基于充分混合、均匀分布准则的化工过程强化:青岛科技大学的实践

过程强化是化学工程与技术领域的研究热点之一。掌握并利用单元操作或单元过程的共性本质、原理和相互影响规律,是实现化工过程强化的基本途径。在过去的二十多年里,青岛科技大学化学工程研究所基于对多相流动规律的认识,提出了"充分混合、均匀分布"的多相流调控准则并利用它进行化工过程强化研究。本文简述了"充分混合、均匀分布"准则的基本内容,详细介绍了在环流式旋风分离器、强放热流态化和精馏洗涤过程——几个在工业生产中得到成功应用的案例中,利用"充分混合、均匀分布"调控准则,实施过程强化的方式、方法以及强化效果,阐明了利用"充分混合、均匀分布"准则实现化工过程强化的可行性,及其在其中所起到的关键作用和未来发展趋势。

化工专业硕士化工传递过程课程体系构建与实践

掌握化工传递过程原理,是分析单元操作内部机制、强化化工传递速率的前提。从理论教学和实践教学两方面,构建和实践了面向化工专业硕士的化工传递过程课程体系,包括教学内容的设置、思政元素的引入、校内实践教学、单元操作关联教学和课程论文教学等,协同培养了学生的科学精神和创新思维,全面提升了学生分析和解决工程问题的能力。

绿潮爆发后青岛海域石莼属绿藻的多样性分析

绿潮爆发后在青岛沿海潮间带采集了12株石莼属绿藻,形态学结合分子生物学手段对这些绿藻进行多样性鉴定。经过PCR扩增获得了12株藻的核糖体转录间隔区(ITS)序列以及完整的5.8SrDNA序列。经过序列分析发现,不同藻株的ITS区域在序列长度上存在差异;G+C含量也存在差异,但是都处于较高的水平,最高的接近72%。ITS区域多序列比对结果及系统发育分析显示这些藻株存在种的多样性,而且由分子鉴定得出的多样性与形态上呈现的多样性并不完全一致。本研究结果显示在青岛海域绿潮爆发后石莼藻类仍然存在较好的多样性。

GC法测定青岛某水体中雌激素含量

介绍了测定环境水中几种雌激素，如：雌酮（E1）、雌二醇（E2）、雌三醇（E3）和雌炔醇（EE2）的测定方法．用C-18小柱对水体中的雌激素进行富集．研究了用TFA、MSTFA对雌激素的衍生化条件．GC-FID及GC-MS法测定衍生化雌激素的工作曲线，相关系数在0．98～0．99之间．测得500mL实际水样中的加标回收率为86％～120％．5000mL环境水样的方法检测限为1～3ng／L用GC-MS法测定了海水和河水中的雌激素含量．

“双一流”背景下地方高校化工类研究生培养模式研究与实践

在“双一流”建设背景下,提升研究生培养质量成为重中之重。同时,地方高校也要主动应对“双一流”建设对研究生教育带来的新机遇和新挑战。该文深入分析目前地方高校研究生培养现状和存在的主要不足,利用该校山东省化学工程与技术优势特色学科的建设契机,提出通过重构多元课程体系、创新教学模式和构建基于新型导学关系的培养模式,实现突出学科特色的研究生复合型创新人才培养目标。通过上述举措的探索与实践,研究生的科研创新能力和综合素质不断提高,专业影响力不断提升。

生态化工产业发展影响因素分析——以山东省化工行业为例

在收集和分析对生态工业发展研究的文献基础上,将影响生态化工产业发展的因素归纳为3大因素:直接因素、间接因素和机制性因素,6个二级指标,分别是自然因素、经济因素、技术因素、产业因素、社会因素、政策法规,同时针对全国第一化工大省山东省不同类型、不同地域的11家化工企业进行了实地调研,并对问卷调研数据进行了基于SPSS软件的克朗巴哈α系数的信度分析以及主成分分析,结果表明问卷具有良好的信度,并按各二级指标中所含因素的重要程度确定了影响生态化工产业发展的12个主要因素,在此基础上提出了化工产业生态化发展的建议,为化工产业生态化建设提供相应的理论支撑。

TRIZ的40个发明原理在石油化工中的应用研究

本文探讨了TRIZ的40个发明原理在石油化工行业中的应用;以提高生产效率、降低能耗和成本,优化产品质量。通过研究这些原理在过程强化、催化裂化等过程中的应用,讨论了如何利用创新解决方案来解决石油化工行业面临的挑战。TRIZ原理可以在化工过程中显著提高能耗、过程控制、分离效率和设备维护。同时,它们在催化裂化过程中也为提高反应性能、提高产品产量和质量以及降低能耗和成本提供了有价值的指导。TRIZ原理在石油化工行业的广泛应用将不仅促进过程改进和成本节约,而且还能推动整个石化行业的创新和技术进步。

