应用化学开题报告
论文题目:苯-氯苯分离过程连续精馏塔的工艺设计
一 文献综述与调研报告 :(阐述课题研究的现状及发展趋势,本课题研究的意义和价值、参考文献)
1. 课题的背景
设计是工程建设的灵魂,对工程建设起着主导和决定性的作用,决定着工业现代化的水平。工程设计是科研成果转化为现实生产力的桥梁和纽带,工业科研成果只有通过设计,才能转化为现实的工业化生产力。化工设计是一项政策性很强的工作,它涉及政治、经济、技术、环保、法规等诸多方面,而且还会涉及多专业及多学科的交叉、综合和相互协调,是集体性的劳动。先进的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是工程设计人员应坚持的设计方向和追求的目标。在化工设计中,化工单元设备的设计是整个化工过程和装置设计的核心和基础,并贯穿于设计过程的始终,因此作为化工类的本科生,熟练掌握化工单元设备的设计方法是十分重要的。
精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂的驱动下(有时加质量剂),使气、液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。该过程是同时进行传质、传热的过程。
本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔,实现苯-氯苯的分离。鉴于设计任务的处理量不大,苯-氯苯体系比较易于分离,待处理料液清洁的特点,设计决定选用筛板塔。本课程设计的主要内容是过程的物料衡算、热量衡算,工艺计算,结构设计和校核。限于作者的水平,设计中难免有不足和谬误之处,恳请老师和读者批评指正。
筛板塔是生产中最常用的板式塔之一。板式塔具有结构简单,制造和维修方便,生产能力大,塔板压降小,板效率较高等优点。其早在1832年问世,长期以来,一直被误以为操作范围狭窄,筛孔容易堵塞而收到冷遇。但是筛孔板结构结构简单,造价低廉,在经济上有很大的吸引力。因此,从20世纪50年代以来,许多研究者对筛孔板塔重新进行了研究。研究结果表明,造成筛板塔操作范围狭窄的原因是设计不良(主要是设计点偏低、容易漏液),而设计良好的筛板塔是具有足够宽的操作范围的。至于筛孔容易堵塞的问题,可采用大孔径筛板一得到圆满的解决。
20世纪60年代初,美国精馏研究公司(FRI)又以工业的规模,使用不同物系,在不同操作压强下,广泛地改变了筛孔直径、开孔率、堰高等结构参数,对筛板塔进行了系统研究。这些研究成果,使筛板塔的设计更加完美善,其中关于大孔径筛板的设计方法属于专利。国内对大孔径筛板也做过某些研究。
FRI研究工作表明,设计良好的筛板是一种效率高、生产能力大的塔板,对筛板的推广应用起了很大的促进作用,目前,筛板已发展成为应用最广的通用塔板。在我国,筛板的应用也日益普通。
可以说,筛板精馏塔是一种传统的精馏塔。早期由于设计方面的原因,曾一度被工业生产所忽视。但由于计算技术的发展,设计水平的提高,筛板塔越来越受到厂家的关注和使用,其优点是设备简单,操作简便,维修方便,制造成本低。
2. 课题研究的现状及发展趋势
气-液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔,也可采用填料塔,板式塔为逐级接触型气-液传质设备,其种类繁多,根据塔板上气-液接触元件的不同,可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年),其后,特别是在本世纪五十年代以后,随着石油、化学工业生产的迅速发展,相继出现了大批新型塔板,如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看,主要的塔板类型为筛板塔、浮阀塔及泡罩塔,而前者使用尤为广泛。
筛板塔是板式塔的一种,其设计意图是一方面使汽液两相在塔板上充分接触,以减小传质阻力,另一方面是在总体上使两相保持逆流流动,而在塔板上使两相呈均匀的错流接触,以获得更大的传质推动力。其内装若干层水平塔板,板上有许多小孔,形状如筛;并装有溢流管或没有溢流管。操作时,液体由塔顶进入,经溢流管(一部分经筛孔)逐板下降,并在板上积存液层。气体(或蒸气)由塔底进入,经筛孔上升穿过液层,鼓泡而出,因而两相可以充分接触,并相互作用。泡沫式接触气液传质过程的一种形式,性能优于泡罩塔。为克服筛板安装水平要求过高的困难,发展了环流筛板;克服筛板在低负荷下出现漏液现象,设计了板下带盘的筛板;减轻筛板上雾沫夹带缩短板间距,制造出板上带挡的的筛板和突孔式筛板和用斜的增泡台代替进口堰,塔板上开设气体导向缝的林德筛板。筛板塔普遍用作H2S-H2O双温交换过程的冷、热塔,应用于蒸馏、吸收和除尘等。
筛板塔是传质过程常用的塔设备,它的主要优点有:
(1) 结构比浮阀塔更简单,易于加工,造价约为泡罩塔的60%,为浮阀塔的80%左右。
(2)处理能力大,比同塔径的泡罩塔可增加10~15%。
(3)塔板效率高,比泡罩塔高15%左右。
(4) 压降较低,每板压力比泡罩塔约低30%左右。
筛板塔的缺点是:
(1)塔板安装的水平度要求较高,否则气液接触不匀。
(2) 操作弹性较小(约2~3)。
(3)小孔筛板容易堵塞。
目前应用比较广泛的是林德筛板,它由美国联合碳化物公司的林德子公司开发 ,最早应用于要求低压降的空分装置的精馏塔 ,1963 年后开始应用于乙苯-苯乙烯等精馏装置中。20 世纪70 年代有多家公司的120余台减压蒸馏塔采用了林德筛板,其中超过 m 塔径的就有45 台,最大的塔径为 m。林德筛板在普通筛板上有2 点重要改进:一是在降液管液体出口处将塔板向上凸起,二是在塔板上增设了百叶窗导向孔(国内称之为导向筛板)。这种改进增大了有效鼓泡面积,使塔板操作由鼓泡型变为喷射型,在降低液面梯度的同时使气体分布均匀,从而使干板压降减小、雾沫夹带减少、传质效率提高。目前,国内已有10余套装置使用了中运行林德筛板。
精馏是应用最广的传质分离操作,其广泛应用促使其技术已相当成熟,但是技术的成熟并不意味着今后不再需要发展而停滞不前。成熟技术的发展往往要花费更大的精力,但由于其应用的广泛,每一个进步,哪怕是微小的,也会带来巨大的经济效益。正因为如此,蒸馏的研究仍受到广泛的重视,不断取得进展。
提高精馏过程的热力学效率、节省能耗是一贯受到重视的研究领域,分离序列的合成,在用热集成概念和夹点分析方法开发节能的分离过程和优化换热网络,在具体分离过程中合理地应用热泵、多效精馏、中间再沸器和中间冷凝器等实现节能,一直是得到广泛重视的活跃的研究领域。
