    固体酸WO3/ZrO2催化果糖脱水合成5-羟甲基糠醛
    刘彦丽,王福余,王崇,赵振波
    化工进展. 2014, 33(01):  105-109. 
    摘要 ( 1098 )  
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    用共沉淀-热回流处理法制备了系列WO3/ZrO2固体酸催化剂,通过调节W与Zr的摩尔比优化其对果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)的催化活性。利用X射线衍射(XRD)、N2吸脱附、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)对材料的结构和酸性质进行了表征,并在以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂、果糖为原料的催化体系中,考察催化剂的用量、反应时间、反应温度等对5-HMF收率的影响。研究发现,热回流处理大大增加了样品的比表面积,增强了样品的酸强度,当n(W)∶n(Zr)=0.1∶1时,样品比表面积最大,催化活性最好,以其为催化剂,在130 ℃下反应3 h条件下,5-HMF收率最高可达80.29%。
    材料科学与技术
    滑动轮凝胶的制备及其结构研究进展
    李美花,谭玉梅,邓国华
    化工进展. 2014, 33(01):  110-116. 
    摘要 ( 1253 )  
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    滑动轮凝胶由于其聚合物网络是由8字形的交联结构将聚轮烷拓扑联锁而成,因而具有比传统聚合物凝胶更优越的溶胀性能、延展性以及机械强度,近年来已成为聚合物凝胶领域研究的热点。本文介绍了滑动轮凝胶的基本概念与拓扑交联方式,简述了其优越的性能和广泛的应用价值,回顾了滑动交联理论的提出及实现过程。重点综述了国内外各种滑动轮凝胶的制备方法,以及溶剂、交联密度和环糊精与PEG的包结复合率等因素对其滑轮效应的结构与性能的影响。指出目前滑动轮凝胶所用的聚轮烷骨架种类较少,应用研究有待加强。
    温敏型分子印迹水凝胶的研究进展
    杨紫淳,高云玲,姚克俭
    化工进展. 2014, 33(01):  117-123. 
    摘要 ( 1748 )  
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    近年来分子印迹技术发展迅速,以其高选择性、预定识别性等优点,在分离工程、化学传感器及模拟酶催化等领域均得到了广泛应用,但是其在水凝胶方面的研究却较少。将温敏水凝胶引入分子印迹技术制备温敏印迹水凝胶不仅能保持其特异识别性能,还赋予其对环境温度变化的响应性,使其对模板分子的识别具有温度可控性。本文简单介绍了温敏型分子印迹水凝胶的基本原理和制备方法,基于模板分子种类的不同,着重综述了温敏印迹凝胶在金属离子、有机小分子及生物蛋白方面的应用。同时对温敏印迹水凝胶的发展方向进行了展望,指出温敏印迹水凝胶将在物料分离、药物控释等领域表现出较好的应用前景。
    BiOCl基光催化材料的研究进展
    王晓雯,张小超,樊彩梅
    化工进展. 2014, 33(01):  124-132. 
    摘要 ( 1505 )  
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    氯氧化铋(BiOCl)为一种新型光催化材料,其独特的层状结构和电子性质显示出优异的光催化性能,并在能源、环保、化工、材料等领域具有潜在的应用前景。首先,本文介绍了BiOCl的晶体结构和电子结构;其次,对近几年微纳米BiOCl基光催化材料的制备方法、形貌特征、可见光拓展、固定化等方面研究现状与发展动态进行了全面综述分析,并概述了第一性原理计算方法应用于该类催化剂反应机理的研究进展;最后,对未来新型BiOCl基光催化材料负载或沉积与涂覆于适宜的基体表面、与其表面吸附物之间作用机制、光催化反应机理等研究方向进行了展望。
    外援型自修复聚合物材料研究进展
    李海燕,张丽冰,李杰,王俊
    化工进展. 2014, 33(01):  133-139. 
