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催化
剂
催化
降解聚酯(PET)
PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯) 是通用高分子树脂之一。对废弃的PET塑料进行降解或回收循环使用是PET产业中不可缺少的环节,是塑料资源实现可持续发展中的关键之一。PET的回收方法主要分为物理回收、化学回收、物理-化学回收三种。目前PET化学回收工业化主要的两种方法分别是水解和醇解,在酸催化作用下酯键的水解,酸直接影响着反应进行的转化率、选择性和速度,目前多使用硫酸,但存在以下缺点:强酸酸性对反应设备腐蚀、分离能耗高、产品纯化难、催化剂不能回收、产生大量酸性废水。本项目首次合成专用固体催化剂,采用新工艺降解聚酯PET (对其它类型的聚酯也同样实现高效降解) 。该固体催化剂无毒、不腐蚀设备、可循环使用、环境友好,能很好地解决目前PET降解中的难题。
华东理工大学
2021-04-13
反应与
精馏
强化过程的自动控制与性能优化技术
1.项目背景 化学反应器与精馏装置是石化生产过程中使用最为广泛的设备,也是最主要的耗能单元,反应器与精馏塔运行的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。反应与分离强化过程通常由多个单元耦合联接而成,其不仅涉及反应与分离能力的协同机制、多单元组合与系统整体运行效能的关系,而且强化过程具有强非线性、大滞后和多变量耦合特性,以及经济、环境与安全等不确定性因素的干扰,都对强化过程的平稳操作、协同调控与分级优化带来诸多的挑战。 采用反应与精馏强化技术,通过传质与传热的强化、物质流与能量流相互耦合,使强化过程具有大幅度提高反应转化率或选择性,降低生产能耗和污染物排放等优越性。然而这种集成优势只有在反应能力与分离能力动态协同作用条件下才能被充分发挥,而且强化过程具有多稳态、强非线性和多变量强耦合特性,这些都对强化过程的自动控制与优化理论提出了新的挑战。 采用传统控制模式,当系统受到干扰时,很容易引起反应与分离能力动态失调和工况发生大范围波动与偏移,造成产品质量不合格和能耗增加等控制难题。因此,在传统控制模式的基础上,探索反应与精馏强化过程的动态协同调控方法与动态优化理论,对解决集成装置的平稳操作与自动控制难题,切实提高系统运行品质,有效降低装置生产能耗和污染物排放方面具有重要意义 2.项目技术原理 南京工业大学绿色化工研究所,经过多年研究发明了不同工况反应与蒸馏集成技术,可根据不同体系的特殊要求,实现不同工况反应与精馏的最佳匹配,解决了反应与蒸馏操作条件必须一致等问题。本项目在对强化过程机理模型、经济稳态优化和动态特性分析的前期研究基础上,研究反应能力与精馏能力的动态协同调控新方法和强化过程的分级优化理论,提出反应与精馏强化过程一体化设计思想,对传统多单元生产过程具有很好的借鉴作用。项目针对反应与精馏过程自动控制系统设计与性能优化调节方面主要开展以下技术: (1)反应与精馏强化过程多变量自动控制方案的设计与性能分析 在对反应与精馏过程机理建模、经济稳态优化设计和动态特性分析基础上,采用稳态增益矩阵和奇异值分析方法,合理选择过程被控变量和操作变量配对模式,运用传统控制策略设计反应精馏强化过程多变量自动控制方案,采用ASPEN PLUS流程模拟软件和ASPEN DYNAMIC模块进行控制方案的动态模拟测试,并根据实际工艺扰动情况,通过在动态流程模拟系统上分别加入不同幅度和方向的多种扰动和改变系统设定值,评价传统控制模式闭环系统性能,在此基础上,改进自动控制方案设计,确保设计的自动控制方案在实际应用中能够维持平稳有效运行。 (2)生产负荷自动调节和优化技术原理 反应与精馏过程的生产负荷经常随着市场需求的变化进行调整,负荷的变化将可能引起系统工况的波动,产品质量下降,能耗增加等问题,甚至造成系统不稳定而被迫停机。