精细化工课程设计
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一、教案名称:精细化工教案设计二、教案目标:1. 让学生了解精细化工的定义、特点和分类;2. 使学生掌握精细化工的基本原理和生产工艺;3. 培养学生对精细化工产品的应用能力和安全意识。
三、教学内容:1. 精细化工的定义和特点;2. 精细化工的分类和应用领域;3. 精细化工的基本原理;4. 精细化工的生产工艺;5. 精细化工产品的应用能力和安全意识。
四、教学方法:1. 讲授法:讲解精细化工的定义、特点、分类和应用领域;2. 案例分析法:分析精细化工的生产工艺和实例;3. 小组讨论法:讨论精细化工产品的应用能力和安全意识;4. 实践活动法:进行实验室或现场操作,体验精细化工的生产过程。
五、教学准备:1. 教材或教学资源:精细化工相关教材、案例和图片;2. 教学设备:投影仪、白板、黑板、粉笔等;3. 实验室或现场实践所需材料和设备。
六、教学过程:1. 导入:通过展示精细化工产品实例,引发学生兴趣,进而引入精细化工的概念;2. 讲解:详细讲解精细化工的定义、特点和分类,通过PPT或板书进行展示;3. 案例分析:分析精细化工的生产工艺和实例,让学生了解精细化工的实际应用;4. 小组讨论:让学生分组讨论精细化工产品的应用能力和安全意识,分享讨论成果;5. 实践活动:安排实验室或现场实践,让学生亲身体验精细化工的生产过程;七、作业布置:1. 请学生结合所学内容,选择一个精细化工产品进行研究,了解其生产工艺和应用领域;八、教学评价:1. 课堂参与度:观察学生在课堂上的发言和讨论情况,评估学生的参与程度;2. 作业完成情况:评估学生对作业的完成质量,了解学生对精细化工知识的理解和应用能力;3. 实践活动表现:观察学生在实践活动中的操作技能和安全意识,评估学生的实践能力。
九、教学拓展:1. 组织学生参观精细化工企业,深入了解精细化工的生产过程和应用领域;2. 邀请精细化工行业的专家进行讲座,分享前沿技术和行业动态;3. 开展课后小组研究项目,深入探讨精细化工产品的应用能力和安全性。
精细化工课程设计
精细化工课程设计需要包括以下内容:
1. 课程目标:明确课程的目标,如培养学生在精细化工领域的专业知识和技能,培养创新能力和解决实际问题的能力等。
2. 教学大纲:列出课程的教学内容和学时安排,涵盖基础知识、实验操作和案例分析等。
3. 教学方法:确定适合精细化工课程的教学方法,如讲授、实验教学、讨论、案例分析等。
4. 实验设计:设计合适的实验项目,以培养学生的实验操作能力和实际问题解决能力。
5. 教材选用:选择适合精细化工课程的教材,包括教科书、参考书和资料等。
6. 考核方式:确定学生的考核方式,包括考试、实验报告、课堂表现等。
7. 课程评估:制定课程评估标准,对学生的学习效果进行评估。
8. 教学资源:确定教学资源,如实验室设备、教学软件和资料等。
9. 课程改进:根据实际教学效果和反馈,进行课程改进,提高教学质量。
10. 学生反馈:收集学生对课程的反馈意见,及时调整教学方法和内容。
总体上,精细化工课程设计应该以培养学生的专业能力和实际应
用能力为重点,注重理论与实践相结合,鼓励学生的主动学习和创新思维能力的培养。
精细化工教案设计第一章:精细化工概述1.1 教学目标了解精细化工的定义和发展历程掌握精细化工的主要产品类型和应用领域理解精细化工的重要性和发展趋势1.2 教学内容精细化工的定义和发展历程精细化工的主要产品类型:日用化学品、食品添加剂、医药化学品、农药化学品、涂料油墨等精细化工的应用领域:日常生活、医药、农业、环保等精细化工的重要性和发展趋势1.3 教学方法讲授法:讲解精细化工的定义、发展历程和主要产品类型案例分析法:分析精细化工在日常生活、医药、农业等领域的应用实例讨论法:探讨精细化工的发展趋势和重要性1.4 