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   现代化工
  2017年, 第37卷, 第5期 刊出日期:2017-05-15 上一期    下一期
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专论与综述
我国盐湖锂资源开发现状、存在问题及对策 收藏
伍倩, 刘喜方, 郑绵平, 乜贞, 余疆江
现代化工. 2017, (5): 1-5.  
摘要 ( 1165 )     PDF (1345KB) ( 266 )  
随着笔记本电脑、手机和电动汽车对锂电池需求的不断增加,直接带动未来对锂资源需求量的飞速增长。我国盐湖锂资源十分丰富,是今后开发的重要来源。青藏高原是我国盐湖锂资源主产地,自然条件差,开采难度大。盐湖卤水锂品位参差不齐,伴生元素众多,综合利用价值高。在介绍我国盐湖锂资源禀赋、国内外开发利用现状的基础上,指出我国盐湖锂资源在开发利用中存在工艺技术水平较低、综合利用程度不高、缺乏长远科学规划等问题,提出要加强盐湖锂资源开发及综合利用科技攻关,制定盐湖锂产业发展整体规划,保证盐湖锂资源开发过程高效、绿色、环保等切实合理的科学建议。
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“非粮”木本生物柴油的研究热点与进展 收藏
张赟齐, 贾黎明, 白倩, 何攀, 李超, 赵学明, 苏淑钗
现代化工. 2017, (5): 6-12.  
摘要 ( 864 )     PDF (2168KB) ( 200 )  
“非粮”木本生物柴油作为生物能开发的一个重要方面,有着广阔的应用前景。但现阶段高成本已成为阻碍其市场化的障碍。为了降低成本和能耗,并减少对环境的影响,更多的研究聚焦于新油料资源筛选及燃油性能评估、生产工艺优化、生命周期评价。重点从这3个方面对近几年的研究进行梳理,以求较全面客观地反映现状,并从培育和生产的角度提出展望,未来生物柴油产业的可持续发展一定与节能减排、循环经济紧密相连,也将会推动应用学科和基础学科的协同发展。
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C4烃下游产品开发利用 收藏
吴煜, 王红卫, 刘学军, 孔望欣, 黄进, 卢美贞, 计建炳
现代化工. 2017, (5): 13-16.  
摘要 ( 1053 )     PDF (1251KB) ( 210 )  
简要介绍了我国C4烃的资源量、利用现状与发展情况,并概述了其主要来源与组成。对C4烃中用途较为广泛的组分丁二烯、正丁烯、异丁烯、正丁烷、异丁烷的分离方法及国内外主要利用技术进行了详细的阐述,并介绍了其中一些较为先进的工艺技术。针对目前国内外C4烃利用所面临的问题,尤其是国内C4烃利用所遇到的技术难题与发展瓶颈,结合我国的市场与国情,提出了一些针对性的建议与期望,并对我国C4烃的未来发展方向进行了相应的展望。
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技术进展
生物炭生产工艺与还田效果研究进展 收藏
王雅君, 李姗珊, 姚宗路, 赵立欣, 邱凌
现代化工. 2017, (5): 17-20.  
摘要 ( 819 )     PDF (1257KB) ( 50 )  
主要对生物炭还田效用、生产还田生物炭的重要工艺条件、生物炭的质量评价参数这3个主要部分进行综述和分析。提出生物炭研究及应用的当前问题,并对今后的研究趋向和前景进行展望,认为生物炭的研究仍在起步阶段,生产原料、设备、工艺多种多样,土壤类型、农作物也是种类繁多,因此这一领域的研究难成体系,施入方法也难以统一。有必要对具体农作物、具体土壤类型生产针对性强的还田生物炭,而具体的生物炭施用方法有待学者们进一步地研究与总结,但可以确定的是生物炭在农业领域中的研究应用仍存在巨大潜力。
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钛酸锂基锂离子电池负极材料的研究进展 收藏
程禹, 赵晓冲, 陈慧媛, 王刚, 王亚萍, 林红
现代化工. 2017, (5): 21-24,26.  
摘要 ( 841 )     PDF (2114KB) ( 51 )  
综述了LTO基负极材料的改进原理及研究现状,包括材料纳米化、掺杂改性、复合材料,并预测了其作为锂离子电池负极材料的应用前景。
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甲烷催化裂解制氢及碳纳米管的研究进展 收藏
姚律, 杨晓瑞, 王倩倩, 梁金花, 朱建良
现代化工. 2017, (5): 25-29.  
摘要 ( 851 )     PDF (1687KB) ( 25 )  
介绍了甲烷催化裂解的反应机理,比较了催化剂3种再生方法,系统地阐述了催化剂组分和制备方法对甲烷催化裂解的影响,讨论了镍基催化剂催化产生碳纳米管的机理,列举了碳纳米管的应用。并结合现状提出了甲烷裂解制氢及碳纳米管在反应中存在的问题及应用前景。
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铝盐应用于污水生物化学协同除磷研究进展 收藏
季斌, 陈威, 樊杰, 王健, 谢世伟, 宋宏娇
现代化工. 2017, (5): 30-32,34.  
摘要 ( 749 )     PDF (1467KB) ( 28 )  
从铝盐投加对生物处理系统处理效能以及微生物的影响2个大的方面进行了论述,并对未来的研究方向进行了展望,为铝盐应用于污水生物化学协同除磷的研究提供参考和借鉴。铝盐的投加可以使得污水生物处理系统的总磷去除得到有效的提高,而活性污泥的沉降性能提高、活性降低;铝盐会使得生物处理系统的微生物种群数量减少。未来的研究主要集中在铝盐长期胁迫对生物处理系统的处理效能的影响、微生物群落的具体变化、耐铝菌株的发掘和含铝剩余污泥的处置和回收利用。
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金属有机框架材料的制备及应用研究进展 收藏
韦复华, 梁钊, 姚亮, 罗云, 赵帅奇, 陈鼎
现代化工. 2017, (5): 33-37.  
