课程文献中心 更多>>

关键词： 有机化学   固有思维   跃迁   突破   研究  

摘要： 学生从无机化学到有机化学的学习思维转变有个适应的过程,一些学生很快可以融入不同的知识体系之中,而部分学生的学习思维的转变比较困难。本文主要研究了学生学习有机化学的固有思维的主要表现,着重探讨了突破有机化学学习的固有思维实现学习质量提升的策略。

关键词： 有机化学   有机化学  

摘要： 《有机化学》是由中国科学院主管,中国化学会主办,中国科学院上海有机化学研究所承办的学术刊物,月刊,是中国自然科学核心期刊之一。集中反映有机化学领域里各分支学科最新的研究成果、研究动态以及发展趋势,刊登有机化学类中、英文稿件。所载文章被美国《科学引文索引》(SCI)网络版、美国《化学文摘》(CA)、《俄罗斯文摘杂志》、

关键词： 乙苯   二甲苯   汽液相平衡   萃取精馏   模拟计算  

摘要： C8混合芳烃主要包含乙苯、对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯四种组分。将乙苯从C8混合芳烃中分离出来,既有利于生产高纯度二甲苯产品,也能够补充乙苯产能。由于乙苯与间/对二甲苯之间的沸点仅相差2.16℃,普通精馏分离成本较大、难度较高,因此利用萃取剂增大乙苯与间/对二甲苯之间的相对挥发度,以萃取精馏方法分离C8混合芳烃。本文的研究目的是利用汽液相平衡的实验方法,筛选萃取剂,测定汽液相平衡数据,为乙苯-二甲苯体系的高效分离提供数据基础。测定了若干种萃取剂对乙苯-二甲苯体系的萃取分离效果,优选1,2,4-三氯苯为萃取剂。采用改进的汽液相平衡Rose釜测定了乙苯+对二甲苯、乙苯+间二甲苯、乙苯+1,2,4-三氯苯、对二甲苯+1,2,4-三氯苯、间二甲苯+1,2,4-三氯苯五组二元体系以及乙苯+对二甲苯+1,2,4-三氯苯、乙苯+间二甲苯+1,2,4-三氯苯两组三元体系在101.33k Pa下的汽液相平衡数据。以Wisniak法和Van Ness法检验,数据符合热力学一致性。采用Wilson、NRTL和UNIQUAC活度系数模型分别对五组二元气液相平衡数据进行关联拟合,得到各模型的二元交互作用参数,在此基础上对乙苯+对二甲苯+1,2,4-三氯苯和乙苯+间二甲苯+1,2,4-三氯苯两组三元体系进行预测计算,结果表明,各模型的计算值与实验值吻合度较好。以1,2,4-三氯苯为萃取剂,能够使乙苯-对二甲苯体系和乙苯-间二甲苯之间的相对挥发度向有利于分离的方向改变,初步工艺计算表明,乙苯产品收率98.5wt%,纯度99.0wt%,为工业分离乙苯提供了技术支持。

关键词： 有机化学   化学实验  

ISBN: (纸本)9787122390851

摘要： 本教材分两部分，一是基本实验操作技能的训练，二是有机合成实验。实验部分以不同类型化合物的合成为主线，首先简要总结介绍了每一类化合物的常用合成方法，筛选有代表性的合成实验供学生操作，且书中许多实验可以组合成连续合成实验，相当于多步骤合成实验，合理组合，可使前面实验的产品成为后面实验的原料，减少了污染和浪费。实验均基于小量或半微量有机制备仪而设计，减少了化学试剂的用量，缩短了反应时间，减少了废弃物产生；同时，在保证能够训练学生基本操作技术的前提下，尽可能选用原料无毒或低毒、价廉易得的反应。适合作为化学类、化工、制药、生命、材料等相关专业的本科生、高职高专学生有机化学实验教材。

