贵州省高等学校大学生创新创业训练计划(地沟油生产工业表面活性剂烷基二乙醇酰胺)

1 贵州省高等学校大学生创新创业训练计划贵州省高等学校大学生创新创业训练计划 申申 请请 书书 推 荐 学 校 贵州民族大学贵州民族大学 项 目 名 称 地地沟沟油油生生产产工工业业表表面面活活性性剂剂烷烷基基二二乙乙醇醇酰酰 项 目 类 型 创新训练项目 创业训练项目 创业实践项目 所属一级学科名称 化 学 所属二级学科名称 应用化学 项 目 负 责 人 申 报 日 期 二 一五年五月五日 贵州省教育厅制 二 一五年五月 2 项目名称地沟油生产工业表面活性剂烷基二乙醇酰胺 项目类型 创新创业项目 创业训练项目 创业实践项目 项目实施时 间 起始时间 2015 年 5 月 完成时间 2015 年 11 月 姓名年级学校 所在院系 专业 联系电话E mail 贵州民族 大学 化学与环境科 学学院应用化 学专业主持 人 贵州民族 大学 化学与环境科 学学院应用化 学专业 贵州民族 大学 化学与环境科 学学院应用化 学专业 贵州民族 大学 化学与环境科 学学院应用化 学专业 申请人或申请团队 成 员 贵州民族 大学 化学与环境科 学学院应用化 学专业 姓名高兴文研究方向杂环类化合物的设计与合成 年龄57行政职务 专业技术职务处长 教授 指导教师 主要成果 1 论文 1 Synthesis and Antiviral Bioactivities of 2 Aryl or 2 Methyl 3 substituted Benzalamino 4 3H quinazolinoneDerivatives Molecules 2007 12 2621 2642 SCI 2 4 3H 喹唑啉酮类 Schiff 碱的合成与抗烟草花病毒活性 有机化学 2008 28 10 1785 SCI 2 完成项目 1 1997 5 2000 12 草浆造纸废水污染治理 黑液脱木素 河 南省重大项目 750 万 参奖在申请中 豫科监委 2000 第 233 号 第五完成人 完成 工业化 2 2005 9 2007 9 具有抗病毒活性和抗癌活性新杂环化合物创 制研究 NCET 04 0912 教育部新世纪人才资助项目 主要参 加人 完成 3 在研项目 1 承担贵州省自然科学基金 2 承担贵州省教育厅省级重点教改项目 3 一 项目实施的目的 意义 地沟油泛指那些在生活中存在的各类劣质油 如回收的食用油 反复使用的炸 油等 近年来 地沟油成为了人们餐桌上的一大隐患 地沟油问题无时无刻都在牵 绊着人们的神经 越来越多的人都是谈 油 色变 地沟油最大的来源是城市大型饭 店下水道的隔油池 长期食用地沟油可能会引发癌症 对人体的危害极大 国家虽 然明确提出餐饮业禁止使用地沟油 但在低廉的成本的诱惑下 仍有很多不法商家 将地沟油与食用油掺杂使用 造成了现在监管困难的状况 目前 地沟油的利用主 要集中在被回收用作工业原料生产生物柴油 选矿捕收剂 铸造黏结剂 有机肥料 工业乙醇 航空汽油等方面 作为食用油消费大国 我国每年产生约 500 多万吨 地沟油 但地沟油的有效利用还有很多的不足 仍需要进一步开发 本项目则是利 用地沟油生产非常重要的工业表面活性剂烷基二乙醇酰胺 使地沟油在工业生产上 得到进一步的利用 本项目的目的与意义详细阐述如下 一 烷基二乙醇酰胺是十分重要的精细化学品 烷基二乙醇酰胺可用作膏霜制品的乳化稳定剂 并广泛用于鞋油 印刷油墨 绘图用品等 在纺织印染工业中 作织物的洗涤剂 及其他洗涤剂的配料和增稠剂 是丙纶等合成纤维纺丝油剂的组份之一 烷基二乙醇酰胺为烷醇酰胺 可用于配制 金属防锈洗涤剂和涂料剥离剂等 烷基二乙醇酰胺对阴离子表面活性剂为主要原料 的液体产品 有良好的增稠作用 烷基二乙醇酰胺有一定的抗静电调理作用 对皮 肤刺激性小 作为油性原料的乳化剂 广泛应用于各种化妆品和表面活性剂制品中 具有良好的发泡 稳泡性能 在洗 2 涤剂稳泡中 广泛用作产品的泡沫改良剂等 二 有效提高地沟油的综合利用和附加值 目前 地沟油的开发利用主要集中在生产生物柴油 选矿捕收剂 铸造黏结剂 有机肥料 工业乙醇 航空汽油等方面 利用地沟油生产工业表面活性剂烷基二乙 醇酰胺不仅实现了废物的综合利用 同时提供了一种安全 高效 可再生 环境友 好的资源 为转移餐桌安全隐患作出了贡献 为地沟油找到了一个经济 安全的归 宿 工业上生产烷基二乙醇酰胺一般是使用椰子油 硬脂酸等作为原料 该方法生 