發(fā)布時(shí)間:2023-09-21 17:35:48
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫(xiě)作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇有機(jī)化工合成,期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞:有機(jī)化工合成;應(yīng)用;過(guò)氧化氫;技術(shù)
在我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的形勢(shì)之下,人們意識(shí)到化學(xué)污染的治理難度及其不可逆的后果,為此,在環(huán)保綠色的社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念之下,綠色化學(xué)的概念應(yīng)運(yùn)而生,人們?cè)谥圃旌蛻?yīng)用化學(xué)產(chǎn)品的過(guò)程中,要避免使用有毒或危險(xiǎn)性的試劑和溶劑,過(guò)氧化氫就成為了綠色化學(xué)中的極為重要的綠色化工產(chǎn)品,它運(yùn)用新型的反應(yīng)器,并基于過(guò)程集成與強(qiáng)化的視角,將氫氧直接合成過(guò)氧化氫的工藝與其他生產(chǎn)工藝相集成,從而實(shí)現(xiàn)了過(guò)氧化氫在有機(jī)化工合成應(yīng)用中的安全性和環(huán)保性。
1過(guò)氧化氫應(yīng)用概念分析
過(guò)氧化氫的化學(xué)式為H2O2,它在溶液的狀態(tài)下被稱為雙氧水。過(guò)氧化氫具有自身獨(dú)特的特性,它既具有氧化功能,同時(shí)還具有還原性能,可以當(dāng)作催化劑在化工合成中加以應(yīng)用。它在酸性介質(zhì)中的氧化性能強(qiáng)于在堿性介質(zhì)中的氧化性能;而恰恰相反,過(guò)氧化氫在堿性介質(zhì)中的還原性能強(qiáng)于在酸性介質(zhì)中的還原性能。過(guò)氧化氫的分子結(jié)構(gòu)如下圖所示:過(guò)氧化氫的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng),都會(huì)生成沒(méi)有污染、沒(méi)有毒性的水和氧氣,可以說(shuō),是一種極為理想的綠色化學(xué)反應(yīng)試劑。它在自然界中的植物和動(dòng)物之中有少量的存在,如:放屁甲蟲(chóng)。過(guò)氧化氫最早是采用硝酸酸化過(guò)氧化鋇制備而成,隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展,過(guò)氧化氫的全球產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)了220萬(wàn)噸,并且其制備方法也改為蒽醌自氧化法(AO)制備。還有采用酸處理的碳載體Au—Pd納米催化劑催化O2和H2,即可以直接合成過(guò)氧化氫,這種新型方式極為經(jīng)濟(jì),也較好地避免了蒽醌自氧化法的污染大、能耗高的劣勢(shì)。隨著過(guò)氧化氫的綠色化特性的不斷實(shí)現(xiàn),普遍性地應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域,如:紡織、造紙、電子、衛(wèi)生、軍工等。在過(guò)氧化氫中的催化活性組分,主要表現(xiàn)為:(1)Pd基催化劑。它在氫氣和氧化的直接合成過(guò)氧化氫的技術(shù)運(yùn)用中,極為普遍。相較而言,單金屬Pd催化劑則無(wú)法獲得這種高選擇性和高產(chǎn)率的過(guò)氧化氫。這種Pd基催化劑摻雜有第二金屬活性組分,如:Pt、Ce、La、Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Zn、Cd、Cu等,這些不同的第二金屬組份可以極大地提升Pd催化劑的活性,但是對(duì)催化劑活性的影響卻不盡相同。(2)Au基催化劑。Au催化劑對(duì)于氫氧直接合成過(guò)氧化氫的過(guò)程,具有一定的活性影響。如:SiO2—Al2O3、Al2O3、ZnO、MgO等載體,都可以產(chǎn)生對(duì)過(guò)氧化氫的催化活性影響。在氫氧直接合成過(guò)氧化氫的反應(yīng)中,還有諸多新型的反應(yīng)器的參與,這些新型的反應(yīng)器,極大地提高了合成反應(yīng)的安全性和生產(chǎn)能力。它們主要包括有:(1)膜催化反應(yīng)器。在這種新型的膜催化反應(yīng)器之中,主要是由膜分離技術(shù)和催化反應(yīng)技術(shù)合成,在這個(gè)新型的反應(yīng)器之中,可以使反應(yīng)物選擇性地穿透膜,進(jìn)入到反應(yīng)區(qū)內(nèi),實(shí)現(xiàn)對(duì)某一反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度調(diào)節(jié)。這種致密無(wú)機(jī)膜還可以將氫氣和氧氣活化為原子態(tài)或離子態(tài),提高反應(yīng)的選擇性,并在無(wú)機(jī)膜的隔離作用之下,使易燃易爆的反應(yīng)物從膜的兩側(cè)進(jìn)料,從而極大地提高了反應(yīng)的安全性。(2)介質(zhì)阻擋放電型反應(yīng)器。這種新型的介質(zhì)阻擋放電,是指在放電區(qū)域內(nèi)插入絕緣介質(zhì)的氣體放電,并使絕緣介質(zhì)覆蓋于電極之上,當(dāng)放電電極間施加有足夠高的電壓時(shí),電極間的氣體就會(huì)被擊穿,而生成介質(zhì)阻擋電壓。(3)微通道反應(yīng)器。這種新型的反應(yīng)器具有良好的傳熱性能,由于其微通道的寬度和深度較小,反應(yīng)物可以在流動(dòng)中快速、充分地融合;合成反應(yīng)中的反應(yīng)物的用量也較少,對(duì)于昂貴、有毒的反應(yīng)物的用量大量減少,對(duì)環(huán)境的污染也隨之減少,提供了環(huán)境友好合成研究的技術(shù)平臺(tái);在連續(xù)流動(dòng)的方式下實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程,可以精準(zhǔn)地控制反應(yīng)物的反應(yīng)時(shí)間。尤其適應(yīng)用于異常激烈的合成反應(yīng),可以較好地規(guī)避爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
2過(guò)氧化氫人名反應(yīng)簡(jiǎn)述
2.1過(guò)氧化氫的Fenton反應(yīng)這種反應(yīng)是在過(guò)氧化氫和亞鐵鹽的條件下,將α—羥基酸氧化為α—酮酸、1,2—乙二醇氧化為羥基醛。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示:2.2過(guò)氧化氫的Ruff—Fenton降解反應(yīng)這種反應(yīng)可以應(yīng)用于糖類的減鏈或脫羧,將過(guò)氧化氫、鐵鹽與醛糖酸進(jìn)行反應(yīng),可以得到減少了一個(gè)羧基的醛糖。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示:2.3過(guò)氧化氫的Baeyer—Villiger氧化反應(yīng)這種反應(yīng)可酮或環(huán)酮轉(zhuǎn)化成酯或內(nèi)酯,這種合成反應(yīng)要在過(guò)酸下實(shí)現(xiàn)。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示:2.4過(guò)氧化氫的Harries臭氧化反應(yīng)這種反應(yīng)將烯烴雙鍵斷開(kāi),并在還原條件下獲得醇或羰基化合物;在氧化條件下獲得羧酸和酮。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示:2.5過(guò)氧化氫的Dakin氧化反應(yīng)這種反應(yīng)是在堿性過(guò)氧化氫的存在前提下,將芳甲基醛或酮氧化轉(zhuǎn)變成酚。它的化學(xué)反應(yīng)式如下所示:2.6過(guò)氧化氫的Algar—Flynn—Oyamada反應(yīng)這種反應(yīng)可以在堿性過(guò)氧經(jīng)氫的氧化反應(yīng)條件下,將2—羥基查爾酮轉(zhuǎn)變?yōu)?—芳基—3—羥基四氫苯并吡喃—4—酮。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示:2.7過(guò)氧化氫的Milas烯烴羥基化反應(yīng)這種反應(yīng)是指烯烴在紫外光的照射下、釩或鉻氧化物的催化條件下,被過(guò)氧化氫氧化,轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖洁彾肌F浠瘜W(xué)反應(yīng)式如下所示:2.8過(guò)氧化氫的Baudisch反應(yīng)這種反應(yīng)是在過(guò)氧化氫和銅鹽的存在條件前提下,將苯轉(zhuǎn)化得到鄰位亞硝基苯酚。其化學(xué)反應(yīng)式如下所示:2.9過(guò)氧化氫的Brown硼氫化反應(yīng)這種反應(yīng)屬于烯的硼氫化—氧化反應(yīng),通常應(yīng)用于醇的化工合成。其化學(xué)反應(yīng)式如下:由上可知,過(guò)氧化氫的有機(jī)合成人名反應(yīng),應(yīng)用極其廣泛,具有極為重要的研究?jī)r(jià)值和意義。
3過(guò)氧化氫在有機(jī)化工合成中的實(shí)踐應(yīng)用分析
