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乙酸戊酯酯化反应精馏过程系统控制模拟及分析被引量：8: 2015年; 反应精馏技术是将反应和精馏两个单元操作耦合在一个设备中同时进行,其非线性给反应精馏过程的平稳操作和过程控制提出了更高的要求。目前,反应精馏过程控制研究都是针对特定反应体系进行的有针对性的研究,对于乙酸戊酯反应体系的控制研究少有报道。本文利用Aspen Plus和Aspen Dynamic软件对乙酸戊酯的反应精馏过程进行动态模拟,针对塔釜产品组成要求提出温度控制和组成控制两种不同的控制方案,对两个控制系统分别进行±10%的进料流量扰动测试和酸醇比为1∶1、1.2∶1的进料组成扰动测试。研究了不同扰动对产品质量的影响并比较了两种方案在不同扰动干扰下的控制效果。结果表明:进料组成扰动会对两个控制方案造成较大影响;温度控制方案的控制稳定性要好于组成控制方案。; 李洪孟莹李鑫钢高鑫; 关键词：反应精馏过程控制

蒸馏技术在石油炼制工业中的发展与展望被引量：4: 2015年; 以蒸馏过程强化与节能为背景,在对塔盘、填料、分布器等塔内件技术发展分析的基础上,总结了我国蒸馏过程的大型化技术在石油炼制工业中的应用与发展,提出了采用新型碳化硅泡沫材料在塔盘及填料上的应用可大幅度提升精馏效率的思路。通过将低温余热发电技术与蒸馏过程进行耦合,实现了对于蒸馏过程低品位热能的有效利用,结合热耦合精馏、热泵精馏、多效精馏技术等节能措施,蒸馏过程能量的使用与回收变得更加科学与全面。新型材料传质元件和低温余热发电技术的开发与应用使绿色蒸馏概念在石油炼制行业的发展更迅速、有效。; 从海峰李洪高鑫李鑫钢; 关键词：石油炼制蒸馏塔内件低温余热发电

分子模拟方法计算相平衡热力学性质的研究进展被引量：2: 2017年; 化工单元操作与相平衡有着密不可分的联系,相平衡现象一直是化工工程师以及广大科研工作者们研究的热门课题。近年来随着计算机技术和统计力学的快速发展,应用分子模拟方法研究相平衡已成为热点。本文综述了近二十年来该领域的研究进展,归纳总结了分子模拟计算相平衡的多种方法以及4种常用的模拟力场。系统介绍并分析了相平衡分子模拟在宏观热力学数据计算、萃取剂筛选以及热力学机理分析等方面的应用情况,表明分子模拟方法在宏观热力学数据计算方面趋于成熟,能够准确模拟较多物系的相平衡数据,阐明了分子模拟方法在萃取剂筛选方面的优势,同时指出了分子模拟在热力学性质微观机理分析方面的不足和局限性,最后对分子模拟方法在相平衡领域的发展进行了展望。; 李洪张季李鑫钢高鑫; 关键词：分子模拟相平衡微观结构

乙酸异丙酯-异丙醇物系的热集成变压精馏分离模拟被引量：10: 2015年; 采用Aspen软件及修正的Wilson模型模拟了压力对乙酸异丙酯-异丙醇物系共沸组成的影响,提出该物系基于热集成的变压精馏工艺。在此基础上,研究了系统能耗随变压精馏工艺两塔压力组合的变化趋势,优化了理论塔板数、进料位置、回流比等操作参数。模拟结果表明,高压塔操作压力为0.60 MPa、减压塔操作压力为0.02 MPa时,热集成系统能耗利用最合理。该压力条件下变压精馏工艺的最优理论塔板数为高压塔26块、减压塔38块;最优进料位置为高压塔第15块理论塔板、减压塔第10块理论塔板;基于热集成工艺的最优回流比为高压塔1.0,减压塔2.0。热集成变压精馏工艺可节能28.5%。; 韩祯李宏达高鑫李鑫钢李洪; 关键词：乙酸异丙酯异丙醇变压精馏热集成节能

反应精馏过程耦合强化技术基础与应用研究述评被引量：31: 2018年; 反应精馏技术是过程强化概念在化学工业成功应用的典范。由于反应与精馏耦合的高度复杂性和非线性,反应-精馏相互影响机制、耦合方式及其过程能效调控与优化成为制约该技术广泛应用的关键科学问题。综述了近二十年来国内外反应精馏技术从基础研究到工业应用的概况,包括反应精馏过程的可行性分析与概念设计方法、稳态模拟过程优化与动态模拟控制策略设计、兼具催化反应与气液传质的高效内构件开发以及反应精馏在各领域的应用。探讨了目前制约反应精馏广泛应用关键问题的解决方法与途径,阐明了普适性的反应精馏过程开发方法,总结了基于反应精馏过程耦合的新型过程强化技术,指出了反应精馏技术的发展趋势。; 高鑫赵悦李洪李鑫钢; 关键词：反应精馏催化精馏

