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期刊信息/Journal information
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

    可再生甲醇生产系统操作窗口特性分析与调控

    孔昕山高鑫康丽霞刘永忠...
    4617-4628页
    查看更多>>摘要：可再生甲醇是实现可持续发展目标的重要途径之一.可再生能源的波动性和间歇性导致二氧化碳加氢制甲醇过程工况频繁波动.为了适应可再生能源的波动,甲醇生产系统的灵活性亟需提升.提出一种可再生甲醇生产系统操作窗口调控策略,通过在工艺条件和操作约束下设计分析关键设备的操作窗口特性建立设备数据库,并通过瓶颈设备识别与替换实现对生产系统中关键设备集的优化选择,有效调控和扩大生产系统的操作窗口.研究表明,所构建的甲醇生产系统操作窗口调控策略可以实现最大化生产系统操作上限、最小化生产系统操作下限和最大化操作窗口范围三个目标,以有效调控操作窗口,并依据给定的操作窗口需求确定最优的设备组合及设计方案,从而为适应可再生能源波动的甲醇生产系统柔性提升提供计算依据.

    可再生能源甲醇生产操作窗口设备设计优化

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    基于多采样序列特征提取网络的多变量间歇过程故障预测

    高学金李博伦韩华云高慧慧...
    4629-4645页
    查看更多>>摘要：故障预测可以指示变量的异常变化,提前预测故障情况.现有故障预测方法仅考虑完整序列的全局时间依赖关系,忽略了变量间依赖关系及采样子序列中不同的局部时间依赖关系.针对上述问题,提出了一种基于多采样序列特征提取网络(multi-sampled sequence feature extraction network,MSFEN)的故障预测架构.首先设计了一种批次联合嵌入机制,在考虑批次周期性的同时更好地表达变量间依赖关系.然后,开发了一种序列采样机制划分完整时间序列与不同尺度的采样子序列.之后,分别设计了翻转平滑Transformer与卷积交互提取模块,以全面地提取多尺度时间依赖关系与变量间依赖关系.最后,融合多采样序列特征获得最终的编码特征,通过前馈层实现故障预测.利用青霉素发酵过程进行实验,结果表明该方法具有良好的故障预测性能.

    间歇式故障预测序列采样神经网络多尺度

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    非恒定故障率安全联锁系统执行机构的时变竞争失效研究

    孙冰颜王海清张玉涛汪肆杰...
    4646-4653页
    查看更多>>摘要：安全联锁系统(SIS)在防止化工装置发生危险事故方面发挥着重要作用,但由于复杂的工作环境,SIS执行机构不可避免地受到老化退化以及外界需求冲击的影响,造成传统可靠性模型中的恒定故障率假设不再适用.为此针对具有非恒定故障率的执行机构,基于失效模式以及失效机理,考虑退化过程的时变特性,引入退化速率加速因子、退化突增量系数以及时变硬失效阈值,提出了N取K结构(KooN)通用的退化、冲击相互依赖竞争失效模型DCFP-TVC,并将该模型应用于风力发电制氢氧纯度联锁回路.实例表明,相比恒定故障率模型、其他竞争失效模型,所提模型可有效解决非恒定故障率执行机构可靠性分析精度低的难点,并且以重要退化参数进行灵敏度分析,说明其对可靠性、失效时间分布的影响效果,提出调整验证测试间隔的建议,实现执行机构非周期检测的风险管控.

    安全联锁系统竞争失效过程控制MonteCarlo模拟制氢

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    基于MHSA-LSTM的软测量建模及其在化工过程中的应用

    李文华叶洪涛罗文广刘乙奇...
    4654-4665页
    查看更多>>摘要：化工过程数据的动态性和非线性等特性常使传统的软测量方法难以准确提取数据的动态和非线性特征,从而影响关键质量变量的预测精度和系统整体的控制优化.因此,提出了一种融合多头自注意力机制的长短期记忆网络(multi-head self-attention mechanism long short-term memory network,MHSA-LSTM)的软测量建模方法.首先,利用LSTM充分挖掘数据的时序特征,以便提取化工过程数据的动态变化信息;其次,使用多头自注意力机制对LSTM隐藏层的输出特征进行加权,可有效地捕捉不同尺度特征向量的长期相关性,且能提高模型的长期记忆能力;然后,将提取的特征向量与其对应的特征权重相乘得出加权结果输入全连接层,可有效地提高关键质量变量预测的精度.对所提方法在脱丁烷塔过程和硫回收单元进行仿真验证,结果表明所建模型的预测精度优于门控循环单元、LSTM以及融合自注意力机制的LSTM软测量模型.