教学评价课堂问答:了解学生对精细化工定义和发展历程的掌握情况小组讨论:评估学生对精细化工应用领域和重要性的理解程度第二章:精细化工原料与反应2.1 教学目标掌握精细化工原料的分类和特点了解精细化工反应的基本原理和常用反应类型熟悉精细化工常用催化剂和反应条件2.2 教学内容精细化工原料的分类:有机原料、无机原料、合成原料等精细化工原料的特点:纯度高、反应活性强、选择性好等精细化工反应的基本原理:化学反应速率、化学平衡等常用反应类型:加成反应、消除反应、取代反应、氧化还原反应等精细化工常用催化剂和反应条件:催化剂的选择、温度、压力、溶剂等2.3 教学方法讲授法:讲解精细化工原料的分类、特点和反应原理实验演示法:展示精细化工反应的实验过程和现象案例分析法:分析精细化工原料和反应在实际应用中的例子2.4 教学评价课堂问答:评估学生对精细化工原料分类和特点的理解程度实验报告:评价学生对精细化工反应实验过程和现象的掌握情况第三章:精细化工产品设计3.1 教学目标掌握精细化工产品设计的基本原则和方法了解精细化工产品的设计流程和关键步骤熟悉精细化工产品的性能评估和优化策略3.2 教学内容精细化工产品设计的基本原则:安全性、有效性、稳定性、可生产性等精细化工产品的设计流程:需求分析、分子结构设计、筛选评估、优化改进等精细化工产品的性能评估:物理性能、化学性能、生物性能等优化策略:结构优化、工艺优化、性能优化等3.3 教学方法讲授法:讲解精细化工产品设计的基本原则和方法案例分析法:分析精细化工产品设计实例和优化策略小组讨论法:讨论精细化工产品性能评估和优化过程3.4 教学评价课堂问答:了解学生对精细化工产品设计原则和方法的掌握情况小组报告:评估学生对精细化工产品性能评估和优化策略的理解程度第四章:精细化工工艺与设备4.1 教学目标掌握精细化工工艺的基本概念和设计原则了解精细化工常用设备类型和操作条件熟悉精细化工工艺优化和放大方法4.2 教学内容精细化工工艺的基本概念:反应过程、分离过程、纯化过程等精细化工工艺的设计原则:安全性、效率、经济性、可操作性等精细化工常用设备类型:反应器、蒸馏塔、离心机、膜分离设备等操作条件:温度、压力、流量、浓度等精细化工工艺优化和放大方法:反应条件的优化、工艺流程的优化、设备选型的优化等4.3 教学方法讲授法:讲解精细化工工艺的基本概念和设计原则实验演示法:展示精细化工设备的操作过程和现象案例分析法:分析精细化工工艺优化和放大实例4.4 教学评价课堂问答:评估学生对精细化工工艺基本概念和设计原则的理解程度实验报告:评价学生对精细化工设备操作过程和条件的掌握情况第五章:精细化工安全与环保5.1 教学目标掌握精细化工安全的基本知识和防护措施了解精细化工环保的基本原则和处理技术熟悉精细化工事故应急预案第六章:精细化工安全与防护6.1 教学目标理解精细化工安全的重要性掌握精细化工安全的基本知识和防护措施熟悉精细化工事故的预防和管理6.2 教学内容精细化工安全的基本知识:化学品分类、危险性评估、安全数据表(SDS)等防护措施:个体防护装备(PPE)、安全操作规程、紧急应变处理等精细化工事故的预防和管理:事故原因分析、风险控制、安全管理制度等6.3 教学方法讲授法:讲解精细化工安全的基本知识和防护措施情景模拟法:模拟精细化工事故场景,让学生掌握应对方法小组讨论法:讨论精细化工事故的预防和管理措施6.4 教学评价课堂问答:评估学生对精细化工安全知识的掌握程度情景模拟报告:评价学生对精细化工事故应对方法的掌握情况第七章:精细化工环保与可持续发展7.1 教学目标理解精细化工环保的重要性掌握精细化工环保的基本原则和处理技术熟悉精细化工可持续发展的策略7.2 教学内容精细化工环保的基本原则:预防原则、最小化废物、清洁生产等处理技术:废水处理、废气处理、固体废物处理等精细化工可持续发展的策略:绿色化学、产品生命周期管理、资源循环利用等7.3 