《化工学报》2017年68卷1~2期热点文章TOP10

2017年 68卷 1~2期 

Top 1

汽液相平衡中无模型法的计算及应用 

项曙光, 于萌萌, 王建平, 孙晓岩. 2017 Vol. 68 (1): 1-7

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[摘要]汽液相平衡计算是化工过程开发及优化设计的基础。汽液相平衡计算的核心是确定体系处于平衡状态时，温度T、压力p、液相组成x及汽相组成y 4个变量之间的关系。在这4个变量中，汽相组成一般难以准确测定，低浓度汽相组成的测定偏差更为明显，因此一般实验测定T、p、x，用热力学方法推算y。由T、p、x数据推算y的方法分为模型法和无模型法两种，无模型法由于不需要考虑各种活度系数模型的使用限制条件而备受国内外学者的关注。通过分析无模型法的原理，按照直接法和间接法两部分对目前无模型法的发展历程进行归纳综述，着重比较了各方法的适用体系、收敛速度和计算精度等方面，总结了几种常用方法的应用情况，并对无模型法未来的研究方向进行了展望。

[全文链接] http://www.hgxb.com.cn/CN/10.11949/j.issn.0438-1157.20161302

Top 2

焦炉烟道气双氨法一体化脱硫脱硝:从实验室到工业实验 

汤志刚, 贺志敏, Ebrahim, 郭栋, 赵志军, 邢潇, 温燕明, 王登富, 姜爱国, 康春清, 刘敬学. 2017 Vol. 68 (2): 496-508

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[摘要]针对目前焦炉烟道气脱硫脱硝方法设备投资和运行成本偏高的不足，提出双氨法一体化脱硫脱硝工艺，充分利用焦化自产浓氨水作为脱硫脱硝剂，利用焦化自有硫铵工序作为脱硫脱硝产品的资源化平台，将脱硫脱硝工艺有机“镶嵌”入焦化主工艺。实验研究了臭氧用量、氨水浓度、温度等对脱硫脱硝的影响，通过模拟计算优化了浓氨水用量、循环喷淋量等工业脱硫脱硝塔的关键参数，最终设计了双氨法一体化脱硫脱硝工业实验流程，并选择自分布式多降液管斜孔塔板作为一体化脱硫脱硝塔的内件。结合工艺设计、设备设计，最终建成处理10×104m³·h^-1的焦炉烟道气脱硫脱硝工业实验装置，脱硫脱硝后烟道气SO2和NO可分别降至10 mg·m^-3和150mg·m^-3以下，完全满足GB 16171-2012的要求。

[全文链接] http://www.hgxb.com.cn/CN/10.11949/j.issn.0438-1157.20161109

Top 3

双金属中心双峰聚乙烯催化剂研究进展 

金玉龙, 赵柠, 程瑞华, 刘柏平. 2017 Vol. 68 (2): 485-495

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[摘要]双峰聚乙烯因兼具优良的加工性能和优异的力学性能，被广泛应用于PE100、PE100RC等高等级管材的生产，其在聚乙烯市场中的地位越来越重要。目前工业上基本采用双釜串联工艺生产双峰聚乙烯，该工艺设备投资及能耗较高，且均被国外公司垄断。相比之下，单釜双峰工艺因采用双金属中心催化剂在单一反应器中生产双峰聚乙烯，其设备投资和操作费用更低，且更加绿色环保，因而成为近年来国内外研究的热点。综述了本课题组近期基于铬系催化剂开发的新型双金属中心双峰聚乙烯催化剂，同时对其他双金属中心聚乙烯催化剂进行了介绍，并对该领域的未来发展进行了展望。

[全文链接] http://www.hgxb.com.cn/CN/10.11949/j.issn.0438-1157.20161172  

Top 4

药物共晶的合成和结构分析 

黄耀辉, 尹秋响, 张霞, 郭明霞, 王昌. 2017 Vol. 68 (2): 509-518

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[摘要]药物的理化性质与其结晶形式相关，药物共晶作为一种新型的固态形式能够在不影响药物内部结构的同时改善药物的多方面性质，提高药效。通过药物共晶的定义、应用、制备方法和结构研究等方面对目前药物共晶的研究现状进行总结，为后续共晶方向的研究提供理论指导。

