2020年, 第40卷, 第8期 刊出日期:2020-08-20
  

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    专论与评述
  • 陈春光, 董有利, 昃丹琦
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    通过进出口、从业人数、产值、产品结构等各项数据分析,对中美两国化工产业的规模、研发投入、产业政策以及相应优势领域进行了比较及思考。提出在目前贸易冲突背景下,应及时摒弃"去工业化"思潮影响,反思自身不足,大力推进化工产业新旧动能转换进程,调整产业结构,打破进口产品技术限制。
  • 门秀杰, 孙海萍, 雷强, 张胜军
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    船用燃料油是重要的炼油产品之一,在国际海事组织(IMO)限硫规定实施后,将对炼油产业产生较大影响。在阐述国内外船燃降硫政策的基础上,分析了船燃降硫对炼油产业的影响,重点论述了IMO限硫规定在短期及中长期内对我国炼油产业生产和运营产生的影响及提供的发展机遇,针对我国炼油企业应对策略提出了建议。
  • 任慧勇, 杨卫兰, 张蓓
    现代化工. 2020, 40(8): 11-14,20. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.003
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    重整C9+重芳烃中几乎不含烯烃,稳定性好,可以进一步加工利用。重整C9+重芳烃目前有3种利用途径:用作油品调和组分;作为制备BTX轻质芳烃的原料;加以分离利用。综述了重整C9+重芳烃分离技术,介绍了中国重整C9+重芳烃分离利用状况,并对投资和效益进行了分析。总体来说,国内主要重整C9+重芳烃组分偏三甲苯、均三甲苯、甲乙苯、均四甲苯分离技术成熟,但市场容量有限,企业投资须慎重。
  • 郭亚伟, 杨国栋, 冯涛, 马鑫, 喻红艳
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    运用CO2作为工质进行热储层的压裂改造、循环携热及地质封存,将成为干热岩地热资源开发利用的新兴技术。众多研究发现,CO2具有较强的采热能力,且不易与热储层发生化学反应,同时还可获得地质封存的附加效益,这对地热资源的开发及节能减排具有重要意义。简要介绍了干热岩的传统开发方式,并结合国内外相关研究现状分析了CO2作为工质的优势及需要优化和解决的问题,以期能为我国干热岩资源的开发利用提供帮助。
  • 技术进展
  • 李宵宵, 吴丽杰, 任瑞鹏, 刘玉香, 吕永康
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    对于含固污泥厌氧消化技术存在的主要问题,如传质效率低、氨抑制等,进行了归纳总结,并针对这些问题阐述了处理技术,以期为高含固污泥厌氧消化技术的进一步研究提供思路。
  • 欧阳果仔, 李新冬, 包亚晴, 田婷婷, 钟招煌
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    综述了膜分离技术处理离子型稀土冶炼废水(氨氮废水、酸性废水、含盐及碱性废水、低浓度稀土废水)的应用研究现状,分析了膜分离技术处理稀土冶炼废水的市场潜力、工业化的应用前景及其当前面临的主要挑战,以期为相关研究人员提供参考。
  • 刘明庆, 申静秀, 范梦婕, 陈英文, 沈树宝
    现代化工. 2020, 40(8): 31-34,38. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.007
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    基于水体微污染有机物现状,对微污染有机物来源、种类、性质、危害以及国际严控法规进行了阐述,并详细综述了微污染物的深度净化技术及应用,主要包括吸附技术、高级氧化技术以及组合工艺,为开发微污染有机物的深度净化新技术提供综合性参考。
  • 田贺, 易红宏, 唐晓龙, 赵顺征, 张晓东, 任晨阳
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    从负载型和非负载型催化剂2方面综述了近年来国内外甲硫醇氧化催化剂的进展,对催化剂在反应过程中中毒失活的原因和再生方法进行了归纳。同时指出催化剂构效关系研究和甲硫醇催化氧化机理的探索有助于新型催化剂的研制开发。
  • 施楠彬, 张东
    现代化工. 2020, 40(8): 39-43,48. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.009
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    着重介绍了通过气凝胶对相变材料进行负载从而改善相变材料的相应缺陷的研究。分析表明,无机材料气凝胶可以对相变材料起到良好的形状稳定作用,石墨烯气凝胶可以有效提升相变材料的热导率,聚合物气凝胶优异的韧性可以使复合材料应用于纺织等特殊领域。
  • 邵周军, 周新涛, 黄静, 罗中秋, 王路星, 马越, 母维宏