教学方法讲授法:讲解精细化工环保的基本原则和处理技术案例分析法:分析精细化工环保实践案例和可持续发展策略小组讨论法:讨论精细化工可持续发展的方法和途径7.4 教学评价课堂问答:评估学生对精细化工环保原则和处理技术的理解程度小组报告:评价学生对精细化工可持续发展策略的掌握情况第八章:精细化工质量管理与控制8.1 教学目标理解精细化工质量管理的重要性掌握精细化工质量管理与控制的基本原则和方法熟悉精细化工质量管理与控制的流程和关键点8.2 教学内容精细化工质量管理的基本原则:客户需求导向、过程方法、持续改进等质量管理与控制的方法:质量管理工具、统计过程控制(SPC)、质量管理体系等精细化工质量管理与控制的流程:质量计划、质量控制、质量改进等关键点:原料质量控制、生产过程控制、产品检验与放行等8.3 教学方法讲授法:讲解精细化工质量管理的基本原则和方法案例分析法:分析精细化工质量管理与控制的实践案例小组讨论法:讨论精细化工质量管理与控制的关键点8.4 教学评价课堂问答:评估学生对精细化工质量管理原则和方法的掌握程度小组报告:评价学生对精细化工质量管理与控制流程的理解程度第九章:精细化工市场与营销9.1 教学目标理解精细化工市场的重要性掌握精细化工市场分析的基本方法和工具熟悉精细化工市场营销的策略和手段9.2 教学内容精细化工市场的重要性:市场导向、客户需求、竞争力等市场分析的基本方法和工具:市场调研、竞争分析、SWOT分析等精细化工市场营销的策略:产品策略、价格策略、渠道策略、推广策略等手段:广告、促销、公关、网络营销等9.3 教学方法讲授法:讲解精细化工市场分析的基本方法和工具案例分析法:分析精细化工市场营销的实践案例小组讨论法:讨论精细化工市场营销的策略和手段9.4 教学评价课堂问答:评估学生对精细化工市场分析方法和工具的掌握程度小组报告:评价学生对精细化工市场营销策略和手段的理解程度第十章:精细化工发展趋势与创新10.1 教学目标理解精细化工发展的趋势掌握精细化工创新的基本途径和方法熟悉精细化工未来发展的重要方向10.2 教学内容精细化工发展的趋势:绿色化、高性能化、多功能化、智能化等创新的基本途径和方法:科学研究、技术革新、工艺改进、产品开发等精细化工未来发展的重要方向:生物化工、纳米化工、环保化工等10.3 教学方法讲授法:讲解精细化工发展的趋势和创新途径案例分析法:分析精细化工创新实践案例和发展方向重点和难点解析1. 精细化工的定义和发展历程:理解精细化工的概念,以及它是如何从传统的化工产业中分化出来的,精细化工与传统化工的区别和特点是什么。
精细化工实验课程设计简介在精细化工领域中,实验课程设计是非常重要的一部分。
通过实验,可以深入了解理论知识,并将其应用到实际生产中。
在实验课程中,学生可以亲自操作设备、检测结果,了解精细化工的工艺流程、原理和技术。
本文将介绍一个典型的实验课程设计,以帮助读者更好地理解精细化工实验课程的内容与目的。
实验目的本次实验的主要目的是让学生掌握某种精细化工工艺的实验操作技能,了解实验装置、原理和流程,了解工艺参数的影响,掌握实验数据处理技巧和实验报告的撰写方法。
实验内容本次实验的内容是某种纯化工艺的实验操作。
实验步骤如下:1.熟悉实验装置和仪器,准备好实验所需试剂与设备。
2.分别将两种原料在不同体积比下混合,加入缓冲溶液,经过搅拌后,将上清液移至膜过滤装置进行过滤。
3.膜过滤后的溶液通过阴离子交换树脂,并使用Eluent A实现去除杂质,完成溶液的初步分离。
4.后续通过离子交换树脂、吸附树脂等工艺操作,进一步纯化溶液,得到较纯的目标化合物。
5.最后,通过分析仪器,对得到的目标产物进行分析、鉴定,并将实验结果进行数据统计、分析和标书撰写。
实验结果通过本次实验操作,我们得到了目标产物,并对其进行了分析鉴定,初步结果表明其品质达到了预期目标。
同时,我们对该精细化工工艺流程、实验方法和数据处理技巧有了更深入的了解,为今后的研究提供了重要参考。
