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本期目录
2013年 第32卷 第01期 刊出日期:2013-01-05
    特约评述
    煤间接液化技术及其研究进展
    孙启文,吴建民,张宗森,庞利峰
    化工进展. 2013, 32(01):  1-12. 
    摘要 ( 2126 )  
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    介绍了煤经合成气间接液化合成液体燃料的原理及典型工艺。综述了煤间接液化技术的发展历程及其最新进展,讨论了国内外煤间接液化技术的工艺流程,重点介绍了煤间接液化过程中的核心问题,主要包括气化炉、费托合成反应器和费托合成催化剂,分析了煤间接液化的技术经济性以及对煤间接液化的工业应用前景进行了展望。分析表明:具有我国自主知识产权的煤间接液化技术建设100万吨级以上工业化装置在技术上可靠、经济上可行,且100万吨级工业化项目的成功实施将带动我国煤间接液化技术的产业化进程,加快形成具有中国特色的能源转化技术和产业。
    化工过程与装备
    富锂盐湖提锂工艺研究进展
    余疆江1,2,郑绵平2,伍 倩2
    化工进展. 2013, 32(01):  13-21. 
    摘要 ( 2070 )  
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    通过对富锂盐湖物质来源的分析,论述了全球富锂盐湖的成因以及主要分布区域,列出了全球主要富锂盐湖的锂资源量及分布情况。按照富锂盐湖水化学组分的不同将富锂盐湖划分为碳酸盐型、硫酸盐型和氯化物型三大类,并根据盐湖水Mg/Li比值的大小分为高镁锂比和低镁锂比卤水。按照上述对富锂盐湖的分类,对不同类型的富锂盐湖锂资源的开发工艺进行了详细的综述。提出盐湖提锂工业化进程需解决以下几个问题:开发能耗低、工艺简单、成本低、污染小的工艺路线;注重矿产的综合开发利用、提高矿产开发的附加值;将提锂工艺的开发和环境保护结合起来。
    填料萃取塔的研究现状及进展
    朱璇雯,刘 成,张敏华
    化工进展. 2013, 32(01):  22-26. 
    摘要 ( 2503 )  
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    综述了填料萃取塔的特点、国内外对填料萃取塔中填料的选择与开发并且详述了部分填料的工业应用,同时详细阐述了研究者使用不同的理论模型和方法对填料萃取塔的传质特性和流体动力学特性的研究。其中研究方法包括实验方法、经验公式方法及模拟方法。通过实验,能获得准确的液滴直径、分散相体积分数、液泛速度与滑移速度等数据,再通过计算机模拟则能获得详细的流场、温度场、浓度场等微观信息。可以预见,实验方法、经验公式、计算机模拟的有机结合将成为解决填料萃取塔传质和流体动力学问题的有效手段。
    回转式油页岩干馏炉测温技术研究进展
    曹 琳1,2,王阿川1
    化工进展. 2013, 32(01):  27-32. 
    摘要 ( 1878 )  
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    介绍了油页岩低温干馏制油气的过程和工艺,阐明了干馏是一个复杂的物理传热和化学热解的过程,是整个页岩炼油中最关键的工艺,并介绍了目前国际上关于低温干馏反应炉的技术,其中包括Galoter技术、ToscoⅡ技术、LR技术以及ATP技术。分析了在油页岩反应炉中温度对产油率的影响,表明温度对整个反应炉的重要性,并进一步分析了温度对干馏所造成影响的原因,重点阐述了温度测量的重要性与技术方法。对回转式油页岩干馏炉的测温现状进行了综述,总结了目前常用的一些回转炉测温方法,针对回转式油页岩反应炉目前存在的问题,提出了在温度控制、系统检测、红外测温等方面的改进措施。
    脉动热管技术研究及应用进展
    屈 健
    化工进展. 2013, 32(01):  33-41. 
    摘要 ( 2556 )  
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    脉动热管由于具有结构简单、成本低廉、传热性能突出及环境适应性强的优点,已成为近年来热管技术领域的一个研究热点。本文在介绍脉动热管基本工作原理和结构特征的基础上,系统综述了其在可视化、传热特性实验和理论模拟分析等方面的研究现状,并就纳米流体脉动热管和微型脉动热管的研究进展作了一定报道,同时还总结了脉动热管在微电子冷却、余热回收、干燥、太阳能集热和制冷空调等方面的应用研究情况。最后,分析探讨了脉动热管研究中包括模型预测、设计优化、传热极限等在内的一些尚需解决的关键问题和今后的研究发展趋势。
    有机紫外光探测器原理及其主要影响因素
    刘春波1,刘 敏1,张欣馨1,王 龙1,张 实1,苏 斌2,车广波2
    化工进展. 2013, 32(01):  42-47. 
