【正文】 6 防凍液母液對金屬銹蝕檢驗結(jié)果 序號 檢驗項目 技術(shù)要求 檢驗結(jié)果 單項結(jié)論 1 紫 銅 177。 表 5 不同相轉(zhuǎn)移劑對反應(yīng)過程的影響 反應(yīng)條件：淀粉 100 g， 50%甲酸鈉溶液： 50 g ， 相轉(zhuǎn)移劑： g 抗氧劑 4010NA： g， 催化劑醋酸鎳的加入量為： g，反應(yīng)溫度 105110℃ . 4 抗氧化劑的篩選 抗氧劑選用 4 010NA .吩噻嗪或硝基苯酚等。 2 催化劑的篩選 主要選用鎳鹽為催化劑，有醋酸鎳、檸檬酸鎳、甲酸鎳、乙酰丙酮鎳等，綜合比較，醋酸鎳為主催化劑時，反應(yīng)得到的產(chǎn)物的冰點最高，達(dá)到 75℃ 。 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 9 助劑原料選擇甲酸鈉；分子式 HCOONa，白色結(jié)晶粉末，物化性質(zhì)：密度℃ （分解溫度），溶于水，能溶于乙醇，無毒無腐蝕，有還原性。 實驗結(jié)果與討論 1 反應(yīng)用主要原料的選擇 生物質(zhì)單糖，廣泛存在于植物的果實、莖桿中，是大自然賜予的豐富資源，可以廣泛的選擇和利用。 利用比重計測定母液的比重。 利用溫度計測定產(chǎn)物的沸點。 PH 測試儀 ： 北京科達(dá)儀器公司 糖度測試儀 ： 北京中遠(yuǎn)科技儀器有限公司 粘度檢測儀： 上海地學(xué)儀器研究所 比重計： 廈門群隆儀器有限公司 分析方法 ： 利用糖度儀測定反應(yīng)過程中糖度的變化。 主要原料性質(zhì)及來源 表 3 原料規(guī)格及來源 序號 原料名稱 質(zhì)量規(guī)格 原料理化 性質(zhì) 來源產(chǎn)地及公司 1 葡萄糖 （ C6H12O6） 工業(yè)一級≥99% 白色結(jié)晶溶于水 ，無毒，分子中醛基有還原性 大成集團(tuán)長春糖業(yè)公司 2 淀粉 (C6H1005)n 工業(yè)一級 ≥ 99% 植物中的多糖，葡糖的高聚體食用工業(yè)用無毒 大成集團(tuán)長春淀粉公司 3 甲酸鈉 （ CHNaO2） 工業(yè)一級≥% 白色結(jié)晶溶于水吸潮對人體無毒無腐蝕性不易燃 吳江市南風(fēng)化工有限公司 4 十六烷基三甲基溴胺 （ C51H106BrN） 工業(yè)一級≥99% 白色結(jié)晶溶于水耐熱酸堿有毒明火可燃 廈門諾威化工有限公司 5 甲酸鎳 （ HCOO） 2Ni?2H2O 優(yōu)純級GR98% 綠色晶體溶于水，未顯示對人體有害 和危險性 北京中遠(yuǎn)化工有限公司 6 PPG200、 PPG400、 PPG600 工業(yè)優(yōu)級98% 無色油狀透明液體，溶于水無毒日化醫(yī)藥原料 佛山盈智化學(xué)試劑有限公司 7 硝基苯酚 （ NO2C6H4OH） 試劑 % 無色或微黃結(jié)晶芳香甘甜味動物毒性鼠神經(jīng)略刺激 上海科興生化科技有限公司 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 8 8 聚乙二醇 400 HO(CH2CH2O)nH 試劑 99% 無色粘稠液體 江蘇嘉豐化學(xué)股份有限公司 9 阻聚劑 MMA C12H18O 產(chǎn)品 無色液體，耐高 溫抗氧劑 南京大唐化工有限公司 10 抗氧化劑 BHA （丁基羥基茴香醚） C10H12O5 食品添加劑 白色結(jié)晶狀物，無毒 上海易利生物化工有限公司 主要實驗裝置 761 型恒溫水浴反應(yīng)器 ：上海新諾儀器有限公司，配 1000ml 三口燒瓶，加溫控制和蒸餾回流裝置。 本項目發(fā)明的常壓低溫氫轉(zhuǎn)移催化氫解技術(shù)，對比玉米加工生產(chǎn)多元醇普遍使用的高壓反應(yīng)加氫的技術(shù)，有著明顯的優(yōu)勢：主要體現(xiàn)在設(shè)備投資少，工藝簡捷容易實現(xiàn)，實施過程安全，不存在易燃易爆危險，生產(chǎn)成本低。