    软测量化工过程神经网络多头自注意力机制预测实验验证

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    考虑贫流股旁路的热-质交换网络同步优化

    刘思琪易智康肖媛段欢欢...
    4666-4678页
    查看更多>>摘要：热-质交换网络是系统工程中的重要领域,对质量交换子网络中贫流股进行处理可以有效回收传质过程中的多余热量,实现高效传质传热.目前的同步优化模型没有考虑到贫流股旁路对热-质交换网络的结构和年度综合费用的影响.因此,通过对质量交换子网络和热交换子网络的耦合关系分析,提出了基于旁路变换的内部贫流股间歇性换热策略来改进节点非结构模型.一方面,将具有单一换热性质的贫流股切割为多重换热流股,从而使热-质交换网络优化具有更丰富的结构;另一方面,贫流股旁路位置的不同也会影响优化效果.此外,由于该数学模型的求解域宽,直接求解的计算难度大,所以强制进化随机游走算法被用以求解该模型,其接受差解机制保证了全局搜索能力.采用所提出的同步优化方法对热-质交换网络算例进行优化,结果表明通过贫流股旁路位置变换获得了新的网络结构,增强了结构多样性;并且通过结构变异带动了年度综合费用的降低.这种方法对于节能减排的进一步推进具有重要意义.

    系统工程模型热-质交换网络算法贫流股旁路

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    基于卷积层-注意力机制的长短期记忆网络出水氨氮浓度预测方法

    张勇赵景波权利敏
    4679-4688页
    查看更多>>摘要：为解决城市污水处理过程出水氨氮浓度难以实时精准测量的问题,构建了一种融合卷积层和注意力机制的长短期记忆网络(convolutional layer and squeeze-and-excitation attention mechanism based long short-term memory network,CSA-LSTM)模型.首先,通过引入卷积层(convolutional layer,CL)深度提取数据中的非线性特征,并通过注意力机制(squeeze-and-excitation attention mechanism,SEAM)自适应分配特征通道的权重,实现特征解耦;其次,长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)提取时间序列数据长期依赖关系,实现出水氨氮浓度的实时预测;然后,提出一种具有自适应采集函数的贝叶斯优化算法,实现模型参数优化,进一步提高模型精度;最后,基于基准实验和实际污水处理厂数据测试CSA-LSTM的有效性.结果表明,模型具有较高的出水氨氮浓度预测精度,能够有效应对城市污水处理中数据的强非线性、耦合性以及时间依赖性问题,具有良好的泛化能力.

    城市污水处理氨氮浓度预测神经网络特征提取优化算法

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    开启式艉轴唇形密封结构参数多目标优化及性能分析

    弓志超李双喜李方俊黄泽盛...
    4689-4701页
    查看更多>>摘要：开启式船舶艉轴密封因其优异的开启性能使得艉轴密封实现了长寿命高效运转,但因唇体结构设计不合理导致唇口磨损严重.以开启式艉轴唇形密封圈为研究对象,建立唇形密封数值分析模型,分析开启式艉轴唇形密封的密封性能,采用响应面法对唇体结构进行多目标优化分析,进行唇形密封试验.研究结果表明:唇口过盈量对唇形密封开启性能和寿命影响最大,其次是弹簧径向力、前唇角和后唇角;在多种力载荷作用下,反吹气体压力至少大于工作压力的1.3倍时,唇口开启.对开启式艉轴唇形密封合理设计唇口结构参数,通过实现动态调节反吹气体压力,可有效减少唇口磨损并极大改善密封性能,并降低唇口开启对转速的依赖.优化参数组合为:唇口过盈量1.5 mm、弹簧径向力70N、前唇角45°、后唇角40°,通过合理地优化结构设计,综合唇口减磨性能提升明显,且唇口寿命提升173％.