    摘要 ( 1709 )  
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    太阳光中的紫外线辐射与人类生活密切相关,因此研究紫外光探测器有着重要的理论意义和应用价值。本文主要介绍了有机紫外光探测器的原理、性能参数及影响其性能的主要因素。性能参数包括响应度、探测灵敏度、量子效率、光电流响应曲线4个方面。影响有机紫外光探测器性能的因素主要包括给体和受体材料的能级、吸收、发射、载流子迁移率、器件结构等,并详细阐述了它们的影响机制以及解决的方法和进一步提高性能的手段,同时对未来有机紫外光探测器的选材及性能提高方面也进行了总体展望。
    煤制合成天然气装置能耗分析与节能途径探讨
    刘永健1,2,何 畅1,冯 霄1,王季秋2,李安学2
    化工进展. 2013, 32(01):  48-53. 
    摘要 ( 2521 )  
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    煤制天然气系统的节能减排研究对大力推进我国煤制天然气示范项目发展具有重要意义。本文对典型煤制天然气项目的全系统用能状况进行评估和分析,确定了各单元的物料和能耗水平,结果表明煤气化和自备电厂能耗较为突出。指出了重要单元过程的技术创新,如新型BGL煤气化技术和等温/低温甲烷化技术等,全系统能量梯级利用与换热网络集成以及高效的能源管理系统,是提高煤制天然气项目整体用能效率的三种重要途径。本文可以为煤制天然气行业的节能减排方案的制定提供科学指导和依据。
    基于流程模拟器和列队竞争算法的精馏操作优化
    林子雄1,鄢烈祥1,李骁淳2,史 彬1,卢 海1
    化工进展. 2013, 32(01):  54-58. 
    摘要 ( 2359 )  
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    精馏是高耗能的操作单元,对其进行操作优化是企业实现节能降耗、提高经济效益的有效手段。本文提出列队竞争算法与流程模拟软件相结合的精馏操作优化方法,通过MATLAB-Aspen Plus的接口工具调用Aspen Plus模拟精馏操作过程,得到目标函数值,使用列队竞争算法对其进行操作条件的优化。将所提出的方法应用于某石化企业催化裂化主分馏塔的操作优化,其中目标函数值同时考虑了热能利用与产品分布,优化求解得到了总体效益最大的优化操作方案。
    考虑环境成本的矩阵模式 经济学分析方法
    贾小平1,万树文1,王 芳1,钱 宇2
    化工进展. 2013, 32(01):  59-64. 
    摘要 ( 1475 )  
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    提出考虑环境成本的矩阵模式 经济学分析方法,弥补传统矩阵模式 经济学分析方法缺乏环境成本的描述。该方法可在全生命周期内追踪系统内产品成本的形成过程,为揭示系统产品的真实成本进行有益的探索。根据矩阵满秩的需要,提出考虑环境排放流股的新补充方程构建原则。以天然气辅助煤多联供甲醇电多联产系统为例,建立详细的矩阵模式 经济学分析模型。通过计算分析,揭示系统内产品的单位 成本、单位 经济成本的形成过程及其变化规律。单位 成本和单位 经济学成本均随生产过程的进行而逐渐升高。
    X-5大孔树脂对黄芪异黄酮的吸附特性
    徐祖伟,于朝生,窦 烁
    化工进展. 2013, 32(01):  65-71. 
    摘要 ( 2018 )  
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    通过对比5种大孔树脂对黄芪异黄酮的吸附和解吸特性,发现X-5大孔树脂最适用于吸附黄芪异黄酮,并进一步采用静态吸附法研究了X-5树脂对黄芪异黄酮的吸附动力学和热力学特性。动力学研究表明,准二级动力学相对于其它模型而言能够更好地描述黄芪异黄酮的吸附过程,颗粒内扩散是整个吸附过程的主要速率控制步骤;黄芪异黄酮的吸附符合Langmuir等温吸附模型。热力学研究表明,ΔG0<0即吸附是自发进行的,ΔH0和ΔS0分别为8.021 kJ/mol和62.51 J/(mol?K)说明X-5大孔树脂对黄芪异黄酮的吸附是以熵为主要驱动力的吸热 过程。
    高亲水性海藻酸钠膜渗透汽化分离甲醇水溶液
    孙晓斌1,董 锐2,张建勋1,卓 婵2
    化工进展. 2013, 32(01):  72-76. 
    摘要 ( 2400 )  
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    在海藻酸钠基质中引入磷钨酸颗粒,制备了一种高亲水性渗透汽化杂化膜。由热失重等分析手段对膜进行了表征,并在不同温度下(30~60 ℃)通过分离80%~95%的甲醇水溶液,测试了杂化膜的渗透汽化性能,实验结果表明:添加了磷钨酸的杂化膜,其分离性能显著高于纯海藻酸钠膜,当磷钨酸含量为6%时,30 ℃下分离水含量5%的溶液,膜通量达到318.2 g/(m2?h),分离因子达到656.9,分别是纯海藻酸钠膜的3.7倍和26.3倍。利用阿累尼乌斯关系式考察了膜通量与温度之间的关系,发现溶液通过膜的活化能随着磷钨酸含量的增加而降低。表明,磷钨酸的加入使得渗透物在杂化膜内更容易透过。
    一种衣物空气低温烘干循环系统的设计及分析
    郭新贤,韩 东,岳 晨
    化工进展. 2013, 32(01):  77-82. 