    摘要 ( 1640 )  
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    综述了近年来自修复聚合物材料的研究进展,根据自修复过程是否需要外加修复剂,聚合物基复合材料自修复方法主要包括外援型自修复和本征型自修复。结合近几年最新研究成果,归纳了几种典型的外援型自修复方法,主要包括空心纤维自修复、纳米粒子自修复、微胶囊自修复(双环戊二烯修复剂体系、环氧树脂修复剂体系等)、微脉管自修复、碳纳米管自修复等,系统阐述了这几种自修复方法的修复机理、自修复体系特点及研究现状。展望了自修复材料的研究前景:优化和开发新的修复剂体系以提高修复效率、实现真正意义上的仿生材料。
    含氟聚硅氧烷应用进展
    徐涛1,2,刘鹤1,宋湛谦1,杨冲2,陈秀杰2,邹开飞2,欧杰2
    化工进展. 2014, 33(01):  140-143. 
    摘要 ( 1085 )  
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    含氟聚硅氧烷兼具了有机氟和有机硅材料的耐高低温、耐化学腐蚀、耐油耐溶剂、低表面张力和低介电常数等优异性能,引起了人们极大的研发兴趣,广泛应用于汽车、电子、日用化学品、医学和航空航天等领域。本文介绍了近年来含氟聚硅氧烷在氟硅橡胶、氟硅低表面能涂料、氟硅防污涂料、氟硅防污闪涂料、氟硅离型剂、氟硅润滑油脂、氟硅压敏胶、氟硅消泡剂、氟硅整理剂、氟硅人工晶体和氟硅化妆品添加剂等领域的研究成果,分析了含氟聚硅氧烷在应用研究方面的发展趋势,最后指出可中低温固化的液体氟硅橡胶、耐化学腐蚀的氟硅低表面能涂料、高含氟量的长链含氟聚硅氧烷,以及可应用于3D打印成型技术的含氟聚硅氧烷将是未来氟硅应用研究的重要方向。
    重金属螯合复合材料研究进展
    荆秀艳1,赵文华2,王涵1,陈龙1,张焕1,刘转年1
    化工进展. 2014, 33(01):  144-149. 
    摘要 ( 1676 )  
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    重金属离子由于其毒性和不可降解性,严重威胁着人们的生存环境和身体健康,一直是环境污染治理领域研究的重点和难点。本文介绍了重金属离子的危害和来源及处理方法,综述了重金属螯合剂和重金属螯合复合材料的国内外研究现状,分析评述了以高分子树脂、硅胶微粒、生物质、纳米颗粒和多孔介孔材料为基体的重金属螯合复合材料的国内外研究进展状况和存在问题。提出重金属螯合复合材料今后研究方向为:基体材料的选择应重点考虑材料来源、价格和性能,优先选择生物质材料、纳米材料和多孔介料;选择和探索新的高效螯合功能基团;复合材料制备和使用过程中应注意材料与环境的相容性,不产生环境污染。
    聚乙二醇改性双马来酰亚胺-三嗪树脂/玻璃纤维布复合材料的热性能
    曾小亮1,于淑会1,孙蓉1,赖茂柏1,许建斌2
    化工进展. 2014, 33(01):  150-154. 
    摘要 ( 1873 )  
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    聚乙二醇对树脂基玻璃纤维布复合材料增韧具有优良的效果,但其柔性链段的分子结构本质极大影响了复合材料的耐热性能。本文以聚乙二醇为改性剂制备了聚乙二醇/BT树脂/玻璃纤维布复合材料,系统研究了不同分子链长度以及不同含量的聚乙二醇对复合材料热性能的影响。研究结果表明:聚乙二醇的加入降低了复合材料的玻璃化转变温度、5%热失重温度以及800 ℃残炭率。在聚乙二醇相对分子质量为4000时,复合材料的热性能出现最大值。随聚乙二醇含量的增加,复合材料的热稳定性能逐步下降。由于聚乙二醇、BT树脂、玻璃纤维布之间较大的界面结合力,使基体树脂的链运动受到一定程度的限制,一定程度上缓解了由于聚乙二醇的加入而使复合材料的热稳定性能下降的趋势。研究结果为合理添加聚乙二醇而提高复合材料的韧性提供了热性能方面的参考依据。
    PANI/BaEr0.3Fe11.7O19复合材料的制备及吸波性能
    王二永1,2,罗驹华2
    化工进展. 2014, 33(01):  155-158. 
