化學畢業(yè)論文文檔
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化學是重要的基礎科學之一，是一門以實驗為基礎的學科，在與物理學、生物學、地理學、天文學等學科的相互滲透中，得到了迅速的發(fā)展，也推動了其他學科和技術的發(fā)展。下文是學習啦小編為大家搜集整理的關于化學畢業(yè)論文文檔的內容，歡迎大家閱讀參考!
化學畢業(yè)論文文檔篇1
淺析培養(yǎng)學生學習化學興趣的策略
我們都知道，“興趣是最好的老師。”如何培養(yǎng)學生學習化學興趣呢?化學是一門以實驗為基礎的學科，通過教師演示實驗或組織學生分組實驗，能把教材知識由微觀變?yōu)楹暧^，由抽象變?yōu)樾蜗螅蔁o形變?yōu)橛行?，由枯燥變?yōu)樯鷦?，使學生易于獲取多方面知識，鞏固學習成果，培養(yǎng)學生的各種能力。
一、上好緒言課，激發(fā)學習興趣
有趣，是初中學生學習化學興趣形成和發(fā)展的前提。有趣即化學教學富有趣味性，它包括兩方面含義：一是化學知識以特殊的方式變得富有魅力;二是傳授和學習化學知識的過程生動活潑，引人入勝。有趣并不等于興趣，因為有趣不屬于人的個性心理品質，而僅屬于對形成興趣起作用的對象和動作的品質。鑒于有趣對初中學生學習化學興趣形成和發(fā)展中的重要作用，在化學教學中應努力挖掘化學教材中現有的和潛在的趣味性，力求采用趣味性強的、激發(fā)情緒的啟發(fā)式教學，使學生產生愉悅的學習情緒，為他們學習興趣的形成和發(fā)展創(chuàng)造良好條件。
由生動活潑的緒言課揭開學習化學的序幕，俗話說，“好的開始等于成功的一半”。經驗告訴我們，第一節(jié)化學課尤為重要。因此，把第一節(jié)化學課上得生動、有趣，學生學習的興趣就會培養(yǎng)起來。
二、加強實驗教學，培養(yǎng)學習興趣
化學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗在化學教學中的作用是不可忽視的。中學化學實驗包括教師演示實驗和學生實驗兩部分。
演示實驗生動、鮮明，可以激發(fā)學生的學習興趣。要保證課堂演示實驗的成功，教師每次實驗前都要做好充分準備，努力做到操作規(guī)范，速度適中，便于觀察。為避免學生只看實驗，覺得好奇、好玩而忽視學習，學生每次觀察實驗都要有明確具體的觀察提綱和真實詳細的實驗現象記錄，逐步培養(yǎng)觀察能力。另外，對于教材中的演示實驗，有的現象不明顯，這就需要教師開動腦筋不斷改進實驗方法，使實驗現象鮮明生動。在學校實驗條件允許的情況下，可以把一些觀察性較差而方法較簡單的實驗改為學生實驗，讓學生在教師指導下邊講邊實驗。
化學實驗不僅要做好演示實驗，還要上好學生分組實驗課。如果說學生觀察教師的演示實驗生動有趣，那么，讓學生親自動手做實驗就更加富有趣味性。但要上好學生分組實驗課，提高課堂教學水平是需要下一番功夫的。
首先，要制訂明確可行的教學目標。根據布盧姆的教育理論，可將學生的分組實驗課的教學目標分為認知目標、技能目標和情感目標。目標確定后，師生雙方要圍繞目標，完成教與學的任務。
其次，要做好課前的準備工作。?
