DNTF氧化反应热失控的模拟计算

根据DNTF合成氧化反应实际情况,利用ChemCAD间歇动态反应器模块,建立了带控制条件的DNTF氧化反应动态模型。通过对热失控进行分析模拟,描述了反应温度失控后体系的变化历程,计算出反应放热速率、累积放热量和失控后体系达到的最高温度和压力。考察了DNTF合成中氧化剂的加料速度对反应放热性的影响;评估了热失控危险等级。根据模拟热失控得到反应热危险性的敏感性参数,可建立工艺参数和安全措施,从而预防DNTF氧化反应过程中的热失控事故。     

动力学控制的对氯三氟甲苯硝化反应热危险性研究

为了研究动力学控制的半间歇硝化反应过程中的放热可能造成的危险,以对氯三氟甲苯硝化反应为例,使用反应量热仪(RC1e)研究硝酸过用率、反应温度对目的反应放热的影响,对工艺放热过程进行危险性分析,并提出优化工艺条件。结果表明:该硝化反应搅拌速率到达300 r/min级以上时,反应不受搅拌速率影响;反应速率随反应温度的增高而降增,热累积度便随反应温度的增高而降增;改变对氯三氟甲苯投入量,单位质量放热量随硝酸过用率的减小而减少,反应热失控风险降低。综合分析优化条件下该反应危险严重度,属于"中级"危险。     

乙酸丁酯合成工艺的热安全性研究

为了探究正丁醇在浓硫酸的催化作用下与乙酸酐反应合成乙酸丁酯工艺的热危险性,采用差示扫描量热仪研究了正丁醇、乙酸酐和乙酸丁酯的热分解情况,并采用反应量热仪分别探究工艺温度、乙酸酐滴加速率和搅拌速率对合成反应放热的影响。结果表明,正丁醇、乙酸酐和乙酸丁酯升温扫描阶段均表现为吸热过程,起始温度依次为117.9,139.4,127.2℃。在工艺优化过程中,增加加料时间、升高工艺温度或增加搅拌速率,均能够降低反应在热失控条件下达到的最大温度和最大热累计度,增加反应的安全性以及提高反应热转化率。     

乙酸丁酯合成工艺的热安全性研究

为了探究正丁醇在浓硫酸的催化作用下与乙酸酐反应合成乙酸丁酯工艺的热危险性,采用差示扫描量热仪研究了正丁醇、乙酸酐和乙酸丁酯的热分解情况,并采用反应量热仪分别探究工艺温度、乙酸酐滴加速率和搅拌速率对合成反应放热的影响。结果表明,正丁醇、乙酸酐和乙酸丁酯升温扫描阶段均表现为吸热过程,起始温度依次为117.9,139.4,127.2℃。在工艺优化过程中,增加加料时间、升高工艺温度或增加搅拌速率,均能够降低反应在热失控条件下达到的最大温度和最大热累计度,增加反应的安全性以及提高反应热转化率。     

铁锈对环氧乙烷水溶液失控反应的影响

采用绝热量热仪对环氧乙烷(EO)水溶液?铁锈/Fe2O3体系进行了绝热量热实验,得到了铁锈、Fe2O3固体与EO水溶液接触时的起始放热温度、最高放热温度和压力、绝热温升、失控反应过程温度、压力等参数. 结果表明,在实验条件下EO水溶液与现场铁锈接触时失控反应特征不明显,未出现温度、压力剧升现象;发生失控反应的起始放热温度、最高反应温度、最高压力等随EO浓度降低而减小,达到最大反应速率的时间在30 min内,30wt% EO水溶液?Fe2O3体系的起始放热温度接近100℃,纯EO?Fe2O3体系的起始放热温度为150℃. Fe2O3固体比现场铁锈对EO及其水溶液失控反应的催化诱导作用更明显,且随EO浓度升高,失控后果更严重.     

利用反应结晶制备大颗粒硫酸钾的研究

为解决国产硫酸钾粒度小的问题,采用软钾镁矾和氯化钾为原料,分别以不同的加料速率、搅拌速率、反应温度、加入晶种的量进行了反应结晶实验。研究结果表明,随加料速率的增大,硫酸钾晶体的成核速率和生长速率增大,产品平均粒径减小;随搅拌速率的增大,成核速率增大,生长速率减小,产品平均粒径减小;晶体成核速率和生长速率受温度影响较小;随着加入晶种量的增大,晶体成核速率先减小后增大,生长速率先增大后减小,并首次建立了硫酸钾反应结晶动力学模型。在优化条件下,实验产品的平均粒径最大可达394.3μm。     

