范文一:化工专业毕业论文
1. 绪论
1.1化工业的安全现状
化工工业作为国民经济的支柱产业,与农业、轻工、纺织、食品、材料建筑及国防等部 门有着密切联系,其产品已经并将继续渗透到国民经济的各个领域。
我国政府很重视化工企业的安全管理工作,近年来针对化工生产中存在的问题进行整 治。随着我国化学工业的发展。以及化学品的广泛使用化工业安全生产形式日趋严峻。根 据我国解放以来统计资料说明,化工 厂火灾爆炸事故的死亡 人数占因工死亡总人数的 13.8%,居第一位;中毒窒息事故致死亡人数为人数死亡总人数的 12%,占第二位;高空坠 落占第三位。
而现在通过安全信息管理体系, 化工企业可以有计划、 有步骤、 有目地对员工进行 化工 安全生产方针、 政策和法律法规的教育 ; 定期分专业组织开展安全技术培训 ; 开展技术练兵活 动 ; 利用安全例会传达上级部门的安全生产及会议精神,通报安全生产信息、分析安全生产 形势等,对事故隐患及时整改,降低事故的发生。
1.2安全生产在化工业生产的地位
化工业生产在国民生产中占有重要的地位,化工生产具有易燃、易爆、易中毒,高温、 高压等特点,与电子、钢铁、纺织等行业相比,化工生产潜在的不安全因素更多,危险性 更大,由于使用大量的易燃、易爆、有毒、有腐蚀的物质,所以容易引起火灾、爆炸。化 工生产中使用的设备、生产操作条件也存在着高温、高压,,化工生产一旦发生火灾、爆 炸或者中毒等事故,就会给社会造成巨大的伤害,给企业带来不可弥补的经济损失。所以, 化工生产必须将安全放在第一位,贯彻执行 “ 安全第一,预防为主,综合治理 ” 的方针,加强 安全教育,强化安全管理,保护人民生命财产,保证经济效益的提高。
1.3化工企业安全生产的必要性
安全生产是指在劳动过程中,要努力改善劳动条件,克服不安全因素,防止伤亡事故 的发生,使劳动生产在保护劳动者的安全健康和国家财产及人民生命财产安全的前提下进 行。
搞好安全生产工作有助于巩固社会的安定,为国家的经济建设提供重要的稳定政治环境 具有现实的意义;对于保护劳动生产力,均衡发展各部门、各行业的经济劳动力资源具有 重要的作用;对于增加社会财富、减少经济损失具有实在的经济意义;对于生产员工的生 命安全与健康,家庭的幸福和生活的质量,有直接影响。
2. 聚合干燥车间概况
2.1聚合干燥车间简介
本公司始建于 2004年, 经过一期、 二期工程项目建设, 已形成具有年产 24万吨聚氯乙烯、 18万吨离子膜烧碱生产能力的大型氯碱化工企业。化工公司设计总规模为年产 20万吨聚 氯乙烯配套年产 18万吨离子膜烧碱,各类厂房 50余座,设备 800多台(套),各类生 产工艺管线总长约 8万余米,其主要设备和自动化控制系统均采用国际、国内同行业最先 进的科学技术。项目建设分两期完成,一期于 2004年 3月动工,同年 11月试车投产, 创造了 “ 当年设计、当 年施工、当年投产 ” 国内同行业中的奇迹。二期于 2005年 4月动工, 同年 8月 竣工投产, 两期项目于 2005年 11月达到设计规模生产能力。 后经 2006年技术 改造,生产规模达到 24万吨聚氯乙烯生产能力,产品合格率 100%。
公司生产的离子膜烧碱分液碱和片碱两种产品,广泛应用在石油化工、电力、建材、医 药、食品等行业领域;食品卫生级聚氯乙烯树脂主要包括 SG5和 SG7两种,广泛运用于生 产 PVC 管材、型材、塑料门窗、装饰板、电线、电缆、节水器材等领域中。 项目环保设施采 用生化处理、 膜技术、 变压吸附和布袋 (静电 ) 除尘等技术, 建立起以 “ 资源 → 产品 → 再生资源 ” 为发展理念的废水、废气、废渣资源利用网络,将环境治理的过程成功转换成为原料搜集的 过程,装置的科技含量、资源的使用效率和环境友好程度达到了国内领先水平。 2007年 “ 天 业牌 ”PVC 树脂荣获中国名牌产品。 公司先后通过了质量 /环境 /职业健康安全三合一管理体系 认证及测量体系认证。
聚合干燥车间主要由助剂生产、配置、聚合、汽提、干燥包装等岗位组成,主要任务是 将氯乙烯车间送来的单体通过聚合釜添加各种助剂发生聚合反应生成聚氯乙烯浆料,由汽提 岗位脱除浆料中的 VCM , 再经干燥岗位将其水分脱出控制在小于 0.5%, 由包装岗位进行成 品包装。
2.2聚合个岗位工艺流程
2.2.1配置作业的工业流程
(1)涂壁液工艺流程
凃壁液成品运送至现场,用隔膜泵将凃壁液贮槽内,聚合凃壁时启动多级离心泵,经流 量计量后由喷淋阀喷涂于釜壁。
(2)缓冲剂工艺流程
本公司所用缓冲剂是碳酸氢铵,使用时需配制成一定浓度的溶液使用。固体碳酸氢铵运 送至现场,在聚合投料间隙期间配制,配制完成后,通知化验室取样,将分析结果报告中 控室,聚合投料时启动离心泵加入软水管内,有软水管带入釜内。
(3)热稳定剂工艺流程
热稳定剂成品运送至现场,用隔膜泵加入热稳定剂储槽。聚合投料时,启动计量泵,经 流量计计量后放入单体管内,由单体带入釜内。
(4)引发剂工艺流程
引发剂高级脂肪酸和 CNP 由操作工从冷库运送至现场,根据配方要求加适量软水及聚 乙烯醇 , 配置好后,联系中控室,放入引发剂储槽中,并通知化验室取样,将分析结果报告 给中控室。聚合投料时经计量罐计量后由多级离心泵加入聚合釜内。
(5)终止剂工艺流程
终止剂成品运送至现场,用隔膜泵加入终止剂储槽中,聚合反应达到一定压力降时启动 多级离心泵经流量计计量后加入聚合釜内,终止聚合反应。
2.2.2聚合釜的工艺流程
(1) 全新的 VC 单体和回收 VC 单体按配方比例用单体加料泵经过质量流量计准确 计量后打入聚合釜内。
(2)热无离子水和冷无离子水用软水加料泵按配方要求的温度调节准确计量后打 入聚合釜内,单体与软水加入完毕后,混合延时,再加入配方量的分散剂,混合延时,最 后加入配方量的引发剂,聚合釜进入反应阶段
(3)DCS控制反应过程,当达到设定的反应终点要求时,启动终止剂系统,终止 剂自动加入聚合釜内,终止聚合反应。
(4)启动出料回收系统,将聚氯乙烯浆料自动排入出料槽中,聚合釜、出料槽未 反应的聚乙烯,通过压缩冷凝系统回收。
(5)聚氯乙烯浆料在汽提塔中与蒸汽逆向流动, 塔顶回收氯乙烯送往合成氯乙烯气 柜,浆料由塔底经过换热器由泵送往干燥系统。
2.3压缩冷凝的工艺流程
反应后生成的气体先进入脱汞器,脱掉气体所夹带的氯化汞,再冷却,然后依次进入 压缩后的气体经机后冷却器冷却后进入全凝器,用 -35℃盐水冷却,没有冷却下来的气体进 入尾凝器,再经尾气吸附器吸附后定压排放。 聚合工段的聚合釜排气,有外网进入分配台,
滴加气象阻聚剂后,通过泡沫捕集器进入单体过滤器,过滤后的氯乙烯气体在压力超过尾 排压力(0.2MPa )时直接进入一二级冷凝器进行冷凝,当压力低于尾排压力(0.2MPa ) 时进入水环压缩机,加压到 0.5MPa 经过水分离器,进入一级冷凝器,冷凝液经单体气液 分离器,再经液位调节阀组进入单体贮槽。不凝气进入二级冷凝器进行冷凝,凝液直接进 入单体贮槽,二级冷凝的不凝气经调节阀取样合格后送入单体气柜。单体贮槽出口管通过 气动阀与聚合釜加料泵入口相连,与新鲜单体按比例加入聚合釜。单体贮槽设有分水斗和 脱水罐,每次压料前单体贮槽脱水罐排水一次,脱水罐设有夹套,以回收水中的单体。 外来的生产上水先进入循环水槽, 由循环水泵加压至 0.8MPa , 经循环过滤器、 冷却器, 分别供压缩机机体、轴承及一二级冷凝器,各设备的冷却回水均返回到循环水槽。循环水 用外网来的 -15摄氏度盐水做冷源。
2.4压缩机工艺流程
自水分离器出来的氯乙烯液体进入固碱干燥器,除去水份及剩余的酸性物质进入低沸 点塔塔釜,用热水间接加热,将冷凝的低沸点物质蒸出,用 5℃水控制回流比,由塔顶进入 尾凝器。塔釜液体氯乙烯通过液位控制进入高沸点塔,高沸点塔釜将氯乙烯蒸出,经分离 而得到精氯乙烯通过塔顶冷凝器并控制部分回流, 大部分精氯乙烯进入成品冷凝器, 用 5℃ 水冷凝后送至单体贮槽内, 再经 VCM 输送泵送到聚合工序。 高沸点塔釜的高沸物再经过 低 压回收经过压缩机增压后和工作水一起排到汽水分离器,气态氯乙烯经过泡沫捕集器顶部 管道和高压回收管道相连,工作水经过水泵送到过滤器经过过滤之后要降温,降温后回到 压缩机,经过压缩机形成工作水环,对气态氯乙烯增压排污排到泡沫捕集器。
3. 主要危险作业中的有毒物
3.1可燃气体及有毒气体的检测
在作业场所中对不同的地点进行单体的测量,可以得知可燃物的有害气体含量及对人体 的有害程度。
表 3— 1可燃气体及有毒气体的检测
通过可燃气体变送器对不同地点的检测, 得知本车间工作地点的有毒物对应可燃 有毒气体的含量为 0.36%, 而对应可燃气体的含量为 1.8%, 此数据可以看出工作场所内的氯 乙烯气体的可燃性很高,因此了解到氯乙烯的特性,其特性分析出氯乙烯在作业场所对人体 的伤害。
3.2危险化学品的特性
表 3-2本车间主要危险化学品
通过表 3-2可以得知本车间各岗位危险化学品时氯乙烯、聚合助剂,表 3-3中将介绍氯 乙烯的特性及对人体的危害、预防措施和现场出现事故时如何处理。
表 3-3氯乙烯气体特性
表 3-3中可以明显的看到氯乙烯在危险化学品中属于无色无味气体,可微溶于水,乙醇 等多种有机溶剂,此危险化学品长期接触可起氯乙烯症,严重中毒时可发生昏迷、抽搐、甚
至造成死亡。皮肤接触氯乙烯液体可致红斑,水肿或坏死。慢性中毒表现为神经衰弱,肝肿 大,肝功能异常。
PVC 分厂聚合岗位事帮危险性分析及对策
3、必须严格控制工艺指标。
4、必须严格执行操作法。
5、在进行作业时必须有人在器外监护。
6、 如要进行动火作业必须消除周围易燃物, 及按时做动火分析, 还要提前准备好消防措施。 4.2聚合反应故障分析及对策
根据聚合的反应故障量重最彻底的进行的处理对策就是进行清釜,将清釜的各项安全 对策分析如下:
(1) 分别情况对所要检修的釜 [槽 ]进行排空置换。
(2) 检查确认检修设备必须断电,并在开关柜上挂明显警示牌,现场由专人监护。
(3) 将釜的人人孔打开, 关闭釜的人孔开关气源, 将釜 [槽 ]上、 下部各物料管线手阀 关闭,包括单体加料手阀、终止剂加料手阀、注入水手阀、分散剂加料手阀、引发剂加料 手阀。并在单体加料管上加 8字盲板。
(4) 打开釜下排污手阀,或槽下排污手阀,将釜(槽)内水放净,关闭釜上、下所 有物料管线自控阀气源手阀。
(5) 对釜(槽)进行空气置换。
PVC 分厂聚合岗位事危险性分析及对策
4、聚合岗位事故危险分析及对策
在聚合岗位会由于人的不安全行为和物的不安全状态经常导致事故的发生, 在这章内容 中将聚合岗位出现的事故结合所学的事件树分析法做以分析。
注:1:初始事件; S1
范文二:化工专业毕业论文
xxxxxx 学院毕业论文
论文题目: 水和岗位顶岗实习报告
所属系部: 化学工程系
专 业:姓 名:班 级:学 号:指导老师:完成日期: 应用化工技术
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xxxxxx
xxxxxxxxxxxxxxxx
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xxxx年x 月xx 日
目录
第一章 实习企业概况
1.1 企业基本情况 1.2 理念和发展历程 1.3 企业标识
第二章 水和岗位的情况介绍
2.1 岗位基本情况介绍
2.2工艺流程和主要设备 2.3岗位应掌握知识和能力
第三章 重灰车间的整体情况 3.1重灰生产简介
3.2车间的整体情况 3.3工艺流程和主要设备
第四章 实联化工江苏有限公司的情况说明4.1整个企业的情况说明 4.2企业销售
4.3企业优势和前景 4.4企业存在问题和改进建议
实习收获与感想 致谢词 参考文献
第一章 实习企业概况 (实联化工江苏有限公司) 1.1企业基本情况
实联化工江苏有限公司(简称实联化工),位于江苏省淮安市盐化工新区实联大道8号。公司创建于2009年预计2012年11月投产,是台玻集团的子公司。公司厂区占地面积3000亩、2平方公里。截止2012年2月公司员工有986人 学历要求在高中以上,其中经理级以上53人、课长级24人、股长级42人。
实联化工主要生产纯碱(100万吨/年)和氯化铵(100万吨/年)以及为纯碱生产服务的采卤厂制盐厂、煤气化厂、氨合成厂、热电厂、包装及物流系统、 空气分离厂。公司产品中纯碱约70%供给台玻集团的玻璃厂使用还提供给冶铁、冶铝、纺织、医药、食品等行业,氯化铵是公司和化肥厂合作生产肥料。
公司采用台企的管理方式,最高层为董事长副总经理 经 、副理 课长 股长 领班员工(主操手、辅操手)
企业机构结构图:
1.2 理念和发展历程 布局大中华区产业版图
台玻集团自1964年成立以来,即以专注玻璃产业,追求永续经营的企业理念,不断思考如何以最大的经济规模,提供给客户更合理的价格、更优良的质量与更完善的服务。为持续维持国际级的竞争力,在平板玻璃年产量迈入300万吨规模之际,台玻集团决定向下扎根,进行玻璃产业上游垂直整合工程,于2008年与外资共同合作,成立实联中国控股公司,转投资实联化工(江苏)有限公司,生产年产100万吨纯碱与100万吨氯化氨的联碱项目。
作为华人世界里最专业的国际级玻璃集团,台玻集团以全球的宏观视野,洞悉产业发展脉络与总体局势发展变化。在全球原物料价格呈现不安定之际,为确保原物料供应无虞,并握有最好的产品原料质量,决定进行产业垂直整合;台玻集团认知,唯有确实掌握玻璃上游原料供需,才是提供客户优质产品最稳固的基础。因此,正值平板玻璃年产量不断突破的关键时刻,台玻集团正式跨足纯碱工业,亲自监制生产最高质量的玻璃纯碱原料,预计将于2012年上半年投产。