    摘要 ( 1559 )  
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    利用溶胶-凝胶法合成了铒掺杂钡铁氧体BaEr0.3Fe11.7O19,然后以合成的铁氧体和苯胺为原料用原位聚合法合成了PANI/BaEr0.3Fe11.7O19复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和矢量网络分析仪表征了复合微粒的结构、形貌和电磁性能。结果表明,复合材料为球形,粒径小于100 nm。PANI/BaEr0.3Fe11.7O19匹配厚度为3.0 mm的吸收峰值位于12 GHz,反射率?42 dB;?10 dB带宽为10~15.5 GHz,带宽为5.5 GHz。
    不同防护体系对胎面胶耐臭氧老化性能的影响
    徐云慧1,佟兰2,韦帮风2,李晓光1,杨慧1
    化工进展. 2014, 33(01):  159-164. 
    摘要 ( 1019 )  
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    进行了不同防护体系对载重轮胎胎面胶耐臭氧老化性能的影响研究,采用不同配比的防老剂如常用的防老剂4010NA、防老剂4020和防老剂RD、防护蜡并用的防护体系进行研究与应用。结果表明:①载重轮胎采用该3种防老剂并用时最佳总用量范围应控制在5.5份左右,其中防老剂4010NA 3.0份、防老剂4020 1.0份、防老剂RD1.5份所取得的防护臭氧效果最好;②在选择防护体系时要同时选择化学防护及物理防护,在动态情况下选择微晶蜡做物理防护效果特好,份数控制在1.5份左右。
    Fe3+对水热合成硫酸钙晶须性能的影响
    吕鹏飞,费德君,党亚固
    化工进展. 2014, 33(01):  165-168. 
    摘要 ( 1317 )  
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    以硫酸钙(分析纯)、磷石膏为原料,水热法制备硫酸钙晶须,实验考察了Fe3+对晶须性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、能量色散X射线光谱仪(EDX)等对产物进行表征。结果表明,Fe3+可促进硫酸钙晶须的轴向生长,有助于获得大长径比的硫酸钙晶须;当n(Ca)/n(Fe)=20左右时,硫酸钙(分析纯)制得晶须长径比达到最大值80,磷石膏制得晶须长径比为60;Fe3+可有效改善磷石膏水热制得晶须的形貌,抑制晶体的分叉生长,对磷石膏制得晶须白度也有一定程度的提高。
    超声波作用下溶剂萃取法分离镧铈元素
    常宏涛1,2,季尚军1,2,李梅1,2,柳召刚1,2,张福顺1
    化工进展. 2014, 33(01):  169-173. 
    摘要 ( 1416 )  
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    针对溶剂萃取法分离稀土元素的工艺中采用氨水为皂化剂造成排放的废水中氨氮含量超标,采用氢氧化钠为皂化剂使得排放废水中钠盐含量超标而造成环境污染的问题,研究了以未皂化的P204为萃取剂,超声波作用下镧铈元素萃取分离的方法。考察了料液酸度、超声波强度、超声波频率分别对镧铈分配比、分离系数及饱和萃取容量的影响。结果表明:当超声波强度为20 W/cm2、超声波频率为30 kHz、料液酸度为5时,镧铈元素的分配比、饱和萃取容量和元素间的分离系数达到最大,其中饱和萃取容量分别为35 g/L和19 g/L,镧铈间的分离系数最大为4.63。通过红外光谱检测可知溶剂萃取法分离镧铈元素时,由于超声波的作用使得萃取剂P204二聚体中的氢键部分断裂,因此有更多的单体P204能够与稀土离子发生萃取反应,所以超声波作用下镧铈的饱和萃取容量和分配比均大于无超声波作用。
    壳聚糖修饰磁性纳米粒子对BSA的吸附性能
    郑红,韩景田,丁媛媛,杨帆
    化工进展. 2014, 33(01):  174-177. 