過(guò)氧化氫在有機(jī)合成的中的實(shí)踐應(yīng)用,自二十世紀(jì)九十年代開(kāi)始,就有一些綠色介質(zhì)如:臨界流體、氟相、離子液體等參與其中。過(guò)氧化氫在有機(jī)合成中的應(yīng)用有多種如:氧化反應(yīng)、羥基化反應(yīng)、氧鹵化反應(yīng)等,并從反應(yīng)起始物和目標(biāo)分子而言,可以應(yīng)用于如下有機(jī)物的合成過(guò)程:(1)過(guò)氧化氫在醇的氧化應(yīng)用在醇系列的化工合成過(guò)程中,過(guò)氧化氫是必不可少的化學(xué)試劑,由于醇系列如:仲醇、脂肪族伯等產(chǎn)物,極易與過(guò)氧化氫試劑產(chǎn)生氧化反應(yīng),因而應(yīng)用極為廣泛而重要。醇在過(guò)氧化氫的合成作用之下,便會(huì)生成羥基化合物,形成良好的循環(huán)狀態(tài)。然而,醇的氧化與其他化合物不同,在鎢、錳、硒的化合物之中,醇系列產(chǎn)物起到了“催化劑”的作用。甲醇是常用的醇系列產(chǎn)物,它在光照的條件下,可以生成乙二醇。由此可見(jiàn),醇系列的氧化反應(yīng)有其常見(jiàn)性和特殊性,需要在化工生產(chǎn)中加以嚴(yán)格而有效的控制,使其產(chǎn)品與市場(chǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)相契合。(2)過(guò)氧化氫在烯烴的氧化應(yīng)用過(guò)氧化氫在烯烴中的氧化應(yīng)用也是極為常見(jiàn)的類型。在不同的反應(yīng)條件前提下,過(guò)氧化氫可以實(shí)現(xiàn)對(duì)烯烴的氧化,生成類型不同的混合物,在反應(yīng)過(guò)程中使用催化劑,則可以對(duì)氧化反應(yīng)條件實(shí)施有效的控制,使烯烴在過(guò)氧化氫的反應(yīng)作用下,轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)氧化物。然而,對(duì)于分子量較大的烯烴來(lái)說(shuō),其氧化反應(yīng)又有所不同,烯烴要與鎢酸鹽、磷酸鹽、轉(zhuǎn)移催化劑按照1:2:1的比例,加以混合反應(yīng)。在這個(gè)反應(yīng)過(guò)程中,轉(zhuǎn)移催化劑主要是采用常見(jiàn)的甲級(jí)三辛基氯化銨的環(huán)氧化催化劑。在這個(gè)氧化反應(yīng)中,由于長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸酯的環(huán)氧化物是塑料的增塑劑,因而顯現(xiàn)出氧化反應(yīng)的重要性。在氧化反應(yīng)之中,由于鎢酸的作用,過(guò)氧化氫對(duì)鏈烯的氧化,可以開(kāi)環(huán)生成鄰二醇,隨后在催化的反應(yīng)作用條件下,過(guò)氧化氫又將烯烴輕基化,使之成為順式鄰二醇,在這個(gè)反應(yīng)中,過(guò)氧化氫對(duì)鏈烯具有立體的選擇性,當(dāng)生成順式鄰二醇之后,如果條件充足,鄰二醇還可以被進(jìn)一步氧化,生成酮和醛式酸,實(shí)現(xiàn)對(duì)植物生長(zhǎng)的合理調(diào)節(jié),并可以廣泛應(yīng)用于對(duì)芳香醛的制備生產(chǎn)過(guò)程之中。如:茴香腦制茴香醛。(3)過(guò)氧化氫在芳香烴中的氧化應(yīng)用在金屬離子存在的前提下,過(guò)氧化氫可以與芳香化合物在氧化環(huán)境內(nèi),產(chǎn)生極為劇烈的反應(yīng),其反應(yīng)后生成的產(chǎn)物錯(cuò)綜復(fù)雜,具有較強(qiáng)的特殊性,這些反應(yīng)后生成的產(chǎn)物主要有氧化偶聯(lián)、羥基化、支鏈氧化等混合物。在化工企業(yè)的冬麥制備芳香烴產(chǎn)品的過(guò)程之中,如果需要在制備條件具備的條件下,獲得最好的產(chǎn)品,就需要使過(guò)氧化氫與芳香烴產(chǎn)物充分結(jié)合,具體的方法是先利用鈷鹽、鐵實(shí)現(xiàn)催化作用,在過(guò)氧化氫參與的條件下,與20%~30%的苯酚產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng);隨后,當(dāng)化學(xué)反應(yīng)終止之后,即會(huì)生成70%~80%的鄰苯二酚。這種化學(xué)反應(yīng)極為迅速,也可以獲得較多的合成產(chǎn)物。另外,在乙酸存在的條件前提下,過(guò)氧化氫可以與芳香烴反應(yīng),使芳香烴物質(zhì)的側(cè)鏈與過(guò)氧化氫產(chǎn)生氧化反應(yīng),生成酮、醛的化學(xué)反應(yīng),具有極為重要的工業(yè)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。(4)過(guò)氧化氫在羥基化合物中的氧化應(yīng)用醛是相較于醇而言的更易被過(guò)氧化氫氧化的化合物,它可以在缺少催化劑的環(huán)境下,與過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng)作用而被氧化,并生成羥酸。但是,醛與醇不同的一點(diǎn)在于,芳香醛物質(zhì)是極為特殊的物質(zhì),它在堿性環(huán)境下可以與過(guò)氧化氫產(chǎn)生“達(dá)金反應(yīng)”,在這個(gè)環(huán)境作用下所生成的甲酸酯會(huì)在水的溶解下,得到比原料少一個(gè)碳的酚。它在酸性環(huán)境下,可以與過(guò)氧化氫產(chǎn)生反應(yīng),對(duì)環(huán)酮進(jìn)行反應(yīng)處理,生成二聚環(huán)烷和三聚環(huán)烷的過(guò)氧化物,在對(duì)其進(jìn)行加熱和分解之后,又可以生成大環(huán)烷烴和內(nèi)酯,這是制備大環(huán)化合物的重要方法,但是產(chǎn)率較低。另外,在酸催化的條件前提下,羥酸可以與過(guò)氧化氫產(chǎn)生反應(yīng),生成過(guò)氧酸,并且在反應(yīng)過(guò)程中一旦產(chǎn)生酸,則會(huì)迅速與反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)。這種過(guò)氧酸具有比過(guò)氧化氫更為優(yōu)良的氧化作用。(5)過(guò)氧化氫在含磷、氮、硫化合物中的氧化應(yīng)用在堿性存在的條件前提下,含磷、氮、硫的化合物與會(huì)過(guò)氧化氫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),得到產(chǎn)率較高的硫醚,硫醚還可以被氧化為亞砜或砜,在氧化反應(yīng)中生成的二硫代氨基甲酸鹽與過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng),便會(huì)生成四烷基秋蘭姆化二硫。硫醇、胺在與過(guò)氧化氫的氧化反應(yīng)之下,可以發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),這種氧化反應(yīng)通常用于制備炎黃酰胺。
4結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞 低碳經(jīng)濟(jì);有機(jī)化工;能源發(fā)展;走勢(shì)
中圖分類號(hào):TF761+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
前言
隨著世界終將走進(jìn)到工業(yè)化時(shí)代,各種制品的消耗也將會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。雖然物料的循環(huán)使用效率逐漸在強(qiáng)化,但地球范圍內(nèi)的金屬、非金屬礦藏是有一定限度的,而且正在逐漸面臨開(kāi)采難度上和消耗過(guò)大的問(wèn)題。有機(jī)化工科技百年來(lái)的進(jìn)步已經(jīng)在很多領(lǐng)域內(nèi)以低得多的資源、成本、低碳放替代礦物材料,不斷滿足人們的需要
低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下的能源發(fā)展
所謂低碳經(jīng)濟(jì),是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下主要通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開(kāi)發(fā)等多種手段,盡可能地減少煤炭的使用,以避免奢侈和浪費(fèi)的碳排放。低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是根據(jù)目前整個(gè)國(guó)際社會(huì)都在關(guān)注碳排放,要求實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的背景下提出的。從19世紀(jì) 50 年代工業(yè)化時(shí)代的開(kāi)始,150多年來(lái),工業(yè)經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展,帶來(lái)了社會(huì)上的很多變化,方便了人們的生活水平。工業(yè)化在帶來(lái)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí),也給氣候帶來(lái)了一定的負(fù)面影響。據(jù)IPCC(政府間氣候變化專門委員會(huì))的評(píng)估結(jié)果顯示,全球氣候正在變暖,導(dǎo)致變暖的原因主要是人類燃燒化石能源和毀林開(kāi)荒等行為向大氣中排放大量溫室氣體,加劇了溫室氣體的效果。而據(jù) NOAA(美國(guó)國(guó)家大氣和海洋管理局)最新的調(diào)查結(jié)果,全球大氣中的二氧化碳濃度已從工業(yè)革命前的280ppm左右上升到了 2010 年的 389ppm。CO2等溫室氣體濃度的增加會(huì)造成地球表面溫度增加,造成冰雪的快速融化、海平面上升等氣候?yàn)?zāi)害。整個(gè)國(guó)際社會(huì)對(duì)溫室氣體引起氣候變化的關(guān)注促成了聯(lián)合國(guó)氣候會(huì)議。對(duì)我國(guó)能源的發(fā)展來(lái)講,要結(jié)合低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的要求,實(shí)現(xiàn)能源的合理利用。首先要調(diào)整改善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),堅(jiān)持以煤炭為主、電力為中心、油氣和新能源實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展的戰(zhàn)略,制定一個(gè)科學(xué)的并趨向量化的使用標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范能源使用情況,建立低碳、高效、節(jié)能的能源結(jié)構(gòu),加快研發(fā)新能源,減少溫室氣體的排放;其次是要節(jié)約能源,提高能源的使用效率。在日常的生產(chǎn)和生活中重視能源的利用和開(kāi)發(fā)。在經(jīng)濟(jì)上要通過(guò)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、管理體制創(chuàng)新的手段來(lái)促進(jìn)能源消費(fèi),提高能源利用效率和利用范圍;三是要緊跟國(guó)際能源發(fā)展趨勢(shì),各個(gè)國(guó)家都意識(shí)到能源的可持續(xù)性以及可替代性,都在積極的發(fā)展新能源,發(fā)展綠色可持續(xù)能源,都在為能源的發(fā)展進(jìn)行著長(zhǎng)遠(yuǎn)的探討和分析,所以我國(guó)也要緊跟世界能源的發(fā)展步伐,大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用新能源,實(shí)現(xiàn)新能源代替舊能源。從根本上實(shí)現(xiàn)能源的充分利用。