对于普通精馏难以(或不能)分离的物料,开发萃取精馏和恒沸精馏的分离工艺,将精馏与反应结合开发反应精馏也是个值得重视的研究领域,这对于拓宽精馏的应用范围,提高经济效益有较大意义。
随着精细化工的发展,间歇精馏应用也更加广泛,其研究也得到了应有的重视。开发各种新的操作模式,对于节省能耗和缩短操作时间有明显的效果。塔中持液量的间歇精馏膜模拟计算研究有一定进展,对于设计和指导操作有较大意义。
为开发更可靠的效率和压降等的模型,当前应强调实测数据,尤其是工业规模的测试数据,这是建立和验证模型的基础。六七十年代,美国精馏研究公司等进行了一系列工业规模试验,取得了十分有价值的实测数据,为各种模型的建立和现象认识的深化奠定了重要基础。
精馏的研究工作一直十分活跃,而且不断取得成果。在各种新分离方法得到不断开发和取得工业应用之际,在石油、天然气、石油化工、医药和农产品化学等工业中所起的重要作用不会改变,作为主要分离方法的地位不会动摇。正如费尔在1987年国际精馏会议上指出的:“如果混合物可以应用精馏分离,那么经济上可能有吸引力的方法是精馏。”随着科学技术和工业生产水平的提高,精馏的应用天地十分广阔,重要的通过不断努力,使其技术水平得到进一步提高,使其日趋完善。
3 课题研究的意义和价值
本设计采用连续精馏分离苯-氯苯二元混合物的方法。连续精馏塔在常压下操作,被分离的苯-氯苯二元混合物由连续精馏塔中部进入塔内,以一定得回流比由连续精馏塔的塔顶采出含量合格的苯,由塔底采出氯苯,其中氯苯纯度不低于。
高径比很大的设备称为塔器。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。它可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热的目的。常见的可在塔设备中完成的单元操作有:精馏、吸收、解吸和萃取等。此外,工业气体的冷却与回收,气体的湿法净制和干燥,以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。
在化工或炼油厂中,塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。据有关资料报道,塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例。因此,塔设备的设计和研究,受到化工炼油等行业的`极大重视。
作为主要用于传质过程的塔设备,首先必须使气(汽)液两相充分接触,以获得较高的传质效率。此外,为了满足工业生产的需要,塔设备还得考虑下列各项传质效率。此外,为了满足工业生产的需要,塔设备还得考虑下列各项要求:
(1)生产能力大。在较大的气(汽)液流速下,仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象。
(2)操作稳定、弹性大。当塔设备的气(汽)液负荷量有较大的波动时,仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应保证能长期连续操作。
(3)流体流动的阻力小。即流体通过塔设备的压力降小。这将大大节省生产中的动力消耗,以及降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作,较大的压力降还使系统无法维持必要的真空度。
(4)结构简单、材料耗用量小、制造和安装容易。这可以减少基建过程中的投资费用。
(5)耐腐蚀和不易堵塞,方便操作、调节和检修。
事实上,对于现有的任何一种塔型,都不可能完全满足上述所有要求,仅是在某些方面具有独到之处。
根据设计任务书,此设计的塔型为筛板塔。筛板塔是很早出现的一种板式塔。五十年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究,逐步掌握了筛板塔的性能,并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比,筛板塔具有下列优点:生产能力大20-40%,塔板效率高10-15%,压力降低30-50%,而且结构简单,塔盘造价减少40%左右,安装、维修都较容易。从而一反长期的冷落状况,获得了广泛应用。近年来对筛板塔盘的研究还在发展,出现了大孔径筛板(孔径可达20-25mm),导向筛板等多种形式。
筛板塔盘上分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等几部分。工业塔常用的筛孔孔径为3-8mm,按正三角形排列,空间距与孔径的比为。近年来有大孔径(10-25mm)筛板的,它具有制造容易,不易堵塞等优点,只是漏夜点低,操作弹性小。
该课题使理论教学与实际应用相结合,有助于提高处理实际问题的能力。通过对该课题的研究,可以加深对精馏过程基本原理的理解,熟练筛板精馏塔的工艺设计方法,培养设计能力。
该过程构造简单,造价低廉,具有足够操作弹性,且具有较强的工程使用价值。该过程的推广和普及,将加速我国工业生产过程节能技术的进步,带动一大批的相关技术和产业的发展。
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材料合成、化学分析、电化学方向等
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【摘要】体育科学横跨自然科学与社会科学两大门类,具有极强的综合性特征,有其独特的研究对象和科学方法,体育科研论文的写作亦有自己的特点与要求。本文仅就体育科研论文的文章结构、基本格式以及内容与要求作一探讨。【关键词】科研论文;文章结构;基本格式;内容与要求OntheBasicStructureandFormofSportsScienceThesis【Keywords】Thesis;StructureandForm;ContentandRequirement***1前言从事体育科学研究活动,必须具备多学科的知识、多方面的能力和科学的方法。体育科技写作,不仅是体育工作者应具备的知识和能力,而且是必须把握的一种具体的科研方法。因为,一切体育科学研究之成果最后大都以科研论文这种书面表达形式,经科技信息载体传播于世的。