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不等径开放式撞击流雾化特征及二乙二醇/水体系混合研究

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含能材料 2024年第4期32卷 360-368页

作者：梁鹏飞陈锦芳赵美玲张国辉王雅丽山西北方兴安化学工业有限公司山西太原030008

采用粒子图像测速技术(PIV)对不等径开放式撞击流中质量分数60%的甘油‑水溶液雾化性能进行了研究,探讨韦伯数We(51≤We≤1605)、入射速度u(2.12 m·s^(-1)≤u≤6.37 m·s^(-1))、喷嘴直径(喷嘴1:左侧喷嘴直径(D_(1))=1.5 mm,右侧喷嘴直... 详细信息

采用粒子图像测速技术(PIV)对不等径开放式撞击流中质量分数60%的甘油‑水溶液雾化性能进行了研究,探讨韦伯数We(51≤We≤1605)、入射速度u(2.12 m·s^(-1)≤u≤6.37 m·s^(-1))、喷嘴直径(喷嘴1:左侧喷嘴直径(D_(1))=1.5 mm,右侧喷嘴直径(D_(2))=2 mm;喷嘴2:D_(1)=2 mm,D_(2)=3 mm)对液膜破碎特征及液滴行为的影响,并对复合含能材料粘结剂溶剂二乙二醇与水混合过程的液滴分布进行了研究。结果表明:随着We增大,液膜破碎长度先增大,当液膜破碎模式到达无边缘模式后减小,且液膜厚度与液滴直径逐步减小,液滴速度逐步增大;随喷嘴直径增大,液膜破碎模式变化不显著,液膜破碎长度、厚度、液滴直径均增大,液滴速度则逐步减小。同时,拟合得到液膜破碎长度、液膜厚度、液滴索特平均直径D[3,2]与喷嘴直径、韦伯数间的经验关联式,采用二乙二醇与水体系验证后发现,随入射速度增大,二乙二醇与水撞击混合后液滴直径减小,分布变窄,D[3,2]数值在经验关联式±15%误差范围内与理论预测结果一致。

关键词：开放式撞击流不等径粘结剂溶剂液膜破碎特征液滴行为

基于化工机理与工业数据孪生建模的甲醇精馏过程优化

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化工进展 2024年第1期43卷 310-319页

作者：王雄杨振宁李越申威峰重庆大学化学化工学院重庆400044 重庆长风化学工业有限公司重庆400021

在化学工业生产中,分布式控制系统(distributedcontrolsystem,DCS)数据作为反映过程生产状况的关键信息,通常由于测量误差影响而不能满足过程精准建模与优化的要求。常规过程建模与优化研究一般无法充分考虑工业实际生产与设计数据产生... 详细信息

在化学工业生产中,分布式控制系统(distributedcontrolsystem,DCS)数据作为反映过程生产状况的关键信息,通常由于测量误差影响而不能满足过程精准建模与优化的要求。常规过程建模与优化研究一般无法充分考虑工业实际生产与设计数据产生的偏差。为此,本工作在结合化工机理、DCS工业数据及工业经验的基础上,从底层逻辑出发,提出一种基于甲醇精馏工业生产数据与化工机理孪生建模框架来指导工业过程更精准的优化。将仪表的测量范围作为权重赋予测量变量,使用非线性规划算法基于化工机理约束对测量变量进行校正并求解校正值。结合校正值和工业经验提出过程变量的置信分数模型,实现对测量变量的置信评价。基于校正后的测量变量构建更贴近工业实际的甲醇双效精馏过程模型并实现对其更精准的过程工艺优化。该工作提出的化工机理与工业数据孪生建模思想,对构建数字化工孪生系统和智能化工厂的数据甄别、工艺优化等过程具有重要的科学意义和实际应用价值。

关键词：数据驱动置信分析数据协同过程优化甲醇精馏数字孪生

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孔板模具结构对挤出造粒形貌的影响研究

兵器装备工程学报 2024年第6期45卷 283-290页

作者：代久双冉真真毛长勇周龙宝任丽孙晓泉泸州北方化学工业有限公司四川泸州646605

为深入研究挤压造粒过程中孔板模具对造粒药粒形貌和质量的影响,运用有限元方法,采用数值模拟对挤压造粒过程药料的受压情况、孔板压力分布情况进行分析,通过仿真模拟手段对孔板模具的孔数、孔径、孔板厚度进行初步模拟设计,按照孔板模... 详细信息

为深入研究挤压造粒过程中孔板模具对造粒药粒形貌和质量的影响,运用有限元方法,采用数值模拟对挤压造粒过程药料的受压情况、孔板压力分布情况进行分析,通过仿真模拟手段对孔板模具的孔数、孔径、孔板厚度进行初步模拟设计,按照孔板模具设计原则进行多方案模具设计,通过代料试验,研究了不同孔数、孔径、孔分布、模具材质等因素对造粒效果、药粒尺寸、造粒得率、药粒烘干、药料塑化成型过程的影响。结果表明:当孔板模具设计为孔径10 mm/162孔、孔排列成正六边形、材质为铜质、孔设计为小进大出的结构时,药粒受压分布均匀,造粒所得药粒塑化适当、尺寸均一,获得挤压造粒最佳药粒形貌和质量,保证后续塑化过程中药粒能够快速地溶解于溶剂中,最终实现快速、均质、安全塑化过程,为后工艺实现连续化生产、达到最佳产品质量提供可靠支撑。