本项目采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制与传统控制相融合方法,实现反应与分离能力动态协同调控;本项目在多变量基础控制系统上,在关键控制回路增加设定值智能调节模块和多变量协调预测控制模块,分别采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制(Error tolerant DMC)与传统控制相融合方法,实现反应能力与分离能力动态协同调控,使系统获得了良好的跟踪性能和鲁棒性。解决传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调,导致产品质量不合格、能耗和污染物排放增加等控制问题。在多变量协调预测控制模块设计中,对于反应器出口成分和产品质量等不可在线测量的关键变量,采用机理模型和经验模型建立产品成分软测量模型,实现对产品成分、反应转化率等不可测被控变量的在线估计。 (3)反应与精馏强化过程的系统性能优化技术 在经济稳态优化设计前期研究基础上,开展多目标多约束动态优化与多变量跟踪控制相结合的分级优化理论研究。在上层多目标多约束的动态优化设计中,是以能耗和操作成本最小为优化目标,以质量、尾气/废液排放和过程动态模型等为约束条件,采用多目标优化算法对强化过程的关键操作参数进行动态优化计算,给出工况最优调节方案。根据多目标动态优化给出的关键参数设定值最优调节方案,采用设定值多步长滚动优化给出多变量预测控制的参考轨迹,通过多变量协调预测控制和基础控制回路的跟踪调节,使系统输出快速跟踪设定值的最佳操作值,实现工况优化与平滑调节,确保系统维持高品质运行特性,从源头降低工况大范围波动和事故发生的概率。 3.关键技术路线 项目针对反应与精馏过程,融合了化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术,采取理论研究、模拟实验和工业应用相结合的技术路线,如下图所示。项目分别开展反应精馏过程的多变量基础控制系统设计、反应与分离能力动态协同调控新方法、强化过程分级优化理论研究,并将项目成果融合,开展不同工况反应与精馏强化过程的一体化工程设计,研制一套流程模拟综合实验平台,进行模拟验证和工程应用研究。 4.项目技术特色和创新性 (1)针对反应与精馏强化过程,在传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调和工况偏移,导致集成优势难以充分发挥工程问题,项目提出将设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制、多目标多约束动态优化与传统基础控制相融合的动态协同调控新方法与分级优化理论,在反应与分离动态协同作用下实现工况的优化与平滑调节,确保系统维持高品质运行特性。 (2)项目沿着学科交叉与融合方向,将化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术相结合,提出不同工况反应与精馏强化过程流程模拟、控制系统设计与集成优化理论相结合的一体化工程设计思想,并在常压反应与减压精馏集成的甲苯氯化反应精馏工业装置上进行工程应用研究,解决装置自动控制与平稳操作等实际控制问题,发挥强化过程高转化率/高选择性、低能耗的集成优势。
南京工业大学
2021-01-12
无水乙醇生产热泵恒沸
精馏
新工艺及成套装置
无水乙醇(纯度在0.99999以上)是一种应用广泛的基础性化工原料,在化工、精细化工、制药、食品、车用燃料替代等领域大量使用。传统的无水乙醇生产工艺存在设备投资大、能耗高等问题,因而发展受到制约。本项目为自有专利技术,专利号02145503.1(燃料乙醇热泵恒沸精馏工艺及装置),项目是在传统恒沸精馏燃料乙醇生产工艺基础上,结合热泵技术发展而成的。该新工艺装置主要包含乙醇脱水塔、夹带剂回收塔、酒精回收塔,新工艺将蒸馏塔的塔顶蒸汽加压升温后直接用作塔底再沸器的热源,不需要塔顶冷凝器,也不需要锅炉供热系统以及循环泵等公用工程,整个物流系统全封闭操作,生产成本大大降低,工程总投资费用降低,还可副产水,实现零排放,达到了经济、节省、环保三重效益。
西安交通大学
2021-04-11
双
催化
活性的锂空气电池
催化
剂