    摘要 ( 2174 )  
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    基于机械热泵除湿原理,同时结合洗衣机衣物烘干温度的要求,设计出一种衣物空气低温烘干循环系统。借助EES软件对该系统建立系统模型,通过理论模拟分析研究其热力学性能,并对影响其热力性能的关键操作参量影响进行分析。研究结果表明,在保证冷凝量均为1.02 kg/h的情况下,该设计系统的单位能耗除湿速率(moisture extraction rate,MER)为0.5018 kW?h/kg,较常规电加热热风烘干系统降低了16.5%;COP为0.79,较常规烘干系统提高了16.5%。此外,相比较常规电加热热风烘干系统方案烘干温度90 ℃,该方案设计的滚筒操作温度仅为57.68 ℃,有效地拓展了可烘干衣物的范围。
    能源加工与技术
    生物质气化制备合成天然气技术的研究进展
    武宏香, 赵增立, 王小波, 郑安庆,李海滨, 何 方
    化工进展. 2013, 32(01):  83-90. 
    摘要 ( 2942 )  
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    生物质合成天然气(Bio-SNG)是一种可再生的绿色燃气,可混入现有天然气管网运输使用,也可用作车用燃料,其制备技术被认为是“第二代生物燃料”技术。本文对生物质气化合成天然气的主要技术工艺进行分析与总结,介绍了目前国内外发展现况,着重对已进行中试规模验证的技术工艺流程进行详细介绍。但目前该技术仍处于刚刚起步阶段,我国目前尚没有生物质气化合成制备Bio-SNG的报道,发展适合制备Bio-SNG的生物质气化、净化技术、尤其是开发可经受多种杂质成分的甲烷化催化剂及工艺技术仍是今后的重要研究方向,仍需要长期的探索和验证。
    航空生物燃料特性与规格概述
    齐泮仑,何 皓,胡徐腾,付兴国,孙洪磊,李顶杰
    化工进展. 2013, 32(01):  91-96. 
    摘要 ( 1758 )  
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    阐述了航空喷气燃料具有的性能及与之相关的分析测试项目、航空生物燃料的特性和质量指标要求,介绍了航空生物燃料的质量规格、掺调化石航空喷气燃料的选择与调合要求以及美国ASTM D7566“含合成烃类航空涡轮燃料的规格标准”制定与修订的历程。提出应该在国家部门统一协调组织下,整合包括中国石油天然气集团公司在内的相关部门、研究机构、企业等国内优势资源,对航空生物燃料标准开展深入系统的基础和应用研究工作,结合国际通行标准和我国应用实际,制定形成我国的航空生物燃料国家标准,这将极大地支持和推动刚刚起步的我国航空生物燃料产业化发展。
    纤维素乙醇的原料预处理方法及工艺流程研究进展
    杨 娟1,滕 虎1,刘海军2,徐友海2,吕继萍2, 王继艳2
    化工进展. 2013, 32(01):  97-103. 
    摘要 ( 2523 )  
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    木质纤维生物质是储量丰富且最有前景的生产燃料乙醇的可再生生物质资源,利用木质纤维生物质生产乙醇主要包括以下步骤:原料预处理、发酵以及产物分离纯化,其中,原料的预处理工艺是限制纤维素乙醇产业化的一个技术瓶颈。本文对酸法、碱法、蒸汽爆破法、合成气法等7种典型预处理方法进行了介绍并对其工艺流程进行简要的说明,同时对不同的预处理方法的优劣、适用范围和工艺流程转化效率等进行了对比,以期为纤维素乙醇预处理方法的工艺选择和评价提供一些参考。提出了纤维素乙醇的产业化前景:不同预处理技术的合理结合使用会有效提高转化率;较好的过程设计能够降低成本,有利于整个过程的经济性。
    小型流化床实验台上镍基载氧体的积炭特性
    张 号1,金 晶1,刘 帅2,路 遥1,张传美1,蒋 杰1
    化工进展. 2013, 32(01):  104-107. 
    摘要 ( 1679 )  
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    采用小型流化床反应器,研究了Ni基载氧体在不同还原气氛(CH4、CO+H2)和不同反应温度(650 ℃、750 ℃、850 ℃、950 ℃)下的反应特性。结果表明:Ni基载氧体在两种气氛下均表现出较高的反应活性,CO+H2气氛下的还原反应比CH4气氛下的还原反应更完全,两个还原过程中均有积炭的产生,CH4气氛下的积炭比CO+H2气氛下的积炭更为严重;在CH4气氛下,温度的升高有利于Ni基载氧体还原反应的进行,同时还原过程中产生的积炭量也随着温度的升高有所增加,但当温度升高到850 ℃后,温度的增加对还原反应的影响不大。另外,相比于Cu基载氧体,Ni基载氧体虽然有更好的反应活性,但在还原过程中更容易产生积炭。
    吸附强化乙醇水重整制氢的工艺条件
    朱 虹,郭瓦力,李冬锋,王晓冰,李 磊,戴 玺,邓信忠
    化工进展. 2013, 32(01):  108-113. 
