一、 编制依据 施工合同名 称编 号签订日期备 注施工合同 施工图纸图纸名称图 纸 编 号出图日期建筑施工图1#楼建施1-建施39 2#楼建施1-建施37 1#公建建施1-建施52008年6月 结构施工图1#楼结施1-结施42 2#楼结施1-结施37 1#公建结施1-结施42008年5月 电气施工图1#楼电气1-电气29 2#楼电气1-电气29 1#公建电气1-电气22008年7月 设备施工图1#楼水施1-水施18 水施总01-08 暖施1-暖施14暖防1-暖防6 人防暖通1-1—1-6 水防1-42#楼水施1-水施18 水施总01-08 暖施1-暖施13暖防1-暖防6 人防暖通2-1—2-6 水防1-41#公建设施1-42008年7月 主要技术规范、规程名 称编 号工程测量规范GB50026-95建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002地下防水工程质量验收规范GB50208-2002地下工程防水技术规范GB50108-2001砼结构工程施工质量验收规范GB50204-2002屋面工程质量验收规范GB50207-2002建筑地面工程施工及验收规范GB50209-2002建筑装饰装修工程质量验收规范GB50210-2001民用建筑工程室内环境污染控制规范GB50325-2001建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-2002通风与空调工程施工及验收规范GB50243-2002建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002建筑排水用硬聚氯乙烯管道安装96S341-13自动喷水灭火系统施工及验收规范GB50261-96无规共聚聚丙烯(PP-R)给水管安装GB02SS405-2北京市建筑安装工程管理规程DBJ01-51-2003建筑安装分项工程施工工艺规程DBJ01-26-2003 主要标准名 称编 号建筑施工安全检查评定标准JGJ59-88建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001建筑结构长城杯工程质量评审标准DBJ/T01-69-2003建筑长城杯工程质量评审标准DBJ/T01-70-2003 施工图集名 称编 号工程做法88J系列建筑物抗震构造详图03G329(一)砼结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图03G101建筑设备施工安装通用图集91SB系列建筑电气通用图集92DQ系列建筑电气安装工程图集92SD56建筑物防雷设施安装99D562等电位联结安装O2D501-2新建集中供暖住宅分户热计量设计和施工试用图集京01SSB1建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程CJJ/主要法规名 称编 号中华人民共和国计量法主席令第28号公布建设工程施工现场管理规定建设部令第15号中华人民共和国建筑法主席令第91号《建筑项目环境保护管理条例》1988年国务院令第253号《建设工程质量管理条例》中华人民共和国国务院令第279号中华人民共和国安全生产法主席令第70号关于印发《住宅工程质量分户验收管理规定》的通知京建质[2005]999号《北京市建设工程施工试验实行有见证取样和送检制度的暂行规定》京建法[1997]144号《北京市建设工程施工试验实行有见证取样和送检制度的暂行规定》的补充通知京建法[1998]50号 地质勘探报告名 称编 号工程地质勘探报告岩土工程勘察报告2008技07 其他类 别名 称北京市2001建设工程概算定额北京市2001建设工程概算定额企 业公司ISO19001质量管理体系程序文件企 业公司ISO14001质量管理体系程序文件企 业公司OHSAS18001质量管理体系程序文件
农民不可能有能力处理任何污染的,交了税、纳了粮,就已经尽责了。你也知道,就该政府“取之于民用之于民”了。解决方法,只有干部与他们一样的生活质量,你说呢?答案似乎地球人都知道吧。
化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。自有人类以来就开始了对化学的探索,因为有了人类就有了对化学的需求。它与我们的生活息息相关,在我们的日常生活中无处不在。下面是我为大家收集关于健康生活与无处不在的化学论文模板,欢迎借鉴参考。
浅谈生活中无处不在的化学
前言:生活中到处都涉及化学,了解化学不仅仅帮我们提高生活质量,而且能提高我们对世界的认识,更好地保护人类的生存环境。
正文:
毫无疑问因为化学而有了很多物质上的创新。因为化学家们的实验工作,我们才有了塑料、玻璃、药物、火药和电子产品等。这些东西又是怎样研制成的呢化学家们先是提出问题再构成假设,假设是任何科学实验的基础,根据假设反复进行科学实验。我们日常生活中不同的烹饪牛排的 方法 和蒸馏上乘的威士忌的方法都是透过实验而得知。化学是我们日常常生活的一部分,不管我们意识到与否,化学渗透到生活的每一方面。烹饪技术高超的家庭主妇从某种好处上说就是一名化学家。怎样将食品中的化学成分调配好是一门艺术。烧烤完全是化学反应,你烧烤的食物好坏在于化学成分的调配。蔗糖受热熔化会转成焦糖。了解这一点,就能做出使人食欲顿开的食物。另一方面烧烤用的苏打和食物是化学在现实生活中应用的典范。我们懂得食用油和酱油会因为氧化反应而变质同时色彩发生变化因此我们能够观察色彩而辨别食用油和酱油是否安全食用。我们用特氟龙锅来油煎食物,用铁锅来做汤,这些全包含化学原理。我们都明白水和空气的基本成分,也明白生活中诸多用化学方法制成的产品如食盐,含氢和氯的酸性物质,还有蔗糖。了解这些能帮忙我们记住元素周期表上化学元素的缩写。这能帮忙我们解除生活中的遇到的许多复杂化学名称。了解物质之间
的阳性反应。能帮忙你处理日常事务,而了解物质间的阴性反应会挽救你的生命,阴性化学反应能造成伤害性的条件,如爆炸、烧伤和有害气体。
某些化合物放在一齐能消除异味。市场上很多产品就是利用这一化学原理来消除异昧的。在医药上,所有的药物都是透过化学反应制成的。还有采用将物质混合起化学反应来杀菌比药物治疗要有效的多,这也是在利用化学原理。很多软膏和消毒剂还有一些肥皂洗涤剂等都是利用这些化学混合物的作用制成的。另外医学上常说的胶化、胶质和悬胶这些术语都是来自化学。化妆品都内含化合物,脱毛剂之所以能脱毛是因为物质之间的化学反应。
化学反应能释放能量,由这一原理燃料发动机得以发明创造并工作。热传导或热传递是热学原理在现实生活的应用。如做饭时要点燃液态天然气带给热能。
我们明白我们呼吸时吸收的是氧气,将氧气与氮气和二氧化碳气体分开,人体需要的是氧气,所以当我们看到烟烟主要包含一氧化碳,而一氧化碳浓度较大的气体对人体有害,甚至会使人窒息而亡)或闻到臭味的东西时如硫化氢气体,我们会屏住呼吸或者捂住鼻子以防止异味气体进入我们的呼吸系统。我们的饮食完全是化学。我们的饮料和食物之间将有化学反应。唾液会感知到食物的酸甜苦辣。之后饮料和食物将和人体消化器官内的酶发生化学反应以获得卡路里,蛋白质、维他命或者是矿物质,这些都是人体的健康所必需的。了解这些我们就不会吃那些对我们的身体有害的东西。热的食物和饮料不能放
在塑料盘子和塑料杯子里。如果放了,塑料物质会溶进饮料和食物当中,而塑料物质对人体是有害的。.
我们在穿衣服时,看衣服的色彩就明白衣服是否发霉。我们的汗液基本上呈酸性,所以当汗液粘在衣服上如果不及时除掉,衣服会变黄。我们佩戴的饰品、穿的鞋同样也是这样。所有这些都包含化学原理。
总而言之,化学在我们身边。我们呼吸的空气,我们吃的食物,我们人体与物质的科学影响着我们的健康。了解化学就是在了解你身边的世界。了解得越多就越能健康的生活。
课程感想:接下来是我的一些关于学习本课程的感想:本课程与其他课程最大的不同点就是大部分课程都在实验室中进行。透过做各种各样的搞笑的实验,我不仅仅锻炼了自己的动手潜力,更是增加了对于学习化学的兴趣。原先化学与我们的生活是如此地接近,原先我们能够利用化学知识做出这么多东西来,这是我在上这门课之前所未曾想到的。尽管在这门课上我们做的实验仅仅是一些很简单很表面的实验,但也正是这些简单的实验才能激发对于化学兴趣,对于研究问题的用心性和探索潜力,这是这门课有别于其他地方的存在,也是最让我印象深刻的地方。
化学需要回归生活
在如今学子遍布的年代我不相信还有人不明白化学,有人把它当作一门课,有人把它当作一门科学,也有人认为它是一种艺术。从两百多年前它被正式确立以来,可谓发展迅速,然而这种迅速并不比数学、物理乃至其他自然科学快步多少,甚至于没有其他自然科学的进步就不会有化学的大发展。举例而言,没有量子理论的建立,就没有现代化学。当多少“砖家”还在高呼“社会离不开化学,让更多的人了解化学”之类高傲言论,人们对化学的兴趣反而减少了。社会离不开化学,但社会也同样离不开其他一切,不至于这些专家脑子里除了化学装不了其他。我难以想象一堆专家对着日常生活的吃喝拉撒去评论它们的组成、结构、性质乃至变化的画面。
化学是普通的,和其他千千万万学科知识一样,都是我们生活的一个组成部分,没有等阶之差,更不该被所谓的魔化。一个熟知化学的人会因为生活中的种种现象能被解释而欣慰,一个不了解化学的人也会因无需关注缘由,自由无虑开怀。何况一个熟悉计算机内部结构的未必使的好计算机,而一个玩的好计算机的人未必熟悉其内部构造。
诚然,化学的发展带给了人类日新月异的生活,小到日常生活随处用到的塑料袋,大到一个国家的石油化工,化学带给了人们前所未有的生活体验。然而带来这些的根本是人类对未知不断探求的结果。第一个吃螃蟹的人是可敬的,然而即使无人吃螃蟹,螃蟹也不会丧失它的美味。化学是人与自然之间的一扇门,这一扇门的有无并不影响自然的存在与否。我们透过这扇门了解自然,我们赞美这扇门,但自然的神奇并非有了这扇门才存在,何况了解自然并非这一道门。
现实中,太多的人关注这扇门的材质纹理,以致忘了门后的自然世界。以化学实验来说,众所周知,化学是实验的科学,化学学科建立之初,人们用实验验证未证实的理论或是发现未知的物质。然而,此刻提起实验人们想到的不是实验目的,而是高大上的实验室和实验设备,甚至是令人眼红的实验经费。为了什么做实验早已被忘得一干二净,仿佛只要有豪华的装置一切实验毫无疑问均可成功,既然一切实验都是成功的,什么目的再关注自然没有好处,连宇宙都能够按照人为意志演化了。
没有高大上的实验配置,实验无法成功,自然无需去做。我在一个地级市上
高中,校园以物资不足为由三年中学生只进三次实验室,一次参观,两次简单地摸摸瓶瓶罐罐,做个酸碱反应之类。至于其他校园,比可观之。
汉弗莱·戴维在十九世纪初用伏打电池发现了钾、钙、镁等金属,是化学发现史上发现元素最多的人。当时的实验条件可想而知,伏打电池作为电池界的老祖宗什么状况大家也很容易想象,如此恶劣的条件下戴维都能发现多种金属可见做实验与实验条件毫无关联。不幸的是太多校园以实验条件不行制约学生的实验操作潜力,连一些老师都以“校园实验室太简陋”为由避开实验课操作。
然而化学实验并没有什么高大上和不可触及,我们经常听到衣服脏了用汽油洗、用食盐洗之类都是化学实验,是生活中的化学实验,是抛弃了豪华外衣的化学实验。事实上,只要你想,随时都可进行实验,进行你所求目的,所解疑问的实验。
多少人从初中学到大学,应对一本比一本厚的化学书,没见到一个日常生活中能够做的实验。上百页的书,上百页的理论,一个又一个名词,一个又一个术语,就是不见一个能做的实验事实。甚至于一本四五百页的有机化学学完,还分不清手里拎的塑料袋到底是聚乙烯还是聚丙烯。偏偏这时一进教室,老师教你的是聚异戊二烯之类。
我不想说我们学了一堆不靠谱的理论,但我们确实学了一堆虚无理论。好比有人问老子何为道,老子回答说:“道可道,十分道。”那么到底什么是道呢?道可道,十分道!
化学是门伟大的科学,但它的基础是实用。多少人看不懂计算机理论书籍,但使用起计算机无比熟练;同样多少人看得懂化学理论,做起实验一个比一个生疏,甚至一个博士后能把实验室和自己一块炸了。计算机几十年发展迅速,因为每一个计算机行家都在实践操作。计算机行业黑客出了无数,写理论书的黑客没有几个;化学行业诺贝尔奖每年一两个,却连初中老师都出版教材。
化学教学需要脱离空无高大上的理论,回到基础的实用性上,至少,回归生活。能把一个学生教到分不清塑料袋是聚乙烯还是聚丙烯的学科,哪怕它是宇宙的终极理论也毫无用处。化学是生活的学科,教会学生天然气是甲烷不是一氧化碳比教会他碳纳米管是什么远要有用。
我在那里无意提一些生活中的化学知识,例如化妆品,酒水饮料,食物之类,
这些网上随处可寻。可就是这些网上随处可寻得知识在大多中学禁止学生上网的禁令下,书上也不教,以致一些到了大学便不再上化学课的学子一生都不明白。当然,生活中的化学并非酒水等能够概全,我们也需要明白一些理论知识,但是立足于可观事实之上的理论,不是你给我说什么链式反应之类,它是真的是假的又如何,我还能去找国家主席申请一个原子弹炸炸试试,就说为了验证链式反应?然后原子弹炸了我说链式反应是真的,万一没炸我说链式反应是假的,或者防止偶然状况,再申请一个继续炸?