低碳時(shí)代有機(jī)化工的走勢(shì)探討
1、煤化工有機(jī)化工的發(fā)展與能源的發(fā)展有著緊密聯(lián)系。所謂有機(jī)化工,即為有機(jī)化學(xué)工業(yè),也可稱之為有機(jī)合成工業(yè),它的原料包括氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烯等。有機(jī)化工原料發(fā)展到現(xiàn)在也歷經(jīng)近百年的發(fā)展歷程。有機(jī)化工原料最早是從19世紀(jì)的煤化工發(fā)展起來(lái)的,煤化工的發(fā)展伴隨著煉焦副產(chǎn)品以及電石工業(yè)的發(fā)展,利用焦炭通過(guò)電石生產(chǎn)乙炔和聚氯乙烯,利用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)城市用煤氣以及甲苯、瀝青等化工用品。到20世紀(jì)初,隨著石油的出現(xiàn),石油以其流動(dòng)性強(qiáng)、高氫碳比的優(yōu)勢(shì)以及汽車和飛機(jī)制造業(yè)的發(fā)展而逐漸取代了煤化工,成為有機(jī)化工的新主體。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,出現(xiàn)了現(xiàn)代煤化工,現(xiàn)代煤化工不同于傳統(tǒng)煤化工,現(xiàn)代煤化工更加注重了技術(shù)對(duì)有機(jī)化工的影響。現(xiàn)代煤化工起源于第一次世界大戰(zhàn)之后,德國(guó)因缺乏油氣資源無(wú)法維持戰(zhàn)爭(zhēng),開(kāi)展了煤化工和由煤制取液體燃料的研究,并成功發(fā)明了克虜伯一魯奇外熱式煤低溫干餾爐及魯奇一斯皮爾蓋斯內(nèi)熱式干餾爐。二戰(zhàn)后國(guó)際社會(huì)對(duì)南非實(shí)施石油禁止政策,這一政策進(jìn)一步促成了煤化工業(yè)的發(fā)展,并成功開(kāi)發(fā)了大型流化床反應(yīng)器及成功建成兩座規(guī)模化的人工石油生產(chǎn)工廠。隨后煤化工業(yè)進(jìn)入短暫的慢發(fā)展期,于73年國(guó)際石油大幅漲價(jià)后重新受到重視,在以后的發(fā)展中隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)代煤化工業(yè)在規(guī)模、成本及效能上都得到了快速的進(jìn)步和長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。有機(jī)化工在低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展背景下,未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)也是要實(shí)現(xiàn)低碳、綠色可持續(xù)發(fā)展,符合我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求,這也就要求有機(jī)化工在未來(lái)的發(fā)展中要不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和科學(xué)創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)有機(jī)化工的綠色可持續(xù)發(fā)展。
2生物質(zhì)從化學(xué)角度來(lái)看,狹義的天然氣可以作為有機(jī)化工原料,因?yàn)榧淄檗D(zhuǎn)化為合成氣之后,能夠形成各種化學(xué)品。但是從一般情況分析,天然氣化工不能夠成為有機(jī)化工原料的主流產(chǎn)品。以甲烷為主要原料的天然氣主要應(yīng)用在燃料上是經(jīng)濟(jì)、高效、潔凈的,但是制除氫氣和甲醇等一些一碳化合物是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如石油的。當(dāng)然,在一定的條件之下,天然氣一碳化工也能夠得到很好的發(fā)展。生物質(zhì)作為有機(jī)原料有著非常獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),很多自然界及其人工種植的作物主要成分是淀粉和纖維素等大分子碳水化合物。在酶的作用之下經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工,能夠生產(chǎn)乙醇等產(chǎn)品。最早的乙烯工業(yè)原料路線就是由發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇脫水。由太陽(yáng)能夠經(jīng)過(guò)光合作用產(chǎn)生的,我們可以認(rèn)為是資源無(wú)限的生物質(zhì),經(jīng)過(guò)干餾和氣化的諸如煤氣化,獲得合成氣。藻類及其一些植物種子經(jīng)過(guò)加工可以獲得生物柴油,這也是化工原料。從另外一個(gè)方面分析,生物質(zhì)在生長(zhǎng)的過(guò)程當(dāng)中吸收了非常多的二氧化碳,所以生物質(zhì)化工具備著“碳中和”的能力,這是化石能源完全不具備的。所以,生物質(zhì)作為有機(jī)化工的原料具備著非常廣闊的前景。21世紀(jì)將會(huì)出現(xiàn)石油化工、煤化工和生物質(zhì)化工共同競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展的趨勢(shì)。
3、乙烯和丙烯乙烯是有機(jī)化工原料中的標(biāo)志性產(chǎn)品,乙烯主要用來(lái)生產(chǎn)聚乙烯、二氯乙烯、乙苯等,據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó) 2010 年乙烯的消費(fèi)量達(dá)到了 26Mt,而預(yù)計(jì)到2020年乙烯的消費(fèi)量將達(dá)到36Mt。要實(shí)現(xiàn)單位乙烯產(chǎn)能的增加及運(yùn)行成本的降低,可以采用大規(guī)模裝置的生產(chǎn)方式。丙烯主要采用在生產(chǎn)聚丙烯、環(huán)氧丙烷、丙烯酸上,根據(jù)對(duì)丙烯的現(xiàn)有量及使用數(shù)量的研究,未來(lái)丙烯的需求增速將炒股乙烯,因此在現(xiàn)有狀況下要注重丙烯的使用效率,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)丙烯的有效利用。提高丙烯的收率可以通過(guò)使用催化劑的方式,在催化劑中加入ZSM一5沸石,另外還可以通過(guò)調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)的方式縮短停留時(shí)間來(lái)提高丙烯收率。
4、芳烴及苯芳烴的生產(chǎn)過(guò)程主要是通過(guò)是有種的環(huán)烷烴脫氫等反應(yīng)生成。對(duì)芳烴的創(chuàng)新方式主要是通過(guò)生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新,像近期研發(fā)出的抽提蒸餾工藝及與液液抽提工藝相結(jié)合的生產(chǎn)方式的創(chuàng)新,還可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化工藝的創(chuàng)新,像正在研究的以甲苯和甲醇為原料,通過(guò)催化劑的轉(zhuǎn)化形成芳烴。苯是重要的基本有機(jī)產(chǎn)品中的一種。苯的工藝創(chuàng)新主要是體現(xiàn)在提取工藝上,近年來(lái)由于生產(chǎn)無(wú)苯清潔汽油的需要,采取了抽提蒸餾方法將汽油中的苯分離出來(lái),這也是未來(lái)苯的主要來(lái)源之一。
結(jié)語(yǔ)
低碳、環(huán)保是現(xiàn)代環(huán)境迫切需要的,低碳時(shí)代的發(fā)展之路是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,而有機(jī)化工在低碳時(shí)代的發(fā)展中起著重要作用,同時(shí)也需要進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)的謀劃。未來(lái)我國(guó)有機(jī)化工原料主要將來(lái)源于石油、煤、生物質(zhì)碳化工三方面,因此要實(shí)現(xiàn)有機(jī)化工的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,也要積極采取措施保證石油、煤、生物質(zhì)碳化工的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,同時(shí)政府也要從宏觀角度上因地制宜制定天然氣資源的優(yōu)化利用,才能從戰(zhàn)略角度上實(shí)現(xiàn)資源的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和利用。
參考文獻(xiàn)
[1]石海佳,石磊.中國(guó)有機(jī)化工原料供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)——復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)視角[J].化工學(xué)報(bào),2009(6).