在2008年全球金融海啸影响下,台玻集团未曾停止布局大中华区的脚步,持续以稳健的财务实力,与外资共同投资金额达六亿美元的实联化工工厂,并选择储有丰富盐矿的江苏淮安经济开发区盐化工区,作为纯碱原料制造与生产的重要基地。地处苏北的淮安市拥有便捷的铁路、运河、高速公路交织而成的便利运输网络;而每年将生产达100万吨纯碱原料的实联化工工厂,其中68万吨将提供给台玻集团各公司及股东使用;其余产量,将运用此一运输网络的优势,将纯碱内外销提供给亚洲区的优质客户。
实联化工工厂延揽最优秀及丰富经验的建厂及经营人才,并签订最顶尖的规划设计团队,全厂生产线,由天津化工集团所属的天津渤海设计院规划设计,并结合各领域优秀人才共同规划设计;全厂采用联碱法生产,各项设备与技术,均采用世界上最先进的制程,通过各项品保系统及环保认证,并于八月份获得国家发改委员会审批通过,在环保、安全、卫生…等多项评估,均符合国家标准的严格要求,期许造就实联化工产品国际级的质量保证。
此外,为因应「创意经济」时代的来临,以及创办人念兹在兹「用心照顾员工」的经营理念,在工作及生活空间的营造上,亦呼应全球的发展潮流,创造出让所有员工皆能乐于工作的环境。因此,在实联化工厂办的建筑规划上,邀请驰名国际,现任美国麻省理工学院(MIT)建筑系主任、非常建筑事务所的张永和建筑师,负责全案的建筑规划;而专为所有员工打造的生活空间,则邀请到曾获得台湾建筑奖等多项大奖的邱文杰建筑师规划设计。透过两位建筑师的国际视野与在地胸怀,共同为所有的员工创造最美好的工作及生活环境。
此外,持续关怀全球环保议题,响应全球绿能潮流,亦是台玻集团不遗余力的发展重点。在全球不景气的经济环境与严峻的考验下,台玻集团依然决定投入巨额的企业资源,将实联化工工厂打造成符合国家与国际标准的化工厂;并将善尽企业社会责任,致力于各项污染防治,建立起良好的环境管理系统;更希望透过制程的改善,以降低生产过程中带来的污染,减缓产品对环境的冲击。台玻集团除了希望能为环境尽一份心力外,更期盼能为业界带来良好示范,为全球绿能环保潮流贡献一份心力。
实联化工江苏有限公司的成立,将让台玻集团的事业版图,跨入一个新的里程碑。台玻集团除了希望此工厂的设立,能为当地创造繁荣、提供更多的就业机会之外;更期盼它的各项产品与制程标准,都能成为其它化工厂的指标,共同成就台玻集团百年标竿企业的使命而努力。
承国家发改委于2009年8月发改产业(2009)2206号,与商务部于2009年9月商资批(2009)200号,实联化工江苏有线公司正式于9月29日动土奠基。
1.3 企业标识
1、外围方框象征着玻璃,也代表着纪律,无纪律不成方圆
2、中间线条表现了包容,缺口相连成三角形表达的是我们采用是联合制碱法(侯式制碱法、红三角牌纯碱)以及有保障的品质
3、线条相连为一口字发展成为化工界有口皆碑的企业
企业理念:效率、创新、务实、整顿、纪律
第二章 水和岗位的情况介绍
2.1 岗位基本情况介绍 (1)岗位任务
本岗位的主要任务是以高温轻灰为原料,进行液相水合,生产出合格的一水碳酸钠晶浆,并根据水合结晶的需要维持和调节母液状况、洗水温度、浓度,同时将盐份高的母液由高盐母液泵送至真空制盐工序或外卖。
(2)专责范围
本岗位定员共12人,分四个班,每班3人,1名主操2名副操。
(2.1)领导关系及分工
1. 领导关系
本岗位隶属班长领导,其具体工作由班长责成专人负责。 2. 分工
1) 水合岗位主操负责处理岗位在当班生产过程中出现的各种问题及岗位各
项指标的控制,负责填写各类报表,并做到清晰,准确无误。
2) 水合岗位副操负责水合结晶器、稠厚器、母液换热器及所有阀门,管线
开停工作,在主操缺员的情况下代理主操主持工作。
3) 共同负责对外联系,负责与轻灰工序主操作联系轻灰的来量及各项指标。 3. 应管设备及管线
1) 应管设备:轻灰斗提机、轻灰星形下料器,轻灰螺旋输送机及轻灰埋刮
板、水合结晶器、稠厚器。
2) 应管管线:本岗位所管辖设备的附属管线。母液、晶浆、洗水、热水管
线;水合结晶和离心机所用的循环水管线;结晶器所用蒸汽管线。
2.2工艺流程和主要设备
(1)生产原理及反应方程式
本岗位采用液相水合法生产技术即把高温轻质纯碱加入水合结晶器内的Na 2CO 3饱和溶液中进行水合反应,形成符合要求的一水碱晶浆。从Na 2CO 3-H 2O 的相图可知Na 2CO 3·H 2O 的结晶温度为36—109℃,在此温度下结晶结构改变,重度变大。在工业生产中要获得结晶良好的Na 2CO 3·H 2O 即一水碱,必须控制适当的温度、维持恰当液位,并经历足够的结晶时间,其反应式为:
Na 2CO 3(s )+H2O (l )→Na 2CO 3·H 2O (s )+14.1KJ/mol 。(放热反应)
(2)流程叙述
从母液桶泵送来的含Na 2CO 3和NaCl 的母液,经电磁流量计计量后,从顶部加入水合结晶器,由煅烧车间送来的150℃以上轻灰经轻灰斗提机、轻灰埋刮板、星形卸料器,轻灰螺旋输送机从顶部进入水合结晶器,饱和母液与轻灰在水合结晶器中进行水合反应并析出结晶,形成一水碳酸钠晶浆,浓度约35—40%(重量) 的晶浆经中部放料口进入下层,从结晶器底部放料阀放出进入稠厚器,由稠厚器进行稠厚送入离心岗位进行过滤脱水,滤液送至母液桶,缓冲后自母液桶底部出来经母液泵送入结晶器,用于水合反应,多余母液经管线返回母液桶。
一定浓度和温度的洗水自洗水桶底部出来,经洗水泵后分三路,一路去6台离心机作洗滤饼用;另一路去结晶器,稠厚器,母液桶上部,用于清洗结晶器,稠厚器,母液桶;最后一路去洗流化床用于洗床。
母液从母液桶中下部取出,经母液循环泵送到六台母液换热器,降低母液温度。
高浓度母液自母液桶底部出来,经沉淀泵分两路,一路再回母液桶打循环,另一路去高盐母液贮桶缓冲后,经高盐泵去真空制盐工序或外卖。
自管网来的脱盐水需要时直接进入洗水桶,以补充洗水量;部分洗水经过洗水加热用板式换热器与0.6MPa 冷凝水换热后补充到洗水桶。
自管网来的脱盐水先进热水罐加热,然后去离心机洗车。 自管网来的循环水分四路;一路进入结晶器的夹套调节结晶温度;一路进母液换热器调节母液温度;一路进离心机调节离心机温度;最后一路进软水冷却板式换热器调节软水温度。
来自管网的1.37MPa 蒸汽用于洗水桶、高盐母液桶和结晶器的加热,还用于母液槽、结晶器、稠厚器、高盐母液桶吹堵。
(3)流程简图
煅烧来的高温轻灰
水和岗位流程简图
4设备构造 (1)主要设备简述
主要设备:水合结晶器,其规格Ф3200mm ×9800mm ,容积52m 3。特点:结晶器分两层,隔板下料口联接上下层,上层是水合结晶的混合结晶成长层(结晶层),下层为稠厚层,结晶器搅拌采用螺旋浆式搅拌,结晶器外壁设有冷却夹套,加碱的位置在加母液口侧,加碱方法采用多口喷淋以减少碱粉飞扬。
(2)设备一览表
表5-1 水合设备一览表
2.3岗位应掌握知识和能力
(1)应掌握的知识:
化工原理(结晶原理、传热、流体输送等)、 母液配置 、机械设备工作原理及结构等 (2)能力:
会配置母液、试车 、开车、停车、长停、短停、紧急停车、应急处理、经济核算、前后岗位沟通和配合等
第三章 重灰车间的整体情况
3.1重灰生产方法简介
重质纯碱(重灰) 的生产
由重碱煅烧而得的纯碱堆积密度在0.45~0.69Kg/L,而玻璃、冶金和颜料工业要求堆
积密度0.8~1.0 Kg/L的重质纯碱,以减轻碱灰飞扬损失,增加窑炉的生产能力,减轻碱灰对耐火材料的侵蚀作用,延长窑炉的使用寿命。此外重质纯碱的质量体积小,包装和运输也比较经济。世界上经济发达国家的重质纯碱产量一般是纯碱产量的80%,且大部分为含NaCl <>
重质纯碱的制造方法有固相水合法、液相水合法和挤压法。
固相水合法、液相水合法都是利用碱的物理特性,即在35.4~109℃的条件下溶于水以Na 2CO 3.H 20的型式存在。
固相水合法其生产原理是轻质纯碱在90~97℃之间的温度下,加水使之发生水合反应:Na 2CO 3+H2O →Na 2CO 3.H 20
所得到的一水碱,晶格排列整齐。当煅烧时,发生逆反应有生成Na 2CO 3,仍能保持良好的晶体结构,其堆积密度比水合前的重碱更高。
其生产方法是:温度150~170℃的煅烧炉出来的轻质纯碱,用螺旋输送机送入水合机中,喷以40℃的蒸汽冷凝水。理论上每吨碱需要水量170Kg ,实际上由于一部分水会气化逸走,故每吨纯碱需要加水350~400Kg ,使水合反应进行20~25min ,部分水蒸发后仍含3~5%的游离水。进入重质碱煅烧炉在130~150℃煅烧,所得重质纯碱松装堆积密度为0.95~1.05Kg/L,紧装堆积密度为1.10~1.25Kg/L(紧装堆积密度指纯碱装入量器后震实得密度)。
液相水合法与固相水合法不同之处,只是采用较多量的水,Na 2CO 3是在悬浮液中进行水化的。将煅烧工序来的轻质纯碱,加入结晶器中,同时加入Na 2CO 3溶液,结晶器内的温度维持在105℃,使Na 2CO 3水化。所得一水碱晶浆,用过滤机后离心机过滤而得一水碱滤饼,再经重灰煅烧炉在130~150℃煅烧,即得重质纯碱。由于水量较多,纯碱中的细粒纯碱及NaCl 可以溶解,因此使重质纯碱中的NaCl 含量降低到0.3%以下,达到低钠重质碱的标准。
挤压法的挤压机由两根相反转动的压辊,纯碱粉在两辊之间被挤压成为薄片,再经粉碎,筛分便可获得重质纯碱。当轻质纯碱堆积密度为0.50~0.55Kg/L时,最终可得1.0~1.1Kg/L堆积密度的纯碱。挤压法与上述两种水合法不同之处在于靠挤压、破碎,分级完成,没有化学反应过程,因而简单方便、能耗低,生产过程没有温度升高,就能得到合适粒度的产品,而且粒度可调。
我们公司采用的是液相水和法生产重灰。
3.2车间的整体情况 (1)车间任务
重灰车间主要是以煅烧过来的高温纯碱为原料, 经液相水和生成一水碱再有离心机分离进流化床干燥生成重灰。没有用完的高温轻灰经过凉碱岗位制成轻灰成品。
(2)专责范围
车间负责人:x 课长 x股长
车间定员共48人,水和岗位12人、离心机岗位8人干燥岗位12人、凉碱岗位8人、司泵风机岗位8人
(3)领导关系及分工
(3.1)领导关系
本车间隶属课长领导,股长辅助课长工作,工作指示、调控由课长下达给班长在由班长责成专人负责。
(3.2)分工
1)水和岗位
主要任务是以高温轻灰为原料,进行液相水合,生产出合格的一水碳酸钠晶浆,并根据水合结晶的需要维持和调节母液状况、洗水温度、浓度,同时将盐份高的母液由高盐母液泵送至真空制盐工序或外卖。 2)离心机岗位
将一水碱晶浆进行固液分离得到含游离水5%以下的一水碱,并把滤液送回母液桶,同时用洗水洗涤滤饼,降低一水碱中NaCl 的含量。
3)干燥岗位本岗位
负责重灰干燥、冷却和部分纯碱的冷却。
负责将离心岗位送来的一水碱在干燥流化床内进行干燥脱水,除去一水碱中的游离水和结晶水,将成品筛分、冷却后而得到合格的重质纯碱,将大粒破碎后到流化床回收。 将干燥流化床的尾气中的碱尘最大限度的回收,保证尾气排放指标合格。 将合格的重质纯碱和尾气中的碱尘送到包装仓。 4)司泵风机岗位
保证重灰工序所用泵和风机及附属管线的畅通、稳定,不能影响上下游岗位的正常生产。 5)凉碱岗位
将蒸汽煅烧炉生产出来的高温轻质纯碱在轻灰凉碱机中与循环水进行热交换,使高温纯碱温度降到90℃以下,然后送到碱仓,纯碱产品经自动包装机进行包装,凉碱岗位操作的好坏,将直接影响包装作业及整个纯碱系统的生产。
3.2工艺流程和主要设备
1)工艺流程
重灰工序是利用水合结晶器让轻质纯碱在结晶器内反应生成一水碱,然后在经过流化床干燥生成结晶颗粒较大的重质纯碱。其流程克用以下方框图表示。
因重灰工序设备相对较多,流程较为繁琐,特对流化床作单独介绍;其流程可用以下方框图表示。
2)主要设备
第四章 实联化工江苏有限公司的情况说明
4.1整个企业的情况说明
实联化工(江苏) 有限公司系由世界上五大玻璃制造业之一的台玻集团为主要发起人,在中国香港注册成立实联中国控股有限公司,为确保玻璃主要原料纯碱的供应,提升竞争力,充分利用淮安市丰富的地下盐矿资源,在淮安市盐化工新区建设100万吨/年联碱项目,并成立外商独资企业,名称即为实联化工(江苏) 有限公司。
项目总投资15亿美元,一期投资6亿美元,注册4亿美元。纯碱和氯化铵装置生产能力各为100万吨/年,配套40万吨/年合成氨装置,60,000立方米/小时氧气空分装置和120万吨/年盐硝联产装置,副产6万吨/年芒硝,另自备汽电共生热电厂,设有260吨/小时高压蒸汽锅炉4套和抽背式发电机5千瓦2套。
该项目100万吨/年联碱装置和120万吨/年真空制盐装置规模均为目前国内外最大生产能力装置。项目已于2009年8月11日通过国家发改委项目核准批复并与9月29日正式开工建设,可在2011年第四季建成投产,每年营业总额预约人民币30亿元左右。
在淮安市委、市政府大力支持下,实联化工要把淮安市的自然资源优势变为经济成长优势,以最优秀领导班底、雄厚自有资金、最高规格安全水平、最严格环保标准及生产全面电脑自动化,建造一座国内最先进工艺、最高技术水平、最佳工作环境、最具竞争力的现代化大型化学工厂。
股东
实联中国控股有限公司
投资公司及其生产厂
实联采卤淮安有限公司 采卤厂
实联化工江苏有限公司
制盐厂、煤气化厂、氨合成厂、联碱厂、
热电厂、包装及物流系统
空气分离厂
由法国法夜空 (Air Liquide Co., ltd.) 建厂供应
厂址 江苏省淮安市盐化工新区实联大道8号
3,000亩,2平方公里
产品及年产能 纯碱100万吨;氯化氨100万吨
总投资额 754,000,000美元
全厂综合设计 天津渤海化工设计院
制盐厂设计 瑞士Bertrams/SEP Salt & Evaporation Plants Ltd.
