干冰烟丝膨胀过程的机理研究

干冰膨胀烟丝(DIET)过程是烟草工业重要的制丝工艺,膨胀后烟丝含水率是表征该工艺的1项重要技术指标。本研究基于卷烟厂制丝车间的实际运行数据,以物料衡算和热量衡算为基础,考虑两相间对流传热系数的变化,并结合适当的工程简化,分别建立了DIET过程中烟丝出口温度、工艺气体回风温度和膨胀后烟丝含水率的数学模型。其中回风温度和膨胀后烟丝含水率数学模型的平均绝对误差分别为0.24%和1.99%,最大绝对误差分别为0.83%和6.33%,该模型可较好地描述工艺条件对二者的影响,对膨胀后烟丝含水率的调控有较好的指导意义。

包覆低共熔溶剂的聚苯乙烯微胶囊吸附Li^(+)的性能研究

为实现绿色、低成本从海水中提锂的目标,采用同轴共流微流体技术结合溶剂挥发法制备包覆有低共熔溶剂(甲基三辛基氯化铵/癸酸)的聚苯乙烯微胶囊。所制备的微胶囊颗粒呈均一的球形。将该微胶囊用作萃取Li^(+)吸附剂,系统研究了吸附时间、吸附温度、溶液pH、初始锂浓度和固液比对Li^(+)吸附量和萃取率的影响。结果表明在吸附Li^(+)水溶液时,微胶囊对Li^(+)的最大吸附量为32 mg·g^(-1)。碱性条件时微胶囊对模拟海水中的Li^(+)吸附分配比为10.22 L·g^(-1)。

微通道反应器内低共熔溶剂/水混合物吸收CO_(2)的传质特性

为了探索低共熔溶剂在CO_(2)吸收过程中的应用前景,通过实验对康宁先进流动反应器内低共熔溶剂/水混合物吸收CO_(2)的传质特性进行了研究,并与目前常用的CO_(2)吸收剂(N-甲基二乙醇胺的质量分数为30%的水溶液)进行了比较和分析。结果表明,当低共熔溶剂/水混合物吸收剂体积流量qV,L不变、气相体积流量qV,G增大时,反应器的吸收负荷、体积传质系数均随之增大;而吸收率在qV,G较低时随qV,G增大而增大,当qV,G较大时,吸收率变化趋于平缓;当qV,G不变、qV,L增大时,吸收负荷、体积传质系数随之减小,但压降随之增大,而吸收率在qV,L较小时随qV,L增大而减小,当qV,L较大时变化趋近平缓。采用气、液相Re数、液相Sc数及增强因子等自变量,建立了体积传质系数关联式和压降关联式,平均绝对偏差分别为4.19%和1.74%,最大绝对偏差分别为13.9%和11.7%。

纯气体在非挥发性溶剂中溶解度的关联

根据汽液平衡的基本性质和气体在液体中溶解时的特殊情况,采用RK方程的维里展开式和正规溶液理论,推得了气体溶解度与温度、压力的函数关系式,并用它对不同温度下加压气体的溶解度进行了关联和外推计算.

固体在超临界流体中的溶解度

把Gjbbs-Duhem方程应用于固体、超临界流体相平衡体系,推得等温高压下固体在超临界流体中的溶解度与压力的函数关系式,并将其应用于纯固体及二元固体混合物在超临界流体中的溶解度关联。

汽液平衡二相组成与温度间的相互关系

汽液平衡时液相分子仍不断地从液相蒸发到汽相,那些从液相蒸发到汽相中的分子与滞留在液相中的同类分子相比具有较高的能量。通过考虑液相中分子能量的分布以及分子相互之间碰撞对汽液相分子分布的影响,从新的角度探讨了汽液二相平衡时汽液相组成与温度之间的相互关系。

超临界溶剂中溶质的扩散系数关联

New correlations were proposed for the prediction of the binary diffusion coefficients ofliquid and solid solutes in supercritical solvents. The input data required for the correlations aretemptrature, density, solutendolecular weight, the solute group contributions, and the solvent basicproperties (molecular weight, critical volume, and critical pressure). The results are satisfactory.

混合物临界温度与组成的关系

根据所提出的汽液平衡y～x～T模型,结合临界点对汽液二相组成相等这个条件,得到了混合物临界温度与组成的函数关系式,并把它用于汽液平衡混合物临界温度的关联计算,其平均绝对偏差约为1 K。

二元低压汽液平衡p、y、χ关系及其在加压中的近似应用

把汽液平衡的真实状态看成是3个虚拟状态的组合,结合Gibbs-Dubem方程,推得了等温低压汽液平衡时p-y-x之间的一个近似关系式,并把它推广应用到加压及含超临界组分体系的汽液平衡计算.

