合成洗涤剂（精选12篇）
合成洗涤剂 篇1
摘要：对合成洗涤剂的化学组成、环境效应进行了简要分析, 论述了合成洗涤剂的使用所带来的环境问题, 详细阐述了有关微生物对合成洗涤剂的降解机理、途径, 以及微生物在对合成洗涤剂所造成的环境问题治理及其在环境保护措施中的利用, 并对微生物在洗涤剂业中的应用前景做出了展望。
关键词：合成洗涤剂,环境污染和防治,微生物降解
1 引言
由于人类的环保意识逐渐增强, 人们对洗涤剂的选择和使用也趋近于绿色化和无害化, 这对合成洗涤剂行业发展提出了新的挑战和要求。当前, 我们面临着两个重要的问题:其一, 由该行业发展所导致的水体富营养化、生物难降解等环境问题亟需解决;其二, 寻求新的生产技术, 改良合成洗涤剂的生产配方。研究发现, 利用微生物的生物降解性解决合成洗涤剂造成的环境污染问题, 如粉煤灰-混凝-SBR法、混凝活性炭吸附微生物法、复合混凝剂RX处理法等均是有效的处理措施。本文将重点介绍微生物降解合成洗涤剂的机理、方法, 并对微生物在今后洗涤剂行业的应用前景作了展望。
2 合成洗涤剂的微生物分解机理
2.1 合成洗涤剂的组成
合成洗涤剂 (Synthetic Detergent, 以下简称SD) 主要成分为表面活性剂, 根据表面活性剂在水溶液中显示出的离子特性, 可分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂[1]。从其分子结构来看, 可分为亲水基和疏水基两部分 (表1) [1], 亲水基易溶于水等极性溶剂, 疏水基则易溶于油类等极性小或非极性溶剂中, 这两部分基团在适当条件下可构成表面活性剂分子, 用于制造SD。
上述4种表面活性剂中, 广泛使用阴离子表面活性剂烷基苯磺酸钠 (LAS) 制造SD, 其结构如图1所示[2~4]。
2.2 合成洗涤剂的生物降解过程
合成洗涤剂的生物降解过程主要是表面活性剂的降解。在一定条件下, 表面活性剂在微生物的新陈代谢作用下, 组成与结构发生变化, 由对环境具有危害作用的大分子化合物转化成CO2、H2O、NH3等对环境无害的小分子化合物。
该降解过程发生氧化作用, 可分为三步[3~5]: (1) 初级降解:表面活性剂的母体结构消失, 特性发生变化; (2) 次级降解:降解得到的产物不再导致环境污染, 也叫做表面活性剂的环境可接受的生物降解; (3) 最终降解:底物 (表面活性剂) 完全转化为CO2、NH3、H2O等无机物。
2.3 合成洗涤剂的生物降解原理
合成洗涤剂的生物降解主要是表面活性剂的生物降解, 包括好氧生物降解和厌氧生物降解。
2.3.1 好氧生物降解
(1) ω氧化。ω氧化在碳链末端进行。表面活性剂末端的甲基在生物质的作用下被分子氧化, 使碳链的一端被氧化成相应的脂肪醇和脂肪酸。该反应通常作为初始氧化阶段, 是亲油基团降解的第一步, 如图2所示[5]。
(2) β氧化。高碳链端形成羧基时, 碳链的初始氧化阶段已结束, 进而发生β氧化。该反应过程中, 在辅酶A的催化作用下发生一系列反应, 如图3所示[5]。
(3) 芳香环氧化。苯及其衍生物在酶催化作用下与氧分子发生反应, 均会产生双酚化合物。如苯由加氧酶作用下氧化为儿茶酚, 儿茶酚在加双氧酶的作用下进一步氧化, 在邻位或间位开环[3]。若为邻位开环则生成己二烯二酸, 经氧化作用生成β酮己二酸, 进一步又被氧化为三羧酸循环的中间产物琥珀酸和乙酰辅酶A。若为间位开环则生成2-羟己二烯半醛酸, 最终产物为甲酸、乙醛和丙酮酸。其分解过程如图4所示[5]。
(4) 磺酸基团的分解。磺酸基团分解包括3个过程, 即水解脱硫作用;酸性条件下加氧酶催化;还原脱硫作用, 如图5所示[2]。
2.3.2 厌氧生物降解
自然环境中LAS的降解主要是在好氧条件下进行, LAS在厌氧条件下几乎不降解。以同位素示踪来研究洗衣店污水沉积物中的LAS发现, 即使微生物被暴露在很高LAS浓度水平, LAS也没有矿化[6]。一般认为, 对烷基链起活化作用的X-氧化以及A-氧化和B-氧化都需要在氧气的参与下才能进行, 苯环的开裂氧化也需要在有氧的条件下才能形成二羧酸形式的中间降解产物, 而脱磺酸过程则更主要依赖多种加氧酶才能将C-S链断裂并形成C-OH链[7]。
目前大量针对LAS生物降解的研究主要集中在好氧降解方面, 而采用厌氧条件降解LAS的研究很少, 还有待进一步的研究和探讨。
3 合成洗涤剂污染的微生物降解
合成洗涤剂废水来源广泛, 含大量有毒有害物质, 对环境的危害作用不容小觑[10,11]。由于SD的大量使用, 使得大量含LAS、洗涤助剂、磷酸盐、脂肪酸以及大量难降解物质的洗涤废水通过各种途径进入自然水体, 对水体生态系统造成严重的影响。
因此, 各国展开对表面活性剂的生物降解性能的系统研究, 利用微生物降解SD, 而该方法的可行性已得到证实[12]。下面将详细介绍利用微生物处理SD废水的方法。
3.1 曝气生物滤池法 (Biological Aerated Filter, BAF)
BAF是一种高效率、低能耗、处理负荷高、出水水质高、运行管理方便的污水处理工艺, 在污水处理方面具有很多优点。通常采用上向流式曝气生物滤池, 其原理为:生物氧化降解, 即在滤池中装填适量粒径较小的粒状滤料, 滤料表面生长有高活性的生物膜, 滤池内部曝气。污水流经时, 利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用截留污水中的悬浮物, 利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化作用对污水进行快速净化。
3.1.1 新型BAF (Novel up~flow biological aera-ted filter, NUBAF)
传统BAF为了满足反冲洗要求, 在滤池顶部通常设置清水区以解决滤料膨胀问题, 但清水区在正常运行时对污染物的去除能力受到生物量限制, 一定程度上造成了滤池空间的浪费[11]。研究发现, 在滤池清水区悬挂生物绳对菌种有吸附性能, 使启动挂膜的速度加快。但结果表明, 该方法在处理污水时虽然有一定改进的效果, 但改善效果并不显著, 因此对曝气生物滤池的改型有待进一步探究[13]。
研究指出NUBAF在处理洗涤废水时, 在适当的运行条件下, 滤料采用适宜BAF处理洗涤剂废水的生物陶粒填料[14,15], 滤池采用菌种添加挂膜法运行, LAS去除率达81%~83.2%, 处理水的LAS能够达到排放标准[16]。该工艺流程如图6。
3.1.2 ABR-NUBAF联合处理工艺
由 (1) 中可知NUBAF在处理洗涤废水时, 虽然出水效果达到LAS排放标准, 但其运行效果并不显著。通过采用ABR (厌氧折流板水解酸化反应池) -NUBAF联合处理工艺, LAS总去除率达到89.7%, 处理水的LAS含量达排放二级标准[17]。该工艺流程图见图7。
3.2 生物氧化法
生物氧化法是指在有氧 (无氧) 条件下, 利用好氧和兼性微生物 (厌氧和兼性微生物) 降解污水中有机污染物, 使其转化为无害、稳定小分子物质。目前处理SD废水常用的生物氧化工艺有:ABR及其联合工艺、SBR及其联合工艺、生物膜法等[18]。
3.2.1 ABR-生物接触氧化池联合处理工艺
ABR及其联合工艺处理法就是利用ABR反应器联合生物接触氧化池工艺对洗涤废水进行处理。生物接触氧化池原理为:在曝气池中设置填料, 作为生物膜的载体;待处理废水经充氧后以一定流速流经填料与生物膜接触, 生物膜与悬浮的活性污泥共同作用, 水中的有机物被微生物吸附、氧化分解并转化为新生物膜, 从而达到净化废水的目的。研究发现, 利用此工艺可以有效去除洗涤废水中的LAS, 出水LAS<5mg/L[19], 水质满足《污水综合排放标准 (GB8978~1996) 》的一级排放标准要求。该工艺流程见图8。
3.2.2 SBR及其联合工艺处理法