包括:简单背景、关键技术名称概念解释、技术原理简介、关键技术路线、技术先进性、技术特点或创新点、技术或产品应用领域等。传统能源,尤其是化石燃的消耗过程中排放的二氧化碳及其他有毒气体对全球环境的变化具有直接的影响。据预测截止 2050 年能源需求量会是现在的两倍,而到本世纪末会增至三倍。电动交通工具和大规模的再生能源(如风能和太阳能等)的开发利用将成为应对全球环境变化、能源安全和可持续性的重要策略。高能量密度、简便、可靠的电化学能量存储技术是传统能源系统向清洁能源系统、内燃机动力系统向电
南京工业大学
2021-04-14
一种
催化
转化
催化
剂的再生方法
本发明公开了一种催化转化催化剂的再生方法。从反应器中移出的催化剂首先进入第一再生器中通过第一再生气进行吹扫再生。第一再生器出口的一级再生剂输送至催化剂流量分配器后分为两股物流分别进入第二再生器和反应器,进入反应器的一级再生剂流股的流量占流股中一级再生剂总流量的1-100%,部分一级再生剂进入第二再生器中通过第二再生气进行二次再生后得到的二级再生剂与一级再生剂流股合并后一同进入反应器。本发明可以有效提高现有反应器产能,避免催化剂的频繁烧炭再生并降低再生温度与温升,有利于延长催化剂总寿命,并且能够实现不同移动床反应器中催化剂流速的单独调控,可用于甲醇制丙烯的工业生产中。
浙江大学
2021-04-13
固氮
催化
剂
元素是构成生物的最主要元素之一。尽管大气中氮气的含量高达78[%],但是氮气的活化十分困难。目前工业上广泛采用Haber�Bosch法将氮气还原成氨气,然而这一过程需要在高温高压下进行,因此能耗高。据统计,每年用于合成氨的能耗超过全球年能耗的1[%]。光/电催化固氮是合成氨的一种新途径,能够在常温常压下实现氮气的还原,因此引起了广泛关注。核心问题就是寻找和设计高效、稳定、低廉的催化剂。目前,高效的固氮催化剂主要是基于过渡金属(TM)化合物,而关于非金属催化剂的报道很少。这是由于过渡金属中空的d轨道和占据d电子的共存,既能够容纳氮气分子中N原子的孤电子对,又能够提供电子到氮气分子的反键轨道,从而活化N≡N三键、增强N‒TM键。通过分析硼原子的核外电子结构,王金兰教授团队发现sp3杂化的硼原子与过渡金属类似,也同时具有空轨道和占据轨道,因此有望用于氮气的活化与还原。通过结构、性能等多方面的分析,他们最终选择g-C3N4作为衬底来负载sp3杂化的硼原子,设计了首个不含金属的单原子催化剂,B/g-C3N4。理论计算表明,B/g-C3N4可以在极低的起始电位(0.20 V)下,通过酶促机理有效地将氮气还原为氨气。此外,硼的修饰可以显著增强g-C3N4的可见光吸收,因此有望实现太阳能驱动的固氮反应。此外,该催化剂也具有很大的合成前景以及极高的稳定性。
东南大学
2021-04-11
仿生
催化
氧化技术
以酶类结构的金属卟啉为催化剂,模仿生物氧化历程,突破温和条件下高效、专一活化氧气的技术难 题,实现高附加值含氧有机化物的合成,并致力于实现该技术的工业应用,填补国内外技术空白,从本质 上解决化工领域氧化过程的安全隐患。
中山大学
2021-04-10
尾气
催化
器
山东宇洋汽车尾气净化装置有限公司
2021-08-27
尾气
催化
剂
我公司拥有3800多平方米产品技术开发中心和汽车铝散热器试验中心,产品试验中心是省内设施最完善的散热器试验基地, 能进行各种规格散热器的震动、压力脉冲、静压、清洁度、盐雾、传热性能、冷热循环等试验。产品从技术设计开发、 质量保证、产品检测方面充分满足了国内外客户技术要求和质量检测要求。
山东宇洋汽车尾气净化装置有限公司
2021-08-27
催化
臭氧氧化与微生物降解近场耦合技术
对于难降解工业废水的处理,单独催化臭氧氧化技术存在臭氧剂量大、气体回收难、出水毒性高等问题,而单独生物降解处理难降解有机废水周期长、设备成本高。催化臭氧氧化与微生物降解近场耦合工艺则将按序进行的催化氧化装置和生物挂膜装置两个处理单元合并,利用催化臭氧技术提高难降解有机废水的可生化性,同时采用生物膜技术减少后续处理成本,能够实现低成本提高COD、色度和浊度去除率的效果,同时降低出水毒性,减少环境生物风险。
东北师范大学
2025-05-16
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