煤气化厂设计 化工部/华陆工程科技设计院
办公大楼设计 普立兹克建筑奖得主,葡萄牙建筑师Alvaro Siza
生活园区设计 哈佛建筑硕士/邱文杰建筑师
国家发改委2009年8月发改产业﹝2009﹞2206号
商务部2009年9月 商资批﹝2009﹞200号
国家发改委2011年6月发改能源﹝2011﹞1168号
预计2012年上半年投产 预估投产时,台玻集团年纯碱用量合计680,000吨
4.2企业销售
公司产品中纯碱约70%供给台玻集团的玻璃厂使用还提供给冶铁、冶铝、纺织、医药、食品等行业,氯化铵是公司和化肥厂合作生产肥料。
4.3企业优势和前景
1)企业优势:
我们公司采用的是联合制碱法没有环境污染的问题而且公司有污水处理厂,相应的环保措施很齐全,随着经济的发展国家对环保的问题一定会越来越重视 ,而我国很多碱厂采用的都是氨碱法其母液无法吸收只能外排对环境的污染极大,都将面临搬迁改造的问题。
公司的产品大部分被集团内部消化,产品销售上很有保障而且公司电力、原料等大多都是自产自用减少了很多的增值税,公司用的煤在每年的淡季一次买入放进煤仓储存。公司还拥有1平方公里的盐矿开采权 等等的这些大大的降低了生产成本,提高了产品的市场竞争力。
公司生产的80%为低盐分重质纯碱(重灰),符合现在科技制造和工业发展对纯碱纯度的要求。
2)企业前景
我国目前正处于工业化中期阶段,也是城镇化提高最快的时期,需增加大量住房和全面改善住房条件。再加上国家施行积极的财政政策和西部大开发,建筑节能政策及强制性法规的出台等都不断的扩大玻璃的应用领域,为玻璃工业提供广阔的发展空间和美好的发展前景。
公司二期工程设计200万吨/年纯碱实联化工要把淮安市的自然资源优势变为经济成长优势,以最优秀领导班底、雄厚自有资金、最高规格安全水平、最严格环保标准及生产全面电脑自动化,建造一座国内最先进工艺、最高技术水平、最佳工作环境、最具竞争力的现代化大型化学工厂。
4.4企业存在问题和改进建议
实联化工是一个新建的企业,还没有完全投产,一切都处于磨合状态,设备和设备直接需要磨合,人与设备需要磨合,人与人之间也需要磨合。公司还没有形成一个成熟的企业文化和一个强大的团队,员工对公司还没有完全的认同感和归属感。
建议:加强对员工的培养,和对公司规章制度的宣传和监督,完善企业文化体系,关系员工的工作和生活,培养员工对公司的情感等。
实习收获与感想 时间流逝飞快,光阴似箭,转眼间我的校园生活已经接近尾声了,如今我已经踏入社会实习了好几个月了。这几个月的日子是我从青葱校园走向复合型社会的过渡期,也是我人生历程中一个重要的转折点。我们不能奢望留住时间,但我们却能够在时间的流逝中留下自己的脚印。
作为学生生涯的最后一课,实习不仅重要更有其独特性。通过实习,让我逐渐掌握怎样把学校教给我的理论知识恰当地运用到实际工作中,让我慢慢褪变学生的浮躁与稚嫩,真正地接触这个社会,渐渐地融入到这个社会,实现我迈向社会独立成长的第一步。
2011年10月,通过紧张的面试,我来到了江苏实联化工有限公司实习,担任重灰岗位的工作。而我的职位,主要是负责把轻质纯碱转化成为一水碱,一水碱再经过煅烧生成重质纯碱(重灰) 这是第一次正式与社会接轨踏上工作岗位,开始与以往完全不一样的生活。每天在规定的时间上下班,上班期间要认真准时地完成自己的工作任务。刚到这里实习,面对着新的工作环境,我或多或少都会产生了一点不习惯,幸亏有同事们的友善对待,细心教导,我很快就能融入到他们的大家庭中去了。在工作中,我能够主动积极完成工作上的每一项任务,认真、负责地对待工作,主动参与单位里组织的各种活动,虚心接受其他人的意见,耐心学习还没有掌握的知识,并能礼貌待人,与同事之间能够和睦相处。
经过这段时间的磨练,通过这个实习的平台,我懂得了很多道理:要不断学习更新、巩固熟悉自己的专业知识;要学会独立、学会选择、学会自己做主,不要养成依赖别人的习惯;要遵守各种各样的规章制度,端正做人,专心做事;营造良好的人际关系网,礼貌待人、以诚相待、和睦相处;认真、负责、仔细的完成每一项任务等等。
今后我还要努力工作,好好珍惜这个学习的机会,继续更新知识,多看一些书籍,不断扩充自己的知识水平,开拓视野,丰富自己的道德修养,让自己能在社会上有一个稳定的立足之地。
致 谢
三年的读书生活在这个季节即将划上一个句号,而于我的人生却只是一个逗号,我将面对又一次征程的开始。三年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下,走得辛苦却也收获满囊,在论文即将付梓之际,思绪万千,心情久久不能平静。 伟人、名人为我所崇拜,可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人,我的指导老师。我不是您最出色的学生,而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨,学识渊博,思想深邃,视野雄阔,为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔,置身其间,耳濡目染,潜移默化,使我不仅接受了全新的思想观念,树立了宏伟的学术目标,领会了基本的思考方式,从论文题目的选定到论文写作的指导, 经由您悉心的点拨, 再经思考后的领悟, 常常让我有“山重水复疑无路, 柳暗花明又一村”。
感谢我的爸爸妈妈,焉得谖草,言树之背,养育之恩,无以回报,你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚谢意!
同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。
最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学,以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。
参考文献
1、http://wuxizazhi.cnki.net/Search/CJGY200102014.html
2、http://baike.baidu.com/view/6905185.htm
3、http://www.scijc.com/sl001.html 4、公司内部资料
5、制碱工艺 化学工业出版社 作者:赵师琦
6、http://baike.baidu.com/view/1347714.htm
范文三:化工专业毕业论文
中国石油大学(北京)现代远程教育
毕 业 设 计(论文)
地沟油基切屑液的分析与应用价值的研究
姓 名:
学 号: 050442
性 别: 男
专 业: 化学工程与工艺
批 次: 2012年春
学习中心:江苏盐城学习中心
指导教师: 王姗姗
2014年4月30日
地沟油基切屑液的分析与应用价值的研究
摘 要
切削液在金属加工过程中具有润滑、冷却、防锈和清洗等作用。地沟油的前身是天然油脂,是动物油脂和植物油脂的混合物,因而其具有动植物油脂的主要特性,是替代植物油用作切削液中的基础油不可多得的廉价优质的原料。因此,将地沟油引入到金属切削液中具有极其重要的环境保护意义和社会效益,同时变废油脂为工业原料本身也具有较高的经济效益。
本文选用地沟油为金属切削液中的基础油,吐温-80和斯盘-80为表面活性剂,硼酸二乙醇胺酯为防锈剂,配制出一种乳化型水基切削液。采用 GB/T6144-85 试验方法评定切削液的理化性能。
关键词:切削液 防锈 地沟油 环保
目 录
第一章 前 言 ............................................... 1
1.1 切削液的作用 ........................................... 1
1.1.1 冷却作用 ........................................... 1
1.1.2润滑作用 ........................................... 1
1.1.3清洗作用 ........................................... 1
1.1.4防锈作用 ........................................... 2
1.2地沟油背景及应用研究现状 ............................... 2
1.2.1植物油基切削液研究现状 ............................. 2
1.2.2地沟油背景及应用研究现状 ........................... 2
第二章 要研究内容及关键技术 ................................ 3
2.1选择合适的表面活性剂 ................................... 3
2.2选取具有优良防锈效果的防锈剂 ........................... 3
2.3选择合适的乳化工艺 ..................................... 4
第三章 研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析 ............ 4
3.1研究方法 ............................................... 4
3.1.1选择合适的表面活性剂 ............................... 4
3.1.2选择合适的防锈剂 ................................... 6
3.2技术路线 ............................................... 6
3.2.1切削液的配制加料顺序的选择 ......................... 6
3.2.2. 切削液的配制步骤 .................................. 7
3.2.3切削液质量指标及可行性分析 ......................... 9
3.2.3可行性分析 ........................................ 10
第四章 结论 ............................................... 11
参考文献 ................................................... 12
致 谢 ...................................................... 14
第一章 前 言
1.1 切削液的作用
1.1.1 冷却作用
金属切削加工中会产生大量的热,如切削中高速钢刀具的温度可达200~500℃,碳化钨刀具温度可达427~650℃,因此要求金属加工液要有良好的冷却性能[1]。切削液的冷却作用是依靠切削液的对流换热和气化把切削热从工作区带走,从而降低刀具和工件的温度,减缓刀具的热磨损和机械磨损,提高工件的加工质量。水的比热容是油的2倍左右,热导率是油的3~6倍,因此水的冷却性能要优于油的冷却性能。水包油型(O/W)的切削油的导热系数要比油包水型(W/O)的十倍。另外,稀释倍率对其导热系数也有很大影响。
1.1.2润滑作用
在金属切削过程中,被切削的金属会发生塑性和弹性变形,刀具和加工工件的表面、刀具和切屑之间会产生较大的摩擦,摩擦进而转化为切削热,如果不及时将热量带走,就会造成切屑焊附在刀具上现象,严重的影响了刀具的寿命和加工工件的表面质量[9]。通过合理地使用切削液,能够在刀具和工件之间形成一层有效的润滑膜,进而改善切削加工过程刀具和工件之间的润滑情况,降低切削热,继而提高切削效率和经济效益[2]。由于切削液具有渗透能力,通过物理吸附或者化学吸附在金属表面形成一层物理或化学吸附膜,从而极大地降低了切削力和切削热,有效地抑制了积屑瘤的生成,减少了刀具的磨损和烧结,提高了刀具的耐用度和加工工件的表面质量[6]。
1.1.3清洗作用
金属切削加工中会产生切屑,如不及时将其从切削区间排出,在高
温下则会粘附在刀具上甚至是焊融在刀刃上,形成积瘤屑,使得加工工件表面的粗糙度增加,使得切削质量变低,生产效率降低。因此,切削液必须具有很好的清洗作用,能够将切削中产生的切屑及时的排走,避免对加工工件的质量产生大的影响。
1.1.4防锈作用
在金属切削加工过程中,随着刀具不断运转,新鲜的工件表面不断被加工出来,由于没有任何介质保护,新的表面易与环境介质腐蚀性介质接触,出现金属表面被腐蚀的现象,同样腐蚀现象也会发生在机床与切削液接触的部位。油基切削液能够在金属表面形成油膜,阻碍了环境腐蚀介质与工件的接触,因此防锈能力比较优良[11]。
1.2地沟油背景及应用研究现状