    摘要 ( 2058 )  
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    采用吸附强化技术强化了乙醇水重整制氢过程。考察了温度、水醇比、液空速对无强化乙醇水重整制氢反应特性的影响,在此基础上研究了吸附强化乙醇水重整制氢反应特性。通过响应面法确定了吸附强化乙醇水重整制氢最优工艺条件为温度422~444 ℃、水醇比10.2~10.8、液空速0.13 h?1,在此条件下的氢产率为3.2 mol/mol,同比提高了51.7%,氢含量为88.91%,同比提高了22.9%,反应温度降低了178 ℃,降低了能耗,控制了CO2排放。
    溶剂提取-荧光光谱法测定微藻油脂
    王晓晨1,兰永辉2,张小平1,刘人源3
    化工进展. 2013, 32(01):  114-117. 
    摘要 ( 1898 )  
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    研究了溶剂提取-荧光测定微藻油脂的一种新的方法。通过与溶剂提取-水浴蒸干称重法比较,表明溶剂提取-荧光光谱法具有快速、简便、高效、灵敏、不受藻样不能长期保存而影响测定制约的特点,可测定藻体量较低时的低浓度油脂含量,而称重法不能测得。利用藻密度、藻干重、藻液吸光度、荧光强度、油脂之间良好的线性关系,通过溶剂提取-荧光光谱法,测得打捞的微藻油脂平均含量为10.45%,溶剂提取-水浴蒸干称重法测得微藻油脂平均含量为8.17%,结果表明溶剂提取-荧光测定法的结果比溶剂提取-水浴蒸干称重法测得值偏大,能更准确地反映真实数值。
    工业催化
    逆水煤气变换耦合乙烷脱氢反应中助剂对Cr/SiO2催化剂性能的影响
    葛 欣
    化工进展. 2013, 32(01):  118-121. 
    摘要 ( 1646 )  
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    分别制备了以Mn、Ce、Cu、Zn、K等为助剂的Cr/SiO2催化剂,考察了助剂在逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制乙烯反应中对Cr/SiO2催化剂反应性能的影响。结果表明,高温下Mn的加入有利于催化活性的提高,Cr-Mn/SiO2催化剂显示了较好的催化活性。在740 ℃、n(CO2)/n(C2H6)=7的条件下,乙烷转化率为47%,乙烯选择性为99%。XRD、XPS、UV-DRS和TPR技术的表征表明催化剂表面存在Cr3+、Cr6+、Mn4+物种,Mn的加入使得催化剂还原性能增强,有助于反应过程中氧化还原循环的进行,提高了反应活性。
    丙三醇水蒸气重整制氢M/Al2O3催化剂
    李 磊,郭瓦力,李俊磊,戴 玺,朱 虹,王晓冰,邓信忠
    化工进展. 2013, 32(01):  122-128. 
    摘要 ( 1858 )  
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    以Al2O3为载体,采用浸渍法制备了Cu、Co、Ni、Pt/Al2O3四种单一组分催化剂(M/Al2O3)。研究了M/Al2O3催化剂对丙三醇水蒸气重整制氢反应的适用性及反应行为;考察了制备条件及还原条件,通过活性、稳定性及抗积炭性进行了催化剂的活性评价,并对催化剂进行了TPR、XRD表征。研究发现M/Al2O3催化剂用于丙三醇水蒸气重整制氢均表现出一定活性;其中Cu/Al2O3催化剂具有一定的抗积炭性;Pt/Al2O3催化剂表现出较好的抗积炭性、高温活性,但稳定性较差;Co/Al2O3催化剂表现出较好的稳定性;Ni/Al2O3催化剂表现出较好的低温活性。
    材料科学与技术
    用于氨气深度脱水的吸附材料
    吴晓磊1,孙林兵1,殷孝谦1,刘晓勤1,张文波2,尹泉生2
    化工进展. 2013, 32(01):  129-133. 
    摘要 ( 1803 )  
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    随着近年来电子行业的迅猛发展,对包括高纯氨在内的各种电子气体的需求量与日俱增。在生产高纯氨的工艺中,水分是最难脱除的。本文介绍了国内外高纯氨的生产使用情况,综述了硅胶、分子筛和活性氧化铝等几种常见吸水材料以及金属合金、金属氧化物和金属盐类吸附材料的研究进展,阐述了物理吸附、化学吸附以及二者相结合的吸附工艺的优缺点,探讨了吸附机理。最后对氨气中微量水吸附脱除工艺的发展方向进行了展望,指出采用吸附容量大、吸附深度高并且易于再生的吸附剂的物理、化学吸附相结合的工艺是今后的研究方向。
    锂离子电池聚合物正极材料研究进展
    王运灿1,罗 琳1,刘 钰1,郝建原1,2
    化工进展. 2013, 32(01):  134-139. 