SBR, 即序列间歇式活性污泥法 (Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process) , 是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。原理与普通活性污泥法相同, 都是利用好氧微生物去除污水中的有机污染物, 区别在于原水处理过程不是顺次流经各个污水处理单元, 而是在同一个反应池内依次进行, 按照“进水-缺氧搅拌-曝气静置沉淀-排水-闲置”的模式并按一定周期循环进行。该工艺具有耐冲击负荷、高效率、操作简便、运行管理方便等特点。
研究指出, 在适当运行条件下, 对洗涤废水进行预处理后利用SBR联合工艺进行处理, 处理水中LAS浓度均可达到国家排放标准[19,20]。该工艺流程见图9。
3.2.3 粉煤灰-混凝-SBR联合处理工艺
粉煤灰是燃煤发电厂产生的固体废物, 主要成分为硅、铝、铁等, 具有多孔性, 因此有利于合成混凝剂进行处理污水, 并且煤粉灰处理洗涤废水具有处理效果较高、成本低等优点。
研究表明, 由于混凝剂对水中的杂质有吸附、絮凝作用, 同时能使后续生物处理中活性污泥或生物膜的性能得到改善, 提高其生物降解能力, 从而得到良好的处理效果。因此采用粉煤灰吸附-混凝物化处理-SBR联合工艺处理洗涤剂废水, 在各工艺的最佳条件下, LAS去除率可达97.3%, 处理水的LAS浓度达到国家排标准, 出水水质基本达到国家二级排放标准, 因此该工艺对高浓度合成洗涤剂废水具有较好处理能力[21]。另外, 研究人员通过对粉煤灰改性处理, 采用改性粉煤灰-混凝-SBR处理洗涤废水, 出水水质的各项指标均接近或优于工业回用标准, 取得同样令人满意的效果[22]。该工艺流程图如图10所示。
3.3 两级生物膜法
两级生物膜法是生物滤池、生物接触氧化池的联合运用。通过生物滤池分解有机质大分子链状结构, 进而提高后续处理工艺中生物降解性能, 再经生物接触氧化池将断链后的有机污染物转化为无害、稳定的物质, 从而达到污水处理目的。
研究指出, 采用厌氧生物滤池 (AF) -好氧生物接触氧化池 (BCO) 联合工艺处理洗涤剂废水, 对LAS去除率可达85%以上, 出水水质达到《污水综合排放标准》 (GB 8978-1996) 规定的一级排放标准[23]。因此, 采用AF-BCO两级膜联合工艺对处理SD废水 (LAS) 有较好的去除效果, 且该工艺具技术上是合理可行的, 具有操作管理方便、投资少、运行费用低等优点, 值得进一步推广使用[24]。该工艺流程图如图11。
3.4 其他
除上述几种方法以外, 还有很多的处理工艺, 如生物接触氧化池-BAF联合处理法、混凝-生物接触氧化池法、气浮法、固定化细胞技术、土地处理法、不完全厌氧-好氧法等[25~31]。
研究表明, SD废水处理方法众多, 但各有优缺点, 因此采用单一处理方法效果不佳。在实际应用中, 应基于不同原理的各种单元技术进行联合运用, 进而取得的更好的处理效果。由于各种方法的处理机理研究不足, 工程实例缺乏, 因此对该类废水的化学特性、其在处理过程中的变化以及工程技术改进方面有待进一步的探究。
4 结语
随着洗涤产品逐渐向节水、节能、环保、安全、多功能等方向发展, 这一趋势将作为绿色洗涤剂发展的动力, 不断推动洗涤剂领域的技术进步。同时, 资源短缺、环境污染等问题也将不断促使表面活性剂的革新和发展, 这些都加快了合成洗涤剂绿色化趋势。
在当前科学技术条件下, 研究人员在对微生物研究的基础上, 研发了新型的清洗技术、洗涤剂用品等, 如微生物清洗技术、微生物洗涤剂, 生物表面活性剂等[32,33], 并已在实际中取得一定的成效, 在很大程度上解决了经济发展和人民生活中很多实际问题。但这些新兴技术都是多学科综合交叉性工程技术, 涉及物理、化学、生物、材料等多个学科领域, 技术发展仍受到相关学科的制约, 面临的困难仍然很多, 因此还有待进一步探讨和研究。
另外, 在当前洗涤剂行业发展形势下, 由于洗涤产品的使用已经深入到世界各个角落, 带来环境效应各不相同, 在处理的方式和结果上也必然存在一定差异。因此, 利用微生物技术处理合成洗涤剂的造成的相关环境问题需要做具体的分析和研究, 制定相应的对策。当然, 在探索当中, 我们还需致力于寻找出更有效的方法来解决合成洗涤剂所带来的生态环境问题。同时, 政府、企业等也应积极做出对策, 以期实现洗涤废水的资源化、循环化、无害化。
合成洗涤剂 篇2
本教程主要用Photoshop把人物打造成水滴打散的下过,之前发过类似的水裙效果,但是创意上面没有本教程最终效果震撼,教程中主要让大家注意在做此类合成中所所要注意的技巧.下面你让我们一起来学习吧.
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PS合成教程:欧美流体合成教程
，
不多说了，希望大家喜欢这样的流体合成效果，大家都动手做做，提高图像合成的能力。
效果图：
完美的合成照片 篇3
因此，我们无法下船找到一个适当的位置捕获轮船在湖中的画面。幸运的是，旅途中我们拍摄了不少这艘游轮的照片，而湖的照片也已经有了，为此，我们可以在电脑上通过图像编辑软件，将两者巧妙地合成在一起。按照自己的想法，获得一张游湖过程中游轮在湖中的照片。
修饰照片
由于湖面的照片是在仓促之中使用自动模式拍摄的，所以石门的曝光明显不足，这导致照片出现色差，并且石门的边缘出现彩色的条纹。因而，在合成照片之前，我们必须先对照片进行修饰，掩盖照片中存在的缺陷。下面，我们将介绍消除这些缺陷的步骤，这一技巧同样适用于其他照片，在修饰图像时可以轻松地消除照片上额外的彩色条纹。
步骤
增加石门曝光 在Photoshop中单击“文件|打开为”，在“打开为”下拉菜单中选择“Camera Raw”，通过Camera Raw打开湖面的照片，单击工具栏中的“拉直”工具，沿石门墙壁边缘画一垂直线，调整照片的垂直基准线。再单击工具栏中的“调整画笔”，在右侧调整“曝光”到“1.80”、“对比度”为“+20”，其余值皆保持为“0”。选中下方的“显示蒙版”复选项，并单击复选项右侧色块，选择一个醒目的蒙版颜色。
增强天空和湖泊 单击上方“新建”选项，再设置“饱和度”为“100”、“清晰度”为“+60”，单击“颜色”选项右侧的色块，选择一种蓝色作为基调，仔细地对天空进行修饰，再以同样的方式，对湖面进行处理。注意在操作过程中，必要时可以通过下方的“显示笔尖”复选项切换画笔的显示模式。
清除彩色条纹 选择“打开图像”将照片加载到Photoshop中，按[Q]键切换到蒙版显示模式，选择黑色作为前景色掩盖如图中所示景物边缘的彩色条纹。按[↑]+[Ctrl]+[I]组合键调整，并选择“图层|新建调整图层|色相/饱和度”，在右侧调整选项中单击显示为“全图”的下拉菜单，从中选择“洋红”，然后再将其下方的“饱和度”调整滑块拉到最左边。
修改照片 接下来，我们需要清除照片上多余的内容，例如湖面上的物件，在左侧工具栏上选择“仿制图章工具”，在上方的工具选项中单击并设置“硬度”为“40%”，并根据目标的大小设置画笔大小，在本例中我们选择画笔“大小”为“24”，按住[Alt]键，在照片上我们准备复制的地方单击一下鼠标，然后移动到希望掩盖住的位置单击鼠标，这样就可以用复制的图案掩盖住当前的内容了。
拷贝轮船 在游轮的照片中将轮船的图案单独拷贝出来。可以使用工具栏中的“快速选择工具”，并在上方工具选项中设置“硬度”为“20%”，然后仔细地在照片上选中船体的部分，注意随时可以按[Alt]键切换光标由选中功能变为撤消选中功能。选择整个轮船的图案后可以按[Ctrl]+[C]组合键拷贝并使用[Ctrl]+[V] 组合键粘贴到上面已经准备好的湖面照片上。
调整轮船和添加倒影 粘贴后按[CTRL]+[T]组合键可以进入调整粘贴图案大小的模式，拉动边缘的方块即可轻松调整船的大小。接下来，我们可以在一个新图层上粘贴一个镜像反转的轮船图案，并在图层模式的下拉菜单中选择“颜色”，这样就可以使其融入湖水中作为船身的倒影。如有必要，还可以选择“涂抹工具”，对游轮图案的边缘进行处理，使过渡显得更加自然。