教師對實驗內容要反復預試，掌握與實驗成功有關的條件和關鍵，同時根據學生實際情況擬訂出上課時向學生交待的實驗注意事項，做好巡回指導計劃，準備好儀器、藥品和器材，并將其放置有序。
再次，要加強課堂上的組織指導。及時發(fā)現問題，及時調控實驗進程。
最后，實驗結束后，教師一定要做好小結。通過實驗小結，指出問題所在，鼓勵做得好的學生。事實證明，有的學生學習基礎差，但動手能力強，化學實驗做得很好，教師要及時發(fā)現這些學生的閃光點，及時表揚，這樣，他們的學習熱情就會倍增。
三、用新穎的教學方法，穩(wěn)定學習興趣
雖然化學實驗生動有趣，但化學原理和計算卻顯得枯燥乏味。為了鞏固化學實驗培養(yǎng)起來的學習興趣，采用新穎有趣的教法，不但能引起學生的興奮感和愉快感，而且在這種氣氛下學生能牢固掌握知識。在教學中，教師根據教學內容特點，可以采取自學輔導法、對比論證法、邊講邊實驗法、對抗賽法、聽題判斷法和化學游戲法等多種啟發(fā)式教學方法，這些方法都能收到較好的教學效果。以對抗賽法為例，每單元結束或臨近期中期末考試復習時，都可以用此法，使枯燥乏味的復習變得生動活潑，而且這種方法復習的效果比題海戰(zhàn)術好得多。如每學完一單元，教師事先擬訂好題目寫在投影片上，布置學生課下準備，課上組與組之間進行對抗賽，教師播放投影片之后，看誰答得又快又準，在小黑板上記下各組的得分。參與激烈的競賽和角逐，學生的興奮勁是無法用語言來形容的。這種方法能考查學生思維的靈活性和敏捷性，使課堂氣氛異常活躍，學生的應變能力得到提高，學習興趣濃厚，知識掌握牢固。
四、開展豐富多彩的課外活動，發(fā)展學習興趣
化學教學要真正提高學生的素質，培養(yǎng)學生的能力，還應該重視興趣廣泛性的培養(yǎng)和興趣持久性的協(xié)調。一方面利用化學知識與物理學、生物學、數學、美學等學科的密切聯系，拓展學生的視野，培養(yǎng)學生興趣的廣泛性。還可通過對一些科學家事跡的介紹，讓學生了解科學家正是由于興趣廣泛，博覽群書，善于從不同角度觀察思考問題，才攻克了一個個科學難關，從而懂得興趣廣泛性的重要。另一方面開展豐富多彩的課外活動，教師可收集大量的趣味化學片斷、化學與社會、化學與生活、化學史、化學趣味實驗等，通過講座、表演、比賽等方式豐富學生的課余生活。
為了搞好課外活動，首先應了解學生的實際情況，摸清他們最感興趣和對一些知識的需求，以此選取活動內容，制訂活動計劃。
五、用成功的體驗，堅定學生的信心和意志
所謂成功，即行為者達到了預定的目標或獲得了預期的結果。行為者一旦取得成功便會產生愉快的情緒和體驗。在初中化學教學中，成功意味著學生在學習上獲得進步和好評。因此，教師的表揚與肯定顯得格外重要，尤其是對那些學習困難的學生，一次好成績的取得，教師的一句表揚和贊賞，或是一種信任目光，都會給他們以無窮的力量，使他們興奮不已。教師不僅要鼓勵成績優(yōu)秀的學生更上一層樓，更要注重發(fā)展后進生的潛在能力。教師應盡可能地給他們提供成功的機會，充分信任、尊重、愛護他們，善于發(fā)現，善于引導，對他們的點滴進步及時給予表揚和鼓勵，以堅定他們克服困難的自信心。
總之，在教學中，興趣的激發(fā)和培養(yǎng)、興趣的持久性和廣泛性是互相聯系和互相依存的，只要把它們有機結合起來，巧妙運用到具體教學工作中，就能使學生不僅掌握知識，還能發(fā)展智力，提高能力，從而輕松地把化學這門課程學好。
化學畢業(yè)論文文檔篇2
淺談SBS改性瀝青生產系統(tǒng)管線堵塞的原因和策略
改性瀝青是通過把聚合物摻入道路瀝青中來改善瀝青的高、低溫性能,顯著提高路面抵抗高溫車轍和低溫開裂的能力,延長路面壽命、降低噪聲、提高行車舒適性和安全性,是一種技術含量和附加值較高的優(yōu)質筑路材料。
