致密膜反應(yīng)器

《《化工名詞》 (二)基本有機(jī)化工分冊(cè)》第一版。

裝填有致密膜的反應(yīng)設(shè)備。典型的膜為混合導(dǎo)體氧滲透膜和金屬鈀氫滲透膜。

致密氣層氣是蘊(yùn)藏于頁(yè)巖層可供開(kāi)采的天然氣資源，中國(guó)的致密氣層氣可采儲(chǔ)量居世界首位。致密氣層氣的形成和富集有著自身獨(dú)特的特點(diǎn)，往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁(yè)巖烴源巖地層中。較常規(guī)天然氣相比，致密氣層氣開(kāi)發(fā)具有開(kāi)采壽命長(zhǎng)和生產(chǎn)周期長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。

據(jù)估計(jì)，全球致密氣層氣資源約為456萬(wàn)億立方米，主要分布在北美、中亞、中國(guó)、拉美、中東、北非和前蘇聯(lián)，其中北美最多。但其豐度低，技術(shù)可采量占資源總量的比例較低，同時(shí)致密氣層氣的儲(chǔ)層具有低孔隙率和低滲透率的特點(diǎn)，開(kāi)采難度大，需要高水平的鉆井和完井技術(shù)。多采用水平鉆井技術(shù)和水基液壓裂技術(shù)提高采收率。2100433B