[全文链接] http://www.hgxb.com.cn/CN/10.11949/j.issn.0438-1157.20160928

Top 5

不同硅铝比ZSM-5负载铁基催化剂二氧化碳加氢性能 

邵光印, 张玉龙, 张征湃, 张俊, 苏俊杰, 刘达, 赫崇衡, 徐晶, 韩一帆. 2017 Vol. 68 (2): 670-678

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[摘要] CO₂加氢在铁基催化剂上直接制取高附加值化学品是实现其资源化利用的重要途径。通过等体积浸渍法制备了不同硅铝比（25，70，150）的ZSM-5负载的铁基催化剂，考察硅铝比对铁基催化剂上CO2加氢性能的影响。结果表明，随着硅铝比的升高，催化剂活性先升高后降低，最优化硅铝比为70。CO₂-DRIFTS和CO₂-TPD结果显示，硅铝比为70的ZSM-5载体制备的催化剂具有较多且较强的表面碱性位，促进CO₂分子的活化解离。通过H2-TPR、XRD、Raman等表征揭示了催化剂结构的演变过程。还原后催化剂的活性金属以单质Fe形式存在，反应过程中单质Fe向Fe₃O₄和FeC_x物种转化。不同硅铝比配位环境影响Fe与C的相互作用，影响FeC_x的生成，从而影响CO₂加氢的活性和选择性。

[全文链接] http://www.hgxb.com.cn/CN/10.11949/j.issn.0438-1157.20160905

Top 6

工业环管反应器结构对非均匀流动的影响 

唐铭, 訾灿, 杨遥, 黄正梁, 廖祖维, 王靖岱, 蒋斌波, 阳永荣. 2017 Vol. 68 (2): 621-629

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[摘要]工业环管反应器的结构参数对管内液固两相流动及装置的平稳高效运行具有重要的影响。对工业聚丙烯环管反应器进行CFD模拟，发现环管反应器中存在明显的非均匀流动现象——弯管处的颗粒偏析和直管处的颗粒带。进而引入非均匀度定量表征非均匀流动，研究直管段长度和直管段数量对非均匀流动的影响。研究发现，对直管段数量为2的环管反应器，当直管段高径比超过43时，出口截面上颗粒分布的非均匀度不随高径比增加而变化；对直管段数量为4的环管反应器，直管段高径比越大，出口截面上颗粒分布越均匀；对直管段长度为39 m、高径比为65的环管反应器，直管段数量越多，出口截面上颗粒分布越均匀；与直管段数量相比，直管段长度（高径比）对出口处非均匀度的影响更显著。研究结果可为工业环管反应器的设计和优化提供指导。

[全文链接] http://www.hgxb.com.cn/CN/10.11949/j.issn.0438-1157.20160900 

Top 7

石油供应链计划层优化与不确定性风险管理模型

赵用明, 罗祎青, 袁希钢. 2017 Vol. 68 (2): 746-758

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[摘要]提出了一种基于有限场景的两阶段随机混合整数线性规划（MILP）模型，来优化不确定条件下多周期、多层级的石油工业供应链的计划层管理。模型以碳排放税的形式将减少CO₂排放的环境目标融入到经济目标之中。供应链的各级节点均以黑箱的形式存在，使模型得以简化，在时间尺度相对较长的计划层获得优化结果，为供应链的计划与管理提供指导方案。并且分析了算例最优期望收益的风险性，在此基础上引入风险管理约束，得到了带有风险管理约束的供应链计划层优化模型。该模型的结果与原模型相比，期望收益附近的收益风险性降低。

