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化工学报
中国化工学会 化学工业出版社
化工学报

中国化工学会 化学工业出版社

李静海

月刊

0438-1157

hgxb@cip.com.cn

010-64519485/86/89/90

100011

北京市东城区青年湖南街13号

化工学报/Journal CIESC JorunalCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《化工学报》以促进国内外化工科技发展和学术交流为宗旨，主要刊载化工及相关领域的原创性研究论文，报道有价值的基础数据，扼要报道阶段性研究成果和重要研究工作的最新进展，选载对学科发展起指导作用的综述与专论。栏目包括：热力学；流体力学与传递现象；催化、动力学与反应器；分离工程；过程系统工程；表面与界面工程；生物化学工程与技术；能源和环境工程；材料化学工程与纳米技术；现代化工技术。《化工学报》是我国创刊较早的科技期刊之一，多年来本刊一直保持严谨求实的优良传统，严把稿件质量关。由国内外知名专家组成的学术实力强大的编委会，严格的审稿制度和编校程序，保证了刊物的内容质量和出版质量，保持了国内化工界权威性学术期刊地位。发表文章中国家自然科学基金等重大项目的文章达83％，其中获国家科技进步奖、国家发明奖以及各种省部级以上科技奖励项目所属的文章占有较大比例。《化工学报》是很多国际重要检索系统的源期刊，如美国的《CA》、《EI》，俄罗斯的《文摘杂志》，日本的《科学技术文献速报》等，影响因子、总被引频次、综合评价指标在同类期刊中位于前列。在期刊评比中多次获奖，2006年以来主要获如下奖项：2006 年获第六届全国石油和化工行业优秀期刊一等奖2006－2010 年连续入选“百种中国杰出学术期刊”2006－2010 年连续入选中国科协精品科技期刊工程示范项目B类2007 年论文“用石蜡-CO2超临界流体快速膨胀在流化床中进行细颗粒包覆”获第五届中国科协期刊优秀学术论文奖 2008 年被评为“中国精品科技期刊”2008 年论文“高固气比状态下的粉煤气力输送”被评为“2007年中国百篇最具影响优秀国内学术论文”2008 年论文“固体碱法制备生物柴油及其性能”获第六届中国科协期刊优秀学术论文一等奖2010 年获第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖
正式出版
收录年代

    低碳烷烃烯烃在超微孔柔性Cu(Qc)2上的吸附行为

    唐瑜佞王勋彭俊洁吴颖...
    5664-5674页
    查看更多>>摘要：采用实验研究与分子模拟相结合的方法研究了低碳烷烃烯烃在超微孔柔性Cu(Qc)2上的吸附热力学、动力学和吸附分离机理.用常温合成方法制备了超微孔金属-有机骨架材料Cu(Qc)2,测定了低碳烷烃烯烃(CH4/C2H4/C2H6/C3H6/C3H8)在Cu(Qc)2上的吸附相平衡和吸附动力学.使用Materials Studio中的Fortcite模块模拟低碳烷烃烯烃在超微孔柔性Cu(Qc)2上的吸附机理以及材料的结构形变.结果表明Cu(Qc)2具有优良的C2H6/C2H4吸附选择性和吸附动力学,而对C3H8/C3H6的吸附选择性很低.273 K和0.1 MPa下,C2H6/C2H4在Cu(Qc)2上的IAST选择性达4.6.298 K和0.05 MPa下C2H6/C2H4在Cu(Qc)2上的扩散时间常数分别达1.42×10-3和1.48×10-3s-1,扩散活化能分别为16.62和16.43 kJ/mol.应用装填Cu(Qc)2的固定床可在常温条件下实现C2H6/C2H4二元混合气的完全分离.模拟结果显示Cu(Qc)2为二维堆叠结构,材料会由于吸附不同分子而发生不同程度的结构形变.甲烷易从变大的层间扩散脱附,导致其在材料上的吸附量很低;C2H6/C2H4两者都能稳定吸附在层中的孔道中,其分离推动力主要来源于两种气体在材料上明显的吸附热差异;C3H8/C3H6会分别吸附在两种不同的环境,吸附热差异小导致Cu(Qc)2对C3H8/C3H6的吸附选择性低.