化工原理教学要注意“操作优化”观念的引入

随着化工学科的不断发展,对化工工程技术人员的要求越来越高,不但要具备分析能力,而且要有较强的综合决策能力,比如方案的比较及选择。由于影响一个方案往往有多个因素,各个因素的影响有轻有重,有缓有急,工程技术人员在这时必须要权衡轻重和主次,最后综合利弊,作出决定,采取利多弊少的方案。这种综合的决策能力在目前已显得越来越重要。 诚然,这种决策能力的培养绝非一门课程就能实现,但无疑,作为化学工程、化学工艺类及其相近专业的一门主干课,“化工原理”应担当起一个重要的角色,而且“化工原理”课程内容中也有相关的素材,其突出例子就是“优化”问题。 决策通常基于“优化”,对工程实际问题,往往体现为“设计优化”与“操作优化”

锆改性氧化铝负载的纳米金催化剂上环己烷氧化研究

通过浸渍法制备氧化锆改性的氧化铝载体,并采用改进的阴离子交换法(DAE)制备了负载型纳米金催化剂。以分子氧为氧化剂,考察了金催化剂在环己烷选择性氧化制环己酮和环己醇反应中的催化性能。结果表明,提高锆含量,环己烷转化率保持稳定,环己酮和环己醇总选择性,尤其是环己酮的选择性明显提高。随着金负载量增加,金颗粒增大,催化剂的活性降低,金颗粒在6nm以下的催化剂具有很高的催化活性。在423K、1.5MPa、3h反应条件下,0.6%(wt)金和17%(wt)锆含量的催化剂上环己烷氧化得到9.5%的转化率,环己酮和环己醇的选择性分别为38.8%和51.5%。

基于CFD模拟的强放热反应釜盘管空间排布的优化设计

含能化合物的制备因反应条件苛刻、放热剧烈、易失控而对反应釜传热性能有较高的要求。设计强放热反应釜盘管时,通过减小管间隙和降低安装高度可以增大釜内传热面积,但会阻碍釜内物料的流动,对物料的整体循环不利。今结合某800 L强放热反应釜的设计,利用计算流体力学软件FLUENT对盘管排布较密集,且物料不能浸没全部盘管的工艺条件进行了数值模拟,采用多重参考系法(MRF)和标准k-ε湍流模型考察了盘管管间隙和离底高度对釜内流动情况的影响。结果表明,对所研究的800 L反应釜,在物料不能浸没全部盘管的工况下,管间隙大于等于10 mm,离底高度大于等于75 mm时,盘管空间排布的变化对釜内流动状况的影响较小。根据本研究结果设计的800 L反应釜已用于某强放热反应的生产,运转状况良好。

乙酰柠檬酸三丁酯的催化合成

目前常用的邻苯二甲酸酯类增塑剂可能诱发致癌,国内外都在寻找能够替代的无毒增塑剂,柠檬酸酯类增塑剂是安全的替代增塑剂之一。今以柠檬酸三丁酯和乙酸酐为原料,研究了硫酸氢钠、大孔强酸性阳离子交换树脂催化合成乙酰柠檬酸三丁酯的过程,考察了原料摩尔配比、催化剂用量、反应时间、反应温度对乙酰柠檬酸三丁酯收率的影响。在适宜条件下,两种催化剂催化合成乙酰柠檬酸三丁酯的收率可分别达到99.5%和99.8%。精制后,乙酰柠檬酸三丁酯的含量经气相色谱分析大于99%。催化剂重复使用情况的考察表明:硫酸氢钠有较好的重复使用性;使用后经无水乙醇洗涤并干燥过的大孔强酸性阳离子交换树脂也具有很好的重复使用性。

比较教学法在化工原理实验课程教学中的应用

本文以化工原理实验课程中流体阻力、间壁传热和液液萃取3个实验过程为例,将各个单元操作实验通过不同的实验装置开展对比教学,不同于单一装置的实验过程,多种实验装置对应有不同的实验过程及实验数据,不仅丰富了学生的实验内容,而且提高了学生对化工单元操作过程的认知程度,将化工的基础过程与先进的技术装备密切关联,从而使得学生通过实验在掌握了化工基础知识的同时对相关理论有了更深刻的理解,通过实验建立起工程过程普遍存在的能耗与效率的对应关系,从而对工程应用有更多的认识。

微通道内离子液体萃取硫酸铵水溶液中丁酮肟的研究

酮胺法生产丁酮肟过程中会副产含有丁酮肟的硫酸铵水溶液,需采用合适的方式来萃取回收其中的丁酮肟,而传统萃取方式存在效率低、设备体积大等缺陷,具有过程强化、体积小、易于集成与放大等优点的微化工技术能有效解决此问题。因此,今在微通道内用离子液体进行了硫酸铵水溶液中丁酮肟的萃取研究,系统考察了总流速、水相流速、离子液体相流速、流量比、丁酮肟浓度、硫酸铵浓度、微通道内径等因素对萃取过程的影响。实验测得总体积传质系数介于0.008~1.5 s^(-1),对所测得的总体积传质系数进行关联,发现总体积传质系数在数值上与流量比的1.14次方成正比,与雷诺数的0.19次方成正比,与微通道内径的1.26次方成反比。研究结果为工业上利用微通道萃取硫酸铵水溶液中的丁酮肟提供了相关的工程基础数据。