合成洗涤剂 篇4
1.1 洗涤剂本身对使用情况的影响
调研显示, 合成洗涤剂在生活中被大量使用, 其主要原因为洗涤剂具有相比传统天然洗涤剂更加出众及快捷的去污能力, 然而如难降解、易污染水体, 伤害使用者皮肤, 长期接触致癌等缺点却很少被民众们所得知[1]。因此在消费者的心中洗涤剂便成了一种有益无害的优秀家庭日常用品, 合成洗涤剂便取得了广大消费者们的青睐, 并占据了洗涤剂市场的大量份额。
1.2 居民认知情况对洗涤剂使用的影响
当地居民对洗涤剂的认识大多仅来自于洗涤剂的广告宣传及生活的体验, 加之洗涤剂的危害无法迅速直观地被消费者们所感知, 因此群众对洗涤剂的了解程度极其有限及片面。
1.3 广告媒体对洗涤剂的影响
当下, 多媒体平台蓬勃发展, 而广告作为多媒体宣传之中的一大重点, 对民众的认知情况具有极其强大的引导作用, 而现如今广告的负面引导现象趋于普遍及持久化。广告商在如今的商业体系内只与其代言的产商有直接的利益关系, 其顾客即商品产商便是他们的衣食父母。这一商业链关系便导致了广告商在各种多媒体平台上的宣传往往一味地迎合出钱厂商, 甚至还出现虚假广告夸大产品效果的现状[2]。其中以洗涤剂广告的情况最为严重, 其对消费者的错误引导是显而易见的。
1.4 政府对洗涤剂管理的影响
政府永远都是引导民众正确价值观的中坚力量, 作为民众思想及多媒体宣传的规范引导者, 在合成洗涤剂被普遍滥用的情况下, 政府的努力将不可或缺。然而据调查显示, 政府在该方面的工作有些许不尽责。在与大量群众进行深入交流后发现其在生活中基本未感受到政府的相关管理措施, 因此及时改变政府在此方面的工作现状将是当下改善合成洗涤剂使用现状的工作重心。
2. 调查结论及分析
2.1 提供低息贷款扶持绿色洗涤剂的发展
对开发绿色洗涤剂产品的企业应给予低息贷款, 为企业提供一定的资金保障。这种低息贷款相当于给予企业一定的补贴, 鼓励其从事绿色洗涤剂产品的开发和生产, 并通过节约支出降低绿色洗涤剂的成本。
2.2 政府大力支持绿色消费
洗涤剂的绿色消费需要政府的大力支持。政府要制定相关的政策、法规和标准, 发展环保标志产品和环境管理体系 (ISO14000) 认证工作, 推广绿色洗涤剂[3]。对于社会公民而言, 要自觉改进不良生活方式和消费习惯, 积极倡导文明、科学、健康的生态消费方式。
2.3 加强宣传教育, 推动绿色消费
绿色消费不仅要满足人的生存需求, 更要满足环境保护的需求, 是一种节约资源、减少污染、循环再生的消费模式。绿色消费在合成洗涤剂的使用当中体现为以环保性能为选择依据选择家用合成洗涤剂。因此政府部门应加大宣传力度, 使人们树立正确的消费观念, 把消费者培养成聪明、自立、自觉的绿色消费者。让动员群众去实践绿色生活。
2.4 加强法制建设, 落实洗涤剂绿色消费
制定和完善法律法规是全面落实洗涤剂绿色消费的重要保障。要加快制定完善有关法律、法规和标准, 做到依法对合成洗涤剂生产、流通、消费全过程的质量监管[3]。各级政府部门要抓紧制订促进循环经济、加强生态保护、完善生活污水的处理等地方性法规规章, 重点解决环保管理体制不顺、执法成本高、违法成本低的问题, 增强环保执法的有效性。
2.5 完善生活废水的处理系统
生活废水中含有大量的洗涤剂残留物, 洗涤剂大多是人工合成的有机化合物, 如洗衣粉、洗涤灵等。生活废水若不经过一定的工艺技术处理, 直接排放, 不仅会恶化水体水质, 还会最终影响到城市经济水平的发展与提高。现如今伴随着我国经济社会的发展与城市化进程的加剧, 生活废水处理技术也在不断的发展与完善。但是由于这种技术正处于起步阶段, 各方面的性能与功效还不够完善。因此为了减少洗涤废水对环境造成的影响, 完善生活废水处理系统, 提高废水处理技术颇为重要。
结束语
当今社会, 洗涤剂正逐步成为人们生活的日用必需品。无论是在家庭还是在高档场所, 或者是在大街小巷, 你都会看到它的踪迹。家庭里使用的牙膏、洗衣粉、沫浴露等, 各种场合使用的清洗剂, 这些都属于洗涤剂。而每天的各种媒体也都在向我们推荐着各种不同品牌的洗涤剂, 洗涤剂是我们生活中最常接触的事物, 对我们的生活、健康、以及我们赖以生存的环境有着巨大的影响。因此全面地认识家用合成洗涤剂, 在日常生活中正确对待使用家用合成洗涤剂显得尤为重要。同时研制出新的绿色的、环境友好型的合成洗涤剂也颇为必要。政府及相关环保部门的政策及监管也刻不容缓。只有通过大家齐心协力地将必要的措施落实下去, 才能真真正正地提高我们的生活质量, 才能保护我们赖以生存的环境, 为我们自己以及我们的下一代提供一个和谐舒适的环境。
摘要：随着技术的发展和进步, 当下社会市场上的家用合成洗涤剂的种类越发多样化。而群众对于这些合成洗涤剂的认识不够全面, 对于其带来的危害缺乏一定的了解。本文以兰溪为例, 以市区、农村、工业开发区等地区的居民为对象, 通过发放问卷、人员访谈等方式, 就当地洗涤剂的使用情况及居民对其的了解程度展开了调查。在对问卷进行了对比分析后可以发现当地居民对洗涤剂的使用存在一定的依赖性, 同时对因洗涤剂的使用而带来的害缺乏认识。我们将从各个方面出发, 针对降低因合成洗涤剂的使用而产生的对环境及人体的危害提出相应的建议。
关键词：家用合成洗涤剂,使用现状,影响,对策
参考文献
[1]战佩英.洗涤剂与环境保护[A].通化师范学院学报, 2005 (2) :43-46.
[2]王晓玲.论绿色消费的引导[A].沈阳农业大学学报, 2003 (9) :222-224.
什么是合成材料? 篇5
现在世界上最主要的三大合成材料分别是合成塑料、合成纤维、合成橡胶总称三大合成材料。它们是以石油、天然气、煤和农副产品为主要原料，先制成单体，通过加聚或缩聚反应，生成高聚物(称为合成树脂)，再加入添加剂(如强固剂、填充剂、增塑剂、发泡剂、稳定剂、色料等)而成。它们是用人工方法，由低分子化合物合成的高分子化合物,又叫高聚物，相对分子量可在10000以上。天然高聚物有淀粉、纤维素、天然橡胶和蛋白质等。三大合成材料则是人工合成的高聚物。高聚物正在越来越多地取代金属，成为现代社会使用的重要材料。
东南DNA合成 篇6
两年前，东南汽车三菱事业部成立时，日方曾表示，东南是三菱在中国最重要合作伙伴。三菱汽车本部当时的考虑是更直接地了解中国汽车市场状况，其资源能够更直接、更快捷地到达东南汽车，且更有针对性。
上个世纪80年代，三菱系较早进入中国市场的车企，但却被后来者远远甩在身后，算是失去先机。在中国市场的开拓上，东南确实是个不错的合作伙伴。
随着自主研发的东南菱悦V3，单月销量近万辆，这一成功，使得东南三菱成功走出产品薄弱的阴影，真正的实现了一次大翻身。三菱汽车也许也意识到，如果继续使用落后的车型应对中国市场，是很明显不符合如今自身的发展策略的。因此，全新的十代蓝瑟翼神国产了，当时东南汽车副总经理田边尚裕还很有紧迫感，“如果新蓝瑟不成功，我们都要回日本了!”单月销量突破4000辆的成绩，田边尚裕悬着的心终于可以落地。
不过，仅仅凭借于此，好像依旧难以摆脱目前东南三菱缺乏销量级车型的问题，所以“今后三菱汽车将每年导入一款新车型在东南进行生产。“东南汽车相关人士如是说。
“双品牌”挑战2012
过去的2009年，对于东南汽车是前所未有的速度，一方面是自主品牌的全面突破，车型不断丰富；另一方面是国际品牌加速引进世界同步车型的步伐，2009年累计产量同比增长122.7％，累计销量同比增长103.6％。
在北京车展上，东南汽车总经理简清隆一袭正装出席，是对未来中国汽车市场前景的信心，也是对东南汽车加速推进双品牌战略的决心，他如活动主题“超越激情”般做了发言： “在未来三年内，我们将以安全、科技、环保为产品导向，加快新车型的导入和产能提升，启动新能源发展战略，实现整车产销量突破30万辆的目标!”
