This paper describes a new method for producing TiCl4 by chloridizing materials of high content CaO and MgO, in which a combined fluidized bed is used as a reactor to avoid agglomeration between particles caused by molten CaCl2 and MgCl2. The combined fluidized bed consists of at least a riser tube and a semi-circulating fluidized bed. Two kinds of high titanium slag, in which the total mass content of CaO and MgO is 2.03% and 9.09% respectively, are employed to examine the anti-agglomeration effect and the conversion of the materials when the temperature ranges are between 923.15K and 1073.15K, gas apparent velocity 0.7—1.1m•s－1, and inlet amount of solid materials is 4.6—7.0kg•h－1. It is found that the anti-agglomeration effect in the combined fluidized bed is sat-isfactory and the new method can achieve a TiCl4 production capacity of 14.0—75.4t•m－2•d－1 in relation to 25.0—40.0t•m－2•d－1 from the conventional bubble bed. Furthermore, low-temperature chloridization, for example, at 923K or 973K, can also be used to produce TiCl4 and avoid agglomeration.

The study on the catalysis of ionic liquids for alkylation of benzene with 1-octadecene to synthesize LAB (linear alkylbenzenes) was performed. The results showed that the most important factor that governed the conversion of olefin and selectivity of LAB was reaction temperature. Moreover, the effects of different ionic liquids and molar ratio of benzene to 1-octadecene on the conversion and selectivity were obviously in different degrees. The reaction temperature, molar ratio of benzene to 1-octadecene and the amount of catalyst were lower, compared with the traditional reaction technologies. The experimental results demonstrated that the ionic liquid had higher activity at 30℃, with over 98% selectivity of monoalkylbenzene and 100% conversion of the olefin at the molar ratio 0.08 of FeCl3 in ionic liquid to 1-octadecene and 10 for benzene to 1-octadecene.

This paper reports how a hairy layer of carbon nano-fibers can be prepared on the macro-porous silica foam produced by the sphere templating method. Firstly, three-dimensional close-packed crystals of polystyrene spheres are assembled on porous disk substrate by vacuum filtration or evaporation. The polystyrene template is annealed slightly above the glass transition temperature in order to strengthen the colloidal crystal and ensure interconnection of the spheres so as to obtain porous materials with open structure. Following the treatment of hexde-cyltrimethylammonium bromide, the polystyrene template is filled with silica colloidal solution, which solidifies in the cavities. Then the polystyrene particles are removed by calcination at 843K, leaving behind porous silica foam. Scanning electron microscopy images demonstrate that silica foam has uniform and open structured pores. Nickel particles were deposited on porous silica foam layer by the dipping method and porous carbon nano-fiber washcoat was prepared by catalytic decomposition of ethene over small nickel particles.

Reactive distillation processes for synthesis of ethylene glycol (EG) and ethyl tert-butyl ether (ETBE) were modeled with the simulation package ASPEN PLUS. The input multiplicity and output multiplicity were discussed with the method of sensitivity analysis for both cases. In EG production process, steady state multiplicities were studied in terms of effective liquid holdup volume and boil-up ratio. In ETBE synthesis process, the user kinetic subroutine was supplied into ASPEN PLUS firstly, and then the composition, temperature and reaction-rate profiles within the reactive distillation column were presented in detail. A set of stable solution branches based on distinct initial guesses for a range of boil-up ratio were found in EG synthesis. Input multiplicities were observed for a range of reboiler duty at several values of reflux ratio for ETBE synthesis process. These results can be used to avoid excessive energy consumption and achieve optimum design of reactive distillation column.

Catalyst plays an important role in the dehydration of N-(hydroxylethyl)pyrrolidone (NHP) to prepare N-vinyl-pyrrolidone (NVP). At present, NVP yield is only about 30% on commercial ZrO2 catalyst. A coupled pre-cipitation and solid dispersion technique was designed to prepare the nano-ZrO2 catalyst, in which rare earth metal oxides (REOx) was used as electronic promoter. The results indicated that the catalyst doped REOx (S-1.0) exhibits the optimum performance of NHP dehydration at moderate conditions. NHP conversion and NVP selectivity are respectively 97.0%, 82.3%. Of special interest is that the indexes of the catalyst (S-1.0-1.0) are up to 98.4% and 89.2% respectively. Furthermore, this catalyst bears the good stability. It means that nano-ZrO2 doped REOx cata-lyst might be a potential commercial catalyst for the NHP dehydration.