    摘要 ( 1619 )  
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    采用化学共沉淀法制备磁性Fe3O4纳米粒子,以(3-氯丙基)三甲氧基硅烷为偶联剂将壳聚糖共价键合到磁性Fe3O4纳米粒子的表面,通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及热重分析(TGA)对其进行了表征。主要研究了不同影响因素(吸附时间、pH值、牛血清白蛋白浓度)下壳聚糖修饰的磁性纳米粒子对牛血清白蛋白(BSA)的吸附性能。结果得到壳聚糖修饰的磁性Fe3O4纳米粒子粒径为20 nm左右,壳聚糖在磁性Fe3O4纳米粒子表面的接枝率为15.40%。研究表明:在不同条件下,与未修饰的磁性Fe3O4纳米粒子相比,经壳聚糖修饰的Fe3O4纳米粒子对BSA均表现出较强的吸附能力。
    γ-氨丙基二甲基乙氧基硅烷修饰蒙脱土及硅烷化蒙脱土的性能
    李金梅1,3,黄晓玲2,苏海全1,2
    化工进展. 2014, 33(01):  178-182. 
    摘要 ( 1280 )  
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    用单官能团硅烷偶联剂γ-氨丙基二甲基乙氧基硅烷(APMS)修饰蒙脱土(MMT), IR 分析表明APMS通过化学键与蒙脱土键合。利用偶联剂上的氨基与水杨醛显色生成黄色希夫碱对404 nm处可见光的吸收特性进行定量测试,确定了蒙脱土可和偶联剂反应的活性硅羟基数目为29.6 mmol/(100gMMT),最佳烘干温度为120 ℃。XRD结果说明蒙脱土的活性硅羟基分布在其端面不是在层间。推断出蒙脱土和单官能团硅烷偶联剂的反应分两步进行:偶联剂的烷氧基先在水醇溶液中水解生成硅醇,然后和蒙脱土端面上的硅羟基高温干燥脱水形成硅烷化蒙脱土。偶联剂修饰蒙脱土后其阳离子交换容量(CEC)不变,分散性实验显示硅烷化蒙脱土在水中的分散性变差,在甲苯和乙醇中的分散性提高,说明偶联剂的修饰提高了MMT在有机溶剂中的分散性。
    稀土硅铁合金中钛含量测定
    霍红英1,张勇2
    化工进展. 2014, 33(01):  183-186. 
    摘要 ( 1452 )  
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    研究了用二安替比林甲烷分光光度法测定稀土硅铁合金中钛含量时试样的熔融方法,即采用无水碳酸钠和硼酸混合熔剂在高温下快速熔融试样,并探索了试样熔融的最优条件。试验结果表明:溶样完全,测试结果稳定,误差在允许范围内,满足分析要求;该方法能快速分解矿样,测定结果准确,与采用硝酸和氢氟酸溶解矿样相比,具有环保、快速、适应批量分析等优点。熔融稀土硅铁合金试样的最优条件是混合碱与试样比6∶1,碳酸钠与硼酸比2∶1,熔融温度1000 ℃,熔融时间20 min;各因素影响的主次顺序为混合碱与试样比>熔融时间>熔融温度>碳酸钠与硼酸比。
    生物与医药化工
    酿酒酵母乙醇耐受性的研究进展
    张强,郭元,韩德明
    化工进展. 2014, 33(01):  187-192. 
