時間：2023-05-30 08:52:44
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇精餾實驗，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
現代化學工業的飛速發展得益于計算模擬的廣泛、深入應用。現如今計算模擬已成為化工發展不可缺少的工具和手段，其在化工設計、生產、研究和教學中的重要性日益凸顯。例如化工單元仿真即為以化工原理為基礎，以計算機模擬操作為手段的綜合教學。
基于近年來國家引導部分地方本科高校向應用技術型高校轉型發展的思想，轉型高校在校生工程能力、應用能力的培養為改革的重中之重。因此在化工的專業基礎課實踐環節——化工原理實驗中，教師應根據社會發展的信息化需求，結合現代化的計算模擬軟件分析實驗過程，一方面可強化學生在計算模擬軟件方面的訓練和運用，另使一方面還可加深學生對裝置、實驗過程，甚至化工過程的深入理解。此外，在實驗裝置上進行計算模擬，還可節約大規模生產設備的運行成本，亦可多次重復實驗，在形成學生解決工程問題的思維方式上具有極大的提升效果[1-3]。
精餾塔是化工流程應用廣泛的單元操作設備，影響精餾塔操作水平和產品質量的因素很多，且相互關系復雜。精餾實驗能夠使我們了解精餾塔的內部結構，觀察塔內各種傳質狀態，學習精餾塔的操作方法和具體流程，并掌握一定的實驗數據處理方法，加深我們對精餾塔對二元物系進行分離過程的理解與認識，從而培養我們將理論與實際相結合，并運用所學知識去解決實際問題的能力。
本文以精餾實驗裝置為例進行計算模擬操作。運用ASPEN軟件進行工藝流程模擬、故障診斷分析，并采用計算機語言開發了仿真軟件。在教學過程中進行各種環節設計，然后根據學生實驗結果進行分析總結劑點評，在實驗過程中培養了學生的工程能力，并對專業學習產生更高的學習興趣。
1ASPEN軟件在工藝流程優化實驗中的教學設計與實施效果評價
化工過程模擬技術是以化工工藝流程的理論機理為基礎模型，采用計算機模擬的手段來對化工過程進行描述，并對化工的工藝流程進行熱量衡算、物料衡算、能量分析和設備尺寸估算等。因此，流程模擬不僅可以節省時間，也可節省大量操作資金，同時對經濟效益、過程優化、環境評價進行全面的分析與精確評估，以達到對化工過程的規劃、研究開發及技術分析，從而節約資源、優化生產和提高經濟[4]。
在工藝過程模擬中，學生按設計好的過程進行如下操作及模擬：
①試驗探究加熱電壓、回流比、進料量和進料濃度的改變對塔頂餾出液中乙醇摩爾分率的影響，得到了在一定操作條件下精餾分離的最優化條件。
②運用化工流程模擬軟件來對乙醇-正丙醇兩組分的分離精餾實驗進行模擬，得到理論的實驗結果，并與實際結果相比較，找出實驗的影響因素。
Aspen模擬的最終結果表明，模擬值與實驗數據吻合較好，模擬過程中物性參數、模塊選取合理。從模擬的結果不僅可以看出實驗數據與理論值的差異，還可得到很多實驗所不能得到的參數及變化情況，通過比較可找出實驗的錯誤和不足之處，及時進行整改，從而大大提高了實驗分離效率。
此外學生還對精餾塔的回流比、餾出比和進料位置進行了靈敏度的分析，得到了三種參數的變化規律，確定了一定條件下的最適回流比、餾出比、最佳進料板。
總的來說，ASPEN軟件模擬工藝過程最主要是讓學生了解化工模擬軟件在實際的實驗和流程操作中指導作用，通過理論的數據與實際的數據進行對比，判斷計算模擬的準確性，找出錯誤位置，及時進行優化，并向授課教師提供了理論的最佳操作參數，即使學生了解設備參數變化規律，更快的確定最佳參數數值，更提高了實踐效率，節約了人工成本。
2ASPEN軟件模擬軟件在實驗中的教學設計與實施效果評價
隨著計算機技術的發展，通過模擬軟件對化工過程進行計算模擬，據此對過程進行故障分析已成為一種常用手段。在本次教學改革中，學生可結合實驗裝置實踐，通過使用模擬軟件對實驗裝置進行流程模擬，經過與實際過程參數對照分析，發現實際操作過程的故障原因，找出解決問題的對策，使學生在實訓中得到工程能力的提高。[5-7]
在精餾實驗裝置上，在不告知學生情況下，人為制造一些故障，如管道泄漏、堵塞，塔內板上構件作改變，或者拆卸塔體保溫層等等。學生在人為故障的情況，操作實驗裝置，對現場采集數據，并對數據進行分析，初步確定原因，然后用ASPEN軟件對實際工藝進行模擬計算，找出問題的原因。
在診斷故障過程，學生按設計好的過程進行如下操作及模擬：
①通過設備的設計參數在模擬軟件上進行模擬計算，驗證流程裝置設計的合理性；
②通過正常運行完好的設備采集的數據，用現場數據與模擬計算的數據進行對比，驗證模擬計算的參數設計合理性；
③運行人為設計故障的實驗裝置，現場采集數據，對照與模擬計算不符合的部分；
④初步確定原因，對設計不符合部分在計算機上多次模擬操作；
⑤對故障部分給以改造策略，并考慮其合理性，最終給出診斷結果。
學生以模擬軟件為工具，對實驗裝置的多種情況進行了計算模擬，將計算結果與實際情況進行對比分析，診斷出裝置運行過程中的故障，分析故障的原因，并找出解決問題的方法，這種工程能力的培養，為其在工作崗位上進行設備維護和操作參數的調整提高很好的經驗和理論基礎。同時在模擬數據的幫助下，對實際操作進行了在線優化，并將優化結果指導實際生產過程。
3仿真軟件在實驗中的教學設計與實施效果評價
化工原理仿真實驗是以真實的實驗原理、實驗現象、實驗過程和實驗數據為基礎，在計算機上通過數學模型進行模擬實驗現象，通過互動的動畫模擬在現場的真實操作，并產生和真實實驗一樣的操作結果[2]。這種方法有利于培養學生的分析能力、處理、解決問題能力。
學生在開發過程中運用了多種開發語言編寫，如采用Visualbasic、Visualc++、Delphi等，以及運用多種多媒體合成平臺進行繪制裝置，如Authorware、Photoshop、CAD等。
開發的仿真系統主要功能包括化工原理實驗仿真模擬操作訓練、模擬操作的評分、操作數據的獲取及實驗數據處理、思考題的測試及評估、實驗裝置的多媒體展示以及在線幫助等等，其基本結構如圖1所示。
在開發過程中，我們要求學生按照以下步驟進行：①查閱相關資料，閱讀相關教材，透徹理解原理及要求；②熟悉實驗流程，進行實驗的實際操作，掌握過程規律；③收集有關的物性數據，并從實驗數據中挑選具有代表性的數據，形成數據庫；④使用多媒體工具與設計語言結合，繪制包括實驗設備、儀表、管路在內的試驗流程圖；⑤熟悉過程各變量之間的復雜關系及規律，采用設計語言編寫模擬代碼，實現各模塊之間的聯系；⑥系統的調試與修改。學生對實驗過程進行仿真系統簡單開發，模擬了真實的實驗操作，使學生熟練掌握了如何操作化工單元過程，熟練的測定、整理實驗數據，并且提高學生的學習興趣。通過這種學習過程，在工作實踐中，形成模擬真實操作的思維能力，以便其能更深入了解化工過程的流程，以及影響化工過程的因素之間的復雜關系。
4結論
目前這些廢溶劑油通常采用稀釋法、焚燒法和減壓蒸餾法等進行處理。稀釋法浪費大量的水資源且造成嚴重的水體污染；焚燒法雖然能夠安全處理液體廢棄物，但工藝要求嚴格，焚燒工藝不達標將產生更為嚴重的二噁英大氣污染；減壓蒸餾法由于工藝條件要求，消耗大量的能源。前兩種處理方法浪費了廢溶劑油中具有經濟價值的二甲苯，后者則浪費了能源，均不符合我國建設節約型社會的方針政策，因此尋找一種合理有效的方法來回收工業廢溶劑油中的二甲苯是一個亟待解決的問題。
本試驗采用蒸餾-間歇精餾結合法來分離并提純二甲苯，最大程度實現了廢溶劑油的資源化并可節省可觀的處理費用。經試驗研究取得二甲苯精餾過程特性和最佳工藝參數。
1
實驗部分
1.1試驗儀器
設計數控間歇精餾塔（見圖1）。A、B、C、D、E分別為塔釜、提餾段、加料段、精餾段和塔頂回流裝置，其中提餾段和精餾段采用溫控加熱銅絲纏繞并以真空玻璃管保溫，柱內采用不銹鋼三角填料。分別在A、B、C、D、E五處都設置與計算機相連的銅-康銅溫度檢測計，在塔頂冷凝處設置新型控制回流比裝置。所有溫控和加熱裝置都與同一臺微機相連，整個過程由計算機控制。
1.2
分析方法
采用Agilent GC/MS 6890/5973N對精餾產物進行色譜-質譜聯機測樣，以確定其成分和含量。色質條件：初溫50 ℃保持5 min，以6 ℃/min 提高溫度至250 ℃，恒溫保持15 min。色譜柱：DB5ms 60 m×0.25 mm×0.25 μm。
1.3
實驗方法
廢溶劑油雜質較多、較粘稠，首先采用常溫蒸餾對廢溶劑進行預處理以除去其中的懸浮物、大分子和高沸點雜質，收集到一定沸點范圍的蒸餾產物。溶劑經預處理后進入精餾塔，控制塔釜、提餾段和精餾段溫度、回流比進行試驗；在不同溫度和回流比條件下，分批提取不同溫度范圍的蒸餾產物并檢測；根據檢測結果，劃分歸類組分相似的精餾產物溫度段，確定最佳精餾工藝條件；最后分組的精餾產物進行二次精餾，比較效果，得出結論。
2 二甲苯性質確定
一、化工原理實驗教學現狀