Presently developed two-phase turbulence models under-predict the gas turbulent fluctuation, because their turbulence modification models cannot fully reflect the effect of particles. In this paper, a two-time-scale dissipation model of turbulence modification, developed for the two-phase velocity correlation and for the dissipation rate of gas turbulent kinetic energy, is proposed and used to simulate sudden-expansion and swirling gas-particle flows. The proposed two-time scale model gives better results than the single-time scale model. Besides, a gas turbulence augmentation model accounting for the finite-size particle wake effect in the gas Reynolds stress equation is proposed. The proposed turbulence modification models are used to simulate two-phase pipe flows. It can properly predict both turbulence reduction and turbulence enhancement for a certain size of particles observed in ex-periments.

In this study, the large eddy simulation technique was applied on the flow in a baffled stirred tank driven by a Rushton turbine at Re=29000. The interaction between the rotating impeller and the static baffles was accounted for by means of the improved inner-outer iterative algorithm. The sub-grid scale model was a conventional Smagorinsky model. The numerical solution of the governing equations was conducted in a cylindrical staggered grid. The momentum and the continuity equations were discretized using the finite difference method, with a third-order QUICK scheme used for convective terms. The phase-resolved predictions were compared with the ex-perimental data of Wu and Patterson and good agreement was observed for both the mean and the turbulence quan-tities. They were much better than the Reynolds-averaged Navier-Stokes model including the Reynolds Stress Model for simulating the turbulence. The study also suggests the feasibility of LES in combination with the im-proved inner-outer iterative algorithm for the simulation of turbulent flow in stirred tanks. 

Membrane potentials across hybrid charged mosaic membrane in organic solutions were measured. Equilibrium swelling degree (SD) and fixed charge density in both organic solutions and water were also determined. Ethylene glycol, ethanol, n-propanol and glycerol were used as organic solutes; meanwhile 0.001mol•dm－3 aqueous KCl solution was utilized as a strong electrolyte to measure the electrical difference. Equilibrium swelling degree indicated that it could be affected by the density of organic solutes; while it enhanced with the increasing density of these solutes. The measurement of fixed charge density showed that the membrane had the maximal absolute value in water among these solvents whether for cationic or anionic groups; the difference of dielectric constant between the water and the organic solutes might be responsible for these change trends. It was confirmed that membrane po-tentials increased with both the increasing concentration of the organic solutions and the elevated pH values. These results demonstrated that the characteristics of the hybrid charged mosaic membrane could be highly impacted by the properties of the organic solutes. A theoretical model for charged membranes in ternary ion systems of weak electrolyte can be used to explain the above-mentioned phenomena.

The new mode of operation for slop cut withdrawal in batch distillation, i.e., draining column liquid holdup at the end of slop cut period, was proposed. And the stopping criterion for the operation was investigated. Experiments were carried out with isopropanol-n-propanol binary system and isopropanol-n-propanol-n-butanol ternary system in a distillation column with a liquid collector installed between the reboiler and the column section. Experimental results in a  45mm batch column show that the proposed policy can overcome the flywheel effect caused by column liquid holdup and thus cut down operation time and energy consumption 31%—61%.

Since there are not enough fault data in historical data sets, it is very difficult to diagnose faults for batch processes. In addition, a complete batch trajectory can be obtained till the end of its operation. In order to overcome the need for estimated or filled up future unmeasured values in the online fault diagnosis, sufficiently utilize the finite information of faults, and enhance the diagnostic performance, an improved multi-model Fisher discriminant analysis is represented. The trait of the proposed method is that the training data sets are made of the current measured information and the past major discriminant information, and not only the current information or the whole batch data. An industrial typical multi-stage streptomycin fermentation process is used to test the per-formance of fault diagnosis of the proposed method.

To decrease the cost of electricity generation of a residential molten carbonate fuel cell (MCFC) power system, multi-crossover genetic algorithm (MCGA), which is based on “multi-crossover” and “usefulness-based selection rule”, is presented to minimize the daily fuel consumption of an experimental 10kW MCFC power system for residential application. Under the operating conditions obtained by MCGA, the operation constraints are satisfied and fuel consumption is minimized. Simulation and experimental results indicate that MCGA is efficient for the operation optimization of MCFC power systems.

Data reconciliation is an effective technique for providing accurate and consistent value for chemical process. However, the presence of gross errors can severely bias the reconciled results. Robust estimators can significantly reduce the effect of gross errors and yield less-biased results. In this article, a new method is proposed to solve the robust data reconciliation problem of nonlinear chemical process. By using several technologies including linearization method, penalty function, virtual observation equation, and equivalent weights method, the robust data reconciliation problem can be transformed into least squares estimator problem which leads to the convenience in computation. Simulation results in a nonlinear chemical process demonstrate the efficiency of the proposed method.

