ZA-2型丝光沸石催化剂上甲苯歧化反应本征动力学和反应机理的研究

在高压液相进料型催化微型反应器-色谱联合装置中,于温度340℃、350℃、360℃、370℃;临氢化压3MPa;催化剂装填量0.1—0.2克:颗粒40—60目;接触时间6—20g·h·mol~(-1);氢烃摩尔比为32:1、29:1、26:1等条件下,得到ZA-2型丝光沸石催化剂上,甲苯歧化反应本征动力学方程为r_J=K·P_J~(0.5),K=3.077×10~6exp(103 320/RT)。反应机理符合L-H的双位吸附机理,表面反应为控制步骤,机理模型为r_J=K_2[K_J P_J/(1+K_J P_J)]~2(式中r_J为甲苯的消耗速率,速度常数K_2=9.196×10~(12)exp(-7460 666/RT)(mol·g~(-1)·h~(-1));吸收常数K_J=1.347×10~(12)exp(623267/RT)(Pa~(-1));P_J为甲苯分压,Pa。     

异丁烯在强酸性阳离子交换树脂上的齐聚动力学

以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,对异丁烯齐聚反应动力学进行了研究。首先通过机理分析建立了齐聚反应动力学模型。用高斯-牛顿法,根据实验数据进行参数估算,得到了相应的动力学模型参数,经统计检验表明,动力学模型是适当的,而齐聚反应液中各组分浓度与时间的关系曲线则显示异丁烯的齐聚具有一级串联不可逆反应的特征。异丁烯二聚和三聚的速率方程分别为-dcIB/dt=2kIBcIB,dcDIB/dt=kIBcDIB-kDIBcDIB,反应速率常数kIB=3.08×106exp(-54 520/RT),kDIB=3.10×103exp(-36 670/RT)。     

碳酸氢钠热分解反应非等温动力学研究

本文提出一个热分析反应动力学的验证方程式。用热重法(TG)结合微商热重法(DTG)与等温实验,从判断固相反应机理入手,研究了常压下碳酸氢钠热分解反应的动力学与机理。实验表明,其反应属于Avrami-Erofeev的核生成与核成长为控制步骤的A_(1.5)机理。动力学方程式为:da/dt=7.57×10~8×e~(-86.6×10~3)J/(RT){3/2(1-a)[-ln(1-a)]~(1/3)}。表观活化能E为86.6kJ·mol~(-1),频率因子A为7.57×10~8s~(-1),两者补偿关系为:lnA=0.287E-4.44。     

丁炔二醇催化合成反应的本征动力学研究

使用磁钢传动搅拌反应器,在反应温度70—110℃、乙炔压力2 kgf/cm~2和甲醛初始浓度3.3—4.0mol/l的条件下,研究了甲醛水溶液和乙炔在W—1型乙炔铜催化剂上合成丁炔二醇的本征动力学。实验表明,甲醛初始浓度对反应速率有明显的影响。甲醛初始浓度越低,反应速率越大。按並-串联复合反应的经验模型,将实验数据用非线性最小二乘法回归得到的模型表达式如下: r_F=dC_F/dt·V_1/Wcat=2.03×10~2 exp(14024/R_gT)C_F~(1.1) 2.96×10~2 exp(13992/R_gT)C_F~(1.6)C_P~(0.8) r_P=dC_P/dt·V_1/Wact=2.03×10~2 exp (14024/R_gT)C_F~(1.1)-2.96×10~2 exp(13992/R_gT)C_F~(1.6)C_P~(0.8) r_B=dC_B/dt·V_1/Wact=2.96×10~2 exp(13992/R_gT)C_F~(1.6)C_P~(0.8)式中r_E、r_P和r_B分别是甲醛消耗速率、丙炔醇和丁炔二醇生成速率,mol/sec·g,cat。     

量热法测定二氧化二聚环戊二烯合成反应的热效应与动力学参数

利用量热计测定了由二聚环戊二烯和过氧醋酸(各以B、A表示)合成二氧化二聚环戊二烯的反应热效应,同时测定了瞬时放热速度,得到热动力学曲线,经过数学处理,求得了该反应的反应级数、活化能和频率因子。二氧化二聚环戊二烯合成反应的速度为r_A=1.44×10~7exp(-49.8×10~3J/RT)C_A~(0.824)C_B~(1.69)。用所得的动力学方程式预测反应速度以及反应物浓度变化,并与实验值进行了比较,结果良好。     

相转移催化合成对硝基苯甲醚的反应动力学研究

对硝基氯苯(ArCl)在相转移催化剂作用下,常压生成对硝基苯甲醚。考察了反应温度,氢氧化钠用量,催化剂的浓度和结构与对硝基苯甲醚生成速度的定量关系。在一定的催化剂和氢氧化钠浓度下,生成对硝基苯甲醚的假一级速度方程为:V=k[ArCl],以三乙基苄基氯化铵为催化剂,80°±0.5℃,催化剂与对硝基氯苯的摩尔比为0.01,氢氧化钠浓度为36.5%时,k=1.20×10~(-2)分~(-1),活化能E=73.69kJ/mole。     