第一章緒論/1

第一節(jié)膜技術(shù)簡(jiǎn)介 1

一、膜材料 1

二、膜過(guò)程 2

三、膜應(yīng)用 2

第二節(jié)膜反應(yīng)器技術(shù)簡(jiǎn)介 3

一、膜反應(yīng)器的發(fā)展 3

二、膜反應(yīng)器的分類(lèi) 5

第三節(jié)無(wú)機(jī)膜反應(yīng)器的研究進(jìn)展 6

一、液相催化無(wú)機(jī)膜反應(yīng)器 6

二、氣相催化無(wú)機(jī)膜反應(yīng)器 7

三、無(wú)機(jī)膜生物反應(yīng)器 7

第四節(jié)應(yīng)用前景與展望 8

參考文獻(xiàn) 10

第二章面向液相反應(yīng)的陶瓷膜設(shè)計(jì)與制備/11

第一節(jié)引言 11

第二節(jié)陶瓷膜的設(shè)計(jì)方法 12

一、模型思路 13

二、模型建立 17

三、顆粒受力分析 20

四、分離過(guò)程計(jì)算 21

五、操作條件的優(yōu)化 22

第三節(jié)陶瓷膜的制備技術(shù) 24

一、陶瓷膜厚度的定量控制 24

二、陶瓷膜孔結(jié)構(gòu)的定量控制 26

三、陶瓷膜表面性質(zhì)的控制 49

四、陶瓷膜構(gòu)型的控制 53

第四節(jié)陶瓷膜材料的穩(wěn)定性 58

一、化學(xué)穩(wěn)定性 59

二、熱穩(wěn)定性 59

三、機(jī)械穩(wěn)定性 60

第五節(jié)陶瓷膜污染控制方法 61

第六節(jié)結(jié)語(yǔ) 61

參考文獻(xiàn) 62

第三章液相陶瓷膜反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化/67

第一節(jié)引言 67

第二節(jié)浸沒(méi)式膜反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 68

一、數(shù)學(xué)模型的建立 68

二、CFD模擬參數(shù) 71

三、浸沒(méi)式膜反應(yīng)器的流場(chǎng)及流動(dòng)特性 72

第三節(jié)氣升式膜反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 78

一、氣升式膜反應(yīng)器的數(shù)值模擬 78

二、雙環(huán)流氣升式膜反應(yīng)器的數(shù)值模擬 85

三、膜通道內(nèi)的氣液兩相流模擬 91

第四節(jié)液相膜反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì) 93

一、數(shù)學(xué)模型 93

二、模型的驗(yàn)證和優(yōu)化 95

第五節(jié)結(jié)語(yǔ) 99

參考文獻(xiàn) 100

第四章陶瓷膜反應(yīng)器在加氫反應(yīng)中的應(yīng)用/103

第一節(jié)引言 103

第二節(jié)骨架鎳催化對(duì)硝基苯酚制對(duì)氨基苯酚 104

一、膜孔徑的選擇 104

二、操作條件對(duì)膜通量的影響 105

三、膜過(guò)濾成套裝置的建設(shè)與運(yùn)行 107

第三節(jié)納米鎳催化對(duì)硝基苯酚制對(duì)氨基苯酚 109

一、納米鎳催化劑的合成及批量制備 109

二、納米鎳催化-膜分離耦合過(guò)程研究 112

三、膜污染機(jī)理及控制方法 123

四、中試裝置的建設(shè)與運(yùn)行 133

第四節(jié)結(jié)語(yǔ) 135

參考文獻(xiàn) 135

第五章陶瓷膜反應(yīng)器在羥基化反應(yīng)中的應(yīng)用/139

第一節(jié)引言 139

第二節(jié)外置式膜反應(yīng)器在苯酚羥基化反應(yīng)中的應(yīng)用 140

一、外置式膜反應(yīng)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 140

二、TS-1催化苯酚羥基化反應(yīng)操作過(guò)程 140

三、苯酚羥基化反應(yīng)-膜分離耦合過(guò)程規(guī)律研究 142

四、膜污染機(jī)理及膜清洗策略 148

第三節(jié)浸沒(méi)式膜反應(yīng)器在苯酚羥基化反應(yīng)中的應(yīng)用 157

一、浸沒(méi)式膜反應(yīng)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 157

二、TS-1催化苯酚羥基化反應(yīng)操作過(guò)程 158

三、苯酚羥基化反應(yīng)-膜分離耦合過(guò)程規(guī)律研究 159

四、間歇反應(yīng)與連續(xù)反應(yīng)過(guò)程的比較 164

第四節(jié)雙膜式膜反應(yīng)器在苯酚羥基化反應(yīng)中的應(yīng)用 165

一、雙膜式膜反應(yīng)器裝置流程 166

二、雙膜式膜反應(yīng)器的操作方法 166

三、陶瓷膜孔徑的影響 167

四、雙膜式膜反應(yīng)器的操作條件優(yōu)化 167

五、雙膜式膜反應(yīng)器的運(yùn)行穩(wěn)定性 171

第五節(jié)陶瓷膜反應(yīng)器在苯酚羥基化反應(yīng)中的工業(yè)應(yīng)用 175

一、工藝流程 175

二、運(yùn)行穩(wěn)定性 176

第六節(jié)結(jié)語(yǔ) 178

參考文獻(xiàn) 178

第六章陶瓷膜反應(yīng)器在氨肟化反應(yīng)中的應(yīng)用/181

第一節(jié)引言 181

第二節(jié)一體式膜反應(yīng)器在丙酮氨肟化反應(yīng)中的應(yīng)用 182