我想大家都没有傻到这种地步。
当然,这并不是说高深理论毫无用处。人类是探索型生物,对一切未知都有着无比的好奇心。然而高楼平地起,没有扎实的地基在豪华的大厦也要倾倒。这也正是化学 教育 需要回归生活的好处。
浅谈化学与生活
关键词:化学;生活;人类
摘要:人类的生活大致可分为精神生活和物质生活两个方面,物质生活离不开物质,精神生活也离不开物质。由于化学是以物质的组成、结构、性质和应用为主要研究对象的一门科学,改造原有物质和制造新物质就成了化学的主要研究资料。本文将从:关注营养平衡、促进身心健康、生活中的材料、保护生存环境等四方面来介绍化学对人类生活的影响,进一步证明化学与人类社会密不可分的关系。
一、关注营养平衡
生命本身就是一种奇迹。只要走进大自然,无论是公园、农田、森林、草原还是崇山峻岭,江河湖海,我们都会发现有数不清的动物和植物。生命要为生存而感激太阳,同时也要感谢化学,感谢把能量转化为生命物质的化学过程。
1、糖
糖类是绿色植物光合作用的产物,对于人和大多数动物来说,属于最基本也是最廉价的能量来源。在我国居民的食物构成中,人们每一天摄取的热能中大约有75%来自糖类。糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物,糖类也叫做碳水化合物。糖类中最重要也是最简单的糖是葡萄糖,它在自然界中分布十分广泛,存在于葡萄等带甜味的水果里。淀粉也属于糖类,主要存在于植物的种子或块根里,其中谷类含淀粉较多。例如,大米中淀粉约80%,小麦含淀粉约70%,马铃薯含淀粉约20%。淀粉虽属于糖类,但没有甜味,需要进一步化学反应转成葡萄糖才能够被人吸收。纤维素也是糖类,它不能被人类吸收,但也有重要作用,例如,它能够刺激人体消化。
2、蛋白质
蛋白质是生命的基础,没有蛋白质就没有生命。肌肉,血清,血红蛋白,毛发,指甲等都是有不同的蛋白质构成的,一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关。大学生每一天需要摄入80~90g蛋白质,才能满足需要,保证身体健康。蛋白质会在人体内被水解成氨基酸,然后被人体吸收。不同的食物中内含的蛋白质数量及成分不同,营养价值也不同,合理搭配各种食物,能够使氨基酸相互补充,提高膳食中蛋白质的吸收与利用。
3、油脂
油脂的主要成分是高级脂肪酸与甘油所生成的酯,叫做甘油三脂。在人体中,油脂主要在小肠中被消化吸收,实质上是脂类被酶催化水解生成高级脂肪酸和甘油,脂肪酸在人体中主要有以下几种功能:(1)供给人体热量;(2)储存能量;(3)合成磷脂、固醇等物质;(4)参与人的生理过程如促进发育等。
4、维生素和微量元素
在20世纪初期,科学家发现,如果用只含糖类,脂肪,蛋白质和水喂养,实验动物不能存活。但加入微量牛奶后,实验动物就能正常生长了,科学家经过反复论证,实验,认为正常膳食中还务必有微量维生素,矿物质等。
二、促进身心健康
“生命在于运动”,这是人们从实际生活中 总结 出的一条真理。合理选取饮食,正确使用药物和培养良好的生活习惯是保障身心健康的重要方面,而这些都离不开化学。
1、合理选取饮食
1)水的重要性
人们每一天都要补充必须量的水分,水是人体的重要组成成分,是人体含量最多的一种物质,约占人体体重的三分之二。人体的水需要不断补充,没人每一天要补充水。能够说,没有水就没有生命。水是一种很好的溶剂。食物中许多物质如糖等要溶于水才能被吸收。水溶液在血管细胞间川流不息,把氧气和营养物质运送到组织细胞,又把代谢废物送到体外。此外,水还有调节体温的作用。
2)食物的酸碱性
在日常生活中,食物的选取与其酸碱性关系很大。食物的酸碱性是按食物在体内代谢最终产物的性质来分类的,有重要的生理好处。因为人体正常的生理过程对所涉及的体液都有较严格的酸碱性要求。例如在正常状况下,人体的pH总持续弱碱性范围(),否则,就会出现酸中毒或碱中毒。由于人体具有自动缓冲系统,能使血液的pH总持续在正常范围内,到达生理平衡。但这种调控潜力是有限的,还需要透过选取酸性食物或碱性食物来加以控制。
3)食品添加剂
为了改善食物的色、香、味或补充食品在加工过程中失去的营养成分,以及防止食物变质等,我们经常会在食品中加入一些天然的或化学合成的物质即食品添加剂。食品添加剂的品种有许多,主要包括这几种:着色剂、调味剂、防腐剂、营养强化剂等。随着食品工业的发展,食品添加剂已经成为人类生活中不可缺少的物质。但不合理的使用食品添加剂会损害人体健康。
2、正确选取药物
统计数据证明:我国居民的平均估计寿命由1949年时的35岁,提高到2000年的岁;传染病在死亡病因中所占的比率由35%降到5%。其中主要原因是普遍应用了各种新型药物。化学对此做出了重大贡献。
1)人工合成药物
主要包括解热镇痛药、抗生素、抗酸药等等。解热镇痛药如阿司匹林是人们熟知的感冒药,具有镇痛作用。是第一个重要的人工合成药物。阿司匹林的应用开辟了医药化工的全新领域,是至今销量最大的药物。青霉素是最重要的抗生素,即消炎药。青霉素有阻止多种细菌生长的优异功能。抗酸药能够治疗胃痛,能中和胃里过多的胃酸,缓解胃部不适。
2)天然药物
天然药物取自植物、动物和矿物,来源丰富。化学对中药有重要好处。许多中草药的有效成分已经分离。例如具有止咳平喘功能的麻黄碱是从中药麻黄碱中提取的生物碱。
三、生活中的材料
材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。没有半导体材料,就不可能有此刻的计算机技术;没有耐高温、高强度的特殊结构材料,就不可能有这天的宇航技术;没有光导纤维,就不可能有现代的光通信;没有有机高分子材料,人类的生活就不可能像这天这样丰富多彩。化学是材料科学发展的基础。
1、合金
合金是由两种或两种以上的金属(或金属与费金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金与各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学或机械的特性。因此,尽管目前已经制得的纯金属只有80多种,但由这些纯金属制得的合金已达数千种,大大拓展了金属材料的适用范围和价值。生活中常用的合金有铁合金、铝合金和铜合金等。
2、玻璃、陶瓷和水泥材料
一般的住宅玻璃是普通玻璃,制造普通玻璃的主要原料是纯碱,石灰石和石英。制造陶瓷的主要原料是粘土。陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点。常用的硅酸盐水泥的原料主要是石灰石和粘土。
3、金属的腐蚀和防护
金属的腐蚀现象十分普遍。例如,钢铁生锈,铜器表面生成铜绿等等。腐蚀可使金属的机械性能、色泽和外形等方面发生变化,严重时可使机器设备、仪器和仪表等报废。所以防止金属腐蚀也是亟待解决的问题。金属的腐蚀主要包括电化学腐蚀及化学腐蚀,因此要从这两方面思考来进行金属的防护:金属腐蚀的本质是金属失去电子转成阳离子的过程,越活泼的金属越易被腐蚀,因此想要保护金属,能够在要保护的金属上连接一种比该金属更活泼的金属。此外也能够在金属表面涂漆,烤蓝,加氧化膜,镀金属等等,需要根据不同的状况选取不同的防护方式。
4、塑料、纤维和橡胶材料
合成材料的品种很多,塑料,合成纤维和合成橡胶就是常说的三大合成材料。塑料的品种很多,用途各不相同,主要有:聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、脲醛塑料等等。纤维和橡胶是生活中常用的材料,合成纤维具有优良的性能,如强度高、弹性好等等。而橡胶是制造汽车、飞机和医疗器械等所必需的材料,是重要的战略物资。
四、保护生存环境
20世纪以来,随着科学技术的迅猛发展,人类创造了空前丰富的物质财富。而与此同时,自然资源的过度开发和消耗,污染物的超多排放,导致全球性的资源短缺,环境污染和生态恶化。保护环境,保护地球已成为人类的共同的呼声。
环境问题的最终解决要靠科技进步。在这个过程中,化学是大有可为的。改善大气质量,污水处理和实现垃圾的资源化等都要依靠化学方法,要依靠化学等科学的发展。
1、改善大气质量
大气的污染危害是多方面的,它即危害人体健康,又影响动植物的生长,严重时会影响地球的气候。如构成酸雨、是全球气候变暖和破坏臭氧层等。为了改善大气质量,我们应当减少煤等化石燃料燃烧产生的污染、减少汽车等机动车尾气污染,减少室内空气污染等。lwfree
2、爱护水资源
如前文介绍。水是重要的资源,同时也是宝贵的自然资源。随着工农业生产的迅速发展和人口的急剧增长,水资源日趋紧张。同时,由于废物排放,污染了水资源,加剧了水资源的短缺。水体污染主要包括:重金属污染、植物营养物质污染等等。为改善水质,最根本的 措施 是控制工业废水和生活污水的排放,例如:重复利用废水,回收废水中的有效成分,减少废水的排放量;采用革新工艺,减低废水中的有用成分等。
3、垃圾资源化
垃圾处理要遵循无害化,减量化和资源化的原则,目前常用的方法有卫生填埋,堆肥和焚烧。
五、结语
综上所述,我们能够初步得出化学在当今人类追求高品质的现代化生活中,在各科学追求深入发展和进步的路途中都起着重大的作用。化学世界多姿多彩,在学习和生活实践中多掌握一些化学常识总是能够为我们的生活增加一些亮丽的色彩与更多的便捷。但也要注意化学的使用规则,按照必须的规范要求进行操作。总之,在我们身边化学无处不在,生活离不开化学,化学源于生活。
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这个问题不好解决。解决的方法第一。提高公民素质、不乱倒乱扔垃圾。这个比较难。第二。依靠政府。建垃圾收容站。定时收垃圾。这个投资谁肯定也不愿意出钱。
聚氯乙烯最大的特性和应用是,pvc既可以做成硬制品,也可以做成软制品。硬PVC可以挤出,可以注塑,强度,韧性都是可以调整的,可以代替很多工程塑料。软PVC可以做的很软,也是可以做成热塑性弹性体,类似橡胶的感觉。
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聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。有悬浮聚合法、乳液聚合法、本体聚合法和微悬浮聚合法,以悬浮聚合法为主,约占PVC总产量的80%左右。单体的来源:乙烯法、石油法和电石法。我国的方法:主要还是电石法。(1)悬浮聚合法 使单体呈微滴状悬浮分散于水相中,选用的油溶性引发剂则溶于单体中,聚合反应就在这些微滴中进行,聚合反应热及时被水吸收,为了保证这些微滴在水中呈珠状分散,需要加入悬浮稳定剂,如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。聚合后,物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。然后流入混合釜,水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。特点是,反应器内有大量水,物料粘度低,容易传热和控制;聚合后只需经过简单的分离、 洗涤 、干燥等工序,即得树脂产品,可直接用于成型加工;产品较纯净、均匀。(2)乳液聚合法 最早的工业生产 PVC的一种方法。在乳液聚合中,除水和氯乙烯单体外,还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂,使单体分散于水相中而成乳液状,以水溶性过硫酸钾或过硫 酸铵为引发剂,还可以采用“氧化-还原”引发体系,聚合历程和悬浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂,十二烷基硫醇作调节剂,碳酸氢钠作缓冲剂的。聚 合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。聚合产物为乳胶状,乳液粒径~2μm,可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短,较 易控制,得到的树脂分子量高,聚合度较均匀,适用于作聚氯乙烯糊,制人造革或浸渍制品。(3)本体聚合法 聚合装置比较特殊,主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。聚合分两段进行。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h,生成种子粒子,这时转化率 达8%~10%,然后流入第二段聚合釜中,补加与预聚物等量的单体,继续聚合。待转化率达85%~90%,排出残余单体,再经粉碎、过筛即得成品。树脂的 粒径与粒形由搅拌速度控制,反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单,产品质量好,生产成本也较低。二、氯乙烯单体的生产1.乙炔的生产: 乙炔的生产原料是电石,它的运输和使用必须符合“GB 10665-89”标准,使用前需要检测,电石的批次检测和采样按照国标“GB/T-6678-2003”规定来做,在使用过程中数以 安全,不要溅到身上。电石的破碎,一般采用100-300mm大的电石或者整块电石,在进入粉碎机时的合理粒径为25-50mm,经过破碎后的合理粒径可以达到25-50mm,另外,注意,进入破碎机的电石温度应该在130。C以下,进入发生器的温度也应该小于80。C,否则对系统不安全。电石的除尘也要符合环保部门的相关标准,在这些问题都解决以后。乙炔的发生,如下方程式:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C¬2H2+130 kj/mol但也会产生很多副反应,产生杂质:CaO + H2O → Ca(OH)2CaS + 2H2O → Ca(OH)2 + H2S↑Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3↑Ca2Si + 4H2O → 2Ca(OH)2 + SiH4↑Ca3As3 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2AsH3↑Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3↑乙炔的净化,发生器产生的粗乙炔气,由发生器顶部引出,经水洗塔喷淋洗涤、再经正水封进入冷却塔,在冷却塔内部,乙炔气体从底部进顶部出,冷却水或从废次钠从顶部进入从底部出去,气液两相在塔内填料表面逆流接触,交换热量并且进一步的进行洗涤。