均匀实验设计在化学反应动力学建模中的应用研究I.非线性代数动力学模型

化学反应动力学模型能为工业反应器选型、设计、控制和优化提供重要指导。通常建立动力学模型时实验与计算工作量大、误差大,特别是高压、高温、真空或固相反应等苛刻条件下操作时取样难度高、误差大,导致模型精度低。本文以串联反应为对象,首次提出用均匀实验设计方法配置实验点,仅通过6组实验数据便获得了全部模型参数,参数估计值与真值相对误差最大为4.35%。利用统计学方法验证了模型的准确性、可靠性和显著性。不同随机误差标准差(0.001,0.01,0.1)下参数估值基本一致。不同水平数(6,7,9,12)下参数估计值与真值的相对误差可控制在6%以内。拟水平均匀实验设计的运用在保证参数估计精度的同时,减少了因素水平数。

AF－5分子筛催化剂上苯气相乙基化反应失活动力学研究（Ⅱ）数学模型的建立和验证

根据前文的实验结果，提出了苯和乙烯在ＡＦ－５分子筛催化剂上进行烷基化反应的失活动力学模型，乙烯引起的失活属平行失活，芳烃引起的失活可按独立失活处理。通过理论分析和数据拟合确定了动力学参数和失活参数。

伴有平衡反应的分离过程的数学模拟（Ⅲ）化学吸收塔的模拟计算

提出了在绝热填料塔中进行的平衡反应化学吸收的数学模型。应用数值积分法对模型方程进行了求解。模型考虑了反应过程的热效应，应用于伴有快速可逆反应的多组分吸收，非理想系统。对弱电解质体系同样适应。本算法能快速稳定收敛。提出的算法对ＮＨ＿３／Ｈ＿２Ｏ／Ｈ＿２Ｓ过程进行计算，其结果与工业操作数据吻合。

“饥饿”反应器中苯乙烯聚合动力学

本文对“饥饿”反应器中ＡＩＢＮ引发苯乙烯聚合行为进行了详细的研究，建立了相应的聚合动力学模型。在模型中，考虑了由于初级自由基与单体反应生成单体自由基时所消耗的单体量，并将链终止速率常数与聚合物的累积数均链长进行校正。

翼形轴流桨用于液液分散的冷模研究

翼形桨是新一代高效轴向流叶轮。本文将这类叶轮用于液液分散的冷模试验，测定了基本流型及其造成的液滴大小分布，研究了分散特性与搅拌功率的关系，并与传统叶轮比较了搅拌混合的综合性能。

乙烯－氧－醋酸－氮气－二氧化碳系统爆炸极限的测定研究

利用了绝热反应器的原理设计了可燃性气体的爆炸极限测定装置。并对乙烯气相氧化合成醋酸乙烯生产过程中，乙烯－氧－醋酸的三元系统和乙烯－氧－醋酸－氮气－二氧化碳的五元系统的爆炸极限进行了测定。

对苯二甲酸与乙二醇工业酯化过程研究

分析研究了苯二甲酸（ＰＴＡ）与乙二醇（ＥＧ）直接酯化过程。在实验基础上，建立了与过程操作参数直接相关的简化有效的酯化反应动力学模型和二甘醇（ＤＥＧ）生成副反应动力学模型；并利用特定过程的工程特殊性处理了过程中水和ＥＧ分离的设计计算。

二氯乙烷裂解过程研究

研究了二氯乙烷裂解制氯乙烯过程的影响因素。确定了二氯乙烷裂解生成氯乙烯及副产物的反应过程为串连反应模型，其动力学参数为研究结果可用于工业裂解炉操作优化分析，为裂解炉模拟计算提供基础数据。