    摘要 ( 1294 )  
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    酿酒酵母是重要的工业微生物之一,具有发酵速度快、乙醇产量高特性,主要应用于乙醇和酿酒行业。但在发酵过程中,随着乙醇积累会对酵母细胞产生毒害作用,从而抑制了菌体细胞生长和乙醇进一步形成。因此,对酿酒酵母乙醇耐受性机制研究具有重要的理论和实际意义,也为选育具有较强乙醇耐受性的酵母菌种提供了理论基础。本文综述了酿酒酵母乙醇耐受性研究进展,介绍了酿酒酵母乙醇发酵途径、乙醇耐受性机理,主要阐述了提高酵母乙醇耐受性方法。指出加强酵母乙醇耐受性机理研究,了解乙醇耐受性与其他胁迫耐受性联系,最终提高酵母菌乙醇转化效率是未来研究关键。
    精细化工
    (顺)-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的合成研究进展
    赵波,吕剑
    化工进展. 2014, 33(01):  193-197. 
    摘要 ( 1309 )  
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    作为氢氟烯烃(HFO)类物质,顺-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(Z-HFO-1336)的臭氧消耗潜值(ODP)为零,温室效应潜值(GWP)极低,对环境影响很小,因其性能与前几代发泡剂相近,被看作新一代绿色环保发泡剂,其合成方法受到氟化工界的广泛关注。至今,Z-HFO-1336的合成方法主要可分为:①直接氟化C4化合物合成;②氟利昂类化合物CFC-113、HCFC-123经偶联反应制备;③由卤代甲烷与卤代烯烃经调聚反应制备。其中直接氟化法虽然路线短,但产物选择性低、催化剂稳定性差;而氟利昂类化合物偶联法污染大,调聚合成存在工艺复杂、收率低等问题。提出了两种具有学术和工业价值的研究路线:①HCFC-123自偶联一步合成Z-HFO-1336,反应涉及C—Cl键的活化、单电子转移(SET)等过程,极具理论研究意义;②以乙烯、三氟丙烯为原料经调聚反应合成,原料来源广泛,催化合成可连续进行,具有很强的工业价值。
    茶皂素基膨胀型阻燃剂的制备及其在涂料中的应用
    钱伟1,3,李湘洲1,2,吴志平1,房丛丛4,殷凯1,贾可敬1
    化工进展. 2014, 33(01):  198-203. 
    摘要 ( 1541 )  
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    采用多羟基、多羧基的活性天然产物茶皂素为原料,与聚磷酸铵和季戊四醇在一定条件下反应,制备一种聚磷酸酯类茶皂素基三位一体新型环保膨胀型阻燃剂。采用傅里叶红外分析技术对阻燃剂进行了结构表征,采用综合热分析仪对阻燃剂的热降解性能进行了研究。结果表明,茶皂素与聚磷酸铵、季戊四醇发生反应,生成聚磷酸酯类茶皂素基膨胀型阻燃剂,且该阻燃剂具有良好的热稳定性,降解热释放较小,高温残留率高,最终的质量残留率高达30.77%。将制备阻燃剂用于阻燃涂料中,并采用氧指数测试仪和锥形量热仪研究了阻燃涂料的阻燃性能和热解性能。研究表明,茶皂素基三位一体膨胀型阻燃剂能显著提高涂料的阻燃性能,阻燃涂料的氧指数值高达34.2%,耐火时间为11.1 min,且锥形量热实验中,该阻燃涂料试样的平均热释放速率(m-HRR)为36.18 kW/m2,总热释放量(THR)为5.25 kJ/m2,平均有效燃烧热(m-EHC)为5.11 kJ/kg,与含复合型阻燃剂的阻燃涂料试样相比,阻燃性能得到极大提高。该制备阻燃剂不含卤素,集三源一体,具有阻燃性能优越,相容性能良好,高效环保等优点。
    一种环保型阻垢缓蚀剂的性能
    陈燕敏,孙彩霞,吴晋英,黄长山
    化工进展. 2014, 33(01):  204-208. 