体育科研成果如不能最后写成科技作品(论文),公布于众,那么一切个人的科学见解和观点,一切创造和发明,都不可能得到传播和利用,产生应有的社会效益,而只能是研究者头脑里的一些思维活动罢了,世人是无法知晓的,如然,也就失去了科学研究的意义了。诚然,人们衡量体育科研论文质量的标准主要取决于其理论和实践价值的大小,然而,论文所反映的研究成果能否迅速的向社会传播并准确的被人们所理解则取决于论文写作水平的高低。这表明,一篇高质量的体育科研论文要求其内容和形式的统一。随着体育科学的迅速发展,科技信息量与日俱增,据报道,目前全世界体育期刊已达5000余种,每年问世的体育科技文献约25000—30000篇,平均天天有80余篇。体育科研成果的传播、贮存与利用,引起了人们的高度重视,借助于现代科技工具——计算机对体育科技成果、信息进行贮存、检索,使之迅速地传播与利用,已成为一种先进的传播交流手段。微机贮存与检索,要求体育科技学术期刊编排实现规范化,而期刊编排规范化首先要求论文写作的规范化。要实现体育科研论文写作的规范化,就必须了解体育科技写作知识,把握其写作方法和技巧。笔者因职业之原故,拜读体育科研论文原稿颇多,从研读原稿论文感到许多科研论文的选题和所研究的内容颇有价值,但论文写作不符合期刊编排规范化和科研论文撰写的要求。其中最为普遍的突出的问题是文章结构层次混乱、写作格式极不统一(尤其是理论型和实验型的“定量化”研究论文)。这不仅给编者和读者熟悉和理解论文之精髓增加了难度,也直接影响了体育科研成果的传播、贮存和利用。体育科技写作,作为一种科研方法,涉及的知识结构内容颇多,不同文体的体育科技作品有不同的写作要求。本文仅对体育科研论文的文章结构和基本撰写格式的内容与要求作一探讨。2体育科研论文的文章结构根据写作目的的不同、研究对象和方法的差别,体育科研论文大致分为两类,一类是学位论文,一类是学术论文。学位论文,是体育院校的学生或体育科研院(所)研究人员旨在取得学位而写作的论文。如学士论文、硕士论文、博士论文。学术论文,是广大体育工作者在体育实践中为研究和解决某一问题而写作的论文。目前,体育科学技术、理论研究的新成果大部分都是以学术论文的形式发表在体育科技学术刊物上。由于研究对象和方法的差别,学术论文又分为两种类型,即理论型论文和实验型论文。虽然体育科研论文的种类很多,构成的形式多样,但就其文章的主体结构有它的基本型,即序论、本论、结论的三段式。2。1序论部分的写作内容与要求序论,是论文的开头、引子,好比一出长剧的序幕,要有吸引力。通常以引言、导言、绪言、前言等小标题冠之,也可以不冠以任何小标题。该部分的写作内容主要有三个方面:①介绍课题研究的背景材料,前人的工作和现在的知识空白;②研究的理由、目的,理论依据和实验基础,预期结果及其在相关领域里的地位、作用和意义;③交待课题研究的范围、任务。这一部分要写得简明扼要,在整篇文章中它所占的比例要小。具体要求是背景材料的介绍要准确、具体,紧扣课题;研究的说明要实事求是,对作用意义不可夸大和自我评价;任务的交待应具体、明确。2。2本论部分的写作内容与要求本论也称正论,它是体育科研论文的主体,课题的“创造性”主要在这一部分表达出来,它反映了论文所建立的学术理论、采用的技术路线和研究方法达到的水平,简言之,本论水平决定了整个论文的水平。
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3、活用"微课"激活小学英语课堂
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5、小学英语阅读教学有效性提高策略分析
6、"互联网+"背景下农村小学英语听说能力的实践
7、角色扮演在小学英语教学中的实践探究
8、让小学英语课堂因信息技术而"熠熠生辉"
9、创设生活化的小学英语情景教学
10、注重学法指导,构建高效小学英语课堂
11、小学英语课堂教学中师生互动存在的问题及对策
12、让农村小学的英语课堂"玩"起来[N]
13、小学英语教师不同课型教学行为特征分析
14、轮岗交流背景下跨区域协作对教师专业发展的影响与思考--基于对江苏省A县小学英语教师的开放式问卷调查
15、小学英语单元整体教学情境创设浅探
16、主题意义探究下的小学英语单元整体教学
17、基于核心素养视野的小学英语绘本阅读教育研究
18、趣味教学法在小学英语词汇教学中的运用
19、小学英语课堂教学中戏剧活动的实践探究
20、关于小学英语阅读与写作教学的结合
21、运用英语课本剧助力小学英语教学
22、小学英语教学中的口语训练
23、信息时代家校合作模式下的小学英语教学策略分析
24、小学英语课堂思维导图教学法的应用探讨
25、浅谈思维导图在小学英语教学中的运用
26、小学英语教学中学生积极情感态度的培养分析
27、互动教学在小学英语课堂教学中的运用
28、故事教学法在小学英语课堂上的应用
29、构建"学共"课堂,焕发小学英语教学活力
30、小学英语语法教学的研究
31、小学英语教学中的信息技术应用
32、英文原声电影在小学英语教学中的应用
33、小学英语报刊阅读教学探究
34、浅谈盲校小学六年级英语的课堂提问设计--以Unit3ReadandWrite为例
35、情景教学在小学英语教学中的应用
36、信息技术助力下的小学英语"拼读与阅读"课堂
37、浅谈语块教学在小学英语口语教学中重要性
38、小学英语阅读教学中学生高阶思维能力的培养
39、在小学英语课程中应用趣味教学法的策略研究
40、在小学英语教学中应用微课的策略分析
41、声声入耳--小学英语听力教学的重要一环
42、立足核心素养强化小学英语写作教学
43、情感教育在小学英语教学中的重要性分析
44、小学英语培养学生思维品质的教学设计策略--以译林版教材综合板块为例
45、英语教学之"武林秘籍"--提高小学英语教学的有效策略
46、主题意义下小学英语语篇教学的实践
47、创造教育理念在小学英语教学中的应用分析
48、核心素养背景下如何提高小学英语课堂口语教学分析
49、小学英语的教学问题及对策分析
50、万丈高楼平地起--浅谈小学英语词汇教学
提供一些英语专业的毕业论文题目,供参考。
