有机化工合成范文
时间:2023-09-21 16:57:28
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篇1
煤炭有机化工发展的目的与意义
1有利于替代石油能源,实现煤炭高效洁净转化
结合我国煤炭工业现状,发展以煤炭为原料的有机化学工业,是解决企业对能源需求稳定而持续的要求,进而不断推动我国经济发展。在实际操作中,主要应用煤炭液化的手法,使得传统煤炭向高能石油的功效上相似的过度。其中液化的方法主要分为2类:直接液化与间接液化。直接液化是指工人在煤炭加工中通过对煤炭施加高温高压作用,使其直接加氢裂化成为油料产品;间接液化是指先直接对煤炭原料予以气化净化,得到氢气与一氧化碳等初级产品,之后在高温高压及催化剂作用下,合成相应的油料产品。此种方法对煤炭资源高效率的应用有着很大的促进作用,有利于对石油能源的替代,对当下能源资源危机的化解起到一定的缓解,进而提高了我国在能源经济上的国际竞争力。
2促进煤炭焦化工业,提高生产附加值
在传统的煤炭能源利用方面,由于其使用的技术与设施的局限,使得煤炭的利用上低效化,为此在今后煤炭企业发展过程中,为减少这样的浪费,我们需通过在原始煤炭利用的基础上,融入有机化学的技术,从而获得高效的能源利用效果,间接的对生产产品附加价值予以提升,其中煤炭焦化工业就是提升能源效率利用的典型代表。在煤炭焦化过程中,生产者一般以原煤为资源,在隔绝空气的环境下,经由高温高压的特殊处理,以此获得焦炭及其相关煤焦油、煤气等附属产品。在获得这些分解产品后,我们还需对其进一步加以处理与利用。如煤气可以直接收集输送给生产企业与大众用户使用,焦炭可用于制备水煤气或是用来合成有用的原料气体,对于煤焦油这一多成分混合物的利用,可采用提纯分离的方法,以获得多种原料产品,通过以上的方式有效提升煤炭资源的利用效率。
3综合利用废弃能源,促进能源可持续化发展
在煤炭开发过程中,一般伴随着煤层气的释放,在过去由于开采与利用技术的限制,往往将其视为一种有害的气体,加以随意的排放。但随着近代煤炭利用与有机化学工业的不断进步与发展,科研人员现已探明,煤层气实质是一种新型的高效优质性洁净化工能源,为此需对其认真利用,以此实现对于废弃能源的综合利用,变害为利,促进能源的可持续化发展。
未来煤炭有机化学发展目标与技术改革
1以煤炭为原料的有机化学工业发展存在的缺陷
(1)煤炭有机化工技术水平不高,进步缓慢受我国科技水平的影响,我国在煤化工等方面的工业更新进展非常缓慢,虽煤化工供应发展至今已经有100多年的历史,但我国煤化工基础技术工艺基本没有突破性的大提高,做过的一些技术的改进真正应用与工业化的也不多。虽然在此期间,我国也做过向国外引进先进的技术,但总体而言,由于我国自身环境的限制,大型的煤化工设备与技术并不能完全适用于我国的发展,其引用技术对我国煤化工全局化技术改革的带动作用极为有限。(2)全国煤炭有机化工低水平重复建设严重由于不同的化工产品应用范围不同,市场广度也有不同之处,为此我国煤炭有机化工发展出现了低水平重复化建设现象,主要表现在对于市场较广,应用于生活生产较多的有机产品,全国煤炭化工企业集中向此方向生产,由此导致了某些有机化工产品生产过量,造成市场供大于求,由此大大影响了煤炭化工企业的经济正常发展。(3)技术开发机制不完善在我国,煤资源是最为主要的能源主体,为此实际生产中,企业侧重于其原材料的提取与开发,但对于煤资源相应的转换技术并未放在主要的地位,企业对其关心的投入力度远远不够,为此造成了煤炭有机化工在技术提升上的缺陷,进一步造成了我国煤资源技术与国外的差距。
2未来工业发展改革与创新
(1)实现一体化构想根据现代煤化工技术密集型和投资密集型的特点,若想实现其经济效益的提升,需要实现其一体化的构想。所谓一体化是指,在具体的化工企业中,企业为将大型的煤化工应用设备、大型电力设施与实际煤矿相结合,而提出的一种整合式一体构想。其主要是将煤化工装置直接建立于矿区或是临近与矿区的地带,实现煤化工与煤矿开采工作协同配合,以此达到减少煤炭运耗上的资金投入,实现对煤炭资源合理化优化配置。(2)实行基地化生产所谓煤炭有机化工基地化,是指在有机化学工业中,企业团体内部在布置相关部门企业的过程中,根据其内部特有属性与工业生产流程,对企业群体地理与配合上予以合理配置布局,以此发挥出企业集聚的效果,实现煤炭有机化工资源配置效率与效益的提高,谋求有机化学工业集约化经营,真正做到对现有煤炭资源的高效合理化利用。(3)努力开发有机化工新技术为了实现我国有机化工发展向现代化与大型化转变,提高煤炭化工水平,以此加强煤炭资源对石油能源的取代效果,相关工业部门必须在其企业发展过程中,努力加强有机化工新技术的开发工作。对于有机化学生产工业而言,只有在技术上寻求突破才能真正实现其企业的发展,与我国能源战略目标的实施。
结语
篇2
关键词:建筑工程 施工组织设计 工程造价
现代化建筑施工是一项多工种、多人员、多专业、多设备的复杂的系统工程,要做到提高工程质量,缩短施工工期,降低工程造价,就必须采用科学的方法进行施工管理,而在建筑工程中,施工组织设计是控制工程造价的重要环节,工组织设计的好坏直接影响了工程造价的控制。因此,工程造价的管理,必须把施工组织设计作为重要环节抓紧抓好,从而可以用最小的资源投入换来最大的效益产出,以达到合理有效地控制工程成本的最终目标。
一、施工组织设计与工程造价的概述
施工组织设计是对施工活动实行科学管理的重要手段,它具有战略部署和战术安排的双重作用。它体现了实现基本建设计划和设计的要求,提供了各阶段的施工准备工作内容,协调施工过程中各施工单位、各施工工种、各项资源之间的相互关系。场内外交通运输临时便道、水电供应、场内排水和降低地下水位等方面的规划;材料、预制加工品,施工机械设备,劳动必需求计划建设单位的临时工程的修建计划;施工准备工作计划;施工总平面图;新技术新工艺。
工程造价(ProjectCost)是指建设一项工程预期开支或实际开支的全部固定资产投资费用。也就是一项工程通过建设形成相应的固定资产、无形资产所需用一次性费用的总和。而通常意义是把工程造价只认定为工程承发包价格。它是在建筑市场通过招投标,由需求主体投资者和供给主体建筑商共同认可的价格。
二、施工组织设计与工程造价的关系
(一)施工方案与工程造价的关系
施工方案的设计是施工组织设计的中心环节。工程造价能否得到控制,首先取决于方案是否优良。施工方案包括确定工程的施工方法、工艺流程、技术要求和要达到的质量目标,以及为质量目标而采取的检验和检测手段等方面。在一般情况下。一个工程的施工方案可以有很多选择。这些方案在技术上都是可行的,但在施工中所用的人力、机械、材料就可能不尽相同。如在开挖基础时,如果土石方量较少,因为机械进场需计一次性费用,总费用就可能比人工施工要高。如果基础土石方量很大,且施工场地等施工条件适合机械施工,则既能保证进度,又能节约投资,但在其车辆的调配选择问题上。应避免按高价的运输方式编制施工组织,应以低价的运输方式组织施工,从而提高工程造价。
(二)施工现场平面布置对工程造价的影响
施工组织设计中,施工过程空间组织的具体成果是施工平面图。根据施工过程空间组织的原则,对施工过程所需的工艺流程、施工设备、原材料堆放、动力供应、场内运转、半成品生产、仓库料场和生活设施等进行空间的,特别是平面的规划与设计,要以平面图的形式加以表述。合理的施工现场规划和场地布置可以明确施工所需各种材料、构件和机具的堆放位置,以及临时生产、生活设施和供水、供电、消防设施等的位置,避免施工现场材料的二次搬运,从而达到控制工程成本的目的。施工现场平面布置对工程造价的影响主要体现为对施工措施费的影响。