从冷却塔来的乙炔气,在保证乙炔气柜到一定的高度时,进入水泵加压后,再进入两台串联的清洗塔,与含有有效氯的次氯酸钠溶液逆流进行逆流直接接触反应,除去粗乙炔气中的S、P等有害杂质。清净二塔主要除去乙炔中的饱和水分,使得纯度达到。不含S、P。[3]2.乙烯氧氯化法制取氯乙烯(1)乙烯氧氯化反应: 直接氯化:C2H4 +Cl2 → C2H4Cl2 (FeCl3作为催化剂)氧氯化 :C2H4 + 2HCl + 1/2O2 → C2H4Cl2 + H2O +263 Kj(CuCl2做催化剂) 副反应:C2H4Cl2 + Cl2 → C2H3Cl3 +HClC2H4 + HCl → C2H5ClC2H4 + 2O2 → 2CO + 2H2OC2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2OC2H4 + 3HCl + O2 → C2H3Cl3 + 2H2O(2)二氯乙烷的裂解: 方程式如下:C2H4Cl2 → C2H3Cl + HCl – 也存在副反应,注意副反应。 (3)乙烯氧氯化法工艺流程:共分为五个单元,直接氯化单元、氧氯化单元、二氯乙烷精制单元、二氯乙烷裂解单元和氯乙烯精制单元。 氧氯化单元,主要在流化床反应器上,首先将直接氯化单元含有乙烯的尾气和本单元的部分冷凝气体汇合经过补充新鲜的乙烯气后预热后,再按比,乙烯:氯化氢:氧气:惰性气体= :的比例进料,生成二氯乙烷。 二氯乙烷精制单元,主要用低沸塔,目的是清除EDC中的低沸物,清除低沸物后再送入高沸塔除去高沸物,最后再送入二氯乙烷的回收塔,回收二氯乙烷。 二氯乙烷裂解单元,主要将二氯乙烷送入裂解炉中,反应后,再进入急冷塔,大约会有40%原料的EDC组成的循环液,直接喷淋避免副反应,冷热交换后进入下一个工段。 氯乙烯精制单元,二氯乙烷裂解后,生成氯乙烯和氯化氢,转化率为大约55%,所以又大量为转化的原料。本套设备用的是改进的二塔流程设计。保留原来的氯化氢塔和氯乙烯塔,物料通过两个塔后,只有少量的HCl,进入液碱洗涤器和固碱干燥塔后进入到氯乙烯成品罐中。 采用二塔工艺减少了设备的维修费用,操作方便,运行费用很低,并且节约了部分的蒸汽,降低了成本,因此本套设备采用二塔工艺流程来精制氯乙烯。[4] 3.氯乙烯的悬浮聚合主要原材料有,去离子水,氯乙烯单体,引发剂构成。悬其中去离子水的质量直接影响到聚合的质量,水的硬度过高会影响材料的绝缘性和稳定性,水中阳离子(氯根)如果过高,会影响聚乙烯醇的分散体系易使树脂的颗粒变粗,影响产品的形态,PH也会影响,过高会是聚乙烯醇分解:表1去离子水的规格项目 规格 项目 规格导电率/μΩ ≤ SiO2/(mg/kg) ≤值 SO¬¬3/(mg/kg) 0氧含量/(mg/kg) ≤ 氯/(mg/kg) 0硬度,H 0 蒸发残留物/(mg/kg) 0氯乙烯单体也有要求见下表表2氯乙烯单体的规格组分 含量 组分 含量VCM纯度 ≥ 乙炔 ≤异丁烷 ≤2 HCL ≤1氯乙烷 ≤5 水 ≤60 VCM的杂质对合成的影响:1,炔类的影响,在VC自由基聚合中能与链发生反应,形成稳定的p-Π共轭体系,对集合有很大的影响。2,高废物也会对气产生影响,会粘连在反应釜上,不利。 悬浮聚合有以下几个步骤:聚合,分离出去氯乙烯单体,离心除去水合干燥。VCM(氯乙烯) 图2 悬浮聚合的主要流程将去离子水加入聚合釜内,并将聚合配方的助剂如分散剂、缓冲剂等加入釜内搅拌,然后加入引发剂,密封聚合釜,抽除釜内空气,必要时用氮气替换,使釜内残留氧含量降至最低,最后加入氯乙烯单体VCM,然后通过反应釜夹套中的过热水加热,将釜温升至预定温度并进行聚合。这些聚合反应热通过3种方式散热,但是根据反应釜大小,3种途径可以只利用其中一种或两种方式散热: 1)釜夹套冷却水,2)釜内冷水管,3)釜顶冷凝器等。要严格操作技术,始终保持预定反应温度,以保证氯乙烯产品质量。如果釜内聚合反应放热不足或失控造成温度过高不下时,釜内饱和蒸汽压也将大大超过反应釜的操作压力甚至设计压力,从而造成聚合釜的物理破坏。对此在制造聚合釜时对温度及压力的设计留有充分的余量,防止物理爆破酿成的灾难性后果。聚合反应的温度、压力的失控事故常常发生在反应的前中期,即VCM聚合为PVC的转化率小于70%时单体富相存在,才会发生上述温度。压力超高VCM转化率大于70%时,单体富相消失时,压力稳步降低。气提反应,用于清除氯乙烯单体,可以达到小于1×10-6的水平。最有效的气体方法包括蒸汽气提塔的使用。首先,反应器中的东西吹到集料箱和卸料箱中,单体的回收压力就与大气压相近,回收单体到达这个程度会导致PVC粒子变硬,因为有许多塑化作用的单体都被除去了,这有助于粒子粘合。氯乙烯和一些水从顶部除去,气体后从底部除去。过滤,通过离心机过滤,注意要用转鼓式离心过滤机。干燥和筛选,也要注意在聚氯乙烯干燥前温度不能高于100。C。4.催化剂选择:合成催化剂采用高汞为催化剂(HgCl2) 由于聚氯乙烯的熔融温度接近分解温度,因此成型困难。需要加入稳定剂来提高分解温度,使之易于成型加工。聚氯乙烯塑料的成型温度范围较窄,通常控制在150~1800C之间,聚氯乙烯塑料常采用一般热塑料的成型方法。例如挤出、注射、压延、吹塑、压制、铸塑及热成型等方法。聚氯乙烯是一种性能良好,价格便宜,用途广泛的塑料。它的主要缺点是热稳定性不好,易老化,搞冲击强度低,耐寒性不佳和加工性能差。提高聚氯乙烯塑料性能的主要途径,是寻找合适的稳定剂、增塑剂、填充剂等助剂进行合理配制,但更有效的方法是通过共聚和共混进行改性。 共聚合一般有两种情况: 1、氯乙烯与其它单体共聚,在聚氯乙烯主链上引入其它单体基团。目前主要的共聚物有氯乙烯—醋酸乙烯、氯乙烯-丙烯酸酯等共聚物。这些共聚物成型温度较低,加工性能较好。此外,还具有一些特殊性能,能满足使用上的需要。 2、在聚氯乙烯侧连上引入异种单体基团或在异种聚合物侧连上引氯乙烯链的接枝共聚反应,例如乙烯-醋酸乙烯接枝的共聚物(EVA-VC),控制接坛氯乙烯部分的数量和聚合度,可制得从硬质到软质的接枝共聚物,改进其抗冲击性能,低温脆性、耐候性加工性能等。共混法聚氯乙烯与其它聚合物共混,可制得兼有两者特性的共混物。上前为改进硬质聚氯乙烯共聚的流动性、抗冲击性能等常用与聚氯乙烯共聚物有:ABS、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共混的聚合物(MBS),氯化聚乙烯(CPE)。为了改进软质聚氯乙烯在使用过程中增塑剂的挥发、迁移、抽出等,常用的共聚物有:丁腈橡胶、氧化聚乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯-氧乙烯共聚物等。此外,聚氯乙烯还可以通过氯化,闻联和增强等方法改进其性能。
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这是用电石法生产氯乙烯分厂主要生产工艺为氯乙烯(VCM)工段,并以保全、冷冻等工段作为辅助生产工段。 氯乙烯(VCM)工段包括100单元、200单元和300单元。其生产工艺流程图见图2-5。 图2-5 氯乙烯分厂工序流程图 100单元的主要目的是用乙烯(C2H4)在低温的环境下直接被氯气(Cl2)氯化完成二氯乙烷的合成,并且通过精制为裂解炉单元提供合格纯净的二氯乙烷,以及为保护环境进行相应的废水和废气的处理。 200单元生产主要目的是以气相二氯乙烷(EDC)在500C左右的终端温度下裂解,脱去HCl,生成氯乙烯(VCM),而后经HCl塔和VCM塔精镏,分离出纯净的HCl和VCM,VCM即聚氯乙烯车间生产所需要的原料,而分离出的HCL还可以继续循环使用,参与300单元的生产,从而实现生产的循环性。 300单元的生产目的是利用乙烯、氧气和裂解的中间产物氯化氢为原料,经过乙烯的氧氯化反应生成1,2-二氯乙烷,并且将所生产的二氯乙烷用到200单元中去,使整个生产过程形成环状,以完成整个装置的生产平衡。 (4)聚氯乙烯(PVC)分厂 聚氯乙烯分厂生产工段包括乙炔工段、合成工段、老聚合工段、干燥工段、新聚合工段、五线聚合工段、冷冻工段。生产任务包括电石法单体的生产及PVC树脂的聚合,聚合生产能力70万吨/年。 天津大沽化工厂的PVC生产是由VCM单体经聚合反应后生成。聚氯乙烯分厂的VCM来源有两种:一种是本厂自制,即由乙炔转化生产为VCM;另一种是由氯乙烯分厂供给。主要工艺流程见图2-6。 图2-6 聚氯乙烯工艺流程图 乙炔工段利用外购的电石和水在乙炔发生器中发生反应生成乙炔气体,乙炔气体经过压缩、清静、干燥后得到纯净的乙炔气体。 合成工段利用电解分厂生产的副产品氯气和氢气反应合成HCL,或者是由废盐酸和蒸汽通过脱析、脱水工序生成干燥HCL,进一步净化后供给VCM转化,部分HCL由氯乙烯分厂提供。 纯净的乙炔气体和HCL经过混合预热后发生反应转化为VCM单体,VCM再经过水洗碱洗、压缩、精馏后就送进VCM储罐等待参加聚合反应。 聚合工段使VCM和其他的各种辅剂发生聚合反应,反应产物经过汽提、干燥后成为产品包装出厂。图的没有,有图你自己也生产不了。 参考资料:
聚氯乙烯的市场分析与发展前景1 世界聚氯乙烯的供需现状及发展前景 生产现状 近年来,世界PVC树脂的生产能力稳步增长。2005年全世界PVC树脂的总生产能力为万t,2007年增加到约4 万t,同比增长约。其中非洲地区的生产能力为万t/a,约占世界PVC树脂总生产能力的;中东欧地区的生产能力为万t/a,约占总生产能力的;北美地区的生产能力为万t/a,约占总生产能力的;中东地区的总生产能力为万t/a,约占总生产能力的;太洋洲地区的生产能力为万t/a,约占总生产能力的;中南美地区的生产能力为万t/a,约占总生产能力的;西欧地区的生产能力的万t/a,约占总生产能力的;亚洲地区的生产能力为,约占总生产能力的。其中信越(Shi-Etsu)化学公司是世界上最大的PVC树脂生产厂商,生产能力为万t/a,约占世界PVC树脂总生产能力的;其次是我国台湾省的台塑集团公司,生产能力为万t/a,约占世界总生产能力的。再次是Georsia Gulf集团公司,生产能力为万t/a,约占世界总生产能力的。 近年来,世界PVC树脂的发展具有以下几个特点:(1)生产厂家越来越集中在少数几个大的公司手中,其中世界前10大生产厂商的生产能力合计达到1 万t/a,约占世界总生产能力的;(2)生产装置分布世界各地,但大型装置主要集中在亚洲、北美和西欧3个地区,其中亚洲地区是拉动世界PVC树脂产能增长最主要的因素;(3)跨国经营成为世界PVC树脂生产的一大亮点。世界主要的PVC树脂生产企业,除了在本国建有大型装置外,均在国外建有独资或合资企业。预计今后几年,世界PVC树脂的生产能力将以年均约的速度增长,到2011年生产能力将达到约5 万t/a,其中产能增长主要来自亚洲地区,年均增长率将达到约。 消费现状及发展前景 近年来,世界PVC树脂的消费量不断增加。2001年世界PVC树脂的总消费量为2 万t,目前消费量达到约3 万t,其中亚洲、北美和西欧地区是世界PVC树脂最主要的消费地区,消费量合计约占世界PVC树脂总消费量的。其中亚洲地区的消费量约占总消费量的,北美地区约占,西欧地区约占。 西欧和亚洲地区是世界上最主要的贸易地区,其中西欧地区的进口量最大,约占世界总进口量的;其次是亚洲地区,进口量约占总进口量的;亚洲地区的出口量最大,约占世界总出口量的;其次是西欧地区,出口量约占总出口量的。 亚洲、北美和中东欧地区是世界PVC树脂的净出口地区,其中亚洲地区的净出口量最大,除上述几个地区外,其他地区均为PVC树脂的净进口地区,其中中东和西欧地区位居前列。预计到2011年,亚洲和北美地区仍将是世界PVC树脂最主要净出口地区,而西欧地区仍将是净进口地区,另外中本地区发展将十分迅速,生产能力和产量将大幅度增加,也将成为未来世界重要的PVC树脂出口地区。 PVC树脂制品可分为硬制品和软制品,硬制品主要有管材、管件、异型材、硬片等,软制品主要有铺地材料、电线电缆绝缘材料、人造革以及膜等。目前,世界PVC树脂的消费以硬制品为主,约占总消费量的,软制品占。其中用于管材管件的PVC树脂数量占总消费量的,是PVC树脂最大的消费市场,在许多国家和地区,PVC树脂在小口径上下水管、排污管及电缆护套方面的应用与其他材料相比占绝对优势。全球PVC树脂在异型材市场的消费量占其总消费量的,由于具有很好的绝缘性、耐久性、刚性、尺寸稳定性以及低维护成本等优点,PVC树脂在门窗、侧板等市场上的发展也非常迅速。 预计今后几年,世界PVC树脂的消费量将以年均约的速度增长,到2011年总消费量将达到约万t,其中亚洲地区的消费量增长最快,消费量的年均增长率将达到约。另外中东地区发展十分迅速,也将成为未来世界重要的PVC树脂生产和消费地区,其消费量的年均增长率将达到约,消费结构不会发生太大的变化。 2 我国PVC树脂的供需现状及发展前景 生产现状 我国PVC的工业生产已经有近50年的历史,近10年来,随着我国国民经济的持续高速发展以及建筑业与PVC加工工业对PVC消费的强劲拉动,国内PVC工业发展十分迅速。尤其是近两三年,受PVC反倾销裁定、国内市场供不足需以及原油价格上涨等因素的影响,国内PVC价格高涨,掀起了PVC建设高潮,生产能力和产量发生了重大变化,已经成为世界上最主要的PVC树脂生产国家之一。目前,我国PVC的生产企业有100多家,2003年生产能力只有万t,2007年随着中盐内蒙古吉兰泰盐化集团公司首期万.比生产装置、东曹(广州)化工有限公司22,0万t/a、新疆天业集团有限公司万t/a、四川宜宾天原集团有限公司万t/a以及江西蓝恒达化工有限公司万t/a等多套PVC装置建成投产,我国PVC的总生产能力达到约1 万t,同比增长约。生产装置主要集中在华北、西南、华中、西北和华东地区,其中华北地区的生产能力约占全国总生产能力的,华东地区的生产能力约占,西北地区的生产能力约占。天津大沽化工股份有限公司是目前我国最大的PVC生产厂家,生产能力为万t/a,约占国内PVC树脂总生产能力的;其次是中国石化齐鲁石油化工股份有限公司,生产能力为万t/a,约占国内总生产能力的;再次是上海氯碱化工股份有限公司,生产能力为万t/a,约占国内总生产能力的。 随着生产能力的不断增加,我国PVC树脂的产量也不断增加。2004年我国PVC树脂的产量为万t,2006年增加到万t,2007年进一步增加到万t,同比增长约。 从生产规模上看,近年来我国PVC企业的平均生产规模不断提高,2004年平均生产规模约为万Ua,2007年增加到约万t/a,一些扩建、新建装置的生产规模达到~万t/a,企业最大规模达到万t/a。 从技术上看,各企业为了提高单釜装置生产能力,除了普遍采用70m3聚合釜及成套技术外,还开始采用100m3以上的大型聚合釜和成套技术。