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1、中国石油大学胜利学院本科生毕业设计( 论文 )手册学生姓名： 范卫东 学 号： 200909012123 专业年级： 2009级应用化学1班 指导教师： 罗立文 2013年6月20日目 录一、任务书1二、开题报告4三、指导记录7四、中期检查表9五、指导教师评语10六、答辩记录表11七、答辩小组评语12八、成绩汇总表12本科生毕业设计（论文）任务书论文题目甲氧基异丁酸烷基酯的合成毕业设计是本科学生学习的一个重要环节。通过对毕业论文的选题，文献的查阅，实验方案的确定，实验过程的把握以及对实验数据的处理与讨论，综合考察了学生在全面掌握专业基础知识和基础技能的基础上，应用专业知识解决问题的能力。一 研
2、究的主要内容 随着汽车工业的发展对高辛烷值汽油的需求量越来越大，高辛烷值汽油可以保证高压缩比的发动机在无爆震条件下获得更大的功率降低燃料消耗。提高汽油辛烷值的途径有3种：选择良好的原料,改进加工工艺过程；调入高辛烷值成分（异辛烷、乙丙苯、烷基苯等）；加入少量能提高燃料抗爆性的抗爆剂。在生产高辛烷值汽油时单纯采用加工和调配方法很难达到预期目的，一般都要加入适量的抗爆剂。甲氧基异丁酸烷基酯是一种新型辛烷值改进剂。它与汽油有良好的互溶性，可显著提高汽油的辛烷值。研究结果表明： 当添加量为7 %（体积分数）时，可使汽油辛烷值提高10个单位。MTBE（甲基叔丁基醚）在相同添加量下，使辛烷值提高4个单位，
3、而叔丁醇添加10 %（体积分数）时，辛烷值提高3个单位。为了提高甲基丙烯酸甲酯的转化率，本论文采用单因素调优法研究催化剂添加量、原料配比、反应时间、反应温度对甲基丙烯酸甲酯转化率的影响。主要步骤有：（1）通过质谱分析，探索合成产物为目标产物甲氧基异丁酸甲酯。（2）通过探索实验条件，经过色谱分析确定合成甲氧基异丁酸甲酯的催化剂添加量、原料配比、反应时间、反应温度等最佳条件。（3）通过汽油辛烷值测定机测定添加甲氧基异丁酸甲酯前后辛烷值的变化。二有关要求1中外文献查阅要求(1) 查阅近些年来有关制备辛烷值改进剂的中外文献，了解酯类辛烷值改进剂的主要制备方法及其研发进展。(2) 查阅文献掌握实验采用的
4、单因素调优法、质谱分析法、色谱分析法以及汽油辛烷值测定等方法的原理。(3) 检索有关的实验方法与技术、合适的条件范围等。 (4) 整理资料进行归纳、总结，写出文献综述和开题报告。要求参考文献特别是英文文献要严格按化学化工系的要求执行，文献引用不得使用二级引用，格式必须严格按照规范。要求就合成方法及其特点，以及研究中存在的问题进行分析，确定研究方法、设计实验方案，写出开题报告。2论文撰写要求按毕业论文的撰写要规范、符合学校规定和要求，字数应不少于6000汉字；正文要符合一般学术论文的写作规范，语言流畅、准确，层次清晰、文字详略得当；材料翔实、数据真实，要有理论分析，中心突出，论证严密。并希望有独
5、立的观点和见解，具有创新精神。涉及到他人的观点、统计数据或计算公式的要标明出处，涉及到的计算数据要准确无误，作图和表格要符合要求。文中的计量单位均应采用中华人民共和国法定计量单位，并以符号表示。结论要写得概括、简短、具体、准确。三 毕业设计（论文）进度安排13月15日-4月1日，查阅文献，准备实验器材和试剂。24月2日-4月15日，写出开题报告和文献综述。34月16日-4月20日，初步进行甲醇和甲基丙烯酸甲酯的合成实验，探索合成产物是否为目标产物甲氧基异丁酸甲酯。44月21日-5月15日，采用单因素调优法考察催化剂添加量、配料比、反应时间、反应温度对甲基丙烯酸甲酯的转化率的影响，确定合成工艺的
6、最优化条件。55月16日-5月20日，在上述最优化条件下进行乙醇和甲基丙烯酸乙酯的合成实验，探索合成产物是否为目标产物乙氧基异丁酸乙酯。65月21日-6月7日，整理实验室，写出规范、完整的毕业论文；并准备好论文答辩稿。要求：(1) 了解实验室安全知识，了解试剂、产品性质和性能，掌握有机化合物合成的相关知识和表征方法，能够制备出合乎要求的高辛烷值促进剂。(2) 能够独立地分析、处理实验数据，能够独立进行Excel、Origin谱图、数据分析，从而找出最佳合成条件，得出正确结论，写出较好的毕业论文。(3) 实验过程中要注意水电气的使用和安全，保持实验室整洁、有序。(4) 实验过程中要写详细的实验记