(三)施工工期与工程造价的关系
建设工程要合理确定工期,避免盲目压缩工期,在进度安排上注意其均衡性。工期较短不但能降低工程项目的成本消耗,而且能加速资金周转,降低建设期工程投资的贷款利息。所以应根据实际情况安排各项单位工程的施工周期。做到建设工作分期分批地进行,避免过分集中,有效的削减高峰工作量,避免劳力、机械和材料的大进大出,保证工程建设按计划有节奏地进行。
三、优化施工组织设计,有效控制工程造价
(一)提高施工组织设计编制质量
施工组织设计编制质量的好坏是合理确定工程造价的关键,加强设计的编制质量对确定工程造价有很重要的作用。因此,要提高施工组织设计的编制质量,编制人员必须要熟悉和掌握预算定额,而且还要把预算定额结合起来灵活运用。
(1)编制人员要熟悉预算定额采用的施工方法,编制时应注意其施工方法和现场条件等内容的设计;
(2)编制人员要熟悉预算定额规定的工程计算规则,应在施工组织设计中对分部(项)工程的施工方法和相关的工程内容进行明确的规定,便于直接或调整换算后套取定额;
(3)编制人员要把预算定额中有条件限制执行的项目,应在施工组织设计中给予明确,便于业主认可结算;
(4)编制人员要重视特殊工程的机械配备超过了定额规定的范围时或由于地形、地质、水文等条件限制超过了定额规定的机械类型和功能时施工组织设计的编制。
(二)优化施工组织设计
施工组织设计是指导工程施工的纲领性文件,同时也是确定工程造价的依据。反过来,通过经济比较,才能够主动地影响施工组织设计方案,从而达到技术先进可行,经济合理的最佳效果。
首先,在设计过程中,应对各种方案进行比较,在充分论证的基础上,从中选择最佳的设计方案。有时也可以博采众长,形成新的、更完善的方案;其次,在施工组织设计中应用新技术、新工艺、新材料,既可以提高生产力,又可降低工程造价。业主应鼓励施工单位在保证质量和进度的前提下尽可能采取先进技术,制定先进的,经济合理的施工方案,以达到缩短工期、提高质量和降低造价的目的。
四、结束语
总之,施工组织设计与工程造价控制两者之间有着密切的联系。施工组织设计编写的好坏,直接影响着工程项目的造价控制。通过优化施工组织设计能够有效地控制工程投资,尽量减少人力、物力和财力的投入,使有限的资源得到合理的运用,从而够有效控制工程造价,以取得较高的经济效益。
参考文献:
篇3
关键词 化学工业 无机化工 有机化工 精细化工 设备管理
一、化学工业的分类
关于化工的分类目前没有一个统一的标准,从大的方面可以分为有机化工和无机化工两大类,然而,两者又交叉一起不能截然分开。
(一)无机化工
1.酸类。包括盐酸、硫酸、硝酸和发烟硫磺酸。化工行业有“三酸两碱”之称,其中的“三酸”便指此三酸。
(1)盐酸:主要用于制造氯化物的原料。
(2)硝酸:硝酸是用途很广的化工基本原料,是制造染料、化肥、炸药、医药、照相材料、颜料、塑料和合成纤维的重要原料。
(3)硫酸:硫酸也是重要的基本化工原料。
2.碱类。纯碱(碳酸钠)和烧碱(氢氧化钠),俗称“二碱”。(1)纯碱:纯碱是基本的化工原料之一,广泛用于化工、冶金、国防、建材、农业、纺织、制药和食品等工业,其耗量较大,属于大宗化工产品。
(2)烧碱:氯碱工业已有近百年的历史,是基础化学工业,也是经历过重大技术变革至今日臻成熟的大吨位的产品工业。烧碱在化学工业上用于生产硼砂、氰化钠、甲酸、草酸和苯酚等。
3.无机盐和化合物类。此类产品约有500余种,主要有钡化合物、硼化合物、溴化合物、碳酸盐、氯化合物及氯酸盐、铬盐、氰化物、氰化物、碘化合物、镁化合物、锰盐、硝酸盐、磷化合物及磷酸盐、硅化合物及硅酸盐、硫化合物及硫酸盐以及钼、钛、钒、钨、锆化合物等。
4.化肥类。主要是氨肥、磷肥和复合肥。
5.气体产品。二氧化碳、氢气、氨气、氧气和各种惰性气体等。
6.其他无机产品。主要有氧化物、过氧化物、氢氧化物、稀土元素化合物和单质等(约有100多种)。
(二)有机化工
1.基本有机原料。这是有机化工产品的主要部分,品种较多(约有1 500种左右),产量也比较大,主要包括以下几大类:
(1)脂肪族化合物:分为脂肪族烃类,醇、醛、酮、酸、脂及其衍生物等。
(2)芳香族化合物,和脂肪族一样,包括芳香族的烃类,醇、醛、酮、酸、脂及其衍生物等。
(3)杂环化合物:如各种呋喃、咪唑、吡啶等等。
(4)元素有机化合物、部分助剂及其其他:如防老剂、促进剂、甲级氯硅烷、电石及明胶等等。
2.合成树脂及塑料。目前国内生产的有18大类200个品种左右。
3.合成纤维。随着民用和各行各业需求不断提升,化纤的品种和产量也在增加。
4.化学医药。医药是品种较多更新换代较快的一大类产品。
5.合成橡胶。合成橡胶又称人造橡胶,是人工合成的高弹性合成物,也称合成弹性体。
6.炸药、油脂、香精、香料和其他。需要说明的是有机化工类别中,不完全是有机产品,也有些无机化工产品,例如,在医药中就有很多无机产品,炸药也有无机产品。
(三)精细化工
生产精细化学品的工业称为精细化学品工业,简称精细化工,我国的精细化学品包括下列各类:
1.化学农药。主要包括杀虫剂、杀菌剂和除草剂。
2.颜、染料。包括油漆、油墨、染料涂料和颜料。
3.化学试剂。它是科学研究和分析测试必备的物质条件,也是新型科技不可缺少的功能物料,该类物质的特点是品种多、纯度高、产量少。
4.助剂。包括表面活性剂、催化剂、添加剂和各种助剂。
5.胶粘剂。此类产品虽然产量不大,但功用不小,且无可替代,胶粘剂可分为类。
6.信息用化工材料和功能高分子材料。包括感光材料、磁性记录材料等接受电磁波的化学材品、功能膜和偏光材料等。
7.日用化学品及其他。
(四)按原料分类的化工
1.石油化工。以石油和天然气为原料的化工,范围很广、品种很多,原有进过裂解(裂化)、重整和分离,提供基础的原料如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯和萘等。从这些基础原料可以制得各种基本有机原料。
2.煤化工。煤化工是用化学的方法将煤转化为气体、液体或固体产品或半产品,而后进一步加工成一系列化工产品的工业。
二.化工企业的特殊性
对一个生产企业来说它的经营宗旨不外乎是取得和不断提高经济效益,具体的讲是尽最大可能降低消耗、降低成本、提高产品质量,提高企业和产品信誉、提高产品市场占有率,最终能实现高的经济效益和利润率,为实现这一目标就要从供、产、销、研发各个环节优化结构,建立一套科学严密的管理制度、标准、职责、纪律、措施和方法等等。这些是任何企业都必须具备的,化工企业也毫不例外,除此之外化工企业还有其特殊性。
(一)化工企业的生产特点
1.生产的连续性。一般化工生产是以连续为特点的,其连续性主要表现在以下两个方面:
(1)物流的连续性:一般机械加工也是流水作业,一个零件从一个工序到另一个工序,而零件本身并没有更多的变动参数在里面,化工物料则不然,它除了物料本身外还包含许多随时间变化的物理参数在其中,如:温度、压力、组分、浓度、纯度等,一个参数超标就会造成下一个工序出问题。
(2)工序间关联性强,主要表现在三个方面:A.开停车:化工厂的开车与停车,各工序之间是有严格顺序和时间配合的,全厂的开停车需要几个小时或十几个小时甚至一两才能完成。开停车强调协调性,有一个环节不正常就会影响整个系统。B.工序质量:各工序各岗位的操作质量相当重要,要求物流的流量、压力、温度、质量、含量等等各项控制指标时时刻刻不能超标,因为一项控制点的波动或超标不仅影响本工序和岗位,更主要是它会造成下面一系列工序的故障,往往引起停车、产品不合格或者报废,甚至着火、爆炸等。C.系统的稳定:化工生产中系统的稳定相当重要,不仅是物料、物流,还包括水、电、气等。例如,在其他企业突然停1秒钟的电可能不会有多大问题,而在化工厂就会全厂停车,几小时开不起来,经济损失就是几十万。