    Cu(Qc)2吸附分离烷烃/烯烃动力学

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    规整复合吸附剂真空变压吸附分离CH4/N2工艺模拟与分析

    田军鹏沈圆辉张东辉唐忠利...
    5675-5685页
    查看更多>>摘要：为减少甲烷排放,实现低浓度煤层气有效资源化利用,探究了使用规整复合吸附剂真空变压吸附富集低浓度煤层气的工艺.采用静态容积法测定了甲烷、氮气在规整复合吸附剂上的吸附等温线,同时建立了包括质量、热量和动量守恒在内的严格吸附床数学模型,设计了三塔连续进料的真空变压吸附工艺并进行模拟.分析了工艺达到循环稳态后吸附床层轴向温度分布和压力变化,并且探究了进料量、解吸压力、原料气中甲烷浓度和吸附压力对纯度、回收率、工艺能耗和吸附剂产率等工艺性能的影响.模拟结果表明,在进料量为100 L·min-1,解吸压力为0.1 bar(1 bar=0.1 MPa),原料气甲烷浓度为30％,吸附压力为3 bar时可以生产纯度为59.07％,回收率为93.64％的富CH4产品气,同时单位能耗为18.70 kJ·mol-1,吸附剂产率为4.56 mol·h-1·kg-1.表明规整吸附剂对CH4/N2具有良好的吸附分离效果,能够实现低浓度煤层气中甲烷高效富集.

    规整复合吸附剂真空变压吸附煤层气富集数值模拟甲烷

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    多效蒸发海水淡化系统可行域时变分析与全周期操作优化

    陈春波罗雄麟孙琳
    5686-5695页
    查看更多>>摘要：能耗过高制约了多效蒸发(MED)海水淡化技术的大规模应用,稳态操作优化虽然能够有效减少MED系统的短期蒸汽消耗速率,但污垢累积导致该系统在长周期运行时蒸汽消耗量升高和装置减产.为此,首先针对带蒸汽压缩机(TVC)的MED系统(MED-TVC)提出可行域的概念,分析表明操作点在可行域中的位置决定了系统的运行效益.随后通过可行域的时变分析发现操作点超出可行域是稳态优化中系统性能逐渐衰减的原因.最后利用可行域的性质,提出了时变约束的全周期操作优化方法.该方法通过调整MED-TVC系统在运行周期内的操作条件,获得全周期最低的蒸汽消耗量,同时利用时变的可行域约束保证优化结果在全周期内均满足淡水产量要求.结果表明,时变约束的全周期操作优化在维持MED-TVC系统的设计淡水产量的同时,全周期蒸汽消耗量相比于设计值减少了 19.6％,能够很好地解决MED-TVC系统的操作优化问题.

    过程系统工程海水淡化多效蒸发全周期优化慢时变可行域

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    基于GLSAFIS的氟化工过程操作单元可靠性监测

    薛峰李欣铜周琨魏志强...
    5696-5706页
    查看更多>>摘要：氟化工产物的剧毒特性,使得对于氟化工过程设备的运行可靠性监控异常重要.为此,提出了基于全局-局部结构分析的模糊推理系统(GLSAFIS)在线评估氟化工过程操作单元运行可靠性.依据氟化工工艺流程选取操作单元过程变量后,通过全局-局部结构分析算法(GLSA)对操作单元过程变量进行全局-局部特征提取.这些低维的全局-局部特征代替原始变量作为模糊推理系统(FIS)的输入,不仅可以克服噪声的影响,降低对专家知识的依赖,同时可以通过特征空间的降维压缩,大大加速后续模糊推理系统的逻辑设计.最后模糊推理系统的实施,使得本方法可以对化工过程操作单元可靠性进行在线评估.国内某氟化工厂二氟一氯甲烷(R-22)生产过程的实际应用以及田纳西伊斯曼模拟过程的仿真结果均证实了所提方法可以准确地反映实际化工过程操作单元的运行状况,大大提高了对实际化工过程的安全监控力度.