關(guān)鍵詞: 《有機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)》課程 教學(xué)改革 教學(xué)目標(biāo)
1.高職《有機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)》課程改革的必要性
《有機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)》課程是高職高專化工類各專業(yè)必修的一門專業(yè)主干課程。它要求學(xué)生通過(guò)該課程中典型有機(jī)化工產(chǎn)品生產(chǎn)方法的學(xué)習(xí),了解或掌握典型有機(jī)化工產(chǎn)品生產(chǎn)的原料路線、產(chǎn)品的主要應(yīng)用、產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展、反應(yīng)原理、工藝條件、工藝流程、主要設(shè)備等知識(shí),并能舉一反三,拓展到其它有機(jī)化工產(chǎn)品的工藝參數(shù)的確定和工藝流程的組織,以及生產(chǎn)中應(yīng)注意的安全操作知識(shí),等等。
我院《有機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)》課程采用的是教育部高職高專規(guī)劃教材,該教材是按照烴類熱裂解、碳一、碳二、碳三、碳四、芳烴系列典型產(chǎn)品和化工生產(chǎn)典型操作技術(shù)的順序編排的。本教材主要涉及的有機(jī)化工產(chǎn)品達(dá)18個(gè)之多,但每個(gè)產(chǎn)品闡述得不夠詳細(xì)。教師在上課時(shí)假如完全按照書(shū)本上的內(nèi)容,照本宣科,就會(huì)形式單調(diào),且內(nèi)容空洞,進(jìn)而學(xué)生學(xué)起來(lái)會(huì)很乏味,失去興趣,或是所學(xué)的知識(shí)是孤立和片面的,不能前后聯(lián)系貫通,更不能舉一反三和應(yīng)用。這也就無(wú)法達(dá)到融“知識(shí)、技能、態(tài)度”于一體的課程教學(xué)目標(biāo)。怎么來(lái)避免這一現(xiàn)象?如何通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)提升學(xué)生的職業(yè)能力?[1]-[2]進(jìn)行課程教學(xué)改革是很有必要的,而教學(xué)改革可以從課程模式、內(nèi)容,以及教材、教學(xué)法、手段等多方面進(jìn)行探索[3]-[5]。筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革。
2.課程教學(xué)改革探討
2.1重視對(duì)學(xué)生所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的及時(shí)復(fù)習(xí)和應(yīng)用
高職學(xué)生的基礎(chǔ)較差,有些學(xué)生前面所學(xué)的《有機(jī)化學(xué)》和《物理化學(xué)》的大部分知識(shí)掌握不扎實(shí)或已經(jīng)忘得差不多了。而在《有機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)》課程中,我們經(jīng)常涉及《有機(jī)化學(xué)》和《物理化學(xué)》的內(nèi)容。在講解“反應(yīng)原理”時(shí),我們要提到有機(jī)反應(yīng);在講解“反應(yīng)溫度和壓力等工藝參數(shù)的確定”時(shí)我們要用到《物理化學(xué)》中的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的相關(guān)原理。因此在該課程的教學(xué)中重視對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的及時(shí)復(fù)習(xí)和應(yīng)用是很有必要的,及時(shí)的復(fù)習(xí)和應(yīng)用可以收到事半功倍的效果。
例如在講“丙烯羰基合成丁辛醇”時(shí),筆者先復(fù)習(xí)有機(jī)化學(xué)中的羥醛縮合反應(yīng),雖然教材中的主副反應(yīng)列舉了很多,但學(xué)生找到了反應(yīng)的規(guī)律以后,掌握起來(lái)就很輕松了。又如在講苯烷基化制乙苯時(shí),筆者先復(fù)習(xí)苯的親電加成反應(yīng)及其特點(diǎn),于是該部分的主副反應(yīng)就非常清晰了,如何盡量避免副反應(yīng)、甚至工藝條件中的配料比等工藝參數(shù)如何確定也已基本說(shuō)清楚了。再如,在講解“甲醇合成反應(yīng)工藝參數(shù)的確定”時(shí),它涉及反應(yīng)的熱效應(yīng)、化學(xué)平衡常數(shù)和平衡組成,以及催化劑的活性和選擇性等大量的《物理化學(xué)》中的知識(shí),結(jié)合起來(lái)進(jìn)行講解以后,學(xué)生對(duì)甲醇合成的工藝條件的確定,以及在工業(yè)上采用的高、中、低壓法流程等知識(shí)理解起來(lái)就水到渠成。在理解的基礎(chǔ)上掌握,才能加以運(yùn)用,達(dá)到舉一反三的學(xué)習(xí)效果。
2.2采用模塊式教學(xué)方法
對(duì)工藝參數(shù)的確定、反應(yīng)器型式、化工操作單元等具有共性的產(chǎn)品我們采用模塊式教學(xué)方法,即打破教材中各章節(jié)的編排順序進(jìn)行教學(xué)。由于本教材各章節(jié)的內(nèi)容相互之間沒(méi)有理論上的關(guān)聯(lián)性,因此各章節(jié)的內(nèi)容在教學(xué)時(shí)間上提前或推后是完全可行的。
2.2.1模塊之一――具有共性的作用或反應(yīng)原理
例如:在烷烴熱裂解、甲醇氧化制甲醛、丙烯氨氧化制丙烯腈、丙烯氧化制丙烯酸、丁烯氧化脫氫生產(chǎn)丁二烯、乙苯脫氫制苯乙烯等,工業(yè)生產(chǎn)時(shí)在反應(yīng)器中我們都要加入一定量的水蒸氣。加入水蒸氣的作用具有共性的是降低產(chǎn)物的分壓,促進(jìn)平衡移動(dòng);穩(wěn)定操作溫度,避免局部過(guò)熱;清除催化劑表面積炭;提高催化劑的選擇性,等等。因此教師在教學(xué)中可以把教材中的某些內(nèi)容的順序作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,并作一定的補(bǔ)充和歸類。
某些反應(yīng)的反應(yīng)物的配比如何確定是相通的。例如在苯與乙烯烷基化生產(chǎn)乙苯中,因乙苯的活性比苯更大,所以它與乙烯繼續(xù)反應(yīng)生成二乙苯,進(jìn)而生成三乙苯的趨勢(shì)很大,工業(yè)上通過(guò)控制苯與乙烯的配比來(lái)抑制副反應(yīng)的發(fā)生。在環(huán)氧乙烷水合生成乙二醇的生產(chǎn)過(guò)程中配比的確定與此類似。在環(huán)氧乙烷水合生成乙二醇中,由于生成的乙二醇更容易與環(huán)氧乙烷繼續(xù)反應(yīng)生成二乙二醇,因而會(huì)生成三乙二醇、多縮乙二醇等副產(chǎn)物,生產(chǎn)中應(yīng)通過(guò)增加水的配料比等來(lái)抑制副產(chǎn)物的生成。顯然其原料配比的確定具有共性。通過(guò)采用模塊式教學(xué),把上述內(nèi)容作為一個(gè)模塊進(jìn)行講授,效果顯然比孤立的講解要好。
2.2.2模塊之二――具有共性的反應(yīng)設(shè)備
例如:對(duì)于氣固相強(qiáng)放熱催化反應(yīng),反應(yīng)設(shè)備主要采用列管式固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器。但采用何種反應(yīng)器,各有優(yōu)劣。一般來(lái)說(shuō),固定床反應(yīng)器轉(zhuǎn)化率較高但溫度控制不夠均勻,而流化床反應(yīng)器適用于大規(guī)模生產(chǎn),可以避免局部過(guò)熱,但其主要的缺點(diǎn)是催化劑會(huì)受磨損,以及單程轉(zhuǎn)化率較低,等等。
在乙烯氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯(教材中未加以提及)、丙烯氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈、丁烯氧化脫氫生產(chǎn)丁二烯等工業(yè)生產(chǎn)中,上述兩種反應(yīng)器或兩床結(jié)合的型式都有采用。優(yōu)劣要依具體情況進(jìn)行分析。這樣把上述教材中不在一起的內(nèi)容整合到一個(gè)模塊中進(jìn)行教學(xué),通過(guò)這一模塊的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)氣固相強(qiáng)放熱催化反應(yīng)采用何種反應(yīng)器會(huì)有一個(gè)比較全面的理解和掌握。
2.2.3模塊之三――具有共性的化工操作單元
工藝流程的組織中涉及很多的化工操作單元,而對(duì)于具有共性的化工操作單元,可以采用模塊式進(jìn)行教學(xué)。
例如,吸收與解吸操作單元,在乙烯直接氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷、丙烯氨氧化制丙烯腈、丙烯氧化生產(chǎn)丙烯酸等生產(chǎn)中,都有直接的應(yīng)用。