    摘要 ( 1156 )  
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    以聚环氧琥珀酸(PESA)、聚丙烯酸(PAA)、水解聚马来酸酐(HPMA)、苯并三氮唑(BTA)为原料,研制出一种新型具有环保功能的复合型高效阻垢缓蚀剂。通过正交试验确定该阻垢缓蚀剂中各组分的最佳浓度为:PESA(1.0 mg/L)/PAA(1.0 mg/L)/HPMA (0.6 mg/L)/BTA(0.5 mg/L)。分别采用鼓泡法、电化学试验和旋转挂片腐蚀试验研究了其阻垢缓蚀性能。试验结果表明,该阻垢缓蚀剂的阻垢率为92%,对A3碳钢、铜、不锈钢的缓蚀率分别达到了83%、97%、99%,动态模拟试验结果也显示该阻垢缓蚀剂满足循环冷却水运行要求。
    资源与环境化工
    二氧化碳的氨化反应研究进展
    王付燕,孙洪志,宋名秀,阿不都拉江?那斯尔,王倩,朱维群
    化工进展. 2014, 33(01):  209-212. 
    摘要 ( 1508 )  
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    论述了减排CO2的重要性,概述了CO2化学利用的主要方法,综述了CO2的3种氨化反应,即氨化反应生成碳酸氢铵、尿素和三聚氰酸,重点介绍了CO2氨化反应生成三聚氰酸,对该反应进行了热力学分析,叙述了其反应的特点,得出CO2氨化合成三聚氰酸等固体产品是一条比较可行的CO2化学利用路线。氨化合成三聚氰酸不仅可以实现CO2的封存,而且能够实现CO2的高值有效利用,对解决CO2减排具有重要意义。认为将氨化反应与煤化工产业相结合,可以有效减少二氧化碳的排放强度,具有广阔的发展前景。
    生物法净化处理工业废气的研究进展
    王小军,徐校良,李兵,牛茜,陈英文,沈树宝
    化工进展. 2014, 33(01):  213-218. 
    摘要 ( 1054 )  
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    随着世界范围内环境污染的加剧,环境问题引起了强烈的重视,尤其是大气污染,成为了大众关注的焦点。在空气污染治理中,生物法净化工业废气具有高效、低成本等优点,成为目前研究的热点。本文介绍了生物法净化处理废气的基本原理,主要包括生物膜理论中的传质和降解过程,阐述和比较了生物滤池、生物洗涤和生物滴滤这3种处理工艺,分析了影响生物法处理废气的重要因素,如填料、营养物、微生物、压降。同时对国内外发展现状进行了详细评述,与国外研究相比,特别是在污染物种类的研究上还有一定差距。生物滴滤工艺相对研究的较晚,提出今后研发重点和方向,将生物滴滤工艺全面推向工业化,加强对降解微生物的深入研究,实现单种到多种污染物的降解。
    多孔陶瓷粒子电极电催化氧化降解2-氨基吡啶
    李明1,梁雪梅1,潘珍1,殷杰1,孟勇1,2,尹笃林2
    化工进展. 2014, 33(01):  219-223. 
    摘要 ( 1329 )  
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    采用以CuO-ZnO/多孔陶瓷粒子电极构建的三维电催化氧化反应器降解2-氨基吡啶,考察了初始pH值、槽电压、电解质投加量和曝气流速对降解效果的影响和反应的电流效率,并通过检测2-氨基吡啶降解过程中几种含氮产物,分析了2-氨基吡啶的降解过程。结果表明:酸性条件和碱性条件比中性条件更有利于2-氨基吡啶的降解,在初始pH值为8.4、槽电压为15 V、支持电解质用量为30 g/L、曝气流速为40 L/h的条件下,处理150 min,2-氨基吡啶和COD的去除率可分别达到83.98%和74.44%,粒子电极可以显著提高电流效率。2-氨基吡啶降解过程分析表明:在电催化条件下,N2和NO3?-N是2-氨基吡啶主要含氮矿化产物,且2-氨基吡啶的开环转化和矿化可以同步进行。
    电导率法评定电磁抑垢实验中的最佳频率
    王建国,刘东毓,王春雨
    化工进展. 2014, 33(01):  224-227. 