同时,在工艺技术方案上采用先进的配方技术,密闭进料技术,防粘釜技术,新型汽提技术,新型干燥技术和DCS控制技术等,提高了生产装置的自控水平和生产效率,提高了产品质量,大幅度降低了原辅材料的消耗和能源消耗。 氯乙烯单体的生产主要有电石路线和乙烯路线两种,其中国外生产主要以乙烯路线为主,电石法PVC由于在生产过程中对环境污染严重,在国际上尤其是在发达国家已经全部淘汰。在我国,由于乙烯+法PVC受原料乙烯、氯乙烯、二氯乙烷供应紧张,氧+氯化工艺装置投资高等因素的影响,发展受到很大的制约。而相Lb而言,电石法PVC因其所投入资金少、国产化程度高、工艺流程简单、利润空间相对较大等优势,成为当前PEC'行业投资发展的热点。在2007年的生产能力中,电石法生产能力约占、,乙烯法生产能力约占。采用电石原料路线生产的产量约占总产量的,采用乙烯法原料路线的产量约占总产量的;采用进口VCM和EDC原料路线的产量约占总产量的。从PVC生产工艺分布看,我国PVC生产路线有明显的地域倾向,石化系统及相关企业与合资企业的PVC生产全部采用乙烯法,而中西部地区则多采用电石法。另外,今后几年,我国PVC装置的新建或扩建项目,大多数仍将采用电石法原料,因此,未来几年电石法原料路线仍将是我国PVC生产发展的主要来源。 与其他合成树脂生产企业主要分布在沿海布局的状况大不相同,近年来我国PVC树脂产业重心则逐步向煤炭和原盐资源丰富的中西部地区转移。华东地区PVC产能占全国的比例逐渐下降,而华北地区(主要是内蒙古、山西)则不断增加。 国际原油价格的持续走高为电石法PVC的发展带来了机遇,加上我国中西部地区具有煤炭、石灰石资源丰富、电力供应充足以及国家西部大开发的政策等优势,为发展电石法PVC提供了得天独厚的条件。 预计今后几年,我国PVC产能增加量的约70%将集中在新疆、陕西、河南、云南、四川、宁夏和内蒙古等地区。预计到2011年我国PVC树脂的总生产能力将超过万t,成为世界PVC最重要的生产国家。 进出口情况 2002年3月29日,原外经贸部发布公告,对原产于美国、日本、韩国、俄罗斯和中国台湾地区的PVC进行反倾销调查。2003年5·月12日,商务部公布了对进口PVC反倾销调查的初裁决定。2003年9月29日,商务部对上述4个国家和1个地区的进口PVC做出最终裁定,对其产品征收反倾销税。此后,我国PVC进出口格局发生了较大的变化。. 近年来,我国PVC树脂的进口量呈现逐年下降的趋势。2001年我国PVC树脂的进口量为万t,2005年下降到万t,2006年进一步下降到万t,同比减少;2007年的进口量为万t,同比减少约,2002—2007年进口量的年均递减率约为。与此相反,近几年我国PVC树脂的出口量却逐年增加。2001年出口量只有万t,2005年增加到万t,2006年达到万t,2007年的出口量为万t,同比增长约,2002-2007年出口量的年均增长率约为。 消费现状及市场前景 近年来,随着我国基础建设等方面的快速发展,对PVC树脂的需求量也不断增加。2001年我国PVC树脂的表观消费量只有万t,2005.年达到约万t,2007年增加到1 万t,同比增长约,2002-2007年表观消费量的年均增长率约为。 我国PVC树脂的消费主要分为两大类,一是软制品,约占总消费量的/0,主要包括电线电缆、各种用途的膜(根据厚度不同可分为压延膜、防水卷材、可折叠门等)、铺地材料、织物涂层、人造革、各类软管、手套、玩具、塑料鞋以及一些专用涂料和密封件等。二是硬制品,约占总消费量的,主要包括各种型材、管材、板材、硬片和瓶等。 预计今后几年我国PVC树脂的需求量将以年均约的速度增长,到2011年总消费量将达到约万t,其中硬制品的年均增长速度将达到约,而在硬制品中异型材和管材的发展速度增长最快,年均增长率将达到约。未来我国PVC树脂消费将继续以硬制品为主的方向发展。 3 影响我国PVC工业发展的因素 虽然近几年我国PVC的发展十分迅速,但是,原料来源、国家政策、国际油价以及环保等因素将对我国PVC未来的发展产生重大的影响。 原料供应的影响 (1)乙烯供应不足 目前,我国乙烯法生产厂家主要有中石化齐鲁石油化工、天津大沽化工股份有限公司、上海氯碱化工股份有限公司以及北京化二股份有限公司等,其中上海氯碱化工股份有限公司和天津大沽化工股份有限公司虽然有部分乙烯由中石化部分厂家提供,但还不能满足实际生产的需求。近几年,我国乙烯工业虽然发展很快,但由于国内石油资源短缺,导致乙烯供应不足,仍没有过剩的乙烯供PVC生产,未来几年乙烯法生产装置生产所需乙烯仍将依赖进口。 (2)VCM单体和EDC受制于人 我国氯乙烯单体和二氯乙烷的产能远远不能满足实际生产的需求,所需主要依靠进口。近两年,随着国际原油价格的持续高涨,造成VCM单体和EDC生产成本压力增大,部分生产厂家被迫减产,VCM和EDC价格一直维持高位,严重影响了国内大部分依靠进口VCM和EDC的乙烯法PVC厂家的生产。 (3)氯碱矛盾加剧 烧碱的市场容量制约了氯气的供应,同时也制约了PVC的发展。近两年,由于PVC需求增长较快,对氯的需求量持续增加,带动了烧碱产量的增加,使得烧碱供大于求的矛盾进一步突出,同时也导致了氯碱失衡现象的加剧。 (4)电石成本增加 受国家环保整治以及电力价格上涨、能源紧张、生产区域失衡、交通运输能力不足等因素影响,我国电石成本大幅度增加,在很大程度上加重了电石法PVC的成本压力,进而影响到其市场竞争力。
TbCl3-CdCl2-HCl-H2O()的相平衡 学 生: 指导老师: 年级: 专业: 班级:摘 要 测定了四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O()的相平衡溶度数据,绘制了相应的溶度图。该四元体系是复杂体系且有1个新物相化合物4CdCl2· TbCl3·14H2O生成。关键词 四元体系,相平衡,TbCl3 ,CdCl2 一 前 言稀土卤化物与稀碱卤化物所形成的化合物具有特殊的光学性质。文献[1-3]研究了稀土卤化物与稀碱金属卤化物在盐酸介质中的相平衡关系,且发现新化合物CsEuCl8·14H2O、Cs2EuCl5·4H2O、3CsCl·CeCl3·3H2O、CsCl·CeCl3·4H2O具有上转换发光性能。文献[4-6]分别研究了DyCl3-CdCl2- H2O和DyCl3-CdCl2-HCl-H2O()的相平衡,YCl3-CdCl2-H2O和YCl3-CdCl2 -HCl-H2O()的相平衡,在时CeCl3-CdCl2-H2O和CeCl3- CdCl2-HCl-H2O的相平衡,均发现了新的化合物,并且也具有上转换发光性能和较强的荧光性能。为比较过渡元素/稀土氯化物与稀碱金属/稀土氯化物盐水体系中相关系间的差异,丰富盐水相化学,和为合成新的化合物寻找可能的途径,本文在前述研究的基础上研究了在时四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O的相平衡关系,发现了1个未见文献报道新物相化合物。 二 实验部分1、试剂及仪器配制TbCl3·6H2O试剂:(1)称取适量Tb2O3固体,放在小烧杯中,加少量水。(2)量取适量浓度为35%的盐酸溶液,缓慢加入到盛有Tb2O3试剂的小烧杯中,搅拌。(3)加热至溶解成无色透明的液体,将其自然冷却。(4)过滤。将滤液加热至产生结晶膜后,自然冷却。(5)抽滤,晶体放入干燥器中自然干燥[1]。化学反应方程式: Tb2O3+6HCl=2TbCl3+3H2O。CdCl2、EDTA、AgNO3、六次甲基四胺、甲基红、二氯荧光黄、二甲酚橙、邻二氮菲均为分析纯试剂。使用蒸馏水。使用仪器:恒温搅拌装置(自制)。2、实验及分析方法设定一系列递变点,按四元体系斜截面布点配样,密封于塑料管中,在的恒温条件下进行搅拌。五天后调整试样的酸度,调节酸度,使各试样酸度一致。将调节过酸度的各试样封闭,继续恒温搅拌。待平衡后,取样,分析液体与湿渣组成。分析方法如下:以甲基红为指示剂,用标准氢氧化钠溶液滴定试样中盐酸的含量;用邻二氮菲掩蔽Cd2+后,以二甲酚橙为指示剂,六次甲基四胺为缓冲溶液,用标准EDTA溶液滴定试样中的三氯化铽的含量;以二氯荧光黄为指示剂,加稍过量碳酸钙固体中和盐酸,加糊精,用标准硝酸银溶液滴定氯离子;用差减法可求得试样中二氯化镉的含量。 三 结果与讨论1、四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O的溶度图表1为四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在时的溶度数据及其在底面三角形TbCl3-CdCl2-H2O上的投影数据。图1为相应的溶度图。 由图一知,该体系的溶度曲线由三段构成,分别对应化合物CdCl2·H2O、4CdCl2·TbCl3·14H2O(4:1型)和TbCl3·6H2O。其中4:1 型化合物是固液同成分溶解的化合物,可从体系中直接得到,是未见文献报道表1 四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在时的溶度数据及其在底面三角形TbCl3-CdCl2-H2O上的投影数据液相(%) 湿固相(%)四面体 三角形 四面体 三角形序号 HCl CdCl2 TbCl3 CdCl2 TbCl3 HCl CdCl2 TbCl3 CdCl2 TbCl3 平衡固相平均酸度 = 0 0 --- --- --- --- --- A 2 A 3 A 4 A+B 5 B 6 B 7 B 8 B 9 B 10 B 11 B 12 B+C 13 B+C 14 B+C 15 C 16 C 17 C 18 C 19 C 20 0 0 --- --- --- --- --- C 双饱点组成(平均值):E1: , ; E2: , ·H2O ; B: 4CdCl2·TbCl3·14H2O; C:TbCl3·6H2O图1 四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在三角底面TbCl3-CdCl2-H2O的溶度图的新物相化合物。2、四元体系RECl3-CdCl2-HCl-H2O(RE=La、Ce、Nd、Dy、Tb)间的比较轻稀土元素之间或重稀土元素之间,其相化学行为具有相似性及相异性。如轻稀土元素均有4:1型化合物和9:1型化合物。而重稀土元素有9:2型化合物。本文研究的铽属中稀土元素,其新化合物的类型却为4:1型,说明中稀土元素与轻稀土相比,具有相似性也具有相异性,而与重稀土元素具有相异性。这充分说明稀土元素具有“分组效应”。 四 结论研究了氯化铽与氯化镉在盐酸介质中相关系,绘制了相应的溶度图,在体系中发现和得到了新化合物4CdCl2·TbCl3·14H2O。本文的研究结果为合成新化合物提供了相关系依据。参考文献[1]Wang Hui,DUAN Jin-Xia,TAN Xin-Quan,Study on phase diagram of (cesium chloride+europium trichloride+hydrogen chloride+ water)quaternary system at T= and the fluorescence spectra of its compounds. J. , 2002,34,1495~1506[2]Wang Hui,DUAN Jin-Xia,TAN Xin-Quan,Study on phase diagram of (CsCl-CeCl3-HCl-H2O system and the propertier of the Journal of Chemistry,2002,20(9):904-908[3]Wang Hui,DUAN Jin-Xia,TAN Xin-Quan,Phase equilibrium system of CsCl-YCl3-HCl-H2O at T= and its Journal of chemistry,2004,22(10):1128-1132[4]乔占平,卓立宏,王惠.三元体系YCl3-CdCl2-H2O和四元体系YCl3-CdCl2-HCl-H2O()的相平衡及其固相新化合物的研究[J].无机化学学报,2004,20(8):929-932[5] 乔占平,卓立宏,王惠.四元体系LaCl3-ZnCl2-HCl(7%)-H2O()和三元体系ZnCl2-HCl-H2O()相平衡的研究[J].无机化学学报,2003,19(3):303-306[6] 卓立宏,乔占平,郭应臣,王惠. CeCl3-CdCl2-H2O和CeCl3-CdCl2-HCl-H2O的相平衡.物理化学学报,2005,21(2):128-131Phase Equilibrium of the System TbCl3-CdCl2-HCl-H2O at : The equilibrium solubilities of the quaternary system TbCl3-CdCl2-HCl-H2O was determined at and the corresponding equilibrium diagram was systems is complicated with one new compounds 4CdCl2· TbCl3·14H2O. Keywords: quanternary system, phase equilibrium, cadmium chloride, terbium chloride