摘要 ( 916 )     PDF (1478KB) ( 37 )  
通过最近10年国内外对金属有机框架的制备及应用的对比,并结合本实验室的具体研究,对MOFs的制备方法和应用进行了全面的评述和展望。
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聚苯乙烯微球的功能化及其应用进展 收藏
李丝丝, 张红静, 周明, 张泽, 王成文, 罗刚, 刘清
现代化工. 2017, (5): 38-41,43.  
摘要 ( 912 )     PDF (1361KB) ( 60 )  
综述了聚苯乙烯的功能化方法以及应用领域。概述了聚苯乙烯的制备方法,介绍了功能化聚苯乙烯的方法,如磺化、羧基化、氨基化等,同时提出了当前研究工作存在的问题以及不足,并对未来研究方向进行了展望。
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膜蒸馏过程中污染的形成与防治研究进展 收藏
任鹏飞, 杨永强, 张新妙
现代化工. 2017, (5): 42-45.  
摘要 ( 791 )     PDF (1250KB) ( 16 )  
介绍了膜蒸馏过程中污染的类型和形成过程,综述了膜抗污染领域的研究进展,并对抗污染膜在膜蒸馏中的应用前景进行了展望。
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硅酸钙生物活性水泥的研究与应用进展 收藏
黄雯昕, 孙晓燕, 王斐, 孙常凯, 申开军, 张垠
现代化工. 2017, (5): 46-49.  
摘要 ( 800 )     PDF (1251KB) ( 43 )  
介绍了硅酸钙生物活性水泥的研究进展、制备方法,重点介绍了硅酸钙生物活性水泥的生物学性及其对应机理,液态硅酸钙水泥(hydraulic calcium silicate cements,HCSCs)在临床应用方面的研究进展,指出了硅酸钙生物活性水泥在牙本质矿化、活髓及骨再生和修复上发挥着不可替代的作用。
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蒸发技术在高含盐废水处理中的研究进展 收藏
袁惠新, 金澄澄, 付双成
现代化工. 2017, (5): 50-54.  
摘要 ( 829 )     PDF (1948KB) ( 79 )  
综述了国内外热法以及膜法在高含盐废水处理中的研究与应用,重点介绍了目前市场上普遍应用的多级闪蒸、多效蒸发、机械式蒸汽压缩技术以及新型的加湿-除湿蒸发技术等的应用。通过对各种蒸发技术的比较,指出合理运用高效节能的蒸发技术,可以实现高含盐废水的“零排放”。
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浆态床渣油加氢催化剂研究进展 收藏
许可, 侯焕娣, 董明, 李吉广, 陶梦莹, 赵飞
现代化工. 2017, (5): 55-58.  
摘要 ( 953 )     PDF (1249KB) ( 38 )  
介绍了近年来国内外浆态床渣油加氢催化剂的研究进展。分别阐述了3种浆态床加氢催化剂(固体粉末催化剂、水溶性和油溶性催化剂)的研究现状,系统分析了影响浆态床渣油加氢催化剂反应活性的重要因素。最后展望了浆态床加氢催化剂的发展前景和仍需解决的技术问题。
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科研与开发
耐高温超低浓度纳米胍胶压裂液性能评价研究 收藏
周珺, 贾文峰, 蒋廷学, 王洋, 关海杰
现代化工. 2017, (5): 59-61,63.  
摘要 ( 1043 )     PDF (1446KB) ( 33 )  
致密砂岩储层孔渗低、物性差,必须经过水力压裂改造后才能具有较好的产能。为了降低施工成本和压裂液对储层的伤害,同时在高温条件下具有良好的耐剪切性能和破胶性能,需要研发一种耐高温、低伤害的压裂液体系。以改性纳米二氧化硅为交联剂,对新型耐高温超低浓度纳米二氧化硅压裂液性能进行了较为全面的评价研究。结果表明,该压裂液体系在135℃条件下剪切2h后平均黏度为100 mPa·s,具有良好的携砂能力。破胶液残渣质量为常规胍胶压裂液质量的37.2%,破胶液的表面张力小,具有良好的返排性,压裂液与地层水配伍性好。超低浓度纳米胍胶压裂液大幅降低了对地层的伤害程度,适用于低渗的致密砂岩储层。
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氮掺杂石墨烯用于碱性燃料电池产过氧化氢 收藏
严祥辉, 蒙紫薇, 李维勇, 刘佳
现代化工. 2017, (5): 62-66.  
摘要 ( 793 )     PDF (2021KB) ( 28 )  
以天然石墨(G)为原料,苯胺为含氮前驱体,采用Hummers法、原位引发苯胺聚合以及在氮气中高温热处理制备了氮掺杂石墨烯(N-G)。借助X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、低温氮气吸脱附(BET)、热分析方法(TG-DSC)和电化学测试等手段对N-G的组成、结构、形貌和电化学性能等进行表征分析和评价。结果表明,在氮气中高温热处理聚苯胺修饰的氧化石墨烯(GO)能够有效地对其进行还原和氮掺杂,获得的N-G具有微孔结构,比表面积达到167.6m2/g,显示出高的热稳定性;在三电极体系中,N-G在0.1mol/L KOH中催化氧气还原反应(ORR)的起始电势为0.89V,主要以2电子反应途径进行,生成H2O2的选择性达到75%~95%,并且产生的电流密度较大。
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复配液化剂对玉米秸秆液化的研究及产物的分析 收藏
蒋齐翻, 刘海棠, 刘忠, 张馨月
现代化工. 2017, (5): 67-70,72.  