微通道氯苯硝化工艺

以氯苯为起始反应物,在碳化硅微通道反应器中进行混酸硝化合成一硝基氯苯。考察了氯苯与硝酸的物质的量比、硫酸与硝酸的物质的量比、预热温度、反应温度、反应停留时间等工艺参数对反应的影响,并对其进行优化。在硝酸质量分数为95%,硫酸质量分数为85%,n(氯苯)∶n(硝酸)=1∶1.2,n(硝酸)∶n(硫酸)=1∶2.1,混酸预热温度60℃,反应温度为85℃、停留时间为20 s时,氯苯转化率达到99.5%,一硝基氯苯收率为99.2%。同时对反应结束后的废酸进行再处理和多次的重复利用,提高了废酸的利用率,节约了成本。同时,在微通道反应器中进行动力学的探究,得到了反应表观活化能Ea=33.43 kJ·mol^(-1)和指数前因子A=27905.25 L·(K·mol·min)^(-1)。该工艺反应时间大幅降低、副产物少,收率和选择性较高,更加绿色安全环保,实现了硝基氯苯的绿色安全生产,提高了生产效益。

基于产教深度融合的化工过程模拟教学模式

以化工过程模拟课程教学案例改革为例,通过案例教学法、团结互助法、课堂延伸法、实训仿真法,推行“产学合作协同育人”机制。教师与企业工程师共同调整和完善专业培养目标,培养研究生实践能力及创新能力。通过“校企合作,深度优化”、“虚实结合,共建共享”、“双线混融,知行合一”的方式构建“学创一体”的化工过程模拟教学模式,形成独具特色的一体化、多层次、模块化、重开放的虚拟仿真实验教学新模式,基于实际案例分析将化工过程模拟课程建设成精品资源共享课和精品视频公开课。

青岛安邦催化裂化烟机结垢问题

针对中国化工油气青岛安邦石化有限公司催化裂化装置烟机催化剂结垢严重以及烟机振动问题,从装置混合原料、催化剂品种及使用、三旋回收催化剂组成、工艺操作条件等方面进行对比分析,找出影响烟机结垢的因素,并采取相应措施减少烟机结垢、减轻烟机振动,实现了烟机长周期稳定运行。

基于“Just-in-Time”动态精准对接产业需求的化工过程开发与设计课程改革与实例

化学工业是国民经济的基础产业和支柱产业,而化工过程开发与设计在化工生产中扮演着至关重要的角色,是调整产业结构、优化产业布局、提高自主创新能力及发展循环经济的重要基础和支撑。本文创新性地提出基于准时制“Just-in-Time”动态精准对接产业需求的教学模式,结合环戊烯绿色催化氧化制戊二酸技术开发对化工过程开发与设计课程进行教学改革,并构建了一种高校化工专业课程建设与产业需求精准对接的动态调整机制,寄望为校企协同育人提供参考和借鉴。

非常规化工废水智能溯源与机理调控研究进展

化工装置运行工况波动会导致工艺流组成异常而产生非常规化工废水,现有的废水处理流程难以直接调控。介绍了非常规化工废水的产生原因,探讨了智能溯源与机理调控结合处理非常规废水的可行性。面向非常规化工废水的机理调控,调研了典型化工废水的处理方法。针对非常规化工废水的溯源与治理开展文献调研,探索智能溯源模型,总结机理调控策略,为化工生产过程的清洁低碳运行提供了依据。

化工废渣衍生多孔碳的制备及吸附去除水中对硝基苯酚

采用间苯二胺生产过程中产生的焦油废渣作为碳前驱体,采用一步法可回收氧化物模板合成策略制备了兼具高比表面积、分级孔道结构和氮氧掺杂物种的化工废渣衍生多孔碳材料,并将其应用于水中PNP的吸附去除。通过SEM、N2吸脱附测试、元素分析等表征手段揭示了制备方法对多孔碳材料结构性质的调控规律。其中,HPC-1对PNP的静态吸附容量达到445 mg/g,具有快速吸附能力。此外,HPC-1展现出良好的PNP动态吸附性能,具备较好的实际应用潜力。

