甲基氯硅烷精馏流程的模拟与优化

采用Aspen plus软件对工业七塔精馏过程进行全流程建模与模拟，优化工艺参数，研究了新的精馏节能工艺。对一甲塔等7个精馏塔采用双因素水平的灵敏度分析，考察了塔釜采出率、回流比、进料位置和塔顶压力对产品浓度和热负荷的影响，确定一甲塔最优的工艺参数：塔釜摩尔采出率为0.92，摩尔回流比为130，塔顶压力为0.18 MPa，总理论板数为400，在210块理论板位置进料。在此基础上，针对高能耗的脱高塔/脱低塔，模拟研究了双效精馏新工艺，新工艺可节省39.70%的年总成本；针对一甲塔模拟研究了热泵精馏新工艺，新工艺可降低41.42%的年总成本。     

紫外光固化大豆油基丙烯酸树脂的制备与性能研究

利用环氧大豆油(ESO)在碱性催化剂作用下的开环酯化反应,合成了不同官能度的系列环氧大豆油丙烯酸酯(AESO),进一步通过自由基光引发剂引发的紫外光固化反应制得了具有优良热稳定性和较强附着力的大豆油基树脂。采用红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(~1H NMR)分析了AESO的分子结构,研究了酯化反应温度、反应物配比以及反应时间对AESO产率的影响。结果表明,当在110℃下,环氧基团与丙烯酸物质的量之比为1.00:0.95,反应4h的产物官能度最高,达到2.90;通过AESO紫外光固化产物链段结构、热稳定性以及铅笔硬度的研究,制备了具有优良的力学性能和热稳定性的AESO基紫外光固化树脂,较优的光固化条件为:引发剂质量分数为3%,固化程序为20%光强预固化20 s,100%光强后固化10 s。     

PET/PEG共聚酯连续熔融终缩聚过程两相稳态模型分析

针对高性能共聚酯PET/PEG缩聚过程,建立了圆盘反应器中连续熔融聚合两相稳态模型,模拟分析了缩聚反应温度、压力、停留时间以及传质系数对气相组成、共聚酯数均分子量、端羧基浓度以及副产物二甘醇和水浓度的影响。结果表明：挥发组分主要在反应器的前半部分产生,在z > 0.4后气相挥发总量已经很小;乙二醇占气相组成的比例极高,约为90%,而二甘醇的含量极低,只为0.5%左右;随反应器温度、真空度、停留时间、传质系数的增加,共聚酯产物的分子量增大,当传质系数大于0.1 s^-1后,反应器出口的共聚酯分子量几乎不再变化,此时已不受传质控制,最终产物的分子量约26000。     

水溶性偶氮引发剂AIBA引发AN-MA-IA水相沉淀共聚合的研究

以含有亲水基团的偶氮二异丁脒盐酸盐（AIBA）为引发剂,以丙烯腈（AN）、丙烯酸甲酯（MA）和衣康酸（IA）为单体,β-巯基乙醇（β-ME）为分子量调节剂,采用水相沉淀聚合法制备了不同分子量的AN-MA-IA共聚物,研究了AIBA浓度、单体浓度和β-ME浓度对聚合过程的影响。根据AIBA分解半衰期和单体竞聚规律确定了聚合温度70℃和pH=4.7为较优反应条件。结果表明,AIBA浓度是影响聚合转化率的决定因素,通过调整AIBA浓度可以得到分子量60000~500000的PAN共聚物,较高的AIBA浓度会由于聚合场所的改变而造成分子量分散度小幅上升;浓度在0.2%（质量）以内时,分子量调节剂β-ME可以调控PAN共聚物的分子量,并使其分布变窄。     

In-situ Polymerization-modification Process and Foaming of Poly（ethylene terephthalate）