化工原理實驗方法主要包括演示性實驗、驗證化工單元操作原理的實驗、綜合應用三傳原理的實驗和培養學生創新意識和能力的實驗四種類型。目前我校開設的化學教育、應用化學、制藥工程、環境工程等化學化工相關專業都需要開設化工原理及實驗這門課程。由于我校從師范類院校轉型而來，化工原理實驗條件薄弱，主要表現在：（1）儀器設備類型不夠，特別新型單元操作設備少，不能滿足現代化工單元操作技術進展教學的需要。化工原理實驗室雖然包含了流體流動與輸送、過濾、吸收、傳熱、精餾、干燥等"三傳"傳統的基本單元操作，但是象萃取精餾、液膜分離、固體膜分離等新型分離實驗設備基本沒有。（2）能結合工業應用的實驗設備少。目前的實驗室中化工原理實驗設備主要是驗證性實驗設備，難以滿足綜合性實驗和創新性實驗的需要，也缺乏與工業對接的實驗設備和能進行單元操作研究的設備。（3）實驗設備臺數有限。單個實驗的設備臺數都不超地兩臺，基本上是一個實驗一臺儀器，不能保證實驗課程中每個學生都有獨立的操作機會。設備種類、臺數有限的情況下，化工原理實驗教學效果必然受到影響。基于化工原理實驗條件薄弱的現狀難以在短時間內改變的現狀，我們探索了一些提高教學效果的方法。
二、提高化工原理教學效果的實踐
1. 分組循環實驗提高實驗設備利用率
針對化工單元操作種類多，各單元操作的實驗設備臺數有限的情況，我們摒棄上完一章理論課就做相應單元操作實驗的傳統方法，改為集中進行化工原理實驗的方式。為此，在化工原理理論課程教學中介紹一些驗證性實驗方法和實驗室設備。比如，在化工原理理論課中講解流體動形態時，展示實驗室雷諾實驗儀器的現場照片，對雷諾實驗儀器進行說明，并適當介紹實驗室以外其他類型雷諾實驗儀器設備的設計原理和優缺點。實踐證明，這種教學方法不僅有利于學生對實驗原理、方法的理解，也有利于學生通過理論與實踐的結合，加深對單元操作理論的理解。集中進行化工原理實驗時，學生分成多個小組，協同完成一個實驗，做完一個實驗后，小組與小組間交換實驗儀器做另一個實驗。分小組實驗充分利用了儀器設備，每小組人數較少，能保證每位學生都能相對獨立地完成各個實驗，避免了分批次實驗人數太多很多學生在實驗中開小差、當旁觀者的現象。由于部分實驗，比如填料塔精餾實驗，需要兩人以上配合才能完成，分小組實驗的方法也能很好地培養學生的團隊協作精神。當然，分小組循環實驗過程中由于需要同時解答多個小組實驗過程中遇到的問題，大大地增加了教師工作量和工作強度，指導教師經常會處理分身無術的狀態。
2. 開放實驗室提高學生學習興趣
開放性實驗對于提高學生學習興趣和自主學習能力，培養學生創新精神都有積極意義[3]。在實驗設備不足的條件下，實驗室開放可便于學生利用實驗課堂之外的時間自主開展實驗，不僅可以彌補實驗課時數有限，解決實驗課中學生對實驗原理、方法等掌握不夠深入的問題，還能充分發揮實驗設備作用，還可滿足對有部分單元操作特別有興趣的學生進行探究式實驗，培養這些學生的創新意識和創新能力。
3. 利用相關實驗設備完成化工原理實驗
化工原理課程針對化工過程中的物理加工過程，除了本門課程以外，化學化工相關專業開設的其他課程所采用的儀器設備也可以借用為化工原理實驗課程使用。比如干燥實驗需要進行物料含水率測定，可以借用應用化學專業實驗的紅外快速水分測定儀完成；精餾實驗需要分析兩種液體組成比例，可以利用物化實驗室的折光儀來完成。通過適當借用，可以減少化工原理實驗室專門配置相應的儀器所需資金。結合科研實踐進行化工原理實驗教學對培養學生創新意識和創新能力特別有益[4，5]。為此，我們借用自已科研工作中所用的與單元操作相關的儀器設備，設計部分創新性實驗，增加學生對先進單元操作方法和設備的了解，培養學生創新能力。
4.利用驗證性實驗儀器設置綜合性、創新性實驗
化工原理實驗以演示性、驗證性實驗儀器為主，綜合性實驗儀器較少。為提高化工原理實驗對培養學生實驗技能的效果，可以在既有儀器基礎上開發一些綜合性實驗。比如，利用填實塔精餾實驗儀，不僅可以進行精餾過程實驗、理論塔板數測定等簡單的實驗，我們還指導學生自主設計混合液體系，利用精餾完成混合物分離的實驗。學生在實驗方案設計和實驗實施過程中，不僅強化了對精餾過程的理解，而且提高了分析解決工業化分離過程中問題的能力，充分發揮了實驗儀器設備的效益。問卷調查表明，90%以上的學生對這種自主設計、實施實驗的方法表示非常歡迎。
5.改革考試方式，提高學生實驗主動性
在儀器設備臺數限制條件下，實驗過程中難免有部分學生缺乏主動實驗和獨立分析、解決問題的動力。由于學生人數較多，指導教師也不可能隨時盯住每一個學生。為此，一些教師化工原理實驗課程考核方式進行了改革探索[6]。對我們改革了考核方法，采取平時實驗記錄學生表現和期末獨立操作考試的方式。平時學生實驗表現主要考查學生分析解決問題、動手實驗的主動性、有效性，因為學生人數多，只能對特別優秀和特別不認真的學生加以區分。期末考核時要求每個學生逐個上機操作隨機選定的實驗項目，觀察其操作是否規范，并就所選實驗項目相關的理論和操作進行隨機提問，以操作正確性、完成操作所花的時間以及回答問題正確性分項打分求和為期末成績。實踐證明，實驗課中認真實驗的學生能快速、規范地完成實驗，而在小組中當旁觀者的，往往不能在規定的時間能完成操作，甚至不能正確完成實驗操作，水平高低立現。為考試及格，化工原理實驗課中學生基本上不再需要指導教師監督就能主動完成實驗。
關鍵詞：Apsen Plus 化工設計 模擬設計
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0208-02
化工設計課程是化工類專業的必修課程之一，是一門融合化工工藝學、化工原理、化工設備、化工熱力學、化學反應工程等專業基礎課知識并最能體現學生專業綜合能力的學科。陳顯彰在其《化工設計概論》中講“故凡修習化學工程者，皆以化工設計為最高攻讀目標”[1]。由此可見該課程的重要性。這門課是將一個系統（如一個工廠、一個車間或一套裝置等）全部用工程制圖的方法，描繪成圖紙、表格及必要的文字說明，也就是把工藝流程、技術裝備轉化為工程語言的過程。它是通過設計人員運用各種手段，通過大腦的創造性勞動，將人們的要求變為現實生產的第一步。它屬于科學技術，是生產力的一部分[2]。
在21世紀的今天，世界各國之間的競爭主要是科技、人才和綜合國力之間的競爭，人才競爭是競爭的實質。中國高等工程教育的出發點和歸宿是培養現代職場需要的、具有創造性及開拓性、能夠參與國際競爭、具備良好的應變能力的高級專門人才。化工設計課是一門實踐性較強的學科，需要把理論和實踐緊密結合；并且化工生產技術難度大，工藝流程復雜，操作技術求較高。由于化工實驗成本高，工藝設備龐大，耗時較長等特點使得實驗室僅設了一些小型的、簡單的驗證性實驗，這對于培養生的創新能力以及解決工程實際問題能力幫助不大。鑒于上述特點，在授課及實驗教學中僅采傳統的教學模式比較困難。為了強化對學生設計能力的培養，提高學生的上崗工作能力，適應社會發展需求，許多化工院校都有針對性地開設了課程設計以及創新性實驗等教學環節，使學生運用一門或幾門課程識解決一個不太復雜但卻是綜合性的問題，從而初步獲得工程技術的基本訓練。計算機仿真技術模軟件的應用有效地擴展了創新性實驗的選題范圍，節約了實驗成本，成為高校實驗教學改革和科研創新發展的最佳選擇。現在較為成功的模擬系統軟件有Aspen Plus、PRO/II、HYSYS等，其中Aspen Plus在我國設計院所和企業部門應用較為廣泛。
Aspen Plus稱為“過程工程的先進系統”（Advanced System for Process Engineering，簡稱ASPEN），該軟件經過近30年來不斷地改進、擴充和提高，成為舉世公認的標準大型流程模擬軟件。Aspen Plus特點如下：Aspen Plus包含完整的化工單元模塊，易于組建化工流程；Aspen Plus具有完備的物性數據庫，物性模型和數據是得到精確可靠的模擬結果的關鍵；從分析工具上看，Aspen Plus提供了一些重要的模擬分析工具，如：流程優化、靈敏度分析、設計規定及工況研究等[3～5]。
精餾是化工生產中應用非常廣泛的一種單元操作。在精餾塔的實際運行過程中，由于操作條件的波動，其分離效果和生產能力經常發生變化，因此精餾塔操作性能的分析是化工生產過程中的重要操作條件。鑒于精餾在化工生產過程中的重要性，本文選取精餾塔的設計為例來說明Aspen Plus在化工設計中的應用，其設計過程如下所示：
Rmin，NTmin，R=1.2 Rmin時的R、NT和NF。
從以上設計可以看出，Aspen plus具有完備的物性數據庫數據，完備的化工單元操作模型，能方便地構成各種化工生產流程。將Aspen plus軟件引人到化工設計課程教學之中，可以大大提高學生解決復雜工程方面的能力，對提高學生設計水平大有益處。
（1）在化工設計教學中，學習使用Aspen plus軟件是化工設計的一個有力補充。
（2）通過精餾塔設計，可以使學生在實踐中了解掌握此常用的設計軟件。
（3）通過相關設計參數的選擇與確定，以及設計完成后的數據處理，可以使學生更好的了解化工設計工作的步驟、過程與設計思路。
參考文獻
[1] 陳顯彰.化工設計概論[M].臺北：新學識文教出版中心，1978：l-2.
