工學論文開題報告

工學論文開題報告

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　　畢業設計題目：年產4200噸環氧氯丙烷車間氯丙烯合成工段工藝設計

　　指導教師 ：

　　院 系： 科亞學院

　　專業班級 ： 科化工0401班

　　學 號：

　　姓 名：

　　日 期： XX年 3月 7日

　　1、環氧氯丙烷的物理、化學性質

　　環氧氯丙烷（ec）英文名：3—chloro—1，2—epoxypropane;epichlorohydrin。 分子式：c3h5clo ，分子量：92。52 ， 熔點—25。6℃，沸點117。9℃，相對密度（水=1）：1。18（20℃），相對密度（空氣=1）： 3。29 ，飽和蒸汽壓 （kpa）：1。8（20℃） ，自燃點415 ℃，折射率（nd20）1。438。 微溶于水，可混溶于醇、醚、4氯化碳、苯。無色油狀液體，有氯仿樣刺激氣味。用于制環氧樹脂，也是1種含氧物質的穩定劑和化學中間體 易燃其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高溫能引起分解爆炸和燃燒。若遇高熱可發生劇烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。

　　2、環氧氯丙烷的生產原料及主要產品

　　環氧氯丙烷是1種重要的有機化工原料和精細化工產品，用途10分廣泛。以它為原料制得的環氧樹脂具有粘結性強，耐化學介質腐蝕、收縮率低、化學穩定性好、抗沖擊強度高以及介電性能優異等特點，在涂料、膠粘劑、增強材料、澆鑄材料和電子層壓制品等行業具有廣泛的應用。此外，環氧氯丙烷還可用于合成甘油、玻璃鋼、電絕緣品、表面活性劑、醫藥、農藥、涂料、膠料、離子交換樹脂、增塑劑、（縮）水甘油衍生物、氯醇橡膠等多種產品，用作纖維素酯、樹脂、纖維素醚的溶劑，用于生產化學穩定劑、化工染料和水處理劑等。

　　1原料：丙烯

　　丙烯的化學結構式：ch2=chch2oh 。物理性質：：無色透明液體，熔點：—129，沸點：97。1，閃點：28，密度（20）：0。854，折光率：1。4135。。

　　用途：：丙烯醇是醫藥，農藥和香料的中間體。主要的衍生物及其用途為：用于合成環氧氯丙烷、甘油、1，4—丁2醇以及烯丙基酮，生產增塑劑和工程塑料等重要有機合成原料。此外，其碳酸鹽可以做光學樹脂、安全玻璃和顯示屏，其醚可以做聚合物的增黏劑等。

　　2主要產品：環氧樹脂

　　目前我國的環氧氯丙烷主要用于生產環氧樹脂，其消費比例為環氧樹脂占85%，合成甘油占7%，氯醇橡膠占2%，其他如溶劑、穩定劑、表面活性劑、阻燃劑、油田化學品、水處理劑等占6%

　　3、環氧氯丙烷工藝生產方法及選擇

　　目前，工業上環氧氯丙烷的生產方法主要有丙烯高溫氯化法和乙酸丙烯酯法兩種。

　　丙烯高溫氯化法是工業上生產環氧氯丙烷的經典方法，由美國shell公司于1948年首次開發成功并應用于工業化生產。目前，世界上90%以上的環氧氯丙烷采用此法進行生產。其工藝過程主要包括丙烯高溫氯化制氯丙烯，氯丙烯與次氯酸化合成2氯丙醇，2氯丙醇皂化合成環氧氯丙烷3個反應單元。

　　4、 工藝流程敘述

　�。�1）丙烯高溫氯化法：

　�。�1）丙烯高溫氯化制氯丙烯

　　丙烯與氯氣經干燥、預熱后以摩爾比4～5：1混合進入高溫氯化反應器，短時間（約3 s）內進行反應，生成氯丙烯和氯化氫氣體。精制后得氯丙烯產品，同時副產d—d混劑（1，2—2氯丙烷和1，3—2氯丙烯），氯化氫氣體經水吸收后得到工業鹽酸。

　　ch2=chch2 + cl2 →ch2=chch2cl +hcl

　�。�2）氯丙烯次氯酸化合成2氯丙醇

　　氯氣在水中生成次氯酸（或采用介質叔丁醇和氯氣在naoh溶液中反應生成叔丁基次氯酸鹽，該鹽水解生成次氯酸，叔丁醇循環使用），次氯酸與氯丙烯反應生成2氯丙醇（過程中2氯丙醇濃度1般控制在4%左右）。

