制备碳酸二甲酯的新型反应蒸馏设备

开发了以填料蒸馏塔与多釜汽液相串联反应器组合的新型反应蒸馏设备，在此设备中研究了以碳酸丙烯酯与甲醇酯交换合成碳酸二甲酯的反应，实现了碳酸丙烯酯的高转化率与高收率；考察了反应物进行料量、进料酯比、回流比、蒸馏塔底加热量（或温度）、停留时间等工艺操作条件对塔顶、塔底组成分布的影响。     

丙酮-甲醇混合物萃取精馏分离过程合成与模拟

当混合物组分之间的挥发性相近并且形成非理想溶液,组分间的相对挥发度可能小于1.1,采用常规精馏分离就可能不经济,若组分间形成恒沸物,仅采用常规精馏达不能实现相应组分的锐分离,这种情况可考虑采用强化精馏来实现相应组分之间的分离。用水作为溶剂对流量为40mol/s的丙酮-甲醇(摩尔比为3∶1)混合物流股进行萃取精馏过程合成设计与模拟计算。分离流程采用两塔结构,即萃取精馏塔和溶剂回收塔,前者塔顶馏出产物为丙酮,塔底产物为甲醇、水和微量丙酮的混合物;后者塔顶馏出产物为甲醇,塔底为溶剂水,此塔底产物作为回流与补充溶剂合并返回萃取精馏塔。经过试探法合成,萃取精馏塔采用30块理论板(包括塔顶全凝器和塔底再沸器),溶剂进料板为第7块(从上往下数),丙酮-甲醇混合物流股进料板为第13块,回流比为4,塔顶产物31.226mol/s,丙酮纯度95.5%,塔底产物69mol/s;溶剂回收塔为简单精馏塔,采用16块理论板(包括塔顶全凝器和塔底再沸器),进料位置为第12块,回流比为3,塔顶产物流量为10 mol/s,甲醇含量99.8%,塔底产物流量59mol/s,水含量达到99.9%,补充溶剂约为1 mol/s,实际补充量可根据操作情况适当变化。     

蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔的非对称温度控制

蒸汽再压缩热泵(VRHP)可以提升隔离壁蒸馏塔(DWDC)的稳态性能,但也加剧了被控变量间的相互耦合,给蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔(VRHP-DWDC)的平稳操作带来困难。针对分离中间组分(甲苯)绝对占优的苯/甲苯/二甲苯三元物系的VRHP-DWDC,通过非方相对增益矩阵对操纵与被控变量进行配对,并依据闭环响应分析给出了一种新颖的单温度分散控制系统。由于采用塔顶/侧线热泵压缩机分别控制侧线段/公共提馏段的灵敏板温度,不但加快了侧线产品的响应速度,而且降低了塔底产品的峰值偏差。鉴于高度内部耦合以及失真的温度与组分对应关系导致二者存在较大的稳态偏差,采用双温差结构进一步强化系统设计,由此给出了一种非对称温度控制系统,降低了系统内在非线性因素的影响,因而能够减小侧线和塔底产品的稳态偏差。闭环仿真结果显示了该非对称温度控制系统的优越性。研究表明,VRHP的引入虽然加重了VRHP-DWDC的内部耦合,但也提供了压缩机功率这一潜在操作变量,其较好的控制通道特性与双温差结构的有效应用能在一定程度上改善VRHP-DWDC的闭环操作。     

乙二醇与乙酸酯化反应的双反应段反应精馏塔设计

将一种具有新型反应精馏结构的双反应段反应精馏塔应用于乙二醇与乙酸连续两步酯化反应,详细分析了精馏塔的稳态性能并探讨其节能效果。以最小化总的年度费用(TAC)为目标,优化双反应段反应精馏塔结构,并将此优化结构与单反应段反应精馏塔优化结构进行比较。结果表明在双反应段反应精馏塔中,设计变量的增加能够有效协调两步反应之间的关系,提高反应效率和分离效果,使双反应段反应精馏塔TAC减少了23.58%,实现节能效果。     