    摘要 ( 2741 )  
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    高储能的锂电池聚合物正极材料是近年来新型电化学能源研究发展的热点。本文综述了自由基聚合物、导电聚合物、有机多硫聚合物以及多骨架碳硫交联聚合物正极材料的结构、制备、导电机理和电化学性能。重点介绍了自由基聚合物氮氧结构的特点和快速充放电性能,导电聚合物的合成方法和掺杂机理,以及有机多硫聚合物和多骨架碳硫交联聚合物中—(S—S)n—键的高效储能特性和超高比容量性质。最后提出了解决聚合物材料容量的衰减和易降解性以保证稳定的循环性能以及完善合成及制备工艺是未来的研究重点。
    N-mPEG-O-季铵化壳聚糖微球的制备及其载药性能
    王 军,李明春,辛梅华,张晓林,毛扬帆
    化工进展. 2013, 32(01):  140-144. 
    摘要 ( 2355 )  
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    将聚乙二醇单甲醚(mPEG)醛化改性后,通过西佛碱反应接枝到自制的O-季铵化壳聚糖的NH2上,硼氢化钠还原制得N-mPEG接枝O-季铵化壳聚糖(QACS-mPEG),反相悬浮法制备二乙烯基砜交联QACS-mPEG微球。用FTIR、1 H NMR、EA和SEM对产物进行表征,并且以酮洛芬为模型药物研究微球的载药性能及释放行为。结果表明,mPEG和季铵盐基团的引入提高了N-mPEG-O-季铵化壳聚糖微球的载药量,为4.31mg/mg;载药N-mPEG-O-季铵化壳聚糖微球在模拟肠液的缓释效果优于胃液,微球释药具有pH响应性。
    生物化工
    木聚糖酶高产菌筛选研究进展
    何敏超,张 宇,许敬亮,袁振宏
    化工进展. 2013, 32(01):  145-150. 
    摘要 ( 1805 )  
    相关文章 | 多维度评价
    从自然界筛选具有工业化应用潜力的高酶活产酶菌株,对于满足科学研究和实际生产需要都具有重要的意义。本文按照不同酶活梯度与采样点的关系,总结含有高酶活菌株样品的一些特征,如:富含腐烂木质纤维素的土样,该采样点的地势较平坦等。此外,对筛选到的高活力菌株的微生物种类及发酵优化中碳源的重要性进行了概括,提出最佳碳源的正确选择对最终的发酵优化工艺具有极大影响作用。对木聚糖酶高产菌株的筛选及发酵优化提供了有益的参考。
    五碳糖和六碳糖共发酵生产酒精菌株选育的研究进展
    张 强,冀 伟,王一东
    化工进展. 2013, 32(01):  151-155. 
    摘要 ( 2202 )  
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    利用纤维质原料发酵生产燃料酒精是目前研究的热点。综述了五碳糖和六碳糖共发酵生产酒精菌株选育的研究进展。主要介绍了利用自然微生物、重组运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)、重组大肠杆菌(Escherichia coli)和重组酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 酒精发酵的进展情况。指出定向进化或改变多个相关基因群,使细胞整体满足木糖的代谢需求,以及对重组菌进行随机突变、进化选育并结合现代高通量筛选等技术是未来研究工作的重点。
    利用Clostridium saccharobutylicum DSM 13864 连续发酵生产丁醇
    夏子义,倪 晔,孙志浩,王 云,吴香玉
    化工进展. 2013, 32(01):  156-160. 
    摘要 ( 2776 )  
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    为使用廉价糖质原料进行连续发酵生产丁醇提供理论依据和实验指导,以Clostridium saccharobutylicum DSM 13864为发酵菌种,考察了稀释率和温度等因素对以葡萄糖为原料的四级连续发酵生产丁醇的影响。结果表明:高稀释率有利于酸的积累和菌体的生长,低稀释率有利于溶剂的生产。当稀释率为0.05 h?1,4个发酵罐温度控制在37 ℃时,总溶剂产量为11.57 g/L,其中丁醇7.29 g/L,生产率为0.145 g/(L?h)。在0.05 h?1稀释率的条件下进行变温连续发酵证实低温有利于溶剂的积累,当一级和二级罐温度控制在37 ℃,三级和四级罐温度控制在33 ℃时总溶剂产量最高为13.69 g/L,其中丁醇为8.36 g/L,生产率为0.171 g/(L?h)。
    利用改性载体固定化大肠杆菌产琥珀酸
    梅佳军,张常青,刘嵘明,马江锋,陈可泉,姜 岷
    化工进展. 2013, 32(01):  161-165. 