看起来很儒雅的简清隆已经对未来充满畅想，随着市场销量的快速增长，一向低调的东南汽车也终于“不甘寂寞”，要以环保、科技、安全为产品导向，加快新车型的导入，要达到30万辆的目标，每年至少实现一款新车型上市，产品类型涵盖轿车、SUV和MPV，另外，产能提升以及新能源发展战略的启动。这一切都表明，东南汽车的双品牌战略已经走向了质变的发展道路。
在东南汽车的展台，继V3菱悦风采版与旗舰升级版之后，全新上市的V3菱悦CVT再次让众多年轻消费者眼前一亮，它不仅领先搭载了新一代6速手自一体智能CVT无级变速器和三菱4A91 1.5L M1VEC发动机，更增加了炮筒式仪表盘、七辐运动式铝圈、倒车CCD影像监视系统等科技配备。同时，还搭配主要运用于中高级轿车的定速巡航系统，使其成为同级别中惟一搭载该配备的车型。面对7.79万元的起步价，有购车者认为，整车性价比甚高。
除了乘用车市场的大展身手，东南汽车在商用车市场也加快了新品上市进程，计划于今年下半年针对二、三级市场推出微客东南Cl。
从V3菱悦到微客C1，从乘用车市场到商用车市场，东南汽车正在新产品研发的道路上大步向前，打造一个高性价比的自主品牌全阵营。
按照目前一季度已实现的3.5万辆销量成绩，预计东南汽车2010年全将实现超过13万辆的销售目标。
兼顾纯电和混动
作为汽车行业未来的发展趋势，新能源无疑成为了此次北京国际车展乃至今年汽车产业最为热门的话题，而国家也对新能源汽车给予了足够的重视，多项新能源扶持政策即将密集出台。作为东南汽车新能源战略的突破性成果——国内首款全电力驱动轻客得利卡电动车以及搭载Plug-in HEV ENG混合动力系统的五门快背式(Fastback)概念车V4的亮相，无疑凸显了东南汽车对汽车行业未来发展方向的准确把握以及极具前瞻性的战略目光。
据了解，为了加速新能源战略的推进，东南汽车广泛吸纳各种资源，以专和精的创新机制吸引高端人才，成立了新能源研发部门，并与全球新能源研发机构共同组建了核心领域的攻坚小组，以产业化为目标加快新能源产品的研发进程，取得了突破性的成果。
以得利卡电动车为例，它是东南汽车与全球知名的新能源研发机构美国AEV公司共同开发的最新成果。不仅是国内首台纯电力轻客，而且在充电模式方面实现了全新突破，可以直接利用任何普通的电源进行充电，百公里耗电仅16度，费用差不多在10元人民币左右，仅为汽油车的15％；而且噪声小，零排放，真正做到了节能环保，为消费者省心、省力又省钱，更可实现充满电后长达150公里的超长驾驶里程。
另一款最新研发的新能源轿车五门快背式概念车V4。V4秉承“科技便利与驾乘乐趣融于一身”的开发理念，搭载节油、环保型、可外接电源的充电混合动力系统，以更纯净的动力实现更高效的驱动，可有效降低使用成本。
简清隆说，新能源不仅是全球汽车业发展的趋势，同时也是社会公民的责任，东南汽车顺应“低碳环保”的市场潮流，已经提前启动新能源发展战略。
但是，对于这些新能源车型的上市时间，东南汽车相关负责人表示，由于还在研发中，具体时间尚未确定。
合成洗涤剂 篇7
当前在通信干扰领域主要采用固态功率合成技术的传统单站式干扰机,但是受到高压电源和高功率器件等因素的制约很难突破功率限制,因此采用空间功率合成技术的多站分布式对抗方式越来越受到重视。所谓空间功率合成技术是指利用多个天线单元发射频率相同、相位符合特定关系的电磁波,使之在空间传播过程中相互叠加合成,从而在一定方向上形成电磁波束的技术[1,2]。采用空间功率合成技术的多站分布式对抗系统在突破功率限制的同时,还能够克服传统单站波束质心精确对准对抗阵地,很容易被精确定位,隐蔽性差的缺点。为了能够在工程实践中更好地指导分布式通信对抗系统的设计,本文重点分析了在空间功率合成中影响合成效率的主要因素,并通过计算机仿真研究了这些因素对合成效率的影响,并对对抗系统的构成给出了初步构想。
1 空间功率合成理论
设某发射天线位于自由空间,天线输入功率为PT,增益为GT,则在距离天线L处的最大辐射方向的场强幅度[3]为:
若接收天线增益为GR,且接收天线与电波极化、负载阻抗相匹配,根据弗利斯(Friis)传输方程[4],接收天线最大输入功率PR为:
对天线阵而言,距离天线阵为L的A处的辐射场是组成该系统的各阵元天线辐射场的矢量叠加[4]。假设天线阵中各阵元天线具有相同的规格,且天线增益均为GT,各阵元天线输入功率均为PT,阵元i距离A处的距离为Li,阵元i天线的初始相位为ζi,则阵元天线i发射的信号在该处的场强Ei为[4]:
式中,F(θ,φ)为各阵元天线自身的方向性函数,Em为电场强度振幅,由式(1)知,
式中,N为阵元个数。若A处在阵元远场区,各阵元与A处距离相对于各阵元之间的距离均为大值,所以对振幅而言可认为:
因此,式(2)可以表示为:
由文献[5]可知,在接收天线负载阻抗和信号波长一定的条件下,接收天线的入射功率与该天线所在处场强振幅的平方成正比。因此,根据式(3)有:
式中,Δθij=θi-θj,i=1,…,N,j=1,…N,j≠i,分别为阵元i与阵元j发射信号场强在接收天线处的相位差,θi=ζi-kLi,i=1,…,N,为阵元i辐射信号场强在A处的相位。根据式(4),令:
因此,当sin(Δθij)=0,即当Δθij=0 i=1,…,N;j=1,…,N;i≠j时式(4)有最大值
2 计算机仿真及合成效率分析
根据空间功率合成的定义,当各阵元发射信号频率相同、阵元发射信号能够在合成目标点实现同相叠加时,实现最佳空间功率合成。根据接收天线入射功率和场强的关系,当N个阵元辐射功率完成最佳空间功率合成时,即η=1,合成功率为单个阵元时入射功率的N2倍,合成效率最高。
为了指导工程实践,本文在AWGN信道条件下,分别研究了正弦信号和调制信号的合成效率问题。对正弦信号而言,本文在一定信噪比条件下仿真分析了不同阵元时,各阵元信号到达合成目标处的相位误差(假设相位误差服从高斯分布)与合成效率的关系,仿真结果如图1 (a)所示;对调制信号而言,本文以10元阵为例,在上述信道条件下,且载波相位误差为零时,仿真分析了不同带宽信号时信号的包络时延误差(假设包络时延服从高斯分布)与合成效率的关系,仿真结果如图1(b)所示。
分析图1,可以得出一个结论,在空间功率合成中窄带信号的合成效率仅与各阵元发射信号到达合成目标处的相位误差有关系,相位误差越小合成效率越高,宽带信号的合成效率和载波相位误差与信号的包络时延误差均有关系,载波相位误差越小、包络时延误差越小,一定带宽内的合成效率越高。
从合成目标处观测各阵元发射信号,不难发现,其信道特性近似为一个多径随参信道。以图1(b)为例,当包络时延的均方根误差为στ=10 ns时,该信道相干带宽Bc≈1/2πστ=15.9 MHz[6],而此时,合成效率随着信号带宽的增加而降低,信号带宽越大合成效率越低。因此,为了保证一定带宽内的合成效率,信号到达合成目标处的包络时延误差τ是空间功率合成中的一项重要指标。包络时延误差τ决定相干带宽Bc,信号带宽Bs满足Bs<Bc时,才有可能获得较高的合成效率,τ越小,带内合成效率越高。
3 系统构成
由上述分析,在采用空间功率合成技术的通信对抗中,考虑到多种干扰策略和多种信号规格,必须要使干扰阵地中各阵元发射信号到合成目标处的载波相位误差和包络时延误差足够均足够小,才能达到较好的干扰效果。因此,多站分布式对抗系统采用时延-相位联合调整的方法来实现干扰信号的空间功率合成。本文给出的对抗系统的构成如图2所示。