摘要 ( 846 )     PDF (1342KB) ( 21 )  
以玉米秸秆粉末为原料,浓磷酸为反应催化剂,混合多元醇以及碳酸乙烯酯为液化剂,180℃条件下,在高压反应釜中对玉米秸秆进行催化液化实验。考察了聚乙二醇复配乙二醇、聚乙二醇复配碳酸乙烯酯以及聚乙二醇复配甘油3种不同混合液化剂对液化率和液化产物特性的影响。采用气质联用仪(GC-MS)以及傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对液化产物和液化残渣进行表征。实验结果表明,以聚乙二醇与乙二醇混合溶剂液化时液化率最高,为97.83%。GC-MS分析结果表明,液化产物成分复杂,主要包括醇类、有机酸类、醚类、酮类、酯类和糖类等化合物。FT-IR分析结果表明,以聚乙二醇与乙二醇混合溶剂为液化剂时秸秆液化效果最好。
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新型Rh-Ni@MOF-5催化剂催化烯烃氢甲酰化反应的研究 收藏
刘倩, 刘伯潭
现代化工. 2017, (5): 71-75.  
摘要 ( 817 )     PDF (1866KB) ( 18 )  
用新型双金属催化剂Rh-Ni@MOF-5对不同碳链长度的烯烃氢甲酰化反应进行研究。用直接法合成的MOF-5晶体作催化剂载体,将Rh、Ni元素负载在MOF-5上合成Rh-Ni@MOF-5。采用TG、XRD、SEM、TEM和FTIR等手段对其进行表征,结果表明,负载金属后的催化剂拥有规整的立方体结构且热稳定性较强。采用3种烯烃的氢甲酰化反应对其催化性能进行评价,结果表明,Rh-Ni@MOF-5对烯烃的氢甲酰化反应具有良好的催化作用并且解决了反应后催化剂的分离回收问题。在一定条件下,其反应转化率均高于70%。与单金属催化剂Rh@MOF-5进行对比发现,双金属催化剂具有更高的催化活性,其收率和选择性均较单金属催化剂有明显优势。以1-己烯氢甲酰化反应为例,考查了Rh-Ni@MOF-5的使用寿命,结果表明,多次重复利用后仍能保持稳定的晶体结构和良好的催化性能。
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ZIF-90膜的改性及在油气回收中的应用研究 收藏
姜伟华, 张亚明, 黄维秋, 徐荣, 张琪, 钟璟
现代化工. 2017, (5): 76-79,81.  
摘要 ( 852 )     PDF (2203KB) ( 21 )  
利用NaBH4将合成的ZIF-90晶种改性为ZIF-91,并用二次生长法在Al2O3支撑体上制备ZIF-90膜和ZIF-91膜。利用XRD、TGA、FT-IR,SEM、BET对合成的粉末及膜进行表征。以N2/n-C5H12模拟油气体系,将制备的ZIF-90/Al2O3膜和ZIF-91/Al2O3膜用于油气回收实验。考察了不同操作压力及温度下,2种膜在混合气中的分离性能,结果表明,当操作压力为0.06 MPa、温度为25℃时,ZIF-90膜和ZIF-91膜对N2/n-C5H12的分离因子分别为2.82、3.98,渗透性分别为5.02×10-8、2.35×10-8mol/m2·s·Pa,说明改性在一定程度上提高了膜的分离性能。
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漆酶催化改性碱木质素与对甲苯酚共聚的研究 收藏
王璐瑶, 余昭琴, 贾红华, 周华, 韦萍
现代化工. 2017, (5): 80-84.  
摘要 ( 770 )     PDF (1751KB) ( 29 )  
利用酚化方法对木质素进行修饰,使其接入活性基团,考察了不同的酚单体对木质素改性效果的影响,优化了漆酶催化改性碱木质素和对甲苯酚的共聚反应过程,并对共聚产物进行了表征和性能测试。研究表明,邻苯二酚改性后的碱木质素的酚羟基质量摩尔浓度增加最显著,由6.95mmol/g提高到10.83mmol/g,提高了55.83%。共聚反应的最佳反应条件为:反应体系的最适质量分数为80%丙酮溶液,反应温度为30℃,pH3.5,最适碱木质素与对甲酚质量比为0.5/1,最佳酶浓度为300U/mL,反应时间为16h。在最适条件下,共聚物产率显著提高,可达93.6%。邻苯二酚改性后的碱木质素和对甲酚聚合后的产物分子质量明显增加,由2770g/mol提高到20481g/mol,增加了约10倍,热稳定分析表明聚合产物的热学稳定性比改性前有所提高。
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Li1.2Ni0.2Mn0.6O2溶胶-凝胶制备与电化学性能研究 收藏
孙镇, 向延鸿, 李剑, 吴贤文, 刘志雄, 伍建华, 熊利芝, 何则强, 吴显明
现代化工. 2017, (5): 85-88.  
摘要 ( 1023 )     PDF (1617KB) ( 33 )  
采用溶胶-凝胶法合成富锂锰基(Li1.2Ni0.2Mn0.6O2)正极材料,考察反应pH对材料结构、形貌及电化学性能的影响。X射线衍射(XRD)分析结果表明,制备的材料(Li1.2Ni0.2Mn0.6O2)结晶良好,均为理想层状结构的富锂锰基材料。扫描电子显微镜(SEM)分析结果显示,pH7.0时制得的材料颗粒细小,分散均匀。充放电性能测试结果显示,pH7的样品具有良好的电化学性能,在2.0~4.8V以0.05C充放电时,首次容量达到263mAh/g。同时具有良好的倍率性能,1.0C放电容量达到200mAh/g。
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炼油厂含油污泥生物强化修复试验研究 收藏
刘伟, 刘永军, 贾海燕, 赵永明, 曹中利, 韩薇
现代化工. 2017, (5): 89-92.  