聚氯乙烯(Polyvinylchloride,PVC) 全名为Polyvinylchlorid,主要成份为聚氯乙烯,色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用,由于在制造过程中增加了增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料来增强其耐热性,韧性,延展性等,故其产品一般不存放食品和药品。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。据统计,仅仅1995年一年, PVC在欧洲的生产量就有五百万吨左右,而其消费量则为五百三十万吨。在德国,PVC的生产量和消费量平均为一百四十万吨。PVC正以4%的增长速度在全世界范围内得到生产和应用。近年来PVC 在东南亚的增长数度尤为显著,这要归功于东南亚各国都有进行基础设施建设的迫切需求。在可以生产三维表面膜的材料中,PVC是最适合的材料。 PVC(聚氯乙烯),其单体的结构简式为CH2=CHCl 化学和物理特性: 刚性PVC是使用最广泛的塑料材料之一。PVC其实是一种乙烯基的聚合物质,其材料是一种非结晶性材料。PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。 PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。 PVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数,如果此参数不当将导致材料分解的问题。 PVC的流动特性相当差,其工艺范围很窄。特别是大分子量的PVC材料更难于加工(这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性),因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。 PVC的收缩率相当低,一般为。 注塑模工艺条件 干燥处理:通常不需要干燥处理。 熔化温度:185~205℃ 模具温度:20~50℃ 注射压力:可大到1500bar 保压压力:可大到1000bar 注射速度:为避免材料降解,一般要用相当地的注射速度。 流道和浇口:所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件,最好使用针尖型浇口或潜入式浇口;对于较厚的部件,最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm;扇形浇口的厚度不能小于1mm。 典型用途:聚氯乙烯具有原料丰富(石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气)、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点,现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂,占世界合成树脂总消费量的29%。聚氯乙烯容易加工,可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品,供水管道,家用管道,房屋墙板,商用机器壳体,电子产品包装,医疗器械,快艇护舷,也可生产板材、门窗和阀门等塑料硬制品。 PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3,软PVC占1/3。软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层,但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别),容易变脆,不易保存,所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂,因此柔韧性好,易成型,不易脆,无毒无污染,保存时间长,因此具有很大的 开发应用价值。下文均简称PVC。软质PVC多用来做成真空吸塑薄膜,用于各类面板的表层包装,所以又被称为装饰膜、附胶膜,应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大,为60%,其次是包装行业,还有其他若干小范围应用的行业。 简单地说,盐的水溶液在电流作用发生化学分解。这一过程会产生氯、苛性钠和氢气。精炼、裂化石油或汽油能产生乙烯。当氯和乙烯混合后,就会产生二氯乙烯;二氯乙烯又可以转换产生氯化乙烯基,它是聚氯乙烯的基本组成部分。聚合过程将氯化乙烯基分子连接在一起组成了聚氯乙烯链。以这种方式生成的聚氯乙烯呈白色粉末状。它是不能单独使用的,但是可以与其它成分混合生成许多产品。 氯化乙烯基最初是在1835年在Justus von Liebig实验室合成出来的。而聚氯乙烯是由Baumann在1872年合成的。但是直到20世纪20年代才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商业产品,在接下来的20年内欧洲才开始大规模生产。 聚氯乙烯具有阻燃(阻燃值为40以上)、耐化学药品性高(耐浓盐酸、浓度为90%的硫酸、浓度为60%的硝酸和浓度20%的氢氧化钠)、机械强度及电绝缘性良好的优点。但其耐热性较差,软化点为80℃,于130℃开始分解变色,并析出HCI。PVC的特点及成型特性 比重:克/立方厘米,成型收缩率:,成型温度:160-190℃。 特点:力学性能,电性能优良,耐酸碱力极强,化学稳定性好,但软化点低. 适于制作薄板,电线电缆绝缘层,密封件等. 成型特性: 1.无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥.模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角.模具须冷却,表面镀铬. 2.由于其腐蚀性和流动性特点,最好采用专用设备和模具。所有产品须根据需要加入不同种类和数量的助剂。 3.极易分解,在200度温度下与钢.铜接触更易分解,分解时逸出腐蚀.刺激性气体.成型温度范围小. 4.采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有镶件应预热. PVC有哪些污染? PVC 污染成因: PVC内一些有毒添加剂和增塑剂,可能渗出或气化;部份添加剂会干扰生物内分泌(影响生殖机能),部份可增加致癌风险;焚化PVC垃圾会产生致癌的二恶英而污染大气。 常规的PVC材料,如电线、电缆等是相当严重的污染源。在制造、使用及废弃处理时,都会产生大量的二恶英、氯氢酸、铅等有害物质;PVC材料燃烧时会发生很大的浓烟,并产生有害的HCL气体;而且大部分PVC材料中含有Pb(铅)、Cd(镉)等(用作电缆稳定剂)多种有害重金属,会对人体健康造成一定的危害;焚烧或掩埋后,会造成对土壤和水源的污染。 由于一次性医疗器械产品大多采用医用级聚氯乙烯(PVC)或聚碳酸酯(PC),而PVC加工过程中的热分解物对钢材有较强的腐蚀性,PC则硬度高,粘性大,因而对塑化部分的零部件材质要求必须是能抗腐蚀、抗磨损而且有较高的抛光性能。目前大多数医用注塑机采用机筒螺杆镀硬铬的办法或者采用不锈钢为材料制作机简螺杆以达到上述特殊要求。另外,为了防止 PVC加工过程中热分解产生气体,要求对动定模板表面进行镀铝处理,而且对外围板金也进行镀铝处理或者采用不锈钢板制作板金,板金拼缝采用无毒硅胶进行密封,以防塑料加工过程中产生的气体跑到外面(塑料加工过程中产生的气体可通过专用设备进行集中收集再经过净化处理方可排入大气中)。 PVC常用添加剂DEHP的危害: 因DEHP(邻苯二甲酸二酯)容易雾化,其他乙烯基产品包括汽车内部、淋浴胶帘或铺地板物料等,也会释放有毒气体入大气,而DEHP也易溶入油性液体中。另外,人们也开始关注到,儿童若嘴嚼这些软塑玩具,会有添加剂渗出的安全问题。一些研究表明,这添加剂也许令健康问题复杂化,但需要进一步研究。根据一些医疗研究显示,PVC增塑剂也许会导致慢性病:譬如硬皮病、胆管癌(cholangiocarcinoma)、angiosarcoma、脑癌与acrosteolysis 。2004年,瑞典和丹麦学者组成的的研究小组发现,常用在PVC的邻苯二甲酸酯DEHP和BBzP,和儿童过敏有相当强烈的关连性。 对未增塑聚氯乙烯(U-PVC),由于不含增塑剂,不存在DEHP渗出,但是加工过程中通常会加入稳定剂,目前大多数是铅盐稳定剂,铅是一种有毒的物质,在使用过程中会有渗出,危害人体健康,同样不可忽视.目前已经有非铅盐稳定剂,但成本高,还没有推广普及.[编辑本段]中国PVC市场的发展 近年来,中国聚氯乙烯(PVC)发展速度惊人,新建、扩建项目纷纷上马,产能迅速扩大,产量大幅提高。1997-2006年,中国PVC产能、产量年均增长率分别高达和。 2006年全国聚氯乙烯树酯累计产量为8,238,吨;2007年全国聚氯乙烯树酯累计产量达到9,716,吨;2008年1-5月全国聚氯乙烯树酯累计产量为4,028,吨。 2008-2012年,全球聚氯乙烯(PVC)的市场需求有望以年均4%的速度快速增长,尤其是一些发展中国家,市场需求将呈现迅猛增长的态势。中国聚氯乙烯树脂需求也将保持快速增长,特别是在建材方面,近年来正处于高速增长期。随着中国市场国际化的步伐加大,聚氯乙烯树脂包装材料和管材在水泥、化肥、粮食、食品、饮料、药品、洗涤剂、化妆品等领域都将有广阔的发展空间,其需求量相应大幅度增长;另外,汽车、通讯、交通领域对聚氯乙烯树脂的需求也呈高速增长,中国聚氯乙烯树脂工业仍有较大的发展空间。[编辑本段]聚氯乙烯PVC期货 聚氯乙烯PVC期货聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,简称PVC),是我国第一、世界第二大通用型合成树脂材料,由于具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及比较容易加工等特点,目前,PVC已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一,在工业、建筑、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等领域均有广泛应用,与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和ABS统称为五大通用树脂。 一、聚氯乙烯简介 聚氯乙烯是一种无毒、无臭的白色粉末。它的化学稳定性很高,具有良好的可塑性。除少数有机溶剂外,常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50~60%的硝酸及20%以下的烧碱,对于盐类亦相当稳定;PVC的热稳定性和耐光性较差,在140℃以上即可开始分解并放出氯化氢(HCl)气体,致使PVC变色。PVC的电绝缘性优良,一般不会燃烧,在火焰上能燃烧并放出HCl,但离开火焰即自熄,是一种“自熄性”、“难燃性”物质。基于上述特点,PVC主要用于生产型材、异型材、管材管件、板材、片材、电缆护套、硬质或软质管、输血器材和薄膜等领域。 二、聚氯乙烯的分类 根据应用范围不同,PVC可分为:通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。通用型PVC树脂是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的;高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中加入链增长剂聚合而成的树脂;交联PVC树脂是在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。通用型聚氯乙烯由于制备方法简单、用途广泛,在现货市场上流通的绝大部分都是通用型的聚氯乙烯树脂,而高聚合度的和交联的PVC树脂一般在特殊领域应用较多。 根据氯乙烯单体的获得方法来区分,可分为电石法、乙烯法和进口(EDC、VCM)单体法(习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法)。目前,世界上多为乙烯法PVC,而我国则主要以电石法PVC为主。 根据氯乙烯单体的聚合方法,聚氯乙烯的获得又有悬浮法、乳液法、本体法和溶液法之分。悬浮法以其生产过程简单,便于控制及大规模生产,产品适宜性强,是PVC的主要生产方式,从世界范围内讲,悬浮法PVC的生产量约占总量的80%。本体法不用水和分散剂,聚合后处理简单,产品纯度高,但是存在聚合过程搅拌和传热的难题,生产成本较高,属于淘汰类工艺,其生产能力不到总量的10%,我国目前只有四川宜宾天原采用本体法生产PVC。乳液法聚合时以水为分散介质,制得的颗粒较细,热稳定性和电绝缘性不佳,适宜糊树脂的生产,主要用于制造人造革、浸渍手套、纱窗、水田靴、工具把手、壁纸、地板卷材、蓄电池隔板和玩具等,我国PVC糊树脂的产量不到PVC总产量的4%。溶液聚合只用来生产涂料或特种产品。在美国,使用各种聚合方法生产的树脂比例是:悬浮法、乳液和微悬浮法、本体聚合法、溶液法。在我国,90%以上的PVC都是采用悬浮法制备生产的。 三、聚氯乙烯的生产工艺及成本分析 1.生产工艺 PVC的生产主要有两种制备工艺,一是电石法,主要生产原料是电石、煤炭和原盐;二是乙烯法,主要原料是石油。国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主,而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制,则主要以电石法为主,截至到2007年12月,电石法约占我国PVC总产能的70%以上。 值得注意的是,在电石法制备PVC中,原盐电解后氯化氢用于生产PVC,剩余的钠部分用于生产烧碱,所以,氯、碱实际上存在共生关系,氯碱平衡也是整个行业发展过程中不得不考虑的重要因素。 2.成本分析 从生产成本角度分析,两种工艺在不同经济发展周期,成本差别较大。通常情况下,在国际宏观经济高速发展阶段,由于油价较高,乙烯法生产成本较高,电石法成本优势明显;而一旦国际经济进入衰退,油价将在低位运行,电石法由于能耗较高,煤电油运等价格有支撑,成本优势消失。自2003年以来,国际油价大幅攀升,使乙烯法PVC成本增加,而电石法生产则受此影响较小,从而导致国内电石法PVC生产装置建设的新一轮热潮,使电石法PVC产能急剧扩大,对乙烯法PVC生产形成了极大挑战,许多乙烯法企业处于亏损边缘。但随着2008年5月之后原油价格的持续下调,乙烯法的成本优势明显,电石法生产厂家微利运行,甚或难以为继。 电石法成本构成主要由电石费用、氯化氢费用和水电费构成。国家标准规定:生产1吨PVC消耗电石~吨,(一般以计算,但一般实际生产过程中消耗会高于这个比例,只有少数能达到标准),消耗氯化氢气体~吨(一般以计),每吨耗电量约450~500kw?h,另有其它项目开支,如包装费、引发剂、分散剂、水费、管理人员费用等因生产厂家和生产规模的不同而不尽相同。总体来讲,电石法的成本构成分配比例约为:电石占65~70%,氯化氢占15%,电力占6%,其他制造费用占6%。电石法的一个显著特点为耗电较高,不但在生产PVC时要耗费电力,由焦炭制备电石也要消耗大量的电,如生产1吨电石约需消耗3450 kw?h的电、吨的焦炭和吨的石灰石。 乙烯法成本的主要因素有乙烯消耗量、氯气消耗、耗电量、加工助剂、管理人工费用等。乙烯法每生产1吨PVC要消耗乙烯吨,消耗氯气吨,两者约占成本的60%左右。