天然气二氧化碳空气和水蒸汽制合成气的热力学研究

采用化学热力学的方法对天然气、二氧化碳、空气和水蒸汽制合成气反应体系进行计算，分别计算了反应温度、原料气组成以及反应压力的影响。计算结果表明：升高反应温度，有利于该反应的进行；原料气各物质的比例不同，可以制备不同C／H比的合成气；升高压力对该反应不利。     

甲醇与碳酸乙烯酯反应体系热力学分析

用基团贡献法计算了碳酸乙烯酯及部分碳酸二甲酯的热力学数据。通过对甲醇和碳酸乙烯酯酯交换反应合成碳酸二甲酯理想状态下气一液反应平衡常数的计算，可以得出：副反应的反应热力学推动力极小，在反应竞争中没有优势；主反应是吸热反应，温度高有利于反应向正方向进行；副反应是放热反应，低温有利于副反应进行。     

合成甲醇等温催化剂颗粒内各组份的浓度分布和反应速率分布－2考虑外扩散影响

本文探讨了用电子计算机数值计算方法研究在Ｃｕ／Ｚｎ／Ａｌ２Ｏ３催化剂颗粒内进行低压合成甲醇反应［１］时，外扩散对催化剂颗粒内浓度分布，反应速率分布和内表面利用率的影响。本文采用了修正的Ｒ－Ｋ方程［２］作为计算气体Ｐ－Ｖ－Ｔ性质的依据，Ｖｉ－ａａｌ等提出的动力学模型［１］作为计算反应速率的依据，Ｃｏｌｂｕｒｎ类似［１］作为计算传递性质的依据；且假设催化剂颗粒内的反应是等温、等压反应。     

组合应用计算化学和信息化学来预测反应

对有机反应的预测，不仅能很好地认识有机合成化学的有用性，并且可根据其多样性，有利于合成路线的设计。同一个有机反应，由于溶剂、试剂及温度等反应条件、反应物质结构乃至主副产物的影响，会使其结果截然不同。在理论计算中，假如采用半经验型的分子轨迹(MO)计算，则对于有较多原子的     

用等效反应温度法计算轴向扩散模型

运用等效反应温度法，将一个在温度Ｔ下进行的ｎ级反应等效成在温度Ｔ．下进行的一级反应。从而大大简化了轴向扩散模型的计算过程，并获得了该模型的近似解析解。计算结果与数值解相比，绝大多数偏差小于３％。     

氧化还原滴定中的简便计算方法

讨论了氧化还原滴定中的一般计算法和简便计算法。在简便计算法中，不需写出完整的方程式，仅需知道半反应或反应条件及主要物质的氧化还原产物，就可进行计算，简便了计算过程。     

应用ChemCAD软件模拟反应精馏过程

应用ChemCAD软件中的SCDS精馏模型，对乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯的反应精馏过程进行了模拟，对过程参数对反应的影响进行了计算，选择了合适的反应条件。     

蜡油加氢脱硫集总动力学模型研究

以减压蜡油（VGO）加氢脱硫（HDS）小试实验数据为基础，针对VGO HDS反应速率快慢，将原料中硫化物划分为快反应速率、中反应速率、慢反应速率3个集总，建立VGO HDS反应三集总动力学模型，并采用Levenberg-Marguardt算法对模型参数进行了求解。结果表明，该模型平均相对误差仅为5.18%，预测值可靠，外推性良好，模型参数计算结果符合加氢反应规律。通过模型计算，分析了液时空速、反应温度、反应压力对VGO HDS过程的影响，得到了HDS详细的反应规律，可为VGO HDS反应集总动力学研究和实验分析提供参考。     

氨合成反应化学平衡常数计算模型的研究

针对目前氨合成反应化学平衡常数计算模型所存在的问题，提出一种基于径向基函数网络并结合主成分回归方法的网络模型。试验结果表明，该模型用于氨合成反应化学平衡常数的计算，效果良好。     