1.2.1植物油基切削液研究现状
作为国际著名跨国集团,瑞士巴索公司最先开展植物油替代矿物油作为金属加工液的基础油的研发工作,他们通过对菜籽油进行化学改性,使其保持原有菜籽油各种优良特性的情况下,提高了菜籽油的抗氧化能力和抗水解能力。植物油替代矿物油作为金属加工液的基础油,延长刀具的使用寿命,改善工作环境,提高生产率。随着人们对绿色环保切削液的研究深入,不断以植物油作为基础油的金属切削液被研制和应用于金属加工中。随着石油资源的不断消耗,其价格也不断增长,以及人们环境保护意识的增强和立法的约束,植物油所具有的优势将在今后金属加工中继续体现出来[3~4]。我国每年金属加工液市场的需求量约为4.0×105 吨,其中成型油(液) 约占总需求量的36%,切削油(液) 约占总需求量的38%,防锈油约占13%,热处理油约占总需求量8%[3] 。
1.2.2地沟油背景及应用研究现状
地沟油是人们对使用过后废弃的油脂的统称,主要来源是从餐饮行业收集含油泔水;另外,劣质禽畜肉、内脏、皮革加工提炼后产出的油,以及反复用于煎炸食品,不可再继续食用的煎炸老油也可能被用以生产
地沟油。而最为严重是地沟油大部分都是流向了食用油市场,继而又回到了人们的餐桌上。地沟油里含有多种对人体有害的物质,如酚类、酮类、多环芳烃和黄曲霉素等致癌物质[13]。
地沟油中的主要成分仍是甘油三酯,只是脂肪酸类物质的比例发生了改变,因此地沟油具有植物油一些根本的特性。地沟油应用研究最多的是用作生物柴油的生产原料。通过地沟油的水解反应,可以分离出油脂化工的基础原料-脂肪酸[14]。地沟油还可以通过和碱进行皂化反应,制得可用作洗涤的脂肪酸皂[15]。
第二章 要研究内容及关键技术
2.1选择合适的表面活性剂
制备乳状液的最重要的一种物质就是表面活性剂,又称为乳化剂,它能够非常显著地减小溶液的表面张力。本文选用的切削液基础油是地沟油,要想将其稳定分散在水中,就必须添加一定量的乳化剂,才能形成乳液。乳液可以分为两种类型:水包油型和油包水型。
常用的乳化剂有三种类型:阳离子型、阴离子型和非离子型。阳离子型乳化剂易腐败变质,基本上不使用其作为乳化型切削液的乳化剂;阴离子型乳化剂可以吸附于被分散的粒子的界面上,使其带有相同的电荷,由于存在静电排斥作用而能使得乳液稳定存在;非离子型乳化剂同样可以使得液滴在分散相中稳定存在,能够保证了乳液的稳定性[16]。在实际试验中,我们通常采用将不同类型的乳化剂在一起复配成复合型乳化剂,如将油溶性表面活性剂和水溶性表面活性剂混合使用。油溶性表面活性剂的存在会增强在膜中吸附分子间的侧向相互作用,使膜更加结实、更凝聚。
2.2选取具有优良防锈效果的防锈剂
在金属切削加工过程中,工件的新鲜表面没有任何保护,易与环境介质和切削液组分因分解或氧化变质而产生的腐蚀性介质接触,出现金
属腐蚀,机床与切削液接触的部位也会产生腐蚀,所以就要求切削液必须具备优秀的防锈能力[17]。切削液中常见的防锈添加剂有两类:油溶型防锈剂和水溶型防锈剂。
2.3选择合适的乳化工艺
选择和测试不同类型的表面活性剂及复配出混合型表面活性剂,考察它们对地沟油的乳化能力及所制备的乳化液的稳定性能,进而制得乳化稳定性能良好的乳化液。通过考察和分析配制乳液的清洗性、表面张力、消泡性,最后确定合适的乳化剂配方,并测定和分析乳化剂浓度对各性能的影响确定其添加量。
第三章 研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析
3.1研究方法
3.1.1选择合适的表面活性剂
表面活性剂(即乳化剂)是水基切削液的重要组成之一,其能显著降低切削液界面张力,使的切削液的扩散、渗透能力增强,提高切削液润滑能力。如何选择合适的表面活性剂是研制工作的关键之一。常用的选择表面活性剂方法为HLB 值法。
3.1.1.1单一乳化剂的选择
室温下,将基础油与乳化剂按照质量比为7:3、6:4、5:5、4:6、3:7加入到25mL 小烧杯中,在磁力搅拌的条件下混合均匀,制成浓缩液,取出5g 基础油与乳化剂的混合浓缩液于100mL 的具塞量筒中,加入95mL 去离子水,将其配制成5%的稀释液,然后将稀释液在量筒中反复摇匀,最后观察期分层情况,确定各种乳化剂乳化基础油的能力。
表3-1 乳化测试所选取的表面活性剂
试剂名称
斯盘-80 商品名 Span-80 类型 非离子型 HLB 值 4.8
吐温-80
石油磺酸钠 Tween-80 T702 非离子型 阴离子型 15.7 10.8
选取的三种表面活性剂对于基础油有一定的乳化能力,但是出现了析油或析皂的现象。
总体而言,单独使用上述任何一种表面活性剂作为基础油乳化剂时,得不到乳化均匀稳定的乳化液,而在实际应用中,也很少使用单一的表面活性剂,因此,要将以上的表面活性剂进行复配,通过协同作用,提高其对基础油的乳化能力[7-8]。
3.1.1.2复配乳化剂的选择
将吐温-80和斯盘-80按照质量比1:9~9:1混合成复合乳化剂。室 温下,将基础油与不同配比的复合乳化剂按照质量比为7:3、6:4、5:5、4:6、3:7加入到25mL 小烧杯中,在磁力搅拌的条件下混合均匀,制成浓缩液,取出5g 基础油与复合乳化剂的混合浓缩液于100mL 的具塞量筒中,加入95mL 去离子水,将其配制成5%的稀释液,然后将稀释液在量筒中反复摇匀,最后观察期分层情况,确定各种复合乳化剂乳化基础油的能力。复合乳化剂配比比例见表 2-3。
表 3-2 复合乳化剂配比比例
T-80:S-80 :9 :8 :7 :6 :5 :4 :3 :2 :1
通过将吐温-80和斯盘-80按照不同质量比混合后,其混合乳化剂对基础油的乳化能力大大提高,没有出现析油现象。在HLB=11.8时,其乳化液的稳定性不如HLB=9.7和8.6下乳化液的稳定性。原因在于基础油的HLB 值约为7.5,因此要将基础油乳化成稳定的乳液,就要求所选乳化剂的HLB 值不低于7.5,当混合乳化剂的HLB 为8.6和9.7时,即Tween80:Span80=4:6和5:5。考虑到后续切削液的配制还需要添加其他的添加剂,因此选择HLB 值为9.7的混合乳化剂,即Tween80:Span80=1:1。实验得到,基础油与乳化剂的质量比=4:6时,其5%的乳化液20mL 的析
皂体积小于0.5mL 。因此,选取基础油与乳化剂的质量比=4:6,混合乳化剂中吐温-80与斯盘-80质量比为1:1。
3.1.2选择合适的防锈剂
(1)实验材料预处理:将铸铁屑用自来水洗,除去表面的油污,再用乙醇洗,最后丙酮洗。将处理好的铸铁屑放置于105℃±2℃的干燥箱内干燥10min 。
(2)实验步骤:称取铸铁屑2g±0.02g,均匀铺70mm 划有30mm×30mm区间的滤纸上,将滤纸放置于直径为70mm 的培养皿中,吸取一定量(2mL)的待测试液,使得铁屑被待测试液润湿,盖上培养皿,放置2h 。试验结束后,用自来水将滤纸上面的铁屑冲洗掉,并将滤纸吹干,观察滤纸上的锈蚀面积。滤纸上的锈蚀面积代表着待测试液的防锈效果。
测试的防锈剂:磺化蓖麻油、三乙醇胺、硼酸三乙醇胺酯、癸二酸 三乙醇铵盐以及切削液样品。每个单体防锈剂的测试浓度为:0.1%、0.3%、0.5%、1.0%。切削液样品配制成:0.5%、1.0%、3%、5%。
(3)实验结果:样品切削液溶液的防锈效果随着浓度增大,防锈性能变得更好。当浓度为1%时,防锈效果已经很好,浓度为5%时,基本上已经是无锈了,符合国家标准。
3.2技术路线
3.2.1切削液的配制加料顺序的选择
(1)乳化剂溶于水中的方法
这种方法是将乳化剂直接溶解于水中,然后在激烈搅拌作用下慢慢地把油加入水中,制成油/水型乳化体。如果要制成水/油型乳化体,那么就继续加人油相,直到转相变为水/油型乳化体为止。
(2)乳化剂溶于油中的方法
将乳化剂溶于油中,将水相加入油脂混合物中,开始时形成为水/油型乳化体,当加入多量的水后,粘度突然下降,转相变型为油/水型乳化体。
(3)乳化剂分别溶解的方法
这种方法是将水溶性乳化剂溶于水中,油溶性乳化剂溶于油中,再把水相加人油相中,开始形成水/油型乳化体,当加人多量的水后,粘度突然下降,转相变型为油/水型乳化体。如果做成W/O型乳化体,先将油相加入水相生成O/W型乳化体,再经转相生成W/O型乳化体。
将上述制得的乳液常温下放置24h 后观察体系的稳定性。 试验结果显示:方法(1)制得的乳液体系不稳定,24h 后有析油现象出现;方法(2)制得的乳液比较均匀,放置24h 后没有出现析油或析皂现象;方法(3)制得的乳液性状比较均匀,放置24h 后出现轻微的析皂现象。
本实验选择方法(2)作为制备切削液的加料顺序。
3.2.2. 切削液的配制步骤
(1)油相的制备:将基础油、乳化剂按照一定的质量比加入烧杯中,加热搅拌,将油溶性的添加剂加入到油相中,不断搅拌下加热到60±2℃,使油相各组分溶解充分和均匀。
(2)水相的制备:将去离子水加入烧杯中,加热至沸腾,然后冷却至70~80℃。不断搅拌下,将水溶性添加剂加入到水相中,混合均匀。硼酸酯添加剂另外配制成水溶液。
(3)乳化和冷却:在激烈搅拌下,将少量水相(温度为70~80℃)加入油相混合物中,保持温度为60±2℃,此时会形成油包水型乳液,随着水相的不断加入,体系慢慢转相变为水包油型乳液。保持搅拌30min 至60min 。然后,降温至50±2℃,加入杀菌剂和消泡剂,继续搅拌调和30min 。乳化结束后,将乳液迅速冷却至室温,制得颗粒比较细的乳状液。配置流程如图 4-1所示:
图 3-1 切削液的配制工艺
3.2.3切削液质量指标及可行性分析
3.2.3.1乳化液的pH 值
称取试样5g ,称准至0.1g ,于具塞量筒中。然后加水至100mL 标线处,盖紧后摇匀1min 。用pH 4~10广泛度纸一条,浸入5%上述的乳化液中半秒后取出与标准色板比较,即得pH 值。试验结果显示,该乳化切削液的pH 值为8.5~9.5,符合标准技术要求。 3.2.3.2乳化液安定性试验
称取试样5g ,称准至0.1g ,于具塞量筒中。然后加水至100mL 标线处,盖紧后摇匀1min 。用pH 4~10广泛度纸一条,浸入5%上述的乳化液中半秒后取出与标准色板比较,即得pH 值。试验结果显示,该乳化切削液的pH 值为8.5~9.5,符合标准技术要求。
用移液管吸取上述配制的5%的乳化液50mL 于50mL 滴定管中,放置24h 后观察皂或油层的析出体积。析出皂或油层的百分率(X )按下式计算。
X =
V 1
×100V 0
(3-1)
式中: V1—皂或油层体积,mL ;V0—乳化液总体积; 注:皂—是在乳化液上面的一层白色脂状物
油—如上层的析出物为棕黄色之透明状液体即为油层。 试验结果显示,该切削液5%的稀释液析皂率小于0.5%,无析油现象。
3.2.3.3乳化液的防锈性试验方法
用吸液管吸取试液,按梅花格式滴5滴在试片磨光面上,每滴直径约为4~ 5mm。然后将试片置于干燥器隔板上(注意不要堵孔) ,加盖容积为100~150 mL的玻璃罩,然后合上干燥器盖,置于35±2℃的恒温箱中,连续试验24 h 取出进行观察。试验结果表明,单片防锈可达24h 光亮无锈。
3.2.3可行性分析
目前国内使用的水基切削液以乳化液为主。此类产品使用的基础油 绝大部分为矿物油,在使用过程中对人体健康带来危害,对周围环境造成严重污染,因此迫切需要绿色环保型的基础油取而代之。植物油由于具有优良的粘温特性、极性吸附、高生物降解性以及资源可再生性,是金属切削液中基础油的首选。但是植物油价格昂贵,限制了其在金属切削液中的广泛使用。地沟油是动植物油脂使用后不可再食用的废弃油脂,其主要成分也是是动物油脂和植物油脂的混合物,因而其具有动植物油脂的主要特性,是替代植物油用作切削液中的基础油不可多得的廉价优质的原料。因此,将地沟油引入到金属切削液中具有极其重要的环境保护意义和社会效益,同时变废油脂为工业原料本身也具有较高的经济效益。
第四章 结论
本文以金属切削过程中使用的切削液为基本出发点,选用地沟油为切削液的基础油,开发了地沟油的一种新用途,具有实际应用意义,有效保障人们身体健康,改善城市环境,同时创造一定的经济收益。
主要的工作和结果如下:
本文配制出了一种以地沟油为基础油乳化型切削液,其切削原液主要组成为:地沟油、表面活性剂、助表面活性剂、防锈剂和水。其各组成部分含量为:地沟油20%、表面活性剂30%、助表面活性剂6%、防锈剂10-20%和水10-20%。工作时,需将其稀释成5%-10%。
所配制的切削液原液的性能试验均是参考切削液国家标准SH/T 0365-92上的技术要求来进行配制切削液的指标测试。性能试验结果表明所配制的乳化型切削液基本符合各项指标。
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致 谢
本论文是在导师王珊珊教授的悉心指导和关怀下完成的。值此论文完成之际,首先向我尊敬的导师表示真诚的感谢.