该系统通过联合调整干扰信号的载波相位和包络时延来实现各阵元发射的干扰信号在目标天线处有较高的合成效率。其中,时延调整的精度决定了合成信号的带宽,精度越高,有效合成带宽越大;相位调整的精度决定了信号合成的效率,精度越高,则有效合成带宽内的信号合成效率越高,二者同时达到精度要求,则可在一定信号带宽内实现较高的合成效率。
信号的包络时延调整和载波相位调整均可通过全数字化实现,其中包络时延的调整可以采用多相滤波器实现或高阶多项式差值滤波器来完成,多相滤波器实现延时调制的原理图如图3所示;载波相位调整可以采用高精度DDS来实现,如图4所示。图3中x(n)和y(n)分别为输入信号和输出信号,Td为时延控制参数,该参数选通x(n)通过多相滤波器中某个分支滤波器,在一定采样率fs条件下将信号的时延精度提高为fs/R,实现信号的高精度时延;图4中x(n)和y(n)分别为输入信号和输出信号,Kp为相位控制参数,该参数控制DDS产生相应相位调整参数exp(θ),通过乘法器完成输入信号x(n)的相位调整,相位调整精度取决于该DDS的分辨率。
4 结束语
本文主要对自由空间条件下的空间功率合成理论和空间功率合成中影响单载波正弦信号和调制信号空间功率合成效率的主要因素进行了初步探索,得出了相关结论。对单载波正弦和窄带信号来讲,各阵元发射信号到达合成目标处的相位误差精度是影响合成效率的主要因素,相位误差越小,合成效率越高;对调制信号或宽带信号来讲,除载波相位误差之外,信号的包络时延误差对合成效率有显著影响,因此合成效率为各信号到达合成目标处的载波相位误差和包络时延误差的函数,载波相位误差越小、包络时延误差越小,合成效率越高,且在保证一定合成效率的条件下,信号带宽越大对包络时延误差的要求越高。文章最后对基于空间功率合成理论的多站分布式干扰站的系统组成给出了初步构想,并对时延和相位调整的方法给出了全数字解决方法。
参考文献
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绿色合成——新世纪的有机合成 篇8
绿色合成, 作为当代有机合成发展的一个重要学科前沿, 已成为化学发展的一个方向。众所周知, 有机化学特别是有机合成化学是一门发展得比较完备的学科。化学科学的研究成果和化学知识的应用, 创造了无数的新产品进入每个普通家庭, 使我们衣食住行各方面都受益匪浅, 更不用说化学药物对人们的防病祛疾、延年益寿、享受生活等方面起到的作用。但是另一方面, 随着化学品的大量生产和广泛应用, 给原本和谐的生态环境带来了严重的污染:黑臭的污水、讨厌的烟尘、难以处置的废弃物和各种各样的有毒物威胁着人们的健康, 伤害了我们赖以生存的地球。20世纪90年代初, 化学家提出了与传统的“治理污染”不同的“绿色化学”的概念, 即如何从源头上减少甚至消除污染的产生。通过研究和改进化学化工过程及相应的工艺技术, 从根本上降低、以至消除副产品或废弃物的生成, 从而达到保护和改善环境的目的。“绿色化学”的目标要求任何一个化学的活动, 包括使用的化学原料、化学和化工过程以及最终的产品, 对人类的健康和环境都应该是有利的。因而, 绿色化学的研究成果对解决环境问题是有根本意义的。对于环境和化工生产的可持续发展也有着重要的意义。十几年来, 关于绿色化学的概念、目标、基本原理和研究领域等已经迈步明确, 初步形成了一个多学科交叉的新的研究领域。
1 绿色合成的研究方向
绿色有机合成是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂, 选择具有高选择性、高转化率, 不生产或少生产对环境有害的副产品合成, 其目的是通过新的合成方法, 开发制备单位产品产污系数最低, 资源和能源消耗最少的先进合成方法和技术, 从根本上消除或减少环境污染。
目前, 绿色合成研究的方向是清洁合成、提高反应的原子利用率、取代化学计量反应试剂 (如在催化氧化过程中只以空气中的氧气作为氧源) 、新的溶剂和反应介质、危险性试剂替代品 (如使用固态酸以取代传统的腐蚀性酸) 、充分的反应过程、新型的分离技术、改变反应原料、新的安全化学品和材料、减少和最小化反应废弃物的产生等。
2 有机合成实现绿色合成的途径
绿色合成的目标已为有机合成实现绿色合成指明了方向。近年来, 实现绿色合成的研究工作在不断进行, 几种可行的途径已隐约可见。
2.1 使用环境有利介质, 改善合成条件
传统的有机合成中, 有机溶剂是最常用的反应介质, 但是有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。理想的有机合成, 可以水为介质进行;可用超临界液体为介质进行;可在无溶剂存在下进行;可以离子液体为介质进行等。
2.1.1 在有机合成中, 用来代替有机溶剂是一条可行的途径。
这是因为水是地球上广泛存在的一种天然资源, 它价廉、无毒、不危害环境。尽管大多数有机化合物在水中溶解性很差, 且易分解, 但研究表明有些合成反应不仅可以在水相中进行, 而且还具有很高的选择性。最为典型的例子是环戊二烯与甲基乙烯酮发生的D-A环加成反应, 在水中进行较之在异辛烷中进行速率快700倍。
2.1.2 超临界流体是当物质处于其临界温
度和临界压力以上所形成的一种特殊状态的流体, 是一种介于气态与液态之间的流体状态。这种流体具有液体一样的密度、溶解能力和传热系数, 具有气体一样的低粘度和高扩散系数, 同时只需改变压力或温度即可控制其溶解能力并影响它为介质的合成速率。在有机合成中, CO2由于其临界温度和临界压力较低、且具有能溶解脂溶性反应物和产物、无毒、阻燃、价廉易得、可循环使用等优点而迅速成为最常用的超临界流体。
2.1.3 固态化学反应的研究, 使有些反映
可在无溶剂存在的环境下进行, 且比在溶液环境中的反应能耗低、效果更好、选择性更高, 又不用考虑废物处理问题, 有利于环境保护。例如, 手性1, γ联二萘酚的合成, 常规方法是由β萘酚与Fe Cl3在液相氧化偶联制得, 但会产生醌类副产物。而以Fe Cl3-6H2O为氧化剂反应就可以在固相进行, 且可得到产率为95%的联二萘酚。
2.1.4 离子液体, 简单地说就是安全离子组成的液体。
目前研究最多的是在室温左右呈液态的含有机正离子的一类物质。例如, 含N-烷基咪唑正离子的离子液体等。它们不仅可以作为有机合成的优良溶剂, 且具有难挥发等优点, 对环境十分有利。
2.2 使用环境友好催化剂, 提高原子利用率
有机合成中, 减少废物的关键是提高原子利用率, 所以在选择合成途径时, 除了考虑理论产率外, 还应考虑和比较不同途径的原子利用率。如环氧乙烷的合成:
两步完成, 原子利用率为25%。
催化方法:
一步完成, 原子利用率为100%。
又如二联苯的合成, 常规方法是以Pd Cl2为催化剂, 以含苯基的有机汞化合物为原料在吡啶中进行, 但操作过程较为复杂, 原子利用率低。若以具有高反应活性的Ga P纳米晶为催化剂, 就可以直接以苯为原料, 一步合成得到二联苯。