用泡沫分离法浓缩和分离蛋白质(Ⅰ)——设备及分离过程的研究

提出一种新型泡沫分离设备即环流泡沫塔，以牛血清清蛋白（ＢＳＡ）的分离过程为例，对比了在环流泡沫塔与鼓泡塔中泡沫分离蛋白质的动力学行为，考察了操作参数（气速）、溶液体系的性质（ｐＨ和离子强度）对分离过程的影响。以表面张力作为描述蛋白质在水溶液中的表面活性的参量，研究了蛋白质溶液体系性质对其表面张力和泡沫分离效果的影响。结果表明，在接近蛋白质等电点处，溶液的表面张力最低，进行泡沫分离效果最佳。     

低温常压液相法制备纳米MnO2

纳米二氧化锰是一种重要的无机功能材料.本文提出了一种在低温、常压条件下,以KMnO4和HCl为原料,在液相环境中制备纳米二氧化锰的新工艺,研究了反应温度、盐酸浓度、反应物摩尔配比以及反应时间对产物结构及粒径的影响,探讨了反应生长机理,并指出制备纳米δ-MnO2的最佳方案为:反应物盐酸浓度2mol/L,反应物摩尔配比KM...     

多塔斜拉桥纵向约束体系研究

为确定多塔斜拉桥纵向合理的抗震约束体系,以我国某六塔斜拉桥为研究对象,分析研究了塔梁纵向四种不同固结约束下的结构动力特性和线性地震反应.计算结果表明,对于多塔斜拉桥,仅从调整塔梁纵向固结约束位置的角度出发,部分塔梁固结体系不是理想的抗震体系;塔梁纵向全固结体系和全漂浮体系都有助于减小结构地震反应在各塔的分配差异,但将纵向全漂浮的多塔斜拉桥应用于软土地基时,需关注边塔的抗震设计和结构的纵向位移.     

旋转带蒸馏塔内液体的流动形态

旋转带蒸馏是一种新型的高真空分离技术,它对沸点相近或热敏性液体混合物具有极佳的分离效果在自行设计和建立的旋转带蒸馏冷模实验装置上,利用高频相机连拍技术对塔内壁液体流动形态进行实验观察和记录,得到了不同工况下塔壁液体的流动形态．通过无因次雷诺数建立塔壁液体流动形态的数学模型,得到了塔壁液体流动形态具有普适性意义的经验关联式,为旋转带蒸馏塔的流体流动和传质研究打下基础     

环流气浮分离技术在含Cu(Ⅱ)废水处理中的应用

采用环流气浮分离技术对含Ｃｕ（Ⅱ）废水的处理进行了实验研究。环流气浮塔体积为１．５Ｌ，采用气升式内循环操作，在塔底装有经特殊表面处理的微孔气体分布器以产生微小而均匀的气泡。采用ＦｅＣｌ３为絮凝剂，十二烷基硫酸纳（ＳＤＳ）为表面活性剂。考察了气速、ｐＨ、表面活性剂、絮凝剂浓度等因素对分离效果的影响规律，讨论了泡沫夹带对分离效果的影响，确定了最优的工艺条件，并对环流气浮塔和传统鼓泡塔进行对比研究。实验结果表明，在优化情况下，经１０～１５ｍｉｎ气浮后，铜离子的去除率可达９９％以上。     

矮塔斜拉桥上部结构构件刚度敏感性研究

以某在建矮塔斜拉桥斜拉索索力、主梁和桥塔内力、结构位移和结构基频等为评价指标,对矮塔斜拉桥索塔、主梁及斜拉索三者的刚度敏感性进行对比分析,并计算了3个主要构件的敏感性因子,提出三者刚度设计的次序安排,为同类矮塔斜拉桥的设计过程提供理论参考和设计参数.     

反应精馏过程传质模型（Ⅱ）

将湿壁塔中得到的反应精馏汽液传质数据用于反应精馏的传质计算。理论计算值与实验值一致性较好。这说明：反应精馏过程如果按等摩尔扩散考虑，误差较大，在要求较严的计算时，应按非等摩尔扩散考虑；对非理想性较强的物系，采用具有交叉系数的液相扩散系数矩阵，所得要误差更小。     

催化反应精馏研究中的若干问题——(I)过程的主要影响因素和操作工艺

主要阐述并讨论了催化反应精馏（ 又称反应或催化精馏） 过程涉及的若干问题．如：化学平衡对相平衡的影响，化学平衡和相平衡的交互作用及进料对操作工艺的影响，塔内催化剂装填方式对过程的影响等     