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    对电炉镍铁渣(EFS)基地聚合化学键合陶瓷材料(EFS-GCBCs)的性能进行了综述,发现该材料由于使用碱激发剂很容易碳化而发生结构破坏;此外,关于关键组分镁含量对材料性能及水化机理影响方面的研究较少,存在材料制备机理不够透彻等缺陷。因此,基于EFS富含镁质的特性,提出利用EFS制备镍铁渣基磷酸镁化学键合陶瓷材料(EFS-PCBCs)的设想。磷酸镁化学键合陶瓷材料(PCBCs)具有材料凝结速度快、早期强度高、高耐盐冻、抗腐蚀、低收缩及良好的混凝土兼容性等优点,而EFS-PCBCs与传统PCBCs相比,显著降低了PCBCs制备成本,该方法可为EFS高效综合利用提供一种新的研究思路。
  • 刘连永, 张东升, 王延吉
    现代化工. 2020, 40(8): 49-53,57. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.011
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    概述了5-羟甲基糠醛(5-HMF)的制备原则以及以葡萄糖为原料制备HMF的机理;重点阐述了均相酸和非均相酸催化葡萄糖、果糖、纤维素等生物质脱水制备HMF的研究进展,以及其所衍生的各种增值化学品、材料和生物燃料;同时展望了HMF未来的应用前景。
  • 李润润, 张宁霜, 李世友, 李春雷, 丁浩
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    综述了目前国内外利用,植物类生物质、动物类生物质和其他类生物质制备活性炭材料的研究进展及存在问题,展望了生物质制备活性炭材料的未来发展方向。
  • 李海玲, 陈丽华, 肖朝虎, 哈斯其美格
    现代化工. 2020, 40(8): 58-61,66. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.013
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    对理想化固定载体材料的特点进行了简介,重点对近几年无机载体材料、天然有机载体材料、合成高分子载体材料及复合载体材料在石油污染修复、污水处理等方面的研究与应用进行了综述,并对微生物固定化载体材料的发展趋势进行了展望。
  • 孙大海, 陈小平, 杜玉朋, 任万忠, 田晖
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    介绍了异丁烯齐聚反应机理和异丁烯齐聚反应产物的利用,重点介绍了可以替代混合C4馏分中异丁烯醚化生产MTBE的工艺、异丁烯选择性齐聚反应不同类型催化剂的性能比较等研究现状,从经济、技术和发展等方面对混合C4馏分中异丁烯选择性齐聚提出了建议。
  • 科研与开发
  • 高艳春, 韩芳, 韩丽娜, 常丽萍, 鲍卫任, 王建成
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    以煤气化渣(CGS)为载体,采用等体积浸渍法负载1%的钒制备V/CGS催化剂。考察了煅烧温度、预氧化温度对催化剂脱硝活性的影响。经活性评价发现,500℃煅烧、250℃预氧化后的催化剂低温脱硝活性最佳。此外,还考察了空速、SO2体积分数对V/CGS催化剂脱硝活性的影响。通过XRD、XPS、H2-TPR以及物理吸附等方法对催化剂结构进行表征。结果表明,V/CGS催化剂中钒主要以V5+状态存在,经预氧化后V5+含量相对增加8%,促进了催化剂的脱硝活性。另外,在SCR反应过程中,低浓度SO2对V/CGS催化剂脱硝具有促进作用。
  • 程华农, 邱娜娜, 郑世清
    现代化工. 2020, 40(8): 73-77,82. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.016
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    对湿法脱硫工艺的氧化再生过程进行了实验研究,通过单因素试验考察了温度、氧硫摩尔比、pH和酞菁钴四磺酸钠(PDS)质量浓度对再生效率的影响。基于单因素实验结果设计了四因素三水平正交实验,结果发现温度是影响氧化再生过程的关键因素,其次是氧硫摩尔比和pH,而PDS质量浓度的影响最小。最佳脱硫条件是氧硫摩尔比为1.25、PDS质量浓度为60 mg/L、pH为8.6、温度为18℃,对应的再生效率为83.8%。对HS-的氧化再生过程进行了机理分析,提出控制多硫离子氧化是降低副盐生成的关键。最后对实际工厂脱硫氧化过程分析发现,其脱硫效率仅为55%,温度和氧硫摩尔比与实验最佳条件存在很大差异。
  • 李惠文, 苗长林, 杨铃梅, 吕鹏梅, 王忠铭, 袁振宏
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    为了延长生物柴油产业链,以废油脂生物柴油副产物粗甘油为原料,高值化利用生产衍生物环氧氯丙烷(ECH)。粗甘油原料被提纯成工业级甘油,经氯化反应和环化反应制备了环氧氯丙烷。以200 mL/min的氯化氢气体为氯化剂、己二酸为催化剂,在反应温度为105℃、己二酸质量分数为7.5%的条件下,通过降温真空除水3次,制得二氯丙醇(DCP),氯化收率达93.2%,甘油转化率达96.7%。在氢氧化钠催化下二氯丙醇环化制得环氧氯丙烷。通过单因素实验得到环化反应的最佳工艺条件为:反应时间为30 min、氢氧化钠与二氯丙醇摩尔比为1.2∶1、反应温度为90℃,在此条件下的环化收率为89.5%。