利用氫轉(zhuǎn)移加氫改性手段使其具有較強(qiáng)的抗凍能力，并克服殘留易變基團(tuán)的不穩(wěn)定性，部分采用高分子化學(xué)方法，最終實現(xiàn)合成防凍液母液新品種，反應(yīng)原理方程式應(yīng)為： 整個反應(yīng)在加熱脫水過程中完成，加氫脫水形成亞甲基結(jié)構(gòu)， 其中 R R2 為CH2OH 結(jié)構(gòu)，其中－ CHO 基團(tuán)，也轉(zhuǎn)換為－ CH2OH基團(tuán)，脫氧分子仍可形成醇分子結(jié)構(gòu)，而使抗結(jié)冰能力增強(qiáng)。但我們通過氫轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)生成的物質(zhì)經(jīng)測試，冰點達(dá)到－ 75℃ ，故能滿足高級防凍液生產(chǎn)的需求。或作為融雪、融冰劑及用作國防軍工行業(yè)中特殊標(biāo)準(zhǔn)防凍劑使用。 日本盡管生物質(zhì)資源匱乏，但在生物質(zhì)利用技術(shù)研究方面所取得的專利已占世界的 52%，其中生物能源領(lǐng)域的專利占了 81%。 數(shù)字表明，生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)前景樂觀。 我國自行培育的甜高粱、麻風(fēng)樹等優(yōu)良能源植物，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新木質(zhì)纖維素水解技術(shù)、和燃料乙醇、生物柴油、生物基塑料生產(chǎn)技術(shù)，可建設(shè)相當(dāng)于 一個大慶的年產(chǎn) 5000 萬噸 “綠色油田 ”。盡管我國生物質(zhì)技術(shù)整體水平較低，但恰恰在以上有關(guān)植物生物質(zhì)生物利用關(guān)鍵技術(shù)難題方面有獨(dú)到的技術(shù)優(yōu)勢。 根據(jù)我國農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)資源特點，可建設(shè)以甜高粱和林區(qū)廢棄物為主體的東北綠色油田、以旱生灌草和甜高粱為主體的西北綠色油田、以甜高粱為主體的華北綠色油田、以麻瘋樹和甜高粱為主體的西南綠色油田，以及以多種木本和草本能源植物為主體的東南綠色油田 在生物質(zhì)生物利用過程中，國際公認(rèn)的 3 個需要解決的重大技術(shù)問題是：克服木質(zhì)纖維素分子對生物轉(zhuǎn)化的抗性，將大分子多糖降解為可發(fā)酵糖；通過微生物代謝工程和基因工程研究， 由可發(fā)酵糖進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化；簡捷、高效的下游過程技術(shù)產(chǎn)物分離。 根據(jù)我國生物質(zhì)資源特點和技術(shù)潛在優(yōu)勢，可以將燃料乙醇、生物柴油、生物塑料，以及沼氣發(fā)電和固化成型燃燒作為主產(chǎn)品。目前中國城鎮(zhèn)垃圾熱值在 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 5 兆焦 /千克 (1000 千卡 /千克 )左右。 城鎮(zhèn)生活垃圾主要是由居民生活垃圾，商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和少量建筑垃圾等廢棄物所構(gòu)成的混合物，成分比較復(fù)雜，其構(gòu)成主要受居民生活水平、能源結(jié)構(gòu)、城市建設(shè)、綠化面積以及季節(jié)變化的影響。 1991 和 1995 年，全國工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量分別為 億噸和 億噸，同期城鎮(zhèn)生活垃圾量以每年 10%左右的速度遞增。我國目前大中型牛、豬、雞場約 6000 多家，每天排出糞尿及沖洗污水 80 多萬噸，全國每年糞便污水資源量 億噸，折合 萬噸標(biāo)煤。根據(jù)計算，目前我國禽畜糞便資源總量約 億噸，折合 7840 多萬噸標(biāo)煤，其中牛糞 億噸 ， 4890 萬噸標(biāo)煤，豬糞 億噸， 2230 萬噸標(biāo)煤，雞糞 億噸， 717 萬噸標(biāo)煤。除在牧區(qū)有少量的直接燃燒外，禽畜糞便主要是作為沼氣的發(fā)酵原料。利用混合菌種產(chǎn)氫技術(shù)逐步成熟，并取得了較大成果。