化工类专业工程伦理教学设计与探索

立足于课程教学目标,从教学过程中存在的痛点问题出发,针对性开展了化工类专业工程伦理教学设计,明确了课程教学内容及思政元素,提出了有效提升教学效果的五大教学方法,包括教学内容贴合专业实践、角色转变、“混合式教学+讨论课+实践教学”方法、案例资源库平台构建和情景剧教学,协同培养了学生的社会责任感与工程职业道德,全面提升了学生分析和解决工程实践中复杂伦理问题的能力。

基于Python的化工流程优化系统开发

作为一种通用化工流程模拟系统,Aspen Plus已广泛应用于化工流程的模拟、设计与优化。随着人们对复杂流程优化的需求越来越多,Aspen Plus自带的灵敏度分析已经不能满足需要,将Aspen Plus与优化算法进行集成,用于求解复杂优化问题有其必要。在Python环境下实现了对Aspen Plus流程模拟的控制和数据传递,在此基础上开发了一套流程优化系统,可将各种优化算法方便地集成在一起,用于解决不同特点的优化问题。采用坐标轮换法以年度总费用TAC(Total An-nual Cost)为目标函数,对甲醇-丙酮共沸体系的双塔变压精馏进行优化,灵活实现了对不同变量、不同顺序的优化,均取得预期效果,提高了工艺开发效率。

基于“五育并举”理念下化工专业课程体系的创新与实践研究

“五育并举”是新时代高校教育工作发展的必然趋势,是深入贯彻落实全员育人、全过程育人、全方位育人的体制机制的重要保障。通过案例分析,结合“五育并举”教育背景下的化工核心素养要求,构建多学科交叉融合、多层次的化工专业教育课程体系,深化校企合作、推动产教融合,培养综合素质高、全面发展的化工人才。

基于复杂网络的化工过程层次符号有向图模型建立及关键节点识别

针对定性符号有向图(signed directed graph,SDG)在化工过程系统中建模复杂度高、故障分辨率低、容易忽略部分变量等问题,提出一种基于复杂网络理论构建层次SDG网络模型并识别关键节点的方法。首先利用层次分析法对化工过程系统划分递阶层次结构,建立基于子系统的系统SDG网络模型,选取度中心性、接近中心性等多个节点重要性评价指标,采用主成分分析法确定各指标权重并利用逼近理想排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)多属性决策方法得到节点重要性的综合评价值,初步识别关键节点所在的子系统;然后建立子系统的SDG模型并细化为有向网络,采用Leader Rank算法对节点重要性进行排序,进而在子系统网络模型中确定关键节点的位置。案例计算结果表明该方法可以有效地降低建模的复杂性,提高关键节点识别的全面性和准确性,从而改善化工过程系统的安全稳定性。

基于复杂网络理论的符号有向图(SDG)化工故障诊断

化工过程系统的大型化和复杂性,仅通过常规方式来描述故障机理越来越受到限制。本文以流程图建模法构建的符号有向图(signed directed graph,SDG)故障模型为基础,将化工过程系统抽象为网络拓扑结构,通过对网络模型的统计特征描述,判断网络的复杂性、小世界性和无标度性,进而以复杂网络中心性理论定量计算网络中各个节点的重要性,分析比较各指标来确定网络中的核心节点,并通过Capocci算法对网络进行社团结构的定量划分,最后以网络中的核心节点确定化工过程中易引起安全事故的关键变量,并用社团划分的结果绘制出化工故障诊断模型的关键路径,确定重点监测部位。案例应用结果表明:该方法可行,为化工过程系统中故障节点和监测提供了新的解决思路,丰富了化工过程故障诊断和预防控制的相关理论。

改进的PCA方法在化工过程故障诊断中的应用研究

主元分析(PCA)方法作为一种基于信号处理的数据驱动方法,已广泛应用于工业过程故障诊断中。但由于PCA本身的缺陷,对故障类型的识别方面存在不足。为此,引入人工神经网络(ANN)方法,与PCA方法相结合,增强了故障识别能力。以田纳西伊斯曼过程为例,验证了改进后的PCA方法在化工过程故障识别和诊断中应用的有效性。

环境友好的多相催化工艺研究进展

同均相催化相比 ,多相催化具有催化剂与产物分离容易、催化剂可循环使用的突出优点。介绍了固体酸碱催化、液液两相催化体系中的水 /有机两相催化和氟两相催化以及离子液体催化工艺及特点 ,说明传统均相催化的多相化是实现化学工艺绿色化的重要途径。