毕业 论文是高校人才培养方案中不可或缺的重要组成部分,是高校英语专业的大学生毕业前必须完成的教学任务,而论文的题目确定工作则是毕业论文管理中的首要环节。下面是我带来的关于本科英语专业毕业论文题目的内容,欢迎阅读!英语专业毕业论文题目(一) 1. 浅析 广告 翻译中的 文化 顺应处理 2. 从文化角度分析中美房地产广告的差异 3. 浅析动画《加菲猫》和《加菲猫之双猫记》中的享乐主义和利己主义 4. 圣经原型解读《弗洛斯河上的磨坊》 5. 论《卡斯特桥市长》中哈代的进化向善论思想 6. 顺从的女人——分析《荒凉山庄》中埃斯特的形象 7. 从中美传统节日对比看节日的文化内涵 8. 成人的童话——《爱丽丝漫游奇境记》中象征主义的体现 9. 简析网络时代英语全球化 10. 《查泰莱夫人的情人》的生态女性主义解读 11. 从社会文化价值方面比较中美情景喜剧差异 12. 论《喧哗与骚动》中昆丁的宿命 13. 《蝇王》的启示:理性的呼唤 14. 中文旅游文本英译中的歧义现象分析 15. 从中美婚宴差异看集体主义和个人主义 16. 影响非英语专业大一新生口语输出的因素 17. 《走出非洲》:走出迪内森的矛盾态度 18. 旅游宣传资料中的误译与解决 方法 19. 从女性主义角度解读华顿《纯真年代》中的埃伦 20. 电子词典与 英语学习 英语专业毕业论文题目(二) 1. 英语习语与 ____ 2. 《伤心咖啡馆之歌》中爱米利亚性别身份分析 3. 从关联理论的角度欣赏幽默翻译 4. 英语缩略语及其语用功能 5. 英专和非英专学生 英语 作文 中错误的对比研究 6. 武汉方言对英语语音的影响及其对教学的启示 7. 中西行星命名的文化探源 8. 英语新闻中的新词 9. 中国古典诗歌英译中对“三美”理论的探索 10. 从电影《七宗罪》浅析原罪 11. 浅论体态语的社会功能 12. 中西 思维方式 差异对中英语篇的影响 13. 中国和西方国家婚俗的比较 14. 浅析合作原则的违背在广告语言中的运用 15. 浅析电影《推手》中中美家庭的文化冲突 16. 从广告语言看中美文化价值观差异 17. 用言语行为理论浅析英语广告中的双关语 18. 论新闻英语汉译中的归化与异化策略 19. 以Of Study(《论读书》)的两个中译本为例浅析译者主体性 英语专业毕业论文题目(三) 1. 广告语言模糊性的语用研究 2. 利用美剧进行 英语听力 自主学习 3. 大学生 英语口语 学习动机研究 4. 从文化视角看中国白酒广告 5. 从功能翻译看《围城》英译本中文化信息的传递 6. 对《达罗卫夫人》中克莱丽莎和塞普提默斯形象的研究 7. 公示语汉译英错误及对策探析 8. 探究美国安利公司的 企业文化 :基于其网站内容的文本分析 9. 运用写长法促进 英语写作 能力的提高 10. 中美“面子文化”对比分析 11. 英汉恭维语和告别语的对比分析 12. 英汉爱情隐喻的对比研究 13. 新闻英语汉译的翻译技巧浅析 14. 中美家庭文化比较 15. 从文化的角度浅析中美企业 人力资源管理 的差异 16. 华中农业大学英语专业学生高级英语学习状况调查 17. 跨文化交际中中西方馈赠礼仪刍议 18. 解读《双城记》中的人道主义思想 19. 论《了不起的盖茨比》中的消费主义 20. 从戴姆勒克莱斯勒事件看文化因素对跨国企业合并的影响 21. 对中美离岸外包过程中跨文化交际案例的分析 22. 从"老友记"中看合作原则在英语称赞语及其回应语中的应用 23. 浅论美国文化与美语词汇 24. 英汉植物词语联想意义的跨文化对比 25. 一个被忽视的“准则英雄”——论《永别了,武器》中的女主人公凯瑟琳 英语专业毕业论文题目(四) 1. 美国二十世纪六十年代反战文化研究 2. 中国英语热的真相——文化帝国主义 3. 中美恭维语对比研究 4. 论民族中心主义与美国媒体近年来涉华报道 5. 从弗大枪击案看美国的枪支问题 6. 《推销员之死》中威利与比夫的父子关系 7. 从拉康的镜像理论看杨克的悲剧根源 8. 从正负值面子理论简析中美面子差异 9. 中国菜名翻译中的文化翻译策略 10. 从旧南方到新南方——斯佳丽·奥哈拉在内战前后的成长历程 11. 探究家乐福公司的企业文化:基于其网站内容的文本分析 12. 汉语对英语写作词汇的负迁移作用 13. 《美国悲剧》的消费文化分析 14. 从二语习得角度对比分析英语习语学习中的翻译导向模式与文化导向模式 15. 礼貌原则在英文商务信函中的应用 16. 南方哥特式小说特征在《心是孤独的猎手》中的体现 17. 城市公示语的汉译英探索 18. 归化与异化理论在汉语 歇后语 翻译中的应用 19. 《婚礼的成员》中弗兰淇·亚当斯双性同体现象的研究 20. 论《喜福会》中的文化冲突与共存 猜你喜欢: 1. 英语系文化类毕业论文 2. 本科英语专业毕业论文题目 3. 英语专业毕业论文选题文化 4. 翻译英语专业毕业论文选题 5. 英语语言学论文题目参考大全
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应用化学开题报告
论文题目:苯-氯苯分离过程连续精馏塔的工艺设计
一 文献综述与调研报告 :(阐述课题研究的现状及发展趋势,本课题研究的意义和价值、参考文献)
1. 课题的背景
设计是工程建设的灵魂,对工程建设起着主导和决定性的作用,决定着工业现代化的水平。工程设计是科研成果转化为现实生产力的桥梁和纽带,工业科研成果只有通过设计,才能转化为现实的工业化生产力。化工设计是一项政策性很强的工作,它涉及政治、经济、技术、环保、法规等诸多方面,而且还会涉及多专业及多学科的交叉、综合和相互协调,是集体性的劳动。先进的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是工程设计人员应坚持的设计方向和追求的目标。在化工设计中,化工单元设备的设计是整个化工过程和装置设计的核心和基础,并贯穿于设计过程的始终,因此作为化工类的本科生,熟练掌握化工单元设备的设计方法是十分重要的。
精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂的驱动下(有时加质量剂),使气、液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。该过程是同时进行传质、传热的过程。
本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔,实现苯-氯苯的分离。鉴于设计任务的处理量不大,苯-氯苯体系比较易于分离,待处理料液清洁的特点,设计决定选用筛板塔。本课程设计的主要内容是过程的物料衡算、热量衡算,工艺计算,结构设计和校核。限于作者的水平,设计中难免有不足和谬误之处,恳请老师和读者批评指正。