又如,教材幾處涉及萃取精餾在生產(chǎn)中的具體應(yīng)用:在丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈中,在丁二烯的制備時(shí),碳四餾分的分離過(guò)程中,等等。
這樣通過(guò)對(duì)相同的操作單元在不同產(chǎn)品中的應(yīng)用的學(xué)習(xí),可以讓學(xué)生較扎實(shí)地掌握相關(guān)的化工單元操作的原理及其在工業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用。
2.3采用探究式教學(xué)方法
在本課程的教學(xué)中,多設(shè)置情境,經(jīng)常鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行有目的性的探究,不但可以避免課堂單調(diào),提高課程的活躍度,提高學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性,而且無(wú)形中可以加強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力。
上文已提到碳四餾分的分離是通過(guò)萃取精餾實(shí)現(xiàn)的。工業(yè)上根據(jù)所用的萃取劑的不同分為乙腈法和二甲基甲酰胺法等,教材上對(duì)這兩種不同萃取劑的流程都進(jìn)行了描述,但對(duì)兩種流程的優(yōu)劣沒(méi)有進(jìn)行比較。在講解完兩種流程以后,教師可鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行探究,對(duì)這兩種流程的適用條件和優(yōu)劣進(jìn)行比較。從而加深學(xué)生對(duì)兩種工藝的理解。
又如,苯烷基化生產(chǎn)乙苯的工業(yè)生產(chǎn)中,烷基化液中主要含有苯、乙苯、二乙苯、多乙苯等,怎么對(duì)它們進(jìn)行分離?除了書(shū)上所提及的分離流程以外還可以采用哪些流程?各有什么優(yōu)劣?與本課程開(kāi)始時(shí)所學(xué)的裂解氣的深冷分離進(jìn)行對(duì)比探究。讓學(xué)生體會(huì)化工產(chǎn)品分離的復(fù)雜性、重要性和分離方法的多樣性,在較為單調(diào)和機(jī)械的學(xué)習(xí)中增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和主動(dòng)性。
在探究式教學(xué)中教師要經(jīng)常采用對(duì)比的手段。進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí),可以加深學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解,加深學(xué)生探究問(wèn)題的深度與廣度。
2.4采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法
任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué),可以讓學(xué)生的主體地位得到進(jìn)一步的發(fā)揮。
任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)的實(shí)施之一:在講解完工藝參數(shù)以后,在教師適當(dāng)?shù)奶崾鞠拢髮W(xué)生對(duì)該產(chǎn)品的工藝流程進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)和描述。之后再要求學(xué)生體會(huì)實(shí)際的生產(chǎn)流程是如何布置的。學(xué)生進(jìn)行參與及對(duì)照,對(duì)提高學(xué)生合理設(shè)計(jì)工藝流程的能力是很有好處的。
任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)的實(shí)施之二:可以在先一次課結(jié)束時(shí)把課程中的某些內(nèi)容以任務(wù)的形式布置下去,讓學(xué)生預(yù)習(xí)及準(zhǔn)備幾個(gè)問(wèn)題,并明確告之下次課請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)講解或討論。每10―15名學(xué)生組成一個(gè)學(xué)習(xí)小組,每個(gè)小組輪流選派代表上臺(tái)講解或發(fā)言,學(xué)生講解完以后,其他同學(xué)或提問(wèn)或補(bǔ)充或討論。最后教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和講解。該法鼓勵(lì)學(xué)生相互競(jìng)爭(zhēng),評(píng)價(jià)結(jié)果按適當(dāng)?shù)谋壤?jì)入期末總評(píng)成績(jī),能培養(yǎng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、表現(xiàn)自我的意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
2.5采用現(xiàn)場(chǎng)與課堂相結(jié)合的教學(xué)方法
《有機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)》是與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系的一門專業(yè)課程,甚至可以說(shuō)是實(shí)際生產(chǎn)的縮寫(xiě)。有條件的話,我們可以到學(xué)校附近的工廠去看看相同的產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)流程。把工廠的流程與課本上的內(nèi)容作比較,看看有何異同。我院對(duì)化工類各專業(yè)的學(xué)生都安排有專門的時(shí)間去附近的株洲化工廠等大中型化工企業(yè)去進(jìn)行實(shí)習(xí)的時(shí)間。教師可以考慮把教室搬到車間進(jìn)行教學(xué),采用現(xiàn)場(chǎng)與課堂相結(jié)合的教學(xué)方法。請(qǐng)看以下教學(xué)案例設(shè)計(jì):
課程教學(xué)單元設(shè)計(jì)案例:
不拘泥于傳統(tǒng)的教學(xué)模式,采用現(xiàn)場(chǎng)與課堂相結(jié)合的教學(xué)方法,能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性;有利于增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),做到理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合;有利于培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、學(xué)以致用的工作態(tài)度,提高其表達(dá)能力。對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)結(jié)果以適當(dāng)?shù)谋壤?jì)入期末總評(píng)成績(jī)。
3.結(jié)語(yǔ)
《有機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)》是一門專業(yè)課程,其相關(guān)內(nèi)容建立在《有機(jī)化學(xué)》與《物理化學(xué)》等基礎(chǔ)學(xué)科之上,教師在教學(xué)中要重視對(duì)學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)的及時(shí)復(fù)習(xí)和應(yīng)用,還應(yīng)通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方式方法進(jìn)行改革。筆者結(jié)合對(duì)本課程的教學(xué)經(jīng)歷,對(duì)采用模塊式教學(xué)方法、探究式教學(xué)方法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué),以及現(xiàn)場(chǎng)與課堂相結(jié)合等教學(xué)方法進(jìn)行了探討。通過(guò)教學(xué)改革,可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)與參與課程的積極性和主動(dòng)性,提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),能有效地培養(yǎng)其溝通與表達(dá)能力,使學(xué)生從“要我學(xué)”逐漸轉(zhuǎn)變到“我要學(xué)”,可以有效達(dá)到融“知識(shí)、技能、態(tài)度”于一體的課程教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]石偉平.我國(guó)職業(yè)教育課程改革中的問(wèn)題與思路[J].職業(yè)技術(shù)教育,2005,(31):15-18.