[2] 陳蔚萍.“化工設計”課程的教學改革實踐[J].廣東化工，2009，36（7）：284-285.
[3] 王華，張國濤.化工設計課程教學改革建議[J].廣州化工，2010，38（6）：277-278.
[關鍵詞]化工行業；精餾技術；節能技術；
中圖分類號：TQ028.13 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）18-0134-01
隨著我國科學技術的迅速發展，化工行業的技術有了很大的提高，尤其是化工行業里的的分離技術，在化工生產過程中占有重要地位。分離決定了生產的產品質量和收率，是化工行業資源節能的關鍵步驟。精餾就是利用回流的方法，將液體混合物根據不同的沸點加溫進行高純度的分離操作，因為自身的優點，所以在工業生產工程中，精餾得到了廣泛的應用。我們在進行這一過程的時候進行了數據統計，對這些數據進行了分析，最后得出的結論就是精餾分離操作所消耗的能源占據了化工分離中的百分之九十五。通過我們的研究發現，精餾在熱力學中是一種低效耗能的過程，有極大的不可逆性。但是隨著資源的大量開發，各國的能源儲量都在降低，在世界能源日益緊缺的情況下，對精餾過程進行節流是必然的發展趨勢。對精餾進行節能，不僅節省了大量的能源，增加了經濟效益，還符合我國經濟可持續發展的戰略方針。在我國，各個現代化工業都投入了大量的人力、物力、財力對節能技術進行研究，大力發展精餾節能技術。
一、對精餾技術可節能步驟進行分析
要想對精餾進行節能技術研究，分析可節能的地方，就得知道精餾的過程中，有哪些步驟可以節能，針對這一步驟進行研究分析，尋找節能的方法。1、首先是對精餾的操作進行分析。任何一項技術的實施，都會有著相應的操作步驟，完善的操作步驟會給企業帶來舉得效益，增加工作的效率，所以我們需要對精餾的操作步驟進行完善。2、精餾的制熱裝置也可以作為節能的對象進行研究，根據其頂部和底部的溫差來進行分析，將兩者的溫差均衡，可以利用中間的制熱裝置進行平衡。3、精餾是一項復雜的過程，有著許多的分離序列，每一道工序都會影響到節能的效果，所以要保證每一種工序的工作效率，對分離序列進行優化。4、不同的精餾塔有著不同的精餾效果，所以原材料在精餾的時候一定要進行多效精餾，利用不同的精餾塔對原料進行精餾。5、最后就是對分離進行研究，這是精餾的最后一個步驟，大大的影響到了精餾的效果和資源的消耗。對分離技術進行改革創新，提高分離的效率。這些精餾步驟對節能有著重要的效果，所以要加強這些步驟的節能措施。
二、加強精餾節能技術的措施
1、對精餾技術操作條件進行分析，完善操作條件。通過對精餾過程的各個操作條件進行模擬，對其進行分析研究。精餾有很多的操作條件，有操作壓力、操作溫度、原料進入位置以及溫度、塔板壓降、回流比以及回流的溫度、理論板數、關鍵組分的清晰分割程度、塔底塔頂采出量、塔頂塔底熱負荷等等，這些都是精餾技術的操作條件。在所有的操作條件中，只有除塔在操作時的壓力是給定的，其他的操作條件都是一些變量操作。在實際的操作中，我們根據當時的過程進行控制，根據實際的需要進行調整，完善操作條件。在確定最后的分離值時，可以通過對靈敏度盡心分析研究，設計規定來確定分離值，已獲得最小的冷凝負荷和最小的再沸器熱負荷，從而使精餾的能耗降到最低，達到節能的最佳效果。
2、根據蒸餾裝置頂部和底部的溫度差的存在，利用中間換熱裝置進行平衡，達到節能效果。在進行精餾的時候，有些精餾裝置的頂部和底部會存在較大的溫差，這種溫度下會極大的浪費資源，不符合節能原理。為了達到節能的效果，可以利用中間的換熱裝置來讓溫度達到均衡狀態。增加的中間換熱器可以將操作斜線率改變，并且可以利用低品位能源。如果在利用換熱器的條件下，精餾塔上部的溫度有明顯變化，則可以在精餾段的恰當位置設置中間冷凝器，并用低品位冷劑作為冷源，以此來減少高品位的冷劑消耗，減少能耗，達到節能效果。雖說這種方法可以達到節能，但是會使精餾塔上方的塔板分離能力減弱；如果在利用換熱器的條件下，精餾塔下方的溫度有著明顯的變化，則可以在精餾段的恰當位置設置中間再沸器，減少精餾主塔高品位熱量的消耗，精餾塔消耗熱能降低，熱效率大大增加，能夠達到最佳節能效果。有利必有弊，這種節能方式也會使分離的效果減弱。
3、對精餾施工的工序進行分析，合理優化分離序列。通過在實踐中的操作可以得出一些結論，就是在精餾的過程中，我們應該將那些容易對系統造成腐蝕的組分給除去，以便降低后續設備的材質要求或者穩定操作。對原料的進入進行合理的細分，分成相同分子數量的兩股流，按照上下各占一半的分餾比例進行安排；在塔頂的產品，根據不同的揮發度，按照依次遞減的順序對這些產品進行回收；在分離的過程中，有時候各組內物系的分沸點比較大，有的組需要在冷凍的條件下進行分離，應該使進入冷凍系統或者是更高級系統的組分盡量減少；把相對組分揮發度接近于1的放在最后；對產品純度要求較高的組分放在最后進行分離。簡單的精餾使用集熱成技術費用會減少一般，能耗會大大減少，這種精餾技術的優化效果更加顯著。
4、進行多效精餾。多效精餾是將原料分成大致相同的幾股進料，分別將其送入壓力依次遞增的幾個精餾塔中，幾個精餾塔的操作溫度也應該依次遞增。這樣就會使壓力和溫度較高的精餾塔塔頂的蒸汽向較低的精餾塔內流入熱量，為再沸器提供熱量，自身也會被冷凝，這樣就大大降低了塔身所需要的熱量，減少水能的消耗。
5、提高分離效率。經過多次的實驗，我們發現這樣的結論，分離的效率越高，在工作的過程中所需的能量就會降低，排放出的物質也會減少，產品的質量也會越高，大大提高了企業的效率，所以我們應該在精餾的過程中提高分流的效率。在進行化工精餾的同時，我們應該選用一些新型高技術填料等分離設備，不僅可以增加分離的效率，還會使精餾他的操作回流比降低，降低能量的消耗。這是提高化工產品質量的辦法之一，也能夠及時提供精餾的分離效率。
三、結束語
從我們對化工精餾節能技術的分析研究可以得出一些結論，優化節能蒸餾塔，是為了在使化工產品質量滿足要求標準的同時，將化工蒸餾過程中的能源消耗降到最低。但是在精餾操作的過程中，因為各方面的影響，精餾的過程中依舊存在者大量的能源消耗和不必要的浪費。因此，我們依然要加大對化工精餾節能技術的研究力度，創造出新的辦法，使用更加高級的設備，將精餾的能耗降到最低。
參考文獻
1在化工原理教學中的應用
化工原理系列課程包括：理論課、實驗課、生產或仿真實習和課程設計四個環節。其中化工單元操作過程設計方法、操作原理及其計算是理論課程教學的重要內容，而迅速準確地進行工程計算是課程設計的基礎，所以組織好化工原理理論課程教學是落實化工原理整體教學的關鍵。目前，化工原理主要授課內容：流體流動、流體輸送機械、非均相物系的分離和固體流態化、傳熱、精餾、吸收、萃取、干燥等單元的基本概念、原理和工程計算方法，而通用過程模擬軟件中幾乎包括所有常見的化工單元基本模塊，在講課過程中，教師可以在講授基本原理后，使用軟件中的相關計算模塊對其工作特性進行模擬展示。東南大學化學化工學院肖國民、李浩揚等，利用Fluent、Aspenplus軟件應用于講授和解決“三傳”問題。其中利用Fluent軟件，對固定床反應器進行動量模擬，結合反應動力學模型和對流傳熱模型等，研究反應器內一氧化碳與硝酸二乙酯偶聯反應，從而獲得反應器內速度、溫度和各物質濃度的分布情況，模擬結果與實驗數據吻合良好。這一過程給學生清晰的展示了：不僅固定床反應器內部的“三傳”均和反應的進行程度相輔相成，而且若想準確計算、設計或優化一個單元操作過程，實驗情況與計算模擬必須相互反饋，相得益彰。利用Aspenplus軟件對二苯基甲烷二異氰酸酯換熱器進行設計和工程開發，與傳統的換熱器設計計算方法相比，結果具有可靠性高、計算用時少、繪圖快、和各專業集成效應強等優勢。