固定床反应器中扩散反应问题的实验测定

为研究反应器尺度上的扩散反应问题，建立了一个可同时在轴向和径向进行温度和浓度测定的二维壁冷却式固定床反应器。选择３种操作条件进行了实验测定，利用所测实验数据对拟均相二维个推流模型进行了参数估计，发现按平推流模型得到的径向温度曲线在壁面附近同实验测定有很大偏差，本文认为是由于在颗粒大小不容忽视的条件下平推流假定过于简单之故，应当加以改进。

气化炉中冷态流场的LDA测量和研究

应用激光多普勒测速仪（ＬＤＡ）对气化炉中流场分布进行测量，并比较了不同的内、环射流速度比值，不同的炉体几何尺寸对气化炉中流场的影响，揭示了气化炉中流体流动规律，为设计和改造气化炉提供一个必要的基础。

实验室绝热反应器的开发和设计

在绝热反应器中进行工程动力学的研究是一种有益的方法。本文介绍了实验室绝热反应器的设计方法及其结构。实验测定了反应器的绝热效果，并计算了在操作条件改变后，反应器的非稳态传热情况。计算结果表明，对本实验装置操作条件获得重新稳定所需时间为０．８４７ｈ。

乙苯脱氢氧化制苯乙烯工艺过程分析

对乙苯脱氢氧化工艺过程进行了热力学分析，表明氧化烧氢具有提高平衡转化率和能量合理利用的优点。通过一维拟均相模型模拟计算，比较了乙苯脱氢与乙苯脱氢氧化的反应结果，并由实验得到了验证。同时还讨论了乙苯实际转化率提高不多的原因。

在LA-2型固体催化剂上丙二醇甲醚合成动力学

在80—158℃的条件下,用等温转框反应器研究了固体催化剂上环氧丙烷与甲醇合成丙二醇甲醚反应动力学。研究表明本反应过程为串并联反应,产物丙二醇甲醚与原料环氧丙烷反应生成副产二丙二醇甲醚;反应温度过高,使产物选择性降低,而高醇比是有利的。并建立了丙二醇甲醚合成的宏观动力学模型。

改性聚砜交联离子交换膜的合成

聚合物离子交换膜是聚合物电解质燃料电池的重要组成部分，同时也广泛地应用于电渗析、电解等电化学过程中，其性能优劣直接决定了过程的效果［１～３］。九十年代初期，随着Ｄｕｐｏｎｔ的Ｎａｆｉｏｎ膜在聚合物电解质燃料电池中的成功应用，已使燃料电池技术取得重大进...

聚合与混合

以化学反应工程观点对聚合物制造过程进行工程分析。着重阐述了聚合过程中粘度变化对物系传热传质状态和反应动力学的影响,以及对聚合反应器性能,以至对聚合物产品性能的影响。针对增粘过程的搅拌,异粘流体的调匀、粘稠物系的微观混合和非均相体系的产品粒度分布这4类典型的聚合过程课题,分析了各自的混合规律、提出了改进聚合反应器性能,提高产品质量的控制因素及其控制对策。

催化精馏法合成2-羟丙基甲醚

研究了用催化精馏工艺由环氧丙烷和甲醇合成 2 -羟丙基甲醚的方法。建立了动力学模型。通过ASPEN PL US对体系物性数据进行模拟估算。并通过过程模拟和实验对催化精馏塔的工艺条件进行了研究 ,主要讨论了不同操作压力下的单位催化剂的最大处理量、进料醇烷比 (摩尔比 ,下同 )、回流量 L与进料关键组分流量 FPO之比 (摩尔比 ,下同 )对选择性的影响 。

催化精馏法合成2-羟丙基甲醚

研究了用催化精馏工艺由环氧丙烷和甲醇合成 2 -羟丙基甲醚的方法 ,建立了动力学模型。通过AspenPlus对体系物性数据进行模拟估算。并通过过程模拟和试验对催化精馏塔的工艺条件进行研究 ,讨论了不同操作压力下单位催化剂的最大处理量、进料醇烷摩尔比、回流量与进料关键组份流量比对选择性的影响 ,确定了催化精馏塔的工艺操作条件。