范文四:化工专业毕业论文
冶炼烟气制酸中的干燥和吸收工段
李文文
(昆明冶金高等专科学校 环境与化工学院 化工0601班)
摘要 本文主要分阐述了冶炼烟气制酸制酸工艺中的干吸工段中的各影响因素。根据相关资料与云南驰宏锌锗股份有限公司曲靖生产区硫酸车间的生产实际相结合,分析了硫酸生产工艺中影响干吸工段的重要因素。干燥系统和吸收系统是硫酸生产过程中两个不相连贯的工序。由于在两个系统中均以浓硫酸做为吸收剂,彼此需要进行串酸维持调节各自浓度,而且采用的设备相似,故在生产和设计上通常划为同一工序,称为“干吸工序”。通过研究干吸工段的各影响因素可以有效的提高二氧化硫烟气的转化率,提高三氧化硫的吸收率,减少尾气排放,对企业生产和安全环保非常重要。
关键词 冶炼烟气制酸 干燥 吸收
1引言
大部分有色金属矿都是金属硫化物,比如硫化锌、硫化铅和硫化镍等,随着有色金属工业的发展,利用冶炼烟气制酸也呈上升趋势,不仅充分利用了资源保护了环境还为企业增加了经济效益。
有色金属的冶炼分火法和湿法冶炼,湿法冶炼就是金属硫化物在高温下焙烧脱硫,把金属硫化物转化为金属氧化物和SO 2 (还有部分硫蒸气和SO 3)气体,然后把焙烧后含SO 2的烟气经过旋风收尘器、电除尘器等除尘设备除去大部分烟尘后再送往净化工段降温并进一步除去烟气中的尘、杂质和酸雾等,最后把合格的SO 2烟气送往干吸工段和转化工段制成成品酸,该流程的主要特点是连续作业性较强,产生的烟气中SO 2浓度比较稳定,一般在6~8.5%,转化系统比较稳定。火法冶炼就是金属硫化物在高温下脱硫焙烧,使金属硫化物转化为金属氧化物和SO 2 (还有部分硫蒸气和SO 3)气体,该流程包括熔炼、排放和排渣等几个过程,该流程的主要特点是间断作业性较强,所以产生的SO 2烟气中SO 2浓度不稳定,一般在2~10%,转化系统很不稳定。
冶炼烟气制酸一般分为四个工段:净化、干燥、转化和吸收,其中干燥和吸收的联系十分紧密,所以合称干吸工段。干吸工段对整个制酸工艺起着十分重要的作用,它不仅关系到产品的产量、质量而且还影响环境安全。本文利用相关资料结合生产实际对干吸工段的主要影响因素进行了论述。
2干吸工段工艺流程
2.1干吸工段工艺流程图
Ⅲ热交换器(管内)
(注:[8]朱化芬. 云南驰宏锌锗股份有限公司文件 曲靖硫酸厂各工段工艺流程图. 云南驰宏锌锗股
份有限公司硫酸厂. 2006,9.)
2.2工艺及设备简述
所谓的“两转两吸”工艺就是,炉气进行一次转化、一次吸收后、再进行第二次转化和第二次吸收。
采用两次转化工艺时,催化剂转填段数以及其在前后两次转化的分配与最终转化率、换热面积大小有很大关系。流程的特征,可采用第一、二次转化段数和含SO 2气通过换热器的次序来表示。例如:3+1,Ⅲ、Ⅰ-Ⅳ、Ⅱ流程,是指第一次转化用三段催化剂,第二次转化用一段催化剂;第一次转化前,含SO 2气体通过换热器的次序为:第Ⅲ
换热器(指冷却从第Ⅲ段催化剂床出来的转化气用的换热器),第Ⅰ换热器;第二次转化前,含的SO 2气体通过换热器的次序为第Ⅳ换热器,第Ⅱ换热器。此外常见的还有3+1,Ⅳ、Ⅰ-Ⅲ、Ⅱ等流程。现在,一般有“2+1”、“ 3+1”、“ 2+2”、“ 3+2”等组合方式,国内外多采用“3+1”组合方式。这种方式,气体进入第一吸收塔(中间吸收塔)后,由于经过三段转过三段转化,在塔中将会有更多SO 3从系统中移去,如果第二次转化反应温度足够低,则可以获得稍高的最终转化率。
吸收主要设备有:吸收塔、循环酸槽、酸泵以及酸冷器等,这些设备同干燥系统的设备在功能与结构上都相近,其中吸收塔类型同干燥系统。
干燥-吸收系统所用酸冷器可以分为管壳式、淋洗式、螺旋板式和板式等。 带阳极保护的酸冷却器用于干吸工序浓硫酸的冷却,采用固定管壳式结构,壳侧走酸,管侧走水,冷却介质用工业循环冷却水。阳极保护管壳式浓酸冷却器的主材质是316L 不锈钢,壳体用314不锈钢,并附阳极保护装置.
浓硫酸冷却器位于塔与酸循环为之间,泵的入口之前。由于浓硫酸冷却器的酸是借重力流动克服阻力,这类流程只适宜用阻力小的酸冷却器。如排管冷却器,而难以采用流速高、传热系数高,阻力大的板式或管壳式磋冷却器。由于需要依靠液位差克服管道、阀门、酸冷却器的阻力,因此塔要放在较高的平台上。
泵后冷却流程。即酸冷却器位于泵和塔之间,泵出口之后。浓硫酸冷却器是加压操作。此类流程特别适合采用板式换热器和管壳式酸冷却器的场合。由于酸流速提高,可增大传热系数,从而节省传热面积,近年的设计多选用板式或管壳试酸冷却器,故都采用此两种流程。
工业上较普遍采用的除雾、沫设备有纤维除雾器和金属丝网除沫器。
纤维除雾器可以捕集<3μm 的雾粒,而丝网除沫器只能捕集="">3μm 的雾沫。在硫酸工业中,丝网除沫器用于干燥塔出口气体的捕沫效果很好,但用于吸收塔出口气体的除雾沫效率不太高。纤维除雾器专门用于捕集吸收塔出口气体的酸雾。纤维除雾器只适应于对清洁气体的除雾。
金属丝网除沫器是一种压降较低、效率较高的气液分离设备。在硫酸工业中已广泛应用作干燥塔上的捕沫设备。(注:[6]陈炳和,许宁. 化学反应过程与设备. 化学工业出版社. 2007,8. )
3炉气的干燥
二氧化硫烟气干燥的工艺流程为:从电除雾来的二氧化硫气体从干燥塔的下部进入干燥塔,同时,从干燥塔的顶部喷淋适量密度的93%的干燥用硫酸,气液两相在塔内的填料表面进行充分接触并传质和传热,在两相充分接触时,由于浓硫酸具有强吸水性,干燥酸将气体中的水分充分吸收。经过干燥后的气体被风机送往转化工段。
3.1酸雾和酸雾的形成原因
酸雾就是硫酸分子在气相中达到硫酸蒸气的过饱和现象,看似像雾一样。酸雾的
形成原因主要是SO 3与气相中的水蒸汽迅速结合,生成硫酸分子,由于来不及溶解在水里,在气相中发生硫酸蒸气的过饱和现象而凝成酸雾,酸雾比硫酸分子大得多,且悬浮在气相中。从酸雾的形成原因可知,酸雾要形成必须具备两个条件:首先是要有SO 3气体,其次是有水蒸汽。酸雾形成的因素比较复杂,主要是取决于SO 2烟气的干燥和SO 3
的吸收。
3.2响炉气干燥的主要因素
3.2.1炉气温度和含水量
炉气经过干法除尘、稀酸洗涤降温和电除雾器除雾以后,尘、氟、砷等杂质一般均达到了规定指标,但炉气中的水分却增加了,一般达到了饱和状态。炉气中水分含量与炉气温度有关,温度越高其水分含量就越多。
干燥塔进口气体温度,℃
605550454035302520
图一 干燥塔进口气体温度最高允许温度
02468101214161820
二氧化硫浓度,%
(注:[1] 刘少武,齐焉,刘东,刘冀鹏等. 硫酸工作手册. 东南大学出版社,1992,7. )
在生产中进入干燥塔的允许最高气体温度,是由干燥—吸收酸系统水平衡所决定的。在炉气二氧化硫浓度为80%的情况下,炉气干燥塔温度不得超过40度。在实际操作中下一般要控制在38度以下。(注:[1] 刘少武,齐焉,刘东,刘冀鹏等. 硫酸工作手册. 东
南大学出版社,1992,7.)
结合我车间生产实际情况,烟气中SO 2平均浓度为8%,成品硫酸浓度为98%,结合图一(见图一)可查得最高允许温度为38℃,为使经干燥后的烟气含水量93%以后,浓度越高,温度越低,溶解的就越多SO 2就越多,随着干燥塔的循环酸一起带出的SO 2就越多,损失的SO 2就越多。所以一般工厂都把干燥烟气的干燥酸浓度定为93%,入塔干燥酸温度控制在35℃~45℃之间。此种酸的结晶度比较低,为-27℃,对冬季的硫酸生产、运输和贮存很有利,这也是选用干燥酸浓度为93%的原因之一。此外,当采用阳极保护酸冷器时,干燥酸浓应在93%~96%范围之内,浓度高一些,避免发生腐蚀。
为了保证干燥效率和控制酸雾的生成量,出塔酸浓度笔进塔酸浓度降低的范围一般控制在0.3%-0.5%,酸温升高10℃左右。
此外, SO 2在85%的H 2SO 4中的溶解度最低,>85%的H 2SO 4 , SO 2的溶解度随H 2SO 4浓度提高而增加;其次干燥酸浓度越高,串酸量越增大,随干燥酸一起串入吸收塔随同成品酸带走的SO 2就越多,损失的SO 2就越多。损失的SO 2一部分通过向吸收塔串酸解吸到尾气中,增加了尾气中的SO 2含量。为了减少的SO 2损失,需增加串酸脱吸塔,将串往吸收循环槽的干燥酸在脱吸塔中用空气脱出干燥酸中溶解的SO 2 ,从脱吸塔出来的气体送到干燥塔入口。(注:[3]南京化学工业(集团)公司设计院. 硫酸工艺设计手册. 化工部硫酸工业信息站出版.1994,4. )
3.3双膜理论
3.31双膜理论的定义
在气液两相接触时其间存在着界面,界面双方又分别存在着一层稳定的气膜和液膜,一切质量和热量的传递必须克服气膜和液膜阻力后才可以进行,这就是我们所称的双膜理论。(注:[2](日)硫酸协会编辑委员会. 硫酸手册. 化学工业出版社,1982,12. ) 3.3.2双膜理论的特点:
(1)相间质的传递,是以分子扩散方式通过两层膜进行的。在炉气洗涤、干燥和吸收作业中,气体或气体中某些组分通过气相主体以对流的形式扩散到气膜,然后以分子的扩散形式通过气膜到双膜界面而溶解于液膜,然后又以分子的扩散形式通过液膜,
再以对流扩散的方式传递到液相主体。
(2)传质速度主要取决于传递的组分在气膜中的分压和液膜中的浓度,在气膜组分分压越高,液膜中组分浓度越低,传质推动力就越大,传质速度越快。反之,传质速度越慢
(3)在气液两相的主体中,对流扩散的阻力比分子扩散的阻力小得多,因此传递的阻力主要集中在两种膜上。所以传质的速度决定在两膜中的扩散速度。用液体吸收气体的速度又主要取决于气体通过气膜的扩散速度。
(4)两膜的扩散速度与双膜的厚度成反比。流速加快,双膜变薄,更新快。也就是说提高流速由于流体流动使湍流层变薄和不断更新,有利于传质。
(注:[2](日)硫酸协会编辑委员会. 硫酸手册. 化学工业出版社,1982,12. )
根据“双膜理论”,我们在实际生产过程中可以从以下三方面着手,强化传质过程。 首先,提高气液流动速度,使气膜和液膜变薄,更新快,有利于传质过程的进行。但流速过快,流体阻力随之增大,而且还会出现乳化和液泛现象 其次,增大气液接触面积,即一方面要注意选择表面积大、流体力学性能好的填料,如将拉西环改为矩鞍形环和阶梯环等。另一方面还要注意改进设备结构(因气液两相有稳定的界面,气液间接触面积的大小,主要由设备由设备结构决定),例如将填充塔改为泡沫塔等。
第三,增加喷淋密度或改善喷淋状况,提高填料的润湿率,增加有效的接触面积。但要注意防止由此引起的阻力过大和带沫的现象,更要注意不能发生液泛现象。
3.4炉气干燥的指标
假定干燥后的残存水分全部变成酸雾,可算出最大的酸雾生成量(见表四)。
表四 干燥后炉气中不同水分含量时可能生成的最大酸雾量
炉气中水分含量不同,经转化后硫酸蒸汽的露点就不同(见表五)。
为减轻炉气对鼓风机、冷热交换器和三氧化硫冷却器等设备的腐蚀,国家规定炉气干燥指标为水分含量不超过0.1 g/Nm3。
3.5干燥工段常见异常情况及处理措施
3.5.1干燥酸泵突然跳闸 原因分析:
(1)外部供电故障;
(2)本系统或本岗位电器故障引起的停电;
(3)雷击或其他不可抗拒因素所引起的跳闸;
处理措施:
(1)立即关闭串酸阀; (2)联系沸腾炉和艾萨炉主控停止进料并降低3K 风机导叶开度和关闭补氧阀,必要时打开串气阀串气;
(3)联系电工查明原因,确认不是断电造成干燥酸泵跳闸,立即联系巡检工调节相关阀门启动备用泵;如果确认是断电造成干燥酸泵跳闸,立即查明原因及时处理,迅速排除故障;
(4)检查循环槽有无漫酸等异常现象,如有漫酸清理现场残酸;
(5)待供电正常后按正常开车步骤将本岗位干燥酸泵开起来并观察运行情况; 3.5.2干燥循环槽漫酸 原因分析:
(1)操作事故,操作工阀门调节不当导致干燥循环槽漫酸; (2)液位计失灵不能正确及时反馈干燥循环槽的液位,或因液位计反馈信息错误,导致员工误操作造成干燥循环槽漫酸;
(3)串酸阀失灵或损坏,影响正常操作;
(4)循环槽液位控制较高,当泵出现故障或突然停电时塔和酸管内的酸回到循环槽内发生漫酸;
处理措施:
(1)立即关闭吸收酸串干燥循环槽的阀门,防止进一步漫酸;
(2)查看地坑液位,及时排走地坑内的污酸,避免外漏造成污染事故;
(3)关闭吸收循环槽的加水阀,根据吸收酸的浓度适当增大干燥串吸收的阀门开度,降低干燥循环槽的液位,同时注意吸收循环槽的液位; (4)查明漫酸原因,及时处理; (5)清理地面残酸;
3.5.3干燥塔酸浓提不起来 原因分析:
(1) 进干燥塔炉气温度高含水多; (2) 气体带液;
(3) 炉气中二氧化硫浓度低; (4) 98%硫酸串入量少; (5) 加水过多。 处理措施:
(1) 检查炉气中二氧化硫浓度的变化; (2) 检测各部位气温的变化;
(3) 关闭加水阀,检查串酸量是否适当;
(4) 分组停用冷却设备的冷却水,检查冷却设备在走水的一面有无酸液流出; (5) 若经上述检查仍找不出原因时,还须检查其他地方是否有漏水漏入循环系
统,查出毛病后,视具体情况进行处理。
4三氧化硫的吸收
从转化工段来的三氧化硫气体从吸收塔的下部进入吸收塔,与塔顶喷淋的98.3%的浓硫酸进行接触, 在接触的过程中,三氧化硫溶于浓硫酸,随着酸从吸收塔底部流出,部分进入吸收循环槽,部分被作为成品酸输往成品中间槽。
4.1SO 3气体的吸收原理
SO 3被浓硫酸吸收后与其中的水化合成硫酸,其反应式为: n SO3+H2O →H 2SO 4+(n-1) SO3+89247 J
由此反应可知,随着SO 3与水比例的改变,可以生成各种浓度的硫酸。若n >1,则生成发烟硫酸; n=1,则生成无水硫酸; n <1,则生成含水硫酸。
事实上,气体中的三氧化硫不可能百分之百被吸收,只吸收气体中超过与硫酸相平衡的那一部分三氧化硫,超过的越多,吸收过程的推动力就越大,吸收速度就越快。
4.2影响SO 3气体吸收的主要因素
影响SO 3气体吸收的主要因素有硫酸的浓度、吸收温度、循环酸量、设备结构和气速等。
4.2.1硫酸浓度的影响
从SO 3气体吸收反应方程式中可以看出,吸收SO 3似乎可以用水,同时SO 3又能溶解在任何浓度的硫酸水溶液中。因此,从单纯完成化学反应的角度来看,水和任意浓度的硫酸,都可以作为SO 3的吸收剂,实际生产中要求对SO 3的吸收要快,要完全,不生成或尽量少生成酸雾,要好保证能够得到一定浓度的硫酸产品。所以用水或稀硫酸显然是不适合的,只有用浓硫酸吸收SO 3才能达到以上要求,而且以98.3%为最好。因为当浓度高于98. 3%时,以98. 3%的硫酸液面上的水蒸汽平衡分压最低。浓度低于98. 3%时,以98. 3%的硫酸液面上的SO 3分压最低。选择浓度为98. 3%的硫酸作为吸收剂,兼顾了这两个特性,在此浓度下,大较部分SO 3气体能直接穿过界面与酸液中的水分结合生成硫酸,极少部分SO 3气体在气相中与水蒸汽反应生成硫酸蒸气后再进入酸溶液中。当吸收酸浓度低于98. 3%时,硫酸液面上的水蒸汽含量随硫酸浓度的下降而增加。SO 3气体与这种浓度的硫酸接触时,除直接被吸收的以外,还有相当一部分SO 3气体与水蒸汽结合生成硫酸蒸气,由于水蒸汽不断与SO 3气体反应,气相中水蒸汽含量将不断减少,气相中水蒸汽分压就会比硫酸液面上的水蒸汽平衡分压还要低,因此硫酸中的水分就会不断蒸发。又因水的蒸发速度大于硫酸蒸气的吸收速度,故气相中硫酸蒸气的含量将逐渐增多。甚至会超过平衡含量,引起硫酸蒸气的过饱和现象,如果过饱和度超过临界值,硫酸蒸气将会凝结成雾。酸雾颗粒是一种比硫酸分子大得多的悬浮粒子,运动速度比硫酸分子慢,不易穿过界面进入酸液而被气体带走。带有酸雾的气体排入大气中,就能见到烟囱冒白烟。
4.2.2吸收温度的影响
影响吸收温度的主要因素是酸温和气温。 任何浓度的硫酸随着酸温的升高,液面上的三氧化硫、水蒸汽和硫酸蒸气的平衡分
压都相应增加,这对吸收过程来说在进塔气体条件不改变的情况下,随着酸温的不断升高,吸收推动力越来越小,吸收率越来越低,与酸浓度升高一样,酸温无限制的升高也会出现液面上三氧化硫的平衡分压和进塔气体中的三氧化硫分压成为相当的状态,这使三氧化硫的吸收过程停止,吸收率等于零。(见表六)
表六 酸温与停止吸收时气相SO 3(%)的关系
当浓硫酸的温度升高至某一数值时,水自其中蒸发的速度将达到足以使水蒸气和气相中全部的三氧化硫结合而转变成酸雾,使得吸收过程终止。硫酸停止吸收三氧化硫时的温度如下表(见表七):
表七 浓硫酸吸收三氧化硫过程停止的温度℃
因此,三氧化硫的吸收是否完全,在很大程度上决定于吸收过程的温度,又主要取决于硫酸的温度。温度越低,则吸收过程进行的越完全,吸收率越高。
考虑到气体中的三氧化硫冷凝成酸雾,为保持酸温需要庞大冷却水设备等因素,酸温也不宜过低。
生产中,三氧化硫在塔内被吸收的过程是绝热进行的,气体带入塔内的热量,吸收反应热等都使得出塔酸温升高。随着吸收三氧化硫过程的进行,酸温将越来越高,必然引起吸收率下降甚至吸收完全停止。所以生产上必须使进塔酸通过冷却器降温。
影响吸收温度的另一个因素是进塔气温。从气体吸收的情况来看,进塔气温控制的低一些对吸收有利。但对三氧化硫来讲,它是有限度的,进塔气温不能太低,原因有两点:①需增大气体冷却设备和动力消耗;②低于含三氧化硫湿气体的露点温度时会产生酸雾,引起吸收率下降并造成烟害和腐蚀设备。
实践证明,适当提高进塔气体温度,非但不会降低吸收率,反而对吸收有利。 总的来说,为了达到较高的吸收率,必须在操作上对影响吸收温度的因素实行控制。通常的办法是:①调节进塔气体温度;②调节进塔酸温;③调节喷淋酸量。目前一些生产厂家将进塔酸温多数控制在60℃左右,进塔气体温度多数控制在160℃左右,出塔酸温小于80℃,出塔气温为65℃左右。
4.2.3循环酸量的影响
为了较完全地吸收三氧化硫,必须有足够数量的循环酸做吸收剂,数量过多或过少都是不适宜的。若酸量不足,在吸收过程中,酸的浓度和温度增加的幅度就会很大,当超过规定的指标后,吸收率就下降。吸收设备采用填料塔时,循环酸量不足,填料表面不能充分湿润,传质状况会显著恶化;当采用泡沫塔吸收时,循环酸量不足会引起筛板布酸不均匀及泡沫层高度变低,是传质状况变坏。循环酸量过多同样对提高吸收率无益,而且还会增加流体阻力,增大动力消耗,还会造成带酸和液泛现象。所以,要控制适量。
