采用反应精馏耦合萃取精馏工艺,即反应精馏工艺中引入环氧丙烷反应剂,在消耗部分甲醇的同时,联产高附加值的丙二醇甲醚;萃取精馏工艺中选用离子液体为萃取剂,在实现甲醇-碳酸二甲酯共沸物高效分离的同时进一步降低成本。使用COSMO-RS模...采用反应精馏耦合萃取精馏工艺,即反应精馏工艺中引入环氧丙烷反应剂,在消耗部分甲醇的同时,联产高附加值的丙二醇甲醚;萃取精馏工艺中选用离子液体为萃取剂,在实现甲醇-碳酸二甲酯共沸物高效分离的同时进一步降低成本。使用COSMO-RS模型从25种阳离子与25种阴离子的组合中筛选出最优离子液体[HMIM][PF_(6)],并对体系汽液平衡进行预测,从而设计出合理的分离工艺,使用Aspen Plus V11.0软件模拟并优化工艺流程。通过量子化学计算,利用独立梯度模型及分子表面电荷屏蔽密度分布曲线解释分离机理。模拟结果表明,年总费用相较于常规萃取精馏工艺降低约13.67%。同时,联产6丙二醇甲醚带来的额外经济效益为13.4×10^(6)$/a。展开更多
为探究溶剂对合成有机金属框架化合物的影响机制,采用实验和DFT理论计算相结合的方法,研究溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)对溶剂热法合成有机金属框架材料[Zn4O(BDC)3]8的影响及溶剂与框架间的微观作用机制。粉末X...为探究溶剂对合成有机金属框架化合物的影响机制,采用实验和DFT理论计算相结合的方法,研究溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)对溶剂热法合成有机金属框架材料[Zn4O(BDC)3]8的影响及溶剂与框架间的微观作用机制。粉末X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)结果表明,NMP在[Zn4O(BDC)3]8孔道中的吸附力较DMF的弱,NMP分子更容易从框架中脱除;热重(TG)和热重-红外联用(TGA/FT-IR)结果表明,以DMF为溶剂合成的[Zn4O(BDC)3]8的热分解温度和热稳定性较高;氮气等温吸附实验(BET)发现,以NMP为溶剂合成的[Zn4O(BDC)3]8的气体吸附性能更强,兰缪尔比表面积高于用DMF合成的[Zn4O(BDC)3]8。调控介电常数设定溶剂分别为NMP和DMF,用COSMO溶剂化方法对溶剂分子与框架化合物基本结构单元Zn4O(BDC)3间相互作用模型进行几何优化计算,发现溶剂设定为NMP时Zn4O(BDC)3优化结构的总能量较溶剂设定为DMF时的高8.6405 k J/mol,这说明DMF分子与Zn4O(BDC)3间的结合力强于NMP分子的,溶剂化作用降低了Zn与O间的离子性;用DMol3在GGA-BLYP/DN水平计算了DMF、NMP或DEF溶剂分子在[Zn4O(BDC)3]8晶体孔道中的相互作用,与DMF相比,NMP在孔道中能量状态稳定性较差,在能量状态角度上NMP应最容易从框架材料孔道中脱除。研究结果说明NMP更有利于合成性质良好的[Zn4O(BDC)3]8,与DMF相比NMP与框架结构基元间的作用力较弱。展开更多
在化工、能源、环境、食品和药物等工业设计过程中,真实混合物的可靠溶解度数据非常重要,不仅能丰富相平衡数据库,还能指导工艺设备设计和产品质量控制。本文介绍了烃-水体系相互溶解度的模型化研究,包括状态方程法、活度系数法和经验...在化工、能源、环境、食品和药物等工业设计过程中,真实混合物的可靠溶解度数据非常重要,不仅能丰富相平衡数据库,还能指导工艺设备设计和产品质量控制。本文介绍了烃-水体系相互溶解度的模型化研究,包括状态方程法、活度系数法和经验关联式,以及近年来发展起来的真实溶剂似导体屏蔽模型法(conductor-like screening model for real solvents,COSMO-RS)。状态方程法和活度系数法主要是通过选择非对称的混合规则以及引进描述水分子极性作用的参数,来改善对烃-水体系相互溶解度的计算精度。经验关联式主要是对实验数据的拟合,每种烃的参数不同。COSMO-RS模型根据密度泛函理论(即建立极化电荷密度的简单经验式)计算单个分子嵌入虚拟导体产生的作用,通过准确描述界面统计相互作用获得体系的热力学性质。因此,该方法对各种体系具有普适性。分析表明,COSMO-RS模型对烃-水体系相互溶解度的预测值与实验值吻合良好,可以补充某些难以通过实验获得的烃-水体系互溶度数据。最后总结和展望了烃-水体系相互溶解度模型化的未来发展方向。展开更多
The knowledge of the wave-induced hydrodynamic loads on coastal dikes including their temporal and spatial resolution on the dike in combination with actual water levels is of crucial importance of any risk-based earl...The knowledge of the wave-induced hydrodynamic loads on coastal dikes including their temporal and spatial resolution on the dike in combination with actual water levels is of crucial importance of any risk-based early warning system. As a basis for the assessment of the wave-induced hydrodynamic loads, an operational wave now-and forecast system is set up that consists of i) available field measurements from the federal and local authorities and ii) data from numerical simulation of waves in the German Bight using the SWAN wave model. In this study, results of the hindcast of deep water wave conditions during the winter storm on 5–6 December, 2013(German name ‘Xaver') are shown and compared with available measurements. Moreover field measurements of wave run-up from the local authorities at a sea dike on the German North Sea Island of Pellworm are presented and compared against calculated wave run-up using the Eur Otop(2016) approach.展开更多