关键词：挤压造粒孔板模具结构设计造粒形貌

相变凝聚器中可凝结细颗粒脱除效率和能耗综合性能优化

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化学工程 2024年

作者：周刘松中国石化集团南京化学工业有限公司

针对可凝结细微颗粒难以脱除的问题，通过相变凝聚器对烟气进行降温形成过饱和环境，利用蒸汽凝结促使可溶颗粒物长大，并在惯性作用下，颗粒与换热管壁面碰撞而被捕集。基于可溶颗粒异质凝结理论构建双向耦合的CFD-DEM数值模型，分析... 详细信息

针对可凝结细微颗粒难以脱除的问题，通过相变凝聚器对烟气进行降温形成过饱和环境，利用蒸汽凝结促使可溶颗粒物长大，并在惯性作用下，颗粒与换热管壁面碰撞而被捕集。基于可溶颗粒异质凝结理论构建双向耦合的CFD-DEM数值模型，分析了关键操作参数和结构参数对相变凝聚器性能的影响规律。结果表明：随着进口气速的增大，脱除效率先增大后减小。随着进口温度、管排数的减小，颗粒质量浓度、冷凝管壁温、管间距的增大，脱除效率减小。随着进口气速、管排数的增大，管间距的减小，装置压降逐渐增大。最后，基于组合元和遗传算法对关键参数进行了多目标优化，优先考虑脱除效率的前提下，优化设计点较初始工况的脱除效率高出6.91%，压降仅增加37.33 Pa左右。

关键词：可溶颗粒凝结生长相变凝聚器数值模拟

基于空气冷却工质的化工厂循环冷却塔水汽回收技术

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山西化工 2024年第5期44卷 158-159,164页

作者：孙泽宇广发化学工业有限公司山西大同037000

为进一步探究化工厂循环冷却塔水汽回收效果的提升路径,本文结合循环冷却塔的实际运行工艺流程,通过调节空气冷却工质的温度和湿度指标,对水汽回收效果进行测试,并初步总结出较为合理的空气冷却工质参数,以期为后续的循环冷却塔水汽回... 详细信息

为进一步探究化工厂循环冷却塔水汽回收效果的提升路径,本文结合循环冷却塔的实际运行工艺流程,通过调节空气冷却工质的温度和湿度指标,对水汽回收效果进行测试,并初步总结出较为合理的空气冷却工质参数,以期为后续的循环冷却塔水汽回收技术优化工作提供参考。

关键词：空气冷却循环冷却塔水汽回收技术

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高氮含能材料H_(4)TTP合成工艺优化

火炸药学报 2024年第1期47卷 29-34页

作者：丁倩楠刘文东王小军徐子帅李子扬刘继开李永祥申帆帆中北大学化学与化工学院山西太原030051 甘肃银光化学工业集团有限公司甘肃白银730900

为了寻求新型高氮含能材料,以2,3-二氨基-2-丁烯二腈(DAMN)为原料,经过氧化缩合、叠氮反应两步法合成了2,3,5,6-四(1H-四唑-5-基)吡嗪(H_(4)TTP);通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振、质谱、元素分析对H_(4)TTP进行了表征。在原工... 详细信息

为了寻求新型高氮含能材料,以2,3-二氨基-2-丁烯二腈(DAMN)为原料,经过氧化缩合、叠氮反应两步法合成了2,3,5,6-四(1H-四唑-5-基)吡嗪(H_(4)TTP);通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振、质谱、元素分析对H_(4)TTP进行了表征。在原工艺基础上,以添加稳定剂四丁基溴化铵(TBAB)、改变最终酸度值的方法对原工艺进行改进,在单因素试验基础上,以H_(4)TTP的得率为响应值,用响应面法优化其反应条件,研究了反应温度、反应时间、吡嗪四腈(TCP)与叠氮化钠(NaN_(3))的摩尔比3个因素对叠氮反应的影响,建立了H_(4)TTP的得率与3个相关因素的回归方程,所得模型的R^(2)值为0.9992,证明该回归方程高度拟合。结果表明,叠氮反应较佳工艺条件为:以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,TBAB为稳定剂,2,3,5,6-吡嗪四腈(TCP)与叠氮化钠的摩尔比为1∶4.4,反应温度124℃,反应时间42h、搅拌速率400r/min,H_(4)TTP的得率为89.73%,与模型预测值90.61%基本相符,进一步验证了所选模型的合理性。与原工艺相比,工艺优化后的目标产物H_(4)TTP得率提高7%左右。

关键词：有机化学 2,3,5,6-四(1H-四唑-5-基)吡嗪(H_(4)TTP) DAMN 响应面法高氮含能材料

2,4,5-三碘基咪唑在微通道式反应器中的硝化反应

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火炸药学报 2024年第6期47卷 566-574,I0005页