在原料成本中乙烯成本占了主要部分,乙烯价格对聚氯乙烯的成本有较大影响。虽然乙烯法耗能量较电石法低,但其设备投资却十分巨大,因此设备折旧在成本中所占比重较大。而设备投资是固定的,因此乙烯、氯乙烯价格的变化是聚氯乙烯树脂价格变动的主要因素。 四、聚氯乙烯的主要用途及产业链 1.聚氯乙烯异型材 型材、异型材是我国PVC消费量最大的领域,约占PVC总消费量的25%左右,主要用于制作门窗和节能材料,目前其应用量在全国范围内仍有较大幅度增长。在发达国家,塑料门窗的市场占有率也是高居首位,如德国为50%,法国为56%,美国为45%。 2.聚氯乙烯管材 在众多的聚氯乙烯制品中,聚氯乙烯管道是其第二大消费领域,约占其消费量的20%左右。在我国,聚氯乙烯管较PE管和PP管开发早,品种多,性能优良,使用范围广,在市场上占有重要位置。 3.聚氯乙烯膜 PVC膜领域对PVC的消费位居第三,约占10%左右。PVC与添加剂混合、塑化后,利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜,用这种方法加工薄膜,成为压延薄膜。也可以通过剪裁,热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用。经双向拉伸的薄膜,所受热收缩的特性,可用于收缩包装。 4.PVC硬材和板材 PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料,经混炼后,用挤出机可挤出各种口径的硬管、异型管、波纹管,用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手。将压延好的薄片重叠热压,可制成各种厚度的硬质板材。板材可以切割成所需的形状,然后利用PVC焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。 5.PVC一般软质品 利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等;利用注射成型机配合各种模具,可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。 6.聚氯乙烯包装材料 聚氯乙烯制品用于包装主要为各种容器、薄膜及硬片。PVC容器主要生产矿泉水、饮料、化妆品瓶,也有用于精制油的包装。PVC膜可用于与其它聚合物一起共挤出生产成本低的层压制品,以及具有良好阻隔性的透明制品。聚氯乙烯膜也可用于拉伸或热收缩包装,用于包装床垫、布匹、玩具和工业商品。 7.聚氯乙烯护墙板和地板 聚氯乙烯护墙板主要用于取代铝制护墙板。聚氯乙烯地板砖中除一部分聚氯乙烯树脂外,其余组分是回收料、粘合剂、填料及其它组分,主要应用在机场候机楼地面和其它场所的坚硬地面。 8.聚氯乙烯日用消费品 行李包是聚氯乙烯加工制作而成的传统产品,聚氯乙烯被用来制作各种仿皮革,用于行李包,运动制品,如篮球、足球和橄榄球等。还可用于制作制服和专用保护设备的皮带。服装用聚氯乙烯织物一般是吸附性织物(不需涂布),如雨披、婴儿裤、仿皮夹克和各种雨靴。聚氯乙烯用于许多体育娱乐品,如玩具、唱片和体育运动用品,目前聚氯乙烯玩具增长幅度大,由于聚氯乙烯玩具和体育用品生产成本低,易于成型而占有优势。
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一、什么叫白色污染 这要从塑料开始谈起。塑料是一类高分子材料。以石油为原料可以制得乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等,这些物质的分子在一定条件下能相互反应生成分子量很大的化合物(即高分子):聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。我们通常使用的塑料就是由上述四种高分子组成的材料(聚乙烯、聚丙烯薄膜抖动时声音发脆,而聚氯乙烯薄膜则较柔软,抖动时无发脆声音;发泡塑料一般是聚苯乙烯,燃烧时有浓烟)。从上世纪六十年代开始,塑料进入广泛实用阶段。由于塑料具有很多优点:它取材容易,价格低廉,加工方便,质地轻巧,因此塑料一问世,便深受世界欢迎,它迅速渗入到社会生活的方方面面,塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等。塑料被列为20世纪最伟大的发明之一,塑料的普及被誉为白色革命。 随着塑料产量不断增大,成本越来越低,我们用过的大量农用薄膜、包装用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被抛弃在环境中,给景观和环境带来很大破坏。由于塑料包装物大多呈白色,它们造成的环境污染被称为白色污染。 二、白色污染的危害 白色污染存在两种危害:视觉污染和潜在危害。 视觉污染指的是塑料袋、盒、杯、碗等散落在环境中,给人们的视觉带来不良刺激,影响环境的美感。前几年,有人戏称我国有两座万里长城,一为古长城,二为白色长城,指的是我国铁路沿线到处是白色的饭盒、塑料袋,这就是视觉污染。在我们学校,随处可见一次性饭盒、各色塑料袋,起风时候,塑料袋到处飘扬,严重影响校园的美观。 白色污染的潜在危害则是多方面的。 1、 一次性发泡塑料饭盒和塑料袋盛装食物严重影响我们的身体健康。3月20日,北京市消费者协会发布2001年第1号消费警示:当温度达到65°C时,一次性发泡塑料餐具中的有害物质将渗入到食物中,对人的肝脏、肾脏及中枢神经系统等造成损害。因此,2001年4月23日,国家经贸委发布了〈〈关于立即停止生产一次性发泡塑料餐具的紧急通告〉〉,要求停止生产一次性发泡塑料饭盒。 我们现在用来装食物的超薄塑料袋一般是聚氯乙烯塑料。早在四十年前,人们就发现聚氯乙烯塑料中残留有氯乙烯单体。当人们接触氯乙烯后,就会出现手腕、手指浮肿,皮肤硬化等症状,还可能出现脾肿大、肝损伤等症。1975年,美国就禁止用聚氯乙烯塑料包装食品和饮料。在我国,更为严重的是,我们用的超薄塑料袋几乎都来自废塑料的再利用,是由小企业或家庭作坊生产的。中央电视台〈〈新闻调查〉〉节目组曾经岸访了塑料袋的生产厂,这些生产厂所用原料是废弃塑料桶、盆、一次性针筒等。生产时,首先用机械把原料粉碎成塑料粒子,再把塑料粒子放在一个水池里清洗(名曰消毒),取出来晒干,再用机械把它压成膜,制成各种塑料袋。记者问老板,这种塑料袋用来装食物,是否对人体有害,该老板毫不遮掩地承认这类薄膜未经消毒,肯定有害于身体,他本人从不用这种塑料袋装食物。每次吃饭时,就有不少同学用塑料袋装饭菜,他们不知道这种行为不仅危害环境,也危害自己的身体。 2、 使土壤环境恶化,严重影响农作物的生长。我国目前使用的塑料制品一般是不可降解的,其分子量在2万以上,只有分子量降为2000以下时,才能被自然界中微生物所利用,而这一过程至少需200年。农田里的废农膜、塑料袋长期残留在田中,会影响土壤的透气性,阻碍水分的流动,从而影响农作物对水分、养分的吸收,抑制农作物的生长发育,造成农作物的减产。若牲畜吃了塑料膜,会引起牲畜的消化道疾病,甚至死亡。 3、 填埋作业仍是我国处理城市垃圾的一个主要方法。由于塑料膜密度小、体积大,它能很快填满场地,降低填埋场地处理垃圾的能力;而且,填埋后的场地由于地基松软,垃圾中的细菌、病毒等有害物质很容易渗入地下,污染地下水,危及周围环境。 4、 若把废塑料直接进行焚烧处理,将给环境造成严重的二次污染。塑料焚烧时,不但产生大量黑烟,而且会产生迄今为止毒性最大的一类物质:二恶英。二恶英进入土壤中,至少需15个月才能逐渐分解,它会危害植物及农作物;二恶英对动物的肝脏及脑有严重的损害作用。焚烧垃圾排放出的二恶英对环境 的污染,已经成为全世界关注的一个极敏感的问题。 三、白色污染的防治 1、 停止使用一次性餐具及超薄塑料袋。由于一次性塑料餐具难降解,现在许多城市都推广使用绿色餐具——纸制餐具,因为纤维素能被微生物降解。但许多环保专家认为,用纸制餐具代替发泡塑料餐具亦不明智。首先,纸制餐具同样也会带来视觉上的污染,因为它们的降解速度并不快,往往在几十天甚至几个月内也不会降解彻底。其次,制纸制餐具时,除用到草浆、稻浆外,还要加入1/3左右的木浆,若全面推广,势必造成大量木材的消耗,导致森林砍伐的加剧。值得注意的是,我国森林覆盖率仅为,人均占有森林面积只相当于世界人均水平的,居世界112位。第三,制纸浆历来是耗水大户、耗能大户及排污大户。造浆工艺需大量水,而我国人均水的占有量在世界上排88位,已被列为世界12个贫水国家的名单上;若污水未经处理,直接排入河流中,会引起水污染;纸制餐具成型后需立即烘干,这就需要耗大量能。而我国能源结构是以燃煤为主,这样就会增加空气中SO2的含量,引起酸雨。因此,无论是从环保角度,还是从节约资源角度,不使用一次性塑料餐具及纸制餐具都是一件好事。任何一次性餐具不仅不利于环保,也是对资源的最大的浪费。我们在日常生活中,应拒绝使用超薄塑料袋买菜或盛装食物,买菜可用菜篮子或较厚塑料袋,避免使用上的一次性,从而减少塑料袋对环境的污染。 2、 回收废塑料并使之资源化是解决白色污染的根本途径。其实,塑料和其它材料比,有一个显著的优点:塑料可以很方便地反复回收使用。废塑料回收后,进行分类、清洗后再通过加热熔融,即可重新成为制品。从组成看,聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯均由碳氢元素组成,而汽油、柴油等燃料也是由碳氢元素组成,只不过分子量较小。因此,把这几类塑料隔绝空气加热至高温,使之裂解,把裂解产物进行分馏,可制得汽油与柴油。 近年来,一些国家大力开展3R运动:即要求做到废塑料的减量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)。目前,在德、日、美等国家,由于重视对包装材料的回收处理,已经实现了塑料的生产、使用、回收、再利用的良性循环,从根本上消除了白色污染。 3、 研究开发降解塑料。降解塑料具有与普通塑料同样的使用功能,但在完成其使用功能而被废弃后,其化学结构可以在某些条件下发生变化,使高分子分解成分子量较小的分子,最后,被自然环境所同化。降解塑料有三类:光降解塑料、生物降解塑料及双降解塑料。但是现在许多降解塑料并非100%降解,只是把塑料变为塑料碎片,据报道,我国陕西杨凌农业高新技术产业示范区已研制成功100%降解的塑料。它是将淀粉和不可降解的塑料通过特殊设备粉碎成纳米级后进行物理结合,再将两者比例控制在一定范围内。用这种新技术生产的农用地膜,经过四至五年的大田试验,结果显示,在70天至90天内,淀粉完全降解为H2O、CO2,塑料变为对土壤和空气无害的细小颗粒,并在17个月内同样完全降解为H2O、CO2。现在这种塑料已投入批量生产。目前在世界上降解塑料还远远没有得到大规模使用。开发使用降解塑料也只能作为解决白色污染的辅助措施。 4、 加强环保宣传,提高公民的环保意识,在社会上形成良好的环保氛围,是解决白色污染及其它各种形式污染的前提。例如,要回收废塑料,就要实行垃圾回收分装制度,把不同类的垃圾放在不同的垃圾桶内,这就需要我们有高度自觉的环保意识。 让我们人人树立以爱护环境为荣,破坏环境为耻的思想,以实际行动来消除校园里的白色污染及其它污染,把四中建设为绿色校园,文明校园。
改革开放以来,我国化工行业发展迅速,为国民经济发展做出了重要贡献。同时,我国化工行业经营环境也日趋复杂,面临的风险和安全隐患也越来越大。下面是我为大家推荐的化工类 毕业 论文,供大家参考。
化工类毕业论文 范文 一:化学工程学科集群分析
一、我国化学工程与技术专业学科集群现象
经过调查统计,我国共有100多所高校招有化学工程与技术专业硕士研究生,该专业研究方向过多,一个专业出现87个研究方向。研究方向的划分有的甚至是跨学科的。如化学工程与技术专业是属于工学的,应用化学专业是属于理学,可应用化学居然是化学工程与技术专业的一个研究方向。同属于一个研究方向,研究方向的名称也是多样化的,缺乏统一标准,如安徽大学、南昌大学的绿色化学工程,上海大学就称为绿色化学与工艺。为了解决上述问题,我们请教了化工领域的专家,给这87个研究方向做一个归类,分为9个大的方向(表1)。由表1可以发现我国化学工程与技术专业是存在学科集群现象的,表现在:专业的学科建设,已经不单是化学工程的问题,而涉及到了化学化工研究的所有领域,包括应用化学、环境化工、工业催化、资源与材料工程、新能源技术、生物工程与技术、过程系统工程、油气加工及石油化工等。我国化学工程与技术专业学科集群的力度较大,表现在:各个高校的研究方向基本上都比较多,如清华大学、中国矿业大学、北京工业大学、北京理工大学、华南理工大学、华东理工大学、上海大学等高校,其研究方向都是传统与现代并存,传统化学化工的研究方向所占比例较大,如化学工程,包含的研究方向较多。部分代表21世纪化学化工发展方向的研究方向,在很多学校都受到重视,如资源与材料工程,研究方向也比较多。
二、化学工程与技术专业学科集群的创新及竞争优势
本文选择山西省高校做研究,分析其师资力量情况,以分析化学工程与技术专业集群的创新及竞争优势。山西省作为我国化工3大生产基地,化学化工产业是山西省的支柱产业,化学化工专业是山西省高校、特别是工科院校的学科优势之一。选择山西大学、中北大学、太原理工大学的化学化工学院为样本(见表2),按照前文对学科集群的认识,这些学院都有9个以上相关专业和研究方向,已经形成了一定的学科集群规模。其中论文指该学院教师被SCI、EI、ISTP3大检索刊物收录的论文数。中北大学的数据包含了CA论文。山西大学的数据不包括ISTP论文。专著指该学院教师出版的学术专著数,不包括教材。项目及奖项指该学院教师申请的省部级以上项目、经费及省部级以上奖项。发明专利指:该学院教师申请并且授权的发明专利。3所高校的化学化工学院拥有一定数量的教授和博士生导师,博士学位的教师也占到了较大比例。3所学院教师的科研成果也较为可观,被3大检索刊物收录的论文数量较多,出版了一定数量的专著,申请了一定数量的国家自然科学基金项目。山西大学化学化工学院承担了国家自然科学基金的重大攻关项目,以及“863”项目,甚至获得了国家科技进步奖和国家技术发明奖二等奖各1项。中北大学化学与环境学院承担过“973”项目,获得过国家技术发明二等奖1项,三等奖2项,国防科学技术一等奖2项。中北大学和山西大学还拥有发明专利十几项。从师资力量来看,应该说学科集群让山西省高校化学化工领域的创新取得了一定的成就,使得山西省高校化学化工专业在全国具有了一定的竞争优势和影响力。
三、化学工程与技术专业学科集群的协同创新模式