  • 张根, 黄自力, 葛胜涛, 田亮, 张海军
    现代化工. 2020, 40(8): 83-87,92. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.018
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    采用机械混合/热处理的方法制备了具有异质结结构的Bi4Ti3O12/g-C3N4复合光催化剂,利用XRD、SEM及UV-Vis对所制备的复合光催化剂的结构与形貌进行了表征。结果表明,复合光催化剂中形成了异质结构,其禁带宽度减小,吸收带边红移,可见光吸收增加。以RhB为目标污染物评价复合光催化剂的活性,考察了不同g-C3N4复合量对光催化剂反应活性的影响。结果表明,异质结型复合光催化剂的光催化活性明显优于单相Bi4Ti3O12;当g-C3N4的质量分数为20%时,其光催化性能最佳(90 min达92.8%),其表观反应常数为单相Bi4Ti3O12的4倍。复合光催化剂光催化活性提高的原因是Bi4Ti3O12与g-C3N4之间形成了异质结,显著降低了光生电子和空穴的复合几率。外加捕获剂的实验结果表明,复合光催化剂的主要活性基团为空穴(h+)与超氧自由基(·O2-)。
  • 邱泽刚, 刘伟伟, 尹婵娟, 丁亮, 何浩, 汤远航, 李志勤
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    酚类的脱除转化是中低温煤焦油清洁高值化利用中的关键问题。煤焦油中高级酚尤其是烷基酚可通过C—O键选择性断裂直接加氢脱氧(DDO)获取芳烃。研究了硫化态CoMo/ZrO2催化剂对4-甲基酚的加氢脱氧性能。结果表明,反应压力、温度、时间和催化剂质量均对4-甲基酚转化率影响显著。4-甲基酚转化率可高达99.88%,甲苯选择性为90.47%。反应主要产物为甲苯和甲基环己烷,甲苯选择性降低主要是因为生成了甲基环己烷。甲苯的选择性受催化剂质量影响显著,甲苯选择性可高达96.0%,此时4-甲基酚转化率为96.35%。
  • 李鹏毅, 张冬冬, 宁平, 张慧芳, 冯天彦, 谭波, 沙成豪
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    为了丰富废弃磷尾矿的资源化利用途径,以浮选磷尾矿为脱硫剂,研究了湿法脱硫过程中固液比、吸收剂温度、进口SO2质量浓度以及经煅烧、微波处理等影响因素对脱硫效率的影响规律。结果表明,最佳反应温度为25℃,随着温度升高,SO2溶解度降低,吸收液对SO2去除效率降低;固液比增加,吸收剂与SO2接触面积增大,脱硫率增加;进口SO2质量浓度的提高大量消耗吸收液中的氢氧根,降低了吸收液的pH,不利于SO2的吸收;磷尾矿经煅烧后物化性质发生变化,最显著的是原有的碳酸盐等盐类转化为金属氧化物,提高了反应活性,大大提高了脱硫效率;微波处理后的磷尾矿由于降低其活化能,在一定程度上提高了反应速率,有利于SO2的吸收。
  • 徐婷婷, 张磊, 郭波
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    以葡萄籽提取液绿色合成铁纳米颗粒(Fe-NPs)为催化剂,采用非均相类芬顿体系对间甲酚的降解进行研究。利用SEM、FT-IR和XRD等对合成的Fe-NPs进行表征分析。考察了溶液初始pH、催化剂质量浓度、H2O2用量和反应温度对降解的影响。结果表明,在溶液自然pH=6.51、催化剂质量浓度为0.30 g/L、30% H2O2用量为10 mL、反应温度为308.15 K条件下,100 mg/L间甲酚90 min时降解率达到95.75%。在最佳条件下,伪一级和伪二级动力学模型均能有效拟合Fe-NPs对间甲酚的降解过程,包括氧化降解和吸附。
  • 安璐, 肖鹏飞
    现代化工. 2020, 40(8): 103-106,112. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.022
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    以水中盐酸金霉素为目标污染物,研究了活性炭活化过硫酸钠对盐酸金霉素的降解效果及机制。结果表明,活性炭与过硫酸钠联合体系对盐酸金霉素的去除效果要好于活性炭和过硫酸钠的单一体系。活性炭活化过硫酸盐体系的最佳条件为:活性炭投加质量为0.2 g、盐酸金霉素与过硫酸钠摩尔比为1∶50、pH为3,该条件下对初始质量浓度为50 mg/L的盐酸金霉素的降解率可达到80%以上。活性炭的重复利用性能较高,3次重复使用后降解率仍保持在60%以上。无机盐离子对体系氧化降解盐酸金霉素有一定的抑制作用。自由基鉴定试验结果表明,·SO4-在整个处理体系中起主要的降解作用。紫外-可见光谱分析发现,盐酸金霉素在分解过程中其苯环结构被破坏。活性炭活化过硫酸盐氧化法可高效去除水中的四环素类抗生素。
  • 郭波, 李赛, 徐婷婷, 张磊
    现代化工. 2020, 40(8): 107-112. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.023