通過對甲醇—水精餾過程模擬，說明該軟件可用于質量傳遞方面的計算。教學實踐證明，該方法不僅可以全面反映塔內物料組成、質量分布狀況等工藝計算結果，而且還可通過系統內置板式塔或填料塔的各種塔內件參數，得到塔結構詳細設計，另外學生還可以通過改變模擬計算條件，綜合考察各因素對分離效果的影響，便于教學。中國石油大學（華東）化學工程學院劉相、王蘭娟利用軟件：Mathcad、Aspenplus和AutoCAD與傳統的課程設計相結合的教學方式，簡化繁瑣的計算過程，強化學生的工程意識和制圖規范，使化工原理課程設計逐步走入規范化軌道。中國石油大學（華東）化學工程學院孫蘭義，張月明等，選擇烯烴分離裝置作為研究對象應用于化工原理課程設計教學之中，利用Aspenplus、ProII獲得了最佳回流比、理論板數等重要數據，計算機教學的引入為化工原理課程設計教學注入了新的活力。江蘇技術師范學院化學與環境工程學院張春勇，鄭純智等利用Aspenplus軟件在流體流動和輸送機械、傳熱、精餾、吸收與脫吸中應用，在教學過程中使學生看到的都是工程實例，充分踐行了理論聯系實際這一教學原則。嘉興學院生物與化學工程學院韋曉燕，譚軍等，山東科技大學化學與環境工程學院張治山、高軍[21]等將Aspenplus過程模擬系統有目、有步驟地應用于化工原理系列課程教學，通過單元模型操作型問題、實際案例分析和課程設計三個階段的訓練，使學生加深對化工單元設計的理解，達到培養“知識”+“能力”型人才的目的。另外，北京石油化工學院化學工程系葛明蘭，李翠清等和安陽大學化工系李安林，張換平等將ChemCAD軟件應用與化工課程設計和簡捷精餾模型，青海大學化工學院李曉昆，張宏等將ECSS軟件應用在板式精餾塔工藝計算中。華南理工大學化學與化工學院鄭秀玉，李瓊還將過程模擬系統應用于化工仿真實習教學的改革與實踐當中，取得了寶貴的教學經驗。實際工程問題的解決方案通常是多方面因素綜合，且呈非線性關系作用的結果，解答需要經過多次運算與討論分析。如操作型計算，盡管與設計型應用的原理是一樣的，但是因為思考問題的角度不同，使得此類問題復雜、靈活，綜合條件的選擇計算不是一次完成，而是需要多次試算，反復迭代，加之公式復雜，計算步驟繁多，計算量很大。模擬軟件的應用是解決這類問題行之有效的捷徑，既幫助學生加深了對各化工單元的認識與理解，又培養了他們解決實際工程問題的能力。
2在化學反應工程、分離工程教學中的應用
化學反應工程和化工分離工程皆為化學工程與工藝專業本科生必修的專業基礎課程。其主要研究內容的共性為過程開發、工藝設計以及實際生產操作過程中遇到的工程問題。在化工生產過程中，化學反應是生產的核心，而分離過程則是其前的原料凈化和其后的產品精制，一般來說分離裝置的費用占總投資的70%以上。過程模擬系統中，基本上包含了教學過程中所包含的各式反應器模型，另外系統還集成了用戶自定義模塊，用戶可根據實際需求二次開發反應器模塊子程序。而對于化工分離過程的模擬無論是從可模擬介質的種類和塔器的形式上，還是從模擬結果的精度上，都堪稱化工模擬技術發展的代表。如：在AspenPlus中用于模擬所有類型的多級汽-液、液-液平衡為例，其計算分為簡捷、嚴格法兩種。簡捷法計算單元模塊庫有三類：簡捷法精餾設計、簡捷法精餾核算和石油簡捷蒸餾。嚴格法計算單元模塊庫有六類：嚴格精餾、復雜塔嚴格精餾、石油嚴格蒸餾、基于質量傳遞速率蒸餾、嚴格間歇蒸餾和嚴格液-液萃取，每一類單元模塊庫中又有多個以進料、加熱器（冷凝器）和側線物流等不同組合形式，如：嚴格精餾不僅可用于兩相(汽-液)計算，還可用于三相(汽-液-液)計算，即可模擬：普通蒸餾、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精餾、平衡和反應比例控制蒸餾等工藝過程，而石油嚴格蒸餾庫中就有近50種形式可選，所以過程模擬系統不僅可以滿足化工分離工程課程主要內容的需要，而且對其后繼石化、煉化等工藝課程，也有較大的幫助。天津科技大學王彥飛，朱亮等采用教學內容與AspenPlus軟件相結合以提高教學質量，討論環氧丙烷水解絕熱連續攪拌釜式反應器模型的多解性，在課堂上非常快速直觀的讓學生清楚了解多定態現象以及產生的原因，有助于學生對反應過程的理解，并通過軟件使用可以回答，“如果改變某些條件，那么對于結果有哪些影響？”這樣的問題。南京化工職業技術學院化工系戴斌，徐宏利用化工過程模擬系統ChemCAD二次開發工具，在SO2轉化反應器的工藝設計上，通過使用VBA語言編程，實現有復雜反應動力學方程的反應器工藝設計。變換不同的SO2轉化工藝條件，計算得到與之對應的反應器體積，從而為裝置技改、去瓶頸和優化提供依據。上海應用技術學院吳錫慧，郁平等對化學反應工程教學改革和實踐，在實驗中引入AspenPlus軟件強化計算機應用，提高了學生們的設計和綜合分析能力。該軟件也正被學生用在大學生化工設計競賽、畢業設計和科技創新等環節。天津大學化工學院李士雨，齊向娟給出了應用ChemCAD模擬軟件更新分離過程教學內容的初步方案包括：分離過程熱力學、自由度分析的原理和方法、單級平衡和多級平衡模擬計算等。得出：無論從國內外化工分離過程教學內容的更新趨勢上看，還是從工業界對分離過程教學內容需求的變化上看，在分離過程教學內容中增加計算機模擬分析方法是大勢所趨。華東理工大學化工學院李偉，朱家文等采用模擬軟件ProII在化工分離習題課上，同時改變熱力學方法、閃蒸條件、壓力等，完成不同條件下的多種閃蒸計算。進行丙烯精制塔精確計算可對塔操作參數進行多方案計算和比較，實現整體優化；通過調節操作參數實現產品的純度和塔的能耗比較，在其之間建立量化概念，這對于思考許多分離基本問題是十分有益的。江蘇石油化工學院朱建軍、林西平等利用AspenPlus軟件對醋酸與乙醇催化反應精餾塔進行模擬，回流比、進料組成、進料位置等對醋酸與乙醇收率的影響進行了分析，結果表明：運用AspenPlus軟件可以有效、快捷、方便地模擬脂化反應精餾過程，結果可靠,精度高。江漢大學化學與環境工程學院吳宇瓊將AspenPlus軟件引入分離工程課程及實驗教學中。通過演示軟件操作錄像、學習模擬經典實例等方法，使學生迅速掌握并使用軟件，借此求解泡、露點及塔板數等。廣西大學化學化工學院秦祖贈，葛利等利用ProII對膨脹器的氣體加工裝置進行模擬，福建農林大學材料工程學院盧澤湘，范立維等利用AspenPlus對甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反應精餾工藝進行模擬，并進行教學演示和講解。著重在混合物熱力學性質的計算、多組分平衡分離過程計算上，真正做到了“嚴格計算”。同時指出軟件對化工熱力學、化工設計等課程的學習也會有較大的幫助，連續三年化工專業本科生對過程模擬系統的學習興趣調查中“，學習興趣強烈”的分別占到總人數：72.8%、83.2%、86.8%。將過程模擬系統應用于化學反應工程教學，避免了大量計算公式推導、復雜數值計算等問題，可以在少用課時的情況下，盡量全面地展示化學反應工程的核心內容。多組分多平衡級分離的嚴格計算，是設計分離設備和優化操作過程的必要計算手段，也是化工分離工程教學的主要內容。使用過程模擬系統，在進行MESH方程推導及基本算法介紹的同時，使得塔的精確計算和將熱力學中相對獨立的知識運用到具體的分離過程中，解決其工程實際問題成為可能，并且可以對塔的操作參數、分離要求和設備投資、運行費用等問題進行分析計算，極大地提高了學習的深度與廣度，使學生更加主動積極，綜合分析和解決實際工程問題的能力明顯提高。
3結語
