HZSM-5分子筛上间二甲苯异构化反应动力学研究

为了加深对二甲苯异构化过程的理解,获得优化的操作参数,在固定床反应器中考察改性HZSM-5催化剂上间二甲苯(MX)异构化反应过程。同时,选用Powell法与四阶龙格库塔法相结合的数学方法,对实验数据进行拟合,回归出各反应温度下的反应速率常数,采用线性拟合获得300～390℃时的反应动力学参数,并模拟计算了反应温度和进料空速对反应结果的影响。研究发现在300℃下、空速2.0×103h-1时对二甲苯(PX)产率可达20%。     

硅锌矿在(NH4)2SO4-NH3-H2O体系中高液固比下的浸出动力学

通过实验研究硅锌矿在(NH4)2SO4-NH3-H2O体系中高液固比下的浸出动力学.采用粒径为96～109 μm的纯硅锌矿样品,在液固质量比为200时,考察搅拌速度、反应温度及总氨浓度对锌浸出率的影响.研究结果表明:提高温度和总氨浓度能显著提高浸出速率,而当搅拌速度大于250 r/min时,其对浸出速率的影响较小;浸出过程遵循孔隙扩散控制粒子模型,扩散与化学反应并非仅发生于颗粒外表面,而是发生在整个外表面及孔隙内部,浸出速度受孔隙扩散控制;浸出过程的表观活化能与反应级数分别为71.35 kJ/mol和4.27.     

氧化硅纳米多孔材料表面的水蒸气吸附动力学研究

采用称重法对氧化硅纳米多孔材料在温湿环境中的水蒸气吸附规律进行了实验研究.在25℃分别测定了不同孔隙率的材料在水蒸气相对蒸汽压为0.3～0.9范围内的吸附动力学曲线.分别采用不同的多层吸附等温式对材料的吸附等温线进行拟合,提出了一种双指数衰减动力学吸附模型方程,并和准一/二级动力学吸附模型一起对实验结果进行了拟合.结果表明:Redlich-Peterson、Fritz-Schlünder吸附等温式和BET多层吸附模型的拟合相关系数较大;BET多层吸附模型的拟合参数可给出单层饱和吸附量和吸附层数,吸附等温线由单层到多层存在临界点,具有明显的物理意义;氧化硅纳米多孔材料对湿空气中水蒸气的动态吸附过程可由双指数衰减模型来描述,与实验数据的相关系数在0.99以上,在整个吸附过程中均与实验数据拟合良好.     

4,4'-偶氮二[4-氰基戊酰(对-二甲基氨基)苯胺]/过氧化二苯甲酰引发苯乙烯聚合及其动力学

研究了4,4'-偶氮二[4-氰基戊酰(对-二甲基氨基)苯胺](ACPDA)/过氧化二苯甲酰(BPO)氧化还原引发体系在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中引发苯乙烯(St)的聚合及其动力学行为.考察了聚合反应温度、单体浓度、ACPDA浓度和BPO浓度对聚合物分子量和聚合反应速率的影响,测定了反应级数和聚合反应的活化能.实验结果表明:在一定范围内,聚合反应速率随单体浓度、ACPDA浓度、BPO浓度的增加和反应温度的升高而加快;聚合物分子量随单体浓度的增大而增大,随ACPDA浓度、BPO浓度的增大和反应温度的升高而降低.该体系具有氧化还原引发体系的特点,其聚合速率方程为Rp=K[St]1.52[ACPDA]0.56[BPO]0.49,聚合反应的表观活化能Ea=35.50 kJ/mol.     

固体孔隙结构随反应进程变化的气-固反应模型

提出了一个描述固体孔隙结构参数随反应进程变化的气-固反应模型,推导出了一级不可逆气-固反应的解析解.在模型中,用实验可测的“扩散因子”建立起有效扩散系数与固体反应进程的关系,表示固体孔隙的变化对反应速率的影响.     