生产上控制循环酸量的方法,一般是控制泵的电流数或酸计量器的计数范围。我国目前采用的循环酸量的范围如下表所示(见表八):
表八 各吨位系统的硫酸循环量
4.2.4气体流速的影响
所谓气体流速是指在单位时间内气体通过塔截面的速度,单位为m/s,又称为空塔气速也称操作气速。不同塔型的操作气速是不同的,采用填料塔时,操作气速由所选的填料性能决定,一般为0.8--1.4 m/s,采用矩鞍形填料或阶梯环填料时,可以提高到
1.8 m/s左右。在正常生产条件下不要超过规定的操作气速范围,若超过了,除引起夹带酸沫增大动力消耗外,还会造成吸收率下降,严重时会产生液泛现象,造成气体大量带液。气速对三氧化硫吸收过程的影响,从定性上讲硫酸对三氧化硫的吸收速度是随气体速度的增加而增加的。所以采用较高的气体流速来操作,不但对吸收过程有利而且可使塔体缩小。
5. 干吸工段的控制指标
(!)循环酸浓度 干燥酸:94.0%-95.0%;吸收酸:98.0%-98.5%
(2)入塔酸温度 干燥酸:≤50℃;一吸塔:≤82℃;二吸塔:≤82℃
(3)气体入塔温度 干燥:≤38℃;一吸塔:≤209℃;二吸塔:≤204℃
(4)鼓风机出口水分:≤0.1g/Nm3
(5)SO2风机出口酸雾:≤0.005g/Nm3
(6)吸收率:≥99.95%
(7)出塔酸温: 干燥酸:≤70℃;一吸塔:≤112℃;二吸塔:≤98℃
(注:[2](日)硫酸协会编辑委员会. 硫酸手册. 化学工业出版社,1982,12. )
6. 结论与讨论
从减少水蒸汽含量考虑,硫酸浓度越高对干燥越好,且达到98.3%时,液面上几乎没有水蒸气。但是,由于当硫酸含量高于94%后,硫酸液面上的硫酸蒸汽、SO 3蒸汽增
多,将与炉气中的水分生成酸雾,而且硫酸含量约高,温度越高,生成的酸雾就越多。其次,在硫酸含量高于86%以后,溶解的SO 2也随之增多。当干燥酸作为产品酸引出或
者串入吸收系统循环酸槽时,SO 2也随着被带走,引起SO 2损失。因此,综合考虑以上因
素,干燥酸以93%~95%比较合适,并且具有结晶温度比较低的优点,可以避免冬季低温
下,因结晶带来操作和储运上的麻烦。
影响SO3气体吸收的主要因素有硫酸的浓度、吸收温度、循环酸量、设备结构和气速等。应选取98.3%的浓硫酸作为吸收剂,吸收温度应在60度左右,还应选取合适的循环酸量和设备以及气速等
7. 致谢 本文从选题的确定,论文的写作、修改到最后定稿得到了我的指导老师叶文淳老师和班主任张凤霞老师的悉心指导。特别是叶老师,她多次询问写作进程,并为我指点迷津,帮助我开拓思路,精心点拨,热忱鼓励。她严肃的教学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风深深地感染和激励着我。在此,谨向帮助我顺利完成论文的老师们致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
此外,还要感谢在大学三年中帮助我的人,感谢环化学院学院众老师在学习上的点拨,感谢班主任老师在生活中的关心和帮助。同时, 也要感谢在论文写作过程中,帮助过我、并且共同奋斗三年的大学同学们!能够顺利完成论文,是因为一路上有你、有你们,再次衷心地感谢所有在我论文写作过程中给予过我帮助的人们,谢谢!
Metallurgical acid drying and absorption in the section
liwenwen
(Kunming Metallurgy College The department of Environment and Institute of Chemical Technology
The Chemical industry 0601)
Abstract This article mainly on metallurgical acid acid drying and absorption process of the section factor. Relevant information in accordance with Yunnan Chihong Zinc and Germanium Co., Ltd. Qujing production areas of the production of sulfuric acid plant reality, an analysis of the impact of the production process of sulfuric acid drying and absorption section of the important factors. Drying system and absorption system is the process of sulfuric acid production is not consistent with the two processes. Because the two systems are concentrated sulfuric acid as the absorbent, the need for each other to maintain regulation of the respective string of acid concentration, and used similar equipment, so in the production and design are usually classified as the same process, known as the "process of drying and absorption" . Section by studying the drying and absorption of the impact of factors can increase the effective conversion rate of sulfur dioxide gas to enhance the absorption rate of sulfur trioxide to reduce emissions of environmentally friendly production and security is very important.
Key words Metallurgical acid Dry Absorption
参考文献
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范文五:化工专业毕业论文
重庆三峡学院
毕业设计(论文)
设计(论文)题目 三元络合体系萃取光度法测定不同种类鸡蛋 中微量硒
系 别
专 业 化学工程与工艺(精细化工)
年 级
学生姓名
学生学号
指导教师 来守军 职 称 副教授
完成毕业论文(设计)时间 年 月
目 录
摘要 ............................................................................................................................................ I Abstract......................................................................................................... 错误!未定义书签。 1 绪论 . ....................................................................................................................................... 1 1.1 硒的基本信息 .................................................................................. 错误!未定义书签。 1.2硒的作用 .......................................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 分光光度法 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 1.3.1基本原理 .............................................................................................................. 3 1.3.2使用方法及注意事项 . ............................................................................................ 3 1.4其它光度法 ……………………………………………………………………………………… . 4 1.5硒对鸡蛋品质的影响 ....................................................................................................... 5
1.6本论文研究意义 .............................................................................................................. 6
2 实验部分 . ................................................................................................................................ 7 2.1 实验药品与仪器 ............................................................................................................. 7 2.2 溶液的配制 .................................................................................................................... 7 2.3 实验内容 ....................................................................................................................... 8 2.3.1对土鸡蛋和洋鸡蛋的预处理 ................................................................................. 8 2.3.2标准曲线的绘制 .................................................................................................. 8 2.3.3鸡蛋吸光度的测定 ............................................................................................... 8
2.3.4回收率实验 ......................................................................................................... 8
3 结果与分析 ............................................................................................................................. 9 3.1标准曲线的绘制 .............................................................................................................. 9 3.2实验数据的处理 .............................................................................................................. 9 3.3回收率实验数据处理 ....................................................................................................... 9 3.4实验过程分析 ................................................................................................................10 3.4.1消化的控制 . .........................................................................................................10 3.4.2吸收光谱 .............................................................................................................10 3.4.3最佳反应条件的选择 . ...........................................................................................10 3.4.4试剂加入顺序 ......................................................................................................10
3.4.5有机溶剂的选择及萃取实验 .................................................................................10
4 结论和展望 ............................................................................................................................ 11 4.1 结论 ............................................................................................................................. 11 4.2 展望 ............................................................................................................................. 11 致谢语 . ......................................................................................................................................12 参考文献 ...................................................................................................................................13
三元络合体系萃取光度法测定不同种类鸡蛋中微量硒
王锐
重庆三峡学院应用技术学院化学工程与工艺(精细化工)专业 2008级 重庆万州 404000 摘要 :本文研究了硒(IV )与硫氰酸钾和甲基紫(MV )的显色反应,发现在 PH 等于 1.85的 HCL
介质中, [Se(SCN )
6
]2-与 MV 形成不溶于水的三元离子缔合物,该缔合物可溶于苯等有机溶剂,在 苯溶液中, 该缔合物的最大吸收峰位位于 600nm 处, 其摩尔吸光系数为 1.18*105L ∕ (mol.cm),硒 (IV ) 浓度在 0.0~6.0ug∕ 25ml 范围内符合比尔定律。
关键词 :硒(IV ) 硫氰酸钾 甲基紫(MV ) 鸡蛋
Three component complex system extraction photometric method for the determination of Trace Selenium in different kinds of eggs Wang Rui
Chongqing Three Gorges University Institute of Technology Chemical Engineering and Technology ( chemical) professional level 2008 .