南京煉油廠有限責任公司(簡稱“南煉公司”)的改性瀝青生產系統(tǒng)是以中石化金陵公司70號A級道路瀝青為原料利用SBS進行改性的。整個生產系統(tǒng)質量穩(wěn)定,能很好的滿足市場質量要求。但隨著系統(tǒng)運行時間的增長,在成品罐進料管線中會出現彈性橡膠體顆粒和結塊(焦)等現象,甚至會造成管線堵塞,影響正常的生產操作。針對該現象,本文將對SBS改性瀝青生產系統(tǒng)進行分析,找出管線堵塞原因,提出解決問題的思路,進一步對生產工藝進行優(yōu)化。
1、SBS改性瀝青生產工藝
1.1生產工藝原理
南煉公司的SBS改性瀝青的原料是中石化金陵公司70號A級道路瀝青,其主要技術指標如表1所示。
原料70號A級道路瀝青作為石油基質瀝青,是一種十分復雜的烴類及其衍生物的混合物,是石油中組成及結構最為復雜、相對分子質量最大的部分。除碳氫兩種主要元素外(碳含量在83%~87%之間,氫含量在10%左右),還有硫、氮、氧等雜原子。瀝青主要組分為飽和分、芳香分、膠質和瀝青質。其膠體體系結構圖如圖1所示。改性劑高分子材料SBS是苯乙烯(S)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)的嵌段共聚物,屬于一種橡塑共聚物。SBS分子結構分為線形和星形結構,其結構示意圖如圖2所示。SBS之所以能夠很好的改善瀝青的高低溫性能,主要是利用由聚苯乙烯組成的S段,這種大共軛體系中л電子云沒有軸對稱性,不能內旋轉,所以分子鏈的剛性極大,在高溫下不易變形,從而提高瀝青的高溫性能。由于SBS中的B段是丁二烯的聚合物,其主鏈是由C-C單鍵組成,柔順性非常好,在低溫下具有一定的彈性和流動性,因此可以改善瀝青的低溫抗裂性。生產中使用的SBS主要理化指標如表2所示。
利用SBS進行瀝青改性主要是通過化學交聯反應實現的。SBS作為一種熱塑性橡膠彈性體,在高溫熱瀝青中被軟化和溶脹;在膠體磨強烈剪切力的作用下,SBS被剪切成微米級顆粒而分散在瀝青中。由于SBS的密度較小,易于在瀝青中產生相分離,形成一種不穩(wěn)定的網狀結構。穩(wěn)定一定的時間后,再通過添加化學穩(wěn)定劑,引發(fā)交聯反應,將原來不穩(wěn)定的網狀結構轉化為穩(wěn)定的空間互穿網絡結構,形成穩(wěn)定的膠體體系,從而改善瀝青的高低溫性能、彈性恢復和延度等物理性能。
1.2生產工藝流程
南煉公司SBS改性瀝青生產流程主要分為聚合物的溶脹發(fā)育、剪切分散、反應交聯和成品發(fā)育等四個過程。首先,將原料70號道路基質瀝青利用導熱油加熱至175~190℃后送至原料中間罐,再用瀝青泵輸送至攪拌混料罐;在攪拌混料罐中,按照一定比例加入改性劑和相溶劑,混合均勻后送入磨機剪切工段進行研磨、剪切,之后輸送進入改性瀝青成品發(fā)育罐中,在發(fā)育罐中加入一定量的穩(wěn)定劑后改性瀝青繼續(xù)發(fā)育,待發(fā)育完成并分析合格后,通過瀝青產品泵輸送至一常壓操作的成品罐儲存。生產流程示意圖如圖3所示。
2、成品罐進料管道堵塞現象及成因分析
2.1管道堵塞現象
在SBS改性瀝青裝置穩(wěn)定運行一段時間后,在生產過程中會出現磨機電流上升,出口管線壓力增高,裝置生產能力降低等非正常現象。在排除機械故障后,通過分析判定是由從磨機出口至成品發(fā)育罐進口之間的管線堵塞造成的。這段管線主要包括從磨機出口到成品發(fā)育罐底、再沿罐壁向上延伸至成品發(fā)育罐頂、進入成品發(fā)育罐內的管線,該段管線全程采用導熱油夾套伴熱。
2.2管道堵塞物形貌分析
為了進一步了解管線堵塞介質狀況,分析成因,找出解決堵塞問題的措施,對堵塞管線進行了機械割開、解剖分析,并對堵塞物質進行了相關試驗研究。