    摘要 ( 1197 )  
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    变频电磁法进行抑垢处理,具有应用方便、投资小、无污染等优点,是一种极具发展前景的应用技术。合理选择电磁频率,是达到电磁抑垢最佳效果的必要条件之一。本文在分析了当前常用抑垢性能评价方法的基础上,根据电导滴定法,设计了电导率法的静态电磁实验装置,在给定实验条件下进行了滴定实验,并对实验过程中电导率随时间变化的特征进行了对比分析,研究了不同频率的电磁场对抑垢性能的影响。给出了不同电磁频率下电导率随时间变化的实验结果及回归模型,确定了电磁抑垢最佳频率值。该方法具有比较好的稳定性、重复性,能更好地满足众多行业用户对电磁抑垢性能评定的需求。
    磷酸铵镁(MAP)沉淀法处理低浓度氨氮污海水
    王文华,张晓青,邱金泉,成玉,张雨山,王静
    化工进展. 2014, 33(01):  228-232. 
    摘要 ( 2087 )  
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    大量氮磷营养物质排入海湾,引起了富营养化、赤潮等一系列海洋污染问题,污海水中氮磷处理技术研究已引起人们的重视。磷酸铵镁化学沉淀法具有可同时脱除氨氮和磷酸盐,但还未应用于低浓度氨氮废水的处理,尤其是污海水中氨氮的处理。本文采用磷酸铵镁(MAP)化学沉淀法对污海水中氨氮进行处理实验研究,利用污海水中大量存在的Mg2+,以Na2HPO4作为沉淀剂,探讨了初始反应体系pH值、PO43?/NH4+投配比、反应时间等因素对氨氮脱除效果的影响。结合沉淀结晶物XRD和SEM分析,确定了MAP沉淀法处理污海水中氨氮的最佳反应条件:初始反应体系pH值为9.5~10.5,PO43?/NH4+投配比为1.1/1,反应时间为40 min。实验结果表明,在最佳反应条件下,随着氨氮初始浓度的增大,氨氮去除率逐渐增大,当进水氨氮浓度为12 mg/L时,氨氮去除率达到42.80%。
    新型多孔Ti/BDD薄膜电极电化学氧化降解低浓度茜素红
    周如彬1,冉二燕2,孙见蕊1,张德文1,张宝昌1
    化工进展. 2014, 33(01):  233-237. 
    摘要 ( 1524 )  
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    运用热丝化学气相沉积(HFCVD)的方法制备了以多孔钛为基体的掺杂硼金刚石(porous Ti/BDD)薄膜电极,并测试了它的主要物理性质,SEM表明金刚石相生长良好并且能均匀地分布在基体表面和孔内,Raman光谱表明电极的金刚石相纯而且质量很高。采用循环伏安法研究了酸性条件下茜素红在多孔Ti/BDD电极上的电氧化行为。通过改变阳极电流密度、支持电解质Na2SO4的浓度来研究茜素红在多孔Ti/BDD电极上的电化学氧化降解的效果影响。结果表明:电流密度40 mA/cm2、支持电解质浓度0.5 mol/L为较理想的工艺参数,总电流效率达到30.2%。在相同条件下,发现多孔Ti/BDD薄膜电极氧化降解茜素红与平板Ti/BDD薄膜电极相比具有更高的电流效率。紫外可见光光谱证实了多孔Ti/BDD电极能够有效地电氧化降解茜素红。
    硅藻土助滤剂在海水净化中的应用
    任华峰,苗英霞,邱金泉,张爱君,姜天翔,成玉,王静,张雨山
    化工进展. 2014, 33(01):  238-241. 