[2]黃克孝.高職院校的歷史使命與課程改革[J].職教通訊,2007,(1):37-39.
[3]柳景,李學(xué)杰.我國(guó)職業(yè)教育課程改革和課程體系的構(gòu)建[J].云南師范大學(xué)黨報(bào),2007,(1):132-136.
【關(guān)鍵詞】施工組織設(shè)計(jì);工程造價(jià);關(guān)系;意義;措施
隨著建筑市場(chǎng)管理體制改革的不斷深化,招投標(biāo)制在建筑領(lǐng)域已被廣泛使用。在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境下,施工企業(yè)為了生存和發(fā)展,就必須編制一份具有競(jìng)爭(zhēng)力的投標(biāo)書(shū)。
1. 投標(biāo)書(shū)的編制分兩個(gè)部分
(1)技術(shù)部分,主要是指施工組織設(shè)計(jì)。
(2)商務(wù)部分,主要是投標(biāo)報(bào)價(jià)即工程造價(jià)。
只有施工方案先進(jìn)科學(xué)、投標(biāo)報(bào)價(jià)合理的投標(biāo)書(shū),才具有競(jìng)爭(zhēng)力。在這種情況下,施工企業(yè)應(yīng)重視施工組織設(shè)計(jì)對(duì)工程造價(jià)的影響,為了中標(biāo),承攬更多的施工任務(wù),需不斷研究?jī)?yōu)化施工組織設(shè)計(jì)、合理確定工程造價(jià)的具體措施。以便充分利用企業(yè)現(xiàn)有的人力、物力和財(cái)力,爭(zhēng)取最大的經(jīng)濟(jì)效益。
2. 施工組織設(shè)計(jì)與工程造價(jià)
施工組織設(shè)計(jì)是指導(dǎo)工程投標(biāo)、簽訂承包合同、施工準(zhǔn)備和施工全過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件。施工組織設(shè)計(jì)作為項(xiàng)目管理的規(guī)劃性文件,提出工程施工中進(jìn)度控制、質(zhì)量控制、成本控制、安全控制、現(xiàn)場(chǎng)管理、各項(xiàng)生產(chǎn)要素管理的目標(biāo)及技術(shù)組織措施。它既解決施工技術(shù)問(wèn)題、指導(dǎo)施工全過(guò)程,同時(shí)又要考慮到經(jīng)濟(jì)效果。它不斷在施工管理中發(fā)揮作用,而且在經(jīng)營(yíng)管理和提高經(jīng)濟(jì)效益上發(fā)揮著作用。每一項(xiàng)施工組織設(shè)計(jì),都是保證工程順利進(jìn)行、確保工程質(zhì)量、有效地控制工程造價(jià)的重要工具。
工程造價(jià)即建筑安裝工程的價(jià)格,從工程承包的角度出發(fā),是指工程承包單位、施工企業(yè)按照承包合同約定,完成施工任務(wù),業(yè)主應(yīng)當(dāng)付給的工程款即建筑安裝工程價(jià)款。工程造價(jià)的確定,是以施工組織設(shè)計(jì)為依據(jù),并綜合考慮企業(yè)現(xiàn)有的人力資源、施工設(shè)備的配備情況、施工任務(wù)的飽滿情況等諸多因素。合理地確定工程造價(jià),有效地控制工程投資,盡量做到少投入、多產(chǎn)出,使有限的資源得到合理的運(yùn)用,以盡量少的勞動(dòng)消耗取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。
3. 施工組織設(shè)計(jì)與工程造價(jià)相互確定的關(guān)系
施工組織設(shè)計(jì)與工程造價(jià)同等重要,但二者并非相互獨(dú)立的,二者是密切聯(lián)系,相互確定的關(guān)系。工程造價(jià)是由施工組織設(shè)計(jì)確定,工程造價(jià)的高低除了與預(yù)算知識(shí)有關(guān)外,其實(shí)很大程度上取決于施工方案的先進(jìn)與否,不同的施工方案所反映的造價(jià)是不一樣的。只有根據(jù)合理的施工方案和施工技術(shù),才能做出正確的工程單價(jià),確定的工程造價(jià)才更趨于合理。而工程造價(jià)的合理確定同樣影響著施工方案的優(yōu)化。要做出一個(gè)合理的施工方案,施工技術(shù)人員還必須借助于工程概預(yù)算知識(shí),如在施工布置、設(shè)計(jì)合理而施工方案不同的情況下,除方案本身的優(yōu)劣外,工程造價(jià)計(jì)算準(zhǔn)確與否將直接影響施工方案的優(yōu)選。現(xiàn)就工程預(yù)算中基礎(chǔ)單價(jià)與部分工程單價(jià)的確定,來(lái)探討施工組織設(shè)計(jì)與工程造價(jià)之間相互確定的關(guān)系。
3.1 基礎(chǔ)單價(jià)。
3.1.1 材料預(yù)算單價(jià)。
材料費(fèi)一般占建安投資的60 %左右。水利水電工程的外購(gòu)材料如能選擇合理的采購(gòu)方案,將對(duì)保證施工進(jìn)度、降低工程成本起到積極的作用。材料采購(gòu)方案與運(yùn)輸方式的選擇,必須以滿足施工強(qiáng)度和有利于降低成本為原則,由施工組織設(shè)計(jì)分析比較確定。當(dāng)材料采購(gòu)方案一經(jīng)確定,施工組織設(shè)計(jì)需進(jìn)一步規(guī)劃材料倉(cāng)庫(kù)的布置,材料倉(cāng)庫(kù)的布置以減少材料場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸、減少材料場(chǎng)內(nèi)二次轉(zhuǎn)運(yùn),方便運(yùn)輸和使用為原則。
3.1.2 風(fēng)、水、電預(yù)算單價(jià)。
在充分理解招標(biāo)文件、仔細(xì)勘察現(xiàn)場(chǎng)后,施工技術(shù)人員對(duì)工程的施工總布置就有了一個(gè)整體的規(guī)劃,施工用電、水、風(fēng)系統(tǒng)的整體布置就相應(yīng)地確定下來(lái)。業(yè)主提供的高壓電網(wǎng)接線點(diǎn)至現(xiàn)場(chǎng)各施工點(diǎn)最后一級(jí)接線點(diǎn)之間的電路布置,確定了施工用電的預(yù)算單價(jià)。施工用水價(jià)格的基本部分是基礎(chǔ)水價(jià),基礎(chǔ)水價(jià)是根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)所確定的高峰用水量所配備的供水系統(tǒng)設(shè)備,按臺(tái)班產(chǎn)量分析計(jì)算的單位水量的價(jià)格,此價(jià)格與生產(chǎn)用水工藝要求及施工布置有關(guān),如揚(yáng)程、水質(zhì)是否需做沉淀處理等方案措施有關(guān)。施工用風(fēng)可用固定式空壓機(jī)或移動(dòng)式空壓機(jī)供給。根據(jù)預(yù)算單價(jià)的比較,前者單價(jià)低,后者單價(jià)高。但前者具有供風(fēng)量大、可靠性高、成本低、易適應(yīng)負(fù)荷變化的特點(diǎn);后者具有機(jī)動(dòng)靈活、管路短、損耗小、臨建設(shè)施簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。此時(shí)報(bào)價(jià)人員可建議施工技術(shù)人員在保證風(fēng)壓和風(fēng)量的前提下可采用由多臺(tái)固定式空壓機(jī)組成的風(fēng)廠為主,適量的移動(dòng)式空壓機(jī)為輔的集中供風(fēng)方式。由此可以看出,在確定基礎(chǔ)單價(jià)時(shí),報(bào)價(jià)人員與技術(shù)人員需密切配合、不斷溝通、及時(shí)交流、相互反饋信息。既有利于方案的優(yōu)化,又有利于降低工程造價(jià)。
3.1.3 砂石料單價(jià)。
水利水電工程砂石料單價(jià)的高低,對(duì)工程造價(jià)有著較大影響,因此單價(jià)計(jì)算必須有可靠的地勘、試驗(yàn)資料。施工組織設(shè)計(jì)中對(duì)料場(chǎng)的規(guī)劃、工藝流程的確定、加工系統(tǒng)的布置一定要合理、科學(xué)和先進(jìn)。
3.2 工程單價(jià)。