　　2ch2=chch2cl +2hocl→ clch2chclch2oh + clch2chohch2cl

　　2，3—2氯丙醇，70%） （1，3—2氯丙醇，30%）

　　（3）2氯丙醇皂化合成環氧氯丙烷

　　2氯丙醇水溶液與ca（oh）2或naoh反應生成環氧氯丙烷。

　�。�3）2氯丙醇皂化合成環氧氯丙烷

　　2氯丙醇水溶液與ca（oh）2或naoh反應生成環氧氯丙烷。

　　clch2chclch2oh + clch2chohch2cl + 1/2 ca（oh）2→

　　clch2chclch2oh + clch2chohch2cl + 1/2 ca（oh）2→

　　丙烯高溫氯化法的特點是生產過程靈活，工藝成熟，操作穩定，除了生產環氧氯丙烷外，還可生產甘油、氯丙烯等重要的有機合成中間體，副產d—d混劑（1，3—2氯丙烯和1，2—2氯丙烷）也是合成農藥的重要中間體。缺點是原料氯氣引起的設備腐蝕嚴重，對丙烯純度和反應器的材質要求高，能耗大，氯耗量高，副產物多，產品收率低。生產過程產生的含氯化鈣和有機氯化物污水量大，處理費用高，清焦周期短。

　　（2）乙酸丙烯酯法

　　前蘇聯科學院與日本昭和電工均開發了利用乙酸丙烯酯為原料生產環氧氯丙烷的生產工藝。前蘇聯是采用先氯化后水解工藝，昭和電工則采用先水解后氯化工藝。其工藝過程主要包括合成乙酸丙烯酯，乙酸丙烯酯水解制烯丙醇，合成2氯丙醇以及2氯丙醇皂化生成環氧氯丙烷4個反應單元。

　�。�1）在鈀和助催化劑作用下，丙烯與氧在溫度160～180 ℃、壓力0。5～1。0 mpa，乙酸存在下反應生成乙酸丙烯酯。

　　ch2=chch2+ 1/2o2 + ch3cooh→ ch2=chch2ococh3 +h2o

　�。�2）在溫度60～80 ℃、壓力0。1～1。0 mpa下，以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑，乙酸丙烯酯經水解反應生成烯丙醇。

　　ch2=chch2ococh3 +h2o→ ch2=chch2oh +ch3cooh

　�。�3）在溫度0～10 ℃，壓力0。1～0。3 mpa條件下，烯丙醇與氯通過加成反應生成2氯丙醇。

　　ch2=chch2oh + cl2→ ch2clchclch2oh

　�。�4）2氯丙醇與氫氧化鈣發生皂化反應生成環氧氯丙烷。

　　ch2clchclch2oh+ 1/2ca（oh）2→ ch2— chch2cl + 1/2cacl2 +h2o

　　與傳統的丙烯高溫氯化法相比較，乙酸丙烯酯法具有以下優點：（1）避免了高溫氯化反應，反應條件溫和，易于控制，不結焦、操作穩定，丙烯、氫氧化鈣和氯氣的用量大大減少，反應副產物和含氯化鈣廢水的排放量也大大減少。（2）開發了丙烯醇的氯化加成反應系統，成功地將氧引入環氧化物中，首次實現了由氧氧化代替氯氧化的技術，減少了醚化副反應，提高了系統的收率。（3）工藝過程無副產鹽酸產生。（4）可以較容易獲得目前技術還不能得到的高純度烯丙醇。主要缺點是工藝流程長，催化劑壽命短，投資費用相對較高。

　　5、安全環保措施

　　（1）燃燒爆炸危險性：

　　危險特性：其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高溫能引起分解爆炸和燃燒。若遇高熱可發生劇烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。易燃性（紅色）：3 反應活性（黃色）：2

　　滅火方法：泡沫、2氧化碳、干粉、砂土。消防器具（包括scba）不能提供足夠有效的防護。若不小心接觸，立即撤離現場，隔離器具，對人員徹底清污。高溫下能發生自反應，阻塞安全閥，導致罐體爆炸。蒸氣能擴散到遠處，遇點火源著火，并引起回燃。封閉區域內的蒸氣遇火能爆炸。如果該物質或被污染的流體進入水路，通知有潛在水體污染的下游用戶。

　�。�2）包裝與儲運

　　儲存于陰涼、通風倉間內。遠離火種、熱源。倉溫不宜超過 30℃。防止陽光直射。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類、堿類分開存放。儲存間內的照明、通風等設施應采用防爆型。罐儲時要有防火防爆技術措施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。 erg指南：131 erg指南分類：易燃液體—有毒的

　�。�3）毒性危害

　　接觸限值：中國mac：1mg/m3[皮] 前蘇聯mac：1mg/m3 美國tlv—twa：acgih 2ppm，7。6mg/m3 美國tlv—stel：未制訂標準。