Chongqing Wanzhou 404000
Abstract : the study of selenium ( IV ) and potassium thiocyanate and methyl violet ( MV ) color reaction, found in the PH equal to 1.85 HCL medium, [ Se ( SCN ) 6] 2 - and MV to form a water-insoluble three yuan of ion association complex, the complex is soluble in organic solvents such as benzene, in benzene solution, the association of the maximum absorption peak at 600nm, its molar absorptivity is 1.18*105L / ( mol.cm ), selenium ( IV ) concentrations in the 0 ~ 6.0ug / 25ml range in accordance with Bill's law.
Key words: Selenium ( IV ) potassium thiocyanate methyl violet ( MV ) eggs
1 绪论
硒,人类健康的守护神,硒的功效有良好的免疫能力,是决定个人健康与否的关键。一个人的免疫 功能对健康有极大的影响力,免疫功能差,小则容易感冒,大则易患肿瘤癌症等。我们生活的四周,充 满着看不见的细菌及病毒。 它们借着呼吸、 伤口及各种接触时侵入人体。 免疫系统就如同戍守疆土的将 士,随时都在为我们的健康务战与作战。而人体摄取硒的好与坏,则是维持免疫力的重点。
1.1 硒的基本信息
CAS 号 :7782-49-2
硒
元素名称:硒
中文读音:xī
元素符号:Se
元素英文名称 :Selenium
元素类型:非 金属元素
原子体积:(立方厘米 /摩尔 ) 16. 45 立方厘米 /摩尔
太平洋表面 0.000000015 ppm
地壳中含量:(ppm ) 0.05 ppm
自然环境中发现的最高含量:(ppm ) 30000 ppm
莫氏硬度:2
常见化合价:+4、 +6
同位:Se-74 Se-76 Se-77 Se-78 *Se-80 Se-82
颜色和状态:有灰色金属光泽的固体
声音在其中的 传播速率:(m/S) 3350
密度:4.81克 /立方厘米。
熔点:217℃。
沸点:684.9℃。
1.2 硒的作用
硒元素的缺乏是高血压综合症、 冠心病、 缺血性心肌梗死、 动脉粥样硬化等扩张性心肌病的重要发 病因素之一。 世界卫生组织已将硒列入与心血管病有关的元素之一。 硒能显著提高血红蛋白的携氧能力, 在血管内形成一个硒蛋白溶栓系统,溶解微小的血栓,修复受损的血管内皮细胞,修复血管壁的弹性。 硒能有效阻断肿瘤细胞的营养供应, 协助巨噬细胞和白细胞杀灭癌细胞并对放、 化疗起到增效减毒 的作用。 降低吸烟嗜酒者以及城市居民的肿瘤、 胃肠癌及肝癌的发生率和死亡率。 早期肿瘤细胞患者服 用硒可以防止肿瘤生长转移。晚期肿瘤患者,尤其不能进行手术和放、化疗的重症患者服用硒,可以防 止癌细胞转移和进一步扩散,延长生命,改变生存质量。放、化疗手术期间的肿瘤患者补硒,可以提高 免疫力和骨髓的造血、贮血功能,防止恶心、呕吐、食欲减退、脱发等毒副反应。
硒对金属有很强的亲和力, 能与身体内有毒金属如铅、 汞、 镉等结合, 形成金属 -硒 -蛋白质复合物, 通过汗腺、尿液和粪便将其排除体外。
硒对酒精肝、肝腹水、脂肪肝等肝病有很好的逆转作用,能促进肝脏完成解毒工作,减轻各种毒素 (包括酒精)对肝脏的伤害。硒作还有一个特别的功能,就是可以通过调节防止病毒基因突变。
1.3 分光光度法
1.3.1 基本原理
分光光度法是 通过测定被测物质在特定波长处 或一定波长范围内光的吸收度, 对该物质进 行 定性和定量分 析的方法。
在分光光度计 中, 将不同波长的光连 续地照射到一定浓度的样品溶 液时, 便可得到与众不 同波长 相对应的吸收 强度。如以波长(λ)为横坐标 ,吸收强度(A )为纵坐标,就可绘出该物质的 吸 收光谱曲线 。 利用该曲线进行物质定 性、 定量的分析方法 , 称为分光光度法 , 也称为吸收光谱法 。 当一束强度为 I 0的单色光垂直 照射某物质的溶液后 , 由于一部分光被体系吸 收 , 因此透射光的 强 度降至 I , 则溶液的透 光率 T 为 : I/ I0
根据朗伯 (Lambert)-比尔 (Beer)定律 :
A=abc
式中 A 为 吸光度, b 为溶液层厚度 (cm ), c 为溶液的浓 度(g/dm^3), a为吸光系数。其 中吸光系数 与溶液的本性、温度以及波长等因 素有关。溶液中其他组分(如溶剂等)对 光的吸 收可用空白液 扣除。
由上式可知, 当固定溶液层厚度 L 和吸光系数时,吸光度 A 与溶液的浓度成线 性关系。在定 量分析时,首 先需要测定溶液对不同波长光的 吸收情况(吸收光谱),从中 确定最大吸收波长, 然后以此波长 的光为光源,测定一系列已知浓 度 c 溶液的吸光 度 A ,作出 A-c 工作曲线。在分析 未
知溶液时,根 据测量的吸光度 A ,查工作曲线即可确定出相应 的浓度。这便是分光光度法测量 浓 度的基本原理 。
上述方法是依 据标准曲线法来求出未知浓度值,在满 足要求(准确度和精密度)的条件下 , 可以应用比较 法求出未知浓度值。
1.3.2 使用方法及注意事项
1、将灵敏度旋钮调至“1”档(信号放大倍率最小) 。
2、开启电源,指示灯亮 ,选择开关置于“T”,波长调至到测试用波长。仪器预热 20分钟。
3、打开试样室(光门自动关闭) ,调节透光率零点旋钮,使数字显示为 000.0。 (调节 100%T旋钮) ,盖上 试样室盖,将比色皿
架处于蒸馏水校正位置,使光电管受光,调节透光率 100%旋钮使数字显示 100.0。如显示不到 100.0,则 可适当增加微电流放大的倍数。 (增加灵敏度
的档数同时应重复(3)调节仪器透光率的“0”位)但尽量使倍率置于低档使用。这样仪器会有更高的 稳定性。
4、预热后,按(3)连续几次调整透光率的“0”位和“100%”的位置,待稳定后仪器可进行测定工作。
5、吸光度“A”的测量
将选择开关置于 A 。调节吸光度调零旋钮,使得数字显示为零,然后将被测样品移入光路,显示值即为 被测样品的吸光度值。
6、 浓度 c 的测量
将选择开关由“A”旋至“C”将已标定浓度的样品放入光路,调节浓度旋钮,使得数字显示为标定值, 将被测样品放入光路即可读出被测样品的浓度值。
注意事项:
1、测量完毕,速将暗盒盖打开,关闭电源开关,将灵敏度旋钮调至最低档,取出比色皿,将装有硅胶 的干燥剂袋放入暗盒内,关上盖子,将比色皿中的溶液倒入烧杯中,用蒸馏水洗净后放回比色皿盒内。 2、每台仪器所配套的比色皿不可与其它仪器上的表面皿单个调换。
使用方法
(1)预热仪器 将选择开关置于“T”,打开电源开关,使仪器预热 20分钟。为了防止光电管疲劳,不 要连续光照,预热仪器时和不测定时应将试样室盖打开,使光路切断。
(2)选定波长 根据实验要求,转动波长手轮,调至所需要的单色波长。
(3) 固定灵敏度档 在能使空白溶液很好地调到“100%”的情况下, 尽可能采用灵敏度较低的挡, 使用
时, 首先调到“1”挡, 灵敏度不够时再逐渐升高。 但换挡改变灵敏度后, 须重新校正“0%”和“100%”。 选好的灵敏度,实验过程中不要再变动。
(4)调节 T=0% 轻轻旋动“0%”旋钮,使数字显示为“00.0”, (此时试样室是打开的) 。
(5)调节 T=100% 将盛蒸馏水(或空白溶液,或纯溶剂)的比色皿放入比色皿座架中的第一格内,并对 准光路,把试样室盖子轻轻盖上,调节透过率“100%”旋钮,使数字显示正好为“100.0”。
(6)吸光度的测定 将选择开关置于“A”,盖上试样室盖子,将空白液置于光路中,调节吸光度调节 旋钮, 使数字显示为“.000”。 将盛有待测溶液的比色皿放入比色皿座架中的其它格内, 盖上试样室盖, 轻轻拉动试样架拉手,使待测溶液进入光路,此时数字显示值即为该待测溶液的吸光度值。读数后,打 开试样室盖,切断光路。
重复上述测定操作 1-2次,读取相应的吸光度值,取平均值。
(7)浓度的测定 选择开关由“A”旋置“C”,将已标定浓度的样品放入光路,调节浓度旋钮,使得数 字显示为标定值,将被测样品放入光路,此时数字显示值即为该待测溶液的浓度值。
(8)关机 实验完毕,切断电源,将比色皿取出洗净,并将比色皿座架用软纸擦净。
1.4 其它光度法
原子荧光光度法 气态自由原子,吸收光源(常用空心阴极灯)的特征辐射后,原子的外层电子跃迁到 较高能级, 然后又跃迁返回基态或较低能级, 同时发射出与原激发波长相同或不同的发射光谱即为原子 荧光。原子荧光是光致发光,也是二次发光。当激发光源停止照射之后,再发射过程立即停止。
对该概念的理解有以下几点 :
(1)产生气态自由原子的方式有:火焰、石墨炉、电激发、热激发、电感耦合等离子焰。在 AFS 中主要是火焰。
(2)原子荧光可分为 三类:即共振荧光、非共振荧光和敏化荧光,实际的到的原子荧光谱 线,这三种荧光都存在。其中以共振原子荧光最强,在分析中应用最广。共振荧光是所发射的荧 光和吸收的辐射波长相同,当发射的荧光与激发光的波长不相同时,产生非共振荧光,非共振荧光又 分为直跃线荧光、阶跃线荧光、 anti-Stokes (反斯托克斯)荧光。敏化荧光 :受光激发的原子与另一种 原子碰撞时, 把激发能传递给另一个原子使其激发, 后者再以发射形式去激发而发射荧光即为敏化荧光。 火焰原子化器中观察不到敏化荧光,在非火焰原子化器中才能观察到。
共振荧光是所发射的荧光和吸收的辐射波长相同。只有当基态是单一态,不存在中间能级,才能 产生共振荧光。非共振荧光是激发态原子发射的荧光波长和吸收的辐射波长不相同。非共振荧光 又可分为直跃线荧光、阶跃线荧光和反斯托克斯荧光。直跃线荧光是激发态原子由高能级跃迁到 高于基态的亚稳能级所产生的荧光。阶跃线荧光是激发态原子先以非辐射方式去活化损失部分能 量,回到较低的激发态,再以辐射方式去活化跃迁到基态所发射的荧光。直跃线和阶跃线荧光的 波长都是比吸收辐射的波长要长。反斯托克斯荧光的特点是荧光波长比吸收光辐射的波长要短。 (3)量子效率与荧光猝灭
受光激发的原子,可能发射共振荧光,也可能发射非共振荧光,还可能无辐射跃迁至低能级,所以 量子效率一般小于 1(发射光强 /入射光强度) 。 受激原子和其他粒子碰撞,把一部分能量变成热运动 与其他形式的能量, 因而发生无辐射的去激发过程, 这种现象称为荧光猝灭。 荧光的猝灭会使荧光的量 子效率降低,荧光强度减弱。许多元素在烃类火焰(如乙炔焰)中要比用氩稀释的氢—氧火焰中荧光猝 灭大得多,因此原子荧光光谱法,尽量不用烃类火焰,而用氩稀释的氢—氧火焰代替。
1.5 硒对鸡蛋品质的影响
硒是保护体细胞膜的酶不可缺少的组成成分, 也是日粮蛋白质、 碳水化合物和脂肪有效利用的必需 物。 硒可使家禽体内的蛋氨酸转化为胱氨酸, 日粮缺硒, 可使胱氨酸缺乏加剧, 缺硒会造成产蛋量下降、 蛋重减轻。 硒还与脂肪肝综合症有关。 日粮中添加硒可减少因脂肪肝引起的肝出血。 硒与 VE 共同作用保 持机体对疾病和应激的抵抗力。 蛋是硒含量的最好指示物。 诊断硒缺乏症应分析蛋的含硒量而不是饲料。 蛋白硒含量约为 0.20mg/kg,硒的用量甚微, 2mg/kg会引起产蛋量下降。硒的价格低廉,容易收回成本, 在蛋鸡日粮中补加硒,有利于提高蛋的营养成分。但硒是剧毒元素。 Mashan (1973~1996)在硒的营养 及其毒性方面进行了大量的研究,他认为,只要提高硒的用量,并无硒的缺乏症。 NRC (1998)总结了 70~80年代的大量的试验研究后,推荐蛋鸡日粮硒的用量是 0.10~0.15mg/kg,而且添加有机硒与添加 无机硒相比,硒更容易在蛋中沉积(Cantoretal. , 1999), Ullrey (1992)指出,考虑到硒对环境的 污染问题,建议将硒的添加水平降到 0.1mg/kg。
1.6 本论文研究意义
硒是一种抗衰老和生命必需的微量元素, 硒的分析在坏境科学和生命科学中尤为重要。 通过分光光 度法测量土鸡蛋和洋鸡蛋中硒的含量, 有利于更好的了解各种鸡蛋的营养价值。 硒早已在动物的生育中 被认为是一种成功繁殖的必要因素。 在兽医实践中, 特发性的流产一再被证明与硒的缺乏有关, 研究证 明补给硒能有效防止早期妊娠失败。 Barrington 和他的同事们发现怀孕头 3个月流产或再度流产的妇 女也有明显的血清低硒, 提出早期的妊娠失败可能与由于硒依赖的 GPx 浓度过低导致的生物膜和 DNA 抗 氧化保护能力下降。 进一步研究发现:经历过反复流产的未孕妇女的硒水平比对照组妇女低, 但这种差 异无显暑性。在这项研究中对照组妇女的选择是值得讨论的,因为其中没有排除流产的妇女。