产烷基二乙醇酰胺的成本较高 使用地沟油作为生产烷基二乙醇酰胺的原料具有成 本低 产率高 制得的烷基二乙醇酰胺品质好的优点 有效的降低生产烷基二乙醇 酰胺的成本 具有非常高的开发利用价值 4 三 为实现地沟油生产表面活性剂烷基二乙醇酰胺提供工业化参数 本项目研究地沟油生产工业表面活性剂烷基二乙醇酰胺中试放大过程 拟结合 工业生产前期要求 对工艺过程进行放大 确定合理 可行的工艺工艺流程 反应 条件以及工业化的消耗定额 成本等 为下一步工业化做好充分准备 为创业奠定 良好基础 四 本项目能有效提供实践平台并不断促进参与者各项能力的全面提升 本项目能让我们获得大量的感性认识和许多有价值的新知识 同时使我们能够 把自己所学的理论知识与接触的实际现象进行对照 比较 把抽象的理论知识逐渐 转化为认识和解决实际问题的能力 有利于增强我们的创新能力 提高适应社会 服务社会的能力 不断培养和锻炼实际的工作能力 并且在工作中发现不足 及时 改进和提高 使之更新知识结构 获取新的知识信息 提高创新能力 以适应社会 的需要 二 项目研究内容和拟解决的关键问题 一 本项目研究的主要内容 1 本项目是在前期工作的基础上 研究地沟油生产工业表面活性剂烷基乙二 醇酰胺的中试放大 采用该工艺在模拟工业化生产的条件下所进行的工艺研究 以 验证放大生产后原工艺的可行性 保证研发和生产时工艺的一致性 2 中试放大的目的是验证和完善实验室工艺所研究确定的工艺参数以及确定 的工业化生产流程 条件等 为正式生产提供参数依据 3 相关任务 本项目的任务主要有以下九点 将在工艺放大过程中 分清主次 有计划有组 织地进行 1 工艺路线和单元反应操作方法的最终确定 2 设备材质和选型 3 搅拌器型式和搅拌速度的考察 4 工艺的进一步优化 5 工艺流程和 操作方法的确定 6 进行物料衡算 7 物理性质和化工常数的测定 8 原材料中间体质量标准的制订 9 消耗定额 原材料成本 二 拟解决的关键问题 1 工艺路线和单元反应操作方法的最终确定 确定工艺路线和单元反应操作方法 特别当原来选定的路线和单元反应方法在 5 中试放大阶段暴露出难以解决的重大问题时 应重新选择其他路线 再按新路线进 行中试放大 2 工艺参数优化 根据试验室阶段获得的最佳反应条件 对加料方式及速度 搅拌效果 反应器 的传热面积与传热系数以及制冷剂等因素 进行深入研究 以便掌握其在中间装置 中的变化规律 得到更适用的反应条件 为工业化生产提供可靠的参数 3 工艺流程和操作方法的确定 考虑使反应和后处理操作方法适用工业生产的要求 特别注意缩短工序 简化 操作 提高劳动生产率 从而最终确定生产工艺流程和操作方法 三 项目研究与实施的基础条件 关于地沟油生产工业表面活性剂烷基二乙醇酰胺中试放大的研究已具备如下条 件 1 前期小试工作现已完成 为中试放大的研究奠定了良好的基础 小试研究 成果包括 小试收率稳定 3 产品质量可靠 工艺条件已经确定 产品 中间体和 原理的分析检验方法已确定 已提出原材料的规格和单耗数量 已提出安全生产的 要求 为中试放大阶段的研究提供了奠定了良好基础 2 本项目指导老师高兴文教授长期从事有机合成的研究工作 完全有能力指 导我们完成本项目的研究 3 项目组成员具备相关的知识和业务能力完成本项目 前期查阅了大量的文 献 做好了充分的准备 有充分的课余时间和精力投入到本项目的研究中来 能在 规定时间内完成本项目的各项研究工作 4 贵州民族大学拥有浓郁的学术研究氛围 在学生科研项目的引导和支持力 度上也越来越大 贵州民族大学化学与环境科学学院拥有学生课题研究的相关实验 室 拥有能支持完成本项目的研究各种仪器设备 开设有仪器分析课程 本课题学 生懂得操作各种仪器 并安排有专门的老师负责指导 本项目的研究所需要的实验 室 仪器设备有支持 有保障 6 四 项目实施方案 根据本项目小试阶段的报告 拟定如下的项目实施方案 具体如下 一 主要内容 1 准备阶段 1 根据小试结果 中试放大的要求 设计合理的研究方案 制定相关的研究步 骤 2 根据小试结果 查阅文献 设计工艺流程 3 与小试对比 查找问题 设计合理的工艺流程 4 提出拟解决的关键问题以及实施方案和注意事项 2 研究阶段 1 依据小试操作步骤进行物料衡算和确定中试工艺流程 依据小试操作步骤进行物料衡算和确定中试工艺流程 其中物料衡算包括原 材料消耗和生产成本估算 原料消耗表中应包括回收溶剂的回收估算 工艺流程是 操作步骤和设备结合的综合体现 