2.安全生产的重要性。当然对于任何一个企业来说安全生产都是很重要的,而化工企业来说应该加上“尤其”二字,其原因在于:
(1)物料特性。化工厂的物料多数是有毒、有害、易燃、易爆物质,并且气体和液体居多,生产系统又有许多是高温、高压下进行,如果不注意,随时都有着火爆炸的可能。
(2)工艺特性。A.生产系统中有不少化学反应,有的反应很激烈同时放出大量的热,一旦有问题就非常危险。B.过程中物料的滞留量很大,多达几吨、几十吨,而且工序与工序,车间与车间之间是相互连通的,事故的连锁性很强,如果失控后果不堪设想。
3.环境保护和员工防护要求高,这是化工厂的物料性和工艺性决定的。可以从下面几个方面看出:
(1)多数物料是有毒有害物质,有些事剧毒物质,并且是易挥发的液体和气体。
(2)生产工艺流程长设备多,因此,物料的泄漏点和排放点也就相当多,稍有泄露就会对环境和人员造成危害。
(3)污染造成的伤害严重,化工厂的泄漏事故时有发生,一旦有毒气体大量泄出,污染面积大,对周围人群、牲畜、农作物的伤害是严重的。
(二)化工企业的管理特点
1.管理难度大、要求高。由于化工企业物料、设备和生产工艺的特殊性,使企业管理难度大于一般企业,要求也相对高一些,下面就各项分类管理分别说明:
(1)设备管理。①化工生产的物料多数有腐蚀性,有些系统有是高温、高压,给设备的维护和管理增加了难度。②化工设备多数是非标设备,设备和系统的泄漏点特别多,加大了设备维护、维修和管理的难度。③化工生产是连续生产,半年或者一年才能全系统停车,并且设备一旦出现故障往往影响一个系统。
(2)生产管理。①生产一旦出现故障经济损失严重。由于生产的连续性,要求必须稳定运行,一个小小的故障就会造成全系统停车,损失可能就是几十万。②管理效益含量高,如,有两个氯碱厂的生产规模和装置基本相同,一个厂年盈利是几千万元,而另一个厂却年亏损近千万元,究其原因完全是管理问题。
(3)质量管理。①产品质量不可修复性,化工产品如果不合格,往往不能再回炉加工,无可挽回只能报废。②要求质量管理的超前性,对化工来说,保证产品的质量不是一个或几个工序的事,而是从原料采购、运输、储存、各个岗位的精心操作、严格控制以及各个环节跟踪监测化验并及时反馈数据来保证的。
(4)工艺管理。①工艺控制的多元性。一个生产系统是由多个工序岗位组成,每个岗位又有几个或几十个控制指标,实现这些控制指标又有多个操作环节,整个生产系统的控制阀门加起来有几百甚至几千个,所以说,工艺控制的多元性是名副其实的。②工艺控制点的应变性。工艺控制点不是一成不变的,有的要随季节、温度、原料成分等的不同和型号的改变而进行控制点的应变调整,一个控制点的制定是否合理、调整是否及时玩玩对产品质量、产量、消耗、安全运行和经济效应影响很大。
(5)安全和环保管理。在前面化工企业生产特点中已经谈到化工厂的物料特点、生产的连续性、工序间的关联性和安全的重要性等,由此不难体会化工企业安全和环保管理的特殊性。
2.管理的关联性强。所谓关联性强是指采购、供应、储存、运输和销售等的管理好坏对生产的影响较大,各分项管理的配合协调与否对效益的影响较大,化工企业的生产过程中物料吞吐量大,所用原料、辅料和各种材料、备件的品种较多,同时,生产需求的时间性很强。生产中经常出项新情况和突发事件,对一些材料和物料的需求时间相当急,甚至仓库没有就要由几千里之外用人连夜背回来,因此,各个管理环节与生产和生产管理的关联性较强。
篇4
摘 要:本文结合西部开发省际公路通道重庆至长沙公路武隆至水江段高速公路机电工程联合设计的具体情况,探讨了如何根据工程的实际情况,有针对性地进行联合设计阶段的方案优化。
关键词:高速公路 机电工程 联合设计 方案优化
随着我国社会经济和公路建设的快速发展,高速公路建设机电工程项目与维护工程项目日益增多。机电工程在高速公路总造价中所占的比例虽不大,但其地位却十分重要,是发挥高速公路经济效益、保障行驶安全必不可少的配套设施,是高速公路现代化、智能化的标志之一。
由于机电工程从国家批复初步设计到开始实施机电工程建设通常有三年或更长的时间差(一般在完成路面工程施工以后进行),而机电工程属于高技术产业,其更新周期非常快,因此,机电工程实施施工之前的联合设计就显得尤为重要。
本文结合武水高速公路机电工程联合设计的实际情况,分析山区高速公路机电工程联合设计阶段如何结合工程具体情况来进行方案优化。
一、武水高速公路简介
西部开发省际公路通道重庆—长沙公路武隆—水江段高速公路(以下简称“武水高速公路”),是国家重点干线公路宁波—樟木公路的重要组成部分,是重庆市“二环八射”主骨架公路网中重要的射线之一,也是连接我国西南、中南、东南地区的重要横向经济干线,是连接重庆市东南部老、少、边、穷地区的交通要道。
笔者参与了西部开发省际公路通道重庆—长沙公路武隆—水江段高速公路项目机电工程SWJD1合同段的具体施工过程。重庆—长沙公路武隆—水江段高速公路隧道群现场监控设施按A级设置,包括完善的监测设备、报警设备、控制和诱导设备。
项目全长为54.981 km(合同工程起止桩号:K8+070.3~K49+360,SWJD1标段的施工时间为2009年2~9月),设计时速80 km/h,全线共有7座隧道。
二、联合设计过程中的优化
(一)监控方案的优化
“水武路白马—武隆段,全长23 km,隧道就占了21 km左右,隧道之间基本都是桥隧相连,因此密集隧道群的安全营运就应该是头等大事。”鉴于密集隧道群的营运安全,对监控方案进行优化。
1.羊角隧道与大湾隧道间土建实施中预留了开口部,为了有效控制交通运行状态,保障营运安全,可在大湾隧道左线入口(ZK20+878)增加一套4可变交通信号灯。
2.根据《公路隧道交通工程设计规范》JTG/TD71-2004: 6.3.4“高速公路隧道的A级、B级隧道易采用控制法-1;”“控制法-1:检测洞口内外亮度值,经计算处理后,控制隧道内的照明工况。”
(1)原设计武隆隧道和大湾隧道(长沙侧)各有一个洞外亮度检测器,由于本路段隧道群比较密集,为保证车辆安全,可在黄草岭和羊角隧道洞口(长沙侧)各增加一个洞外亮度检测仪,并且在4个隧道内进洞口增加洞内亮度检测仪,共8个洞内亮度检测仪,以便对洞内照明进行有效控制(照度仪预留预埋土建已做)。
(2)本合同段投标文件中亮度检测器型号为REGAL公司生产的REGALLUX CS201检测仪,CO、VI、风速风向监测器为英国CODEL公司的产品,2标上述3种产品均采用CODEL公司的产品。为了便于全线设备的统一管理和维护,可将亮度检测器改为英国CODEL公司的隧道亮度计(洞外)型号:LU-100;隧道照度计(洞内)型号:LU-201。
3.JTG/TD71-2004,关于检测器的设置位置,主要考虑:①因通风气流横向分布是不均匀的,CO、VI、WS仪的采集点位置应能代表采集断面的平均值,减少气流及浓度在局部分布的变异给采集带来的不利影响;②对于纵向射流通风,应避免在射流风机风口处附近断面设置采集点,以减少检测误差。而在两组风机中间部位气流较均匀,采集数据较稳定;③风速数据受气流分布影响最大,在洞口附近设置风速仪应尽量减少这种影响,其位置离洞口轴线距离10倍隧道断面当量直径量是从流体力学的角度提出的要求。