总结精细化工实验课程涉及到众多理论知识和实验技巧,通过本次实验,我们深入了解了某种精细化工工艺流程,熟练掌握了实验操作技巧,同时还学会了如何进行实验数据处理与实验报告的撰写。
相信这些经验和技能,在今后的实验和研究中,都会起到重要的作用。
精细化工工艺课程设计课件(DOCX 37页)精细化工工艺课程设计题目:聚丙烯酰胺生产工艺设计姓名:学号:专业:手机号:指导老师:2016.1目录摘要: (1)1. 概述 (1)1.1 聚丙烯酰胺的分类及其特性 (1)1.1.1 阴离子聚丙烯酰胺(简称APAM) (1)1.1.2 阳离子聚丙烯酰胺(简称CPAM) (2)1.1.3 非离子聚丙烯酰胺(简称NPAM) (2)1.2 丙烯酰胺聚合物的结构和性质 (2)5. 生产流程简述 (14)5.1 工艺路线确定 (14)5.1.1 聚合方法的确定 (14)5.1.2 单体原料路线的确定 (15)5.1.3 溶剂的选择 (15)5.1.4 引发剂的选择 (15)5.1.5 自由基反应方式 (15)5.2 生产流程简述 (15)5.3 车间概况 (16)5.4 车间组成 (16)5.5 生产制度 (16)5.6 安全防护措施 (16)5.6.1 聚合工段 (16)5.6.2 后处理工段 (17)6. 工艺计算及主要设备选型 (18)6.1 物料衡算 (18)6.1.1 计算的基础数据 (18)6.1.2 计算基准 (18)6.1.3 聚合釜物料衡算 (18)6.1.4 一次研磨物料衡算(损失率:0.1%) (20)6.1.5 二次研磨物料衡算(损失率:0.1%) (21)6.1.6 干燥工段物料衡算(水分干燥:64%,除尘损失:1.6%) (22)6.1.7 包装工段物料衡算(除尘损失:0.4%,包装损失:0.1%) (23)6.2 设备计算及选型 (24)6.2.1 聚合釜计算 (24)6.2.2 管道计算 (27)6.2.3 泵的选择 (28)7.废气的处理 (30)7.1治理方案选择 (30)7.2 尾气治理装置工艺流程 (31)8. 厂房布置说明 (32)总结 (32)参考文献 (34)摘要:聚丙烯酰胺项目以节能降耗、能量系统优化为宗旨,采用国内目前同类较为先进的新工艺、新材料和自主研发的新技术,可降低吨聚丙烯酰胺成本,增加企业经济效益。
“精细化工”课程设计要求
1、课程设计的目的:
精细化工是化学或化工专业的一门专业课,是继无机化学、有机化学、化工原理等专业基础课之后,把基础知识用于具体化工生产的一个专业体现。
而精细化工课程设计是继前面专业课之后的一个总结性教学环节,是化工类人才培养中进行的一次实践,它犹如学生搞毕业设计那样的一次“预演习”,无疑对学生毕业前进行毕业设计将有很大的帮助,而对于一些毕业前只搞毕业论文不搞毕业设计的学生,是使他们得到工程师训炼的不可缺少的一环。
2、课程设计的要求:
以表面活性剂、涂料、香料、化妆品、食品添加剂、黏合剂、增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、发泡剂、抗静电剂、热稳定剂、纳米材料以及新型功能材料等精细化工研究领域为基本方向,选择任一方向中具体的精细化学品作为设计目标,进行合成设计。
设计题目举例:
课程设计的基本要求就是要对所选择的设计目标做出文献综述及实验方案的设计,具体要求为:
①查阅至少四篇相关文献,写出文献综述,并设计相应的实验方案;
②实验方案要求写出具体的实施步骤,数据合理可行;
③课程设计期间遵守有关规章制度;
3、参考教材
①宋启煌主编,《精细化工工艺学》(第二版),化学工业出版社,2003年。
②李东光主编,《精细化工产品配方与工艺》,化学工业出版社,2007年。
③邓舜扬,何丽梅主编,《精细化工配方集锦》,化学工业出版社,1998年。
2010.12.22
河南理工大学物理化学学院。
精细化工工艺课程设计1. 引言精细化工工艺是化学工程中的一个重要分支,它涉及到生产化学品的精细处理和优化工艺。