作者：冯瑞吴静静廉鹏豹张源赵芦奎闫宇民王建龙山西北方兴安化学工业有限公司山西太原030008 中北大学化学与化工学院山西太原030051

采用微通道式反应技术,以2,4,5-三碘基咪唑(2,4,5-TII)为原料,分别在20%、50%、65%、98%不同质量分数的硝酸中进行硝化反应,合成2,4,5-三硝基咪唑的咪唑盐(2,4,5-TNI咪唑盐);采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振光谱(NMR)、元素分... 详细信息

采用微通道式反应技术,以2,4,5-三碘基咪唑(2,4,5-TII)为原料,分别在20%、50%、65%、98%不同质量分数的硝酸中进行硝化反应,合成2,4,5-三硝基咪唑的咪唑盐(2,4,5-TNI咪唑盐);采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振光谱(NMR)、元素分析(EA)和熔点测定法等表征了产物结构。结果表明,采用微通道式硝化反应技术时,由2,4,5-TII制备2,4,5-TNI咪唑盐最优工艺条件为:2,4,5-TII与98%硝酸摩尔比为1∶20、在微通道式反应器停留时间6min、反应液温度70~72℃,得率为21.8%。微通道式反应工艺与常规釜式反应工艺相比,具有反应时间短、硝化试剂用量降低、反应温度略有降低、得率略有提高的优点,但也无法完全避免氧化副反应的发生。

关键词：有机化学微通道式反应器硝化反应氧化反应 2,4,5-三碘基咪唑 2,4,5-三硝基咪唑的咪唑盐

1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑的微通道合成技术

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火炸药学报 2024年第6期47卷 541-548,I0004页

作者：廉鹏豹张源谷玉龙吴静静赵芦奎曹彩王建龙山西北方兴安化学工业有限公司山西太原030008 中北大学化学与化工学院山西太原030051

采用微通道式反应技术,分别以1-甲基-2,4-二硝基咪唑(2,4-MDNI)与硝硫混酸硝化反应、2,4,5-三硝基咪唑钾盐(2,4,5-TNIK)与硫酸二甲酯(DMS)甲基化反应,合成了1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑(MTNI);采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振光谱... 详细信息

采用微通道式反应技术,分别以1-甲基-2,4-二硝基咪唑(2,4-MDNI)与硝硫混酸硝化反应、2,4,5-三硝基咪唑钾盐(2,4,5-TNIK)与硫酸二甲酯(DMS)甲基化反应,合成了1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑(MTNI);采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振光谱(NMR)、元素分析(EA)、熔点等表征了其结构。结果表明,采用微通道反应技术,基于2,4-MDNI硝化工艺的最优条件为:2,4-MDNI和发烟硝酸摩尔比为2∶3、发烟硝酸和20%发烟硫酸体积比为1∶2、在微通道反应器中停留时间为12min、反应器中反应液温度为75℃,得率和纯度分别为78.1%和99.2%。基于2,4,5-TNIK甲基化工艺的最优条件为:2,4,5-TNIK、DMS和K2CO3摩尔比为1∶2∶2、在微通道反应器中停留时间为20min、反应温度为70℃,得率和纯度分别为71.3%和99.4%。由此可得,微通道式反应工艺与常规釜式反应工艺相比,具有反应时间短、硝化试剂用量少、反应温度略有降低、得率略有提高的优点。

关键词：有机化学微通道式反应器硝化反应甲基化反应 1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑 MTNI,2,4-MDNI

前体元素含量及物相组成对甲醇合成催化剂性能的影响

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石油化工 2024年第7期53卷 921-928页

作者：江洋洋中国石化集团南京化学工业有限公司江苏南京210048

基于共沉淀法制备了不同n(Cu)∶n(Zn)的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂,采用XRD、FTIR和N2吸附-脱附等手段对二元前体及催化剂进行表征,并将催化剂用于合成气制甲醇反应,研究了二元前体的物相随n(Cu)∶n(Zn)的演变规律,分析了二元前体元素含... 详细信息

基于共沉淀法制备了不同n(Cu)∶n(Zn)的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂,采用XRD、FTIR和N2吸附-脱附等手段对二元前体及催化剂进行表征,并将催化剂用于合成气制甲醇反应,研究了二元前体的物相随n(Cu)∶n(Zn)的演变规律,分析了二元前体元素含量及物相组成对催化剂晶粒尺寸、织构性质和活性的影响。实验结果表明,Zn含量增加使得二元前体物相发生由锌孔雀石到锌孔雀石和绿铜锌矿混合相再到绿铜锌矿的结构转变;二元前体的物相组成同时反映了催化剂中Cu/Zn的相对含量,并影响焙烧后催化剂的晶粒大小和织构特征,进而影响催化剂的性能;当二元前体为锌孔雀石和绿铜锌矿混合相且锌孔雀石物相占比较高时,能够获得晶粒较小、比表面积和孔体积较大的催化剂。此时,催化剂的性能最佳,甲醇时空收率达1.45 g/(mL·h),活性衰减率为11.7%,具有较好的应用价值。

关键词： Cu/Zn/Al_(2)O_(3)催化剂甲醇合成合成气结构表征

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