摘要 ( 804 )     PDF (1501KB) ( 22 )  
利用植物-微生物联合修复炼油厂的含油污泥,分析了修复过程中总石油烃质量分数、脱氢酶活性和生物毒性的变化。结果表明,植物-微生物联合修复的总石油烃降解率比自然修复提高了30.49%,在修复过程中,其脱氢酶活性最高为198.48μg/(g·h),是自然修复[46.8μg/(g·h)]的4.24倍。植物-微生物联合修复的生物毒性(苯酚的毒性当量浓度)由最初值7793mg/kg降低至2691mg/kg。因此,植物-微生物联合修复是处理含油污泥的有效方法,可应用于生产实际。
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低负载量Pt/γ-AlOOH催化氧化VOCs的性能研究 收藏
崔宏智, 姚建龙, 李奔, 张玉桥, 汤伟伟, 严新焕
现代化工. 2017, (5): 93-97,99.  
摘要 ( 802 )     PDF (2360KB) ( 22 )  
通过直接吸附纳米颗粒的方法制备一系列负载量极低的Pt/γ-AlOOH催化剂,并探究了催化剂对苯、甲苯、二甲苯的催化氧化性能和对不同类型VOCs(CVOCs)的普适性能。其中,0.02% Pt/γ-AlOOH表现出优良的催化性能。在质量分数为1000μg/g、空速为24000mL/g·h时,对三苯系95%转化率的温度分别为190、176℃和185℃。在200℃条件下,对甲苯持续反应100h转化率仍然保持在100%。对催化剂进行XRD、TEM、BET表征的结果表明,金属颗粒在载体表面分散良好,粒径在2.5nm左右,载体形貌无明显改变。XPS和H2-TPR结果显示,催化剂的活性中心主要是高价态的铂(Ptδ+)并以PtOx形式存在。
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疏水缔合型聚丙烯酸类增稠剂对表面活性剂增稠性能的研究 收藏
马晓原, 赵慧贤, 刘晓英, 王万绪, 杜志平
现代化工. 2017, (5): 98-101.  
摘要 ( 829 )     PDF (1563KB) ( 18 )  
通过溶液聚合法合成了疏水缔合型聚丙烯酸类增稠剂(HAAT),并考察了其对不同离子型表面活性剂和典型液洗配方的增稠性能。实验结果表明,HAAT水溶液在pH为7~8时,增稠效果最佳;HAAT对不同类型表面活性剂溶液增稠效果的大小顺序为APG>CTAB>LAS>甜菜碱,且可以有效地提高洗液配方的黏度。
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硝酸酸解磷尾矿制备氢氧化镁工艺条件研究 收藏
张萍花, 张春丽, 王红艳, 谢永, 李晓玲, 张德谨, 胡雅琳
现代化工. 2017, (5): 102-105.  
摘要 ( 762 )     PDF (1946KB) ( 20 )  
以磷尾矿经硝酸复合溶剂酸解、除铁等纯化过程得到的镁源为原料,采用碱性沉淀剂制备氢氧化镁。探讨了不同沉淀剂、沉淀剂滴加速度、沉淀温度、陈化时间对产品纯度及回收率的影响。实验结果表明,当选择氨水为沉淀剂,滴加氨水使溶液pH达到11.5,滴加速度为1.5mL/min,沉淀反应温度为45℃,陈化时间为120min,在此条件下镁回收率为89.86%,产品Mg(OH)2纯度为90.43%。并用XRD、粒度分析仪和SEM分别对产物的成分、粒度分布以及形貌特征进行分析,测试表明,产品粒度均匀,呈片状。
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Na2S-重金属捕集剂(DTC)协同处理酸性含铬废水 收藏
李亚林, 刘蕾, 李福举, 韩宁宁, 李子文
现代化工. 2017, (5): 106-110.  
摘要 ( 817 )     PDF (2408KB) ( 13 )  
研究了硫化钠和重金属捕集剂(DTC)联合对酸性含铬废水中铬的去除效果,选定了最佳操作参数,并在此基础上利用响应曲面法,以总铬去除率为响应指标,对处理工艺参数进行优化。结果表明,在第1阶段,初始pH为2.5,硫化钠质量浓度为2.18g/L,反应75min;第2阶段,初始pH为3.0,捕集剂体积分数为0.004mL/L,反应75min时,Cr(Ⅵ)和总铬去除率分别达到100%和93.19%;通过优化实验拟合的二次回归模型可以较真实地反映条件参数对总铬去除率的影响。
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磁性改性焦炭类Fenton催化剂的制备及表征 收藏
魏晓币, 王光华, 李文兵, 万栋, 刘阳, 邵秋桐
现代化工. 2017, (5): 111-114,116.  
摘要 ( 755 )     PDF (1980KB) ( 27 )  
以焦炭为原料,KOH为活化剂制备改性焦炭。采用原位氧化沉淀法制备磁性Fe3O4/改性焦炭催化剂,利用BET、SEM、FTIR、XRD和VSM对样品进行表征,并研究其降解罗丹明B的性能。结果表明,经过三因素三水平正交试验获得最佳比表面积为298m2/g的改性焦炭,三因素对催化剂催化性能影响程度依次为:碱炭比(KOH与焦炭的质量比)>活化温度>活化时间。磁性Fe3O4/改性焦炭催化剂中Fe3O4最佳负载量为40%,具有超顺磁性,易于磁分离。在催化剂质量浓度为1.0g/L、H2O2初始浓度为50mmol/L、pH为3.0、温度为25℃的条件下,该催化剂对罗丹明B降解符合拟一级反应,降解100min后去除率达到96%以上。改性焦炭与Fe3O4之间存在协同作用,可促进对罗丹明B的降解。
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Ru-B/γ-Al2O3非晶态催化剂的制备及其对苯二酚加氢催化性能的研究 收藏
李贵贤, 高远, 孙烈东, 李红伟, 季东
现代化工. 2017, (5): 115-119.  