通過對以上課程的學習及過程模擬系統的應用，為接下來學好化工過程合成與分析創造了條件，為化工設計打下了基礎，同時這兩門課程對過程模擬系統的應用又是不可或缺的。由此可見，過程模擬系統是化學工程與工藝專業核心知識點有機綜合、相互貫通而成的產物，是新時期培養具有過程科學和工程知識背景的計算機應用人才的利器。在高等教育日趨大眾化，呈現多樣性的今天，強調核心知識點在專業規范上的統一性特征，是最終形成專業特色多樣性的前提和保證，而在教學中推廣應用過程模擬系統無疑是這一特征的具體體現。
作者：李曉昆 張宏 閆志強 湯強 張鵬宇 單位：青海大學
傳質與分離工程領域的這些技術，往往是相關工業生產中的核心環節和關鍵所在。可是，在聚氯乙烯工業，太陽能、醫藥等關系國計民生的重大基礎領域，其分離核心技術卻往往掌握在國外企業手中，極大地制約了我國相關產業的發展。
近年來，傳質與分離工程領域的這種“瓶頸“現象有了明顯突破，精餾等技術更達到了國際領先水平，其工業應用不僅取得了巨大的經濟效益，更產生了顯著的社會效益和環境效益，也為其他領域的技術創新和產業化提供了很好的示范和借鑒。
這一影響深遠的突破，北京化工大學傳質與分離工程研究中心主任李群生教授功不可沒。從1987年碩士畢業后來到北京化工大學工作，到如今成為傳質與分離工程領域的權威專家，默默耕耘二十載，榮譽和掌聲沒有改變他腳踏實地，深入實踐的一貫作風。當記者聯系李教授時，他正遠在千里之外的徐州，為新的太陽能發電項目采集數據、總結經驗。新能源的時代，他又一次站在了科技潮頭。沒有對于榮譽或成就的刻意追求，在看似枯燥而艱辛的科研工作中，李群生教授體驗到的是發自內心的純粹快樂。正如他的科研方向一一分離精餾技術所追求的，亦是純而又純的目標。
“點”的深入：精餾技術的創新
在化工、石化，輕工、醫藥等領域的生產中，精餾是極其重要的分離操作。而高粘度、易自聚和含固體顆粒等特殊物系的精餾，一直是困擾生產的關鍵難題。這些特殊物系在精餾時，由于物料在塔板上流動困難，極易發生堵塔、液泛現象，不僅導致精餾塔的分離效率低下，常常伴隨著物料損耗和環境污染，嚴重的甚至造成爆聚、爆炸事故，對安全生產構成了極大威脅。長期在工業生產第一線工作的工人，最擔心的就是精餾塔的操作。而對于這一難題，國內外均未有很好的解決方法。
精餾不僅是保證安全生產的重要環節之一，還是提高產品質量的關鍵所在。產品純度的提高――往往是細微的小數點后的突破，就會成為克敵制勝，攻占市場的法寶。李群生教授，就是解決這世界性工業難題，追求更高精純境界的人。
李教授瞄準高粘度物科精餾這一世界性難題，從最初的設想，到理論推導、實驗研究，再到工業開發和應用，經歷了一個漫長的過程。其中艱辛，如魚飲水，冷暖自知。
從進入科研領域開始，李群生教授就一直注重從實踐中發現問題，再從理論到實踐解決問題。這形成了他獨特的科研風格和理念。在研究精餾過程時，李群生發現，液體在傳統的精餾塔板上流動時，在液流的上、下游之間存在著較大液面梯度，這是推動液體在塔板上流動的動力，但也容易造成堵塔，液泛等現象。在深入進行塔板上流體力學研究的基礎上，他首先在理論上創造性地提出了使液體在精餾塔板上進行“零梯度流動”的構思，建立了塔板上液體“零梯度流動”的數學模型。
這一理論構想的現實化，就是他自行設計的高效導向篩板――通過導向孔密度與方向的變化，將一定上升氣體的動量分配給塔板上不同區域內流動的液體，以獲得較均勻的速度分布。液體流速分布的數學模型，就是解決最為關鍵的導向孔的設計問題。通過求解這一模型，對塔板上每一個指定區域，都得到一個與該區域導向孔密度與轉角相對應的液體速度場。適當調整導向孔的排布，就可以控制塔板上液體的流場，進一步對導向孔相關的參數進行優化，可以使液體在塔板上均勻一致地向前流動，甚至接近于”活塞流”，從而最大限度地提高塔板效率，增加通量、減少壓降。
科研成果不是李群生教授的最終目標。實驗室成功的下一步，是工業開發應用。通過對高粘度等特殊物系共性問題的基礎研究，李群生博士建立了一整套導向孔開設的設計方法和計算軟件，發明了高效導向篩板塔，可適用于高粘度、易自聚、含固體顆粒等特殊物系的精餾，解決了這一世界性的工業生產難題。
高效導向篩板塔應用于工業生產，其效果可謂之“奇跡”。
1998年7月，云南云維股份有限公司聚醋酸乙烯脫醋酸乙烯單體的高粘度物料精餾塔率先采用高效導向篩板塔，不僅徹底解決了堵塔、液泛的問題，同時還提高了塔分離效率和公司經濟效益。使用前，精餾塔安全運行周期為4～6個月；使用后，迄今已正常穩定運行9年(未進行大修檢修)，僅此一項每年為該公司帶來5D0余萬元的經濟效益。本技術與國際先進的日本可樂麗公司相比，生產能力提高50％，分離效率提高20％，而該公司的塔運轉周期僅為1年。
2000年，高效導向篩板塔在與國際著名的分離過程開發商格里希(Glitch)公司和蘇爾壽(sulzer)公司的競爭中取勝，成功地在上海石化5萬噸/a碳五分離裝置上進行了應用，使該裝置的生產周期由原來的15～25天，提高到360天以上。不僅實現了全周期安全生產不停機，還扭轉了運行長期虧損的局面，利潤幾乎是逐年翻番，僅2005年就盈利8000多萬元，徹底解決了該裝置自1992年投產以來8年間因嚴重自聚而不能正常生產的難題。碳五餾分作為乙烯生產的副產品，可用于制造高級輪胎、香料、高品質光盤等，應用前景廣闊。但在生產過程中難以精餾提純，只能作為廢棄物排放，不僅浪費資源，而且嚴重污染環境。上海石化應用精餾新技術后變廢為寶，同時實現了節水、節能、節支、減排、減耗、擴產、環保的目標。
在含固體顆粒物料精餾方面，高效導向篩板塔已在我國食用酒精生產行業大面積推廣應用。發酵醪精餾塔的生產周期從4～6個月延長至18個月以上，同時，生產能力提高約60％，分離效率提高約20％。世界著名的纖維素酒精研究者，美國密歇根帥立大學(Michigan State University)的Bruce E.Dale教授已和李群生教授達成了理論與技術的合作意向。
春華秋實。李群生教授腳踏實地的耕耘換來了應得的榮譽。精餾新技術被中國石油與化學工業協會組織的專家委員會鑒定為“達到國際領先水平”，獲得省部級科技進步一等獎，二等獎各2項，以及2004年國家科技進步二等獎。在國際學術會議上作大會特邀報告1次，發表學術論文160余篇，其中60多篇被SCl、EI收錄；申請國家專利7項，已獲授權4項。
精餾新技術的開發應用不僅保障了安全生產，提高了經濟效益，更為重要的是，節能減排效果顯著，其環境效益難以估算。我國目前正致力于建設節約型、環保型的可持續發展社會，李群生教授精餾新技術的貢獻在科研領域可謂是一面旗幟。如今，這一技術已在我國國有大中型企業的1000多座塔上進行了成功的推廣應用，均一次開車成功。據其中10家企業的統計，僅2003年至2006年累計取得直接經濟效益24.3億元推廣后節省12萬多噸標煤和近7000萬
噸冷卻水；減少化學物料排放21.6萬噸。
精餾新技術的科研過程體現出一系列的創新閃光點塔板流體力學研究――零梯度流動數學模型――高效導向篩板塔一技術集成軟件包――大規模工業應用，李群生教授不僅創造性地解決了精餾這一世界性的工業生產難題，也為科研其他領域的創新應用提供了很好的示范。之所以能夠取得如此成就，李群生教授說“主要是在一個點上深入研究做下去，默默積累，自然就成功了。”樸實的話語，卻道出了他成功的秘訣。潛入深山，自有寶玉，難得的是默默積累的過程和堅韌不拔的毅力。
2007年～2008年，李群生教授在美國麻省理工學院(MIT)，華盛頓州立大學(WSU)做訪問學者，他關于高效分離精餾技術和新能源的報告在美國科學界引起了轟動。訪問結束時，美國以高薪高職挽留他，甚至已經下了聘書，他還是回國了。李群生所看重的，是我國工業領域中分離技術發展的廣闊空間和需求，這也是他一向的科研理念：不僅要出成果，更要將成果引向應用領域，真正惠民利國。
“面”的拓展：應用領域的變革