首先,在成品發(fā)育罐進罐閥外端發(fā)現瀝青中存在大小不等的絮凝狀的膠體顆粒。對部分膠體進行物理分析,發(fā)現該膠體富有彈性,能夠隨意拉伸且回彈到原狀,可以燃燒,并且燃燒時釋放出橡膠燃燒的氣味。該膠體與抽出油共混后,加熱溫度至100℃左右時,膠體開始溶解,繼續(xù)加熱攪拌,待溫度升高到180℃左右時,膠體的溶解率達到98%,這說明該膠體在加熱情況下可溶于抽出油。從以上分析,初步判斷膠體為橡膠結合體。
2.3管線堵塞的成因分析
通過對管線中堵塞物的上述分析,根據其他研究者的研究結果[1~3],可以初步認定管道堵塞是由于SBS改性瀝青老化所引起的。因為曹青霞等[2]認為溫度變化對瀝青老化性能具有重要影響,在溫度較高時分子之間發(fā)生縮合反應,導致小相對分子質量物質急劇減小,大相對分子質量物質快速增加造成瀝青老化。另外,何燕等[3]發(fā)現在高溫和光氧作用下,來自于基質瀝青和SBS的C-C鍵極易與氧反應生成羧基、酮、酯等含氧組分,導致軟化點增加、針入度減小,且易脫氫、縮合生成焦狀物,使改性瀝青焦質化、硬質化。
在南煉公司SBS改性瀝青生產系統(tǒng)中,成品發(fā)育罐是一常壓操作罐,在罐頂除了進料口外,還有通氣口、瀝青尾氣回收抽出口等接口,所以儲罐頂部與大氣是相通的。從磨機工段來的物料由成品發(fā)育罐頂進入儲罐,在改性瀝青物料進出罐的過程中會使氧氣進入。并且,進料管線是夾套伴熱,一直處于較高的溫度條件下。所以,在氧氣和高溫的共同作用下,管壁處改性瀝青中的輕組分揮發(fā),芳烴、膠質進一步縮合向瀝青質轉化;同時改性瀝青發(fā)生離析,聚合物逐漸在接近罐頂入口管線處積聚,進一步發(fā)生氧化、斷鏈和縮合反應等,從而失去彈性,最終導致改性瀝青出現老化、硬化、結焦情況發(fā)生,進而阻塞管線。
3、防止管線堵塞的應對措施
在對SBS改性瀝青生產過程中膠狀物和焦狀物等堵塞物產生原因分析的基礎上,可考慮對生產過程控制和設備結構等方面進行優(yōu)化,以改善生產過程中出現的管道堵塞等問題。
3.1減小SBS顆粒的研磨粒度
為了避免因SBS顆粒的析出而產生膠狀物,可加強對磨機剪切研磨的粒度的控制。若發(fā)現SBS顆粒較大且較多時,應及時調節(jié)膠體磨的動、靜磨機刀片間的間隙,在不影響磨機轉動的情況下,將間隙調小,改善剪切效果。同時,也可采用兩臺磨機串聯,增加研磨遍數,使得SBS顆粒明顯變小,從而提高SBS在基質瀝青中吸附、溶解能力,形成相互溶解的穩(wěn)定膠體體系,最大程度減緩或避免SBS顆粒的析出進而產生膠狀物。
3.2減少改性瀝青產品與氧的接觸
由于改性瀝青成品發(fā)育罐為常壓罐,罐內瀝青煙氣經罐頂尾氣回收管線由尾氣風機抽出,后經無害化后排放。此過程中瀝青煙氣與空氣均被風機抽出,大量空氣通過儲罐通氣口不斷進入儲罐,導致改性瀝青長時間接觸氧氣而容易產生老化。為改變這一現象,可通過對風機電機增設變頻器實現儲罐尾氣出口壓力與風機轉速串級控制,確保罐頂維持微負壓,盡量減少空氣滲入,同時又不會導致罐體抽癟。所以,對罐頂的排放大氣口進行改造,設置合適耐壓值的爆破片,隔絕儲罐與大氣相通,最大程度的減少空氣滲入,減少與改性瀝青產品的接觸,同時又可作為防止罐體抽癟的保護措施,減緩改性瀝青的氧化老化。
3.3改變原料瀝青的加料方式
由于SBS改性瀝青的生產為間歇式生產,每批次生產結束后,工藝管線內積存的改性瀝青產品容易產生離析分層,在高溫條件下易發(fā)
2.3管線堵塞的成因分析
通過對管線中堵塞物的上述分析,根據其他研究者的研究結果[1~3],可以初步認定管道堵塞是由于SBS改性瀝青老化所引起的。因為曹青霞等[2]認為溫度變化對瀝青老化性能具有重要影響,在溫度較高時分子之間發(fā)生縮合反應,導致小相對分子質量物質急劇減小,大相對分子質量物質快速增加造成瀝青老化。另外,何燕等[3]發(fā)現在高溫和光氧作用下,來自于基質瀝青和SBS的C-C鍵極易與氧反應生成羧基、酮、酯等含氧組分,導致軟化點增加、針入度減小,且易脫氫、縮合生成焦狀物,使改性瀝青焦質化、硬質化。