摘要 ( 806 )     PDF (2344KB) ( 12 )  
采用化学还原法制备了负载型Ru-B/γ-Al2O3非晶态合金催化剂,并将其应用于对苯二酚液相加氢制备1,4-环己二醇反应。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)、物理吸脱附技术对催化剂的性能进行了表征。研究了Ru负载量、反应温度、氢气压力、反应时间对催化剂性能的影响。结果表明,在对苯二酚加氢反应中,最佳优化反应条件为:Ru质量分数为1.0%,反应温度为140℃,反应时间为3.5h,氢气压力为3.0MPa。此时,对苯二酚转化率为86.23%,目标产物1,4-环己二醇选择性为86.54%。且该催化剂具有较好的热稳定性,具有良好的工业化应用前景。
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天然植物葡萄为原料制备5-羟甲基糠醛的初步研究 收藏
陈明鸽, 葛振红, 吴胜利, 唐雪娇, 席蓝萍, 高寒, 田维亮
现代化工. 2017, (5): 120-122.  
摘要 ( 796 )     PDF (1397KB) ( 16 )  
根据国内外有关5-羟甲基糠醛(5-HMF)制备的研究进展,利用天然植物葡萄为原料制备5-HMF。实验结果表明,铜离子影响氯化铬的催化效果,产率显著降低,酸性基团硅钨酸在氯化铬的催化体系影响甚微,没有提高催化效果;葡萄液制备5-羟甲基糠醛的最佳工艺条件:反应温度为120℃,反应时间为2h,葡萄液∶二甲基亚砜(体积比)=1∶5,通过反应溶液的置换,能够提高5-HMF产率,产率可达36%。该方法可以促进5-HMF制备成本的降低,推进其产业化进程。
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氨气法合成聚天冬氨酸的合成工艺研究 收藏
陈焕新, 韩艳瑞, 童东绅
现代化工. 2017, (5): 123-126.  
摘要 ( 825 )     PDF (1846KB) ( 21 )  
以液氨和马来酸酐为原料合成聚天冬氨酸,研究了马来酸酐与液氨的摩尔比、顺丁烯二酸铵盐合成温度和时间、聚合反应温度和时间以及水解pH等对聚丁二酰亚胺产率和聚天冬氨酸分子质量的影响。并用FTIR对合成的聚天冬氨酸的结构进行表征。结果表明,较佳的反应条件为:n(顺酐)∶n(液氨)=1∶1.2,顺丁烯二酸铵盐合成温度为85℃,反应时间为2h,聚合反应温度为210℃,聚合反应时间为4h,水解pH为9.0。在无催化剂条件下,聚丁二酰亚胺产率可高达95%以上,聚天冬氨酸重均分子质量高于7500。
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Ni-Cu-Ce-B/γ-Al2O3对苯酚选择性加氢制备环己酮的催化性能研究 收藏
徐海升, 王博, 王豪
现代化工. 2017, (5): 127-130.  
摘要 ( 811 )     PDF (1744KB) ( 15 )  
以NiCl2、Cu(NO3)2、Ce(NO3)3为原料,采用等体积浸渍法和KBH4还原法制备Ni-Cu-Ce-B/γ-Al2O3催化剂,研究了其催化苯酚选择性加氢制备环己酮的反应性能。考察了反应温度、反应压力、反应时间、液时空速、氢气/苯酚体积比、催化剂用量、不同助剂对反应活性和选择性的影响,通过正交实验筛选出了最佳的反应条件。结果表明,在反应温度为150℃、反应压力为1.0MPa、反应时间为1.5h、液时空速为2.0h-1、氢气/苯酚体积比为50/1时,反应活性达48.21%,反应选择性达29.16%。助剂Cu、Ce的加入和催化剂显碱性都有利于生成环己酮。
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静电纺丝制备锂离子电池负极材料多孔碳纳米纤维的研究 收藏
马小彪, 陈思浩, 高伟
现代化工. 2017, (5): 131-134,136.  
摘要 ( 839 )     PDF (2037KB) ( 33 )  
由聚丙烯腈(PAN)、聚苯乙烯(PS)和N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃组成的前驱体溶液通过静电纺制备聚合物纳米纤维。聚合物纳米纤维在热解碳化过程中由于PS的分解致使纤维内部和表面生成多孔结构。PS的分解能够减小纤维的直径和增加孔隙率,进而增加纤维的比表面积。由PAN/PS(质量比2∶1)制备的碳纳米纤维在200mA/g的电流密度下的放电容量达到416mAh/g,是由PAN制备的碳纳米纤维放电容量的2倍,循环100次后放电容量为353mAh/g,具有84%的容量保持率,证明其较好的循环性能。
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新型水溶性苯并三唑紫外吸收剂的合成及表征 收藏
杨秀, 刘欢, 李蓉, 任学宏, 黄丹
现代化工. 2017, (5): 135-139.  
摘要 ( 832 )     PDF (1699KB) ( 30 )  
2-(2,4-二羟基苯基)-5-磺酸基苯并三唑(DPSB)是新型活性紫外线吸收剂的重要中间体。以邻硝基苯胺、浓硫酸和间苯二酚为原料,经磺化、重氮化、偶合及还原环化四步反应制得2-(2,4-二羟基苯基)-5-磺酸基苯并三唑(DPSB),偶合产物4-((2,4-二羟基-苯基)偶氮基)-3-硝基苯磺酸(DPANB)和还原产物2-(2,4-二羟基苯基)-5-磺酸基苯并三唑(DPSB)的结构用IR、NMR、MS表征。探讨了偶合和还原反应中各项条件对反应产率的影响,偶合反应的优化条件为:n(间苯二酚)∶n(HCl)=1∶4时,在温度为0℃下反应3h,产率为64.6%;还原反应的优化条件为:使用二氧化硫脲还原剂,在70℃反应1h,产率为87.7%。该物质在波长300~385nm范围内有较高的吸光指数,具有很好的紫外吸收性能,且水溶性得到很大提高。
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对甲酚常压液相催化氧化制备对羟基苯甲醛 收藏
邵俊泉, 陈晓亚, 罗聪颖, 张斌, 章亚东
现代化工. 2017, (5): 140-144.  