傳質與分離工程屬于化工領域，但在實踐應用中，各行各業都離不開這一領域的支持。李群生教授在分離技術上的突破性貢獻，就在整體上引領了聚氯乙烯、化工、輕工，醫藥。石油，酒精、化肥、生物、環保等領域的變革。
聚氯乙烯是我國重要的工業領域之一。隨著李群生教授發明的高效分離技術―一適用于氯乙烯單體精餾的抗自聚新型高效導向篩板精餾塔，復合孔徑高效導向篩板及相應的操作方法――的引入，電石法聚氯乙烯工藝逐漸擺脫了高污染、高能耗的傳統缺點，顯示出相對的成本優勢。同時，一直困擾聚氯乙烯產品品質的關鍵因素――氯乙烯單體純度，也從99.8％提高到99.99％以上，大大提高了聚氯乙烯工業產品的價值。在當前我國電石法聚氯乙烯占到全國產量絕大多數的情況下，這項高效分離新技術更具推廣價值。它大大提高了氯乙烯產品的質量，降低了雜質含量，提高了整個氯乙烯的技術水平，實現了安全生產、節能減排，綠色環保的目標。
在服裝領域，高檔服裝面料的漿料采用聚乙烯醇制造。這項技術過去一直為國外企業所壟斷，我國只能高價進口。同樣是采用了高效分離新技術后，我國不僅生產出品種多樣化的漿料，還以更優異的品質、更優惠的價格出口國外，為我國高檔服裝的生產銷售開創了新的局面。
而在聚乙烯醇的其他生產領域，一個簡單的數字對比就足以說明問題。聚乙烯醇作為高粘度物料，在精餾過程中，每次發生堵塔現象都要清除物料，全面停車檢修。每次開停車損耗為三，四百萬元，同時極易引起前序聚合釜的爆聚、爆炸等事故，全國五，六十套聚乙烯醇生產線，每條線、每個月都要停車一、兩次。經濟損失，物料損耗，環境污染、嚴重爆炸事故……所有這些現象，在采用李群生教授研發的高粘度物料精餾技術及高效導向篩板塔后幾乎全部消失了。如今，該技術在我國聚乙烯醇行業的應用幾乎達到100％。迄今為止所有應用裝置均未發現堵塔，液泛現象，未發生重大安全事故。塔運行周期大為延長，擴產達到50％～100％。其顯著的經濟效益、環境效益堪稱我國聚乙烯醇工業領域的劃時代變革。
在醫藥領域，山東德州天宇化工公司更是一個知名的范例。天字公司的主導產品是丙炔醇(生產醫藥的中間體)，純度為98.5％，價格3.5萬/噸，利潤微薄，依然打不開銷路。而國際著名的聯邦德國巴斯夫公司生產的丙炔醇純度達99％，價格為6.5萬/噸，卻幾乎占據了全部的國內市場。0.5％的純度差距，讓天宇化工公司走到了瀕臨破產的邊緣。走投無路之際，公司負責人找到了李群生教授，進行丙炔醇生產精餾塔的技術改造。一年以后，天宇公司的丙炔醇純度上升到99.8％，價格為6萬元/噸，不僅重新奪回國內市場，還進一步進軍國外市場。而全部投資改造的費用僅為十幾萬元。
科研領域，李群生教授在分離精餾技術的“點”上深入研究j工業應用中，他以“點”帶“面”，使分離新技術在相關領域得到了廣泛的推廣應用，不僅解決了企業的技術難題，得到了更高的技術指標，而且取得了良好的經濟效益、社會效益和環保效益。在他帶領下的傳質與分離工程研究中心，在精餾塔、吸收塔技術改造、絲網除霧技術，超臨界流體萃取技術，結晶技術、換熱技術、膜分離技術等方面形成了強力優勢，成為眾多企業發展的有力技術后盾和依托。他不滿足于將實驗成果束之高閣，而是進一步致力于科研成果的開發應用和產業化，這一切，都源于他對科研工作的理念――學以致用，惠民利國。
學以致用：腳踏實地的理念
談到對科研工作的認識時，李群生反復強調，要搞清楚科學研究的最終目標。他認為，無論理論基礎研究還是應用基礎研究，都應該以發揮作用為目標。理論基礎研究解決重大基礎理論問題，可以為科技發展、人類進步打下基礎，在宏觀上指導應用基礎研究。而應用基礎研究關鍵在于“應用”，也就是說，科研成果最終要產業化，要體現在工業生產中實現效益。
從李群生自身的科研來看，可以說他將理論基礎研究和應用基礎研究很好地結合在了一起，走出了一條基礎理論一一實踐應用――大規模工業應用的產業化道路。李教授課題組的同事們已經習慣了這種科研模式，從最初的理論設想到求證，從設計圖紙上的每一道線條、每一個數據，到企業應用時的現場指導、數據采集，每一個環節，李群生都是親歷親為，嚴謹求實。經過理論――實踐――理論――應用的循環，力求盡善盡美地完善科研成果和配套技術。
這種腳踏實地的風格，李群生歸功于導師張澤廷教授的影響。張澤廷教授是我國培養的第一位化工領域的博士后，在教導學生時兼重理論基礎和實踐應用。李群生將二者融會貫通，在理論創新與工業應用方面都起到了很好的示范作用。可是，李群生說，他在產業化方面有所成就很幸運，因為背后有一批信任他，支持他的人。北京化工大學一向注重科研成果產業化，致力于企業和科研工作者之間的溝通交流。相關合作企業和課題組同事也給予他充分的信任和支持。
有感于自身經歷，李教授認為，高校和科研機構作為科研創新主力，產業化至關重要。高科技成果產業化會帶來巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。雖然教師推行產業化有諸多現實困難，但是，只要把握最關鍵的兩點――一是與企業的溝通交流，二是持之以恒的毅力，“學以致用，惠民利國”達到最終目標就一定能夠實現。
為了踐行這一科研理念，李群生強調科研選題要準確，要有實際意義，并且在結題時盡量體現出這種意義。近年來，有鑒于世界能源危機和環境危機，新能源的浪潮正在興起。而李群生教授目前正在進行的研究――太陽能發電和生物柴油中關鍵的分離技術，也正和新能源密切相關，對我國未來的能源產業和環境工業將產生深遠的影響。
在全球光伏產業鏈中，高純度硅料是光伏企業生產太陽能電池所需要的核心原料。因此，高純度硅料的合成、精
制、提純，生產也就成為光伏產業集群中最上游的產業。超純多晶硅的提純、規模生產及副產品回收則是關鍵的技術難題，也是我國最為欠缺的。我國硅資源豐富，具備先天優勢，但長期以來，我國生產的硅粉以1萬元/噸的價格出口日歐，掌握核心生產技術的國外企業則以350萬元/噸的價格將成品多晶硅賣給我國。留給我們的只是資源消耗和環境污染。
有鑒于此，李群生提出，致力于多晶硅生產過程中多級精餾技術及設備的研究與開發，將已經應用成功的化工精餾技術移植到多晶硅生產中來，對我國多晶硅生產降低能耗，提高質量、進一步提高我國多晶硅生產的核心競爭力具有重要的意義。為此，他帶領的課題組研制出了先進的多級精餾技術和設備，對傳統工藝進行了11項革新，在包括中國最大的多晶硅廠――徐州中能在內的8家企業進行了示范性應用。不僅能夠提煉出純度高達99.9999％～99.9999999％的超純多晶硅，而且實現了生產過程中廢棄物的循環利用、貫穿生產線的節能和清潔生產。一位企業領導激動地說：”只要李教授能給我們提供技術支持，我就敢保證能夠打敗國外企業，讓中國的硅片進軍世界市場。”
從2007年開始探索研究，到2008年設計投入使用，多晶硅生產應用時間還不足兩年，但已經開始出口目歐，顯示出巨大的應用前景。太陽能作為可再生新能源，其綠色環保的特色正預示了未來的產業發展方向。曾經有國外科學家論證指出，一塊260英里見方的太陽能發電板，就足夠供應全球電量需求。而精餾新技術的應用及其產業化，將使我國生產的多晶硅質量符合目前和未來太陽能電池和超大規模集成電路的要求，成為解決電力和能源緊缺問題不可或缺的要素。李教授說，大約用2～3年時間，中國的多晶硅生產將實現大規模產業化，而太陽能發電也可以進入千百萬戶百姓家。
同樣基于能源危機，生物柴油也是目前學界研究的熱點。最新技術是利用海藻來制造柴油。一般海藻的生長周期為半年，而李群生教授和他的團隊研發出一種海藻助長營養物，將培養周期縮短為一個星期。海藻一方面可以高效生產新型生物柴油，一方面吸收二氧化碳，減少溫室效應。在能源危機、全球氣候變暖等問題甚至有可能演變為政治危機的今天，這一技術無疑意義重大，影響深廣。