筛板塔是生产中最常用的板式塔之一。板式塔具有结构简单,制造和维修方便,生产能力大,塔板压降小,板效率较高等优点。其早在1832年问世,长期以来,一直被误以为操作范围狭窄,筛孔容易堵塞而收到冷遇。但是筛孔板结构结构简单,造价低廉,在经济上有很大的吸引力。因此,从20世纪50年代以来,许多研究者对筛孔板塔重新进行了研究。研究结果表明,造成筛板塔操作范围狭窄的原因是设计不良(主要是设计点偏低、容易漏液),而设计良好的筛板塔是具有足够宽的操作范围的。至于筛孔容易堵塞的问题,可采用大孔径筛板一得到圆满的解决。
20世纪60年代初,美国精馏研究公司(FRI)又以工业的规模,使用不同物系,在不同操作压强下,广泛地改变了筛孔直径、开孔率、堰高等结构参数,对筛板塔进行了系统研究。这些研究成果,使筛板塔的设计更加完美善,其中关于大孔径筛板的设计方法属于专利。国内对大孔径筛板也做过某些研究。
FRI研究工作表明,设计良好的筛板是一种效率高、生产能力大的塔板,对筛板的推广应用起了很大的促进作用,目前,筛板已发展成为应用最广的通用塔板。在我国,筛板的应用也日益普通。
可以说,筛板精馏塔是一种传统的精馏塔。早期由于设计方面的原因,曾一度被工业生产所忽视。但由于计算技术的发展,设计水平的提高,筛板塔越来越受到厂家的关注和使用,其优点是设备简单,操作简便,维修方便,制造成本低。
2. 课题研究的现状及发展趋势
气-液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔,也可采用填料塔,板式塔为逐级接触型气-液传质设备,其种类繁多,根据塔板上气-液接触元件的不同,可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年),其后,特别是在本世纪五十年代以后,随着石油、化学工业生产的迅速发展,相继出现了大批新型塔板,如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看,主要的塔板类型为筛板塔、浮阀塔及泡罩塔,而前者使用尤为广泛。
筛板塔是板式塔的一种,其设计意图是一方面使汽液两相在塔板上充分接触,以减小传质阻力,另一方面是在总体上使两相保持逆流流动,而在塔板上使两相呈均匀的错流接触,以获得更大的传质推动力。其内装若干层水平塔板,板上有许多小孔,形状如筛;并装有溢流管或没有溢流管。操作时,液体由塔顶进入,经溢流管(一部分经筛孔)逐板下降,并在板上积存液层。气体(或蒸气)由塔底进入,经筛孔上升穿过液层,鼓泡而出,因而两相可以充分接触,并相互作用。泡沫式接触气液传质过程的一种形式,性能优于泡罩塔。为克服筛板安装水平要求过高的困难,发展了环流筛板;克服筛板在低负荷下出现漏液现象,设计了板下带盘的筛板;减轻筛板上雾沫夹带缩短板间距,制造出板上带挡的的筛板和突孔式筛板和用斜的增泡台代替进口堰,塔板上开设气体导向缝的林德筛板。筛板塔普遍用作H2S-H2O双温交换过程的冷、热塔,应用于蒸馏、吸收和除尘等。
筛板塔是传质过程常用的塔设备,它的主要优点有:
(1) 结构比浮阀塔更简单,易于加工,造价约为泡罩塔的60%,为浮阀塔的80%左右。
(2)处理能力大,比同塔径的泡罩塔可增加10~15%。
(3)塔板效率高,比泡罩塔高15%左右。
(4) 压降较低,每板压力比泡罩塔约低30%左右。
筛板塔的缺点是:
(1)塔板安装的水平度要求较高,否则气液接触不匀。
(2) 操作弹性较小(约2~3)。
(3)小孔筛板容易堵塞。
目前应用比较广泛的是林德筛板,它由美国联合碳化物公司的林德子公司开发 ,最早应用于要求低压降的空分装置的精馏塔 ,1963 年后开始应用于乙苯-苯乙烯等精馏装置中。20 世纪70 年代有多家公司的120余台减压蒸馏塔采用了林德筛板,其中超过 m 塔径的就有45 台,最大的塔径为 m。林德筛板在普通筛板上有2 点重要改进:一是在降液管液体出口处将塔板向上凸起,二是在塔板上增设了百叶窗导向孔(国内称之为导向筛板)。这种改进增大了有效鼓泡面积,使塔板操作由鼓泡型变为喷射型,在降低液面梯度的同时使气体分布均匀,从而使干板压降减小、雾沫夹带减少、传质效率提高。目前,国内已有10余套装置使用了中运行林德筛板。
精馏是应用最广的传质分离操作,其广泛应用促使其技术已相当成熟,但是技术的成熟并不意味着今后不再需要发展而停滞不前。成熟技术的发展往往要花费更大的精力,但由于其应用的广泛,每一个进步,哪怕是微小的,也会带来巨大的经济效益。正因为如此,蒸馏的研究仍受到广泛的重视,不断取得进展。
提高精馏过程的热力学效率、节省能耗是一贯受到重视的研究领域,分离序列的合成,在用热集成概念和夹点分析方法开发节能的分离过程和优化换热网络,在具体分离过程中合理地应用热泵、多效精馏、中间再沸器和中间冷凝器等实现节能,一直是得到广泛重视的活跃的研究领域。
对于普通精馏难以(或不能)分离的物料,开发萃取精馏和恒沸精馏的分离工艺,将精馏与反应结合开发反应精馏也是个值得重视的研究领域,这对于拓宽精馏的应用范围,提高经济效益有较大意义。
随着精细化工的发展,间歇精馏应用也更加广泛,其研究也得到了应有的重视。开发各种新的操作模式,对于节省能耗和缩短操作时间有明显的效果。塔中持液量的间歇精馏膜模拟计算研究有一定进展,对于设计和指导操作有较大意义。
为开发更可靠的效率和压降等的模型,当前应强调实测数据,尤其是工业规模的测试数据,这是建立和验证模型的基础。六七十年代,美国精馏研究公司等进行了一系列工业规模试验,取得了十分有价值的实测数据,为各种模型的建立和现象认识的深化奠定了重要基础。
精馏的研究工作一直十分活跃,而且不断取得成果。在各种新分离方法得到不断开发和取得工业应用之际,在石油、天然气、石油化工、医药和农产品化学等工业中所起的重要作用不会改变,作为主要分离方法的地位不会动摇。正如费尔在1987年国际精馏会议上指出的:“如果混合物可以应用精馏分离,那么经济上可能有吸引力的方法是精馏。”随着科学技术和工业生产水平的提高,精馏的应用天地十分广阔,重要的通过不断努力,使其技术水平得到进一步提高,使其日趋完善。
3 课题研究的意义和价值
本设计采用连续精馏分离苯-氯苯二元混合物的方法。连续精馏塔在常压下操作,被分离的苯-氯苯二元混合物由连续精馏塔中部进入塔内,以一定得回流比由连续精馏塔的塔顶采出含量合格的苯,由塔底采出氯苯,其中氯苯纯度不低于。
高径比很大的设备称为塔器。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。它可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热的目的。常见的可在塔设备中完成的单元操作有:精馏、吸收、解吸和萃取等。此外,工业气体的冷却与回收,气体的湿法净制和干燥,以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。