    开启式艉轴唇形密封数值分析响应面法优化设计唇口寿命反吹气体试验验证

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    高能燃料前体α-红没药烯的生物制造过程优化

    马治东张亚鹏高慧鹏李文强...
    4702-4711,封4页
    查看更多>>摘要：α-红没药烯是一种主要存在于红没药、柠檬等植物精油中的倍半萜化合物,因具备多支链、环状结构,其烷化产物红没药烷可作为航空燃料替代品,受到了国内外的广泛关注.以酿酒酵母为底盘细胞来合成α-红没药烯是一种绿色、可持续的备选生产方式.本研究在强化甲羟戊酸(mevalonate,MVA)合成途径的酿酒酵母中表达来自北美冷杉的α-红没药烯合酶AgBIS,利用葡萄糖诱导型启动子PHXT1对支路鲨烯合酶及脂肪酸合成途径进行动态下调,进一步系统增强MVA途径多个基因表达,并对辅因子供应与乙醇利用途径进行强化,使α-红没药烯在摇瓶中的产量达到510mg/L.在3 L发酵罐中,通过乙醇补料发酵使α-红没药烯产量达到16.5 g/L,为目前报道的最高产量.本研究为微生物细胞工厂高效合成α-红没药烯提供了有效策略.

    α-红没药烯酿酒酵母代谢工程微生物细胞工厂合成生物学

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    基于量子力学分析β-内酰胺合成酶合成吡拉西坦中间体的机制

    马文哲宋伟魏婉清吴静...
    4712-4722页
    查看更多>>摘要：2-(氧代吡咯烷-1基)-乙酸(2-OAA)是合成吡拉西坦的重要前体,在医药合成领域起着关键作用.然而,目前尚未对2-OAA的生物合成方法和机制进行研究.为了填补这一研究空白,首先根据相似反应原则对β-内酰胺合成酶进行筛选,得到了一种来自于Streptomyces fulvorobeus的酶(SfAsnA),该酶可以在水相中合成2-OAA,其酶活达到109.8 U/g,总转化数(TTN)可达79.02.随后,对SfAsnA进行蛋白模型构建与底物对接分析,以确定底物在酶活性中心的结合方式.然后,对合成2-OAA的本底反应机制进行详细分析,确定了目标反应的化学合成机制和势能面.最后,对酶促反应机制进行研究,并通过对催化双联体(Y254和E288)进行突变验证,进一步确定了SfAsnA催化2-OAA合成的机制以及该双联体在目标反应中的关键作用,为酶法合成2-OAA提供了理论基础.

    2-(氧代吡咯烷-1基)-乙酸生物催化内酰胺化分子模拟反应能垒计算化学

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    车载液氢瓶不同局部大热流位置对自增压规律影响研究

    朱宇豪谢福寿高婉丽卜玉...
    4723-4735页
    查看更多>>摘要：液氢因储氢密度高、安全性能好等优势,在氢能汽车领域受到了人们的重点关注,尤其在长距离、大规模运输过程应用.车载液氢瓶作为液氢燃料车的核心部件之一,其无损储存时间将直接影响整车的续驶里程.在车载液氢瓶管路结构设计中,管路与内容器连接处会存在较大的局部热流,其会对液氢瓶无损储存时间产生显著影响.通过建立三维数值模型,在总漏热量相同的前提下,研究了顶部、中间、底部三种局部大热流位置和均匀漏热条件对液氢瓶自增压过程中热物理场变化规律的影响.研究结果表明:均匀漏热和顶部、中间、底部三种局部大热流工况在1000 s内的平均增压速率分别为4.51、3.01、15.08和6.08 kPa·h-1.由于顶部大热流工况下的增压速率最慢,中间大热流工况下的增压速率最快,因此在设计管路与内容器连接口位置时建议将连接位置设置于内容器顶部,以延长液氢瓶的无损储存时间.

    车载液氢瓶局部大热流温度场压力变化相变

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