之所以選擇多晶硅與生物柴油作為科研課題，基于李群生教授對于新能源的獨特認識。他說：“新能源和節能減排問題，既是經濟效益問題，也是政治任務。我國經濟快速發展，但節能減排和環境保護不盡如人意。一般來說，應用精餾新技術可以節能30％～70％，應該進一步加大推廣應用和產業化的力度。”
基礎理論研究――實踐應用改進――大規模工業產業化，是李群生始終堅持的道路。多年來，他先后完成了橫向、縱向科研項目100余項，研究成果曾在全國幾十家國有大中型企業中進行了1000多項成功工業應用，取得了重大的經濟，環境和社會效益。如今，“學以致用”的科研理念也繼續指導著他未來的科研方向。李教授說，未來的研究重點有二一方面繼續開展基礎理論研究，主要是繼續研究傳質分離的機理、測定相平衡數據和預測模型同時重視應用基礎研究，在基礎理論指導下對設備、技術進行改進和提高，力圖將產業化做得更好、更深入。
關鍵詞：鄰苯基苯酚；生產工藝；反應
1鄰苯基苯酚概述鄰苯基苯酚簡稱
OPP，是白色、淡紅色的粉末或塊狀物，且臭味特殊。鄰苯基苯酚屬于化工產品，廣泛用于表面活性劑、殺菌防腐，新型塑料、樹脂合成等領域。一般來講，鄰苯基苯酚的大多數應用領域發展前景良好。然因國內產量相對較少，從某種程度上限制著領域的發展。報告顯示[1]，鄰苯基苯酚應用前景好的領域為信息染料、印染助劑等。自從我國加入世界貿易組織后，給紡織業帶來諸多機遇，未來將走向規模化道路，故鄰苯基苯酚作為新興助燃劑發展空間廣闊。當前，鄰苯基苯酚生產方法以合成法、分離法為主。其中，分離法是從苯酚生產中產生的殘渣中回收鄰苯基苯酚，因資源有限，所生產總量受到一定限制。按照鄰苯基苯酚原料的不同，可將合成工藝分為這樣幾種：①聯苯抱氧法，將金屬鈉、聯苯抱氧放入200℃的空間內加熱處理，然后用酸分解，得到鄰苯基苯酚；②聯苯磺化水解法，將聯苯用硫酸磺化，隨后用苛性鈉堿熔，將最終所得物酸化可得鄰苯基苯酚；③苯酚、氯苯偶合法，將苯酚、氯苯作為原料，借助催化法合成；④環乙酮縮合脫氫法，將環乙酮縮合成二聚體，再對二聚體實施催化處理，經由蒸餾處理后合成鄰苯基苯酚。上述幾種方法中，環乙酮縮合脫氫法因價格低廉，操作簡便，是國內外較為常用的工藝流程。
2鄰苯基苯酚工藝流程和參數
2.1環乙酮脫水縮合和二聚體的分離提純段
在帶有攪拌功能的反應釜內加入一定比例的帶水劑、環乙酮和質量分數處于2.0%~5.0%的催化劑，在104~140℃的環境下回流脫水處理，從油水分離器中分出一定水分，直到某時間段水量不再增加，再將剩余物料放入二聚體存儲罐中。二聚體存儲罐中的原料經由進料泵站放入精餾釜內，并向內添加阻聚劑，加熱處理成蒸汽放入精餾塔內，蒸汽上升至塔頂，蒸汽經由冷凝器處理后成冷凝液，回流至塔內，上升的蒸汽、回流的冷凝液實施質量、熱量的傳遞處理，待全部回流且穩定后，形成相對穩定的濃度、溫度梯度。全回流結束后，經由控制器的調節作用，讓部分回流入塔，另外一部分則冷卻處理后放入餾分罐中。給予廢水去水處理，將環乙酮送至反應釜內循環使用，餾分過渡處理后送至精餾釜繼續處理，二聚體精品則保存至存儲罐中。
2.2二聚體催化脫氫鄰苯基苯酚分離提純段
從二聚體存儲罐中的得到的環乙酮原料通過載氣帶入固定的催化劑床層，在催化劑表面實施脫氫處理，并將脫氫反應溫度控制在350~440℃，產物冷凝后回收放入存儲罐中保存。需格外注意的是，該過程需回收一定的氫氣。鄰苯基苯酚存儲罐中的原料經由進料泵放入精餾釜內，精餾釜內的物料經由加熱處理后將蒸汽放入精餾塔內，蒸汽上升至塔頂后，通過冷凝器成為冷凝液，回流至塔內，全部回流穩定后，在塔內形成相對穩定的梯度，以濃度梯度、溫度梯度為主。另外，回流結束后，在回流控制器的影響下，一部分回流至塔，另外一部分則保存至餾分罐內。前餾分保存在前餾分罐中，鄰苯基苯酚粗品保存在精品存儲罐中，過渡餾則放在回精餾釜內繼續精餾處理。石油醚中的石油醚熔劑經由泵打到計量罐內，來自鄰苯基苯酚精品存儲罐匯總的原料在泵的作用下，打入鄰苯基苯酚中間罐內，將計量罐中的物料放入溶解釜中，物料經由攪拌、溶解處理后，將物料放在釜內實施結晶處理，待結晶結束后，將形成的懸浮液放入離心設備中分離，液體熔劑存儲在熔劑粗品罐內，運送至后續工段。粗品熔劑經由輸送泵放在熔劑精餾釜內，在再沸器的加熱處理中形成蒸汽，蒸汽上升至塔頂，冷凝處理后形成冷凝液，部分回流入精餾塔，部分采出到罐內回收熔劑（石油醚），釜殘送至鄰苯基苯酚中間罐，在精餾塔作用下回收鄰苯基苯酚產品。
2.3后處理工段
將來自離心機中的物料放在干燥機內，真空干燥處理后的物料放到倉內，料車輸送到溶解釜旁，將物料放在溶解釜內部，溶解后的鄰苯基苯酚產品實施切片處理后包裝、稱重，得到質量分數為96.0%的鄰苯基苯酚精品。
3結束語
綜上所述，鄰苯基苯酚作為主要的化工產品，用途廣泛，發展前景廣闊，且隨著多年研究，其應用范圍將逐漸擴大。目前，均借助環乙酮縮合脫氫法提取鄰苯基苯酚，將環乙酮作為原料脫水、縮合處理后生成二聚體中間體，在精餾作用下回收反應液中的大量環乙酮，并提取二聚體；脫氫處理后能生成大量鄰苯基苯酚，為有效分離鄰苯基苯酚，可選用結晶、精餾結合方法，以提純出質量分數為96.0%的精品，滿足鄰苯基苯酚生產需求；鄰苯基苯酚工業化生產中除重視反應裝置外，還應重視分離提純裝置，以結晶裝置、精餾裝置為主，保證產品質量。同時，選用模擬軟件詳細地計算結晶、精餾流程，借助各種方程計算模擬結果、比對后，從中篩選出相對科學、合理的熱力學方程，以更好地模擬、優化工藝流程。另外，精餾塔內還選用了相對新型的技術、高效的填料，為產品質量的保證奠定基礎；從鄰苯基苯酚的不斷生產、實驗過程中，探索出合適的結晶流程，進而保證工業化裝置一次性成功運行。
作者:陳瑤 單位:常州市生物技術發展中心
1 引言
由于乙醇水體系在常壓下存在最低共沸點，因此無法通過常規精餾手段直接得到無水乙醇。工業上采用三元共沸精餾、萃取精餾、膜分離、分子篩吸附法等方法制備無水乙醇，但生產成本仍然較高，限制了乙醇大范圍的使用。魏俊富等制各功能纖維及離子交換纖維，可以快速吸附油/水系中的油及有害的陰陽離子。
2 實驗
2.1材料與試劑
無水乙醇：天津市北方天醫化學試劑廠；聚丙烯絲束：石家莊卷煙廠；丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯：天津市東麗區天大化學試劑廠。銅試劑、二苯甲酮：天津市光復精細化工研究所。
2.2實驗設備和儀器
氣相色譜儀（GC9800采用2m*3mm）：上海科創色譜儀器有限公司；分析天平，TG328A，上海良平儀器儀表有限公司；電熱鼓風烘箱，DLl02，天津市實驗儀器廠。
2.3功能纖維的制備
聚丙烯酸纖維平鋪放入適當尺寸的密封袋（20×20mm2）中依次定量加入溶劑光敏劑、引發劑、異丙醇、水，單體，鼓氮氣10分鐘除去氧氣并使溶液均勻混合。然后將裝有纖維及反應單體的密封袋于紫外輻照箱中輻照1小時后取出，把樣品取出置于無水乙醇中洗滌，再將其浸泡在放有用無水乙醇的燒杯中超生30分鐘抽提8小時，在70℃條件下干燥備用。未加入單體所制得的纖維為空白纖維。
2.4功能纖維的吸附處理
準確量取配置好的90%的乙醇/水溶液40ml于燒杯中，投加一定劑量的功能纖維，待充分浸潤后，取出功能纖維放入針筒中將溶液擠出，用氣相色譜色譜柱為Porapak Q填充柱（2m×φ3mm），氮氣為載氣進行測量，并計算吸附前后乙醇百分含量的變化。最佳工作條件為：柱溫150℃，檢測器溫度160℃，進樣器溫度160℃，橋電流100mA，進樣量為0.5μL，采用面積歸一法定量。
3 結果
3.1功能纖維吸附性能評價
在常溫下，分別用原纖維、空白纖維、功能纖維對乙醇初始濃度為90%的乙醇/水溶液進行吸附，考察其吸附性能，結果見圖1.