两阶段施工图设计CO、VI和风速风向检测器布置如下:武隆隧道在ZK9+310、K11+520附近各安装一套CO、VI和风速风向检测器;黄草岭隧道在ZK13+850、K16+315附近各安装一套CO、VI和风速风向检测器;大湾隧道在ZK18+392、K20+492附近各安装一套CO、VI和风速风向检测器;羊角隧道在ZK22+170、ZK24+390、K24+415、K26+630附近各安装一套CO、VI和风速风向检测器。
根据《公路隧道交通工程设计规范》JTG/TD71-2004及《重庆高速公路发展有限公司关于在建项目若干投资控制措施的会议纪要》第16条:“原则上无竖井通风的隧道(单向)设置两套CO、VI、风速风向仪,分别在隧道中部设置一套,隧道出口设置一套。有竖井通风的隧道设置不超过四套。”据此原则,提出优化方案如下:
(1)武隆隧道(4.8 km)保持原设计在ZK9+310、K11+520桩号两套CO、VI和风速风向检测器不变的情况下,K9+160、ZK11+650桩号各增加安装一套CO、VI和风速风向检测器(土建单位已对增加设备做了预留预埋)。
(2)黄草岭隧道(3.25 km)保持原设计在ZK13+850、K16+315桩号两套CO、VI和风速风向检测器,并且在K14+315、ZK15+850桩号各增加安装一套CO、VI和风速风向检测器(土建单位已对增加设备做了预留预埋)。
(3)大湾隧道(2.8 km)保持原设计在ZK18+392、K20+492桩号两套CO、VI和风速风向检测器,可在K19+470、ZK19+492桩号各增加安装一套CO、VI和风速风向检测器(土建单位已对增加设备做了预留预埋)。
(4)羊角隧道(6.67 km)保持原设计在ZK24+390桩号(左洞轴流风机监测点)、K24+415桩号(右洞轴流风机监测点),ZK22+170、K26+630桩号4套CO、VI和风速风向检测器不变的情况下,在ZK25+720和K23+540桩号各增加安装一套CO、VI和风速风向检测器(土建单位已对增加设备做了预留预埋)。
以上共增加8套CO、VI和风速风向检测器。
(二)CCTV系统
CCTV子系统在本路监控系统中的作用是提供肉眼可见的现场实时监控图像,为工作人员观察现场情况提供支持;为视频事件检测系统提供图像源;为控制子系统提供图像源;为高层级监控系统提供图像源。
根据招标图纸和两阶段施工图统计,隧道CCTV
1.按照统计表实际工程量来计算摄像机、视频光端机、视频分配器、硬盘录像机、编码器、图像三层以太网交换机的数量。
2.鉴于2#、3#通信站图像数量众多,根据以往施工经验,为使设备之间接线整齐、合理,以上两个通信站设备柜内光端机至视频分配器、视频分配器至硬盘录像机和编码器视频线缆可以采用SYV75-3,并相应减少SYV75-5工程量。
3.经复核施工图纸、工程量清单、技术规范,只有黄草岭隧道长沙端和羊角隧道重庆端有通信站,通信站里用到视频编码器和硬盘录像机,而四路KVM切换器用于4台盘录像机的切换,两路码控制合成器用于解决隧道口一体化球机远程控制和现场站控制的总线冲突问题,因此,取消武隆隧道四路KVM切换器一台,2号和3号通信站规格调整为八路KVM切换器;取消武隆隧道两路码控制合成器一台,2号通信站应设置两台,3号通信站应设置3台。
三、结 语
本文通过实例分析,进一步说明了高速公路机电工程联合设计阶段控制方案优化的可行性和有效性,对施工单位在高速公路机电工程的实际施工中具有较大的实用价值。
参考文献:
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1.1工程量清单内容不明确比如本人审核的大楼工程的工程量清单中的保温工作量只有保温盒压型钢板。没有提供保温支撑的工程量,也没有在保温板的工程量清单标价中标明其报价是否含有支撑件的工作量。这不禁引起了施工单位的不满。施工方称合同是单价合同,支撑件的未注明是属于清单漏项,要求在工程结算中计入支撑件的价格。而另一方则表示我方已经在合同的附加文件中说明了,“该价格表的单价已是综合单价,这个单价中已经包含了所有完成该项目所需的工作内容以及价格,表中没有列出的项目则视为已经摊销在了相应的综合单价内。”由此判定这个单价中已经包括了支撑件的部分。但是显然施工单位并不认可这种说法。因此,建议以后编制清单的时候应该列明报价所包含的所有工作内容,以防止在工程结算时发生歧义。1.2骗取签证其主要手段和方法包含①拖延战术,简而言之就是通过各种各样的理由不进行签证的办理,导致工程在竣工一年之后甚至还没有办理签证,利用甲方代表时间遗忘在签证上做文章。②造成事实:对于一些事后没有考察的项目在事前不应该通知甲方,避免造成既存事实的现象。③有意遗漏:在变更签证时,有意模糊和遗漏某些项目。④内外不分:很多施工单位有意识的将标内工程和标外工程混淆在一起,造成了重复性签证增加费用的现象。1.3材料加量(1)偷工减料:就是施工单位并没有按照施工所需材料进行设计施工,或者是减少钢筋的使用或者是减少钢筋的直径。甚至很多单位将露在外部的钢筋保持在100厘米内,但是对于内部钢筋的直径却仅仅有70厘米,在进行结算的过程中全部按照100厘米进行结算。(2)反复计算:较为常用的反复计算措施就是对建设结构的连接位置进行再次计算。例如:对钢筋混凝土的基础T型梁,或者柱、板的交接位置进行计算。(3)增加价格:当竣工结算期间,施工企业在处理有关竣工手续的过程中,其所结算的此案料要高于市场价格。(4)骗取材料:有不少实际未用或少用的材料仍按设计结算。1.4施工的设计变更过于随意施工阶段过于随意地变更设计,施工单位为了方便施工,不按照预定的设计施工等等导致了很多计划外的经济支出。不但会造成工程预算的超支,使之工程结算的时候支出加大,而且也使得进行结算审核的工作人员不得不对原有的审核预算重新进行调整。导致施工设计的随意也是相关各个部门对工程施工阶段缺乏科学有效的监管。1.5高估冒算导致高估冒算的措施一般有以下几种:其一,应该扣除的没有扣除。例如:进行建筑项目外墙体积计算期间,面积需要以真实面积为主,然而很多施工企业都没有扣除门窗、柱、梁等部分,进而提高了项目的工程量;其二,两头取费:很多管道阀门卫生清洁工具已经被纳入到定额取费当中,但是施工单位又将这些费用计入到安装工程中从而达到获取更多费用的目的。其三,以少报多:针对投资比例比较大的部门应该加大工程量,比如说天棚、水泥地面等相关的面积应该高于实际的面积。其四,多增隐减:施工单位在进行相关结算的过程中会将调增的签证纳入到结算当中,并且将调减的工程签证或多或少的纳入到工程结算过程中。
2建筑工程结算审核的优化措施