再如对硝基苯甲酸乙酯的合成, 常规方法是以浓硫酸为催化剂来合成的。这种方法, 虽然催化剂 (浓硫酸) 价廉、活性高, 但反应复杂, 副产物多, 且浓硫酸腐蚀设备、污染环境。如果以价廉易得、性质稳定安全的苯磺酸为催化剂来合成就可以克服这些缺点, 且产率可达98.6%。
可见, 在有机合成中, 选择合适的、环境有利的催化剂, 则可以开发新的合成路线, 缩短反应步骤, 提高原子利用率。
2.3 采用洁净的有机电合成
电化学过程是洁净技术的重要组成。由于电解一般无需使用危险或者有毒试剂, 且通常在常温、常压下进行, 所以在绿色合成中独具魅力。例如, 实现自由基环化反应, 常规的方法是使用过量的三丁基锡烷, 过程中存在的问题是原子利用率低、使用和产生着有毒的锡试剂。然而, 利用天然、无毒、手性的维生素B12为催化剂进行催化反应, 可在温和、中性条件下完成。
2.4 运用高效的多步合成技术
在药物、农用化学品等精细化学品的合成中, 往往涉及分离中间体的多步骤反应。为实现绿色合成, 近年来, 研究发展的串联反应是非常有效的。串联反应包括有一瓶多步串联和一瓶多组分串联。前者是仿照生物体内的多步链锁式反应, 使反应在同一反应器内从原料到产物的多个步骤连续进行, 无需分离出中间体, 又不产生相应的废弃物, 和环境保持友好;后者是涉及至少三种不同原料的反应于同一反应器中进行, 而每步反应都是下步反应所必需的, 而且原料分子的主体部分都融进到最终产物中, 这是一类高效的合成方法。
2.5 发展和应用安全的化学品
发展和应用对人和环境无毒、无危险性的试剂和溶剂, 以及其他实用化学用品, 是实现绿色合成最直接的一环。可以采取适当的手段使某一分子的毒性降低而不影响其功能。例如, 腈类化合物的毒性, 认为是由于腈类分解而生成氰离子产生的。若将腈的α位进行取代, 使其难生成自由基而不产生氰离子, 则可使毒性降低, 而反应功能不受影响。又如, 人们开发的新型化工原料碳酸二甲酯, 以其较高的反应活性和低微的毒性, 代替了剧毒的光气和硫酸二甲酯, 从而被誉为21世纪的“绿色化工原料”。
结语
综上所述, 绿色合成作为新的科学前沿已逐步形成, 但真正发展还需要从观念上、理论上、合成技术上等, 对传统的、常规的有机合成进行不断的改革和创新。
摘要：介绍了绿色合成的研究方向, 重点探讨了有机合成实现绿色合成的途径。
合成洗涤剂 篇9
关键词：微波合成技术,机理,应用
微波属于一种物理现象, 但是也被运用到化学当中去了。通过微波化学在有机合成中的运用可以作用在很多的范围内, 目前所关注的环境保护也可以运用微波化学来实行。随着科学技术的不断发展, 微波化学技术也在不断的提升, 在目前的化学领域中, 人们对微波的探究越来越关注。通过对微波发展史的了解, 使得人们能够更好的研究探索它, 充分的发挥微波技术在实践中的运用。
1 微波化学的定义分析
所谓的微波化学主要是指在建立在微波场中的物质特性和相互作用的深入研究基础上发展出来的, 理论基础包括电磁场、电磁波、物质结构等理论, 然后利用现代的微波技术来深入的研究所形成的一门科学, 微波场可以直接作用化学体系从而推进各类的化学反应, 与此同时通过诱导可以产生等离子, 然后在各种化学反应中被有效利用, 前者是一般意义的微波化学, 微波对凝聚态的物质的化学作用就明显属于这一条;后一类的例子主要是微波对气态物质的作用。
微波化学这一说法首先是从微波的等离子体的化学发展形成发展的, 早在1952年就有学者提出可以利用轴谐振腔来获取微波诱导的等离子体, 后来在1981年, 已经可以成功的通过微波来增强化学气相的沉积法, 并且被广泛的用在了微波电子材料的刻蚀和净化, 而且相关的产业已经形成并在不断的完善。
2 微波反应的机理分析
微波对于不同的反应体系产生的作用不同, 它不仅可以加热物质, 而且还可以对产生一些比较细小的变化过程中, 加速物质之间的作用, 加快反应;也可以推迟物质之间的反应。从上述的总结来看, 微波对反应体系的作用是一个相对复杂的过程, 至今还未能理顺机理的规律, 归纳如下:
(1) 加热效应所谓的加热效应就是指微波在过程中可以对物质进行加热, 大大提高了物质的反应速度。
微波加热其本质就是过程中的电磁能有效的转变成热能。他的转变和物质中分子的微观粒子的运动轨迹紧密相连, 在但磁场的作用下会产生:电子极化、介电极化、取向极化和原子极化前两种极化的时间较长, 在十秒到十二秒和十秒十三秒之间, 要快于微波频率;后两种极化的时间则和微波的频率较为接近, 可以将微波能转变成热能。微波的强穿透性可以在物体的内部和外部同时进行加热, 密闭容器的压力较大, 温度在升高的过程中反应的速度也在不断的加快, 这些都会推进化学反应的速度。
(2) 催化效应很多的有机化合物不会直接的吸收微波, 主要是通过某种强烈的吸收微波的媒介将微波能传递给相对应的物质进而引发化学反应, 如果是可以在微波的照射下就可以出现的催化反应就是所谓的微波诱导催化反应, 区分于普通的加热效应, 他主要是通过催化剂和其他载体诱导发生的。
(3) 非热效应化学的分支领域中微波已经开始广泛的应用了, 与此同时, 传统的微波加热效应也受到了强烈的冲击, 通过实验人们发现微波对化学反应的影响受环境的制约的同时也和微波、化学反应密切相关。微波可以加快反应, 也可以抑制反应, 也可以引导出现选择性的反应的发生。有人利用微波来合成磷酸锌, 这个现象用加热效应是无法解释清楚的, 在常规情况下, 水溶性的磺化钛青铜是无法产生的, 这也说明了非热效应的存在。
3 微波合成技术在有机合成中应用的分析
近年来, 科技的发展使得人们产生了微波用于有机合成的想法, 由于微波的有机合成具有一系列的优点, 例如, 操作起来非常的方便, 节省反应的时间, 所得的产品纯度比较高等。这些优点使得微波在有机合成中的运用发展的更加迅速。了解微波合成技术在有机合成中的应用是非常有必要的。
(1) 微波密闭合成反应技术微波密闭合成反应的原理就是在密闭的空间中将反应物体放置其中, 然后再将整个密闭的反应器放在微波的环境下, 经过一段时间的反应, 等到结束之后放到环境温度中然后再纯化。这种微波密闭合成反应技术对于外在条件具有要求, 需要高温高压, 这样有利于加快整个反应的时间。经过研究发现, 密闭空间环境越小, 所处的环境温度越高, 压力越大, 反应所消耗的时间就会越少, 但是为了保证应用的安全, 密闭环境不能够过小, 要适中的选择。
(2) 微波常压合成反应技术微博合成条件的高温高压在实际的操作中有点难以实现, 为了使得整个合成在容易控制的条件下实行采用了常压合成技术。通过实验研究的反复操作, 人们发现, 通过利用高沸点的溶剂使得合成反应达到了所需要的温度条件, 在常压下进行了阿司匹林的合成。但是这一操作存在着一定的危险性, 需要在操作的过程中注意避免出现明火, 否则就会出现爆炸。为了有效的控制危险的发生, 英国研究者利用干冰来解决了这一问题。
4 结语
综上所述, 微波在化学中的应用所能够影响到的领域越来越多, 微波合成技术受到了广泛研究者的爱好。微波在有机化学中的合成技术是非常复杂的, 需要通过更多的研究才能更好的使其发挥作用。人们对微波的最原始的认知就是热效应, 通过微波合成技术的研究, 使得人们对微波有了更多的了解, 促使着微波技术的发展。
参考文献
[1]顾可权.重要有机化学反应[M].上海:上海科学技术出版社, 2012:384.