辣椒红色素制备新工艺研究

辣椒红色素在食品添加剂、饮料、化妆品和医药行业中应用广泛,有着较大的市场需求。今用正己烷(60℃,液固比5:1,提取时间3.5 h,提取2次)从辣椒中提取得到辣椒红色素粗提物,再用液-液萃取法精制;重点考察了乙醇溶液的浓度、原料液和乙醇溶液比值、萃取次数等对萃取过程的影响,建立了一条从辣椒中提取辣椒红色素的工艺路线。萃取过程合适的工艺条件为:常温下,选用60%(V/V)乙醇水溶液作萃取剂,原料液和萃取剂的体积比值为4:1,萃取一次。在上述条件下,得到的辣椒红色素的色价和辣椒素含量分别为87.3,0.16%,达到GB10783-2008要求。

柿叶中总三萜的提取以及熊果酸分离、纯化研究

目的研究了柿叶中总三萜的提取以及熊果酸的分离、纯化,并确定了提取、分离及纯化的适宜工艺条件,以利于柿叶资源的开发利用。方法以总三萜得率为指标,采用溶剂提取法筛选出总三萜提取的合适工艺,以及经脱脂、除杂、结晶得到熊果酸的合适条件。熊果酸晶体用EI-MS,ESI-MS,1H-NMR和13C-NMR等方法进行了表征。结果优化的总三萜的提取精制工艺条件为：柿叶粉用石油醚（沸点60-90℃）在60℃和液固比为6的条件下,脱色除杂3次,每次2h;脱色除杂后柿叶用乙酸乙酯作为提取溶剂,在70℃和液固比为6的条件下,提取3次,每次2h,合并乙酸乙酯提取液减压蒸干得到总三萜,总三萜得率约为4.1%,纯度约为63.1%。熊果酸的分离、纯化工艺条件为：乙酸乙酯粗提物用石油醚,60℃和液固比为30的条件下,脱色除杂3次,每次30min;然后,每0.4g经石油醚脱色除杂后的乙酸乙酯提取物用40mL乙醇溶解,加入0.4g左右活性炭,30℃下脱色2次,每次20min;最后,经活性炭脱色后的乙酸乙酯提取物用乙醇结晶两次就得到熊果酸晶体。经现代谱学方法研究证明,所得晶体为熊果酸,HPLC测定熊果酸含量超过98%,总产率在0.4%左右（以干柿叶计）。结论该工艺简单易行、快捷,成本较低、产品纯度高、环境污染小,适合工业规模化提取总三萜及生产熊果酸。

阿司匹林实训生产线的设计与医药化工实验教学研究

随着现代制药工业的飞速发展,社会对制药工程专业人才的需求也十分迫切,而医药化工实验教学是制药工程专业人才培养中的重要环节。以阿司匹林的生产作为医药化工实验教学的主要内容,阐述了阿司匹林实训生产线的设计和以此生产线为基础的实验方案的设计。

手性离子液体拆分对映体技术研究进展

手性离子液体作为离子液体家族的重要一员,不仅拥有蒸汽压低、热稳定性好、较好的结构可调性等优良性能,同时具备较高的手性识别能力,近年来受到国内外学者的密切关注,将其作为手性选择剂广泛应用于对映体拆分领域,展现出良好的效果。针对近年来手性离子液体在液相色谱、毛细管电泳、气相色谱、液液萃取等领域对映体拆分方面的研究进展进行综述,对其拆分机理进行比较分析,指出现阶段手性离子液体在对映体拆分应用中存在的问题,并对其发展前景进行了展望。

2,5-二甲基-4-羟基-3(2H)-呋喃酮的合成研究

天然产物2,5-二甲基-4-羟基-3(2H)-呋喃酮在香料工业中占有重要地位。今采用作者提出的化学反应路径选择因子对呋喃酮的合成方法进行计算比较,确定了以丙酮醛为原料,通过偶联反应合成中间体苏式3,4-二羟基-2,5-己二酮,再由成环反应制备产物呋喃酮的合成路线。考察了各个因素对偶联反应、成环反应的影响,得出较为合适的条件。并针对文献中呋喃酮分离条件苛刻、难工业化的缺点,摸索得到了较简便的呋喃酮的分离提纯方法,有利于实现呋喃酮的工业化生产。