    摘要 ( 2326 )  
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    采用聚乙烯亚胺(PEI)和戊二醛(GA)对棉纤维进行化学修饰,考察了载体改性后的性能和对固定化大肠杆菌产丁二酸的影响。改性后的载体菌体负载量提高了63.3%。培养基中葡萄糖浓度为43 g/L,添加改性棉纤维120g/L,以MgCO3为缓冲盐,进行批式发酵,丁二酸浓度达到29.6 g/L,比未改性棉纤维提高了11.3%;丁二酸收率达到70.5%,比改性前提高了7.5%;丁二酸生产速率达到0.66 g/(L?h), 比改性前提高了37.5% 。对该材料固载的细胞进行7次重复批式发酵,丁二酸产量、转化率和产率没有下降趋势,具有一定的重复稳定性。
    精细化工
    适用于高矿化度油藏的醇(酚)聚氧烯基醚磺酸盐合成进展
    牛瑞霞,宋 华,孙双波,魏 翠
    化工进展. 2013, 32(01):  166-173. 
    摘要 ( 1662 )  
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    醇(酚)聚氧烯基醚磺酸盐具有优良的耐盐、耐高温水解、HLB值可调及配伍性能,在高矿化度油藏开采领域具有广泛的应用潜力。本文介绍了几种常见醇(酚)聚氧烯基醚磺酸盐表面活性剂的结构,分析了其在高矿化度、高二价离子油藏中的作用特征,综述了亚硫酸盐磺化工艺、磺烷基化工艺和硫酸酯基团转化等磺化工艺,并从原料性能、收率、反应路线及工艺流程等角度对各工艺进行了分析比较,总结了各工艺路线的优、缺点,指出如能对基团转化过程中的水解程度加以控制,以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠为原料的硫酸酯基团转化工艺具有较好的工业应用前景。
    1, 8-二氮杂双环(5, 4, 0)-7-十一烯的合成工艺及其应用开发
    冯筱晴1,2,沈 力1,王瑞瑞1,王彦臣1,宋国强1
    化工进展. 2013, 32(01):  174-179. 
    摘要 ( 3463 )  
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    以ε-己内酰胺和丙烯腈为原料,反应合成1, 8-二氮杂双环(5, 4, 0)-7-十一烯(DBU,Ⅰc),再以DBU分别和5种取代基氯苄经两步法合成5种新型取代苄基脒类光产碱剂,产品及中间产物经1HNMR、LC-MS和HPLC进行结构表征和含量测试。结果表明:以ε-己内酰胺和丙烯腈为原料,氢氧化钾为催化剂,在70 ℃下,反应24 h,产物Ⅰa收率98.1%,纯度97.8%;以镍加氢方法,在85~90℃下,反应5 h将Ⅰa还原得产物Ⅰb,收率91.1%,纯度98.0%;以对甲基苯磺酸为催化剂,Ⅰb经环合反应7.5 h得Ⅰc,收率97.3%,纯度大于95.0%;以DBU(Ⅰc)和氯化苄为原料,在90 ℃下反应成盐,再以0.7当量的氢化铝锂还原得Ⅱa,收率达到76.7%,纯度93.2%;以先成盐再还原方法可成功合成4种取代苄基DBU类光产碱剂,收率均达到70%以上,说明此方法普遍适用此类光产碱剂的合成,提高了DBU的应用价值,也为进一步的研究奠定理论基础。
    香草醛-硫酸测定甘草浸膏中甘草酸含量
    张慧慧1,刘明言1,凌宁生2
    化工进展. 2013, 32(01):  180-183. 
    摘要 ( 1735 )  
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    为了建立甘草提取甘草多糖后浸膏中甘草酸含量的测定方法,以香草醛-硫酸为显色剂,535 nm为最大吸收波长,进行了比色条件优化及方法学考察。结果表明:在0.25 mL待测液中,加入0.25 mL浓度为 6 mg/mL的香草醛溶液和2.0 mL 75%硫酸,在温度为75℃条件下反应25 min,显色效果最好。该法精密度高(RSD=4.93%,n=6),1 h内稳定(RSD =1.09%,n=60),平均加样回收率为95.93% (RSD=4.62%,n=5),是一种简便、准确、稳定和重复性好的检测脱糖甘草浸膏中甘草酸含量的方法。
    5-异氰酸酯-异肽酰氯的合成
    刘立芬1,2,徐德志1,陈欢林2,高从堦2,3
    化工进展. 2013, 32(01):  184-187. 
    摘要 ( 2445 )  
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    5-异氰酸酯-异酞酰氯(ICIC)作为一种关键功能单体可用于制备耐污染的聚酰胺-脲复合反渗透膜。采用反加料方式,以5-氨基-异酞酸为基本原料,在催化剂作用下与酰氯化剂三光气(BTC)反应得到中间体5-氯甲酰胺基-异酞酰氯,再经回流得产品ICIC。对合成工艺如加料方式、催化剂组成及溶剂组合进行了优化,并分析了反应机理。研究结果表明,反加料方式是确保反应顺利进行的首要条件,复合催化剂三乙胺(TEA)/咪唑(Imidazole)的催化效果最佳,而四氢呋喃/氯苯则是反应最理想的溶剂组合。此外,采用红外光谱(IR)、氢核磁(1HNMR)和质谱(MS)分析了产品的化学结构。
    强酸型离子交换树脂催化氧化硫醚选择性合成亚砜的清洁工艺
    宋国强,沈 力,王 钒,黄险峰,何其隆,陈 昕
    化工进展. 2013, 32(01):  188-192. 