　　蒸氣對呼吸道有強烈刺激性。反復和長時間吸入能引起肺、肝和腎損害。高濃度吸入致中樞神經系統抑制可致死。蒸氣對眼有強烈刺激性，液體可致眼灼傷。皮膚直接接觸液體可致灼傷�？诜�引起肝、腎損害，可致死。慢性中毒：長期少量吸入可出現神經衰弱綜合征和周圍神經病變。 iarc評價：2a組，可疑人類致癌物;動物證據充分 ntp：可疑人類致癌物 idlh：75ppm，潛在致癌物嗅閾：0。934ppm osha：表z—1空氣污染物 niosh標準文件：niosh 76—206 健康危害（藍色）：

　�。�4）防護措施

　　密閉操作，全面排風�？諝庵袧舛瘸瑯藭r，戴面具式呼吸器。緊急事態搶救或撤離時，建議佩戴自給式呼吸器。戴化學安全防護眼鏡。穿緊袖工作服，長筒膠鞋。戴防化學品手套。工作后，淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。防止皮膚和粘膜的損害。

　�。�5）泄漏處置：

　　疏散泄漏污染區人員至安全區，禁止無關人員進入污染區，切斷火源。應急處理人員戴自給式呼吸器，穿防護服。不要直接接觸泄漏物，在確保安全情況下堵漏。噴水霧可減少蒸發。用砂土或其它不燃性吸附劑混合吸收，然后收集運至廢物處理場所。如大量泄漏，利用圍堤收容，然后收集、轉移、回收或無害處理后廢棄。

　　6、當前生產中存在的問題及建議

　�。�1） 積極發展環氧氯丙烷下游產品，帶動環氧氯丙烷的生產與發展今后幾年，世界主要國家和地區的環氧氯丙烷下游各消費領域依然會發展較快，各地區的環氧氯丙烷的生產主要是自用，估計會有少量出口。今后幾年我國的汽車工業，住宅建設，電子工業等領域將有1個高速發展的階段，隨著我國西部大開發，將有大規模的基礎設施投入建設，因此，今后幾年，我國的環氧氯丙烷的下游產品，如：環氧樹脂、合成甘油等的市場需求量將會很大，美國、西歐及日本主要

　　工學論文開題報告二

　　一、課題的依據和意義：

　　1、依據：時尚是有藝術品位的生活，時知務也，尚在品質！時尚一族的生活是藝術化的，所追求的生活隨著時間的變化也會不斷的提高的，但不變的是一直在追求高品質的生活。為了滿足這一人群的需要，時尚產品也在不斷的更新，向更高的品質發展。

　　概念車可以理解為未來汽車，汽車設計師利用概念車向人們展示新穎、獨特、超前的構思，反映著人類對先進汽車的夢想與追求。概念車往往只是處在創意、試驗階段，也許永不投產。與大批量生產的商品車不同，每一輛概念車都可以擺脫生產制造工藝的束縛，盡情地夸張地展示自己的獨特魅力。時尚一族這個人群在未來的社會中，隨著生活水平和精神追求的提高將會愈來愈龐大。為了滿足這一人群的旅游出行進行交通設計是又必要性的。

　　概念車的最大功能就是發現與引導這些變化的.方向�？稀�奧庫亞馬說過世界在變，汽車在變，在今后的10年到20年內會變得很劇烈。交通工具也要隨著這種變化不管更新、改變。未來概念車的設計可以推動我們的交通發展，解決很多我們生活中現有的一些問題，使我們未來的出行、旅游更加方便。

　　天馬行空、隨心所欲在設計中不再是不切實際，對于概念車的設計天馬行空的創意和隨心所欲的想象已經成為一種珍貴財富。舞動的概念、迸發的理念塑造了經典概念車的楷模。概念車體現了汽車設計師的靈感和風

　　格，概念車甚至不受量產車的條件限制，可任意采用未經充分驗證的新工藝、新材料和新設計，充分發揮想象力和創造力。

　　針對時尚一族的概念車設計需要打造出時尚、藝術、高品位的產品，因為品質與美是要藝術的手法去塑造，藝術提高品位，藝術是脫俗的，出類拔萃的；時尚是高尚的，時尚離不開藝術，藝術可以創造時尚。

　　2、意義：時尚賦予人們不同的內涵和神韻，帶給人的是一種愉悅的心情和優雅、純粹與不凡感受，能體現不凡的生活品味，精致、展露個性。人類對時尚的追求，在精神上的或是物質上的追求都促進了人類生活。概念車是汽車中內容最豐富、最深刻、最前衛、最能代表世界汽車科技發展和設計水平的汽車。概念車是時代的最新汽車科技成果，代表著未來汽車的發展方向，因此它展示的作用和意義很大，能夠給人以啟發并促進相互借鑒學習。因為概念車有超前的構思，體現了獨特的創意，并應用了最新科技成果，所以它的鑒賞價值極高。概念車也是藝術性最強、最具吸引力的汽車。