精细化工工艺的设计需要考虑诸多因素,如化学品的性质、反应条件、设备选择等。
本文将介绍一个精细化工工艺的课程设计,旨在培养学生对于精细化工工艺的理解和应用能力。
2. 课程设计目标本次课程设计的目标是让学生能够独立设计一个精细化工工艺流程,并能对该流程进行优化。
为达到这一目标,学生需要具备以下能力:•熟悉常见的精细化工工艺及其应用领域;•掌握化学品的性质及其对反应条件的要求;•熟悉常见的化学反应器及其操作条件;•能够选择合适的设备和工艺参数;•能够进行工艺流程的优化。
3. 课程设计内容3.1 精细化工工艺概述在课程开始阶段,学生将学习精细化工工艺的概述,包括定义、特点以及应用领域的介绍。
了解精细化工工艺的基本概念将为后续的学习打下基础。
3.2 化学品性质及反应条件的要求学生需要了解不同化学品的性质及其对反应条件的要求。
他们将学习如何通过实验和文献调研来获取这些信息,并能够分析化学反应的条件选择。
3.3 化学反应器及其操作条件本章节将介绍常见的化学反应器,如批量反应器、连续稳态反应器等。
学生将学习不同反应器的特点、适用性以及运行条件要求。
3.4 设备选择及工艺参数在这一阶段,学生将学习如何选择合适的设备并确定合理的工艺参数。
他们需要考虑到工艺的经济性、安全性、可行性等方面。
通过实例分析,学生将学会应用实践中的知识。
3.5 工艺流程优化工艺流程的优化是精细化工工艺设计中的重要环节。
学生将学习如何通过改进反应条件、改良设备、优化操作等方式来提高工艺流程的效率和经济性。
他们还将学习利用模拟软件进行流程模拟和优化。
4. 课程设计成果学生将根据所学知识,独立设计一个精细化工工艺流程,并撰写工艺设计报告。
报告将包括以下内容:•选题的背景和目的;•工艺流程的设计思路和具体步骤;•设备选择和工艺参数的确定;•工艺流程的优化和改进;•工艺流程的经济性和可行性分析。
精细化工产品的合成及应用课程设计课程背景随着科技的发展,人们对化学产品的需求越来越高。
从日常生活用品到工业生产所需的化学产品,越来越多地通过化学合成方式来实现。
精细化工,是指在工业生产中,通过化学合成方法,生产出高纯度、高效的化学产品的一种技术。
因此,学习精细化工的合成及应用技术,对于化学领域的从业人员具有重大的实际意义。
课程目标本课程旨在通过理论学习和实践操作,使学习者能够掌握精细化工产品的合成及应用技术。
具体目标包括:•理解精细化工产品的概念、分类和应用领域•熟悉化学合成的基本原理和反应机制•掌握精细化工产品的合成工艺及实验操作技能•能够运用所学知识,分析并解决工业生产中的问题课程大纲第一部分:精细化工产品概述1.精细化工产品的定义、特点和应用范围2.精细化工产品的分类及其特点3.精细化工产品在国民经济中的地位和作用第二部分:化学合成基本原理1.反应类型及其特点2.化学反应速率和化学平衡3.热力学和化学动力学基础第三部分:精细化工产品的合成1.精细化工产品的工艺流程和合成方法2.化学合成反应机理3.正确处理反应物和产物中的杂质第四部分:精细化工产品的应用1.精细化工产品在医药、农药、染料、香料等领域的应用2.精细化工产品在新材料领域的应用3.精细化工产品在环保领域的应用第五部分:精细化工产品实验1.精细化工产品的合成实验2.化学检验方法和实验装置3.实验数据的处理和分析课程评估评估方式:课堂考试、实验成绩、课程论文。
参考教材1.《精细有机合成实验》2.《现代精细化学品制造技术》3.《精细化学品工艺》总结本课程注重理论与实践相结合,从精细化工产品的概述到合成实验的操作技能,都有所涉及。
精细化工产品作为现代化学产品的重要组成部分,具有广泛的应用前景。
学习本课程将有助于广大化学领域的从业人员提高自身素质,推动精细化工技术的发展。
精细化工导论教学设计1. 课程背景介绍精细化工是化学工程和材料科学领域的重要分支,涉及到多个领域的知识和技术,包括化学工程、材料科学、物理学等。