在化工或炼油厂中,塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。据有关资料报道,塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例。因此,塔设备的设计和研究,受到化工炼油等行业的`极大重视。
作为主要用于传质过程的塔设备,首先必须使气(汽)液两相充分接触,以获得较高的传质效率。此外,为了满足工业生产的需要,塔设备还得考虑下列各项传质效率。此外,为了满足工业生产的需要,塔设备还得考虑下列各项要求:
(1)生产能力大。在较大的气(汽)液流速下,仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象。
(2)操作稳定、弹性大。当塔设备的气(汽)液负荷量有较大的波动时,仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应保证能长期连续操作。
(3)流体流动的阻力小。即流体通过塔设备的压力降小。这将大大节省生产中的动力消耗,以及降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作,较大的压力降还使系统无法维持必要的真空度。
(4)结构简单、材料耗用量小、制造和安装容易。这可以减少基建过程中的投资费用。
(5)耐腐蚀和不易堵塞,方便操作、调节和检修。
事实上,对于现有的任何一种塔型,都不可能完全满足上述所有要求,仅是在某些方面具有独到之处。
根据设计任务书,此设计的塔型为筛板塔。筛板塔是很早出现的一种板式塔。五十年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究,逐步掌握了筛板塔的性能,并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比,筛板塔具有下列优点:生产能力大20-40%,塔板效率高10-15%,压力降低30-50%,而且结构简单,塔盘造价减少40%左右,安装、维修都较容易。从而一反长期的冷落状况,获得了广泛应用。近年来对筛板塔盘的研究还在发展,出现了大孔径筛板(孔径可达20-25mm),导向筛板等多种形式。
筛板塔盘上分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等几部分。工业塔常用的筛孔孔径为3-8mm,按正三角形排列,空间距与孔径的比为。近年来有大孔径(10-25mm)筛板的,它具有制造容易,不易堵塞等优点,只是漏夜点低,操作弹性小。
该课题使理论教学与实际应用相结合,有助于提高处理实际问题的能力。通过对该课题的研究,可以加深对精馏过程基本原理的理解,熟练筛板精馏塔的工艺设计方法,培养设计能力。
该过程构造简单,造价低廉,具有足够操作弹性,且具有较强的工程使用价值。该过程的推广和普及,将加速我国工业生产过程节能技术的进步,带动一大批的相关技术和产业的发展。
参考文献:
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应用化学是介于理科与工科之间的一门理工结合型学科,应用化学专业的毕业生可服务的社会领域非常广泛。下面是我为大家整理的应用化学毕业论文,供大家参考。
摘要:在完善应用化学实验教学内容改革的同时,继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式,采用一些先进的小型化设备与仪器,让学生在实验操作技能锻炼的同时,熟悉设备与仪器的使用,这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。
关键词:应用化学;实验
1应用化学实验课程现状
从实验教学内容来看,大体上分为三个部分:其一,典型的物质合成,占实验教学内容的,从教学范畴上属于有机化学实验教学内容,不利于学生应用化学实验的开展;其二,系列产品的配制实验偏多,占实验教学内容的,咋一眼看上去,内容较为丰富,但都属于同一范畴,造成实验类型单一;其三,提取类实验,占实验教学内容的20%,操作方法基本上相同,很难体现出应用化学实验的真正目的。另外,从学科与地方经济发展的角度考虑,包头隶属于稀土产业的主产地,国家中长期发展纲要中,把内蒙古定位成国家重要的能源基地,尤其是在化工行业中尤为突出。然而,从应用化学实验教学内容来看,并没有突出化工行业中典型流程的分离,脱离了地方产业的发展,违背了应用化学实验在人才培养方法中的重要地位。同时,从大的环境来看,高校从事应用化学专业相关的人员很多,但在这个领域中具有技术型的人才偏少,往往因设备、技术和资金等原因只停留在理论阶段,很难实现校企合作,时间长了,理论就会偏离实践。鉴于以上原因,我校化学学院在12版人才培养方案修订的同时,着重对应用化学实验教学内容进行了改革,强化高校与地方产业的联系,重点突出校企合作平台建设,丰富应用化学实验教学内容。
2应用化学实验课教学内容改革
实验教学课时的变动
按照化学学院12版人才培养方案的修订,对于应用化学实验教学内容修订正处于尝试与完善阶段,在人才培养方案修订的同时,兼顾多方面考虑,将原有应用化学实验90课时,缩减为35课时,并且由原来的两学期变成一学期。在应用化学实验教学内容完善并走向正常化运行时,进一步修订补充应用化学实验教学课时,真正实现应用化学实验教学对应用化学专业学生走向社会的需求。
实验教学内容的转换