聚酰亚胺/ Al2O3掺杂薄膜热老化寿命计算方法研究

利用热失重仪(TG)测定了Al2O3掺杂聚酰亚胺的热稳定性,采用Kissinger法和Coats-Redfern法计算动力学参数,预测杂化薄膜长期使用的上限温度.实验结果表明:在空气气氛中的反应级数大于氮气气氛中的反应级数,且趋于二级反应.利用Kissinger法求出的E值低于Coats-Redfern法求出的E值,选取Coats-Redfern法求取相应的碰撞系数(A)值后,预测杂化PI膜长期使用的上限温度在300℃左右,与文献报道基本相符.结果表明Coats-Redfern方法是预测杂化PI材料长期使用上限温度的可靠方法之一。     

天津市政污泥热解及燃烧动力学特性的分析

利用热重分析仪,在氮气和空气气氛下分别对天津市政污泥进行热分析实验,并采用热重、微分热重、差示扫描量热等方法分析了市政污泥的热解特性及燃烧特性.实验结果表明城市污泥燃烧热反应可分为4个阶段:水分蒸发析出、污泥有机挥发成分析出燃烧、污泥有机质及固定碳燃烧、燃烧残余物及难分解物的分解.在实验条件下,污泥样品着火温度为277.5,℃,燃尽温度为540,℃.建立了天津市政污泥燃烧动力学模型,采用连续两方程拟合的方式,得到了上述主要阶段的表观活化能Ea和指前因子A.     

玉米芯热重分析及气化反应动力学研究

利用热重分析实验得出玉米芯气化可大致分为3个阶段：水分蒸发、挥发分析出和焦炭阶段．研究表明,当升温速率为20℃／min时,物料的最大失重率只有85．75％,在所有的升温速率中最小;当升温速率为10℃／min时,物料的最大失重率可达到97．94％．以升温速率为5℃／min的热重曲线研究玉米芯气化过程中的挥发分析状况,当温度在250℃-330℃时,气化反应属于2级反应,其拟合方程Y=-2332．3x-7．9534,活化能E和指前因子A分别为19．4kJ／mol和3．4×10^4min;温度在330℃～530℃时,气化反应属于1级反应,其拟合方程Y=-1960．5x-9．7076,活化能E和指前因子A分别为16．3kJ／mol和5．0×10^1min^-1．     

页岩气藏压裂水平井物质平衡模型的建立

针对页岩气藏压裂水平井中裂缝、基质、游离气和解吸气等对产气量贡献比例定量计算的难点问题,开展了动态渗流分区的物质平衡模型的建立与分析研究,研究中采用了不同渗流区域内压力降传播速度及平均地层压力的计算方法,进行了动态渗流分区设计,给出了压裂液返排后储层受渗吸作用的含水饱和度计算方法,建立了由12项构成的综合物质平衡方程。通过模型的实例应用与分析,获得了气井生产的7个渗流阶段,揭示了不同生产时间的供气结构比例变化规律,认识到基质储层的游离气是气井长期生产的主要供给气来源,其次是解吸气。模型的建立简化了多尺度渗流方程的描述和复杂求解过程,为理论分析和现场应用提供了一种新的方法,也为深入理解和研究页岩气藏渗流特征提供了依据。     

油页岩干馏残渣与含油污泥混烧特性

采用热重红外联用技术对油页岩干馏过程中产生的两种固体废弃物油页岩干馏残渣和含油污泥进行混烧实验,通过分析燃烧特性曲线、燃烧特性参数、混烧协同作用、样品中各组分的燃烧特性、混烧动力学参数及气体产物的析出特性,对两种固体废弃物的混烧特性进行了研究。结果表明,油页岩干馏残渣和含油污泥的混烧过程可分为三个阶段。含油污泥的掺入改善了干馏残渣的燃烧状况。干馏残渣与含油污泥的混烧协同作用主要发生在第一阶段和第二阶段。干馏残渣和含油污泥在不同燃烧条件下会出现相互促进或相互抑制的现象。高斯分峰拟合结果表明,混烧过程可分为五个燃烧子反应。基于高斯分峰拟合的Coats-Redfern法计算结果表明,各样品以及各样品中各组分的活化能均不同。含油污泥比例的变化对5个燃烧子反应的影响不同。Friedman法计算结果表明,三个混烧阶段的活化能分别处于50～150、150～200、250～350 k J/mol内。含油污泥促进了干馏残渣的前期和中期的燃烧,但没有改善其后期的燃烧。红外技术分析结果表明,各样品的气体析出规律一致。CO与CO_2排放量的相对值与含油污泥比例不成正比,表明高含油污泥比例不利于充分燃烧。