2.1抓好定额套用的审核环节这里提到的项目预算定额指的是建设企业和施工企业计算项目尾款的凭据。在进行项目审核期间,项目结算期间,套额、高定额问题较为严重,所以,相关工作人员需要对预算尽心细致审查,保证施工同具体内容相一致,不存在套额、高定额的情况,进而提供项目造价的质量。大多数施工企业应用少套多等的方法提高了项目施工期间的其他费用。2.2核对合同条款以及招投标文件在工程结束之后首先就要核对工程内容是否符合前期合同中各条款的要求。工程验收是否达到了合同规定的标准。只有按照合同的要求全部完成工程量并验收合格之后才能进行工程结算。其次要对合同约定的结算方法、计价定额。主要耗材的价格以及优惠条款进行细致深入的分析。如果在审核的过程中发现合同存在漏洞,则应该认真研究施工合同的相关文件,并按照文件的解释先后顺序以及招投标相关文件等,确定审查的重点。2.3抓好工程量的审核环节工程量是整个工程造价的主体部分,因此严格核实工程数量在整个工程造价结算审核过程中尤为重要。工程量的计算标准应该严格依照工程量的计算规则、施工图纸还有反应真实施工情况的文件资料等。在审核项目结算期间,重点检察项目款项结算的内容同施工真实内容是否一致,保证部存在重报、虚报、多报等情况。较为常见的结算问题有:施工企业重复计算工程量、以少计多等。2.4严抓审核取费标准的环节在进行项目预结算期间,施工企业在计算有效费用期间需要严格依照相关标准开展工作,不可以越级取费。经常出现的问题有:增大取费基数、增多取费内容等相关现行。在计算审核过程中,需要先针对工程的性质和类别进行审核,要着重注意其不同性质的工程其采取的收费标准也是不同的,要按照相关规定针对工程等级进行划分,防止出现高套标准;其次,要针对施工单位的技术、性质、等级等进行审查,检查施工单位是否出现无挂高资质现象,出现以低资质挂靠在高资质施工企业的名下并以高级别施工单位的名义参与工程投标,进而提高取费标准的目的。在进行审核的过程中需要注意其实际标准,不能够按照挂靠单位的资质和标准进行计算。2.5严把审核建材原料价格的管卡在进行建材原料价格审核期间,需要重点考虑以下几点内容:其一,明确需要计算价差的原料内容,如果原料不应该调整价差,则坚决不进行调整;其二,对原料的市场售价和预算价格进行核定,同时明确原料保管、购买等费用及税金;其三,结合施工设计图内容明确原料的应用量,之后计算原料价差,确保价差计算的科学、精确性;其四,在编订预结算内容期间,所参考的价格需要考虑目前原料的售价、跨期高套等情况。2.6加大审核设计变更、隐蔽项目等签证资料的环节在项目施工期间,因为多种因素经常需要对设计施工图纸进行变更,当进行审核期间,应先向建设企业即施工企业收集变更设计与隐蔽项目的签证,之后进入施工场地进行勘查,确保签证内容同真实施工内容相一致,同时检验施工的质量,进而为后续结算审核工作夯实基础。
3总结
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【关键词】煤制甲醇;节能;循环经济
1.引言
要想我国能够维持可持续发展,就必须对我国目前状况下的资源现状进行充分的结合,绝不能仅仅依靠传统的能源来维持发展,还应当对我国的能源结构进行一定程度的调整,走多元化的发展道路。就目前情况而言,我国的煤炭资源较为丰富,走多元化的发展道路不仅可以对煤炭进行合理而有效的利用,同时又能对粗放式开采利用过程中对环境所造成的污染破坏进行一定程度上的减轻。对于甲醇来说,最早是通过木质素以及木材进行一定程度的干馏制备而获得的。自然界中游离的甲醇很少,但在世界基础有机化工原料中,甲醇消耗量却仅次于C2H4,C3H6和C6H6,居于第4位。由此我们可以发现:通过煤制甲醇可以对我国目前状况下化工产业的发展与传统能源短缺之间的矛盾进行较大程度上的缓和。
2.煤制甲醇工艺
2.1联醇生产技术
一些中、小合成氨厂可以在炭化或水洗与铜洗之间进行对于甲醇合成工序的设置,这样一来,就可以同时进行对于合成氨的生产以及对于甲醇的生产,形成一种串联式的联醇工艺。然而,运用这种工艺进行生产时需要满足一定的条件,条件主要为:一般情况下,需要将其压力维持在一定范围之内,同时,保证其控制反应温度在200~300℃之间,并且需要以联醇铜基作为相应的催化剂。联醇的过程有能够实现对于合成氨的有效净化并在一定程度上对相关的资源进行合理的利用,这符合循环经济的发展要求以及可持续发展战略。
2.2焦炉气制甲醇
以焦炉气实现对于甲醇的制取主要是以煤为原料间接进行的。所谓焦炉煤气就是指在生产焦炭的过程中产生的大量副产品,这些焦炉煤气除了部分返回炼焦炉作为加热的燃料以外,传统的利用方式就是作为城市居民的生活用气,但很大一部分燃烧后排入大气,不仅浪费了资源,而且污染了环境。据相关统计指出,2010年中国共生产焦炭3.8亿t,因此伴生的焦炉气产量是巨大的。焦炉气制甲醇存在着一套系统化的工艺流程:首先,将来自焦化厂经过预处理的焦炉煤气送进储气罐缓冲稳压、压缩增压,接着进行加氢转化精脱硫,此即焦炉煤气的净化;然后通过催化或非催化方法将焦炉煤气中的CH4、CmHn转化为合成甲醇的有效气体组分(H2+CO),再通过补碳(即用煤炭制气、压缩、脱硫、脱碳,制成碳多氢少的水煤气加进原料气中)调整原料气的氢碳比,就制成了氢碳比符合甲醇合成所需的合成气; 将合成气压缩增压后送入甲醇合成塔进行合成反应,生成粗甲醇,然后对粗甲醇进行精馏,就制成了煤基清洁能源和用途广泛的有机化工原料精甲醇。在上述工艺流程中,净化与转化是整个焦炉煤气制甲醇的关键技术。
3.煤制甲醇产业发展面临的问题
中国的煤制甲醇项目如雨后春笋般迅速发展,其项目投资巨大,而且对水资源的消耗也较多。据统计,目前国内在建的新型煤化工项目约有30个,总投资达800多亿元,其中甲醇、二甲醚、烯烃以及煤制油的产能都有多增加。这些新增的煤化工项目动辄投资上百亿,但并非每一个大项目都经国家发改委审批过。国家发改委的《关于规范煤化工产业有序发展的通知》中指出,一些地区只重视煤炭转化比例,在引进技术时,没有考证其是否通过了国家相关部门的验证,导致项目建成以后不能正常生产,投入的巨额资金不能发挥效益;有的项目在不考虑产品竞争力的情况下就盲目上马,再加上市场开发的滞后,目前中国的甲醇装置开工率只有50%左右,二甲醚装置也大量闲置,相当一部分企业面临破产倒闭。据统计,2010年全国甲醇总产量只有1587万t,仅占总产能的44%。即使是在甲醇产能严重过剩和国外进口甲醇价格低廉的情况下,产煤大省在审批煤炭开发许可时,仍然要求必须配备煤化工设施,这就意味着必须上马煤制甲醇项目。2010年,国内原计划投产的甲醇在建项目共有25个,新增年产能合计861 万t,这也意味着,2011年中国甲醇产能将超过4000万t。此外,中国还有25个甲醇项目处于拟建或规划阶段,年产能合计高达2440万t。
4.解决措施
4.1对产业链进行一定程度的延长,实现对于相关产业的升级
在有机化工合成工业中,甲醇是仅次于乙烯和芳烃的重要基础原料,在化工、医药等行业都有广泛的应用,其衍生物产品发展前景也很广阔。下表主要显示的是由甲醇制造的下游产品。
从上述表格当中我们可以发现甲醇作为中间原料,可以制备多种化工产品。因此,各种煤炭开采企业或煤化工企业在目前甲醇产量严重过剩的情况下,可以通过将甲醇转化为市场需求较旺盛的下游产品来提高企业的竞争地位。
4.2对政府的引导力度进行进一步增强
煤制甲醇项目是煤化工项目的重要组成部分。作为重要的发展产业,在“十二五”期间,政府也加大了引导力度。目前国家正在制定的《煤炭深加工示范项目规划》被市场视为是煤化工行业的“十二五”规划。既然是示范项目规划就意味着目前高速扩张的煤制甲醇势头能够被有效遏制。同时新的规划鼓励更长链条的煤化工项目,规定新上马的项目必须严格核算转换成本和转化效率,核算不达标的一律禁止上马。
5.结束语
本文主要针对中国煤制甲醇的发展进行一定程度的研究。首先,从联醇生产技术以及焦炉气制甲醇两个方面对煤制甲醇的两条生产线路进行简明扼要的介绍与阐述,然后详细的阐述了目前状况下煤制甲醇技术发展过程当中所存在的一系列问题,然后基于这些问题提出了具体的建议措施。通过煤制甲醇可以对我国目前状况下化工产业的发展与传统能源短缺之间的矛盾进行较大程度上的缓和。
希望我们的分析与研究能够给读者提供参考并带来帮助。
参考文献
[1]葛少英,杨锐.浅谈我国的煤制甲醇技术[J].中国石油和化工标准与质量, 2011,(10) .