2 依据流程图和中试工艺进行中试工艺装置的安装 在改装实验设备是要从安全 通风 采暖 照明 配电等方面加以考虑 依据 设备布置来布置操作平台 设备安装和调试 3 在设备完备的情况下 依据小试操作步骤和流程来编制中试操作规程 4 开始正式实验 正式实验过程中验证的项目主要有 验证工艺 稳定收率 验证小试所用操作 确定产品精制方法 验证溶剂回收套用等方案 验证工业化特殊操作过程 详细观察各步反应热效应 确定安全性措施 5 提出工业化生产工艺方案 并确定生产工艺流程 6 依据中试提供的数据 可行工艺过程和设备选型 进行工业化设计 安装 7 试产 7 环境安全评估 根据前面各项工艺数据以及生产所产生的废料情况 进行环境安全评估 可根 据实际情况自己评估或是聘请学院相关专家评估 3 数据处理 1 推出设备结构 材质和型号 2 物料衡算 3 物理性质和化工常数 4 消耗定额 原材料成本 4 工艺总结 工艺总结阶段将确定以下方面内容 1 最终确定工艺路线和单元反应操作方法 2 确定反应条件 3 确定工艺流程和操作方法 4 原材料中间体质量标准的制订 5 消耗定额 原材料成本 6 环境安全评估结论 5 撰写中试放大研究报告 根据研究数据撰写研究报告 内容对工艺路线和单元反应操作方法 设备材质 和型号 搅拌器型式和搅拌速度 反应条件 工艺流程和操作方法 物料衡算 物 理性质和化工常数的测定 原材料中间体质量标准的制订 消耗定额 原材料成本 环境安全评价等十个方面进行探讨和分析 提供可行的工艺方案 为下一步生产夯 实基础 二 基本要求 1 认真做好方案设计 2 每位成员认真履行自己的义务和职责 3 按照时间进度安排表 按时完成各项任务 4 及时了解问题背景 5 概念界定要严谨 规范 8 6 不自造 多问 多思考 7 目标清晰 8 研究分析过程细致 认真 9 认真解决各项关键任务以及其它注意事项 三 工作分配及进度安排 1 工作分配情况 刘 杰 项目主要负责人 负责环境安全评价和工艺放大阶段材料总体撰写工 作 马 扬 项目负责人 在主要负责人不在期间履行主要负责人职责 分配其他 各项工作 做好后请安排 林晓明 负责设备材质和型号的选择 搅拌器型式和搅拌速度的考察 反应条 件的进一步研究等工作 并做好相关工作的协调和进度安排 梅家香 负责工艺流程和操作方法的确定和进行物料衡算以及工艺路线和单元 反应操作方法的设计和物理性质和化工常数的研究 彭 润 负责原材料中间体质量标准的制订和消耗定额 原材料成本核算 负 责原料采购安排和联系 2 研究进度 1 准备阶段 2014 年 7 月 8 月中旬 2014 年 7 月 8 月 完成各项前期准备工作 2014 年 8 月 8 月中旬 对比查找问题 提出要解决的关键点的方案 2 研究阶段 2014 年 9 月 2015 年 3 月 2014 年 9 月 10 月 完成对小试操作步骤进行物料衡算和中试工艺流程 2014 年 10 月 11 月 依据流程图和中试工艺进行中试工艺装置的安装 2014 年 11 月 11 月中旬 据小试操作步骤和流程来编制中试操作规程 2014 年 12 月 2015 年 2 月 开始正式实验 正式实验过程中验证各项目 2015 年 2 月 2015 年 2 月中旬 提出工业化生产工艺方案 并确定大生产工艺 流程 2015 年 5 月中旬 2015 年 6 月 依据中试提供的数据 可行工艺过程和设备选 型 进行工业化设计 安装 试产 9 3 后期总结阶段 2015 年 11 月 12 月 完成地沟油生产工业表面活性剂烷基二乙醇酰胺中试放大的研究报告 完成各 项预定指标 组织结题 五 学校可以提供的条件 一 科研经费 学校可在适度范围内提供一定经费上的支持 二 实验室 仪器设备有支持 有保障 学校可提供实验室 试验仪器 如 液相色谱仪 气相色谱仪 气质联用仪 分光光度计 红外色谱仪等 二 学校老师能跟踪指导以及提供相关资源联系 指导教师以及学院其他老师都能提供跟踪指导和相关技术上的支持 能帮助我 们联系其它实验基地 工厂等 六 预期成果 根据本项目设计 我们对地沟油生产工业表面活性剂烷基二乙醇酰胺的工艺放 大及中试进行条件优化 旨在探究一种效果优良生产工艺 能有效将地沟油生产 烷基二乙醇酰胺的转化率达到理想范围 烷基二乙醇酰胺的质量达到工业生产需求 的工艺 将在课题结题时向评审专家组提供以下材料 1 本项目研究达到工业要求标准的产品烷基二乙醇酰胺 10Kg 2