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    利用自行合成的膨胀珍珠岩负载型纳米零价铁(EP-nZVI)去除偶氮染料酸性大红(AR)和甲基橙(MO)。考察了EP-nZVI质量浓度、初始pH、温度和单一染料初始质量浓度对EP-nZVI去除染料的影响。实验证明EP-nZVI可以快速高效地降解溶液中的AR和MO。SEM和XRD表征结果表明,负载于膨胀珍珠岩(EP)的纳米铁粒子具有良好的分散性;对照实验显示EP具有一定的吸附作用,EP-nZVI去除AR和MO的效果优于nZVI。动力学研究表明,EP-nZVI去除AR和MO是一个快速吸附同时发生氧化还原的过程,是受表面控制的反应。紫外-可见光谱分析表明,EP-nZVI通过断裂AR和MO分子中的偶氮基实现快速降解染料。
  • 刘亮, 郭靖, 薛晓彬, 魏巍, 张荣辉, 张点, 柯从玉, 张群正
    现代化工. 2020, 40(8): 113-117. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.024
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    为寻找一种高效清洁的液体除硫剂,对已合成的3种三嗪类除硫剂(THT、TMP和TP)分别进行了除硫性能评价和产物分析。通过控制变量法分别考察了温度、pH、H2S质量浓度、除硫剂浓度、反应时间对除硫效率的影响,及不同除硫剂的吸附容量和产物形态的对比。结果表明,除硫剂较适宜的反应温度为50~55℃(油相中应适当升温);碱性条件更有利于吸收H2S;宜用于较低H2S质量浓度的油气藏;除硫剂质量分数分别在40%、30%和50%时更经济环保;反应时间不宜超过5 h;产物可逆性均较小且属实际无毒;其中THT的反应产物中有大量白色沉淀。3种三嗪类除硫剂均有优良的除硫性能,但使用的条件范围均有限制,其中以TMP的除硫性能最优良,且与H2S反应的产物更环保。
  • 薛兴颖, 齐志文, 周昊, 颜洋洋, 王成章
    现代化工. 2020, 40(8): 118-123. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.025
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    以漆酚(URU)为原料,与没食子酸(GA)发生催化交联反应得到新型双组分漆酚/没食子酸聚合物(UG),利用红外、核磁等表征手段对其结构进行表征,并初步提出两者共聚反应的机理为自由基共聚反应。进一步将聚合物UG与聚合桐油、漆蜡等经高速共混,得到均匀分散的混合多组分涂膜液。研究了聚合桐油、漆蜡的添加量对多组分涂膜物理机械性能、热重以及疏水性能涂膜的影响。结果表明,当聚合桐油和UG质量比为4∶6时,所制得涂膜的物理机械性能最佳。经5% NaCl、5% H2SO4、5% NaOH作用48 h,涂膜未出现变色、起皱或龟裂。
  • 贾秀秀, 何壮, 丁鹏佳, 朱津玉, 潘子欣, 李再兴, 牛建瑞
    现代化工. 2020, 40(8): 124-128. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.026
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    γ-氧化铝(γ-Al2O3)为载体,采用共沉淀法制备Cu-Mn-Ce/γ-Al2O3催化剂,构建臭氧-Cu-Mn-Ce/γ-Al2O3催化臭氧化降解体系。在不同条件下,考察Cu-Mn-Ce/γ-Al2O3对布洛芬废水处理效果的影响,并对催化剂进行XRD、TEM和BET表征。结果表明,在反应初始溶液pH=7、臭氧投加量为30 mg/min、Cu-Mn-Ce负载量为20%及催化剂质量为0.45 g的条件下,布洛芬废水中TOC的去除率最高可达80.96%;Cu-Mn-Ce/γ-Al2O3催化剂重复使用5次后,废水中TOC的去除率从80.96%降低至75.31%,表明该催化剂的稳定性和重复利用性较好。
  • 黄金花, 杨丙星, 叶丽萍
    现代化工. 2020, 40(8): 129-133,138. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.027
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    采用等体积浸渍法制备MnO2-CuO/Y催化剂,考察组分质量分数对常温催化臭氧氧化甲苯性能的影响。利用X射线衍射、N2吸附-脱附、氢气程序升温还原、甲苯吸附等分析方法对催化剂结构进行表征,以甲苯转化率维持在95%以上的时间(t95)为指标对催化性能进行评价。结果表明,当活性组分MnO2和CuO总负载量为10%且MnO2与CuO质量比为3∶2时,6% MnO2-4% CuO/Y催化剂具有相对较高的比表面积和孔容积及较好的甲苯吸附性能,MnO2和CuO之间存在相互作用,形成固溶体,促进氧化还原性能的提高。因此,在常温催化臭氧氧化甲苯反应中,6% MnO2-4% CuO/Y催化剂表现出较高的反应活性,t95为260 min,COx选择性为85.4%,CO2与CO摩尔比为5.36。
  • 贾彪, 颜家保, 胡杰, 王兴龙, 连冰冰