目前制取氫氣的方法有：水電解法、熱化學(xué)法、光電化學(xué)法、等離子化學(xué)法、生物 制氫法。 表 1 九大作物的秸稈產(chǎn)量及產(chǎn)熱量 農(nóng)作物 作物產(chǎn)量 /t 谷草比 秸稈量 /t 折標(biāo)煤系數(shù) 折標(biāo)煤量 /t 稻谷 18603 1: 11590 4972 小麥 10930 1: 14930 7465 玉米 15230 1:2 30460 16113 雜糧 869 1:1 869 435 豆類 1720 1: 2580 1401 薯類 2808 1: 1404 682 油料 2569 1:2 5137 2718 棉花 762 1:3 2287 1242 甘蔗 11295 1: 1130 498 (2)、有機(jī)污水 有機(jī)污水指的是豐富有機(jī)物質(zhì)的排放廢水，其中包括工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水以及生活污水等。為了減輕氣球變暖，制止大氣中的二氧化碳濃度的上升，政府間氣候變化委員話提出了促進(jìn)對木材等生物質(zhì)能 源的利用達(dá)到總資源的 30%的倡議?，F(xiàn)在和將來每年在生產(chǎn)和廢棄物時也可能產(chǎn)生相同程度的廢料量。此外，根莖作物殘余物為 億噸，麥殘余物為 億噸，玉米殘余物為 億噸。 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 3 農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生的方式和量隨產(chǎn)生的地點的不同而不同，對應(yīng)于收獲量的殘余物產(chǎn)生比率，米為 140%、麥為 130%、玉米為 100%、根莖作物為 40%。 農(nóng)業(yè)廢棄物指的是農(nóng)作物收獲時農(nóng)田中產(chǎn)生的殘余物，可以利用的有谷物、根莖作物和甘蔗殘余物等。甚至可以解決環(huán)境污染。而與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)不同之處在于，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)則是利用現(xiàn)代生物或者是化學(xué)科技將農(nóng)作物秸稈、家禽以及家畜糞便等各種生物質(zhì)原材料加工生產(chǎn)出種類繁多的清潔能源產(chǎn)品等生物基產(chǎn)品。生物質(zhì)基化工產(chǎn)品及綠色能源問題已經(jīng)逐步成為世界科技發(fā)展領(lǐng)域的前沿。生物基產(chǎn)品主要有：沼氣、燃料乙醇、生物柴油和生物塑料、防凍劑。以其為原料生產(chǎn)環(huán)境友好的化工產(chǎn)品和綠色能源是人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。 鑒于此，亟需找到一種乙二醇以及丙三醇為原料的替代品，標(biāo)準(zhǔn)是：資源豐富可持續(xù)使 用；價格低廉經(jīng)濟(jì)性好；制備工藝簡捷容易實現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量及性能更能適應(yīng)發(fā)動機(jī)及其它行業(yè)的不同需要。丙三醇型防凍液的缺點是冷卻降溫效能低、甘油配比大，使用成本較高。 3，乙二醇本身是相 對活躍的物質(zhì)，容易聚合成高分子聚合物，進(jìn)一步氧化成聚合物有機(jī)酸（通常所說的油泥），形成十分粘重的物質(zhì)，沉積后容易結(jié)垢；另乙二醇與氧氣反應(yīng)，生成微量的甲酸和乙酸 當(dāng)然現(xiàn)行的防凍液還有丙三醇型防凍液，丙三醇型防凍液采用丙三醇與軟水按不同比例混合而成。 （ 2）其冰點隨著乙二醇在水溶液中的濃度變化而變化，濃度在 60%以下時，水溶液中乙二醇濃度升高冰點降低，但濃度超過 60%后，隨著乙二醇濃度的升高，其冰點呈上升趨勢，粘度也會隨著濃度的升高而升高?