一、一體式膜反應(yīng)器系統(tǒng)的操作方法 182

二、TS-1催化丙酮氨肟化制丙酮肟 183

三、丙酮氨肟化反應(yīng)-膜分離耦合過(guò)程規(guī)律 187

四、一體式膜反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定性 193

第三節(jié)膜分布反應(yīng)器在氨肟化反應(yīng)中的應(yīng)用 197

一、膜分布反應(yīng)器的流程 198

二、丁酮氨肟化制丁酮肟反應(yīng)條件 199

三、環(huán)己酮氨肟化制環(huán)己酮肟反應(yīng)條件 204

四、膜分布器穩(wěn)定性 209

五、催化劑失活機(jī)理及再生 210

第四節(jié)氣升式雙膜反應(yīng)器在氨肟化反應(yīng)中的應(yīng)用 219

一、氣升式雙膜反應(yīng)器的工藝流程 219

二、氣升式雙膜反應(yīng)器的操作方法 220

三、氣升式雙膜反應(yīng)器中反應(yīng)-膜分離耦合規(guī)律 221

第五節(jié)陶瓷膜反應(yīng)器在環(huán)己酮氨肟化反應(yīng)中的工業(yè)應(yīng)用 229

一、環(huán)己酮氨肟化工藝流程 229

二、陶瓷膜污染機(jī)理分析 230

三、膜再生方法 234

四、二氧化硅顆粒協(xié)同控制方法 239

五、陶瓷膜反應(yīng)器工業(yè)裝置 244

第六節(jié)結(jié)語(yǔ) 245

參考文獻(xiàn) 245

第七章陶瓷膜反應(yīng)器在沉淀反應(yīng)中的應(yīng)用/251

第一節(jié)引言 251

第二節(jié)鹽水體系沉淀反應(yīng) 252

一、沉淀溶解平衡模型的構(gòu)建 252

二、鹽水精制反應(yīng)時(shí)間的確定 258

三、操作條件對(duì)沉淀反應(yīng)的影響 260

四、精制反應(yīng)條件的確定 263

第三節(jié)鹽水體系的陶瓷膜過(guò)濾性能 265

一、Cl-型飽和鹽水體系膜過(guò)濾性能優(yōu)化 265

二、SO42-型飽和鹵水體系膜過(guò)濾性能優(yōu)化 269

第四節(jié)化學(xué)沉淀-陶瓷膜分離耦合連續(xù)精制鹽水 271

一、陶瓷膜反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及連續(xù)鹽水精制 271

二、沉淀反應(yīng)-膜分離耦合工藝連續(xù)精制鹽水 272

三、膜污染機(jī)理及膜清洗 275

第五節(jié)陶瓷膜反應(yīng)器在精制鹽水中的工業(yè)應(yīng)用 279

一、鹽水精制工藝的比較 279

二、工業(yè)運(yùn)行中的膜污染及再生方法 280

三、工業(yè)運(yùn)行結(jié)果 292

四、經(jīng)濟(jì)性分析 292

第六節(jié)結(jié)語(yǔ) 294

參考文獻(xiàn) 294

第八章陶瓷膜反應(yīng)器用于微納粉體的制備/296

第一節(jié)引言 296

第二節(jié)陶瓷膜集成濕化學(xué)法制備超細(xì)粉體 297

一、超細(xì)粉體制備工藝流程 297

二、反應(yīng)條件對(duì)超細(xì)粉體顆粒粒徑的影響 298

三、膜洗滌過(guò)程對(duì)顆粒表面電位及顆粒粒徑的影響 302

四、陶瓷膜集成濕化學(xué)法在超細(xì)粉體制備中的工程應(yīng)用 305

第三節(jié)陶瓷膜二次射流乳化法制備微納粉體 306

一、多孔氧化物的制備 307

二、聚合物微球的制備 311

第四節(jié)膜分散技術(shù)制備微納粉體 315

一、超細(xì)碳酸鋅的制備 316

二、超細(xì)氯化亞銅的制備 321

三、超細(xì)氧化亞銅的制備 327

第五節(jié)結(jié)語(yǔ) 336

參考文獻(xiàn) 336

第九章氣相催化無(wú)機(jī)膜反應(yīng)器/339

第一節(jié)引言 339

第二節(jié)分子篩催化膜反應(yīng)器 339

一、Silicalite-1分子篩膜與間二甲苯異構(gòu)化反應(yīng) 340

二、MFI分子篩膜與高溫水煤氣變換反應(yīng) 345

三、Au-Zr/FAU催化膜與CO選擇性氧化反應(yīng) 355

第三節(jié)碳化硅催化膜反應(yīng)器 363

一、碳化硅催化膜的制備 364

二、碳化硅催化膜用于大氣中VOCs的降解 373

三、催化膜的粉塵脫除性能 380

四、催化膜協(xié)同脫除性能 382

第四節(jié)鈣鈦礦膜反應(yīng)器 384

一、混合導(dǎo)體氧滲透膜的制備 385

二、甲烷部分氧化膜反應(yīng)過(guò)程 387

三、二氧化碳分解耦合甲烷部分氧化膜反應(yīng)研究 392

第五節(jié)結(jié)語(yǔ) 404

參考文獻(xiàn) 404

第十章無(wú)機(jī)膜生物反應(yīng)器/409

第一節(jié)引言 409

第二節(jié)陶瓷膜生物反應(yīng)器用于廢水處理 410

一、膜材質(zhì)及膜孔徑對(duì)膜生物反應(yīng)器的影響 410

二、陶瓷膜構(gòu)型對(duì)膜生物反應(yīng)器的影響 412

三、膜污染控制及污染膜清洗策略 416

第三節(jié)膜法生物發(fā)酵制燃料乙醇 418

一、發(fā)酵-滲透汽化耦合制燃料乙醇工藝 418

二、氣升式膜生物反應(yīng)器用于發(fā)酵法制燃料乙醇 427

第四節(jié)膜法生物發(fā)酵制乳酸 432

一、發(fā)酵法乳酸生產(chǎn)工藝 432

二、膜法乳酸生產(chǎn)新工藝 433

第五節(jié)結(jié)語(yǔ) 442

參考文獻(xiàn) 442

索引 446