    现代化工. 2020, 40(8): 134-138. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.028
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    以钢渣、粉煤灰、黏土、剩余活性污泥和过渡金属盐类为原料,利用固相混合法制备得到陶粒催化剂,并对焦化废水生化尾水进行臭氧催化深度处理研究。以COD去除率为评价指标,考察了催化剂活性组分种类与质量分数、催化剂质量浓度、臭氧投加量、焙烧温度及废水初始pH等工艺条件对COD去除率的影响。结果表明,Mn-TiO2双活性组分质量分数为8%、焙烧温度为1 110℃、废水初始pH为7.12、臭氧投加量为5.81 mg/min、催化剂质量浓度为20 g/L时,陶粒催化剂对焦化废水的处理效果最佳。废水的COD从100.08 mg/L降至44.12 mg/L,去除率高达55.92%。出水水质满足新修订的焦化废水排放标准。催化剂重复使用10次,活性无明显衰减,COD去除率均保持在50%以上。
  • 李海英, 胡秋冬, 程欢, 张春奇, 尹贻民
    现代化工. 2020, 40(8): 139-143,149. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.029
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    工业烟气中粒径10 μm以下的微细颗粒物通过静电除尘器捕集效率较低,以烧结烟气中微细粉尘为研究对象,采用化学团聚协同作用提高静电除尘效率。选取聚丙烯酰胺(PAM)、葡甘露聚糖(KGM)和聚合氯化铝(PAC)3种絮凝剂考察其团聚效果。结果表明,化学团聚作用显著增大了微细颗粒平均直径,其中PM10粒级的颗粒体积分数最高减少了75.608%;3种絮凝剂中KGM团聚效果最好,团聚前、后粉尘峰值粒径分别为11.565、37.825 μm;在选取的浓度范围内,絮凝剂质量浓度越高团聚效果越好;烟气温度变化对PM2.5级别颗粒团聚效果的影响不是很显著。通过正交试验分析得出,当入口烟温为100℃、絮凝剂KGM质量浓度为0.1 g/L时,粉尘颗粒物峰值粒径达到40 μm左右,除尘效果可达到97%以上。
  • 潘淑倩, 余金鹏, 徐华胜, 周永贤, 尤雅芳, 王鹏飞
    现代化工. 2020, 40(8): 144-149. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.030
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    将不同质量分数的钠型ZSM-5引入氧化铝溶胶制备复合载体,负载活性组分铬并用于丙烷脱氢催化实验。利用XRD、XRF、BET、NH3-TPD、UV-Vis等对添加不同ZSM-5质量分数的复合载体、催化剂样品进行表征,考察了不同质量分数ZSM-5对催化剂的孔分布、晶体结构、表面酸性、金属存在形式、积碳行为及丙烷脱氢性能的影响。结果表明,5% ZSM-5与氧化铝复合,增加了催化剂表面有利于脱氢反应的弱酸位点比例,增加了可被还原的Cr6+及脱氢活性中心不饱和Cr3+的数量,有效抑制积碳生成,提高催化剂的平均反应活性;当反应温度为600℃、C3H8与N2体积流量比为1∶15时,催化剂的丙烷转化率与丙烯选择性可达52.0%和90.0%。
  • 何丹, 高建亮, 闫谨, 赵玉慧, 张迪, 才金玲
    现代化工. 2020, 40(8): 150-153,157. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.031
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    由于光合细菌体积小、培养液菌体密度低,导致菌体难以回收,极大地限制了光合细菌的产业化应用。研究了不同质量浓度的硫酸铝、氯化铁、壳聚糖絮凝采收光合细菌的效果。结果表明,3种絮凝剂均能高效回收光合细菌,其中氯化铁采收光合细菌的最适质量浓度为1.9 g/L,回收率高达(99.99±0.01)%;硫酸铝采收光合细菌的最适质量浓度为1.5 g/L,回收率为(98.24±0.01)%;壳聚糖的最适质量浓度为0.008 g/L,回收率为(84.20±0.02)%。3种絮凝剂均可高效回收光合细菌,其中壳聚糖由于用量低、无毒害,更适用于采收光合细菌。
  • 马凯旋, 张跃, 严生虎, 刘建武, 沈介发, 马晓明, 辜顺林, 陈代祥
    现代化工. 2020, 40(8): 154-157. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.032
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    以邻二氯苯为原料、硝酸为硝化剂、浓硫酸为溶剂,研究了在脉冲混合结构微通道反应器中合成3,4-二氯硝基苯的连续流工艺,考察了反应物料摩尔比、硝硫混酸摩尔比、反应温度、反应停留时间等工艺条件。结果表明,当n(邻二氯苯)∶n(硝酸)∶n(硫酸)=1∶2∶4、反应体系温度为60℃、停留时间为135 s时,反应效果最佳。该工艺充分利用了微通道反应器优良的传质传热特点,缩短了反应时间,扩大了工艺条件选择区间,实现了对反应过程的有效控制,增加了安全系数。