LLM-105合成新方法反应热分析

利用反应量热仪测定了2,6–二氨基–3,5–二硝基吡啶–1–氧化物(LLM-105)新合成方法的反应过程的反应热释放速率曲线及反应体系的比定压热容等热力学数据。结果表明:亚硝化合成N–亚硝基亚氨基二乙腈(NIDA)阶段,加料温度为15、20℃时的最大放热速率分别为121.60、142.05W,反应体系的绝热温升分别为19.547、21.357K;环化合成2,6–二氨基吡嗪–1–氧化物(DAPO)阶段,加料温度为5、10℃时的最大放热速率分别为53.47、94.54W,反应体系的绝热温升分别为66.329、108.450K;硝化氧化合成LLM-105阶段的最大放热速率为12.17W,反应体系的绝热温升为61.421K。这表明新方法合成LLM-105反应放热平稳,工艺过程安全,以此工艺可以开展放大制备。     

生漆精制加工中试过程研究

本研究主要对影响生漆精制加工中试过程控制条件:温度、搅拌速率、加工质量等因子进行研究和优化筛选。结果表明生漆精制过程随着温度和搅拌速率的增加,水分挥发速率加快,精制时间缩短;随着加工质量的增加,水分总量增加,脱水量增加,精制时间延长;生漆经过精制加工明显提高了漆膜的干燥速率。     

基于ABAQUS的PBX炸药烤燃试验数值计算

建立了炸药烤燃过程的三维计算模型,采用Frank-Kamenetskii模型描述炸药自热反应的放热过程,编写了ABAQUS有限元软件的用户子程序HETVAL,模拟计算了不同升温速率、装药尺寸和壳体厚度等条件下PBX炸药的烤燃过程,分析了点火位置的分布规律。计算结果表明,随升温速率的增加和装药长径比的减小,点火位置从PBX炸药内部移向边缘;随着升温速率的增加,炸药的点火时间显著缩短;装药尺寸和壳体厚度对PBX炸药点火时间和点火温度的影响较小。     

考虑过程安全的半间歇搅拌釜加料速率优化

反应釜的半间歇操作广泛应用于精细化工和医药等行业中的强放热反应,在保证安全性的基础上缩短加料时间,降低操作周期是提高过程效率的主要途径。本工作建立了以边界图为约束条件的半间歇搅拌釜安全操作工艺条件的优化方法,比较了单段和分段恒速加料在优化条件下的反应效果。在反应开始阶段采用较大加料速率,可快速提高物料温度,启动反应。与单段恒速加料相比,采用分段恒速加料在确保安全的同时可有效地缩短反应时间,提高反应效率。     

Kinetics Analysis of Heterogeneous Oxidation of Coal Particles in Supercritical Water

Little research has been conducted on the heterogeneous kinetics of coal oxidation in supercritical water (SCW). Therefore, the oxidation of coal particles in SCW coupled with heat and mass transfer was investigated. The real coal particle temperature was estimated in terms of a simplified heat balance. With increasing particle temperature, the rate‐limiting step of the oxidation reaction gradually changed from the surface reaction to the mass transfer of oxygen. According to this result, the reaction rate model was built. The model could be used to predict the quantitative relationship among the particle size, the particle temperature, and the time to complete oxidation.     

碱性离子液体［BMIM］OH催化间二异丙苯氧化反应动力学研究

采用2 L搅拌反应釜，在（80~95） ℃和空气流量300 L·h^-1条件下，以离子液体［BMIM］OH为催化剂，进行间二异丙苯液相空气氧化反应动力学研究。通过热力学分析，提出氧化反应体系的反应网络，确定反应体系的主反应与副反应。根据氧化反应机理，对幂函数的速率方程进行修正，得到动力学模型方程。基于动力学实验数据，对模型方程中的动力学参数进行估值，并对其进行相应的模型检验，建立可描述间二异丙苯氧化过程的反应动力学模型。     

大庆某低渗轻质油藏注空气低温氧化反应动力学研究

轻质油藏注空气提高采收率的机理之一是在油藏中发生低温氧化反应,低温氧化反应进行的程度将对油藏注空气开发的可行性产生决定性的影响。通过在RUSKA2370-601PVT筒中进行的大庆某低渗油田原油与空气恒温恒压氧化反应实验数据,获得轻质油藏注空气低温氧化反应动力学参数为:原油氧化反应为零级反应;21 MPa,87℃时氧化反应的速度常数KO2为1.2255×10-4mol/(mL.h),21 MPa,127℃时氧化反应的速度常数KO2为7.0101×10-4mol/(mL.h),原油样品的阿仑尼乌斯活化能Ea为52.1 kJ/mol。     

异长叶烯酮合成条件优化及动力学

以异长叶烯为原料合成香料异长叶烯酮, 选取富氧空气中氧体积分数、气体通量、反应时间、反应温度4个因素, 采用L9(34)正交试验设计优化反应条件。利用Minitab软件分析确定适于工业化生产的最优反应条件为:富氧空气中氧体积分数35%, 气体通量60mL/min, 反应时间8h, 反应温度60℃;反应转化率达61.79%;目标产物收率达55.49%。此外, 考察了反应体系含水量对该反应的影响, 结果显示含水量对反应转化率及产物生成率有较大影响。本实验研究了该氧化反应的动力学过程, 确定该反应为一级不可逆吸热反应, 其反应活化能为64.92kJ/mol, 为该反应过程的工业化生产奠定基础。     