合成洗涤剂 篇10
关键词：合成氨操作指导系统,专家系统,CLIPS+Visual C++,TCP/IP
化工工艺具有高温、高压、易燃和易爆的特点[1], 对实时性控制要求极高, 工艺流程的状态参数 (如温度、压力、流量) 一旦偏离规定的基准状态, 就会发生问题或出现危险[2]。而人在紧急的情况下, 由于知识不足、缺乏经验等原因, 做出错误判断的可能性很大。从历史经验教训中可以了解到, 很多事故都与操作者的错误决策有关[3]。如果为违规操作及时提供指导建议, 就可大大减少财产损失和人员伤亡。针对化工操作指导方面, 黄席樾等基于特征模型求解的操作指导专家系统, 针对专家系统的特点, 利用了过程特征量描述化工过程工况参数的变化, 提出了一种基于特征模型的求解策略, 满足了实时操作指导的需要[4]。杨淑莹和郭翠梨采用神经网络模型对分馏塔的产品进行了在线预测, 采用CLIPS和Visual C++语言混合编程, 开发了基于网络环境下的实时在线的操作指导专家系统[5]。田文德等研究了基于专家系统的石化装置开停车指导系统, 由操作规程确定规则和变量, 构建专家系统[6], 帮助操作人员分析石化设备内部状况, 起到了很好的辅助指导作用。因此, 研究基于专家系统的化工过程操作指导系统, 对促进化学工业的安全生产是十分必要的。
氨是重要的基础化工产品[7], 已有许多学者对合成氨过程模拟与优化进行了大量研究, 但这些方法通常基于简化模型或机理模型, 离安全分析的实际应用尚有差距, 目前无法满足生产过程的实时性要求[8,9]。针对影响合成氨生产过程的因素变化, 如何迅速给出相应的最佳操作方案, 及时指导操作人员实施操作也是一个迫切需要解决的问题。专家指导系统应用于合成氨中, 可为操作人员在操作中的任一时刻提供指导和解释。黄道等针对合成氨中如何使开、停车造成的损失减少到最小的问题, 研制了合成氨生产保护和故障诊断专家系统[10]。李华生和袁一以年产30万t合成氨厂的低压流程为背景开发具有故障预测、诊断和补偿功能的专家系统, 将故障预测专家系统与故障诊断专家系统集成, 建立功能切换器, 实现了多功能的专家系统[11]。笔者提出了基于专家系统的合成氨合成工段操作指导系统, 它可以用于诊断并纠正操作人员在某一特定领域的行为, 并可为操作人员在操作中的任一时刻提供指导和解释。
1 合成氨生产流程概述
笔者研究的合成氨主要由氨合成循环回路和氨冷冻循环回路构成, 主要设备有氨合成塔、水冷/氨冷设备、合成气压缩机、氨压缩机、氨收集器、氨分离器及氨缓冲槽等。系统流程如图1所示。
合成气进入合成气压缩机, 先经合成气压缩机加压, 压缩气体经冷却后与冷交换器来的循环气汇合, 混合气最终升压后出合成气压缩机。压缩后合成气经热交换器预热后进氨合成塔进行氨合成反应。出氨合成塔的反应气进入热交换器, 预热合成气压缩机出来的气体。再经水冷器和氨冷器冷却至合适温度, 然后进入氨分离器分离冷凝的液氨。氨分离器分离出的液氨进入氨闪蒸槽, 通过减压闪蒸出溶解的气体, 闪蒸后的液氨送往冷冻工序, 闪蒸出来的气体送往合成气压缩机入口返回合成系统。
2 合成氨操作指导系统
2.1 总体结构
系统软件整体结构如图2所示, 该系统可分为生产数据采集、合成氨专家知识库及专家指导意见表述等几个部分。首先要运行合成氨DCS仿真系统;其次加载CLIPS程序以及编写好的合成氨操作指导规则;然后通过TCP/IP协议编程实现该软件从DCS仿真系统中采集数据;最后系统会通过阈值判断来触发规则, 从而显示给操作人员指导建议。
2.2 专家系统规则的建立
该专家系统的主要功能是实现对合成氨工况参数和设备开启顺序的监视, 判断它们是否超限和被违规操作。通过对合成氨系统中引起工况参数变化的变量进行分析, 然后以这些变量为基准建立相应的规则。一条规则是一条“if (某条件成立) then (某结论成立) ”语句的投影, 合成氨操作指导中的主要变量和规则见表1、2。
2.3 数据的采集和CLIPS的嵌入
根据TCP/IP协议, 编写系统接口程序代码, 当用户单击“获取仪表的显示值”按钮时, 对应仪表位号就能显示DCS仿真系统数据, 实现了数据的实时采集。并且根据获得的数据自动修改事实, 触发相应的规则, 给操作人员提供指导建议。利用DLL (动态链接库) 嵌入式的混合编程方法实现了CLIPS和VC++的嵌入[12]。动态链接库文件clips.dll封装了CLIPS的核心命令如:Reset、Load及Run等。把CLIPS嵌入到VC++中的步骤如下:首先对CLIPS初始化, m_pClips->CLIPSInit () ;初始化成功后载入规则, m_pClips->CLIPSLoad () ;调用reset命令, m_pClips->CLIPSReset () ;运行CLIPS, m_pClips->CLIPSRun () ;插入事实, m_pClips->CLIPSAssert () ;若能触发规则, CLIPS就能反馈给用户指导信息。
3 实例
基于专家系统开发了合成氨操作指导系统, 在该操作系统信息的提示下可以完成合成氨的操作指导。图3是合成氨操作指导专家系统的界面。第一步, 点击“加载CLIPS系统”按钮和“加载合成氨.CLP”按钮;第二步, 启动合成氨DCS仿真系统;第三步, 单击“Connect.SVR”按钮和“获取该表的显示值”按钮。此时该系统界面上的仪表位号就会显示对应合成氨DCS仿真系统中仪表中的数值, 提示现在冷激阀、充氨阀和截止阀处于关闭状态, 并指导操作人员打开阀“MV04501A/B/C”以启动水冷。
图4是某用户在系统指导下的操作界面。首先用户根据界面上的指导建议, 先启动水冷再打开充氨阀。充氨阀打开后关注氨收集器的液位变化, 当液位过高时系统会发出警告, 这时将氨收集器的液氨引入氨冷器以启动氨冷系统, 然后打开截止阀并启动氨压缩机。水冷、氨冷和氨压缩机启动后, 关闭充氨阀停止充氨, 接着系统会指导用户开启合成气压缩机。按照这样的指导建议, 用户可以完成合成氨的开车。
图5是违规操作氨压缩机的界面, 某操作工人在水冷还没有开启时对合成氨压缩机进行违规操作, 氨压缩机K04601仪表位号的值由0变成了1, 说明氨压缩机已开启, 接着触发规则表中的Rule5、Rule7和Rule8, 给操作人员指导建议:水冷、氨冷和截止阀没有开启, 不能启动氨压缩机。这样用户就会先启动水冷、氨冷和打开截止阀再开氨压缩机。
4 结束语
在Visual Stdio 2005的可视化编程环境下设计了一个基于规则推理的合成氨合成的操作指导专家系统。此系统软件设计简单方便, 有效地实现了合成氨开停车指导。通过实例测试表明, 该软件能够正确推理出错误操作的原因并给出相应的处理措施, 达到了安全生产和实时指导操作的目的。但是该系统软件只能从定性方面对合成氨进行操作指导, 在量化方面的指导将是以后研究的方向。
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合成毒品化身“娱乐糖衣” 篇11
毒品之所以能以如此快的速度向青少年群体渗透，一个重要的媒介就是合成毒品。
一般意义上，毒品分为传统毒品和合成毒品两大类。前者主要取材于天然植物，包括鸦片、杜冷丁、可卡因、海洛因、大麻等;后者多为人工合成，包括冰毒、摇头丸、K粉等。