关键词： 苯   环己烯   低共熔溶剂   COSMO-RS   气液相平衡   萃取精馏   量化计算  

摘要： 苯和环己烯为共沸体系,常规精馏技术难以实现其有效分离。萃取精馏是工业上常见的用于分离共沸物系的特殊精馏方法,也是目前被认为分离苯-环己烯体系最具前景的分离方法。传统溶剂存在有毒、易燃、易挥发、再生困难等缺陷,因此,发展新型、高效绿色溶剂迫在眉睫。本文拟采用低共熔溶剂(DES)为萃取剂,对萃取精馏分离苯和环己烯展开深入研究。选取8种常见盐类作为氢键受体,配合17种氢键供体,组合形成136种DES。利用COSMO-RS模型计算了苯、环己烯在DES中的无限稀释活度系数,在此基础上综合考虑DES对体系的选择性、溶解度以及自身黏度、凝固点等性质构建了 DES的系统筛选方法。选取出 TBAB:EG(1:2),TBAB:LA(1:2),Chcl:LA(1:2),Chcl:Ur(1:2),Chcl:MA(1:2)五种DES用于萃取精馏分离苯-环己烯混合物。在101.3kPa下,测定了相应环己烯(1)-苯(2)-DES(3)三元体系气液相平衡(VLE)数据,结果表明不同DES的加入对体系相对挥发度影响不同,其分离性能由高到低排序为:Chcl:LA(1:2)≈Chcl:Ur(1:2)>TBAB:LA(1:2)>TBAB:EG(1:2)≈Chcl:MA(1:2),实验结果与基于COSMO-RS模型构建的筛选方法预测结果一致,表明了该筛选方法的准确性。采用NRTL活度系数模型对VLE数据进行关联,拟合归回出二元交互参数,实验数据与模型预测值的均方根偏差均在2%以内,展现了良好的一致性。在Aspen Plus V11中建立了以Chcl:LA(1:2)为萃取剂的萃取精馏流程,以年度总费用(TAC)最小化为目标对工艺参数进行优化,并将其分离效果与传统溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)进行对比。结果表明,与同等操作条件下DMAC为萃取剂的萃取精馏工艺相比,Chcl:LA(1:2)具有显著优越性,流程热负荷相较于 DMAC 节约 16.57%,TAC 节约 15.27%。采用量化计算方法对胆碱类DES分离苯-环己烯体系的机理进行了深入研究。对DES分子内成键作用进行分析,证实了氢键是DES形成的主要驱动力。且计算结果表明DES与环己烯、苯分子间存在显著结合能差异,可实现选择性分离苯-环己烯混合物。利用约化密度梯度(RDG)分析探讨了 DES与溶质间作用力的类型及空间分布,并通过独立梯度模型(IGM)进一步确认了 DES与溶质的结合为范德华作用主导,定量计算了基于原子对/单个原子对分子间片段结合能的贡献值。