在南煉公司SBS改性瀝青生產系統(tǒng)中,成品發(fā)育罐是一常壓操作罐,在罐頂除了進料口外,還有通氣口、瀝青尾氣回收抽出口等接口,所以儲罐頂部與大氣是相通的。從磨機工段來的物料由成品發(fā)育罐頂進入儲罐,在改性瀝青物料進出罐的過程中會使氧氣進入。并且,進料管線是夾套伴熱,一直處于較高的溫度條件下。所以,在氧氣和高溫的共同作用下,管壁處改性瀝青中的輕組分揮發(fā),芳烴、膠質進一步縮合向瀝青質轉化;同時改性瀝青發(fā)生離析,聚合物逐漸在接近罐頂入口管線處積聚,進一步發(fā)生氧化、斷鏈和縮合反應等,從而失去彈性,最終導致改性瀝青出現老化、硬化、結焦情況發(fā)生,進而阻塞管線。
3、防止管線堵塞的應對措施
在對SBS改性瀝青生產過程中膠狀物和焦狀物等堵塞物產生原因分析的基礎上,可考慮對生產過程控制和設備結構等方面進行優(yōu)化,以改善生產過程中出現的管道堵塞等問題。
3.1減小SBS顆粒的研磨粒度
為了避免因SBS顆粒的析出而產生膠狀物,可加強對磨機剪切研磨的粒度的控制。若發(fā)現SBS顆粒較大且較多時,應及時調節(jié)膠體磨的動、靜磨機刀片間的間隙,在不影響磨機轉動的情況下,將間隙調小,改善剪切效果。同時,也可采用兩臺磨機串聯,增加研磨遍數,使得SBS顆粒明顯變小,從而提高SBS在基質瀝青中吸附、溶解能力,形成相互溶解的穩(wěn)定膠體體系,最大程度減緩或避免SBS顆粒的析出進而產生膠狀物。
3.2減少改性瀝青產品與氧的接觸
由于改性瀝青成品發(fā)育罐為常壓罐,罐內瀝青煙氣經罐頂尾氣回收管線由尾氣風機抽出,后經無害化后排放。此過程中瀝青煙氣與空氣均被風機抽出,大量空氣通過儲罐通氣口不斷進入儲罐,導致改性瀝青長時間接觸氧氣而容易產生老化。為改變這一現象,可通過對風機電機增設變頻器實現儲罐尾氣出口壓力與風機轉速串級控制,確保罐頂維持微負壓,盡量減少空氣滲入,同時又不會導致罐體抽癟。所以,對罐頂的排放大氣口進行改造,設置合適耐壓值的爆破片,隔絕儲罐與大氣相通,最大程度的減少空氣滲入,減少與改性瀝青產品的接觸,同時又可作為防止罐體抽癟的保護措施,減緩改性瀝青的氧化老化。
3.3改變原料瀝青的加料方式
由于SBS改性瀝青的生產為間歇式生產,每批次生產結束后,工藝管線內積存的改性瀝青產品容易產生離析分層,在高溫條件下易發(fā)生老化。為了改變這一現象,在每批次生產投料時先預留少量原料瀝青,其余原料瀝青與加入的改性劑SBS進行反應;生產結束前將預留的那部分原料瀝青單獨進罐,用于沖洗改性瀝青的進罐管線,確保工藝管線中不含SBS改性瀝青,從而減少或避免SBS改性瀝青在工藝管道中的離析,受熱老化。
3.4降低管線伴熱介質溫度
由于溫度過高也會使SBS改性瀝青容易老化,考慮到磨機剪切設備和發(fā)育罐溫度需維持在175~180℃、而管道溫度只需維持瀝青正常流動溫度130℃即可,所以,在生產中將磨機剪切設備和成品發(fā)育罐的導熱油溫度維持在190~205℃,而生產管線的導熱油溫度維持在140℃~160℃。若長時間不生產時,則將生產管線的導熱油關閉,從而最大程度防止因局部溫度過高出現瀝青老化、結塊的現象。
4小結
針對南煉化SBS改性瀝青間歇式生產裝置中工藝管道發(fā)生堵塞的現象,通過對堵塞物的形貌初步分析,找到堵塞物產生的原因。在此基礎上,采取一系列措施以改善管道堵塞等問題。采取的措施主要包括及時調整SBS改性劑的剪切研磨工藝參數提高SBS剪切效果,形成較為穩(wěn)定的分散體系;減少或避免與熱氧接觸時間;改變原料瀝青的加料方式;適當降低工藝管道伴熱介質溫度等措施。通過上述工藝條件的改變,有效緩解和避免了工藝管道中彈性橡膠體和焦(塊)狀物的形成,避免管道堵塞,保障了裝置安穩(wěn)長滿優(yōu)運行。