[全文链接] http://www.hgxb.com.cn/CN/10.11949/j.issn.0438-1157.20160909

Top 8

压力旋流式喷嘴喷淋液膜区换热过程的数值模拟 

潘阳敏, 罗祎青, 王丽雯, 袁希钢. 2017 Vol. 68 (2): 575-583

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[摘要]利用Fluent软件对压力旋流式喷嘴的内外流场进行了数值模拟，以等效的二维网格模型模拟圆周对称的三维流动，多相流和湍流模型分别采用VOF和雷诺应力模型。在两种条件下，对喷嘴流场进行模拟：①气相为空气，不发生相间热质传递；②气相为饱和水蒸气，发生相间热质传递。相变模型采取Fluent中内嵌的Lee模型。将数值模拟结果同实验结果进行对比，并以数值模拟的数据对喷嘴内外流场展开分析。模拟结果显示，由于液相在喷嘴旋流室内的螺旋运动，导致喷嘴内部形成“空气芯”，液相速度在喷嘴旋流室与收缩段的连接处变化剧烈；另外，发生相间热质传递条件下，流场的压力要整体稍低且速度场的速度最大值更大；液膜的传热系数沿液膜流动方向不断减小；因气相冷凝使得液膜厚度更大，液膜破碎长度也因蒸气冷凝而变得更长。

[全文链接] http://www.hgxb.com.cn/CN/10.11949/j.issn.0438-1157.20160927 

Top 9

基于CFD的强化裂解炉管设计 

柏德鸿, 宗原, 赵玲. 2017 Vol. 68 (2): 660-669

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[摘要]通过计算流体力学（CFD）的方法，将丙烷裂解反应动力学与流动方程、能量方程耦合，考察了在普通裂解炉管中加装中空立交盘（hollow cross-disk，HCD）内构件对管内流动及裂解反应的影响。结果发现，HCD内构件通过壁面几何形状变化重布了流场结构，以合理的压力损失为代价产生径向速度，并诱导产生纵向涡剪切破坏边界层，强化了流体的湍动程度，降低热阻，提高了温度分布均匀性。相比于普通炉管，加入中空立交盘后，裂解管丙烷转化率提高7.24%，烯烃选择性提高3.67%，乙烯收率降低0.87%，但丙烯收率大幅上升16.50%，烯烃总收率上升6.94%。此外发现，纵向涡产生的径向流动促进了近壁区高温流体和管中心区相对低温流体的换位，流体温度最高下降了0.7℃；与普通炉管相比，新型裂解管出口处重组分浓度下降了28.33%，说明加入中空立交盘可防止近壁面高温区域过度裂解，有助于抑制结焦。在此基础上，结合模拟所得的场分布数据，定量分析了HCD强化传热和传质的机理，并就阻力损失和强化效果做出综合评价。

[全文链接] http://www.hgxb.com.cn/CN/10.11949/j.issn.0438-1157.20161430   

Top 10

负载型钯团簇上氢分子吸附和解离吸附的密度泛函理论 

张弛, 成洪业, 陈立芳, 漆志文. 2017 Vol. 68 (2): 694-701

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[摘要]基于密度泛函理论考察勃姆石（AlOOH）和氧化锆（ZrO2）负载的钯团簇表面氢分子吸附和解离吸附过程，通过分析一系列不同尺寸的钯团簇上氢吸附能以及氢分子-钯团簇-载体三者之间的电荷转移系统地研究了粒径效应和载体效应。结果表明，顶点位和面位分别是分子吸附和解离吸附的最佳吸附位置。随着钯团簇粒径的上升，氢分子吸附能和解离吸附能都下降，载体-钯团簇-被吸附氢三者之间的电荷转移量和方向也改变。氧化锆载体负载的钯团簇上分子吸附能和解离吸附能均大于勃姆石载体负载的钯团簇，说明载体对氢分子吸附过程有重要影响。

[全文链接] http://www.hgxb.com.cn/CN/10.11949/j.issn.0438-1157.20160910 

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说明：仅根据本刊网站中该文章从刊出日至2017年4月12日下载量完成本次统计。