对于应用化学实验教学内容的改革,我们在吸收原有实验教学内容的基础上,积极与周边化工企业、煤化工企业和环保局等多次接触,一方面了解这些企业岗位群体的实际需求以及对毕业生的要求,另一方面积极学习这些企业对化工原料、煤化工以及环境监测等方面的技术,组织相关专业任课教师依据应用化学实验课程改革要求,结合企业生产环节,充分调研,再通过相关文献检索与其他院校开设应用化学实验教学内容进行对比,初步对应用化学实验教学内容梳理为四个方面。就稀土元素分离与提取模块而言,学生在掌握基本无机化学实验的基础上,通过分层次教学手段,强化学生实验技能的培养,建立与地方稀土企业的密切联系,如与当地金蒙稀土集团有限公司和稀土研究院搭建校企合作平台,让学生形成实验—实践—再实验三者循环模式(见图1),杜绝因课堂实验教学的单一性和程序化给学生实验造成不良的惯性学习习惯。煤化工实验模块,也是应用化学实验尝试引入教学环节的新举措。最近几年来,随着包头新型煤化工企业相继入驻,对煤化工类的人才需求越来越多,学校也非常重视与这些企业的联系,每年利用化工专业见习和专业实习机会,加大拓展实习基地的建设,目前已经与内蒙古乌海化工、鄂尔多斯大陆新区的煤制天然气和煤制油等大型企业建立了良好的合作关系。有必要尽快将煤化工实验模块引入到课堂教学中,除建立以理论教学促进实验教学体系以外,还应建立以实践基地建设来完善实验教学的新模式。既丰富学生教学实验内容,又能为相关用人企业培养具有专业背景的人才,实现学校与企业,企业与学生,学生与学校互利双赢的金三角格局。环境检测与分析模块是结合当前国家重视环境保护,促进生态环境建设而提出的。包头具有丰富的煤炭资源,新型的能源化工企业规模正在逐步扩大,对节约资源、实现环境与效益双赢的意识也越来越高,环境治理与检测相关专业的人才也逐步受到重视。但从现实来看具有这方面的专业人才相对匮乏。为此我们在应用化学实验教学中加大环境监测与分析方面的教学内容,进一步拓宽学生视野,掌握一定的专业技能,为社会输送可用人才。
实验教学设备的完善
在完善应用化学实验教学内容改革的同时,继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式,采用一些先进的小型化设备与仪器,让学生在实验操作技能锻炼的同时,熟悉设备与仪器的使用,这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。对于一些大型的、一时无法满足教学实验的仪器,采取积极与临近科研院所沟通的形式,转移课堂教学,通过现场学习的方式进一步完善应用化学实验教学体系。目前,按照我校12版人才培养方案的修订,结合多方面的努力,应用化学实验教学内容已经修订完成。以11级的学生作为研究对象,正在实施运行当中,根据学生的反馈与实际教学效果,反响很理想。当然,在实际实验教学中也发现一些问题,正在积极总结经验,争取进一步完善应用化学实验教学改革。
参考文献
1、应用化学专业建设与实践研究张群正化工高等教育2004-09-30
2、走理工融合之路 培养应用化学专业高素质创新人才杨屹; 陈咏梅; 白守礼; 许家喜; 李蕾; 李保山中国大学教学2013-07-15
摘要:经过近几年的建设,我们制定了明确的课程建设目标和规划,建立了较为完善、科学的课程体系,做到了理论联系实际,课内课外结合,既传授知识和技能,又培养学生的应用能力和综合素质。
关键词:应用化学;仪器
1仪器分析实验课程设置
课程设计理念
“仪器分析实验”是应用化学专业必修的基础课程之一,它是分析化学不可分割的重要组成部分。通过本课程的学习,学生比较系统地掌握仪器分析的基本理论和操作,能根据不同仪器的性能、不同分析对象选择合适的分析方法。能够运用分析技术解决生产和科研的实际问题,并初步具备从事仪器分析方面研究工作的方法与能力。为此,我们的设计理念是“夯实基础,综合训练,创新提高,实践应用”。“夯实基础”要求所有学生都要完成基础性实验,加深理解仪器分析的基本原理,掌握大型仪器的使用方法;“综合训练”是指每个学生必须完成部分综合性实验,能够综合运用所学的知识和各种仪器分析测定实际样品,掌握常用的样品前处理方法;“创新提高”是指学生自主选择1-2个创新性实验,课下完成,针对生产生活实际中的某个问题,查阅文献,设计实验方案,优化实验条件,得到产品,进行表征或测定,并评价其使用效果,无论成功与否,都要给出合理的解释。通过这样的训练,可以培养学生的问题意识和创新能力,为下一步毕业论文和今后的研究生学习奠定基础。“实践应用”是指学生通过见习实习,加深理解课堂上所学的知识;更重要的是利用学到的基本理论和分析方法去解决生产生活中遇到的实际问题,增强综合应用能力。
课时安排
在2011版应用化学专业培养方案中,仪器分析实验在第5学期与仪器分析课同时开设,安排在无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验等基础课程之后,48学时,开设12个实验项目,教学大纲提供了26个项目,其他实验项目作为开放实验,供有兴趣的学生课下完成。
课程体系
近年来,我们紧紧围绕应用型人才和创新型人才培养目标,按照仪器分析实验的要求,课程组以教育部精品课程建设宗旨为指导,以学生实验能力和创新能力培养为切入点,对仪器分析实验课程目标和教学内容进行了一系列改革,形成了相对独立的由基础性、综合性与创新性实验以及实践实训构成的课程新体系,体现了从易到难、从简单到综合、从基本技能训练到创新能力养成的认知发展规律。
(1)基础性实验
共有8个基础性实验,其中6个为必做实验。该类实验针对基本的分析方法,选择常用的仪器,开设较为简单的实验,目的是让学生学习和掌握大型仪器的使用方法和基本操作,了解仪器的基本结构,学会记录和分析处理数据,为养成良好的科学素养打下基础。通过第一层次的实验,强化了学生的动手能力和操作技能,并为后续实验奠定了基础。
(2)综合性实验
2个综合性实验为学生必做实验,其余10个为选做实验。综合性实验包括样品前处理和分析测定两部分。目的是让学生进一步熟悉原有仪器的使用,学习新型仪器的操作,如气质联用仪、液质联用仪、X-射线衍射仪等,掌握常用的样品前处理方法,培养学生综合运用知识解决问题的能力。
(3)创新性实验
该类实验难度较大,教师精选生产生活实际中的问题,只给出实验要求。学生必须进行社会调查、查阅文献、设计方案、独立完成实验、分析数据、得出结论。这类实验以开放性实验开出,与大学生创新训练项目、教师科研课题相结合,培养学生的创新能力和科研意识。
(4)实践实训