本课程的主要目的是介绍精细化工的基本概念和原理,为学生提供必要的基础知识,使他们能够更好地理解和应用现代化工技术。
同时,通过探究实际应用案例,鼓励学生发现和解决问题的能力,提高他们的实践和创新能力。
2. 教学目标本课程的教学目标如下:1.理解精细化学品的基本概念和原理。
2.掌握精细化学品的常见生产工艺和技术。
3.了解精细化学品在工业应用中的重要性和应用范围。
4.发展学生的实践创新能力和问题解决能力。
3. 教学内容和方法本课程涵盖了以下主要内容:1.精细化学品的基本概念和定义。
2.精细化学品的应用范围和工艺流程。
3.常见的精细化学品生产技术和设备。
4.精细化学品在制药、医疗、化妆品、食品等领域的应用案例。
5.精细化学品的市场前景和发展趋势。
为了达到教学目标,本课程将采用多种教学方法:1.讲授:通过课堂讲授和PPT展示的方式,介绍精细化学品的基本概念、应用工艺、设备和市场前景等内容。
2.实践:组织学生参加研究性学习和实验课程,培养学生的实践能力。
3.讨论:引导学生探讨企业中的实际问题,激发学生的思考和创新能力。
4.讲座:邀请行业专家和企业代表,向学生介绍生产工艺、工业应用和市场前景等实际案例,提高学生的实践能力和应用能力。
4. 教学评估方法在教学过程中,将采用以下教学评估方法:1.课堂表现:评估学生在课堂上的发言和参与情况,反映学生对本课程的理解和掌握程度。
2.作业评分:评估学生提交的作业和实践报告,反映学生对所学知识的应用能力和创新能力。
3.期末考试:评估学生对整个课程内容的掌握情况和应用能力。
5. 教学资源和教学环境本课程所需教学资源和教学环境如下:1.教师:应具有较高的专业水平和教学能力,能够灵活运用多种教学方法,激发学生的学习兴趣和应用能力。
2.学生:应具备基础的数理化知识和一定的英语水平,能够积极参与教学活动和实践课程。
题目:生物柴油的制备
任务:作出文献综述及实验方案设计
要求: (1)查阅四篇以上的文献,写出文献综述,设计实验方案。
(2)记录详细,数据真实。
(3)实习时遵守有关规章制度。
(4)其余有关事项见“实习指导书”
小组成员:
1、前言
1.1 产品简介
生物柴油(Biodiese1)最早是由德国工程师Dr .Rudolf Diesel (1858 - 1913) 于1895年提出的。
生物柴油又叫脂肪酸甲酯,是一种含氧清洁燃料,以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料,经酯化反应制得。
生物柴油作为优质的柴油代用品,是典型的“绿色能源”[1]。
1.2 发展趋势
随着世界经济的快速增长, 石油能源的日益短缺和公众环保意识的逐步增强, 国内外学者都将目光集中在清洁能源和可再生能源的研究与开发利用上, 作为柴油替代品、典型“绿色能源”的生物柴油, 以其优良的环保特性、较好的低温及润滑性能, 以及较好的安全性能和燃烧性能、良好的可再生性能和可降解性能倍受世人关注[2]。
1.3 产品用途
生物柴油用途广泛,主要应用领域:直接作为车用优质柴油使用,即100 %生物柴油(B100) ;与石油柴油调配使用,品种有2 %、5 %、10 %和20 %即B2 、B5 、B10 、B20 柴油;非车用柴油的替代品,如取暖、船用、农用、发电等;用作机械加工润滑剂、脱模剂;优质的溶剂,如制造脱漆剂(代替二氯甲烷) 、印刷油墨、清洗剂等[1]。
2、文献综述
2.1 生物柴油的制备方法
生物柴油的生产方法有直接混合法、微乳液法、高温热裂解法、酯交换法等。
其中直接混合法、微乳液法属于物理方法;高温热裂解法、酯交换法属于化学方法。
2 .1.1 直接混合法
直接混合法又称稀释法,就是将植物油和矿物油按一定比例混合后直接作为发动机燃料。
2.1.2 微乳化法
微乳化法是将植物油与甲醇、乙醇和1- 丁醇等低碳醇溶剂形成微乳化液,以降低植物油的黏度。