[2]唐宏青,郑鸣峰.煤制甲醇浅说[J].甘肃化工,2002,(01) .
[3]董宇涵.煤制甲醇工艺论析[J].化学工程与装备,2009,(12) .
[4]钟曾玲.煤制甲醇工业装置工艺改造措施[J].天然气化工(C1化学与化工), 2011,(03).
篇7
关键词:施工组织设计;工程造价
随着建筑市场管理体制改革的不断深化,招投标制在建筑领域已被广泛使用。在竞争日益激烈的市场环境下,施工企业为了存活和发展,就必须编制一份具有竞争力的投标书。投标书的编制分两个部分,一是技术部分,主要是指施工组织设计;二是商务部分,主要是投标报价即工程造价。只有施工方案先进科学、投标报价合理的投标书,才具有竞争力。在这种情况下,施工企业应重视施工组织设计对工程造价的影响,为了中标,承揽更多的施工任务,需不断研究优化施工组织设计、合理确定工程造价的具体措施。以便充分利用企业现有的人力、物力和财力,争取最大的经济效益。
(一)施工组织设计与工程造价
施工组织设计是指导工程投标、签订承包合同、施工准备和施工全过程的技术经济文件。施工组织设计作为项目管理的规划性文件,提出工程施工中进度制约、质量制约、成本制约、安全制约、现场管理、各项生产要素管理的目标及技术组织措施。它既解决施工技术理由、指导施工全过程,同时又要考虑到经济效果。它不断在施工管理中发挥作用,而且在经营管理和提高经济效益上发挥着作用。每一项施工组织设计,都是保证工程顺利进行、确保工程质量、有效地制约工程造价的重要工具。
工程造价即建筑安装工程的价格,从工程承包的角度出发,是指工程承包单位、施工企业按照承包合同约定,完成施工任务,业主应当付给的工程款即建筑安装工程价款。工程造价的确定,是以施工组织设计为依据,并综合考虑企业现有的人力资源、施工设备的配备情况、施工任务的饱满情况等诸多因素。合理地确定工程造价,有效地制约工程投资,尽量做到少投入、多产出,使有限的资源得到合理的运用,以尽量少的劳动消耗取得较高的经济效益。
(二)施工组织设计与工程造价相互确定的关系
施工组织设计与工程造价同等重要,但二者并非相互独立的,二者是密切联系,相互确定的关系。工程造价是由施工组织设计确定,工程造价的高低除了与预算知识有关外,其实很大程度上取决于施工方案的先进与否,不同的施工方案所反映的造价是不一样的。只有根据合理的施工方案和施工技术,才能做出正确的工程单价,确定的工程造价才更趋于合理。而工程造价的合理确定同样影响着施工方案的优化。要做出一个合理的施工方案,施工技术人员还必须借助于工程概预算知识,如在施工布置、设计合理而施工方案不同的情况下,除方案本身的优劣外,工程造价计算准确与否将直接影响施工方案的优选。现就工程预算中基础单价与部分工程单价的确定,来探讨施工组织设计与工程造价之间相互确定的关系。
材料费一般占建安投资的60 %左右。水利水电工程的外购材料如能选择合理的采购方案,将对保证施工进度、降低工程成本起到积极的作用。材料采购方案与运输方式的选择,必须以满足施工强度和有利于降低成本为原则,由施工组织设计分析比较确定。当材料采购方案一经确定,施工组织设计需进一步规划材料仓库的布置,材料仓库的布置以减少材料场内运输、减少材料场内二次转运,方便运输和使用为原则。
在充分理解招标文件、仔细勘察现场后,施工技术人员对工程的施工总布置就有了一个整体的规划,施工用电、水、风系统的整体布置就相应地确定下来。业主提供的高压电网接线点至现场各施工点最后一级接线点之间的电路布置,确定了施工用电的预算单价。施工用水价格的基本部分是基础水价,基础水价是根据施工组织设计所确定的高峰用水量所配备的供水系统设备,按台班产量分析计算的单位水量的价格,此价格与生产用水工艺要求及施工布置有关,如水质是否需做沉淀处理等方案措施有关。施工用风可用固定式空压机或移动式空压机供给。根据预算单价的比较,前者单价低,后者单价高。但前者具有供风量大、可靠性高、成本低、易适应负荷变化的特点;后者具有机动灵活、管路短、损耗小、临建设施简单的特点。此时报价人员可倡议施工技术人员在保证风压和风量的前提下可采用由多台固定式空压机组成的风S为主,适量的移动式空压机为辅的集中供风方式。由此可以看出,在确定基础单价时,报价人员与技术人员需密切配合、不断沟通、及时交流、相互反馈信息。既有利于方案的优化,又有利于降低工程造价。
(三)工程单价
预算定额与施工组织设计是相互配套的,对于同一单项工程,如果采用不同施工策略,在概预算定额中就会有不同的人材机消耗与之呼应从而得出相应的项目单价。
以土方工程为例,根据施工组织设计,选定土方开挖策略及运距,选用土方开挖机械设备的类型、容量及相配套的运输机械,这些都确定后,即可套用相应的定额子目,从而算出土方开挖单价,在《水利水电建筑工程预算定额》(2002年版) 土方工程中,不同容量挖掘机配备不同吨位的自卸汽车运输,单价是不相同的,这就需要工程预算的相关计算要看施工组织设计提供相关数据确定哪种方案比较经济合理,再结合施工企业机械设备装备情况,以提高机械的效率为目的选定最优的土方开挖施工方案。
篇8
【关键词】 正交设计;n?甲基?β?羟基苯乙胺;合成工艺
abstract:objective to optimize the synthesis of n?methyl?βhydroxyl?phenyl?ethylamine, which was the key intermediate compound in the synthetic route of clausenamide. methods orthogonal experimental design was used to assess the influence of molar ratio of reagent, temperature, reaction time, and solvent on the yield. results molar ratio of reagent was more important than reaction temperature.conclusion: the yield of the improved method was between 59.5% and 65.5%. up to now, the reaction condition established here was the best way we could find to prepare the title compound.