    摘要 ( 1768 )  
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    在以强酸型离子交换树脂为催化剂和过氧化氢为氧化剂的清洁工艺条件下,首次研究了选择性氧化苯甲硫醚生成苯甲亚砜的反应,优化得到了合成苯甲亚砜的最佳工艺条件为:反应底物苯甲硫醚8 mmol、反应溶剂甲醇10 mL、反应温度为常温、反应时间为8 h、催化剂用量为底物摩尔量的50%、过氧化氢与底物摩尔比为1.0∶1.0。此反应的转化率和选择性均大于99.9 %,催化剂重复使用15次未见其活性和选择性明显下降。在类似的反应条件下, 其它4种硫醚也被高效和选择性地氧化为相应的亚砜。
    资源与环境工程
    不同预处理方法促进初沉/剩余污泥厌氧发酵产沼气研究进展
    贾舒婷,张 栋,赵建夫,于水利
    化工进展. 2013, 32(01):  193-198. 
    摘要 ( 2107 )  
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    系统地归纳了近年来促进污水厂初沉/剩余污泥厌氧发酵产沼气的主要处理方式,包括物理预处理方式(热预处理、超声波预处理、微波预处理、机械预处理),化学预处理方式(臭氧预处理、碱预处理)以及生物预处理方式(酶预处理)等综合应用物理、化学和生物方法的预处理方式。并指出臭氧及碱的投加对于促进初沉/剩余污泥中有机物质水解的效果和促进产沼气量、微波的非热效应提高初沉/剩余污泥产沼气效能的影响以及多种预处理方式的联合应用是未来在促进初沉/剩余污泥产沼气领域值得研究的新方向。
    低NOx工业燃气燃烧技术研究进展
    刘 波1,吴 雨1,王元华1,徐 宏1,谭金龙2,蒋良雄2
    化工进展. 2013, 32(01):  199-204. 
    摘要 ( 1869 )  
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    随着环保政策对工业炉NOx排放的限制越来越严格,需要开发新型低NOx燃烧器,以对现有加热炉进行改造。本文介绍了燃气燃烧过程中NOx的形成机理,综述了燃料分级(再燃)燃烧、旋流燃烧、脉动供燃料燃烧、富氧燃烧以及温和与深度低氧稀释(MILD)燃烧等几种新型低NOx燃烧技术。结合石化管式加热炉结构和管内流体的特点指出:在不对现有炉子整体结构做改造的情况下通过设计新型结构的燃料分级燃烧器能够减少加热炉NOx的排放;旋流技术能够强化反应物的混合与燃烧过程,然而其对NOx生成量的影响尚需进一步研究;MILD燃烧技术在体积热强度高的加热炉上较容易实现。多种低NOx燃烧技术组合使用会取得比单一措施更好的效果。
    微电解-铁碳内电解耦合预处理高浓度染料废水
    马丹丹1,文 晨2,季 民1
    化工进展. 2013, 32(01):  205-208. 
    摘要 ( 1942 )  
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    以实际废水为研究对象,采用微电解-铁碳内电解联合工艺法处理高浓度、高色度和高含盐量高的染料废水,考察了固/液比、铁/碳比、电流密度等因素对色度和化学需氧量(COD)的去除率的影响。结果表明,当反应时间为30 h、固液比(体积比)为1∶20、铁碳比(体积比)为1∶1、电流密度为9.26 mA/cm2时,该组合工艺处理印染废水效果稳定,平均出水色度值为1000 倍,COD去除率达到56.5%。综合处理效果与经济两方面因素,电解-内电解耦合工艺是预处理高浓度燃料废水的有效方法之一。
    活性碳纤维对水中喹啉的吸附性能
    张 培1,张小平1,方益民2,兰永辉3
    化工进展. 2013, 32(01):  209-213. 
    摘要 ( 1895 )  
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    采用活性碳纤维(activated carbon fiber,ACF)静态吸附模拟废水中的喹啉,考察了吸附时间、喹啉初始浓度、温度、pH值、有机物等对吸附速率与吸附行为的影响。结果表明,ACF对喹啉的吸附速率快,30 min内基本达到平衡,初始浓度较高时,最终吸附容量较大,达210 mg/g,低温和pH值小于7时,吸附效果较好,苯酚与喹啉产生竞争吸附,配水中的吸附行为能较好的符合Langmuir等温方程,吸附动力学符合准二级动力学模型,热力学参数ΔH0、ΔG0为负值,表明该吸附是一个自发的放热过程。本研究为环境功能材料ACF应用于工业化生产提供了理论依据,有必要在此基础上进行动态吸附实验以及实际焦化废水的吸附处理实验,同时ACF成本高及脱附再生等方面问题还有待进一步深入研究。
    低温等离子体预处理对油田废水蒸发及蒸馏水品质的影响
    张 依1,邹龙生1,陈德珍1,刘 勇2,毕研斌2,王立锋3
    化工进展. 2013, 32(01):  214-221. 