A new model was proposed to calculate the viscosity of fluids under the pressure ranging from 0.1 to 110MPa by improving the Tait equation, in which the viscosity μ of liquids was linked with activation volume V≠.  The model with two adjustable parameters α and β was applied in calculating viscosities for alkane, aromatic and alcohol family at high pressure. Results show that calculated values of viscosity are in good agreement with the ex-perimental ones, and the average relative deviations for alkanes, aromatics and alcohols are 0.56%, 0.31% and 0.66%, respectively. Besides, the errors correlated by the model proposed in this paper were equivalent to the ones from the pure empirical Tait equation, and obviously superior to those from Eyring equation.

Candida krusei was osmotolerant yeast for the production of glycerol. Extracellular osmotic pressure was one of the key factors to induce the enzyme activity of glycerol-3-phosphate dehydrogenase(GPDH) which severely affected the glycerol productivity. Three osmoregulators such as NaCl, PEG4000 and glycerol were used to investigate their effects on yeast growth, glucose consumption and glycerol production. In order to determine the effect of extracellular glycerol concentration, different amounts of glycerol were initially supplemented as an osmoregulator to increase glycerol production. The maximum glycerol concentration attained 179gL－1 with initial glycerol concentration of 80gL－1 in medium, compared with 41gL－1 in the control experiment. These results were successfully reproduced for fed-batch process in an air-lift reactor.

In order to improve the cancer-targeting and selective activity of antineoplastic agent [5-fluorouracil (5-FU)], a novel pH-responsive drug delivery system [pullulan acetate/sulfonamide (PA/SDM) conjugate] was synthesized by a diafiltration method. Sulfonamide was grafted to the hydrophobically modified pullulan acetate to enhance the pH sensitivity for better cancer-targeting delivery. 5-FU was loaded into the self-assembled nanoparticles by the same method. The drug-loaded self-assembled nanoparticles were successfully obtained and characterized in terms of particle size, morphology and drug loading and release profile at various pHs. The results showed that the mean diameter of the self-assembled particles was approximately 100nm, with uniform size and good spherical morphology. The nanoparticles showed good stability at pH 7.4, which is equal to that of the normal body fluid, but shrank and aggregated below pH 6.8, which is close to the pH with tumors. The loading efficiency and concentration of released 5-FU was monitored at 269 nm on the UV/Vis spectrophotometer. The release profile was heavily pH-dependent around physiological pH, and the release rate was significantly enhanced under pH of 6.8.

Biomass is a key factor in fermentation process, directly influencing the performance of the fermentation system as well as the quality and yield of the targeted product. Therefore, the on-line estimation of biomass is indispensable. The soft-sensor based on support vector machine (SVM) for an on-line biomass estimation was analyzed in detail, and the improved SVM called the weighted least squares support vector machine was presented to follow the dynamic feature of fermentation process. The model based on the modified SVM was developed and demonstrated using simulation experiments.

Boron nitride nanotubes (BN-NTs) with pure hexagonal BN phase have been synthesized by heating ball-milled boron powders in flowing ammonia gas at a temperature of 1200℃. The as-synthesized products were characterized by X-ray powder diffraction, transmission electron microscopy, high-resolution transmission electron microscopy, and electron energy loss spectroscopy (EELS). The diameters of nanotubes are in the rage of 40—120nm and the lengths are more than 10μm. EELS result identifies that the ratio of boron and nitrogen is almost 1:1. The growth temperature is a crucial growth parameter in controlling the structure and crystalline of BN-NTs. The nanotubes grown at 1100℃ possesses of a bamboo-like structure, while as the temperature increased to 1200℃, most of the nanotubes exhibited a cylindrical structure. In addition, changing the heating time can control the size of the nanotubes. The gas atmosphere has influence on the yield of BN-NTs during heating process. When heating at-mosphere was replaced by nitrogen, the yield of nanotubes was remarkably decreased.

Isotactic polypropylene (iPP) hollow fiber microporous membranes were prepared using thermally induced phase separation (TIPS) method. Di-n-butyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DOP), and the mixed solvent were used as diluents. The effect of α (DOP mass fraction in diluent) on the morphology and performance of the hollow fiber was investigated. With increasing α, the morphology of the resulting hollow fiber changes from typical cellular structure to mixed structure, and then to typical particulate structure. As a result, the permeability of the hollow fiber increases sharply, and the mechanical properties of the hollow fiber decrease obviously. It is suggested that the morphology and performances of iPP hollow fiber microporous membrane can be controlled via adjusting the compatibility between iPP and diluent.