Most of traditional linear poly（ethylene terephthalate）（PET） resins of relatively low molecular mass and narrow molecular mass distribution have low melt strength at foaming temperatures, which are not enough to support and keep cells. An in-situ polymerization-modification process with esterification and polycondensation stages was performed in a 2 L batch stirred reactor using pyromellitic dianhydride（PMDA） or pentaerythritol（PENTA） as modifying monomers to obtain PETs with high melt strength. The influence of amounts of modifying monomers on the properties of modified PET was investigated. It was found that the selected modifying monomers could effectively introduce branched structures into the modified PETs and improve their melt strength. With increasing the amount of the modifying monomer, the melt strength of the modified PET increased. But when the amount of PENTA reached 0.35% or PMDA reached 0.9%, crosslinking phenomenon was observed in the modified PET. Supercritical carbon dioxide（ScCO2） was employed as physical foaming agent to evaluate the foaming ability of modified PETs. The modified PETs had good foaming properties at 14 MPa of CO2 pressure with foaming temperature ranging from 265 °C to 280 °C. SEM micrographs demonstrated that both modified PET foams had homogeneous cellular structures, with cell diameter ranging from 35 μm to 49 μm for PENTA modified PETs and 38 μm to 57 μm for PMDA modified ones. Correspondingly, the cell density had a range of 3.5×107cells·cm 3to 7×106 cells·cm 3for the former and 2.8×107cells·cm 3to 5.8×106cells·cm 3for the latter.     

聚合物高效脱挥技术进展

聚合物中挥发分含量的不同导致聚合物脱挥过程遵循不同的热质传递机理，基于脱挥过程关键机制开发高能效的聚合物脱挥技术与装备具有重要工程意义。本文分别简述了闪蒸脱挥、起泡脱挥以及扩散脱挥3种脱挥方式的传递机理、过程特征以及过程模型，在此基础上从脱挥工艺和装备两个方面综述了近年来聚合物脱挥过程强化的手段与方法，并系统介绍了栅缝降膜脱挥、超重力旋转强化脱挥、超临界流体辅助脱挥、超声空化强化脱挥等过程强化新技术及其应用现状，提出了未来聚合物脱挥理论与工程实践的研究方向：一方面仍需深入研究扩散脱挥与起泡脱挥的耦合作用机制，建立精准、普适的脱挥过程模型；另一方面指出立式降膜脱挥技术因其能效优势，有望成为未来大规模工业脱挥器的重要选择。     

考虑碳排放因素的汽油调合在线优化

针对国家“双碳”战略目标要求,以炼化企业汽油调合在线优化为研究对象,分析了国Ⅵ汽油新标准下被控属性更多、更严、调合效率要求更高等特点,以及由此带来的调合组分油调整导致调合成品汽油携带碳排放量的变化情况。考虑到传统的汽油调合在线优化一般只考虑调合成本、质量卡边等目标,首先建立了非线性的汽油调合辛烷值、蒸气压和馏程等软测量模型,然后构建了基于调合效应的汽油调合优化模型,优化目标中引入调合成品油二氧化碳排放最低化目标,开发了一种融合携带碳排放特征的汽油调合优化模型。为满足在线调合优化需求,优化模型中考虑了实际累积调合过程,将调合工艺过程中储罐汽油属性合格转化成调合头属性区间合格,利用调合头处优化的属性补偿已调合体积和罐底油的属性偏差。仿真结果表明,设计的考虑碳排放因素汽油累积调合优化技术能很好地满足汽油调合在线优化需求,为国Ⅵ标准和碳交易背景下汽油调合工艺设计及在线优化控制提供了技术支撑。     

低分子量聚己二酸乙二醇酯制备过程中的缩聚反应动力学

以己二酸和乙二醇为原料、经酯化及缩聚过程合成的数均分子量1 000~4 000聚己二酸乙二醇酯(PEA)是生产聚氨酯的主要原料之一。实验考察了制备低分子量PEA的缩聚过程中催化剂种类、催化剂用量、反应温度等对合成的PEA羧基浓度、分子量等的影响。结果发现钛酸异丙酯催化活性最好,其较佳用量为25~50 mg/kg,较佳的反应温度为220~250℃。建立了基于有外加催化剂存在下酯化和缩聚反应均为2级反应的动力学模型,并根据不同反应温度、催化剂用量时的动力学实验数据,利用遗传算法得到了低分子量PEA合成缩聚过程反应动力学参数,模型计算值和实验值的相对误差在9%之内。     

反应挤出过程数值模拟进展

聚合物反应挤出过程不仅涉及挤出过程中流动、传热传质等化学工程问题,还必须考虑反应与挤出过程的耦合。为控制产物的分子量及其分布,需对聚合物在挤出机中流动行为进行考察。理论计算为反应挤出分析提供了优化方法,其中反应器流型模拟可用于操作优化,而数值计算方法可用于设计优化。本文分析了反应挤出过程的模拟方法与发展现状,评估了当前研发需求,并对今后发展方向做了展望。