    可靠性评估全局-局部结构分析模糊推理系统氟化工过程田纳西伊斯曼过程

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    基于加权深度支持向量数据描述的工业过程故障检测

    王晓慧王延江邓晓刚张政...
    5707-5716页
    查看更多>>摘要：传统支持向量数据描述(SVDD)方法本质上采用浅层学习框架,难以有效监控非线性工业过程的复杂故障.针对此问题,提出一种基于加权深度支持向量数据描述(WDSVDD)的故障检测方法.该方法一方面在深度学习框架下重新定义SVDD优化目标函数,构建基于深度特征的深度SVDD监控模型(DSVDD),并利用核密度估计法计算监控指标的统计控制限;另一方面,考虑到深度特征的故障敏感度差异特性,在DSVDD监控模型中设计特征加权层,分别从静态和动态信息分析角度给出权重因子的计算方法,利用权重因子突出故障敏感特征的影响以提高故障检测率.应用于一个典型化工过程的测试结果表明,所研究的方法能够比传统SVDD方法更有效地监控过程中复杂故障的发生.

    动态建模过程系统算法故障检测深度学习支持向量数据描述非线性过程加权因子

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    生物基聚苯并噁嗪/纤维素纳米晶超疏水防腐蚀涂层的制备及性能

    曹玉柱陆馨王立通袁满林...
    5717-5725页
    查看更多>>摘要：以腰果酚、十八胺和多聚甲醛为原料合成出生物基苯并噁嗪单体,以单宁酸为固化剂,采用差示扫描量热分析技术和红外光谱考察了苯并噁嗪单体的热固化行为,结果表明单宁酸可以有效降低苯并噁嗪的开环固化温度.在钢片表面首先制备聚苯并噁嗪涂层作为底漆,再通过在涂层中掺杂氨基修饰纤维素纳米晶制备面漆,构建出静态水接触角为161.1°±2.9°的生物基超疏水防腐蚀涂层(PBTC).该超疏水涂层表现出良好的耐高低温性能和耐刮擦性.电化学测试结果表明PBTC涂层在NaCl水溶液中浸泡30天后仍然具有良好的防腐蚀性能.

    聚苯并噁嗪纳米粒子超疏水涂层腐蚀复合材料

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    颗粒介质用机械密封热力耦合变形及摩擦磨损研究

    马润梅赵祥李双喜刘兴华...
    5726-5737,封3页
    查看更多>>摘要：在含有颗粒介质的工作环境中下,硬质材料配对机械密封环的热力耦合变形和摩擦磨损对机械密封的泄漏和使用寿命起着至关重要的作用.考虑动静环和颗粒介质的摩擦,试验测定了摩擦系数,建立了动静环热力耦合的有限元计算模型,研究了 WC-Co硬质合金和无压烧结碳化硅(SSiC)陶瓷两种硬质材料密封的温度场和端面变形规律,分析了不同工况下的密封间隙变化规律.试验测试分析了密封环温度、磨损前后的泄漏及表面粗糙度,讨论了端面的磨损机理,验证了计算模型的准确性.结果表明:考虑动环磨粒摩擦热的有限元模型能准确地预测密封的温度和端面变形;耦合作用下动静环端面呈现外径脱离、内径贴合的变形,且变形差异程度随压差和转速的增大而加剧;变形导致端面磨痕分布不均匀,内径磨痕较严重.WC-Co硬质合金配对密封环的端面变形小、泄漏量小,高硬度WC颗粒对Co基体能产生很好的"阴影效应",具有良好的耐磨粒磨损性能.SSiC陶瓷材料韧性差,易产生片状磨屑,形成过渡型磨粒磨损,材料耐磨性较差,泄漏量增加明显.在磨粒工况下,WC-Co硬质合金机械密封具有泄漏小、耐磨性强的特点.研究结果为颗粒介质中机械密封的材料应用及设计优化提供了参考.