油砂热解特性及工艺与装置研究开发现状与评述被引量：3: 2016年; 油砂是一种储量巨大的非常规石油资源,油砂热解技术具有良好的工业化前景。本文概述了油砂热解的相关基础研究进展,包括油砂热解的3个阶段、气液固三相产物的性质及多种油砂热解动力学模型的总结。分析了常压干馏、惰性气体保护热解、加氢热解、减压热解及复合热解工艺,简述了不同工艺对产品收率和产品性质等方面的影响。回顾了油砂热解的装置,从固定床、旋转干馏炉、流化床干馏炉到Alberta Taciuk Process(ATP)装置,重点介绍了具有不同载热方式和能量回收方式的旋转干馏炉和流化床干馏炉。从能源利用效率的角度分析对比了各种热解工艺和热解设备的优势与劣势,阐明了降低能耗提高能源效率是热解技术的主要问题,进而提出了旋转干馏炉和流化床干馏炉具有更好的工业前景。; 马小龙张自生高鑫李鑫钢; 关键词：油砂热解反应器流化床

醋酸甲酯加氢制乙醇工艺模拟与优化被引量：3: 2016年; 建立了醋酸甲酯加氢制乙醇的工艺流程,采用化工流程模拟与分析软件Aspen Plus进行了系统的模拟研究。通过对工艺条件的分析,获得了过程较优的工艺参数。提出使用变压精馏的方法分离醋酸甲酯-甲醇共沸物,低压塔采用常压操作,较优的高压塔操作压力为1.1MPa。同时针对多组分分离精馏序列的问题,模拟对比了逆序精馏和顺序精馏2种工艺,年度总费用(Total annualized cost,TAC)分析表明,首先分离出乙醇的逆序精馏工艺更经济合理。; 黄伟进李洪高鑫李鑫钢; 关键词：计算机模拟醋酸甲酯共沸物

Process intensification in vapor–liquid mass transfer: The state-of-the-art被引量：1: 2019年; The concept of process intensification(PI) has absorbed diverse definitions and stays true to the mission—'do more with less', which is an approach purposed by chemical engineers to solve the global energy & environment problems. To date, the focus of PI has been on processes mainly involving vapor/liquid systems. Based on the fundamental principles of vapor–liquid mass transfer process like distillation and absorption, there are three strategies to intensify interphase mass transfer: enhancing the overall driving force, improving the mass transfer coefficient and enlarging the vapor–liquid interfacial area. More specifically, this article herein provides an overview of various technologies to strengthen the vapor–liquid mass transfer, including application of external fields, addition of third substances, micro-chemical technology and usage of solid foam, with the objective to contribute to the future developments and potential applications of PI in scientific research and industrial sectors.; Hong LiChuanhui WuZhiqiang HaoXingang LiXin Gao; 关键词：TRANSFER PROCESS TWO-PHASE PROCESS INTENSIFICATION MICROWAVE

新型泡沫碳化硅塔板的流体力学及传质性能被引量：5: 2014年; 利用碳化硅泡沫材料的孔隙率高、表面积大、强度大、耐腐蚀和不漏液等优点，将其应用到塔板上，开发出新型整体多孔碳化硅泡沫塔板。将一定孔径的碳化硅泡沫材料制作成厚度为12,mm 的块状塔板，在φ600,mm 的塔内进行流体力学实验，测定了干板和湿板压降、雾沫夹带及漏液量等参数；以环己烷-正庚烷为标准物系在φ300,mm的传质塔中进行了传质实验研究，在常压、全回流条件下测定了全塔效率来表征塔板传质效率；选择按工业设计标准制成的筛板与其性能进行比较。结果表明：泡沫孔径为2,mm 的塔板压降过高；泡沫孔径为4,mm 的塔板漏液较多，且出现不均匀漏液；而孔径为3,mm及3～4,mm组合的两种新型塔板具有压降低、雾沫夹带少、漏液少和全塔效率高等特点，是流体力学及传质性能优良的新型泡沫塔盘。; 李鑫钢刘霞高鑫田冲杨振明张劲松李洪; 关键词：碳化硅塔板流体力学全塔效率

泡沫碳化硅波纹规整填料内的液体流动特性被引量：4: 2016年; 通过采用配备微距镜头的高速摄像仪记录单波纹片上的液体流动行为,发现了泡沫碳化硅波纹规整填料内同时存在液膜流动和准壁流两种液体流动模式。同时测定了组合波纹片之间的液体传递量,并将泡沫碳化硅波纹规整填料与金属丝网波纹填料和金属板波纹规整填料的测试结果进行比较,结果表明泡沫碳化硅波纹规整填料的单波纹片上的液体扩散程度较大,组合波纹片之间的液体传递量高于金属丝网波纹填料和金属板波纹规整填料。研究结果揭示了泡沫碳化硅波纹规整填料具有高效传质特性的根本原因在于其独特的三维空间网孔结构增强了液体在单波纹片上的横向扩散能力和在组合波纹片之间的径向传递能力,为新型高效规整填料的机理研究和进一步开发开拓了思路。; 刘巧钰李洪高鑫李鑫钢; 关键词：规整填料多孔介质蒸馏

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国家自然科学基金(21336007)

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