2.1.3 高温热裂解法
高温裂解法是在热或热和催化剂的作用下,由热能引起化学键断裂而产生小分子,一种物质转变成另一种物质的过程。
2.1.4 酯交换法
酯交换法是以植物油脂、动物脂肪或废餐饮油为原料,在催化剂作用下与醇进行酯交换反应,生成脂肪酸单酯和甘油,从而达到降低分子量,改善其性能的目的。
按所使用催化剂的不同,酯交换法又可分为碱催化酯交换法、酸催化酯交换法、超临界酯交换法和生物酶催化酯交换法等四种。
2.1.4.1 碱催化酯交换法
碱催化酯交换反应可以使用的催化剂包括NaOH、KOH、NaOMe、KOMe、CaO、有机胺等。
2.1.4.2 酸催化酯交换法
酸催化酯交换反应采用的酸催化剂包括无机液体酸(硫酸、磷酸和盐酸等)、有机磺酸、酸性离子液体、强酸性离子交换树脂和固体酸等。
2.1.4.3 超临界酯交换法
超临界酯交换法制备生物柴油是最近几年发展起来的
一种新方法,它的最大特点是对原料要求低,不用催化剂,反应时间短,反应转化率高,产物易于分离精制。
2.1.4.4 生物酶催化酯交换法
酶催化剂是另一类重要的酯交换催化剂,近年来研究很多。
研究表明,酶法生产生物柴油具有反应条件温和,醇用量小,产物易分离及无污染物排放等优点,尤其是对原料要求低,可利用餐饮业废油脂和工业废油脂等原料,故可望降低生物柴油的生产成本,因此,酶法生产生物柴油日益受到人们的青睐[3]。
2.2 方法评述
直接混合法或微乳液法能够降低动植物的粘度,但积炭和润滑油污染等问题难以解决高温裂解法的主要产品时生
物汽油,生物柴油只是副产品。
相比之下酯交换法是一种更
好的制备方法。
但其中的超临界法制备生物柴油反应条件较苛刻,对设备要求高,能耗大,要实现工业化还需进一步研究同样酶催化酯交换法离工业化还有相当的距离。
酶的价格昂贵,不易回收。
然而在无水情况下,碱性催化剂酯交换活性通常比酸催化剂高。
因此我们选择碱性催化剂酯交换法制备生物柴油[4]。
3、实验设计
3.1 实验原理
以猪油为原料,在NaOH催化剂作用下与甲醇进行酯交换反应,生成脂肪酸单酯和甘油,然后将甘油分离,再蒸馏精制得到纯的生物柴油。
3.2 实验药品及仪器
猪油(市售) , 甲醇(C1R, 天津化学试剂有限公司)
氢氧化钠(C1R, 天津化学试剂有限公司)
HP5890Ⅱ型气相色谱仪(美国惠普公司)
3.3 实验步骤
3.3.1猪油的前处理
先对猪油进行过滤除杂,然后将过滤后的猪油加热并控制在105 ℃左右, 直到没有水蒸气泡冒出停止加热,密封放置待用。
3.3.2 氢氧化钠甲醇溶液的制取
量取90 mL甲醇于洁净烧杯中, 将0.164 g氢氧化钠倒入
甲醇, 搅拌至氢氧化纳完全溶解即可。
3.3.3 酯交换的实现
将除水后的200 g油脂趁热转移至1 000 mL三颈烧瓶中, 将制好的醇盐溶液倒入, 温度80 ℃回流加热50 min, 待液体分层为上层大量浅黄色半透明粗生物柴油、下层少量棕色甘油时停止加热。
将下层甘油分走后即得粗生物柴油产物。
3.3.4 精制生物柴油
制得的粗生物柴油中混有甲醇、油脂、甘油等杂质, 故需要进一步精制。
将粗生物柴油转移至烧瓶中, 蒸馏并收集产物。
100 ℃以下为甲醇, 将其回收。
200~400 ℃为生物柴油产品, 产率89%。
所得生物柴油产品为淡黄色透明液体, 颜色清亮。
烧瓶中黑色油状残留物为甘油、油脂、甲酯分解物等高沸点物质, 将其收集后可作燃料用。
3.4 实验工艺流程图[2]
3.4 结果与分析
采用HP5890 ( Ⅱ) 气相色谱仪对样品进行分析。
[参考文献]
[1] 杨仕品.生物柴油产业发展的现状及前景.贵州农业科学, 2009,37 (1):157-160
[2] 李崧,张曦,邓临新.动物源性生物柴油制备方法.云南农业大学学报,2009,24(2):250-254
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