流动反应器流量调节式量热方法模拟

面向连续流动条件下化学反应放热的测量需求，针对其量热方法开展研究。首先，根据流体流动状态及管路传热原理建立连续流动反应系统模型。其次，设计一种应用于流动状态下的量热方法，通过热平衡理论推导出温度信息与质量流量之间的线性函数关系，其斜率与截距中包含反应热力学信息，利用不同流量下多组实验的温度数据进行线性拟合，求取反应焓，针对管路内存在温度分布的情形，引入温度分布分段的计算方式。最后，模拟研究流量调节步长和分段计算步长对量热结果的影响。结果表明：面对多种放热工况，反应焓计算结果的误差在5%以内，随着流量调节步长和计算步长值的增加，计算结果误差增大。综合研究结果，在方法应用时，流量调节步长的建议值应在1—2 mL/min之间，计算步长的建议值应在0.005—0.01 m之间。     

连续多级串联完全混合槽中固体颗粒反应产率计算方法

本文针对级内颗粒完全混合一级间无颗粒返混的多级反应器,探讨了按停留时间分布计算固体颗粒反应率的方法。首先分析了用δ（0）函数示踪法与多元独立随机变量和的分布密度函数法求颗粒停留时间分布的特点;应用后一种方法推得了计算颗粒反应产率的一般公式。从固体颗粒固相反应物浓度分布密度函数也可以推得此公式。在此基础上对一类特殊的反应速度方程,解析求出了直接计算任何一级反应产率的通式;对求解计算通式困难的反应速度方程,论证了两种逐级计算方法:以反应时间作计算参量及以颗粒固相反应物浓度作计算参量。     

探讨碱吸收中NO氧化关联式的推导及计算

为探讨在碱性介质条件下,NO氧化成NO2的速度关联式。文中从NO氧化成NO2的速度公式入手,结合NO氧化和NO,NO2与碱反应生成硝盐的2个反应式,对NO氧化的速度公式经以数学微分和积分演算,推出氧化速度的关联式,该关联式经工程实例计算和验证,认为可应用于工业领域。     

CALCULATION METHODS FOR DISTILLATION SYSTEMS WITH REACTION

A calculation procedure is presented for the solution of the equations describing a distillation process in which reaction is taking place. A mathematical model based on matrix notation is used to formulate the system equations. It is assumed that the distillation process can be represented by a system of interconnected stages, each of which is well mixed with the vapor and liquid phases in equilibrium. Reaction may take place in the vapor phase, liquid phase, or both. The equations describing this system are first presented. Then a calculation sequence and a correction algorithm are derived for the case in which the liquid and vapor solutions are ideal—that is, the equilibrium ratios are functions only of temperature and pressure and not of composition. The calculation sequence uses as variables of iteration the vectors of vapor flow rate, temperature, and reaction extents. A derivative correction method is used, and equations for the calculation of the Jacobian matrix are derived. The application of the method is illustrated by solution of two sample problems. The special case in which the heat of reaction is small, and constant molal overflow can be assumed, and the case in which the reaction rate is very fast and chemical equilibrium exists in each stage are considered.     

甲缩醛催化精馏过程宏观动力学研究

以强酸型阳离子交换树脂为催化剂,甲醇、稀甲醛为原料在间歇反应釜中合成甲缩醛(二甲氧基甲烷)。实验中,各组分的测定采用校正面积归一化法与亚硫酸钠分析法相结合的方式。通过实验,考察了催化剂用量与不同温度对甲醛反应速率的影响,测定了反应平衡常数。文章采用拟均相模型对实验数据进行拟合,考察了313,318,323,328 K 4个温度下的正逆反应速率。实验结果表明:催化剂A的最佳用量为总溶液质量分数的3%;采用拟均相模型对实验线性拟合,线性关系显著,验证了假设的反应机理,并回归得到了在313—328 K下的指前因子k0、活化能Ea及宏观动力学方程,反应表现级数为二级。通过对实验与计算值的比较验证,此宏观动力学方程合理,可用于模拟计算。     