General pretreatment processes of ammonia stripping and phenols solvent extraction can reduce the concentration of toxic compounds of the coal gasification wastewater for the following biological treatment. However, some emulsified coal tar still exists in the influent and many substances in coal tar are refractory and toxic to microorganisms. This study is mainly on the removal of emulsified coal tar by acidification demulsion. The ex-perimental results show that the acidification process of the wastewater by pure hydrochloric acid can reduce the chemical oxygen demand (COD), total organic carbon (TOC), total phenolics and oil about 3.1%—11.3%, 6%—10.8%, 5.3%—8.6% and 25.2%—57.4% respectively with pH value in the range of 4 to 7. The analysis of molecu-lar weight distribution indicates that compounds removed from the wastewater by this process are large molecular substances. The experiment also shows that the efficiency of COD removal in the demulsion process by different acids is different and the phosphoric acid is prominent. The preserved time of the wastewater also affects the effi-ciency of demulsion. Small amount low-cost solid additives including kaolin and diatomite can improve the rate of coal tar sedimentation and enhance the removal efficiency of organics in the phosphoric acidification process.

The kinetics of leaching flavonoids from Pueraria Lobata with ethanol was investigated. The effects of leaching temperature, mechanical agitation rate，concentration of ethanol and feed particle size on leaching kinetics were examined．It is found that the smaller the feed particle size or the higher the leaching temperature，the higher the leaching rate. The leaching process can be described by the shrinking-core model. The apparent activation energy is 10.8kJ•mol－1, suggesting that the leaching process is controlled by the inner diffusion. An empirical equation relating the flavonoids leaching rate constant to the feed particle size and leaching temperature was expected.

In this article, the influence factors of trypsin extracted from crude pancreatin was investigated, and scanning tunneling microscope(STM) was used to observe the image of trypsin in butane-diacid-2-ethyl-hexyl-ester-sulfonic sodium (AOT)/ iso-octane reversed micelles. The STM image showed that trypsins bounded in reversed micelles was rigid, which weakened its conjugative effect and caused maximum ultraviolet absorption and fluorescence emissive absorption moving toward blue waves. AOT concentration, pH and cations were the main influence factors of ex-traction. Specifically, extraction percentage of trypsin decreased with the increase of AOT concentration from 0.01 to 0.1mol•L－1. When pH value is from 5.30 to 10.0, i.e. less than pI of trypsin, the extraction percentage is raised with the different increase of pI-pH, but when the pH value is less than 5.20, the extraction percentage is decreased with the acidity added. Besides, the extraction efficiency is negative, related with the concentrations of Ca2+, Na+, K+ which were in the range of 0.2—1.0mol•L－1, and influence of concentration of Ca2+ is greater than that of Na+, and K+ which has the minimum impact with the same concentration. Finally, optimum conditions to extract trypsin were: AOT reversed micelles 0.05mol•L－1, trypsin concentration in crude pancreatin solution 3mg•ml－1, pH 5.2—5.3, ratio (by volume）of extraction phase to strip-extraction phase 1︰1, and time of 5min. The corresponding per-centage of extraction was 22.7% and specific activity was 78.9 N-benzoyl-L-arginine ethyl ester (BAEE) U•mg－1 protein, three times than that in crude pancreatin. There was no lipase and amylopsin activity was decreased to 1/5 of crude pancreatin. Partly purifying solution was treated by condition mentioned above with 0.05mol•L－1 ceryl-trimethyl-ammonium bromide (CTAB), total extraction percentage of trypsin was 74.18% and specific activ-ity was 3148.3 BAEE U•mg－1, i.e. 48.16 times purer than that in crude pancreatin. Through sodium dodecyl sul-fate-polyacryl amide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and image analysis of extracted product, there were only three bands in the trypsin, while seven in crude pancreatin, and electrophoresis location of main bend was almost identical with the standard enzyme.

The diffusion behavior of methanol in different critical media (n-pentane, n-hexane, n-heptane and acetone) was investigated by the Monte Carlo (MC) method. From the simulation results, the diffusion constant of methanol molecule in the critical n-hexane is much larger than those in n-pentane, n-heptane and acetone. By analyzing the microscopic configurations of the critical mixtures, it is found that the diffusion constant of methanol is related to the local solvent clustering around methanol, but it does not exhibit strong dependence on the size of solvent cluster around methanol. Moreover, the survival time of the solvent cluster plays an important role in determining the diffusion constant.