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关键词： 烯丙醇   汽液相平衡   N-甲基吡咯烷酮   萃取精馏   动态控制  

摘要： 烯丙醇的生产过程中常压下可以与水形成共沸物,利用普通精馏操作工艺难以达到分离目的。本文利用化工模拟软件Aspen Plus和Aspen Dynamics,以全年经济总费用(TAC)为目标函数进行设计模拟,并且通过试验的方法选择合适的萃取剂,设计并优化了萃取精馏的操作流程,并对最优工艺流程进行动态扰动控制分析。通过实验测定了常压下烯丙醇+N-甲基吡咯烷酮、烯丙醇+N-甲基甲酰胺和烯丙醇+乙二醇三组二元体系的汽液相平衡(VLE)数据。通过实验所得的VLE数据采用Herrington、van Ness、infinite dilution、纯组分一致性热力学校验方法来检验VLE数据的热力学一致性。对于实验测定的VLE数据,通过NRTL、UNIQUAC和Wilson三个活度系数模型回归得到相应的二元交互作用参数。通过模拟得到三元体系的剩余曲线图,并且得到在萃取剂作用下烯丙醇+水的x-y图,根据萃取剂对相对挥发度的影响,优选N-甲基吡咯烷酮作为萃取剂用于烯丙醇+水体系萃取精馏流程的研究。通过使用Aspen软件对萃取精馏流程中需要的设计规定和压力选择进行了初步的设计,基于年度总费用(TAC)为目标函数,以序贯迭代搜索法对目标函数进行优化求解,优化得出萃取精馏塔TAC为6.35 X 105$/年,萃取剂流率为130kmol/h。在优化的萃取精馏流程下提出固定回流比的控制结构、QR/F的前馈控制系统和R/F的比值控制系统、带有组成控制器的控制结构,并且通过引入流率和组成的扰动来评估控制结构处理各种扰动的效果。结果表明带有组成控制器的控制结构可以较好的处理各种扰动的出现。通过将萃取剂流率增大至140kmol/h时,其控制结构对烯丙醇和水的纯度都可得到很好的控制。但是由于萃取剂流率的增加导致TAC比前者高出10.1%。将扰动改为±10%对各个控制结构进行进一步的分析,结果表明添加组成控制器的结果和改变萃取剂流率的控制结构都可以更好的处理各种扰动。

关键词： 有机化学   教材   化学实验   高等学校  

ISBN: (数字)9787305203763 ISBN: (纸本)9787305203763

摘要： 《有机化学实验（第3版·立体化教材）》配合实验教学示范中心建设，力图在内容和形式上进行一些新的尝试，使学生能得到更多的训练，获得更多的知识，并能够把各方面的知识综合联系起来，在认识上有一个质的飞跃，以达到培养学生实践能力和创新能力的目标。《有机化学实验（第3版·立体化教材）》共五章，精心选择了有代表性、有典型性的实验70个以及必需的有机化学实验方法。

关键词： 选考   有机化学   复习教学  

摘要： 基于选考的有机化学复习教学是一个同时具有一定深度和广度的研究课题,其策略和方法更是多种多样的。新形势下,这需要我们高中化学老师积极探索,深入思考,同时多作交流,从而形成具有落地性强的策略和方法,并切实有效的贯彻到日常教学中。本文作者结合自身教学实践,提出了几点基于选考的有机化学复习教学策略,一己之见,供大家参考。

关键词： 共沸   萃取精馏   优化   动态控制   热耦合  

摘要： 本文针对四氢呋喃（THF）、乙醇和水三元共沸体系,利用Aspen Plus和Aspen Plus Dynamics分析了单一溶剂和混合溶剂作为萃取剂的三元萃取精馏工艺经济性,探究了不同萃取剂作用下三元萃取精馏的动态控制特性,并考察了不同萃取剂下不同热耦合三元萃取精馏工艺的经济性、热力学效率和环境影响。基于极性原则定性筛选了二甲基亚砜（DMSO）、乙二醇（EG）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和二甲基乙酰胺（DMAC）四种溶剂,通过分析不同溶剂对THF-乙醇-水体系相对挥发度的影响,确定了DMSO和EG两种单一萃取剂,从而确定了混合萃取剂为DMSO和EG的混合溶剂。以最小年度总费用（TAC）为目标函数,采用序贯迭代优化程序对DMSO、EG和混合溶剂作为萃取剂的三元萃取精馏工艺进行优化,得到了最优工艺操作参数和TAC。与单一溶剂DMSO和EG作为萃取剂的三元萃取精馏工艺相比,混合溶剂（60 mol%DMSO+40 mol%EG）的TAC可分别降低6.55%和31.88%。通过分析单一溶剂和不同组成的混合溶剂对三元萃取精馏工艺中两个萃取精馏塔再沸器热负荷的影响,证明了两个萃取精馏塔之间萃取剂性能的优化是降低整个工艺能耗和TAC的关键。混合萃取剂仅通过改变混合溶剂组成就可实现三元萃取精馏的权衡优化,增强了优化的灵活性。基于单一溶剂DMSO和混合溶剂作为萃取剂的三元萃取精馏最优工艺,探究了不同萃取剂作用下三元萃取精馏动态控制结构。±20%进料流率和进料组成扰动分析表明带有QR/F的组成控制结构对单一溶剂DMSO和混合溶剂作为萃取剂的三元萃取精馏均表现出良好的抗扰动能力。通过对比不同萃取剂作用下的三元萃取精馏动态特性,发现混合萃取剂的三元萃取精馏工艺在控制性能上更具优势。基于传统的三元萃取精馏工艺,进一步开发了两萃取精馏塔耦合（C1/C2）、萃取精馏塔和萃取剂回收塔耦合（C2/C3）两种不同的热耦合三元萃取精馏工艺,通过对比不同萃取剂下不同热耦合三元萃取精馏工艺的热力学效率、二氧化碳排放量和TAC,发现混合萃取剂的C1/C2热耦合三元萃取精馏工艺在能量经济性、环境影响和经济性三个方面均具有优势。