用北京市禁毒教育基地管理中心副主任曲晓光的话说，目前市面上流行的合成毒品，几乎就是专门为爱刺激、追潮流的青少年“量身定制”的，青少年对此几乎没有抵抗力。比如。不少种类的合成毒品被披上了娱乐化的“糖衣”，全面渗透进青少年的K歌、蹦迪、开Party等娱乐活动中。与传统吸毒者不愿公开、羞于见人相比，“嗑药”、“嗨吧”、“溜冰”、“打K”已成为不少青少年追捧的“时尚”。正是因为有了这层“娱乐糖衣”，明晃晃的吸毒行为，被包装为不但不算违法，反而很时髦。
渗入同学朋友小圈子 9年前，第一次沾上毒品，叶楣刚刚起步的民歌生涯便戛然而止。那一年，她18岁。一次初中同学聚会，同学的朋友带来了几颗“红色甘草片”，微微灼烧，香气四溢。她并不知道，这种“红色甘草片”的主要成分和冰毒的主要成分完全相同。叶楣心里很警惕：“如果是‘白粉’（海洛因），那绝不能碰。”而面对几颗红色的“小药片”，她并没太在意，当频频和同学们这样聚会“放松一下”之后，叶楣感觉已经离不开“小药片”了。叶楣放弃了四川音乐学院的深造录取通知，虽然老师认为她能“唱出来”，但她的精力全都放在了“朋友圈”里。每次吸食毒品后，同学、朋友在一起兴奋得几天几夜不睡觉。叶楣说，回想那个圈子里的交谈，没有一个人说过“不吸了”、“戒掉吧”。直到有一天，警察闯进了他们的聚点，经验丰富的民警闻见满屋子的香味立即控制了现场的所有人，尿检确认后，叶楣进入了贵州省女子强制隔离戒毒所。
更加隐蔽的传播途径 在缉毒一线工作了20多年的缉毒警察廖达感受最直观：2014年在他的辖区内查获新型毒品的量超过了传统毒品，新增吸毒人员中超过九成吸食新型毒品。“新型毒品以群体吸食为主，人越多感觉越刺激，所以又叫‘聚会毒品’、‘假日毒品’。”廖达分析说，这跟传统毒品以个体吸食为主不同，新型毒品更容易快速通过朋友圈子传播。 廖达很担心一种趋势：吸食新型毒品成为年轻人聚会放松的娱乐项目。
从事戒毒工作19年的贵州省女子强制隔离戒毒所副所长兰丽发现，几乎所有戒毒学员都看到过“远离毒品、珍爱生命”等戒毒宣传语，但很多年轻人认为毒品只是海洛因，并不清楚新型毒品的样子、传播途径和危害。 廖达发现利用网络等新型贩毒手段使毒品传到青年人手中的途径越来越隐蔽。
事实上，互联网中的各类禁毒警示馆并不在少数，在搜索引擎中输入“禁毒警示”，会出现许多警示视频、动画、漫画等内容。兰丽说，必须追问一句到底有多少青少年会主动上网查询禁毒知识，传统印象里离青少年很远很远的毒品，现实生活中已不再那么遥远。？笪（向楠）
合成洗涤剂 篇12
1 合成亚磺酰胺
亚磺酰胺类化合物,特别是手性亚磺酰胺类化合物在现代不对称合成领域占有很重要的应用价值。但是亚磺酰氯却很不稳定,因此亚磺酰胺的制备一直是一个难点。最近,Harmata等[1]利用价廉易得的三苯基膦作为还原剂,将磺酰氯还原为亚磺酰氯并被胺类化合物原位捕获得到亚磺酰胺( Scheme 1) 。
2 合成砜
2. 1 与芳香烃及其衍生物的磺酰化反应
磺酰氯与芳香烃或杂环芳香烃的磺酰化反应是合成砜类化合物的主要方法,但是由于磺酰氯的亲电性较低,且由于反应位点较多,所以这类反应目前主要应用对含有活化的芳烃或芳杂环化合物的磺酰化反应。如郑州大学吴养洁院士等[2]发现在亚铜盐的催化下,氧化喹啉可以很好地被磺酰氯发生磺酰化反应得到砜( Scheme 2) 。
2. 2 磺酰氯与炔烃的反应
炔烃和烯烃也可以与磺酰氯发生磺酰化反应。最近Zeng等[3]报道了利用乙酰丙酮铁催化的磺酰氯对端炔的磺酰化反应,立体专一性地得到了卤代乙烯基砜( Scheme 3) 。
β - 羰基砜是一种重要的多官能团有机砜化合物,此类化合物的合成一直受到人们的重视。2005年,清华大学的Xi等[4]首次报道了芳乙炔类化合物在在催化量的酸存在条件下可以和磺酰氯发生原位磺酰化 - 水解反应,高产率地得到β - 羰基砜( Scheme 4) 。
2. 3 磺酰氯与烯烃的反应
磺酰氯作为自由基的前体,应用于多种转化中。特别是与烯烃的反应是经由自由基过程的,这一反应自从上世纪被Kharasch等[5]发现以来,深受科学家们的重视。自由基的引发剂由最初的过氧化物,逐渐转移到紫外光。后来,人们发现可见光也可以有效地催化这类反应,Cu( I)[6]等过渡金属配合物都可以有效地促进这类反应。在不同的反应条件下,产物从最初的β - 氯代砜到烯基砜,到β - 羟基砜甚至不饱和的砜。一般地,如果磺酰氯直接与烯烃在引发剂的存在下反应,产物是β - 氯代烷基砜,反应机理是自由基的( Scheme 5) 。
而对于铜( I) 等金属催化剂的作用,Asscher等提出还原氧化转移的机理( Scheme 6)[7]:
烯烃与磺酰氯在有水的体系中,酸催化反应得到β - 羟基砜。这一反应没有利用价格昂贵的过渡金属催化剂,但反应的区域选择性可以达到100% 。当使用烯醇类化合物为底物时, 产物为结构重排的α - 羰基砜。这类反应也可在可见光的催化下进行的,最近陆续报道了可见光与铱催化的磺酰氯与烯基酰胺反应可以得到β - 氨基酚[8],而烯醇酯则得到α - 羰基砜[9]( Scheme 7) 。
2. 4 磺酰氯与有机金属试剂的反应
虽然格氏试剂或有机锂试剂与磺酰氯反应可以得到砜[10], 但是由于这两种试剂碱性很强,因此产率受到影响。最近我们开发了一种以Cu I催化的有机锌试剂与磺酰氯反应的方法高产率的得到了砜类化合物( Scheme 8)[11]。这种方法的优点不仅在于其产率高,试剂价廉,容易制备,而且反应条件温和,允许多种活性官能团的存在。活性官能团例如卤素 ( 溴,氟) ,酰胺等可以很好地被引入相应的砜分子中。有意思的是,脂肪族的砜类化合物也可以用这种方法合成。由于脂肪族的砜类化合物在碱性条件下容易发生烯醇化反应,因此格氏试剂等碱性较强的有机金属试剂不适用与和磺酰氯反应制备砜,所以我们开发这种方法在合成结构多样的有机砜类化合物方面具有很好的应用前景。
3 合成硫酚
硫酚在有机化学和药物合成中具有非常高的应用价值,由于芳香族的磺酰氯来源广泛,因此磺酰氯的还原成为合成芳香硫醇最常用的传统合成方法。虽然有很多试剂可以应用这类还原反应,但是这些还原剂由于价格或毒性的影响不能大规模使用( 如PH3 [12]) 。最近,Akamanchi等[13]利用三苯基膦还原磺酰氯在甲苯中可以以较高的产率合成硫酚( Scheme 9) 。
4 合成二硫醚
二芳基二硫醚也是很重要的有机合成中间体,广泛应用于天然产物的全合成等领域[14]。有很多种试剂可以将磺酰氯还原为二硫醚。最近,Kabalka等发现,磺酰氯在无水的四氢呋喃中用两倍量的三苯基膦还原,可以几乎定量的产率得到二芳基二硫醚[15]( Scheme 10) 。
5 合成硫醚
硫醚类化合物广泛存在于自然界中,并且是很多药物分子的构成要素。近些年来,磺酰氯作为一种价廉易得并且环保的硫源开始应用于硫醚类化合物的合成。三苯基膦与芳基磺酰氯的反应被认为经过一种活泼而不稳定的次磺酰氯( Ar SCl) 的中间体。这种不稳定的活泼硫正离子等价体是合成硫醚的很好前体,可以与富电子的芳香体系发生反应生成硫醚[16]( Scheme 11) 。
6 脱磺酰化反应
作为亲电试剂,磺酰氯展现了良好的反应活性,其氯磺酰基团的离去活性要优于溴。因此在过渡金属的催化下,磺酰氯的脱磺酰化偶联反应在碳碳键的构筑中占有一席之地。典型的例子有芳基磺酰氯与有机硼酸[17],三丁基锡烷的Stille偶联反应[18]等( Scheme 12) 。
在过渡金属络合物的催化下,磺酰氯可以与 烯烃发生Mizoroki - Heck偶联反应,得到不饱和的烯烃类化合物。目前这类反应已经成功地应用与杂环化合物,例如最近报道,磺酰氯与噻吩发生3 - C - H活化得到3 - 取代的噻吩[19]( Scheme 13) 。
7 结 语