  • 乔琼清, 王珀会, 吴金婷, 董明甫, 李鸿波
    现代化工. 2020, 40(8): 158-161. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.033
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    以2-甲基萘(2-MN)为原料,冰醋酸为溶剂,(NH42S2O8为引发剂,经30% H2O2氧化制得粗品2-甲基-1,4-萘醌(2-MNQ),通过IR、NMR、MS对其结构进行表征,并采用HPLC (面积归一化法)测定粗品2-MNQ的纯度及其所含杂质的种类和含量。考察了反应温度、反应时间、溶剂与氧化剂用量对粗品2-MNQ收率、纯度、转化率的影响,并得到最佳工艺条件:反应温度为85℃、反应时间为3 h、n(CH3COOH)∶n(H2O2)∶n(2-MN)=50∶11∶1。在最佳工艺条件下,粗品收率为61.1%,转化率为99.7%,纯度为87.7%。经HPLC法测得粗品2-MNQ中的杂质主要为邻苯二甲酸酐和6-甲基-1,4-萘醌(6-MNQ),粗品依次经NaHCO3水溶液和NaHSO3水溶液处理,最终获得2-MNQ纯品(纯度97.7%),总收率为56.2%。
  • 杨浩, 陈琪, 马新华, 阎杰, 郭剑亮, 林海琳
    现代化工. 2020, 40(8): 162-166,172. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.034
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    以棉浆板为纤维素原料、ZnCl2溶液为溶剂,分别以水、甲醇、乙醇、丙酮为凝固浴,通过相转化法制备了4种纤维素膜。通过膜的微观形貌对比分析了其形成机理,测定了不同膜在水通量、孔隙率及干燥后力学性能的差异。结果表明,4种膜内部均为纤维网状结构,其中以水为凝固浴制得的膜的内部纤维较为舒展、粗大,表皮为多孔状;而以有机溶剂制得的膜的内部纤维为卷曲、结团状,且出现指状孔,表皮为致密光滑状。4种膜的FT-IR、XRD、TG表征结果无显著差异,均由纤维素Ⅰ型变为纤维素Ⅱ型,结晶度降低,热稳定性降低30℃左右,残碳量增高。
  • 李璐, 丁长坤, 张宇鑫, 岳程飞, 陈宁宁
    现代化工. 2020, 40(8): 167-172. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.035
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    为增强壳聚糖(CS)膜吸附重金属离子的能力,以CS为基体,利用乙二胺(EDA)对氧化石墨烯(GO)进行胺基化改性,将改性后的GO (n-GO)引入CS制备得到壳聚糖/胺基化氧化石墨烯(CS/n-GO)复合膜。探究吸附时间、吸附剂质量、溶液pH、初始质量浓度等条件下复合膜对铜离子(Cu2+)吸附性能的影响。结果表明,GO表面成功接枝上了氨基,最佳的胺基化摩尔比为n(GO)∶n(EDA)=1∶8。在吸附时间为12 h、溶液pH=4、吸附剂质量为70 mg、初始质量浓度为50 mg/L时,CS/n-GO复合膜对Cu2+吸附效果最好,吸附率最高可达92.8%。CS/n-GO复合膜对Cu2+的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附模型符合Langmuir等温吸附模型。经过5次吸-脱附实验后,复合膜仍可重复使用。
  • 姚佩, 蒋文伟, 李晶晶
    现代化工. 2020, 40(8): 173-175. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.036
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    以丙酮/水(体积比为30∶20)为溶剂,采用溶剂挥发法合成了马尿酸单晶以及硫脲掺杂的马尿酸单晶,对未掺杂和硫脲掺杂的马尿酸单晶进行了晶相、光学透过性以及热性质研究。通过元素分析(EA)和粉末X射线衍射(XRD)证实硫脲已掺入到马尿酸晶格中;根据热重分析(TGA)、紫外反射光谱(UV-Vis)和吸湿性实验发现,掺杂后晶体的热降解点变低、熔程变宽、透光性加强、吸湿量减小。实验证明,2种晶体都是综合性能优异的有机非线性光学材料。
  • 任伟, 吕娜伟
    现代化工. 2020, 40(8): 176-179. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.037
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    通过在PDMS膜中加入NaCl微米颗粒形成孔结构,制得以多孔PDMS膜构建的柔性电容传感器,测试了不同NaCl质量分数下的灵敏度,同时对系统耐久性与响应速率进行了分析。结果表明,纯PDMS薄膜形成了较为光滑的表面,加入NaCl颗粒的薄膜形成了大量的孔隙结构。NaCl颗粒质量分数为20%的多孔传感器的灵敏度为0.68 kPa-1,相对于无孔PDMS薄膜传感器得到显著改善。当压力增大时,灵敏度减小。对颗粒进行更长时间研磨后得到更小粒径,获得更高的薄膜传感器灵敏度。孔结构能够促进薄膜传感器对外界压力形成更明显的数值反馈。当对传感器施加5.0 Pa压力后,传感器实现了4 s以内的响应时间,可满足快速反应的要求。压力施加与去除的迟滞变化曲线基本重合,传感器只存在很低的迟滞。传感器弯曲前后灵敏度基本一致。