水利水電概預(yù)算定額與施工組織設(shè)計(jì)是相互配套的,對(duì)于同一單項(xiàng)工程,如果采用不同施工方法,在概預(yù)算定額中就會(huì)有不同的人材機(jī)消耗與之呼應(yīng)從而得出相應(yīng)的項(xiàng)目單價(jià)。以土方工程為例,根據(jù)施工組織設(shè)計(jì),選定土方開(kāi)挖方法及運(yùn)距,選用土方開(kāi)挖機(jī)械設(shè)備的類型、容量及相配套的運(yùn)輸機(jī)械,這些都確定后,即可套用相應(yīng)的定額子目,從而算出土方開(kāi)挖單價(jià),在《水利水電建筑工程預(yù)算定額》(2002年版) 土方工程中,不同容量挖掘機(jī)配備不同噸位的自卸汽車運(yùn)輸,單價(jià)是不相同的,這就需要工程預(yù)算的相關(guān)計(jì)算要看施工組織設(shè)計(jì)提供相關(guān)數(shù)據(jù)確定哪種方案比較經(jīng)濟(jì)合理,再結(jié)合施工企業(yè)機(jī)械設(shè)備裝備情況,以提高機(jī)械的效率為目的選定最優(yōu)的土方開(kāi)挖施工方案。以國(guó)內(nèi)某一工程壩基土方開(kāi)挖為例,分析比較不同的施工方法產(chǎn)生不同的單價(jià),經(jīng)過(guò)比較可知相同容量的挖掘機(jī)配不同噸位的自卸汽車運(yùn)土,噸位大的自卸汽車土方單價(jià)高;同樣噸位的自卸汽車配不同容量的挖掘機(jī)運(yùn)土,容量大的挖掘機(jī)土方單價(jià)低,這涉及到一個(gè)機(jī)械設(shè)備是否配套、機(jī)械效率高低的問(wèn)題。施工組織設(shè)計(jì)根據(jù)工程工期進(jìn)度、施工條件來(lái)配備施工機(jī)械,工程造價(jià)的相關(guān)計(jì)算又為優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。
4. 優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)對(duì)合理確定工程造價(jià)的意義
4.1 保證施工組織設(shè)計(jì)的編制質(zhì)量是合理確定工程造價(jià)的關(guān)鍵。施工組織設(shè)計(jì)編制質(zhì)量的好壞是合理確定工程造價(jià)的關(guān)鍵,加強(qiáng)施工組織設(shè)計(jì)的編制質(zhì)量對(duì)確定工程造價(jià)有很重要的作用。施工組織設(shè)計(jì)工作做得不夠深入,對(duì)工程造價(jià)的合理確定會(huì)帶來(lái)很大的弊端,同時(shí)也為合同的正常執(zhí)行帶來(lái)困難。因此,在施工組織設(shè)計(jì)的編制過(guò)程中,施工方案的選定不能簡(jiǎn)單地用行政命令的手段決定,而應(yīng)當(dāng)依靠集體的智慧,進(jìn)行認(rèn)真的比較分析,從技術(shù)經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面綜合評(píng)定。
4.2 優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)是控制工程造價(jià)的基礎(chǔ)。施工方案的設(shè)計(jì)是施工組織設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié),工程造價(jià)能否得到控制,首先取決于方案是否優(yōu)良。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)對(duì)各種方案進(jìn)行比較,在充分論證的基礎(chǔ)上,從中選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。有時(shí)也可以博采眾長(zhǎng),形成新的、更完善的方案。
4.3 采用新技術(shù)、新工藝是降低工程造價(jià)的主要手段。在施工組織設(shè)計(jì)中應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備,既可以提高生產(chǎn)力,又可以降低工程造價(jià)。比如:碾壓混凝土筑壩,大體積混凝土通倉(cāng)澆筑及用土工布、土工膜代替土石壩反濾料等新技術(shù)、新材料、新工藝,即可加快施工進(jìn)度,節(jié)省材料消耗,減少設(shè)備數(shù)量,又可降低工程造價(jià)。在設(shè)計(jì)中,應(yīng)大力采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,為降低成本提供主要手段。
5. 優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)、合理確定工程造價(jià)的具體措施
優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)、合理確定工程造價(jià)歸根結(jié)底是工程造價(jià)管理的范疇,是經(jīng)濟(jì)與技術(shù)統(tǒng)一的管理過(guò)程。搞好施工組織設(shè)計(jì)是工程造價(jià)的一項(xiàng)重要內(nèi)容,施工組織周密、優(yōu)化的施工方案、合理的工期計(jì)劃、機(jī)械設(shè)備有效的配備、施工管理水平的提高都是使工程建設(shè)成本降低,行之有效的方法,所有這些都可以通過(guò)施工組織設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。綜上所述,具體的優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)、合理確定工程造價(jià)的主要措施我認(rèn)為可從以下幾點(diǎn)著手:
5.1 掌握準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料,熟悉定額涵蓋的內(nèi)容。
5.2 要認(rèn)真研究圖紙及各種技術(shù)資料,對(duì)工程的每一部位都做到心中有數(shù),在確定施工方案時(shí),應(yīng)先比較施工方案的經(jīng)濟(jì)合理性,盡量選用較經(jīng)濟(jì)的施工方案,以達(dá)到控制施工造價(jià)的目的。
關(guān)鍵詞:園林工程;施工;綠化養(yǎng)護(hù);有機(jī)結(jié)合
引言
現(xiàn)階段,城市居民逐漸意識(shí)到園林工程的價(jià)值,園林工程建設(shè)項(xiàng)目的施工建設(shè)能夠?yàn)檎麄€(gè)城市的居民提供休閑娛樂(lè)的場(chǎng)所和空間,并對(duì)城市的生態(tài)環(huán)境和城市空氣質(zhì)量起到改善作用。由于園林工程建設(shè)項(xiàng)目的施工管理系統(tǒng)性較強(qiáng),在進(jìn)行城市園林建設(shè)管理過(guò)程中相關(guān)工作人員需要重視園林的設(shè)計(jì)以及施工工作,從而提高園林工作項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量。此外,相關(guān)工作人員在完成園林工程建設(shè)后,還應(yīng)當(dāng)做好綠化養(yǎng)護(hù)的工作,通過(guò)科學(xué)的養(yǎng)護(hù)措施來(lái)保障園林工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量[1]。
1園林綠化施工情況分析
園林工程項(xiàng)目的建設(shè)能夠有效順應(yīng)城市居民對(duì)于生活質(zhì)量的需求,并且能夠保護(hù)城市的環(huán)境。園林工程項(xiàng)目所涵蓋的內(nèi)容較多,如地形的改造、園林的砌體等。不管是哪種園林工程建設(shè)都需要加強(qiáng)施工質(zhì)量的管控,并將施工管控工作融入到園林建設(shè)中。然而,據(jù)調(diào)查可知,我國(guó)一些城市的園林工程施工質(zhì)量并不理想,施工人員在建設(shè)園林綠化期間并沒(méi)有得到專業(yè)人員的指導(dǎo),且園林工程施工團(tuán)隊(duì)缺乏豐富施工經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)致園林綠化的發(fā)展受到一定限制。此外,在園林綠化建設(shè)的過(guò)程中,理論知識(shí)指導(dǎo)不足,導(dǎo)致園林工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量無(wú)法保障。
2園林綠化工程施工的價(jià)值
在園林綠化工程項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中,重視工程的設(shè)計(jì)以及施工工作的管理,并建立健全施工標(biāo)準(zhǔn)要求有利于保障園林綠化工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。在建設(shè)期間,應(yīng)當(dāng)確保設(shè)計(jì)方案的合理性,采用先進(jìn)的施工手段,聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員對(duì)園林綠化工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工工作進(jìn)行科學(xué)有效管理,從而有效推動(dòng)園林綠化工程事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步,最大化地發(fā)揮園林綠化工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。在加強(qiáng)園林綠化工程施工管理的過(guò)程中,更要重視園林綠化的養(yǎng)護(hù)工作,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)園林綠化工程項(xiàng)目的作用[2]。
3園林工程施工與綠化養(yǎng)護(hù)中存在問(wèn)題