文摘采用反应精馏耦合萃取精馏工艺,即反应精馏工艺中引入环氧丙烷反应剂,在消耗部分甲醇的同时,联产高附加值的丙二醇甲醚;萃取精馏工艺中选用离子液体为萃取剂,在实现甲醇-碳酸二甲酯共沸物高效分离的同时进一步降低成本。使用COSMO-RS模型从25种阳离子与25种阴离子的组合中筛选出最优离子液体[HMIM][PF_(6)],并对体系汽液平衡进行预测,从而设计出合理的分离工艺,使用Aspen Plus V11.0软件模拟并优化工艺流程。通过量子化学计算,利用独立梯度模型及分子表面电荷屏蔽密度分布曲线解释分离机理。模拟结果表明,年总费用相较于常规萃取精馏工艺降低约13.67%。同时,联产6丙二醇甲醚带来的额外经济效益为13.4×10^(6)$/a。
基金Project(51104185)supported by the National Natural Science Foundation of ChinaProject(2010QZZD003)supported by the Key Project of Central South University of Fundamental Research Funds for the Central Universities of China
文摘为探究溶剂对合成有机金属框架化合物的影响机制,采用实验和DFT理论计算相结合的方法,研究溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)对溶剂热法合成有机金属框架材料[Zn4O(BDC)3]8的影响及溶剂与框架间的微观作用机制。粉末X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)结果表明,NMP在[Zn4O(BDC)3]8孔道中的吸附力较DMF的弱,NMP分子更容易从框架中脱除;热重(TG)和热重-红外联用(TGA/FT-IR)结果表明,以DMF为溶剂合成的[Zn4O(BDC)3]8的热分解温度和热稳定性较高;氮气等温吸附实验(BET)发现,以NMP为溶剂合成的[Zn4O(BDC)3]8的气体吸附性能更强,兰缪尔比表面积高于用DMF合成的[Zn4O(BDC)3]8。调控介电常数设定溶剂分别为NMP和DMF,用COSMO溶剂化方法对溶剂分子与框架化合物基本结构单元Zn4O(BDC)3间相互作用模型进行几何优化计算,发现溶剂设定为NMP时Zn4O(BDC)3优化结构的总能量较溶剂设定为DMF时的高8.6405 k J/mol,这说明DMF分子与Zn4O(BDC)3间的结合力强于NMP分子的,溶剂化作用降低了Zn与O间的离子性;用DMol3在GGA-BLYP/DN水平计算了DMF、NMP或DEF溶剂分子在[Zn4O(BDC)3]8晶体孔道中的相互作用,与DMF相比,NMP在孔道中能量状态稳定性较差,在能量状态角度上NMP应最容易从框架材料孔道中脱除。研究结果说明NMP更有利于合成性质良好的[Zn4O(BDC)3]8,与DMF相比NMP与框架结构基元间的作用力较弱。
文摘在化工、能源、环境、食品和药物等工业设计过程中,真实混合物的可靠溶解度数据非常重要,不仅能丰富相平衡数据库,还能指导工艺设备设计和产品质量控制。本文介绍了烃-水体系相互溶解度的模型化研究,包括状态方程法、活度系数法和经验关联式,以及近年来发展起来的真实溶剂似导体屏蔽模型法(conductor-like screening model for real solvents,COSMO-RS)。状态方程法和活度系数法主要是通过选择非对称的混合规则以及引进描述水分子极性作用的参数,来改善对烃-水体系相互溶解度的计算精度。经验关联式主要是对实验数据的拟合,每种烃的参数不同。COSMO-RS模型根据密度泛函理论(即建立极化电荷密度的简单经验式)计算单个分子嵌入虚拟导体产生的作用,通过准确描述界面统计相互作用获得体系的热力学性质。因此,该方法对各种体系具有普适性。分析表明,COSMO-RS模型对烃-水体系相互溶解度的预测值与实验值吻合良好,可以补充某些难以通过实验获得的烃-水体系互溶度数据。最后总结和展望了烃-水体系相互溶解度模型化的未来发展方向。
基金the joint research project Early Dike–Sensor and Risk based Early Warning Systems for Coastal Dikes(No.03G0847C)funded by the German Ministry of Education and Research(BMBF)
文摘The knowledge of the wave-induced hydrodynamic loads on coastal dikes including their temporal and spatial resolution on the dike in combination with actual water levels is of crucial importance of any risk-based early warning system. As a basis for the assessment of the wave-induced hydrodynamic loads, an operational wave now-and forecast system is set up that consists of i) available field measurements from the federal and local authorities and ii) data from numerical simulation of waves in the German Bight using the SWAN wave model. In this study, results of the hindcast of deep water wave conditions during the winter storm on 5–6 December, 2013(German name ‘Xaver') are shown and compared with available measurements. Moreover field measurements of wave run-up from the local authorities at a sea dike on the German North Sea Island of Pellworm are presented and compared against calculated wave run-up using the Eur Otop(2016) approach.