关键词： 小组合作学习   高中   有机化学   意义   策略  

摘要： 小组合作学习模式是新兴的一种教学方式,并且非常受欢迎。在高中有机化学的教学中,老师要有效地利用小组合作学习模式,激发学生们的学习兴趣,调动学生们学习化学的积极性,促进高中有机化学课堂教学效率的提高。在新课改的理念下,老师要注重小组合作学习模式的引导,真正意识到小组合作学习的重要意义。

关键词： 高职   有机化学   教学  

摘要： 有机化学在高等职业教育中是一门基础课程,但同样跟语数外一样非常重要,有机化学的知识体系跟别的科目是完全不同的。高职院校要采取措施让学生对知识的应用能力提高,以及提升学习的质量,将理论教学与实践结合起来,培育动手实践能力强的、创新能力强的人才,下文也将针对医学专业中有机化学的知识点,提出一些促进教学的方法。

关键词： 四氢呋喃   甲醇   水   Aspen Plus   萃取精馏   乙二醇  

摘要： 通过化工模拟软件Aspen Plus,以乙二醇(EG)为萃取剂利用萃取精馏技术,对含有四氢呋喃、甲醇的废水溶液回收进行模拟。结果表明,EG是一种良好的萃取剂,能够很好的实现四氢呋喃、甲醇和水的分离,得到萃取精馏工艺的较佳方案,所回收的四氢呋喃纯度达到99.9%,为四氢呋喃提纯过程操作的优化和设计提供指导。

关键词： 共沸物   QSPR   相对挥发度   萃取精馏   优化   动态控制  

摘要： 本文从热力学、萃取剂、稳态过程优化与工艺强化以及动态控制四个方面对萃取精馏进行了总结研究。提出运用定量构效关系（QSPR,即quantitative structure-property relationship）技术对二元共沸物萃取精馏分离的相对挥发度的建模分析,本文针对异丙醇-水和叔丁醇-水体系萃取剂的选择方面,分别建立萃取精馏相对挥发度模型来研究萃取剂对相对挥发度的影响因素,基于四氢呋喃和丙酮所建立的构效模型,通过流程模拟的方式验证模型的准确性和稳定性。2、以Discovery Studio和Material Studio软件为工具,分别建立两体系的萃取剂分子结构,通过一系列的分子力场优化方法建立能量最小分子结构。采用内置描述符计算模块,计算得一维、二维和三维描述符共计617种,采用遗传算法严格筛选和GFA建模,建立两研究体系的相对挥发度模型。对模型进行了内部及外部验证来检验模型的可靠性,对于异丙醇-水体系,验证参数R2=0.8,R2CV=0.857,R2adj=0.7,通过最终的模型验证方法,所计算的参数值均在标准范围之内。对于叔丁醇-水体系,验证参数:R2=0.983,R2CV=0.976,R2adj=0.937。所计算的参数值均在标准范围之内,通过最终的模型验证。基于定量构效理论,建立四氢呋喃（THF）-丙酮（ACT）体系相对挥发度QSPR模型,以此模型为基础筛选出新型萃取剂正辛烷并计算新、旧（丁基醚）萃取剂相对挥发度。借助Aspen Plus软件构建正辛烷/THF/ACT三元剩余曲线图,并以此分析分离可行性。建立两萃取剂下的萃取精馏分离工艺流程,以年度总费用为目标函数,采用基于序贯迭代法的Visual Basic优化工具,对流程进行经济性优化。基于最优稳态工艺设计,研究萃取精馏动态控制最优策略,以平方误差积分（ISE）对控制策略进行评估。通过比较相对挥发度、稳态经济性、温控可控性,实现对QSPR模型的稳定性与可预测性工业分离验证。

关键词： 信息化背景   有机化学   知识迁移  

摘要： 有机化合物在人类已知的化合物当中占据较大比例,可以分为天然有机化合物与人工合成有机化合物。任何一种有机化合物的提取与合成均能促进化学科学发展,能够为药学以及检验学领域的研究做出贡献。现阶段,有机化学渗透到人类生产与生活的诸多领域,信息化水平的逐渐提高要求对有机化合物展开进一步研究。本文基于信息化背景的情况下对有机化学进行概述,提出提升有机化学知识迁移能力的策略。

关键词： 独立学院   生物专业   有机化学   情境化教学  

摘要： 针对独立学院生物专业的有机化学理论教学学时较少,且学生学习基础相对薄弱的教学实际情况,优选适合本校学生的教材,调整教学内容,在课堂教学中多引入生物专业相关的知识点,引入情境化教学模式,以提高学生的学习热情,降低教学难度,改变课堂教学模式提升教学效果。因材施教注意与学生的实际情况紧密结合,积极探讨适合独立学院学生现状的教学方法及策略。