key words:orthogonal experimental design; n?methyl?β? hydroxyl?phenyl?ethylamine; synthesis
n?甲基?β?羟基苯乙胺(3)是全合成黄皮叶有效成分之一黄皮酰胺的重要中间体。 文献 [1,2]报道的制备方法是用氧化苯乙烯(1)与甲胺(2)进行加成反应(图1),其收率为19%~50%,收率不稳定是该制备方法主要缺点。据文献[1]报道,反应过程的主要副产物为甲胺和二分子氧化苯乙烯反应而成的二聚物n,n?二(β?羟基苯乙基)甲胺(4)。为了提高其反应收率,本文在文献[2]报道的方法基础上再利用正交设计法,对其反应条件进行进一步的优化。
1 仪器与试剂
显微熔点测定仪(北京泰克仪器有限公司),氧化苯乙烯(阿法埃莎天津化学有限公司,质量分数95%),甲胺醇溶液(分析纯,ch3nh2质量分数33%,天津福晨化学试剂厂),其他试剂均为市售化学纯或分析纯。
2 方法与结果
2.1 因素水平选择
按文献[2]方法来制备标题产物(3),反应收率在40%~59%之间,收率很不稳定,根据单因素的实验结果发现:反应原料摩尔比,反应温度,反应时间,后处理溶剂乙醚的量对目标产物的收率影响最大,因此,本文重点考察了反应原料摩尔比(氧化苯乙烯∶甲胺,a),反应温度(b),反应时间(c)及后处理溶剂乙醚的量(d)四个影响收率最重要的因素,每个因素各取三个水平(见表1)。表1 因素水平表(略)
2.2 实验方法
将60 g(1 mol)氧化苯乙烯加入到一定量含甲胺的醇溶液中,反应液至一定温度(b)放置一定时间反应。反应结束后,减压蒸馏浓缩至无低沸点化合物馏出,冷却,加入一定量的乙醚(d),置-15~-20 ℃冰箱中,析出白色针状晶。其粗品再用乙醚?石油醚(60~90 ℃)(体积比1∶1)重结晶,得白色针状晶体,称重,mp 74.1~75.4 ℃(文献[2]:74~75 ℃)
2.3 结果
将表1按l9(34)正交表所列条件重复进行3次平行实验,收率取平均值。极差分析数据和 计算 结果见表2。因为本文选择了影响较大的因素进行试验,如果按常规方法把其中极差最小的作为误差,就增大了误差,从而降低其它因素比较的f值,也许会把处于临界的有影响的因素拒绝,所以本文正交分析直接采用原始数据进行分析,将重复试验的误差作为分母,保证4个因素都可以进行比较[3],方差分析结果见表3。 表2 l9(34)正交设计表及实验结果(略)表3 方差分析结果(略)
表2、表3结果表明,各因素对n?甲基?β?羟基苯乙胺的收率的影响按a>d>c>b顺序递减,且a、b、c、d四个因素影响均具有显著性(p<0.001)。因此得出制备n?甲基?β?羟基苯乙胺的优化条件为a3d3c3b2,即反应原料摩尔比(氧化苯乙烯∶甲胺)为1∶6,反应温度为9 ℃,反应时间为9 d,后处理溶剂乙醚的量为60 ml。
将选出的最佳反应条件进行3次验证实验,结果n?甲基?β?羟基苯乙胺的收率均能稳定在59.5%以上,最高可达65.5%。
3 讨论
3.1 反应原料摩尔比(a)的影响
表2极差(r)分析结果表明,反应原料摩尔比对收率的影响最大。随着甲胺用量的增加,收率逐渐增加。这可能是因为甲胺是气体,在反应过程中容易挥发,增加其反应量,能使其与氧化苯乙烯充分反应,减少了副产物二聚物n,n?二(β?羟基苯乙基)甲胺的生成。从单因素实验结果发现,氧化苯乙烯?甲胺摩尔比为1∶7或1∶8时的收率与1∶6的收率相差不大。从成本方面考虑,选择氧化苯乙烯∶甲胺为1∶6的条件进行实验。
3.2 反应温度(b)的影响
反应温度对收率的影响最小。随着温度的升高,收率先升后降,9 ℃时收率最高,因此选择其为反应温度。
3.3 反应时间(c)的影响
反应时间对收率的影响较小。随着时间的延长,收率有上升的趋势,但在实验过程中,发现反应时间的延长导致溶液的颜色逐渐加深,tlc结果显示杂质逐渐增加。因此,反应时间选9 d为宜。
3.4 乙醚用量(d)的影响
后处理溶剂乙醚的用量对收率有比较大的影响。随着乙醚用量的增加,收率逐渐增加,60 ml时收率最高,因此选其为最佳条件。
3.5 从实验结果看,仅从原料配比、反应温度、反应时间和后处理溶剂进行调整,收率还不够理想,还需从其它方面来考察,如从不同催化剂选择方面来加以考察其对反应收率的影响才有可能使该步反应收率有较大幅度的提高。但由于催化剂不同,反应机理就不同,不同反应机理也不可能放在同一个正交试验中考察,故进一步考察不同催化剂对收率影响的工作将另文报道。
篇9
关键词:有机信息;格氏试剂;有机备考
盘点近两年高考化学试题及模拟试题中的有机信息可以发现,除了双烯合成反应、羟醛缩合反应等以外,格氏试剂也作为信息载体多次出现,如2013年江苏高考17题,2012年天津理综化学部分第8题等。格氏试剂到底是什么样的试剂,在有机合成中又有什么应用,命题者为何如此青睐格氏试剂,本文试作分析如下。
一、格氏试剂发现的历史背景
1901年法国化学家格林(V.Grignard)对有机镁化物做了深入研究,当卤代烃RX与金属镁Mg在无水醚类等适当溶剂中作用时,生成的烃基卤化镁就是广泛应用于有机合成及药物合成的格氏试剂。他指出格氏反应分两步进行,第一步是生成有机镁化合物,第二步是有机镁化合物与其他试剂的反应。格氏试剂是与含羰基物质(醛、酮、酯)进行亲核加成反应很好的反应物,在合成醇类化合物中有特殊功效,而且格氏试剂是目前有机化学家所知的最有用和最多能的试剂之一。因此格氏试剂是20世纪初有机化学合成的重大发现之一,格林(V.Grignard)也因此获得1912年的诺贝尔化学奖。
二、格氏试剂在有机合成中的应用
格氏试剂的化学性质非常活泼,其中的C―Mg键为极性共价键,碳上带部分负电荷,镁上带部分正电荷,因此格氏试剂中R是一个亲核试剂,可与正离子或某些分子中具有部分正电荷的部位发生发应。格氏试剂的反应主要可以分为三大类(图1):
■
(一)与含有活泼氢化合物发生复分解反应
RMgX+H2ORH+Mg(OH)X
RMgX+R’OHRH+R’OMgX
其他如硫醇、酚、羧酸、酰胺、亚胺、胺、乙炔等含有活泼氢原子的化合物也能与格氏试剂反应,格氏试剂中的烃基则转变为烃。
(二)与卤代烃反应,即增长了碳链
RMgX+R’―XR―R’+MgX2
格氏试剂中的烃基与卤代烃中的烃基相连,增长了碳链。
(三)与具有极性的双键或叁键的化合物的加成反应
■
在加成反应中,RMgX中的烃基加到极性双键或叁键中带部分正电荷的原子上,而MgX则加到带部分负电荷的原子上,在反应过程中第一步必须在非水条件下进行,否则格氏试剂容易转变成烃,第二步水解常在弱酸性中进行,以便形成水溶性镁盐,便于处理。
三、格氏试剂的命题价值
高考有机化学怎么考?通过对近两年高考有机试题研究发现,有机化学的考查源于教材但不拘泥教材、依据考纲但不追求覆盖面,突出对“双基”和学科主干知识的考查,突出化学学科能力的考查特别是学生的信息素养的考查。利用格氏试剂考查有机化学学科知识、学科思想和学科素养具体体现在(图2)
■
四、涉及格氏试剂的有机试题赏析
例1(2013江苏高考节选)化合物A(分子式为C6H6O)是一种有机化工原料,在空气中易被氧化。A的有关转化反应如下(部分反应条件略去):
■
已知:■根据已有知识并结合相关信息,写出以A和HCHO为原料制备■的合成路线流程图(无机试剂任用)。
解析:本题是一道基础有机合成题,从基础原料(苯酚)出发,考查学生对新信息的获取、分析以及应用有效信息解决实际问题的能力。对比目标产物和原料可知该合成的关键是如何将A(苯酚)和HCHO连接以便增加一个碳原子,而醛基的引入可以通过伯醇的氧化得到,结合题给信息应用格氏反应,既可以把A(苯酚)和HCHO连接,又可以引入伯醇。从目标产物入手逆合成分析逆向推导分析如下:
■
例2(2012天津理综节选)萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂、医药和溶剂。合成α-萜品醇G的路线之一如下:
■
已知:■
(6)试剂Y的结构简式为_______________。
解析:本题是以“α-萜品醇的合成路线”为背景,集卤代烃、醇、羧酸、酯等常见有机物的转化为一体,综合考查常见有机物之间的转化及学生摄取信息并应用信息的能力。由F到G利用题给的信息直接模仿,信息迁移可以解决问题,应该说这一问要想拿分并不困难,但是要想真正理解该信息的反应机理有一定的难度。该过程分析示意图如下:
■
其实由A到B也可以看成A和CH3MgBr通过格氏反应制得B。
四、对有机复习备考的启示
(一)把握结构,理解反应机理
有机化学主要研究有机化合物的结构、性质、合成及相互转化等,而有机物种类繁多,因此要想学好有机化学,必须抓住学习有机化学的核心问题,即“构性相依”。有机反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程,因此分析反应过程中化学键的变化,理解有机反应机理是解决有机问题的关键。
(二)突破信息,强化信息素养
《2014年江苏省普通高中学业水平测试(选修科目)化学科考试说明》明确要求学生要形成信息素养,“能够敏捷、准确地获取试题所给的相关信息,并与已有知识整合,在分析评价的基础上应用新信息。”信息素养是指利用信息工具和信息资源的能力,是新课程对化学学科提出的高要求,通过对信息的分析、迁移和运用,考查学生对化学基础知识的理解和掌握程度。事实上,有机信息不论是来自中学化学教材还是大学有机化学教材,大部分信息的反应类型比如加成、氧化、消去等仍是中学化学中的基本反应类型,因此从反应类型着手,分析反应机理,获得有效反应信息,再经联想、推理获取新知,这正是解答有机信息题的有效途径。
(三)回归课本,归纳总结提升
纵观近两年来的各地高考试题,越来越多地呈现出回归教材的趋势,在各地高考试题中不少让学生感到生疏的题目,实际上都是课本上的习题通过变换、整合而来的,像烯烃的O3氧化,马尔可夫尼科夫加成规则,糠醛树脂的制备等。格氏试剂即是苏教版教材现成的信息,从格氏试剂的考查也让笔者感觉到高考命题“源于教材,高于教材”的真谛,课本才是母题库,而回归课本的目的就是要寻“源”,只有在复习备考过程中真正做到回归课本、查漏补缺,才能让学生跳出题海,提高复习效率。
[参 考 文 献]
[1]王永森.浅析高考化学试题中的双烯合成反应[J].化学教学,2012(7).
[2]王永森,魏建业.高考中有机热点背景信息分析――羟醛缩合反应[J].中学化学教学参考,2012(3).
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1 格氏试剂与格氏反应简介
1.1 格氏试剂
格氏试剂通常是用有机卤素衍生物(卤代烷、活泼卤代芳烃等,其中溴代烷用得最多)与金属镁在绝对乙醚(absolute ether or dry ether)存在下作用而成。反应方程式如下:
(实验中常用一小粒碘和温水浴引发)
乙醚(也可四氢呋喃)不仅是生成的有机镁化合物的溶剂,同时也和RMgX结合成络合物,结构如图1。C-Mg键为共价键,Mg-X键基本上是离子键,即:R-Mg+X-。C-Mg键的成键原子的电负性不同,C为2.50,Mg为1.23,C的电负性大于Mg,导致成键电子富集于C一方,起碳负离子的作用,使得烃基带部分负电荷,Mg带部分正电荷,C-Mg键是强极性键,即:
1.2 格氏反应
通常把格氏试剂和醛、酮、酯的加成反应叫做格氏反应,烷基锂也能进行此反应[3]。
格氏试剂的发明将有机合成技术向前推进了一大步,用它可以增长碳链。它不仅可以用于合成烃类、醇类、醛类和酮类,还可以用于合成羧酸、硫醇、亚磺酸以及金属有机化合物等,如在苏教版教材《有机化学基础》中,还例举了格式试剂在有机合成中的应用[4]:
2 醇在高中化学的重要地位
在有机化学中,醇是烃的含氧衍生物的开篇,是有机合成中应用极广的一类化合物,不仅用作溶剂,其中的羟基还是有机合成中关键的官能团,它可转变为别的官能团的各族化合物。伯醇和仲醇分别催化氧化为醛和酮,又是醇的转化的重要岔路口。其关系如图2所示:[5]
3 高中阶段合成醇的方式的局限性
在高中阶段,合成醇的方法主要有:卤代烃水解法;烯烃水化法;醛、酮的还原法等。无论上述哪种方法,都只是官能团的变化,碳架并未发生变化。由水煤气合成和淀粉发酵产物获得也相对单一,从有机合成的角度看,有着较高的局限性。几十年来,高考对醇的考查也相当精细,对醇的合成方面的背景信息不断拓展,例如有些地区的高考或模拟中出现烯烃的硼氢化-氧化(如2009年全国理综卷1的第30题)、氢化铝锂还原羧酸、格氏试剂法合成醇的背景信息。
4 利用格氏试剂合成各种醇进行考查的价值
实验过程如下:
①合成格氏试剂:实验装置如图3所示。向三颈瓶加入0.75 g镁屑和一小粒碘,装好装置,在恒压漏斗中加入3.2 mL溴苯和15 mL乙醚混匀,开始缓慢滴加混合液。待反应引发后开始搅拌,继续滴完后待用。
②制备三苯甲醇:实验装置如图3所示。将5.5 g二苯酮与15 mL乙醚在恒压漏斗中混匀,搅拌,滴加。40℃左右水浴回流0.5 h,加入20 mL饱和氯化铵溶液,冷却,放好,待提纯。
③提纯:用图4所示装置进行提纯。
(1)合成格氏试剂过程中,为加快反应速率以及提高格氏试剂的产率,可采取的措施有 。
(2)合成格氏试剂过程中,如果混合液滴加过快
将导致格氏试剂产率下降,其原因是 。
(3)在制备三苯甲醇的过程中,不能先将20 mL饱和氯化铵溶液一起加入后再水浴回流的原因是
。
解析:(1)对于已给定物质,加快反应速率要从改变浓度、压强、温度和催化剂等角度考虑;综合考虑反应物及装置特点,排除浓度、压强和催化剂的因素,为防止反应物大量挥发,选择适当的温度。由于合成格式试剂是液相与固相的反应,为使其充分进行,选择搅拌操作。(2)参考已知③,三颈瓶中已生成的格氏试剂会与溴苯反应生成副产物联苯,使产率下降。(3)参考已知①,格氏试剂易与水反应,使三苯甲醇产率降低。
例2 (2013江苏高考)化合物A(分子式为C6H6O)是一种有机化工原料,在空气中易被氧化。A的有关转化反应如下(部分反应条件略去):
例3 (2013年浙江省高中学生竞赛)1912年Victor Grignard因其对格氏试剂的研究而获诺贝尔化学奖。格氏试剂RMgX由Mg和卤代烃RX在室温下的干燥乙醚中反应得到。格氏试剂具有很强的碱性以及很强的亲核进攻能力,广泛用于复杂有机化合物的合成。化合物G的结构如下图所示,是著名的香料,其合成路线如下(问题略):
6 结束语
格氏反应是高考重要的背景信息,也是高中阶段知识的延伸,与高中化学有着密切的联系。鉴于中学的实际,格氏试剂法合成醇作为信息还只限于格氏试剂与醛、酮以及环氧乙烷的反应,与酯的反应要求较高。虽然高考不是引导中学教学的唯一导向标,但也要充分重视高考和竞赛选择背景信息的内涵及其重要意义。
参考文献:
[1][4]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书·有机化学基础[M].南京:江苏教育出版社,2009:64.
[2]金仲雅,陈永宏.格氏试剂在有机合成中的应用[J].郧阳师范高等专科学校学报,2001,21(3):68~70.