关键词： 柴油机   甲醇   聚甲氧基二甲醚   化学反应机理   燃烧   排放  

摘要： 颗粒物（PM）和氮氧化物（NOx）是柴油机工作过程中产生排放物的主要成分,并且两者在燃烧过程中存在此消彼长的关系。在石油燃料紧缺和排放法规严格的国际环境下,寻求新型清洁替代燃料,协同控制NOx和Soot成为现今研究热点。煤基含氧燃料由于其自供氧特点可以改善缸内燃烧环境,有效降低颗粒物排放。本文选取两种煤基燃料甲醇和聚甲氧基二甲醚（PODE）作为替代燃料,在详细研究燃料性质和结构差异的基础上,进行发动机台架试验,研究不同比例的甲醇和PODE混合燃料对发动机燃烧和排放特性的影响规律。并通过三维模拟软件耦合燃料化学反应动力学机理,对于缸内燃烧和污染物形成过程进行模拟计算,进一步探索含氧燃料燃烧过程中关键基团的形成机制和演化规律。然后改变喷油和进气条件,研究甲醇/PODE混合燃料在不同边界条件下的燃烧和排放规律,为甲醇和PODE作为替代燃料并应用于柴油机上提供基础数据和理论依据。利用高速摄影对甲醇和PODE的互溶性进行接触角试验,结果表明甲醇易溶于PODE中。通过Constantinous-Gani基团贡献法对于不同聚合度的PODE临界参数进行了计算,基于不同的基团贡献法和对应状态原理,得到了在300～600 K温度区间的PODE的密度、黏度、汽化潜热、蒸气压、表面张力、比热容和热导率随温度变化规律,并结合试验数据进行了验证。热重试验分析得出甲醇的掺混比例越高,混合燃料蒸发氧化活性越强。在一台四缸增压中冷柴油机上对于纯PODE（MP0）以及甲醇体积分数10%、20%和30%的混合燃料（MP10、MP20和MP30）进行25%和75%负荷下的台架性能试验。小负荷工况下,随甲醇比例增加,甲醇汽化潜热作用使得放热率降低,滞燃期增加,NOx排放降低但MP30燃料产生的NOx略高于MP20燃料;在大负荷工况下,与MP0燃料相比,MP30燃料的缸内最大爆发压力增加3.7%,滞燃期延长1.7°CA,燃烧持续期下降1.2°CA,NOx排放降低16.1%。不同负荷下随着甲醇比例增加碳烟排放均有所下降,HC和CO排放呈线性增长趋势,但大负荷下HC和CO生成量明显低于小负荷。通过CONVERGE软件进行了甲醇/PODE混合燃料缸内燃烧数值模拟。结果表明,甲醇比例越大,火焰传播速度加快,缸内平均温度下降,高温区域减少,缸内氧含量增多。根据甲醇/PODE简化化学反应机理可知,HO2和H2O2自由基生成量变化规律相同,即甲醇增多加大了低温阶段HO2和H2O2的生成速率和最终生成量。OH自由基先增加后减少,其生成始点推迟导致燃烧始点推迟,生成速率增大使得放热率峰值增高,高温能够促进OH自由基生成。因此燃用甲醇/PODE可以有效提高缸内氧化自由基的生成量。在发动机台架试验验证的基础上,通过三维模拟软件改变喷油压力、喷油正时以及进气压力,探究边界条件协同控制甲醇/PODE混合燃料缸内燃烧、NOx和Soot生成情况。研究结果显示,喷油时刻提前和喷油压力增大有助于缸内均质混合气的形成,使得缸压和温度峰值上升,燃烧始点提前,燃烧持续期减少,NOx排放增加,Soot排放整体呈下降趋势;进气增压降低缸内平均温度,缩短滞燃期,使得燃烧室内高温区域减少,在进气压力由0.14MPa增加到0.20 MPa时,NOx生成量减少14.5%,缸内碳烟质量同时减少16.3%。

关键词： 2-丁酮   乙醇   离子液体   萃取精馏   COSMO-RS   Aspen Plus  

摘要： 2-丁酮和乙醇是化工生产过程中的重要原料,然而2-丁酮和乙醇在常压下会形成共沸物,普通精馏手段不能实现对他们的分离。萃取精馏因其易操作,能耗少等优点被广泛用于共沸体系的分离。如今作为新型绿色萃取剂的离子液体逐渐取代了传统萃取剂的地位,凭借它极低的蒸气压,可设计性强,好的热稳定性等优良性质,现已受到了广泛的关注。因此,本文选择离子液体作为萃取剂来分离2-丁酮和乙醇共沸体系,主要研究内容如下:（1）利用COSMOtherm X软件筛选出由常见的23种阴离子和20种阳离子组合成的460种离子液体,根据预测离子液体的溶解度、选择性、是否可以购买,价格等因素筛选出三种带有醋酸根的离子液体,分别为四乙基醋酸铵[N2,2,2,2][Ac]、三丁基甲基醋酸铵[N4,4,4,1][Ac]和1-丁基-2,3-二甲基咪唑醋酸盐[BMMIM][Ac]。（2）常压下测定了2-丁酮-乙醇二元体系和2-丁酮-乙醇-离子液体([N2,2,2,2][Ac]、[N4,4,4,1][Ac]、[BMMIM][Ac])三元体系的气液相平衡数据。通过实验发现,三种离子液体的加入均能够使气相中的2-丁酮的摩尔分数增加,产生盐析现象,随着离子液体浓度的增大,盐析效果越明显,当离子液体到达一定浓度时,2-丁酮-乙醇共沸体系会被打破。选取NRTL模型对实验数据进行了关联,结果表明NRTL模型的计算值与实验值所呈现的图形数据点近似贴合,说明NRTL模型方程适用于2-丁酮-乙醇共沸物系。通过NRTL模型的预测可得三种离子液体[N2,2,2,2][Ac]、[N4,4,4,1][Ac]、[BMMIM][Ac]打破共沸的最小摩尔分数分别为0.0146、0.024、0.0166,因此[N2,2,2,2][Ac]在分离2-丁酮-乙醇共沸物上表现出最好的分离能力。（3）利用Aspen Plus软件模拟[N4,4,4,1][Ac]萃取精馏分离2-丁酮-乙醇的工艺过程。研究了原料进料位置、理论板数、萃取剂进料位置、回流比等参数对萃取精馏过程的影响。利用模拟计算结果,获得萃取精馏分离2-丁酮-乙醇共沸物的优化操作条件。