，F(xiàn)存防凍液生產(chǎn)方式存在許多缺點和不足： （ 1）乙二醇是石油產(chǎn)品的衍生品，屬于不能再生的稀缺資源，不能持續(xù)發(fā)展；乙二醇用途廣泛，是化工工業(yè)合成的主要原料，用在防凍液產(chǎn)品上是一種資源的損失浪費(fèi)和無奈之舉；乙二醇有毒，人若誤服體重千分之一的量即可致死，需加人工警示色素；乙二醇不易分解，廢棄防凍液排放后污染環(huán)境；乙二醇價格隨國際油價變動波動劇烈，用乙二醇生產(chǎn)防凍液利潤較低，直接影響防凍液產(chǎn)量和市場穩(wěn)定，造成假冒偽劣橫行，為產(chǎn)品質(zhì)量低下的重災(zāi)區(qū)。這種情況說明用乙二醇為原料生產(chǎn)防凍液已經(jīng)難以適 應(yīng)我國現(xiàn)代化建設(shè)的需求。 目前，世界各國標(biāo)準(zhǔn)的防凍液生產(chǎn) 95%以上采用乙二醇為主要原料，乙二醇是礦物質(zhì)石油的衍生物，資源緊缺不可再生。雖然近年來國產(chǎn)防凍液生產(chǎn)增長很快，但不少產(chǎn)品由于缺乏嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗和 統(tǒng)一的檢驗標(biāo)準(zhǔn)。一些先進(jìn)國家的防凍液普及率達(dá)到了 100 %。 圖 1 防凍液 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對發(fā)動機(jī)的性能要求也越來越高，不僅要求防凍液具有較低的冰點和較高的沸點，還應(yīng)具有較好的金屬防腐性、防氣蝕性、防結(jié)垢性，以及對環(huán)境污染小或不污染環(huán)境，且有較長的使用壽命等等方面的綜合性能。本章設(shè)計書主要是用新工藝解決原來生產(chǎn)冷凍液的缺點以及制備年產(chǎn)萬噸的防凍液。這樣而來，中國私家車也越來越普遍。 并且介紹了 工 廠的整體 布局原則以及車間設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，繪制了車間布置圖，工藝流程圖，反應(yīng)釜裝配圖。長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 I 中文摘要 針對目前 我國 防凍液緊缺以及防凍液的質(zhì)量 不能滿足現(xiàn)實的要求 等問題 ，本設(shè)計 提出 基于以葡萄糖為原料經(jīng)加氫制備的產(chǎn)物為基礎(chǔ)來生 產(chǎn) 生物質(zhì)基防凍液 ， 本設(shè)計 進(jìn)行了年產(chǎn)一萬噸生物質(zhì)基防凍液的生產(chǎn)工廠的工藝設(shè)計 。 設(shè)計 包括 生物質(zhì)基 產(chǎn)品的介紹，防凍液的配置原理，工廠內(nèi)的能量衡算，物料衡算，反應(yīng)釜的計算與選型， 離子交換器的計算與選型，確定了反應(yīng)釜的體積為 ，離子交換器 中陽樹脂高度和陰樹脂高度。 關(guān)鍵詞 ： 防凍液 反應(yīng)釜 離子交換器 車間布置 工藝設(shè)計 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 II Abstract Nowadays, our country faces the problems of shortage of antifreezer and the poor quality of antifreezer. In order to solve these problems, the thesis is based on the principle of the glucose as raw material to generate biomassbased antifreezer with the reaction of hydrogenation. The thesis is something about a factory process design of an annual output of ten thousand tons of antifreezer. The thesis includes the introduction of biomassbased products ， the principle of the preparation of antifreezer, the energy calculation of factory, the material balan