    摘要 ( 2382 )  
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    为了提高油田稠油废水蒸发回收的蒸馏水的品质并防止蒸发过程中的结垢,利用低温等离子体对稠油废水进行预处理,使之与低温等离子体产生的离子和自由基反应后再送入蒸发器,研究了稠油废水经过等离子体预处理后蒸馏水各项指标的变化和蒸发过程中结垢的分布变化。结果表明:经过等离子体预处理后废水中的二氧化硅含量和硬度下降,更适合蒸发处理;同时蒸馏水中所含盐和油的含量都减少了,品质得以提高。此外蒸浓缩到30~40倍时,经过等离子体处理后废水的浓缩液中固体悬浮物大幅升高;对应地,蒸发器底部结垢大幅降低。对比所获得的蒸馏水各项指标与注气锅炉的给水指标,可以看出蒸馏水所含的油分超标是蒸馏水回收为锅炉给水的最大障碍;而低温等离子体预处理可为解决油田大量稠油废水回收蒸馏水的结垢问题和水质问题提供了一个快捷的新途径。
    曝气生物滤池处理含氰废水的启动性能及污染物去除特性
    郭训文,汪晓军,林旭龙
    化工进展. 2013, 32(01):  222-226. 
    摘要 ( 1736 )  
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    为了探讨曝气生物滤池(BAF)对氰化物的去除能力,采用两级曝气生物滤池对含氰废水进行了启动研究。结果表明,当BAF1和BAF2的HRT分别为7 h和5 h、进水温度为20~25 ℃、气水比为10∶1、进水COD为400 mg/L左右(葡萄糖配水)时,随着进水CN?的增加,两级BAF对CN?、COD和TN的去除率逐渐下降。当进水CN?从20.22 mg/L增加到65.23 mg/L时,两级BAF对CN?、COD和TN的去除率相应从92.1%、90.2%和61.7%降至59.1%、53%和25.4%。当初始CN?低于35.34 mg/L时,经过24 h闷曝后,BAF对CN?的去除率可达99%以上,出水CN?低于0.2 mg/L。初始CN?越高,BAF对CN?的降解速率越慢,完全降解CN?所需的时间 越长。
    应用技术
    考虑压力因素的柴油加氢改质装置换热网络改造
    王 伟,冯 霄
    化工进展. 2013, 32(01):  227-232. 
    摘要 ( 2333 )  
    相关文章 | 多维度评价
    在换热网络设计和改造中考虑压力因素,可以提高换热网络的经济性。本文采用夹点技术,针对某炼厂柴油加氢改质装置,提出了3种不同程度考虑压力因素的换热网络优化方案。方案1为最大热回收方案,不考虑压力约束,回收热量最大但投资也最高;方案2,在考虑可更换反应进料泵的前提下,考虑压力因素,适合于该换热网络的新设计;方案3,在维持反应进料泵不动的前提下,考虑压力因素,适合于该换热网络的改造。方案2和方案3均较方案一明显地减少了设备投资费用,具有更好的经济效益,说明了在换热网络综合中压力因素不可忽视。
    集成反应分离耦合控制建模方法及其在甘露醇制备上的应用
    丁 力,杨 健,唐 萍,郑津洋,李 洋,叶建军
    化工进展. 2013, 32(01):  233-237. 
    摘要 ( 1959 )  
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    针对集成反应分离耦合控制中存在最佳耦合点难以确定的技术难点,自主提出了一种能将反应分离进行耦合控制的建模方法。其基于电化学还原反应与连续色谱分离原理,通过将电化学反应方程的浓度值输出作为连续色谱分离传质方程的初始边界条件,耦合两者的传质方程进行联立求解,能够揭示电化学反应时间控制与产物转化率以及分离效果等之间的作用关系。将该方法应用于甘露醇的制备过程,其实验与模拟结果对比表明,两者吻合较好。该建模方法具有较强的预测能力,不仅获得了集成反应分离制备甘露醇的最佳耦合控制点,而且方法具有一定的推广应用价值。
    考虑非等温混合的能量集成多杂质水网络优化设计
    李栋斌1,尹洪超2
    化工进展. 2013, 32(01):  238-242. 
    摘要 ( 2116 )  
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    提出了一种分步综合多杂质体系水网络和换热网络的新方法。对于水网络,考虑进入操作单元的新鲜水与回用水之间的非等温混合,确保流股间的直接热回收;对于换热网络,可以只考虑水网络中的新鲜水和回用水流股之间的换热匹配。采用无进化次数的改进粒子群算法对本文建立的多杂质体系水网络非线性模型和换热网络混合整数非线性模型进行求解。实例表明,与不考虑非等温混合时比较,考虑非等温混合时的最优网络结构更简单,且年度总费用要节省2.4%。因此,本文提出的方法在实际生产中有较好的可行性和有效性。
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