亚硫酸铵的氧化反应动力学研究

利用鼓泡反应装置,对亚硫酸铵氧化过程各影响因素进行了研究。通过改变pH、亚硫酸铵浓度、空气流量及温度,研究了亚硫酸铵的氧化反应动力学。实验结果表明,空气流量低于380 L/h时,反应速率随流量的增大而增加;pH为5.5左右时,氧化速度最快;高浓度(≥3 mol/L)的亚硫酸铵不能被迅速完全地直接氧化成硫酸铵。     

各向同性沥青的热性能

以不同软化点的乙烯裂解焦油调制的各向同性沥青为原料。通过热失重和差热分析，得到不同沥青的ＤＴＡ和ＴＧ曲线，并通过计算机拟合逼近处理，求出沥青样品的氧化活化能和反应级数等数据。不同软化点调制的沥青，其氧化级数均为一级反应，而软化点与氧化反应活化能间没有明显规律性关系，但升温速率对氧化反应的影响有明显规律。说明通过热分析可以预测不同沥青的预氧化碳化处理性能。     

非均相Mn(Ⅲ)-甲苯氧化反应的动力学

研究了非均相Mn(Ⅲ）－甲苯氧化反应的动力学.了Mn(Ⅲ）（指MnSO4^ )的歧化反应的因素并结合平行反应的原理，建立了反应动力学方程模型。通过测定不同温度，酸度下，歧化反应中[MnSO4^ ]的浓度变化和[PhCH3]在Mn(Ⅲ）－甲苯氧化反应中的浓度变化，发现Mn(Ⅲ）的歧化反应在此条件下为零级反应，数据经数学处理后，求得氧化反应的速率常数，反应级数，反应活化能以及动力学微分方,同时对该反应的机理作了相应的推导。结果显示，由平行反应模型所得的动力学数据与Arrhenius's定理完全一致。     

碳酸钠稳定过氧化物的环己烷氧化新技术研究

在1L高压反应釜内,以环己烷为原料,空气为氧源,碳酸钠为稳定剂,在158～164℃下进行环己烷空气氧化实验,考察了反应温度、稳定剂用量对环己烷氧化反应速度、转化率和选择性的影响以及稳定剂用量对环己基过氧化氢的稳定作用。结果表明:碳酸钠能很好的稳定环己基过氧化氢,提高了环己烷氧化反应的选择性,降低了反应速度。最佳的反应条件为反应温度160℃,反应压力1.0 MPa,碳酸钠加入量0.2 g,环己烷转化率在4%时,其选择性达92%以上。     

醋酸液相氧化燃烧反应动力学

以醋酸钴、醋酸锰为主催化剂，溴化钾为促进剂，乙酸钾为助催化剂，在半连续搅拌釜式钛材反应器中通过测定尾气中CO2和CO的生成量，对醋酸的液相催化氧化动力学进行了研究. 分别考察了空气流量、温度、催化剂总浓度、[Co]/[Mn]比、溴离子浓度、水含量等因素对醋酸燃烧损失速率的影响. 实验结果表明，增加催化剂总浓度和[Co]/[Mn]比能明显加快CO2和CO的生成速率常数，提高溴离子浓度和降低反应温度可显著抑制醋酸的燃烧损失，同时根据实验结果得出CO2和CO的反应活化能分别为88.11和127.31 kJ/mol.     

SOFC中低浓度干甲烷在Ni/YSZ阳极上的反应

固体氧化物燃料电池(SOFC)趋向于直接使用甲烷天然气为燃料,确定甲烷在固体氧化物燃料电池阳极发生的化学与电化学反应非常重要.以Ni/YSZ为阳极、YSZ板做电解质、LSM为阴极,用涂浆法制作电解质支撑的电池,研究低浓度干甲烷在固体氧化物燃料电池中的反应.改变甲烷浓度、电池工作温度、电解质厚度,用在线色谱测量不同电流密度下,阳极出口气体产生速率.根据阳极出口气体产生速率变化,分析干甲烷在阳极的反应变化.通过氧消耗计算和转移电子数的分析,说明甲烷在电池阳极发生不同类型的反应.电流密度小时,甲烷发生部分氧化反应.电流密度大时,发生氢氧化和CO氧化,部分甲烷发生总反应为完全氧化的反应.部分甲烷发生完全氧化反应的同时,部分甲烷仍发生部分氧化反应,但其反应速率随电流密度增加逐渐降低.甲烷浓度和试验温度增加,甲烷开始发生完全氧化的电流密度增加.