  • 李亚林, 刘蕾, 周涛, 王尊严, 毕雅洁, 陈高昂
    现代化工. 2020, 40(8): 180-184,189. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.038
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    以带式压滤机处理过的一次脱水污泥为研究对象,运用电渗透交变电场联合双氧化技术对污泥进行脱水,研究不同单因素条件对污泥深度脱水的影响。利用响应曲面法的Box-Benhnken中心组合设计对污泥脱水条件进行优化,分析了投药摩尔比n(CaO2)∶n[(NH42S2O8]、电压梯度、时间比之间的交互作用,探究最佳工艺参数。单因素实验结果表明,当投药摩尔比为0.96∶1、电压梯度为13.76 V/cm、不等占空比为4.59∶1时,污泥含水率可降至53.99%。优化结果显示,回归模型可达到显著水平,在实验研究区域内拟合较好,模型的精确度、准确度及可信度均在可信范围内,并且各因素之间交互作用显著,可以真实地反映对污泥脱水效果的影响。
  • 工业技术
  • 李铭全, 成少安
    现代化工. 2020, 40(8): 185-189. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.039
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    以体积分别为8.0、4.5 L的单室空气阴极微生物燃料电池(MFC)为组件,构建宽式堆栈(WMFCs)和窄式堆栈(NMFCs)2种MFC堆栈(体积均为40 L),以乙酸钠为基质考察组件堆栈形成放大电池后性能的变化,并研究不同电路连接材料对堆栈产电性能的影响。兼顾经济性与运行可靠性选择镀锡紫铜条作为并联材料时,WMFCs的最大功率密度(Pmax)为47.22 W/m3,NMFCs Pmax为51.23 W/m3。而单个周期WMFCs回收能量为0.229 kWh/m3,相比NMFCs提升5.53%。通过接入自主设计的储能电路考察不同堆栈的能量收集情况,最终形成以WMFCs为主要放大电池工艺构型的MFC堆栈运行方案。
  • 岑昊, 叶青, 樊玉锋, 陈丽娟, 张皓翔, 王乃根
    现代化工. 2020, 40(8): 190-193,197. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.040
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    针对丙酸丙酯生产工艺能耗大的特点,提出了一种塔釜闪蒸热泵辅助反应精馏生产丙酸丙酯的新工艺。利用AspenPlus软件对常规反应精馏生产丙酸丙酯流程和塔釜闪蒸热泵辅助反应精馏生产丙酸丙酯流程进行模拟,对塔釜闪蒸热泵辅助精馏流程中的节流阀出口压力进行了优化,得到最优工艺操作条件。并利用温焓图比较了2个流程的热回收情况。最后对常规反应精馏生产丙酸丙酯流程与塔釜闪蒸热泵辅助精馏流程的能耗和年度总投资进行计算比较。结果表明,与常规反应精馏流程相比,塔釜闪蒸热泵辅助精馏流程降低能耗33.89%,年度总费用降低42.35%,是一种经济、节能的工艺流程。
  • 王宏宾, 杜艳霞
    现代化工. 2020, 40(8): 194-197. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.041
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    介绍了神华准能集团开发的粉煤灰盐酸法提取氧化铝技术,该技术解决了制约盐酸法工业化的三大难题,即分离除杂、设备腐蚀以及"三废"对环境的二次污染;同时分析了该技术的经济性,认为其成本低、有较强的市场竞争力。
  • 皮庆立, 林春光, 杨雪娇
    现代化工. 2020, 40(8): 198-199,204. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.042
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    通过将炼厂各装置的饱和轻烃(C3~C6)进行整合处理供给乙烯装置作为裂解原料,使得饱和轻烃脱离汽油池,提高气分装置的丙烯收率,实现装置原料互供的同时为企业带来良好的经济效益。
  • 孔会娜, 郑卫
    现代化工. 2020, 40(8): 200-204. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.043
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    为了提高煤制乙二醇聚酯级产品的收率、降本增效,选择了乙二醇液相加氢技术对煤制乙二醇工艺进行改造。设计了液相加氢工艺流程、乙二醇液相加氢与乙二醇精馏耦合流程。通过工业化运行表明,液相加氢效果明显,极大地提高了工业级乙二醇的紫外透光率;通过液相加氢后工业级乙二醇的循环,使聚酯级乙二醇收率达到100%。
  • 袁希玉, 刘金龙, 杜光宗