    摘要 ( 1035 )  
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    目前国内尚无可借鉴的有关海水泳池循环净化工艺的经验和标准,因此对日益增多的海水游泳、戏水场馆池水的净化处理是必须面对的新课题。硅藻土预涂膜过滤技术作为一种高效的精密过滤技术,已成功应用于水质净化、食品工业等领域。本文对硅藻土助滤剂及硅藻土预涂膜过滤技术在海水游泳池池水净化中的应用进行了初步研究。筛选出过滤效果较好的硅藻土助滤剂CD08,布氏漏斗试验结果表明,CD08在投加量为1.0 kg/m2的条件下,对浊度、CODMn、尿素和细菌的去除率分别为98%、40%、32%和70%。在此基础上,采用实验室规模硅藻土预涂膜过滤装置进行小试试验,结果表明,在一个运行周期中,以硅藻土CD08为助滤剂的过滤装置运行良好,出水浊度在0.5 NTU左右,尿素的平均去除率为20%左右,CODMn的平均去除率为30%左右,细菌的平均去除率为68%左右。
    沙柳酸催化水解制备乙酰丙酸及分离提纯
    高学艺,武彦伟,王克冰
    化工进展. 2014, 33(01):  242-246. 
    摘要 ( 1065 )  
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    以沙柳为原料,硫酸为催化剂,考察了催化剂浓度、反应时间、反应温度、液固比对沙柳水解制备乙酰丙酸得率的影响,通过正交实验方法得到最佳的水解反应条件为:反应温度200 ℃,反应时间90 min,催化剂质量分数9%,液固比(mL∶g)15∶1,乙酰丙酸的最高得率为18.80%;各因素对水解反应影响的大小顺序为:反应时间>催化剂浓度>反应温度>液固比。在静态条件下,用335弱碱性阴离子交换树脂对水解液进行分离提纯,在附吸温度为35 ℃、树脂投料量为15 g、盐酸洗脱剂浓度为0.5 mol/L时,乙酰丙酸的回收率为95.35%。
    应用技术
    复合萃取剂提取林可霉素机理及填料萃取塔中试研究
    高灿,常宏委,陆莹莹,申龙,高瑞昶
    化工进展. 2014, 33(01):  247-252. 
    摘要 ( 1198 )  
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    以中试填料萃取塔为设备研究了复合萃取剂(正辛醇和煤油)萃取林可霉素的宏观特性及传质强化。使用斜率法确定萃合物的结构和反应平衡常数以指导改进设备和强化传质;为了提高林可霉素萃取效果,考察了溶液pH值、相比(W/O)、填料类型、分布盘的使用等因素对提取林可霉素效果的影响。结果表明:以正辛醇为萃取剂萃取林可霉素的过程中,反应平衡常数K为0.072;复合萃取剂中正辛醇最佳含量为0.8(体积分数);萃取林可霉素的最佳pH值为10~11,最佳相比(W/O)为3;规整填料和散装填料萃取效果有限,分布盘可以大大加强传质,同时加装分布盘的填料萃取塔的单位体积处理量是混合澄清槽的12.8倍,萃取剂循环量大大减少。研究结果对复合萃取剂的萃取机理和填料萃取塔提取林可霉素的实际应用具有一定指导意义。
    全馏分催化汽油加氢脱硫工艺的标定与运行分析
    龚朝兵,赵晨曦,谢海峰
    化工进展. 2014, 33(01):  253-256. 
    摘要 ( 2305 )  
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    中海油惠州炼化为了满足全厂汽油升级至国Ⅳ、Ⅴ标准的要求,新建一套50万吨/年催化汽油加氢脱硫装置。该装置采用全馏分催化汽油选择性加氢脱硫技术(CDOS-FRCN),催化剂采用海顺德公司的催化剂专利技术。装置标定情况说明,催化汽油经全馏分加氢精制后,加氢精制汽油硫质量分数达到11 μg/g,硫醇硫质量分数达到10 μg/g,汽油辛烷值损失小于1.5个单位。二反入口温度对脱硫效果和辛烷值损失有很大影响,温度越高,则脱硫率越高,但辛烷值损失偏大。CDOS-FRCN技术能够有效降低汽油硫含量,减少辛烷值损失,可为炼油厂生产硫含量小于50 μg/g甚至10 μg/g的清洁汽油提供经济、灵活的技术方案。
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