硒对男性的生育能力来说是必不可少的,睾酮的生物合成需要硒,精子的形成和正常发育需要硒。 在生育低下的男性研究对象中, 精浆中的硒浓度与精子浓度正相关。 缺硒饮食喂养的动物的精子体部出 现了结构的异常,精子的活性能力差,尾部有断裂的趋势,从而减少了受精的机会。 Ursin 等发现谷胱 甘肽过氧化物酶 GPX4被成熟精子体部的线粒体膜聚合为一种结合蛋白, 由于 GPX4占了线粒体膜的 50%, 且 GPX4被认为能保护发育中的精子细胞免受过氧化损伤,这种聚合物很可能赋于精子稳定性及运动性 所需的结构完整性。对硒的研究有助于人类的健康繁殖。
硒与癌的关系是微量元素硒研究中最为关注的领域之一。 近年来, 对硒的抗癌作用机理、 预防和治 疗肿瘤的作用等进行了广泛和深入有研究,取得了很大进展。 20世纪 70年代,科学家发现硒具有抗癌 作用, 其后的研究证实硒是乳腺癌、 肝癌、 皮肤癌、 结肠癌和胃癌的强有力抑制剂。 大量动物实验表明, 在水或饲料中加入硒化合物可有效对抗化学致癌剂的致癌作用, 降低小鼠和大鼠皮肤癌、 肝癌、 结肠癌 和乳腺癌的发生率。 硒在环境中的分布存在明显的地域差异。 医学地理研究表明, 肿癌的发病率和死亡 率与硒的地理分布呈负相关,低硒地区肿瘤的发病率及死亡率较高,肿瘤患者体内硒水平较正常人低, 特别是皮肤癌和胃癌更为明显。 流行病学调查表明, 饮食中硒摄入量与乳腺癌、 结肠癌和肺癌的死亡率 呈明显的负相关。
硒抗肿瘤作用机理的研究有不少报道,但总的来说,其防癌、抗癌的机理仍不十分清楚。可能为:①降低致癌因子的诱变性。硒能降低某些能激活致癌原的羟化酶如芳基羟化酶 (AHH)的活性和提高解毒 酶系统如葡萄糖醛基转移酶的活性。 ②选择性抑制癌细胞。 硒的水平可以明显影响癌基因与抗癌基因的 表达。③保护机体遗传物质,动物实验中补硒动物组由黄曲霉毒素 AFB1所致的染色体异常率明显低于 单用 AFB1的对照组。④调节谷胱甘过氧化酶、谷胱甘肽磷脂氢过氧化物酶 3(PHGPX)的活性、防止脂质 过氧化,保护生物膜不受损害,防止突变。⑤调节机体免疫系统,增强人体免疫系统的抗癌能力。⑥拮 抗肿瘤细胞内 CGMP 的增加,抑制 DNA 、 RNA 及蛋白质的合成等,人类对于硒的研究意义重大。
2 实验部分
2.1 实验药品与仪器
表 2-1 实验药品
试剂 纯
度
厂家
盐酸 AR 汕头市西陇化工厂有限公司
硝酸 AR 四川西陇化工有限公司
高氯酸 AR 天津政成化学制品有限公司
甲基紫 中国公私合营新中化学厂
硒粉 AR 成都市科龙化工试剂厂
硫氰酸钾 AR 重庆博艺化学试剂有限公司
苯 AR 重庆川东化学试剂有限公司
表 2-2实验仪器
仪器 型号 厂家
分析天平 DENVERINSTRVMENT 上海精密仪器有限公司
分光光度
计
722S 上海精密仪器有限公司
本实验用水均为三级蒸馏水。
2.2 溶液的配制
硒标准储备液的配制:称取 1.4050g 硒标准品,先用烧杯溶解,再用玻璃棒引流入 100ml 容量瓶, 加入蒸馏水稀释至刻度,浓度为 1mg ∕ ml ,需要时逐级稀释。
盐酸标准储备液的配制:量取浓盐酸 12.48mL ,加水稀释,用 100mL 容量瓶定容,浓度为 2mol/L。 再取浓盐酸 37.44ml ,于 100mL 容量瓶定容,浓度为 6mol/L。常温储存备用。
硫氰酸钾标准储备液的配制:称取 7.7g 硫氰酸钾固体,与烧杯中加水稀释,定容到 100mL 。浓度 为 1mol/L。常温储存备用。
甲基紫标液的配制:称取 0.02g 甲基紫固体,与烧杯中加水稀释,用 100mL 容量瓶定容,浓度为 0.2g ∕ l 。
2.3 实验内容
2.3.1 对土鸡蛋和洋鸡蛋的预处理
对鸡蛋进行预处理:准确称取 1.1988g 打散搅匀后“土”、“洋”的鸡蛋样品,置于
250 ml锥形瓶中 , 加 10.0ml 硝酸高氯酸混酸 ( 2:3) ,盖上表面皿 , 冷消化过夜。次日在电 炉上于电热板上加热 , 并及时补加混酸。当溶液变为清亮无色并伴有白烟时 , 继续加热至剩 余体积 2ml 左右 , 切不可蒸干。 冷却 , 再加 5 ml6mol/L盐酸 , 继续加热至溶液变为清亮无色 并伴有白烟出现 , 以完全将六价硒还原成四价硒。
2.3.2 标准曲线的绘制
将标准溶液先稀释 50倍, 再分别用容量瓶用稀释至浓度为 0.2(ug ∕ ml ) 、 0.4、 0.8、 1.5、 2.0,标记“ 2” “ 3”“ 4”“ 5”“ 6” ,从 2— 7中取一定量的 Se(IV)标准溶液于 25mL 的比 色管中,加入 1.0mLKSCN 溶液,摇匀,放置 15min ,加入 1.0mL2.0mol ∕ LHCL 溶液,摇匀, 再加入 2.5mLMV 溶液,用水稀释至刻度,摇匀,放置 20min 。再加入 5mL 苯,振荡 2min , 静置分层,取有机相,以试剂空白为参比标记为“ 1” ,用 1.0cm 比色皿,于 600nm 处测量 吸光度。以 ug/25mL为横坐标单位,以吸光度为纵坐标绘制曲线。
2.3.3 鸡蛋吸光度的测定
分别取以上处理过的土鸡蛋和洋鸡蛋溶液溶液于 25mL 的比色管中,加入 1.0mLKSCN 溶液,摇匀,放置 15min ,加入 1.0mL2.0mol ∕ LHCL 溶液,摇匀,再加入 2.5mLMV 溶液, 用水稀释至刻度,摇匀,放置 20min 。再加入 5mL 苯,振荡 2min ,静置分层,取有机相, 以试剂空白为参比,用 1.0cm 比色皿,于 600nm 处测量吸光度。以此处理 4组。
2.3.4 回收率实验
在预处理的土鸡蛋和洋鸡蛋溶液中分别加入 1ug 硒的标准溶液,再按 2.3.3步骤中的 方法测取吸光度,进行回收率实验。
3 结果与分析
3.1标准曲线的绘制
表 3-1标准曲线数据
1 2 3 4 5 6
浓度
(ug/ml)
0.000 0.008 0.016 0. 032 0.060 0.080
吸光度 0.000 0.017 0.038 0.091 0.175 0.228
图 3-1标准曲线
3.2实验数据处理
在处理实验数据时将测量出来的吸光度带入标准曲线方程,因为加入到了 25ml 容量瓶中算出来的 浓度需要乘以 25。
表 3-2鸡蛋吸光度
1 2 3 4
土鸡蛋吸光
度
0.052 0.055 0.048 0.051
洋鸡蛋吸光
度
0.019 0.021 0.030 0.025
表 3-3 鸡蛋硒含量
名称 测定值(ug/g) 平均值(ug/g)
土鸡
蛋
0.392,0.399,0.420,0.370 0.395
洋鸡
蛋
0.164,0.178,0.242,0.206 0.198
3.3回收率实验数据处理
表 3-4回收率
样品编号 测定值(ug ) 加入量(ug ) 回收量(ug ) 回收率(%)
1 0.395 1.000 0.96 96
2 0.198 1.000 1.06 106
3.4实验过程分析
3.4.1消化的控制
鉴于硒的物理、化学性质 , 选择、控制好消化条件对于准确测定硒至关重要。首先保 证消化完全 , 使硒从有机物中消解出来 , 并被氧化成适于测定的形态 Se 。 其次 , 应考虑到消 除硝酸的影响 [ 4]。 最后 , 严格控制消解温度。 硒是易挥发元素 ( 熔点 217 ! , 沸点 685 ! ) , 若消解温度过高 , 则硒会损失 , 因此当试样变澄清高氯酸冒白烟应把样品取下。
3.4.2吸收光谱
按实验方法分别测得空白试剂和缔合物的吸收光谱。由图可知,在苯溶液中, MV 和缔合物的最大 吸收均位于 600nm 处。
3.4.3最佳反应条件的选择
MV 在不同的酸度下以不同的形式存在,笔者实验了不同酸度对对缔合物形成的影响。实验结果表 明,在 pH 值为 1.5~2.0的 HCL 介质中, MV 与 [Se(SCN ) 6]2-形成缔合物。本实验选择加入 1.0ml2.0mol/LHCL溶液(pH=1.85) 。
实验结果表明,当 se (IV )用量为 5.0ug 时,加入 1.0MLKSCN 溶液和 2.5MlMV 溶液显 色效果最佳。 Se (IV )配位需要 15min 反应完全,而 [Se(SCN ) 6]2-与 MV 形成稳定缔合物 需要 20min 。温度对显色体系影响较大,在 20~28摄氏度时显色效果最佳。故选择在室温下配位 反应 15min ,缔合反应 20min 。
3.4.4试剂加入顺序
分别为 Se (IV )— KSCN — HCL — MV 、 Se (IV )— KSCN — MV — HCL 、 Se (IV )— HCL — KSCN — MV 、 Se (IV )— MV — HCL — KSCN 顺序加入试剂进行实验,结果表明 Se (IV )— KSCN — HCL — MV 顺序加入试剂时效果最佳,表明 [Se(SCN ) 6]2-的形成、 MV 的存在形式等条件对缔合物的形 成有一定的影响。
3.4.5有机溶剂的选择及萃取实验
分别以苯、甲苯、氯仿、四氯化碳、丙酮及其组合的混合试剂实验,实验结果表明, 苯、甲苯、氯仿—苯(1:8)均可溶解缔合物,其中以苯效果最佳,故选择苯。实验了萃取 震荡时间的影响及连续萃取效率。萃取实验每次用苯 5mL ,时间为 2min ,过萃取四次,萃 取效率结果见表 3-5
表 3-5萃取实验
萃取次数 A 空白 A 缔合物 A 缔合物— A 空白 萃取效率(%)
1 0.800 1.060 0.260 91.5
2 0.435 0.453 0.018 97.8
3 0.103 0.108 0.005 99.6
4 0.050 0.051 0.001 99.9
实验结果表明,萃取震荡 2min 后吸光度达到最大值,故实验震荡时间为两分钟。有表 3-5可知, 经第一次萃取后,缔合物基本进入有机相,故采用一次萃取。
4 结论和展望
4.1 结论
通过分析研究 , 土鸡蛋的硒含量为 0.395ug/g, 洋鸡蛋的硒含量为 0.198ug/g, 找到了土鸡蛋比洋鸡 蛋硒营养价值高的科学依据 , 具有一定的学术价值和较好的社会效益与经济效益。一方面可以让广大消 费者合理地食用土鸡蛋 , 充分利用其营养价值 , 以增强体质 ; 另一方面 , 可以使广大养鸡农户采用科学饲 养方式 , 生产更多营养好、价格高的土鸡蛋 , 进而达到增加农民收入的目的。本文所测的回收率在 96%— 106%,结果准确可靠。
4.2 展望
硒研究属于生物地球化学范畴, 涉及众多学科体系, 它的研究从地层———土壤———水———大 气———植物———动物———人类,需多科联合攻关。 2007年 4月 21日,来自地质、地理、农林、 医学、药学、营养与食品安全、茶叶、气象、生态、地质医药学等多学科专家汇集紫阳,就富硒资源的 科学研究和开发应用前景举行学术论坛,专家们建议国家和省市对以下六个方面予以重点支持:1、开 展硒资源的背景值调查,为富硒产品开发提供科学依据; 2、开展富硒茶的综合利用研究; 3、优先开展 药食同源的富硒中药材研究; 4、在紫阳富硒地带和对照区开展流行病学调查; 5、尽快建立富硒营养补 充食品及富硒绿色有机食品基地; 6、建议在紫阳建立硒生物研究科学园区,邀请国内外学者、专家来 园区进行学术研究。
高新技术已进入硒研究领域, 中国科大研制纳米硒胶囊已在上海上市; 中美合作硒研究中, 已成功 地用转基因技术, 将硒半胱氨酸转移到牛肉和小麦中, 并用该产品在四川西昌缺硒人群中补硒, 收效显 著;中国神五、神六搭载的硒酵母在外太空的转化率要比地球上高许多倍,并已成功克隆出该酵母菌, 并命名为天曲,该产品已进入医药一期临床试验。
硒未来研究对人类而言主要集中在四大领域:1、硒与癌症研究; 2、硒与心脑血管疾病的研究; 3、 硒与提高免疫力和清除自由基研究; 4、硒与抗炎症及抗病毒研究。文章最后指出:硒是伴随人类终生 的生命必需元素, 它的研究是一项永无止境的事业, 它应当随科技进步而共生共荣, 更多地造福于人类 社会。
致谢语
本论文在完成过程中,受到来守军老师的悉心指导。来老师渊博的学识、开阔的思路、严谨的科学 态度和敏锐的思维使我受益匪浅。在此表示衷心的谢意。同时感谢同学们对我的帮助!
感谢应用技术学院的各位老师对我在学习生活等方面的关心、帮助和培养。
感谢我的家人以及所有关心我成长的亲朋好友, 是他们的关心和期望激励着我不断去克服困难, 超 越自我。
参考文献
[1]施文赵等 . 生物材料中痕量元素分析方法。武汉:华中理工大学出版社, 1994,293. [2]水质分析,张曼平等译。北京:北京大学出版社, 1991,220
[3]孙龄高等,国内高灵敏度光度法手册,北京:中国标准出版社, 1996.53
[4]王成 , 田新玲 . 微量元素硒与人体健康 [ J].中国食物与营养 , 2006,(5):53-55. [5] [ 3] GB/ T 5009. 93- 2003 食品中硒的测定 [ S] .
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