关键词： 有机化学   解题能力   类推思维   发散思维   逆向思维   动态思维  

摘要： 学生思维能力的培养是多方面的,需要教师认真优化自己的课堂教学方法,把立足点转到指导学生、点拨学生上,注重学生的能力培养。文章结合教学高中有机化学解题的实践经验,从类推思维、发散思维、逆向思维、动态思维四个方面就如何培养学生思维能力进行了简单阐述。

关键词： 有机化学   学科思想   鲁科版高中化学新教材   编写思路   使用建议  

摘要： 分析了2017年版高中化学课程标准对“有机化学基础”模块的内容要求及教学提示，明确了该主题承载的学科核心思想和指向核心素养的表现性要求。阐述鲁科版高中化学新教材《有机化学基础》的编写思路，描述学生有机物主题的素养进阶发展路径，并据此提出新教材的使用建议。

关键词： 溶剂油   重汽油   萃取精馏   模拟   优化  

摘要： 石油化工行业是国民经济的支柱产业,关系到国计民生。在现有的工艺装置和产品结构下,企业为了应对市场风险,需要开辟新的发展道路:提高产品质量,生产合格的清洁燃料,生产高附加值精细化工产品,以保证公司的生存和发展。目前国内炼厂产能过剩,化工品存在缺口,为了解决这一问题,需将炼油向化工转变,降低过剩的油品产量,转向增加生产化工品。目前,原油组分偏重是一个显著的问题,且日趋重质化,对原油的利用提出了挑战,因此利用重油生产化工品成为技术关键。目前炼厂的重汽油主要用来调油,作为燃料油使用,产品不仅质量较低,也具有较低的附加值。针对炼厂汽油加氢装置副产重汽油,其特点是组分复杂,含有大量芳烃,因此具有很好的利用潜力。由于重汽油的芳烃含量较高,适合用于生产附加值较高的芳烃溶剂油。目前市场上的芳烃溶剂油产品主要来源于催化重整产出的C9+组分,其中芳烃含量很高（可达97.84%）,直接进行沸点切分即可获得溶剂油产品。相比之下若使用重汽油做原料,由于芳烃含量不足以达到芳烃溶剂油的指标,故以重汽油为原料生产溶剂油需要对传统工艺进行进一步的改进。为解决此问题,本文对由重汽油生产重芳烃溶剂油的工艺进行了研究。本文选取了萃取精馏手段来分离普通精馏难以分离的芳烃/非芳烃体系。针对重芳烃体系,提出了适用于复杂体系的溶剂筛选方法。利用文献调研+同类型对比+标志物验证的方法选取待选溶剂,并测试其性能,最终筛选出了环丁砜作为溶剂。又采用复配的方法解决环丁砜高温分解的问题,测试、选取了复配组分——萘,解决了溶剂高温分解的问题,实现了重芳烃分离过程的平稳运行。随后优化了溶剂配比和用量两个溶剂参数。分析了传统工艺的原料与重汽油的差异,设计了适用于重汽油原料的流程,并优化了流程中的工艺参数。最后综合考虑溶剂和流程优化,使用遗传算法,以最小能耗为优化目标,对溶剂参数和工艺参数进行了同步优化,使得流程的能耗进一步降低。