差压热耦合反应精馏应用于乙酸甲酯水解研究

结合差压热耦合和反应精馏工艺优势,提出形成差压热耦合反应的精馏工艺方法,将其应用于乙酸甲酯水解过程。在验证UNIQ-HOC模型对模拟该体系适用性的基础上,对影响该工艺的主要影响因素进行考察,得出优化后的主要操作参数,并对比差压热耦合精馏和常规流程的能耗。结果表明,差压热耦合反应精馏增加813.33 kW的功耗,减少7062.3 kW的热量,节能效果显著。     

催化反应精馏研究中的若干问题(Ⅱ)过程的设计和数学模拟

反应精馏过程设计不同于常规精馏 ,利用变换组成变量 ,可借助常规精馏设计类似的方法简化设计反应精馏过程 对于平衡化学反应和速率较慢的两种类型反应 ,设计方法一般不同 前者 ,平衡化学反应对相平衡有较大影响 ;而后者 ,由于反应速率较慢 ,塔板上 (或塔内 )持液量对反应有较大影响 数学模拟可预测反应精馏过程的操作状况 平衡级模型由于简单 ,对它的研究起步较早、也较深入 非平衡级模型可以较精确地模拟板式塔及填料塔的反应精馏过程     

醇胺法碳捕集工艺解吸塔能耗分析

解吸塔的能耗是评价醇胺法的重要技术指标。针对解吸塔反应精馏的特点,在MESH方程(质量平衡方程、相平衡方程、摩尔分数归一化方程、能量平衡方程)中加入反应项建立平衡级静态模型,得到与再生能耗相关的直接因素,定性分析这些因素对再生能耗的影响。结果表明,再生能耗主要集中在解吸塔内升温吸热和解吸化学吸热过程,且MEA浓度、塔底压力等参数对能耗也有较大影响。     

二元物系提馏式分批精馏过程

为建立简捷的提馏式分批精馏塔设计方法,对二元物系提馏式分批精馏过程所需的最小理论板数和最小 回流比(再沸比)进行了理论推导．比较了提馏式分批精馏塔和常规分批精馏塔的异同,在此基础上提出了理想提 馏式分批精馏塔模型,建立了联系提馏塔和常规塔的方法．理论分析与模拟计算结果表明:对于二元物系,在对应 参数相等的条件下,提馏塔和常规塔所需最小理论板数及最小回流比(再沸比)相等,因此,在提馏塔的初步设计中 可将参数进行转化后按常规塔的设计方法进行．     

填料精馏塔传质单元数的坐标变换求解

利用坐标变换原理，导出了计算填料精馏塔传质单元数的新公式。与现有的求传质单元数的公式比较，该式具有形式简单，适用于理想溶液各种进料状况以及某些二元恒沸精馏系统的优点。计算实例表明本文提出的方法可用于填料精馏塔传质单元数的精确求解。     

环己烯水合生成环己醇过程设计与优化

提出一种利用反应精馏并加入异佛尔酮作为助溶剂的新方法生产环己醇.反应原料环己烯和水以及助溶剂异佛尔酮进入反应精馏塔RDC,RDC釜液再经过两个精馏塔(PDC1和PDC2)进行纯化分离得到高纯度的环己醇和可以循环使用的异佛尔酮.选用NRTL物性计算方法,使用Aspen Plus流程模拟软件对设计流程进行模拟计算,最终可得到摩尔分数为99.9%的高纯度环己醇产品以及可循环使用的异佛尔酮,系统能耗为0.982 3k W.在此计算结果的基础上,研究反应精馏塔中异佛尔酮和环己烯、水和环己烯的摩尔配比,以及塔压对环己烯转化率和系统能耗的影响,对整个工艺流程进行了优化,并和其他工艺的环己烯转化率进行了比较.     

合成碳酸二甲酯反应精馏过程的模拟与优化

以实际工业生产装置为研究对象,研究了酯交换法合成碳酸二甲酯的反应精馏过程模拟与优化问题？建立了过程非平衡级模型,引入了分离效率函数,求解、模拟结果与文献值吻合良好、成功地解决了复杂反应精馏过程数学模型的建立与求解问题,并在此基础上优化计算了操作条件,同时用VB语言开发了完整实用的仿真软件？软件可用于碳酸二甲酯反应精馏塔的工艺设计、操作过程分析和参数调优等工作。