山西大学至今已与国内20余所高校、科研院所建立了学术交流与合作关系;与日本岩手大学、香港浸会大学等国家和地区的高校及科研单位签订协议,开展交流。在校企合作方面,与山西三维集团股份有限公司、太原钢铁(集团)公司、天脊集团等大型企业,在产品研发、岗位培训等多方面进行了良好的合作。太原理工大学与山西化工研究所建立了山西省化学工程技术中心,还与山西焦化集团公司等6个企业建立了长期稳定的产学研合作关系。中北大学安全工程系与航天一院、航天三院、北京理工大学、南京理工大学、第二炮兵工程学院、西安近代化学研究所等科研机构和相关生产企业进行了卓有成效的科研项目合作。从产学研合作角度来看,三所高校都与国内外相关院校、科研院所和企业建立了良好的产学研合作关系。从企业合作的视角来看,在研发方面,与山西省的产业集群密切相关,合作领域主要为新能源技术、环境化工、生物工程与技术。3所高校的化学工程与技术学科集群与山西省的产业集群具有一定的协同关系,构建了学科集群与产业集群协同创新的模式,围绕着山西省的产业特色,为山西省地方经济服务。
四、我国化学工程与技术专业集群的路径
从以上3所高校的情况来看,基本上已经完成了单个高校某个学科的集群,在3所高校内部相关专业之间建立了学科集群,集群的方式是建立化学化工学院,统筹化学化工各个专业,从多学科、多专业、多研究方向的角度,进行学科集群。关于区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地高校、研究所和企业之间的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的实效。集群的方式是产学研合作,与山西省高校、科研院所和企业建立合作关系,从而服务地方经济。关于跨区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地之外高校、研究所和企业之间的集群,中北大学有一定的建树,却没有进一步深入。中北大学之所以能够有一定建树的原因是该校原来是部属院校,与其他部属院校具有一定的合作关系。因此,中北大学的跨区域学科集群,仅仅局限于与兄弟院校的合作,还没有进一步深入到与其他省份企业的合作上。
五、结论
第一,我国高校化学工程与技术专业有87个研究方向,扩散性较强,涉及到了化学化工的各个领域,表明该专业的建设具有学科集群现象,并且已经以建院的形式,完成了单个高校某个学科的集群。第二,学科集群有利于团队建设,从而能够产生一定的创新成果,与产业集群一样,使得高校学科建设具有一定的竞争优势和影响力。第三,学科集群与高校所在地产业集群存在一定的协同关系,也就是说,学科集群首先必须与高校所在地经济发展特色密切相关。只有这样,才能实现产学研结合,服务地方经济。第四,从学科集群的路径来看,单个高校某个学科的集群已经完成,区域性学科集群也具有了一定的规模,跨区域性学科集群还有待于进一步发展。当然,我们相信,在区域性学科集群发展到一定程度后,必然会走向跨区域性学科集群。
化工类毕业论文范文二:生物质化学人才培训思考
一、生物质化学工程人才的需求分析
能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。
二、生物质化学工程人才的知识结构
生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术 方法 、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。
三、生物质化学工程人才培养的探索与实践
(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围
2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的 报告 ,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。
(二)理论与实验课程体系
根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。
(三)实习、实践和毕业环节
生物质化学工程模块依托化学工程省级重点学科和生物质能源工程研究中心建设,师资力量雄厚,拥有专职教师14人。其中,正高职称5人,副高职称7人,11人具有博士学位,7人具有海外 留学 经历。生物质化学工程模块教师的科研成果成功实现产业转化,与企业建立了良好的合作关系。生物质化学工程模块不断加强产学研合作,与宁波杰森绿色能源科技有限公司、温州中科新能源科技有限公司等企业签订了共建大学生创新实践基地的合作协议,设立了企业专项奖助学金,拓展了实习实践 渠道 ;还依托化工过程模拟基地,引入计算机模拟实习、沙盘模拟等方式,丰富了生产实习环节的教学手段。同时,生物质化学工程模块修订完善生产实习教学大纲和教学计划,根据实习厂和仿真软件编写实习手册,强化对实习的质量监控与反馈,建立科学合理的考评体系;增加“内培外引”师资的力量,加快实习指导师资队伍建设;从实习方式、实习内容、考核办法和师资队伍等多个角度出发,确保生产实习教学质量的全面提高,强化学生的工程意识和实践能力,培养学生的创新意识和创新能力。生物质化学工程模块教师承担了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省科技厅重大招标项目、浙江省科技计划项目和企业委托开发项目数十项。从这些科研和工程开发项目中选取的毕业环节课题,更加贴近科学研究、工程设计或工业生产的实际情况,能够全面检验学生所学的理论知识及其综合运用能力,全方位增强学生结合工程实际,发现问题、分析问题和解决问题的能力,为学生步入工作岗位打下良好基础。依托实践教学平台,从“产品工程”的理念出发,选取若干个恰当的产品,串联实验、课程设计、实习、毕业环节和课外科技活动等教学内容,帮助学生理顺知识体系,建立起绿色化学和节能环保的基本理念。以生物柴油为例,核心反应是酯交换反应,可以采用水力空化等技术强化反应过程;产物需要采用精馏方法分离,生产废水需要采用电渗析等方法加以分离;生产过程中还涉及流体流动和传热等问题;生物柴油这一产品可以将多个实验内容组合成一个有机整体,有效降低实验原料的消耗。教学可以选取其中部分内容作为单元设备设计进行,可以将生物柴油生产车间作为化工设计的教学内容,可以选取部分内容作为学科课外科技项目或毕业环节的研究内容,还可以将生物柴油生产作为创业大赛的竞赛内容。学生可以到生物柴油生产企业进行实习,将工艺革新、过程强化和产品工程融为一体,并通过实验室规模与工业化规模的对比,强化工程意识。
刘学鹏1,2 张明昌1
(1.中国石化石油工程技术研究院,北京 100101;2.中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249)
摘 要 化学交联聚乙烯醇(PVA)通过在滤饼和过滤介质交界面形成均匀、致密的交联PVA固体膜,改变了滤饼渗透率,起着控制失水的主要作用。本文讨论了目前广泛应用的两类化学交联聚乙烯醇降失水剂的作用机理和性能,并从分子角度提出对PVA进行进一步改性、提高其耐高温性能的途径。
关键词 聚乙烯醇 降失水剂 合成 油井水泥 水泥外加剂
Study on the Way to Improve the Temperature-InsistantSubstantially of the Polyvinyl Alcohol Fluid-Loss Additive
LIU Xuepeng1,2,ZHANG Mingchang1
( Research Institute of Petroleum Engineering,Beijing 100101,China; of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China)
Abstract The main factors in FL reduction by chemically crosslinked polyvinyl alcohol(PVA)is the reduction in filter cake permeability:a tough,monolithic and compact polymer film is formed on the filter membrane surface under the filter this paper,the mechanism and properties of two kinds of chemically crosslinked polyvinyl alcohol(PVA)were PVA was further modified from the molecular level, and the high temperature resistance property was enhanced could be used next to 150℃as the fluid-loss additive for oil well cement.
Key words polyvinyl alcohol;fluid-loss additive;synthetic;oil cement;cement additive
油井水泥降失水剂是一种能控制水泥浆中液相向渗透性地层滤失,从而保持水泥浆适当水灰比的材料。它是油井水泥外加剂中最重要的一类外加剂,其使用直接关系到固井施工的成败和油井寿命、产能等一系列问题。聚乙烯醇(PVA)降失水剂较其他剂型具有价格适中、对缓凝时间和抗压强度影响小,且有一定的成膜防气窜作用等优点,有很好的应用前景[1]。
通常未改性的PVA降失水效率低,加量大,只能用于50℃以下的地层[1]。目前,在固井施工中广泛使用的PVA降失水剂绝大多数是化学交联改性产品,其最高使用温度也提升到70~120℃之间[2~5]。这种化学改性PVA在应用过程中能形成具有一定强度的空间网状结构,束缚自由水的流动,同时还能与界面形成一层致密的具有防气窜作用的低渗透膜进一步降低失水[5]。
随着石油勘探开发事业向深井、超深井方面发展,更高的井底温度给固井工程带来更大的挑战。如何以化学手段,从分子角度对PVA进行改性,进一步提高其使用温度,对于固井作业具有重要意义。本文在调研PVA降失水机理的基础上,探讨了有效提高PVA降失水性能的途径。
1 PVA及其降失水机理
PVA结构
聚乙烯醇(PVA)是由聚醋酸乙烯水解而得的白色、粉末状树脂。图1是PVA分子的结构片段,其分子包含大量羟基(—OH)结构和少量未水解的羧甲基(—COCH3)。常见的PVA可按分子量与水解度的不同分为许多种型号,按分子量分为300、500、1200、1700、2200、2400等;据水解度分为99%水解度(完全水解型)、88%水解度、78%水解度,水解度更低的也有,但不常见。国内产品的标示是前两位分子量,后两位水解度,如1788、1799等。
图1 PVA分子结构片段
PVA的化学结构稳定,10%热分解温度大于200℃,在高温碱性溶液中化学结构十分稳定。抗钙、镁离子的能力强,属于非离子聚合物,对水泥浆凝结时间影响小,且价格适中,适合作为开发耐高温固井水泥降失水剂原料或组分[1]。
PVA降失水机理
降失水剂发挥作用主要通过3个方面:一是增加滤液黏度,增加自由水的运动阻力;二是调整泥饼中的颗粒粒度配比,控制细粒子流失,使滤饼更加致密,降低渗透率;三是改变水泥颗粒表面的电性质,增加滤饼毛细孔的润湿性能[1]。
研究表明,滤液黏度的增加并不是PVA降低失水性能的主要原因。PVA在滤饼与过滤介质的交界处是否能形成致密的耐温聚合物膜才是降低滤饼渗透率、减少失水的主要原因[1,5]。使用未交联的PVA时,尽管PVA在室温下就能通过羟基(—OH)在分子内和分子间形成氢键,但是这种氢键易破裂,机械力学性能比较差[1],因此在滤饼与过滤介质的交界处不形成薄膜,降失水能力差。这也是未改性的PVA降失水效率低的原因。如何形成交界处的低渗透薄膜,并使得其能够耐高温,成为提高PVA降失水剂性能的关键。目前的各种化学交联方法就是针对这一主要因素进行的。
2 化学交联改性PVA降失水剂
以化学手段,从分子角度对PVA进行改性,提高其使用温度的研究,国外始于20世纪80~90年代[6,7]。国内这方面的研究工作也在近些年有了很大的进展[1~3],相关产品也被广泛应用。其主要途径分为两个方面:一是硼酸、钛酸、铬酸或相应的无机盐交联改性[5,6,8~12];二是戊二醛交联改性[1~4,7,13,14]。这两种改性方法的主要目的均是使其能够在交界处形成低渗透耐温薄膜。
硼酸、钛酸、铬酸或相应的无机盐交联改性
最早用于生成和强化PVA降失水剂滤饼与过滤介质交界处的低渗透薄膜的方法是用线型PVA与一定比例的硼酸、钛酸、铬酸或相应的无机盐等凝胶剂共混。PVA和硼酸等在水泥浆中接触发生络合结构,在碱性条件下进一步增强这种络合结构,如图2所示。美国早在1990年就有这方面的专利报道[6],而对于其络合机理也有研究[12]。近些年,国内在这方面的研究应用也已经十分成熟[11]。
图2 PVA与硼酸的络合反应
共混交联PVA通过分子与凝胶剂分子在过滤介质表面相互接触、粘结形成低渗透性凝胶膜来降低失水,将失水性能大幅度提高。但是这种产品有一定应用局限性,在小于40℃时,难形成均匀络合物膜,大于95℃时络合物膜又易分解,不能作为耐高温降失水剂[1]。
戊二醛交联改性
针对共混交联形成聚合物膜不稳定的问题,又出现了采用戊二醛化学交联方法增加聚合物膜强度的方法(图3)。国外在1994年就有这方面的专利报道[7],而对于其交联机理也有研究[13]。国内近年也做了相关研究[1,3],并有相关应用专利申请[2]。
戊二醛化学交联PVA,也是通过在滤饼与过滤介质的交界面处形成聚合物膜来控制失水的。但是这种化学交联较硼酸等的共混交联更为稳定,使得富含羟基的化学交联PVA胶粒更易于在过滤交界处聚集,形成彼此相互粘结的连续整体[1],进而促进形成均匀的固体薄膜,研究指出,在滤饼中聚集的化学交联PVA胶粒同样可以生成不连续的固体膜。这使得戊二醛化学交联的PVA的使用温度能达到120℃。当温度进一步升高超过120℃时,PVA胶粒和形成的固体薄膜将逐渐溶解,低渗透性凝胶膜逐渐消失,失水量会突然增加。
图3 PVA与戊二醛的络合反应
提高PVA降失水剂抗温性能的途径
化学交联法表明,针对PVA分子结构进行化学改性,能够提高其作为降失水剂的耐温性能,并使其最高使用温度达到120℃。目前,这也是PVA类降失水剂单独使用时所能适用的最高使用温度。如前所述,PVA的化学结构稳定,10%热分解温度大于200℃,能否进一步提高其使用温度?