摘要 ( 810 )     PDF (1834KB) ( 14 )  
以钴铜为主催化剂,镍锆为助催化剂,TiO2为载体,用浸渍法制备一系列负载型催化剂,并用XRD、IR对其进行表征。将催化剂用于对甲酚常压液相催化氧化制备对羟基苯甲醛(PHBA)的反应中,结果表明,n(Co2+)∶n(Cu2+)=3∶1,n(Co2+)∶n(Ni2+)=1∶0.06,n(Co2+)∶n(Zr2+)=1∶0.005时,催化剂的催化效果最佳。同时,考察了反应温度、氢氧化钠用量、反应时间、通氧量、甲醇用量对该反应的影响。在单因素实验基础上,采用正交实验优化出该反应较佳工艺:反应时间为5h,反应温度为75℃,甲醇用量为30mL,n(氢氧化钠)∶n(对甲酚)=5∶1,通氧量为50mL/min。以对甲酚计,PHBA的收率为92.58%。所制备催化剂在常压下对于对甲酚的催化氧化反应具有较高的催化活性和重复性。
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高性能工业用聚砜平板复合膜的制备 收藏
杨丽, 杨永强, 奚振宇, 魏昕, 王玉杰
现代化工. 2017, (5): 145-149.  
摘要 ( 771 )     PDF (2481KB) ( 35 )  
考察了浸没沉淀相转化法制备高性能工业用聚砜(PSF)平板复合膜的影响因素,确定N-甲基吡咯烷酮(NMP)/水为溶剂/非溶剂体系,铸膜液中聚砜的质量分数为12%~16%,基膜1作为复合膜的支撑层基膜,利用聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP-K30)和氯化锂(LiCl)组成的复合添加剂及PSF/PVP/LiCl/NMP质量比为15/5/3/77组成的铸膜液制备的聚砜平板复合膜,用于石化废水处理,COD和浊度去除率分别为79.5%和96.8%,水通量为167.2L/m2·h,废水处理效果明显,膜通量衰减慢,抗污染能力强。
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工艺与设备
煤渣及生物基质渗滤系统强化脱氮研究 收藏
严群, 张越, 汪宏, 卢艳秋
现代化工. 2017, (5): 150-153.  
摘要 ( 749 )     PDF (1655KB) ( 24 )  
为强化地下渗滤系统(SWIS)的脱氮效果,建立了1#土壤、生物基质分层装填和2#土壤、煤渣分层装填的2套SWIS,对比分析了煤渣和生物基质对SWIS污水处理效果的影响。2系统在20cm/d运行稳定后,1#装置的COD、总磷、氨氮和总氮的平均去除率分别为86.98%、98.24%、75.54%和71.05%;2#装置的分别为91.45%、99.35%、79.04%和65.65%。结果表明,填料中添加煤渣可提高SWIS的水力负荷及污染物去除效果,添加生物基质可为系统反硝化阶段提供碳源,从而提高地下渗滤系统的总氮去除效果,但本生物基质系统不适宜在20cm/d的高水力负荷下运行。
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水力空化联合二氧化氯处理苯酚废水研究 收藏
孔维甸, 晋日亚, 贺增弟, 乔怡娜, 杨思静, 王永杰, 刘欣欣
现代化工. 2017, (5): 154-157,159.  
摘要 ( 820 )     PDF (1957KB) ( 18 )  
以苯酚废水作为研究对象,采用水力空化技术处理,考察了入口压力、孔板开孔率、孔板排布方式对苯酚降解率的影响,并研究了水力空化联合二氧化氯对苯酚的降解率。研究表明,苯酚降解率随着入口压力的增大,呈现先增大后减小的趋势,存在最佳压力;孔板开孔率对苯酚的降解效果有较大的影响,且环状分布孔板比均匀分布孔板有更好的降解效果;水力空化比超声空化有更高的能量利用率。水力空化联合二氧化氯对苯酚的降解符合一级反应动力学规律,且降解率是2个单独处理工艺之和的1.4倍,并结合对降解机理的探究,表明两者对苯酚的降解存在协同效应。
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汽油加氢装置在线优化操作生产国Ⅴ汽油 收藏
宋阳, 孙铁, 周长茂, 李晓光
现代化工. 2017, (5): 158-161.  
摘要 ( 780 )     PDF (1254KB) ( 25 )  
中国石油抚顺石化公司120万t/a汽油选择性加氢装置原是按照生产国Ⅳ标准设计的装置,使用的是满足国Ⅳ汽油标准的GARDES工艺和系列GARDES催化剂。通过在线调整该装置各主要参数,在不停工且不更换催化剂的情况下完成汽油质量调整全过程,成功产出满足国家车用汽油国Ⅴ标准的成品汽油。在线优化操作避免了装置停工换剂和技术改造所带来的经济损失,且装置已平稳运行1年,产品均达到国家最新环保法规要求并顺利出厂。
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裂解汽油一段加氢镍基催化剂在国内大型乙烯的工业应用 收藏
胡晓丽, 孙利民, 马好文, 梁顺琴, 管信泽, 刘德华
现代化工. 2017, (5): 162-165.  
摘要 ( 746 )     PDF (2018KB) ( 13 )  
介绍了一种自主研发的预还原-钝化-预硫化型裂解汽油一段镍基LY-2008催化剂,及其制备和器外硫化工艺研究。该催化剂在抚顺石化和四川石化新建的80万t/a乙烯装置首次工业应用情况表明,催化剂具有优异的加氢和抗砷中毒能力。这标志着国产镍基催化剂在大型乙烯配套裂解汽油加氢装置工业应用迈出了坚实的一步,为实现LY-2008催化剂大规模的推广应用奠定了良好的基础。
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德士古气化炉托砖盘温度高的探讨及优化处理 收藏
陈世亮
现代化工. 2017, (5): 166-169.  
