浅谈化工前沿讲座知识

浅谈化工前沿所学知识

听完了各位老师精心串讲的化工前沿讲座课程，收获颇多。下面我就谈谈自己通过听讲、查资料，经过思考后对化工前言知识的理解。主要包括离子流体的发展及应用发展、己二酸制备的回顾及展望、干熄焦技术（HPF脱硫）等，针对这些前言知识谈谈自己的感悟。

一、离子流体的发展及应用发展

离子液体是指全部由离子组成的液体，如高温下的KCI, KOH呈液体状态，此时它们就是离子液体。在离子化合物中，阴阳离子之间的作用力为库仑力，其大小与阴阳离子的电荷数量及半径有关，离子半径越大，它们之间的作用力越小，这种离子化合物的熔点就越低。

离子液体具有不挥发、不可燃、导电性强、黏度低、热容大、蒸汽压小、性质稳定，对许多无机盐和有机物有良好的溶解性，在电化学、有机合成、催化、分离等领域被广泛的应用。在与传统有机溶剂和电解质相比时，离子液体具有一系列突出的优点：（1）液态范围宽，从低于或接近室温到300摄氏度以上，有高的热稳定性和化学稳定性；（2）蒸汽压非常小，不挥发，在使用、储藏中不会蒸发散失，可以循环使用，消除了挥发性有机化合物（VOCs，即volative organic compounds）环境污染问题，（3）电导率高，电化学窗口大，可作为许多物质电化学研究的电解液；（4）通过阴阳离子的设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性，并且其酸度可调至超酸。（4）具有较大的极性可调控性，粘度低，密度大，可以形成二相或多相体系，适合作分离溶剂或构成反应—分离耦合新体系；（5）对大量无机和有机物质都表现处良好的溶解能力，且具有溶剂和催化剂的双重功能，可以作为许多化学反应溶剂或催化活性载体。由于离子液体的这些特殊性质和表现，它被认为与超临界CO2，和双水相一起构成三大绿色溶剂，具有广阔的应用前景。

二、己二酸制备的回顾与展望

己二酸（ADA），又称肥酸。常温下为白色晶体, 熔点152 ℃，沸点337.5 ℃，主要用于生产尼龙66盐、聚氯酯、合成树脂及增塑剂等；目前世界上己二酸主要用于生产尼龙66盐，进而生产尼龙66树脂和纤维、聚酯多元醇、增塑剂等。由于己二酸生产技术在不断提高。原来传统的工艺主要有环己烷法和苯酚法。由于苯酚法消耗高，正逐步被淘汰。环己烷法占主导地位。并且新的工艺也不断推出。

传统己二酸的生产工艺主要是硝酸氧化KA油。所以传统的生产工艺分为两步：KA油

的生产和KA油的氧化。KA油可从环己烷、苯和苯酚为原料制得。

环己烷为原料，环己烷氧化制备KA油是现在工业上广泛采用的方法。技术较成熟可靠。是以苯为原料，进行催化加氢制成环己烷，再利用空气氧化制成KA油（环己醇和环己酮的混合物）。

苯为原料，该方法主要是以苯为原料，采用部分加氢路线，以Ru为催化剂加氢生成环己烯，环己烯进行水合反应生成环己醇。

苯酚为原料，将苯酚催化加氢生成生KA油。如多相催化，在150 ℃，在1 Mpa下加氢可将苯酚还原成KA油。这种方法设备投入和生产复杂程度与环己烷法相差不大，工艺安全，投资费用低，但是苯酚原料的成本高，适合在苯酚原料相对丰富的地区，如美国、巴西、西欧和前苏联等部分地区。

硝酸氧化KA油或环己醇制己二酸（ADA），目前工业上被广泛采用硝酸氧化KA油或环己醇制备己二酸的工艺流程是：在0.1-0.5% Cu与0.1-0.2% V为催化剂催化下，用60% HNO3在60-80 ℃，0.1-0.9 MPa 氧化KA油，KA油的总转化率为100%，ADA选择性约95%。该法的主要副产物是戊二酸和丁二酸。其中催化剂铜和钒各有作用：钒适合低温，其优点在于使生成的中间体选择性地转化成ADA，从而提高反应收率。