3.1招標(biāo)、投標(biāo)的管理不足,眼光不夠長(zhǎng)遠(yuǎn)
園林工程項(xiàng)目在進(jìn)行招標(biāo)和投標(biāo)的工作過(guò)程中一般采用2種方式,即無(wú)底價(jià)競(jìng)標(biāo)和有價(jià)競(jìng)標(biāo)。然而,在進(jìn)行招標(biāo)和投標(biāo)工作期間,許多企業(yè)并沒(méi)有重視招標(biāo)和投標(biāo)的管理工作,導(dǎo)致人為因素對(duì)招標(biāo)和投標(biāo)的結(jié)果造成較大影響,從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)公正、透明的招標(biāo)和投標(biāo)。園林工程項(xiàng)目在建設(shè)的過(guò)程中常用到的招標(biāo)和投標(biāo)的方法是最低價(jià)競(jìng)標(biāo)法,通過(guò)這種競(jìng)標(biāo)方法能夠加強(qiáng)對(duì)園林工程成本的控制,避免在招標(biāo)和投標(biāo)的過(guò)程中出現(xiàn)人為操作的情況。然而,一些投標(biāo)單位在進(jìn)行招投標(biāo)的過(guò)程中為了減少資金成本的投入會(huì)降低園林工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量,導(dǎo)致在具體園林建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。在進(jìn)行初期的園林工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中,政府以及施工單位會(huì)加大園林美化功能的應(yīng)用,從而導(dǎo)致園林工程設(shè)計(jì)方案中的內(nèi)容不夠全面且不具備發(fā)展性,并且在設(shè)計(jì)園林方案的過(guò)程中,并沒(méi)有意識(shí)到施工期間對(duì)于資金成本的需求以及未來(lái)的發(fā)展方向。許多政府在規(guī)劃園林工程項(xiàng)目的過(guò)程中,過(guò)分看重眼前利益,沒(méi)有結(jié)合城市的發(fā)展對(duì)園林進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì),特別是對(duì)于園林工程的選址經(jīng)常會(huì)由于考慮不夠全面而影響到城市交通以及管道的建設(shè)和發(fā)展,從而在一定程度上限制城市的發(fā)展和進(jìn)步。城市公共設(shè)施的建設(shè)也會(huì)對(duì)園林工程造成不利的影響,甚至?xí)谝欢ǔ潭壬现萍s園林綠化工程的作用和價(jià)值。
3.2方案的設(shè)計(jì)與會(huì)審不夠嚴(yán)格
設(shè)計(jì)工程人員通過(guò)分析園林工程項(xiàng)目的建設(shè)需求來(lái)進(jìn)行施工方案的設(shè)計(jì),但其并沒(méi)有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察,導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容無(wú)法適用于施工場(chǎng)地的要求,設(shè)計(jì)方案缺乏可行性。在這種情況下,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)植物配置缺乏合理性和美觀性,且植物與建筑物之間無(wú)法有效融合,植物可能會(huì)受到建筑物的遮擋而導(dǎo)致光照不足。一些施工人員在發(fā)現(xiàn)這些情況后并沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行報(bào)告,依舊是根據(jù)設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容繼續(xù)進(jìn)行施工,從而導(dǎo)致園林綠化建設(shè)無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果。
3.3后期養(yǎng)護(hù)工作不夠完善
目前,我國(guó)的園林工程項(xiàng)目的施工工作和綠化養(yǎng)護(hù)都取得了一定的發(fā)展,但是在具體的綠化養(yǎng)護(hù)工作過(guò)程中仍然存在許多不足,無(wú)法完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。主要是因?yàn)樨?fù)責(zé)園林綠化養(yǎng)護(hù)的工作人員的專業(yè)能力不足,在進(jìn)行具體的養(yǎng)護(hù)工作過(guò)程中只是按照養(yǎng)護(hù)流程進(jìn)行操作,并沒(méi)有重視細(xì)節(jié)處理,造成園林工程項(xiàng)目的后期養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量無(wú)法保障,嚴(yán)重情況下甚至?xí)?duì)綠化養(yǎng)護(hù)工作的開(kāi)展以及園林的價(jià)值造成嚴(yán)重的影響[3]。
4園林工程施工與綠化養(yǎng)護(hù)有機(jī)結(jié)合
4.1做好事前規(guī)劃,合理安排施工內(nèi)容
在進(jìn)行園林工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中,相關(guān)工作人員需要對(duì)城市的地形地貌以及氣候等因素進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)上合理地選擇植被的種苗。當(dāng)?shù)氐闹参飼?huì)更適應(yīng)氣候、土壤,如果選擇外來(lái)植物會(huì)在一定程度上增加資金成本投入,雖然會(huì)提高園林工程項(xiàng)目的美觀性,但是可能受到氣候等因素的影響無(wú)法順利成長(zhǎng),嚴(yán)重情況還可能影響到本地植物的生長(zhǎng),從而對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡造成不利影響。園林工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中,施工材料的選擇會(huì)直接影響園林最終的建設(shè)質(zhì)量。必須強(qiáng)化對(duì)于園林施工材料的控制力度,以此來(lái)保障園林的建設(shè)整體水平。相關(guān)工作人員需要在建設(shè)園林工程期間,重視管理控制土方的質(zhì)量、施工所需的機(jī)械設(shè)備以及苗木的質(zhì)量,從而保障園林工程項(xiàng)目的質(zhì)量。技術(shù)人員在進(jìn)行施工工作前需要確保所用材料的質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選材,保障施工質(zhì)量。
4.2園林景觀設(shè)計(jì)
在進(jìn)行園林景觀設(shè)計(jì)工作中,需要有機(jī)結(jié)合園林施工工作和綠化養(yǎng)護(hù)工作,有利于確保園林景觀設(shè)計(jì)具有整體協(xié)調(diào)性。在進(jìn)行園林工程的建設(shè)工作過(guò)程中,施工人員必須加強(qiáng)和設(shè)計(jì)人員之間的溝通交流,如果設(shè)計(jì)方案中存在問(wèn)題需要及時(shí)解決;施工人員在施工前還需要明確設(shè)計(jì)的主題和目的,并結(jié)合園林建設(shè)場(chǎng)地以及城市的基本情況對(duì)設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化分析。在進(jìn)行園林設(shè)計(jì)時(shí),需要有效結(jié)合施工與綠化養(yǎng)護(hù)工作,并結(jié)合城市的基本情況確定植被的種類,設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮光照等作用來(lái)加強(qiáng)園林景觀設(shè)計(jì)的科學(xué)性和協(xié)調(diào)性[4]。
4.3灌木養(yǎng)護(hù)
對(duì)于灌木類植物來(lái)說(shuō),在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)過(guò)程中必須建立健全養(yǎng)護(hù)體系,工作人員需要對(duì)土壤進(jìn)行一定改良,確保土壤具備合理的濕度以及溫度,才可以進(jìn)行植被的種植工作。在確保植物栽植具有良好環(huán)境的情況下,進(jìn)行移栽苗木的工作,并且在此過(guò)程中要重視病蟲(chóng)害的防治工作。此外,在進(jìn)行苗木栽種的過(guò)程中,需要重視田間的管控,相關(guān)工作人員需要針對(duì)植株的種類、性能選擇栽植時(shí)間。工作人員應(yīng)當(dāng)合理確定栽種的深度,在完成栽植工作后需立刻澆水,確保澆透,這樣才能夠?yàn)橹脖坏母刻峁┏渥闼郑苊庠谠苑N過(guò)程中出現(xiàn)水肥失衡的情況。