    机械密封热力耦合模拟磨损颗粒物料硬质材料

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    不同变质程度煤衍生硬炭的储钠行为研究

    王博阳夏吉利董晓玲郭行...
    5738-5750页
    查看更多>>摘要：煤具有碳含量高、芳香结构发达、成本低廉等优点,是制备钠离子电池硬炭负极材料的优质前驱体.然而煤种类繁多且含有无机杂质,不同种煤热解成炭后材料的石墨化度、碳层间距和表面化学组成各异,导致煤基硬炭负极的电化学性能优化难以展开.选择四种不同变质程度的煤,采用酸洗脱灰、高温炭化的方法制备了系列煤基硬炭,研究了变质程度、炭化温度对煤基硬炭微晶结构和表面杂原子组成的影响,并考察了其相应的储钠行为.其中,褐煤1400℃炭化得到的硬炭性能最佳,在0.02 A·g-1电流密度下表现出338.8 mAih·g-1的比容量和81.1％的首次库仑效率.优异的电化学性能归因于褐煤硬炭较大的碳层间距和丰富的储钠缺陷位点,提供了高嵌入和吸附储钠容量.

    电化学钠离子电池热解硬炭制备褐煤

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    泡沫铜强化甲烷水合物生成动力学实验研究

    裴俊华杨亮汪鑫胡晗...
    5751-5760页
    查看更多>>摘要：提高水合物生成速率和储气密度对天然气水合物技术应用非常重要.将三种孔密度的泡沫铜(CF)分别浸入十二烷基硫酸钠(SDS)溶液中构建水合储气强化体系,在高压静态反应釜中研究泡沫金属对甲烷水合物生成动力学特性.实验结果表明,泡沫铜骨架能为水合物生成提供充足的结晶点,同时可作为水合物生长过程水合热迁移的"高速公路".甲烷水合物在SDS/CF体系中可快速生成,最大水合储气速率分布在19.24～21.04 mmol.mol-1·min-1之间,其中添加15 PPI泡沫铜的SDS溶液储气量最高(139 mmol·mol-1),且达到最大储气量90％所用时间最短(10.1 min).在6.0～8.0MPa压力下,相比SDS溶液,添加15 PPI泡沫铜的SDS溶液储气量提高了 8.8％～35.6％,储气速率提高了 4.7％～40.4％;特别在压力为5.0 MPa时,该孔密度SDS/CF体系储气量甚至比SDS溶液增加13倍,储气速率增加16倍.

    泡沫铜甲烷水合物生成动力学强化

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    旋流器分流比对剩余污泥的释碳性能影响

    陈唐维潘志成陈滢刘敏...
    5761-5769页
    查看更多>>摘要：基于四川省某城市污水厂处理200 t/h剩余污泥的旋流器运行情况,比较了旋流器分流比(F)对底流和溢流污泥的形貌、污泥沉降性、污泥浓度、成分变化和碳源释放的影响,探究了污泥旋流释放物质作为反硝化碳源的可行性.结果表明:污泥经过旋流器处理后,底流污泥结构变得密实;溢流污泥松散.在不同分流比条件下,底流和溢流污泥蛋白质和多糖比值(PN/PS)均增大,底流污泥体积指数(SVI)较进口均降低.但是,溢流污泥在F＜30％时SVI增大,在F≥30％时SVI降低.污泥的释碳情况随分流比不同而有变化,当F=30％时,底流污泥碳源释放量达到最大.在此分流比条件下,底流污泥反硝化速率较进口污泥和溢流污泥高,底流污泥旋流释放的碳源反硝化速率达到0.81mg/(g·h),与分析级乙酸钠碳源相当(0.82 mg/(g·h)),高于污水厂常用的工业级乙酸钠(0.64mg/(g·h))和微生物复合碳源(0.66mg/(g·h)).污泥旋流释放的SCOD和蛋白质可补充反硝化碳源,减少外碳源投加,为污水处理厂升级改造提供技术借鉴.

    旋流器城市污水厂废水分离回收碳源反硝化

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