近期,德国慕尼黑工业大学的Plank等[15]对PVA的降失水机理进行了细致而深入的研究,并给出了提高PVA降失水剂性能的建议。归纳为三点:一,提高PVA分子高温时在颗粒表面的附着力;二,增加抗温封堵粒子;三,采用高分子量、水解度的PVA原料。这与国内陈涓等[1]的早期研究结论一致,其目的就是促进形成均匀的固体薄膜,并增加它的抗温能力。针对上述研究结果,对PVA进行进一步改性开发,可以得到具有良好降失水性能的PVA抗温产品。
乙二醛、戊二醛交联
采用乙二醛、戊二醛混合交联,优化合成路线,得到抗温成膜PVA降失水剂。运用前文所述的二醛交联法,优化物料加量及反应路线,能进一步提升抗温降失水能力到125℃。超过该温度,所形成的低渗膜也将逐渐溶解,水泥浆失水会大幅增加。图4是125℃时形成的滤饼和低渗滤膜。
图4 滤饼和低渗滤膜(125℃)
无机纳米封堵颗粒改性
根据Plank等的研究,本文采用纳米二氧化硅(30nm)以环氧氯丙烷将其接枝到PVA分子上[16],然后再采用戊二醛交联,得到另一种抗温成膜PVA降失水剂,反应路线见图5。改性后的PVA在130℃以下具有较好的降失水能力,但是稠度较大不利于现场实际应用。图6是纳米二氧化硅改性PVA样品图。
图5 纳米二氧化硅(约30nm)接枝改性
图6 二氧化硅接枝PVA样品
有机耐温封堵颗粒改性
通过以上研究可以看出,尽管二醛交联和引入具有封堵抗温能力的纳米二氧化硅改性PVA都提高了其耐温性能,但是提升有限。原因是当温度进一步升高时,PVA分子都会迅速溶解随游离水一同漏失。如何降低其高温溶解度、增加其在水泥颗粒表面的附着力,将有利于进一步提升其耐温性能。采用Plank等的研究结论:以二醛交联增加聚合物膜的强度,换用有机耐温聚合物作为高温封堵粒子,同时引入少量改变PVA分子性能的化学官能团降低其高温溶解度、增加其在水泥颗粒表面的附着力,综合提高其耐温性能。
本方法采用通过引入少量2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠(AMPS)增加分子附着力、少量具有耐温性能的刚性支撑结构N-乙烯吡咯烷酮(NVP)并加入一种合成的耐温高分子封堵粒子的方法,得到了150℃下有良好降失水能力的PVA成膜降失水剂,反应路线见图7。
图7 PVA化学接枝改性和引入的有机耐温封堵颗粒产品
小结
本文在探讨PVA降失水机理的基础上,探讨了有效提高PVA降失水性能的途径,合成出125℃和150℃温度下具有良好的降失水性能和优异的水泥浆综合性能的两个PVA改性降失水剂。为进一步对PVA进行改性,提高其耐高温性能提供了可参考的有效途径。
3 结 论
1)化学交联PVA在滤饼和过滤介质交界面形成均匀、致密的交联PVA固体膜,改变了滤饼渗透率,起控制失水的主要作用。
2)由两种醛混合共同化学交联PVA组成的固体膜强度高、稳定,能够提高PVA降失水剂的耐高温性能。
3)采用大分子量的PVA,引入增加分子附着力的分子,并加入封堵粒子,能够进一步提高PVA降失水剂的耐高温性能。
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刘学鹏1,2 张明昌1 张林海1 丁士东1 刘 伟1
(1.中国石化石油工程技术研究院,北京 100101;
2.中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249)
摘 要 目前,对油井水泥降失水剂作用机理的研究认识多是推测,没有详细的数据支撑。本文从失水量、滤液黏度和滤饼结构等试验数据出发,解释了聚乙烯醇降失水剂的作用机理。研究结果表明,聚乙烯醇降低失水量的主要影响因素不是其对水泥浆液的增黏作用,而是其对滤饼渗透率的降低,即在滤饼和过滤介质表面形成一层致密聚合物膜。
关键词 油井水泥 降失水剂 聚乙烯醇 作用机理
Mechanisms Involved in Fluid Loss Control of Oil-well
Cement Slurries by Polyvinyl Alcohol
LIU Xuepeng1,2 ZHANG Mingchang1,ZHANG Linhai1,DING Shidong1,LIU Wei1
( Institute of Petroleum Engineering,SINOPEC,Beijing 100101,China;
of Petroleum Engineering,China University of Petroleum(Beijing),
Beijing 102249,China)
Abstract Nowadays,most of knowledge about the function mechanisms of fluid loss control agent is a conjecture without the support of laboratory this paper,the function mechanisms of polyvinyl alcohol (PVA)was first systematically discussed by determining the quantity of fluid-loss,filtrate viscosity and the electrophoretic mobility of filter cake results show that main factors in FL reduction by PVA is not viscosifying effect but reduction in filter cake permeability:a tough,monolithic and compact polymer film is formed on the filter membrane surface under the filter cake so that the FL is not increased notably meanwhile the film formed with PVA starts to destroy and this results in abrpt increase of FL.
Key words Oil-well cement;fluid-loss additive;polyvinyl alcohol;functioning mechanisms
油井水泥降失水剂是一种能控制水泥浆中液相向渗透性地层滤失,从而保持水泥浆适当水灰比的材料,其对保证固井质量和保护油气层起着重要的作用[1,2]。聚乙烯醇(PVA)油井水泥降失水剂具有价格适中、对水泥浆缓凝时间和抗压强度影响小且有一定的成膜防气窜作用等优点,有很好的应用前景[3,4]。
本文以自合成的耐温120℃的非离子聚合物降失水剂聚乙烯醇PVA-120为对象,同时以耐温160℃的阴离子型(AMPS/AM/AA)共聚物降失水剂JHW-160为参照,结合陈涓等[3]的研究思路方法,进一步阐明聚乙烯醇类降失水剂的作用机理,尝试为深入探讨降失水剂作用机理提供一种系统性的研究思路。
1 实验部分
仪器
1)常压稠化仪,沈阳航天工业研究院生产。
2)高温高压降失水仪,沈阳航天工业研究院生产。
3)Zeta电位仪,上海中晨公司生产,JS94H型。
样品
JHW-160,工业产品,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠(AMPS)聚合而成三元共聚物;PVA-120,工业产品,以聚乙烯醇17-88经醛交联得到。
2 结果与讨论
失水量与加剂量及滤液黏度的关系
表1是降失水剂加量对水泥浆失水量和滤液黏度影响的测量数据。
表1 降失水剂加量对水泥浆失水量和滤液黏度的影响
注:“-” 表示没有进行数据测量。
从表1中可以看出,JHW-160随着剂量的增加,失水量逐渐减小。而PVA-120在加量小于% BWOC时,失水量很大,随着加量进一步增大,失水量从951mL·30min-1急剧降至34mL·30min-1,这种现象称作“门限效应”。当进一步增加降失水剂量时,失水量不再明显降低。由此可见,PVA-120与JHW-160二者的失水规律不同,降失水机理也不相同。数据结果与文献报道一致[3]。
从表1中可以看出PVA-120的滤液黏度随加量变化不明显,而JHW-160的滤液黏度随着加量增大逐渐增加,表现出相关性。当PVA-120的加量从%BWOC增加到%BWOC时失水量从951mL·30min-1急剧降至34mL·30min-1,而滤液黏度几乎没有任何变化,这说明滤液黏度不是聚乙烯醇降失水剂PVA-120能够控制水泥浆失水的原因;相反,对于离子聚合物类降失水剂JHW-160来说,聚合物黏度或浓度的作用是不可忽视的,随着加量的增加,加有JHW-160的水泥浆滤液黏度逐渐增加,失水量逐渐减小。
失水量与吸附量的关系
当PVA-120加量在%BWOC时,75℃的失水量为34mL·30min-1;而加量在%BWOC时,却不能控制失水。因此选用这两个加量点,考察二者在水泥颗粒表面的吸附量差异,结果见表2。
表2 PVA-120在水泥颗粒表面的吸附
试验结果表明,PVA-120在水泥颗粒表面的吸附量极低,远远小于降失水剂的加量。同时,当PVA-120加量在%BWOC和% BWOC时,二者在水泥颗粒表面的吸附量没有太大差别,而二者的失水分别为34mL·30min-1和951mL·30min-1。说明吸附在水泥颗粒表面的聚乙烯醇,不是PVA-120起降失水作用的主要原因。
失水量与滤饼电性质的关系
将滤饼重新分散在去离子水中测定滤饼颗粒的电泳迁移率,得到表3所示数据。
表3 失水量与滤饼颗粒的电泳迁移率的关系
研究PVA-120和JHW-160的滤饼可知,当PVA-120能控制住失水时,在滤饼与过滤介质的交界处形成一层厚度小于1mm的具有一定韧性的致密聚合物薄膜;同时在薄膜上层有一层较薄的滤饼,滤饼内部可见明显的不完整的薄膜夹层;而JHW-160只形成滤饼,且加剂量越大,失水量就越小,滤饼也会更薄。
分别将加有两种聚合物水泥浆失水试验得到的滤饼重新分散在去离子水中测定滤饼颗粒的电泳迁移率。发现加有PVA-120的水泥滤饼的电泳迁移率随加剂量增加变化不大,且与净浆滤饼的数值基本一致,说明滤饼的电性质没有改变,其降失水作用与此无关。这主要是由于PVA-120是非离子聚合物,不是以静电力作用吸附于水泥颗粒表面。而对于JHW-160随着加量增大,滤饼的电泳迁移率会由净浆的正值变为负值,同时当加量逐渐增大时,电泳迁移率的绝对值会更大,说明随着JHW-160的加入,水泥颗粒表面的电性质发生了本质上的改变,这种改变势必会对滤饼结构、润湿性等产生影响,进而对控制失水产生作用。研究结果与文献一致[3]。
失水量与滤膜的关系
研究结果表明,在滤饼与滤网处形成的致密聚合物薄膜是聚乙烯醇类降失水剂控水的关键,只要达到形成薄膜所需的聚合物浓度,失水量就不会有明显变化。要想进一步降低失水,就必须要了解这层薄膜的结构组成和形成过程。
从电子显微镜下(图1)我们可以清楚地看到滤膜的全貌结构图,进行局部放大可以看到滤膜是由许多粒径小于100μm的颗粒相互堆积而成的,在颗粒间有粘连结构。推测滤膜的形成是由PVA分子和水泥颗粒共同组成的整体,其中水泥颗粒相互堆积,并以PVA分子相互粘连。同时,水相法激光粒度仪测量水泥颗粒粒径分布的结果(D50=μm)显示水泥颗粒的粒径确实是主要分布在100μm以下,这与电子显微镜下观察到的粒径大小基本吻合。
图1 聚乙烯醇降失水剂滤膜结构电镜显微照片
当滤膜形成后,水泥浆的失水状态得到明显改善,失水量会瞬间减少,但是依然会有少量流出。这可能是由于滤膜结构是由水泥颗粒堆积而成,而水泥颗粒的直径分布显示其中粒径小于1μm的颗粒很少,这样滤膜上颗粒堆积会留有一些小的空隙不能被有效封堵(在电镜图中表现为黑色空洞),它们一旦串通就会表现为失水量的不断增加。推测,如果加入小粒径的材料封堵住这部分空隙,失水量将减小。
固定PVA-120加量为%BWOC,采用%缓凝剂DZH -2、水灰比、嘉华G级水泥的基浆配方,在100℃测定其失水量为,见表4。由于水泥的粒径主要分布在1~100μm,所以分别选用中等粒径的材料超细硅粉(D50=μm)和小粒径材料纳米锰粉(D50=μm),考察其对失水量的改善效果,结果见表4。
表4是100℃时3次试验的平均值。从数据结果看,随着加入材料粒径的减小,失水量逐渐减少。这也证明了改善滤膜堆积空隙结构能够提高其控失水效果的推测。
表4 加入小粒径材料后的失水数据
降失水剂的作用机理
油井水泥浆降失水剂作为油井水泥外加剂中最重要的一类外加剂,其使用直接关系到固井施工的成败和油井寿命、产能等一系列问题。目前应用较多的是阴离子聚合物体系(以AMPS为主要单体)和非离子聚合物体系(含胶乳体系和聚乙烯醇体系)。通过上文研究,进一步证明了这两类降失水剂的作用机理是不同的。阴离子聚合物体系是通过改变滤饼电性、增加游离液黏度实现控水的;在滤饼与滤网处形成致密聚合物薄膜是聚乙烯醇类降失水剂控水的关键。
3 结论
1)阴离子聚合物JHW-160是通过改变滤饼电性、增加游离液黏度实现控水的。
2)在滤饼与滤网处形成致密聚合物薄膜是聚乙烯醇类降失水剂PVA -120控水的关键。
3)增强聚乙烯醇类降失水剂滤膜的耐温性、改善滤膜的结构才是提高其抗温性能、增加其降失水效率的关键。
参考文献
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