摘要 ( 907 )     PDF (1627KB) ( 17 )  
为了解决德士古气化炉托砖盘频繁出现温度超标的实际问题,对激冷水流量、激冷室结垢、激冷室液位、气化炉液位及气化炉温度引起托砖盘超温的原因进行了分析,并叙述了优化、处理措施。结果显示,激冷室结垢是引起托砖盘温度升高的主要原因,改善系统水质可缓解结垢现象;激冷水流量在350m3/h左右时可降低热负荷对托砖盘温度的影响;气化炉液位在42%~44%、洗涤塔液位在44%~46%时,对稳定托砖盘温度的效果较好。
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碳四炔烃选择加氢回收丁二烯催化剂及工艺研究 收藏
郑云弟, 李晓军, 钱颖, 展学成, 胡晓丽, 马好文
现代化工. 2017, (5): 170-173.  
摘要 ( 786 )     PDF (1704KB) ( 13 )  
研制了一种以氧化铝为载体、钯为活性组分的碳四炔烃选择加氢回收丁二烯催化剂,在50mL绝热反应器考察了催化剂的加氢性能,优化出了最佳操作条件,同时进行了1000h稳定性考察。结果表明,适宜的操作条件为:入口温度30~40℃,空速2.0~4.0h-1,氢炔摩尔比1.0~2.0,压力1.0~2.0MPa,在此工艺条件下,加氢产物中乙烯基乙炔质量分数为0.93%,丁二烯选择性超过50%,经长周期运转后催化剂活性组分未流失。
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常减压蒸馏装置电脱盐优化操作及技术研究 收藏
蒋定建, 方晓玲, 李飞, 高仁鹏, 薛金召
现代化工. 2017, (5): 174-177.  
摘要 ( 818 )     PDF (1430KB) ( 34 )  
介绍了某常减压蒸馏装置高速电脱盐工艺运行状况,针对进口原油种类、混炼比例变化较为频繁的工况,优化确定电脱盐混合强度和温度的操作优化区间,确定反相破乳剂和增脱剂的投加量。结果表明,当一级进口和二级进口的混合压差控制为50kPa和60kPa、电脱盐温度控制在125℃、反相破乳剂投加量35μg/g、增脱剂投加量40.5μg/g时,脱前盐含量下降至15.68mg/L,脱后原油平均值下降至1.84mg/L,脱除率91.5%,含盐<3mg/L合格率100%、<2mg/L以下为74.24%,金属离子下降74.8%,装置腐蚀控制良好,外排污水达到环保指标要求。
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热裂解模拟装置急冷系统的比较分析 收藏
许江, 程亮亮, 马艳捷, 田亮, 景媛媛, 宋帮勇, 杨利斌
现代化工. 2017, (5): 178-180,182.  
摘要 ( 808 )     PDF (1452KB) ( 18 )  
在具有不同急冷系统的热裂解模拟装置上进行石脑油裂解模拟对比试验,比较分析其产物收率及结焦量,得出急冷方式采用依次向裂解气注入急冷水和循环气体产品的热裂解模拟装置冷却效率高,可实现高温裂解气的快速急冷,气液相产物分离更充分,烧焦持续时间短,炉管结焦量少,可更准确模拟工业裂解炉;还可依据不同裂解工艺参数调节急冷水的注入量,提高装置的操作可控性。同时将注水管插入裂解炉管一端的端部设计成圆锥形,注水孔均匀设置在圆锥形端部的底面圆周上,可有效抑制注水孔附近结焦,裂解模拟装置实现正常长周期运转。
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连续管式反应制备丙二醇丁醚的研究 收藏
朱俊健, 黄鑫, 孙昊, 王志顺, 顾正桂
现代化工. 2017, (5): 181-184.  
摘要 ( 799 )     PDF (1655KB) ( 29 )  
制备了固体酸Hβ/SO2-4-TiO2催化剂,以正丁醇与环氧丙烷为原料、固体酸Hβ/SO2-4-TiO2为催化剂进行连续管式反应制备丙二醇丁醚。以环氧丙烷转化率和选择性为目标,首先考察单因素反应压力、反应温度、原料配比及空速等因素对合成丙二醇丁醚的转化率和选择性的影响,然后通过正交试验进一步优化管式反应的条件,确定最佳合成工艺条件。
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信息技术应用
离子液体萃取精馏分离乙醇和2-丁酮共沸体系的过程模拟 收藏
王克良, 李静, 黄禹, 连明磊, 李志, 陈定梅, 吴红, 叶昆
现代化工. 2017, (5): 185-188.  
摘要 ( 834 )     PDF (1906KB) ( 20 )  
以离子液体1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([DMIM]DMP)为萃取剂,分离乙醇和2-丁酮共沸体系。采用Aspen Plus流程模拟软件,对乙醇和2-丁酮体系的萃取精馏过程进行了模拟。考察了溶剂比、全塔理论塔板数、原料进料位置、萃取剂进料位置和回流比等因素对分离效果的影响,获得了萃取精馏分离乙醇和2-丁酮体系的最佳工艺优化条件为:萃取精馏塔的全塔理论板数为22,原料和萃取剂进料位置分别为第11块和第3块理论板,回流比为0.5,溶剂比为0.5。在此条件下,产品2-丁酮的摩尔分数达到99.98%,乙醇的摩尔分数达到99.99%,再生的萃取剂[DMIM]DMP的摩尔分数达到100%。说明以[DMIM]DMP为萃取剂萃取分离乙醇和2-丁酮共沸物具有很好的效果。
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基于优化相关向量机的化工装备故障预测方法 收藏
郁鹏, 吉卫喜, 钱陈豪, 张国祥
现代化工. 2017, (5): 189-192.  