我国己二酸最大的消费领域是聚氨酯（PU）行业，约占总消费量的63.2％，尼龙66盐约占33.8％，其它领域约占3％。由于我国尼龙塑料工业发展较缓慢，而聚氨酯工业发展迅速，因此我国己二酸的消费结构与国外差距较大。我国不仅聚氨酯工业对己二酸需求强劲，而且尼龙66盐对己二酸的潜在需求也十分巨大。

三、干熄焦技术

干熄焦主要由干熄炉、装入装置、排焦装置、提升机、电机车及焦罐台车、焦罐、一次除尘器、二次除尘器、干熄焦锅炉单元、循环风机、除尘地面站、水处理单位、自动控制部分、发电部分等组成。根据设计的不同，干熄焦系统包含的主要设备也不尽相同，比如德国1mA设计的干熄焦就没有一次除尘器，其进锅炉的循环气体中粗颗粒焦粉的去除由于熄炉本体完成；有的干熄焦直接采用外供除盐水，因此省略了干熄焦除盐水生产这一环节，只是对外供除盐水进行除氧处理即可；有的干熄焦没有设计发电装置，锅炉产生的蒸汽经减温减压后直接并网使用.从炭化室推出的红焦由焦罐台车上的圆形旋转焦罐(有的干熄焦设计为

方形焦罐)接受，焦罐台车由电机车牵引至干熄焦提升井架底部，由提升机将焦罐提升至提升井架顶部；提升机挂着焦罐向干熄炉中心平移的过程中，与装入装置连为一体的炉盖由电动缸自动打开，装焦漏斗自动放到干熄炉上部；提升机放下的焦罐由装入装置的焦罐台接受，

在提升机下降的过程中，焦罐底闸门自动打开，开始装入红焦；红焦装完后，提升机自动提起，将焦罐送往提升井架底部的空焦罐台车上，在此期间装入装置自动运行将炉盖关闭。

装入干熄炉的红焦，在预存段预存一段时间后，随着排焦的进行逐渐下降到冷却段，在冷却段通过与循环气体进行热交换而冷却，再经振动给料器、旋转密封阀、溜槽排出，然后由专用皮带运输机运出。为便于运焦皮带系统的检修，以及减小因皮带检修给干熄焦生产带来的影响，皮带运输机一般设计有两套，一开一备。冷却焦炭的循环气体，在干熄炉冷却段与红焦进行热交换后温度升高，并经环形烟道排出干熄炉；高温循环气体经过一次除尘器分离粗颗粒焦粉后进入干熄焦锅炉进行热交换，锅炉产生蒸汽，温度降至约160~(2的低温循环气体由锅炉出来，经过二次除尘器进一步分离细颗粒焦粉后，由循环风机送入给水预热器冷却至约130~C，再进入干熄炉循环使用。

经除盐、除氧后约104℃的锅炉用水由锅炉给水泵送往干熄焦锅炉，经过锅炉省煤器进入锅炉锅筒，并在锅炉省煤器部位与循环气体进行热交换，吸收循环气体中的热量；锅炉锅筒出来的饱和水经锅炉强制循环泵重新送往锅炉，经过锅炉鳍片管蒸发器和光管蒸发器后再次进入锅炉锅筒，并在锅炉蒸发器部位与循环气体进行热交换，吸收循环气体中的热量；锅炉锅筒出来的蒸汽经过一次过热器、二次过热器，进一步与循环气体进行热交换，吸收循环气体中的热量后产生过热蒸汽外送。

干熄焦锅炉产生的蒸汽，送往干熄焦汽轮发电站，利用蒸汽的热能带动汽轮机产生机械能，机械能又转化成电能。从汽轮机出来的压力和温度都降低了的饱和蒸汽再并入蒸汽管网使用。

四、二氧化碳的综合利用及活化机理研究

近年来，随着国民经济的快速发展，我国的气体行业发展迅速，气体产品市场不断扩大，气体工业年增长率达12%。目前全国气体产品市场年销售额约为250亿元，到2002年将达到280亿元。气体行业对新技术的应用以及大型先进设备的引进，使国内很多大型机组达到了国际先进水平；变压吸附气体分离技术、膜分离技术的广泛推广应用，充分体现了我国工业气体行业正逐步走向成熟。

CO2化学自20世纪80年代以来已引起世界各国特别是工业发达国家的普遍关注。据统计，全世界各种矿物燃料（煤、石油、天然气）燃烧排放到大气中的CO2量达到185～242亿吨／年，而其利用尚／不足1亿吨／年。CO2的大量排放，不仅造成资源严担浪费，