麦草NH4OH-KOH蒸煮反应历程和动力学

在合适的蒸煮工艺条件下,研究了上海朱行麦草NH4OH-KOH法制浆的反应历程和反应动力学.结果表明,脱木素过程可分为从室温升温至100°C的大量脱木素、100°C至155°C下保温45 min补充脱木素和155°C下保温45 min以后的残余脱木素3个阶段,其中65%的木素溶解在大量脱木素阶段.动力学研究表明,脱木素反应对残余木素呈表观一级、对OH-呈0.34级,反应的活化能为29.75 kJ/mol.脱木素速度方程为-dL/dt=7.602×102exp(-3 577/T)LcOH-0.34.     

DSC研究碳铵分解动力学与各因素统计分析

用非等温差示扫描量热法(DSC),结合不同粒度试样的热分析数据与X射线衍射图,提出了NH_4HCO_3热分解反应属于相界面反应控制的机制及其动力学方程的表达式,即d α/dt=Aexp(-E/RT)(1-α)~n,n=2～3。取n=2时,反应表观活化能E=90.6kJ·mol~(-1),频率因子A=8.65×10~9S~(-1),两者补偿关系为1nA=0.362 E-9.90。正交设计的统计分析表明:在热分析中,升温速率与试样粒度是对表观活化能影响的主要因素,其置信度达到99%;试样质量影响相对较小,其置信度为95%;三因素间的各交互作用影响都比实验误差小,它们之间不表现出联合效应。     

固态青霉素钾的降解动力学研究

目的研究不同温度和相对湿度条件下青霉素钾降解的动力学规律。方法在恒温恒湿条件下使青霉素钾降解,定时测定其含量,并对获得的数据进行数学分析。结果青霉素钾的降解反应速率为-dc/dt=k(c0-c B),降解曲线符合c=c0-Bexp(kt) B,速率常数k可表达为k=Aexp(-Ea/RT)exp(mHr),其中活化能Ea=77.26kJ/mol,常数m=0.1159。结论反应速率表达式表述了青霉素钾的降解过程,符合其实际降解规律。     

加压下热钾碱溶液吸收二氧化碳的研究

加压下采用纯二氧化碳气体在压力釜中测定了含碳酸钾26.5(重)%的热碱溶液吸收二氧化碳的速率。实验结果表明,80℃下,压力大于2kg/cm~2(表压),吸收速率系数随压力提高而下降,此时,热碱吸收二氧化碳不符合假一级反应模型。测得的吸收速率以近似解整理,结果是满意的。获得的表观反应速度常数k_(OH)与温度T和溶液的转化度f_C的关联式为lnk_(OH)=23.49-(7396/RT) 3.924×f_C 而液相HCO_3~-(或CO_3~(2-))扩散系数与CO_2扩散系数的相对因子D_C与温度、转化度及CO_2分压差△P的关联式为D_C=exp((2499/T)-8.339 2.039×f_C)×((1 0.2△P)/(1 0.2△P_o))     

粉煤气化工业装置煤粉黏附力表征及其流动性评价

气流床粉煤加压气化工艺中,煤粉颗粒粒径小、比表面积大,受颗粒间黏附力影响,煤粉在锁斗下料单元经常出现结拱架桥现象。本文以SE （Sinopec-ECUST）-东方炉气流床粉煤加压气化工艺为工业应用背景,以典型粒径特征的煤粉样品为研究对象,采用连续介质模型与颗粒间作用力分析相结合的方法,建模求解煤粉颗粒间的黏附力。通过对比不同样品的流动参数、颗粒间作用力及其与重力的相互关系,揭示了平均粒径及细颗粒含量对煤粉流动性和下料过程的影响,并在实验室可视化下料平台和工业装置下料单元对上述结果进行了验证。研究结果表明,随着平均粒径降低、细颗粒含量增加,煤粉流动性减弱,下料逐渐从结拱架桥过渡至无拱自由流。本文为改善入炉煤粉流动性、提高煤粉供料系统运行稳定性提供了有效的参考。     

煤加压催化气化研制城市煤气——Ⅰ.大同煤和煤焦的催化气化特性

为了达到在单段反应器内用大同煤制造城市煤气的可能性,利用这种煤及其煤焦在压力0.1—4.0 MPa和反应温度700—900℃下通过Na_2CO_3作催化剂进行了蒸汽催化气化研究。实验结果表明,在850℃和1.1—2.1 MPa条件下,不计CO_2的产品气热值为16288—17163 kJ/NM~3(低热值为14672—15856kJ/NM~3)由于我国现行的城市煤气热值标准为14651kJ/NM~3(或3500kJ/NM~3),所以利用Na_2CO_3作为大同煤气化的催化剂是可取的。     