　　針對時尚一族未來型概念車的設計，將會改變未來生活的方式，改變時尚潮流的走向，引領未來生活中交通方式的發展方向。

　　二、國內外研究概況及發展趨勢：

　　1、國內概況：中國概念車設計的起步較晚，1999年在上海國際車展，中國以吉祥動物麒麟為名的第一款概念車吸引了世人的目光，這是第一輛由中國人設計，在中國制造并面向中國市場的經濟型汽車。稚嫩的車型，俗氣的顏色，平平的參數是人不得不感慨中國汽車設計的落后。但是他最

　　大的意義就是喚起了中國概念車的設計。

　　2003年的“鯤鵬”是中國感念車的一個亮點。終于有了對外形和顏色的思考，但是不得不說造型依然很丑。雖然不足還有很多，但是“鯤鵬”對所在微型車細分領域的全新探索，演練了低成本構造，泛亞以每兩年一輛概念車的速度成長，這使得中國汽車廠商在目睹這一個又一個的中國概念車之后開始醒悟，中國需要概念車的設計。

　　2、國外概況：國外概念車的設計尤其是歐美國家的概念車設計較為成熟，不論技術上、造型上、色彩搭配上、還是使用方式等創新都處在世界的前端。

　　發展趨勢：

　　趨勢一：傳統車型分類被打破交叉車型成趨勢。如今越來越多的車型打出了交叉車型的概念。如大眾概念車ConceptA亮點：運動轎車與SUV的結合；斯柯達概念車Yeti亮點：SUV、轎車、旅行車等集于一身。趨勢二：傳統能源殆盡新能源汽車代替。能源問題是目前汽車技術的最大課題，其也直接影響到節能、環保等一系列技術。如雪佛蘭Sequel氫燃料電池車亮點：最先進的氫燃料電池車型；福特Reflex柴電混合動力概念車亮點：利用太陽能的柴油電力混合動力。

　　趨勢三：打破汽車結構的未來智能行走機器。設計師們不滿足于這些傳統汽車概念，他們需要打破常規的、面向未來的智能行走機器。如豐田全新未來概念車Fine—T亮點：智能交通下的未來車。

　　趨勢四：個性化的突破設計。外形設計的突破性，是一款概念車的基

　　本要求。如雷諾Zoe概念車亮點：不對稱的車門設計；福特iosis概念車亮點：奠定福特未來風格的雕塑感設計

　　三、研究內容及基本思路：

　　1、研究內容：

　　造型上，整車為流線型設計，考慮空氣力學，要有效地減小風阻，車體設計時尚前衛，動感活力，遵循簡約主義的同時又要凸顯個性。整車將采用仿生學進行形態設計，將會運用一些中國傳統元素穿插在設計之中。把中國風貫徹在在設計中，要體現原創性。

　　結構上，整車為兩廂設計，發動機中置，車門為雙開門上旋打開方式。車型初步定為跑車類汽車。

　　材料上，材料主要以環保型材料取代鋼鐵和塑料，可能采用碳纖維，不過更多的將會使用采用鋁或者鋼這樣的常見材料。

　　色彩上，定位人群為時尚一族，因此選用較亮麗的彩色，多種配色方案。

　　人機上，考慮人與機器的關系，遵循人機工程學。

　　2、基本思路：

　　打造一款時尚的未來型概念跑車，形態上擁有張力，在年輕的90后上尋找靈感，根據時尚的90后們的喜好來進行設計。收集一些相關的資料，研究90后時尚人群中的習慣和遇到的問題，這些研究在設計中得以體現。結構設計會在現有的一些汽車結構基礎上進行改進，盡量保持楔形車型。

　　四、進度安排：

　　1、前期階段（2011.09.01—10.13）：

　　1）09.01—10.12制定工作計劃，指導教師資格審定；

　　2）10月13日下午召開畢業設計（論文）動員大會（全院）；

　　3）10.13—10.16指導老師制定畢業設計題目，學生進行選題；指導老師與學生雙向選擇，題目

　　上要求做到一人一題。下達具體任務書；

　　2、中期階段（2011.10.13—寒假前）

　　1）10.17—10.30開題報告，畢業設計調研分析及材料整理；前期發散草圖；

　　2）11.01—11.31課題研究報告，畢業設計前期方案、方案初選及深入；

　　3）12.01—12.17方案定稿，深入草圖，畢業論文前三章初稿。

　　4）2011年12月18日學院畢業設計（論文）中期檢查；

　　5）12.18—寒假放假畢業設計建模、渲染、版面，寒假放假前集中檢查；

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