为了实现应用型人才的培养目标,课程组非常重视学生的实践实训工作,积极开展第二课堂。结合环保主题开展临沂市水质调研、土壤中重金属污染情况的调查,对水质的各种指标和土壤中重金属离子的含量进行测定。学生查阅文献设计方案,不同小组可以选用不同的仪器进行测定,进一步熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、ICP-OES光谱仪、原子吸收光度计和原子荧光光度计的使用,掌握样品的前处理方法。比较不同小组的测定结果,并与国家标准对照,确定水或土壤是否被污染。2011年,我们组织的临沂大学沂河水质调研团获山东省暑期“三下乡”社会实践优秀服务队。充分利用现有的实习基地组织学生进行参观学习或实习,在实践中开阔视野,学习了解先进的分析仪器。学生在学习仪器分析之前,接触到的分析仪器都是玻璃仪器,复杂一点的就是紫外-可见分光光度计,所以对于大型仪器非常陌生。开始新课前,我们组织学生分组到仪器分析实验室和分析测试中心,见识将要用到的大型仪器,对于学校没有的较先进的仪器,就带学生去实习单位参观,了解分析化学的应用领域,大型仪器在现代分析中的重要地位,明确仪器分析要解决的问题,让学生带着实际问题学习,增强学习的目的性和针对性,提高学习效果。教学结束时,部分有兴趣的学生,可以再去实习基地见习或实习1~2周,用学到的知识去解决问题,对实际样品进行处理和测定,深刻体会学有所用、学有所成的道理。大四下学期,所有的学生都要去基地实习2-3个月,实习期间,学生进行系统的训练,从设计方案,到优化条件,最终建立一种灵敏度较高、选择性较好的分析方法,或者对已有的方法进行改进,在校内教师和基地老师的指导下完成毕业论文。
2仪器分析实验课程内容
为了适应不断发展变化的社会需求和人才培养需要,我们积极吸收行业企业参与课程内容和课程体系改革,临沂市环境监测站、临沂市出入境检验检疫局、临沂市产品质量监督检验所、临沂市药品检验所等监测部门、山东金正大生态工程股份有限公司、鲁南制药集团股份有限公司、天津药明康德新药开发有限公司、山东潍坊润丰化工有限公司等企业对仪器分析实验项目的设置提出了修改建议。我们主要从以下几方面对实验内容进行了修订。
从生产生活实际出发选择实验内容
仪器分析实验教学的内容要贴近生活、生产实际,强调知识的应用和内容的开放性,这样才能激发学生的好奇心,从而引起对实验的兴趣。讨论问题不能一味地从理论知识开始,应注重从与知识相关的应用和技术以及社会的角度进行思考,从项目(主题)及应用性的问题出发,根据需要合理选择实验内容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以选择头发中微量元素含量的测定,双波长紫外分光光度法测定复方磺胺甲恶唑片中磺胺甲恶唑含量,循环伏安法可以选择各种饮料中葡萄糖含量的测定,既保证了实用性,又增加了前处理的内容。对于社会上出现的一些热点问题将其有选择性地融入仪器分析实验教学中,如假药的检测、苏丹红及三聚氰胺的分析等此类探索研究性实验,作为开放性实验,对一些有浓厚兴趣且基础较好的学生单独开放。学生通过实验可以体会到仪器分析实验在社会生产和生活中的巨大作用,以及给社会生活带来的便利,并且认识到,如果不合理地利用科学技术,它会给人类带来危害,甚至是灾难,让学生关注与科学有关的社会问题,增强社会责任感。
删除陈旧的内容,增加新技术新方法
传统的仪器分析实验内容多是一些验证性和低层次的常规实验,与现代实验方法技术和现实应用等相差较远,无法调动学生学习实验课的兴趣和积极性。在实验课的教学过程中,必须结合科学发展前沿介绍本学科的新理论、新方法,以及本学科与其他相关学科的关系。以基础理论为主线,以典型的实验为重点,以实际操作为核心,在集中讲授研究成熟、应用性广泛的仪器方法的同时,要让学生通过查阅文献,掌握现代仪器理论的最新动态,了解本学科涌现的新知识、新技术、新方法,使学生受到现代科学技术的熏陶。基于这一想法,我们增加了有关新仪器、新方法、新技术的实验,如“吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水中苯系物的组成”、“松果菊中组分的LC/MS分析”、“流动注射化学发光法检测DNA”、“基于纳米金比色分析法测定中药材中的汞离子”等。
提高综合性实验和创新性实验的比例
不少学生希望老师把更多的思维空间留给他们,让他们有独立思考的机会。为此我们尝试把学生的一些基础实验设计成研究型实验,把科学前沿领域的知识引入学生实验中来,增加创新性实验,旨在调动学生的积极性,培养学生的综合能力。例如“HPLC法测定中药材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌剂含量”、“叶绿素的提取分离及叶绿素金属络合物的合成与鉴定”、“固相萃取-HPLC检测土壤中的三嗪类除草剂”等。通过实验,学生很好的掌握了样本的提取与预处理,以及气相色谱、液相色谱、紫外-可见分光光度计、原子吸收分光光度计等仪器的使用和注意事项,初步具备了实验方案制定的能力,并对现代仪器的原理、结构和操作有了更深一步的了解。
及时将教师的科研成果转化为实验内容
课程组教师坚持以教学为中心,教学与科研相互促进,积极开展科研工作,形成了几个较为稳定的研究方向:生命化学分析、纳米改性与传感、环境分析、天然产物分离与分析。课程组充分利用科研优势推动教学改革和实验内容的更新,部分教师的研究成果已经成为仪器分析实验的重要组成部分。例如,“流动注射化学发光法检测DNA”来源于生命化学分析研究方向,“毛细管电泳法测定阿司匹林中水杨酸的含量”、“松果菊中组分的LC/MS分析”等实验项目来源于天然产物分离与分析方向,“基于纳米金比色分析法测定水中的汞离子”、“稀土掺杂TiO2光催化剂制备及光催化活性的研究”来源于纳米改性与传感方向,“土壤中砷的形态分析”,“金属离子印迹聚合物的制备及水中镉离子的测定”等实验项目来源于环境分析化学方向。这些实验项目的实施,既完善了实验教学体系,又充实了实验内容,有助于学生了解科学研究的过程,激发参与教师科研课题的热情。
3结语
经过近几年的建设,我们制定了明确的课程建设目标和规划,建立了较为完善、科学的课程体系,做到了理论联系实际,课内课外结合,既传授知识和技能,又培养学生的应用能力和综合素质。紧跟学科发展前沿,力求教学内容科学先进,及时把新型的仪器手段、分析方法和教师的教学科研成果引入教学。教学过程中灵活运用多种教学方法,调动学生学习的积极性和主动性,学生的学习兴趣明显增强,动手能力和解决问题的综合能力显著提高,在各种大赛和科技活动中取得了优异的成绩。在山东省大学生化学实验技能大赛中获一等奖4人、二等奖7人、三等奖1人;在“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛中获二等奖5人、三等奖6人;6名学生获山东省优秀学士学位论文;27人在省级以上期刊发表学术论文;2012年,14人获国家级大学生创新训练计划项目,16人获校级大学生创新训练计划项目。
参考文献
1、浅谈应用化学专业实验教学改革与实践李凡修; 孙首臣; 邓仕英; 李克华实验室研究与探索2014-04-15