煤焦预处理对其微观结构与气化反应性的影响

应用X射线衍射仪、氦汞置换密度测定仪、表面孔径测定仪、压汞仪、加压热天平等测试技术,对文题进行了探讨。结果表明:低煤化度煤焦(Ⅰ)的气化反应性是受矿物质催化和孔隙结构综合作用影响,高煤化度煤焦(Ⅱ)的气化反应性主要受孔隙结构的影响;脱矿物质后,Ⅰ的气化反应速率(■)下降,Ⅱ的■有所增加;脱矿物质前后的气化反应性大小顺序是;沈北褐煤焦>依兰烟煤焦>阳泉无烟煤焦。经过钙离子交换后,离子交换煤焦与脱矿物质煤焦相比,Ⅰ中催化作用明显,■大大增加,而Ⅱ中催化作用不明显,■有所下降。     

污泥与煤共气化过程中含磷化合物对硫元素释放规律的影响

考察了城市污泥与神府煤共气化过程中硫元素的挥发行为。结合X射线衍射（XRD）分析与热力学计算,讨论了含磷化合物对硫挥发行为的影响机理。实验结果表明:污泥中磷酸铝可与硬石膏发生反应,使混合物中硫元素在较低温度下挥发出来。当气化温度为900~1 200 ℃时,污泥对硫元素挥发比例影响最为显著。当气化温度为1 000 ℃时,含磷质量分数为0.5%与1.0%的污泥煤混合物中,硫元素挥发比例较神府煤分别上升了19.2%和35.5%。当气化温度高于1 300 ℃时,样品中大部分硫元素挥发出来,污泥对混合物中硫元素挥发比例影响不显著。     

间歇排渣型气化系统的锁斗内部水循环流动

在由间歇排渣型锁斗和洗涤冷却室组成的模拟系统中,应用R ealizab leκ~ε湍流模型进行了非稳态计算,得到的计算结果和实际情况比较吻合。考察了多个因素对锁斗内平均温度的影响,模拟结果表明:锁斗循环水进口数对流场及温度场的分布影响较小;锁斗循环水量的影响很显著,循环水量越大,锁斗内湍流程度越剧烈,锁斗内平均温度越高;锁斗间歇排渣周期越长,锁斗内的平均温度越高;整个循环体系的热损失每增加0.5%,锁斗内的平均温度将下降5 K左右。     

煤的快速热解焦燃烧气化特性

用电加热金属丝网快速热解装置，在氮气气氛和常压条件下，考察神府煤和东胜镜质组和丝质组富集物的热解行为及快速热解焦的燃烧气化特性。随热解终温和加热速率的升高，失重率增加，燃烧特性温度向高温方向移动。     

煤及煤焦孔隙结构的研究——Ⅱ.煤及煤焦孔隙结构特徵与气化反应性的关系

用加压热天平研究了九种不同品位的煤焦在CO_2气氛中的反应活性,测定了一种褐煤和一种无烟煤以及它们的煤焦的总孔容积,孔容积分布和比表面积,也测定了在气化过程中这些孔结构特徵的变化。褐煤焦的高活性是由于它们具有较高的总孔容积和比表面积。除灰无烟煤焦活性增加5倍,是由于孔结构特徵的变化,褐煤焦在气化过程中反应活性的变化同样由于孔容积和表面积的变化。     

德士古气化炉气化反应过程的数值模拟与特性分析

利用Fluent软件对德士古水煤浆气化炉进行数值模拟仿真。用Finite Rate/Eddy-Dissipation（有限速率/涡耗散）模型求解气化过程;用Standard k-ε湍流模型封闭动量方程;用DPM（离散相）模型设置并求解煤粉燃烧的多步焦炭反应;用P-1辐射模型模拟气化炉内辐射特性。通过比较模型预测的数据与工业数据的差别,证实了模型的有效性。在此模型基础上考察了煤浆流量、氧气流量和煤浆浓度三者之间的耦合关系和中心氧体积分数对出口气体组成、有效气产率、温度及碳转化率的影响规律,为提高煤气有效成分、碳转化率和保证生产安全提供参考依据。     

基于遗传神经网络的高强高掺粉煤灰材料设计

理工大学 1.资源与环境工程学院,2. 化工学院,上海 200237) 摘要：应用均匀设计方法研究了高强高掺粉煤灰试块的配比关系。基于遗传算法与改进的BP神经网络建立了适用于抗压强度试块原料配比之间的数学模型。通过加入罚函数项并二次采用遗传算法对数学模型寻优求解得到最优配比,此配比下模型预测7 d和28 d强度分别达到35.61 MPa和34.25 MPa,与实验结果35.89 MPa和34.10 MPa非常相近。     

用BP神经网络对气流床粉煤气化炉的预测

利用3层BP神经网络对气流床粉煤气化炉进行模拟研究。以Gibbs自由能最小化方法建立粉煤气化炉数学模型的模拟结果作为BP神经网络训练数据,训练后的BP神经网络模型对模拟数据的预测准确度较好。以Shell粉煤气化炉和国内首套粉煤加压气化中试装置上的实际生产数据作为BP神经网络的训练数据,训练后的BP神经网络模型能预测实际生产数据。