尿素法合成甲苯二氨基甲酸苯酯反应体系的热力学分析

尿素、甲苯二胺与苯酚反应合成甲苯二氨基甲酸苯酯为一复合反应体系。对该类反应体系进行分析并提出了本反应的4种可能反应路径,采用基团贡献法对4种反应路径中各组分的热力学数据以及各反应的焓变、Gibbs自由能变和平衡常数进行了计算,依据热力学计算结果并结合文献实验数据分析反应路径的可行性及难易程度。结果表明,由尿素、甲苯二胺与苯酚合成甲苯二氨基甲酸苯酯的较好反应路径为:尿素首先与苯酚反应合成氨基甲酸苯酯,然后氨基甲酸苯酯与甲苯二胺反应得到终产物甲苯二氨基甲酸苯酯。计算及分析结果可为该反应的实验研究及过程开发提供理论指导。     

磷石膏、钾长石和碳酸钙体系反应历程研究

利用HSC Chemistry 5热力学计算软件对磷石膏、钾长石和碳酸钙体系进行了热力学计算,并对焙烧产物进行了XRD分析测试。计算和测试结果均表明,当n(CaSO4)∶n(KAlSi3O8)∶n(CaCO3)=1∶2∶6,焙烧产物为CaSiO3和Ca2Al2SiO7时,反应体系的起始反应温度最低,约为320℃,反应最容易进行。     

CALCULATION METHODS FOR DISTILLATION SYSTEMS WITH REACTION

A calculation procedure is presented for the solution of the equations describing a distillation process in which reaction is taking place. A mathematical model based on matrix notation is used to formulate the system equations. It is assumed that the distillation process can be represented by a system of interconnected stages, each of which is well mixed with the vapor and liquid phases in equilibrium. Reaction may take place in the vapor phase, liquid phase, or both. The equations describing this system are first presented. Then a calculation sequence and a correction algorithm are derived for the case in which the liquid and vapor solutions are ideal—that is, the equilibrium ratios are functions only of temperature and pressure and not of composition. The calculation sequence uses as variables of iteration the vectors of vapor flow rate, temperature, and reaction extents. A derivative correction method is used, and equations for the calculation of the Jacobian matrix are derived. The application of the method is illustrated by solution of two sample problems. The special case in which the heat of reaction is small, and constant molal overflow can be assumed, and the case in which the reaction rate is very fast and chemical equilibrium exists in each stage are considered.     

基于数值计算方法计算最大反应速率到达时间

最大反应速率到达时间(TMR_ad)是化工工艺热风险评估中一个十分重要的参数。一般计算TMR_ad的方法是基于N级模型的分析。但对于复杂的反应过程统一采用N级模型分析计算可能会引起较大偏差甚至得到错误的评估。因此,提出运用基于反应类型的数值计算方法进行TMR_ad和T_D24的评估,通过分别代表N级反应和自催化反应的20% DTBP甲苯溶液和CHP的ARC测试分析表明：对于N级反应,该方法能可靠地用于TMR_ad和T_D24的求取;而对于自催化反应,尽管拟合效果很好,原有方法计算偏差很大,原因是不同模型下动力学参数不同,还进行偏差大小分析。由此可知该数值计算方法有广泛的适用性,对于放热曲线,需在了解其反应类型的基础上利用该方法进行TMR_ad和T_D24的评估,由此评估的结果更为可靠准确。     

新型节能墙体的动态传热反应系数法分析

利用有限差分法求解新型节能墙体砌块三维温度场和热阻 ,使得计算结果更准确地反映了墙体砌块的静态热工性能。用不稳定传热理论和计算机模拟分析了空心墙体砌块 ,通过比较当量密度法和当量厚度法 ,确定了传热反应系数项数的确定值 ,进一步完善了传热反应系数法 ,为此理论在空心墙体砌块的实际应用创造了更好的条件     

用ThermalCal软件辅助化工热力学教学——同时涉及反应平衡与相平衡系统的计算

同时涉及反应平衡与相平衡的综合性反应平衡计算是化工生产过程中经常遇到的问题,亦是化工热力学课程中的重要内容,但其涉及原理多、计算过程复杂,是教学中的一大难题。文中以乙醇脱水生产乙烯的反应为例,提出在合理的假设前提下,用ThermalCal软件辅助计算,能在减少计算工作量的同时得到更接近真实系统的结果。使用ThermalCal软件辅助计算有助于提高学生的计算效率,加深其对反应平衡与相平衡计算原理的理解,从而有效改善课堂教学效果。