    现代化工. 2020, 40(8): 205-207,210. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.044
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    由于加工中东混合原油,造成某公司0.5 Mt/a催化裂化装置原料盐含量高达23.35~100 mg/L,表现为平衡催化剂活性低,产品分布差,分馏系统结盐严重,汽、柴油分离精度差。通过增设电脱盐系统,优化操作参数和选择合适的破乳剂,催化料平均含盐量由53.7 mg/L降低至2.67 mg/L,脱盐率大于95%;平衡催化剂活性提高5%,催化剂单耗降低38.6%;产品分布改善,干气和焦炭产率降低23.7%,降低了富气压机和主风机负荷;汽油收率增加5.4%,经济效益显著;同时,分馏系统结盐现象得到改善,产品分离精度显著提高。
  • 宋国全, 杨理, 殷跃广, 李文刚
    现代化工. 2020, 40(8): 208-210. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.045
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    以1,5-戊二醇为原料催化脱氢得到δ-戊内酯粗品,再采用减压间歇精馏工艺进行提纯,得到δ-戊内酯纯度为99.8%、收率为95.0%,产品质量达到了聚合级技术指标。减压间歇精馏工艺的操作条件为:压力5.0 kPa、塔顶温度140℃、回流比2.5~3.0。该新工艺能耗低、操作简便,工业化推广意义较大。
  • 赵永祥, 张培丽, 赵猛, 赵俊杰
    现代化工. 2020, 40(8): 211-213. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.046
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    采用不同工艺合成环丁烯砜的物耗相差很大,为优化环丁烯砜合成工艺流程,提出了双釜连续合成工艺、常压闪蒸、低压深拔低温回收及脱硫塔工艺。该工艺流程物耗低,环丁烯砜脱硫效果好;通过流程模拟优化,找出了最佳生产工艺条件,即原料配比为1.70时环丁烯砜生产效益最佳,同时二氧化硫排放量最少。
  • 分析测试
  • 秦洪伟, 闫彬, 王鑫, 刘妍, 尤国红
    现代化工. 2020, 40(8): 214-217. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.047
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    运用差分脉冲伏安法(DPV)研究了磺胺在石墨烯锰卟啉复合材料修饰电极(GR-MnTPP/GCE)上的电化学行为。结果表明,在pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中产生了一个不可逆的氧化峰,峰电位为0.89 V;同时在5.0×10-6~2.0×10-4 mol/L范围内,磺胺的电化学检测峰电流与浓度呈现明显的线性关系,线性方程为y=0.114c+11.982,相关系数R=0.998 9,平行测定的相对误差小于1.378%(n=7)。研究表明,利用石墨烯锰卟啉复合材料修饰电极对磺胺的电化学检测有良好的响应效果,可以应用于对磺胺的测定。
  • 李玲芳, 尹俊霞, 贾桥, 马翔, 王琦
    现代化工. 2020, 40(8): 218-220,226. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.048
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    基于二氧化锰纳米颗粒具有优异的模拟酶特性,能够高效地催化氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺产生明显的蓝色变化,而谷胱甘肽的加入能够引起二氧化锰的降解从而抑制了基于二氧化锰的显色反应。据此制备了二氧化锰纳米颗粒并且建立了测定谷胱甘肽的比色法,结果表明,在最佳条件下,谷胱甘肽的线性范围为8~70 μmol/L,并且表现出了良好的选择性。
  • 黄泽恩, 石文媛, 王车礼
    现代化工. 2020, 40(8): 221-226. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.08.049
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    在293.15~323.15 K温度范围内,采用激光法测定了铵明矾在氯化钠溶液中的介稳区宽度和诱导期,分别研究了不同饱和温度、搅拌速率和降温速率对铵明矾介稳区的影响以及各温度下过饱和度对铵明矾诱导期的影响。结果显示,铵明矾在氯化钠溶液中的结晶介稳区均随着搅拌速率和饱和温度的增大而变窄,随着降温速率的升高而变宽;根据Sangwal的3D成核理论方程推算出铵明矾在氯化钠溶液中的成核活化能;此外实验测定铵明矾的诱导期随着过饱和度和饱和温度的增大而缩短,根据诱导期实验数据和经典成核理论,计算出293.15~303.15 K温度范围内铵明矾在氯化钠溶液中的界面张力。