7、录，要有总结。学生(签名)： 指导教师(签名)：系主任(签名)： 年 月 日本科生毕业设计（论文）开题报告论文题目甲氧基异丁酸烷基酯的合成 一、研究意义及国内外现状分析 汽油辛烷值是衡量汽油在发动机中燃烧时抗爆性的指标。随着汽车工业的发展对高辛烷值汽油的需求量越来越大，高辛烷值汽油可以保证高压缩比的发动机在无爆震条件下获得更大的功率降低燃料消耗。提高汽油辛烷值的途径有3种：选择良好的原料,改进加工工艺过程；调入高辛烷值成分（异辛烷、乙丙苯、烷基苯等）；加入少量能提高燃料抗爆性的抗爆剂。在生产高辛烷值汽油时单纯采用加工和调配方法很难达到预期目的，一般都要加入适量的抗爆剂。目前研发的辛烷值改进剂大
8、致可分为两类：有机化合物和金属有机化合物。有机化合物类辛烷值改进剂（例如醚类化合物和醇类化合物等）易溶于油而不溶于水，燃烧后不产生沉淀物，但添加量较大，一般为5 %-10 %（体积分数）。金属有机化合物辛烷值改进剂（例如铁、锰、锡、硒、碲、钴等的有机化合物）的效率很高，添加量一般为千分之几，但是燃烧后容易生成固体沉淀物，残留在发动机内，且其中大多具有不同程度的毒性。鉴于辛烷值改进剂的发展历程和目前使用的抗爆剂存在的问题，新一代的抗爆剂的发展应从节能、缓解石油资源枯竭压力、环保和经济等多方面因素综合考虑：原材料的选取应倾向于天然且具有广泛易得、无毒和可再生等优点，制备工艺简单、过程绿色，使用效果
9、显著且使用后对环境冲击小等优点的绿色高效非金属有机抗爆剂才能适应新型抗爆剂的要求，满足现代社会可持续发展要求。因此，绿色高效非金属有机抗爆剂的研发具有重要意义。 甲氧基异丁酸烷基酯是一种新型辛烷值改进剂。它与汽油有良好的互溶性，可显著提高汽油的辛烷值。研究结果表明： 当添加量为7 %（体积分数）时，可使汽油辛烷值提高10个单位。MTBE（甲基叔丁基醚）在相同添加量下，使辛烷值提高4个单位，而叔丁醇添加10 %（体积分数）时，辛烷值提高3个单位。二、课题研究目标、研究内容以及拟解决的关键性问题本课题的目的就是得到高辛烷值促进剂甲氧基异丁酸甲酯。为此，本论文进行了三方面的研究，首先，利用质谱分析探
10、索甲醇和甲基丙烯酸甲酯的合成产物；其次，采用采用单因素调优法考察催化剂添加量、配料比、反应时间、反应温度对甲基丙烯酸甲酯的转化率的影响，确定合成工艺的最优化条件；最后，利用质谱分析在该条件下，探索乙醇和甲基丙烯酸乙酯的合成产物。希望能解决以下问题：得到甲醇和甲基丙烯酸甲酯的合成产物为目的产物甲氧基异丁酸甲酯，得到合成甲氧基异丁酸甲酯的最优化条件，得到乙醇和甲氧基异丁酸乙酯的合成产物为乙氧基异丁酸乙酯。三、课题拟采取的研究方法及影响因素分析31 主要步骤如下：(1) 采用甲醇和甲基丙烯酸甲酯为原料，10 滴/min的速度滴加原料酯，寻找最佳的催化剂添加量。(2) 在最合适的催化剂添加量条件下，改
11、变原料配比，寻找最佳原料配比。(3) 在最合适的催化剂添加量、原料配比条件下，寻找最佳反应时间。(4) 在最合适的催化剂添加量、原料配比、反应时间的条件下，寻找最佳反应温度。(5) 将得到的甲氧基异丁酸甲酯添加到催化汽油中，测定不同添加量条件下汽油的辛烷值。32 主要影响因素甲氧基异丁酸甲酯制备过程中任何步骤的变化都会影响原料酯的转化率，所以每一个步骤都是主要影响因素。我们的实验采用单因素调优法进行考察。四、毕业论文进度安排13月15日-4月1日，查阅文献，准备实验器材和试剂。24月2日-4月15日，写出开题报告和文献综述。34月16日-4月20日，初步进行甲醇和甲基丙烯酸甲酯的合成实验，探索
12、合成产物是否为目标产物甲氧基异丁酸甲酯。44月21日-5月15日，采用单因素调优法考察催化剂添加量、配料比、反应时间、反应温度对甲基丙烯酸甲酯的转化率的影响，确定合成工艺的最优化条件。55月16日-5月20日，在上述最优化条件下进行乙醇和甲基丙烯酸乙酯的合成实验，探索合成产物是否为目标产物乙氧基异丁酸乙酯。65月21日-6月7日，整理实验室，写出规范、完整的毕业论文；并准备好论文答辩稿。 学生（签名） 年 月 日指导教师意见：该同学通过查阅中、英文资料，熟悉了国内外高辛烷值抗爆剂的性质和制备方法，了解了酯类有机化合物提高辛烷值的意义及制备方法。在查阅文献的基础上，完成了开题报告和文献综述，确定该化合物的合成方法及相关计算方法，所有工作可以按计划进行。指导教师（签名）： 年 月 日本科生毕业设计（论文）指导记录时 间毕业设计（论文）指导情况3月15日指导学生学习实验室基本常识，明确实验室规则，并查阅本课题相关的文献，学习有关资料。4月2日指导学生准备必要的实验器材和药品，写出开题报告和文献综述。4月16日指导学生翻译相关英文摘要，明确毕业论文进度安排，初步进行甲醇和甲基丙烯酸甲酯的合成实验，探索合成产物是否为目的产物。4月21日指导学生探索催化剂添