摘要 ( 778 )     PDF (1594KB) ( 15 )  
针对影响化工装备的主要因素—腐蚀速率,在采集少量压力容器状态数据的基础上,提出了基于自导式粒子群优化算法(SGPSO)的相关向量机(RVM)故障预测方法。首先判别影响最为显著的5个表征因素;其次,使用SGPSO算法得到RVM模型最优核函数参数;然后通过样本数据计算得到预测结果的均值与方差,同时计算得到预测结果的概率分布与置信区间。仿真结果表明,SGPSORVM方法具有更高的准确率以及可靠度,因此该方法能够更有效的预测腐蚀速率,及时对化工装备的故障进行维修。
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间歇精馏过程的多目标综合优化研究 收藏
王传昌, 许保云, 艾波, 翟金国, 李良君
现代化工. 2017, (5): 193-196.  
摘要 ( 786 )     PDF (1444KB) ( 18 )  
为了提高间歇精馏过程的综合效益,需要对间歇精馏过程进行多目标优化。提出了一种基于均匀设计(UD)的间歇精馏过程多目标优化的方法。通过Aspen软件建立模型,均匀设计安排试验方案并进行模型模拟,利用DPS数据处理系统对模拟数据进行二次多项式拟合,得到数学模型并预报最优操作参数,使多目标均能达到最佳优化。并以乙醇-异丙醇二元体系分离过程作为研究案例,得到单程收率为52.92%,操作时间6.52h,相比初始模型验证实验结果,收率提高24.90%,而操作时间在可接受范围之内,达到了优化效果,为今后间歇精馏过程多目标优化提供一种新的思路。
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醋酸乙烯精制工艺的流程模拟与优化 收藏
叶启亮, 罗静, 李玉安, 周文勇, 齐鸣斋
现代化工. 2017, (5): 197-200.  
摘要 ( 870 )     PDF (2057KB) ( 31 )  
运用Aspen Plus软件,对某公司45万t/a醋酸乙烯精馏装置进行了流程模拟,模拟结果与实际值吻合良好。在此基础上,分别对粗分塔、醋酸乙烯精馏塔、醋酸精馏塔的工艺参数进行了优化,确定了优化后的工艺参数:粗分塔的回流比为1.2,醋酸乙烯精馏塔塔顶循环回流比为4.0,侧线采出位置为第30块塔板,侧线采出量为57000kg/h,醋酸精馏塔共沸剂工艺水的进料量为5500kg/h。通过工艺参数优化,不仅醋酸乙烯产品的质量分数达到99.964%,而且使粗分塔、醋酸乙烯精馏塔和醋酸精馏塔的总能耗降低8.43%。
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分析测试
ASE萃取-GPC净化-GC/MS法测定焚烧炉废弃物中多氯联苯残留量 收藏
李蕾, 燕传勇, 杨明
现代化工. 2017, (5): 201-205.  
摘要 ( 769 )     PDF (1430KB) ( 12 )  
建立了加速溶剂萃取法(ASE)萃取-凝胶渗透色谱(GPC)净化-气相色谱-质谱法(GC/MS)测定焚烧炉废弃物中14种多氯联苯(PCBs)残留量的方法。结果表明,14种PCBs在10~500μg/L范围内呈良好的线性关系,相关系数R2≥0.9997,检出限在1.5~5.0μg/kg之间;回收率为86.2%~98.7%,相对标准偏差(RSD)为1.1%~3.9%。该方法具有操作简便、检出限低、准确度高等优点。
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DNA电化学传感器用于重金属离子检测的研究 收藏
赵丽芬, 焦晨旭
现代化工. 2017, (5): 206-209.  
摘要 ( 830 )     PDF (1252KB) ( 17 )  
综述了常用的DNA修饰电极的制备方法,简单介绍了其测定金属离子的原理。详细阐述了阴、阳离子型氧化还原指示剂在测定过程中的信号变化,从而实现重金属离子定量分析的机理。在此基础上,重点介绍了DNA电化学传感器对Pb2+、Cu2+、Hg2+、Ag+、Cd2+的检测,并对其今后的发展方向进行了展望。
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阿达玛变换多参数测定仪对食品中铬的快速测定 收藏
艾思源
现代化工. 2017, (5): 210-211.  
摘要 ( 842 )     PDF (1220KB) ( 12 )  
样品经消解后,在酸性条件下,六价铬与二苯碳酰二肼(DPC)反应生成紫红色化合物,在540nm处测定其吸光度。绘制了阿达玛变换多参数测定仪在5个不同铬浓度下的工作曲线,测试并计算了曲线的准确度和仪器的检出限。结果显示,仪器的线性在0.995以上,准确度在11.5%以内,在铬的快速测定项目上具有良好的线性和准确性。
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油气储运
段塞流捕集器的结构设计及优化 收藏
董贵菡, 刘喆, 王昊
现代化工. 2017, (5): 212-214.  
摘要 ( 945 )     PDF (1506KB) ( 26 )  
简要介绍了段塞流捕集器的结构及分类,通过巴基斯坦LPG项目实例,描述了在国内外段塞流捕集基础上,优化管式段塞流捕集器的设计形式;通过ANSYS分析储液段鞍座支撑受力,攻克了设计鞍座型式这一难点。
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压力系统泄放的计算分析 收藏
梅春林, 陈红兵
现代化工. 2017, (5): 215-216.  
摘要 ( 747 )     PDF (1481KB) ( 43 )  
介绍了压力系统泄放在设计过程中需要考虑的问题,并针对性地提出了计算方法。结合工程设计实例,对火灾泄放和冷态泄放2种工况过程进行了动态模拟计算,并对计算结果进行了对比分析。
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氢气长输管道的钢管及材料适应性分析 收藏
赵博鑫, 彭莹
现代化工. 2017, (5): 217-220.  
摘要 ( 1016 )     PDF (1864KB) ( 36 )  
通过深入研究氢气介质对钢材的损伤机理,结合国内外的最新研究成果,以工程实践为例,确定长输管道钢管、设备、材料的选择,计算方法及工程中需要注意的问题,为后续类似工程提供借鉴和参考。
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