3.2接枝單體對吸附分離的影響
在常溫下，對乙醇初始濃度為90%的乙醇/水溶液進行吸附，考察功能纖維接枝不同的單體對吸附分離效果的影響，結果見圖2。
3.3接枝率對吸附分離的影響
在常溫下，用接枝了丙烯酸十二酯的功能纖維對乙醇初始濃度為90%的乙醇/水溶液進行吸附，考察接枝率對吸附分離效果的影響，結果見圖3、4。
3.4功能纖維的再生影吸附分離的影響
3.4.1干燥法再生
功能纖維吸附后，在75℃下進行干燥一個小時，待干燥充分后在常溫下，用4.15%接枝了丙烯酸十二酯的功能纖維對乙醇初始濃度為90%的乙醇/水溶液進行吸附，如此反復，結果如表1。
3.4.2離心法再生
功能纖維吸附后，放入離心機中進行離心，考察離心因素對吸附分離效果的影響，結果見表2。經過6000轉速離心五分鐘后，常溫下，用4.15%接枝了丙烯酸十二酯的功能纖維對乙醇初始濃度為90%的乙醇/水溶液進行吸附，如此反復，結果如表3。
4 結論
4.1與原聚丙烯纖維和空白實驗纖維的比較，接枝了丙烯酸十二酯的功能纖維對乙醇的吸附能力明顯增強，吸附前后的乙醇差量可以達到4.12%。
4.2比較五種單體的吸附效果，實驗表明接枝丙烯酸十二酯后，纖維吸附分離乙醇/水溶液中的乙醇的效果最好，吸附前后乙醇百分比變化量可以到達4.18%。
4.3在接枝率5%范圍內隨著接枝率增大，功能性纖維吸附能力逐漸增強，接枝率為5.02%%時，吸附前后乙醇百分比變化量為5.19%達到最大。
關鍵詞：回流比 壓力 溶劑配比 進料位置
一、工業焦化苯研究現狀分析與存在的問題
縱觀工業生產焦化粗苯的提取工藝，現行的生產技術無法做到有效去除焦化粗苯中所有雜質，都會殘存一些雜質，例如：
1.噻吩、不飽和烴，這兩類物質能夠與苯互溶，但是不會引起結晶；
2.甲苯和飽和烴（主要由環己烷、甲基環己烷、甲基環戊烷、正庚烷所組成），此類物質會導致苯類產品的結晶點下降。
由于從結晶點能夠一定程度上測定出純度，所以將結晶點作為苯質量的評定指標，目前，供給化學合成的純苯要求結晶點在5.4℃及以上，也有的特殊場合，要求將此溫度控制在5.5℃及以上。另外，根據相關經驗和數據顯示，我國焦化工業區別于發達國家的石油工業，主要表現在我國的焦化粗苯中含有較多的噻吩。根據我國現行規定，一級焦化苯產品噻吩含量上限為0.6g/1L，這一寬泛的標準一定程度上限制了工業苯的應用。伴隨著合成工業的漸漸升溫，對C6-C7芳烴的質量要求逐漸提高，也就是要求工業合成使用的苯中噻吩含量逐漸降低，所以提升產品質量，有效回收噻吩就成為了現階段我國焦化苯工業發展的重中之重，也是行業發展的新路子。
二、工藝改進的重要意義和方式方法
我國煤炭產業發展旺盛，按照每年3億噸的煉焦量計算，每年都會有300萬噸的焦化粗苯需要煉制。在焦化粗苯煉制工藝中，低溫低壓粗苯加氫精制的方法相對于傳統酸洗法由于具有無污染、生產效益高、產量多、市場適應能力強等優勢而被廣泛推廣和應用。但是此項引自國外的生產加工工藝分離階段卻存在著耗能高的缺點，對此，本文從工藝調整和萃取劑配比兩大方面對其進行了相關的改進與優化。
三、工藝的優化模擬
1.回流比的優化
大回流雖然能夠有效促進分離的進行，但是使得再沸器的耗能明顯增大。經過相關數據統計，隨著回流比的增大產品苯中甲苯含量急速下降，當回流比超過1.2時，產品苯中甲苯含量低于100ppm的界限，達到了80ppm，純度提升為99.96%，符合生產的要求。在回流比超出1.2時，雖苯中甲苯含量低于30ppm，苯純度提升為99.95%，符合生產要求，但再沸器的耗能會明顯增加，因此可見，回流比定在1.2相對合適。
2.進料位置的優化
進料位置作為全塔精餾段和提鎦段的分界點，其安放位置的選擇在精餾工藝中起著極其重要的作用。通過對相關實驗數據的統計匯總得知，苯的純度伴隨著進料口的下移逐漸增加，在維持一段固定值之后開始下降。而苯中甲苯含量伴隨著進料位置的下移呈現出先減少然后穩定再增加的趨勢。經過反復實驗驗證，當進料位置控制在17-26塊板之間時為最佳位置。
3.壓力的優化
由于采用氣相進料方式，苯甲苯塔壓力相對于液相進料時有了較大的改觀。但是要注意，進料口的位置要不得高于溶劑回收塔的塔頂壓力。適當的減壓操作則易于分離的進行，能夠減少耗能，但是壓力過低，會對塔頂冷凝造成困難，當熔點低于40度時，則不可以用常溫水進行冷凝，這樣會增加生產費用。綜合相關因素考慮才能得到一個相對的臨界值來權衡諸多因素。
根據相關實驗數據統計可知，在壓力小范圍變化時，產品中甲苯和苯的純度幾乎不變，但含量會呈現先平緩后增加的趨勢，當塔頂壓力大于 0.3atm 時，苯產品中甲苯的含量急劇增加。因此為保證兩種產品的質量，苯甲苯塔塔頂壓力應選取 0.3atm。
四、萃取劑配比優化
在萃取精餾過程中，通過提高溶劑比能夠顯著提升分離效果，但由于萃取劑價格昂貴，且溶劑比過大會顯著增加蒸餾塔的負荷，所以出于成本及設備安全養護的考慮，萃取劑應適當適量使用。
根據相關實驗數據統計可知，隨著溶劑比的增加，非芳烴中的關鍵組分環己烷和甲基環己烷的殘留量隨之減少，當溶劑加入量大于 34000kg/h 時候，甲基環己烷的殘留量仍大于0.2kg/h但環己烷已基本被分離出去，所以在保證產品質量的前提下，溶劑加入量至少應為 35000kg/h。
塔頂再沸器的負荷伴隨著溶劑量的增大而增大，并且溶劑比增大也會提升回收塔的負荷，出于耗能因素考慮，溶劑加入量選為 35000kg/h，此時溶劑比約為 5.5：1
五、模擬優化的結果
相對于原生產工藝，新工藝具有設備數量少、操作流程短等優點，優化之后，不僅產品的分離效果有了明顯提高，如苯設計純度為99.95%，經流程加工改進之后，得到的純度為99.95%，回收率也有設計之初的99%提高到99.95%，甲苯設計值99.5%，經過該流程操作后純度為99.95%，回收率也相比設計值提升了0.3個百分點，而且減少了塔底再沸器和塔頂冷凝器的耗能。經過對相關數據統計、計算得知，該工藝優化改進前各種能耗常規為44.57 MKJ/h，優化改進后各種能耗為32.49MKJ/h，從以上數據計算得知該工藝流程與改造前流程相比節能 27.1%。
六、結語
本文以我國某廠5萬噸每年粗苯加氫精制為基礎，在原生產工藝基礎上進行實驗研究，在氣相進料方式上提出改進意見，并對比改進前后靈敏度進行分析，得到如下結論：
1.經過優化改進之后，產品苯和甲苯純度和生產效率明顯提高，產品符合生產要求。
2.優化改進后的流程能耗由常規的44.57 MKJ/h縮小為 32.49MKJ/h，平均節能 27.1%。
3.優化改進后的流程各塔的絕對壓力均低于 2 個大氣壓，都是在溫和的條件下進行的操作，有效節省了設備的開支。
綜上所述，氣相進料方式能夠在保證產品質量的前提下有效降低能耗，提高生產效率，該方式切實可行。
參考文獻
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關鍵詞：輕化工程；化工原理； 教學改革 ；專業建設
0 引言
輕化工程是一門實踐性很強的技術基礎課，它是綜合運用數學、物理、化學等基礎知識分析和解決化工過程中各種單元操作問題的工程學科。從基礎理論、設備構造、設計方法工程操作等方面對學生進行全面訓練。主要目的是通過該課程的學習，要求學生掌握輕化工程準確實施所涉及的基本原理及理論基礎，培養學生在輕化工業實際生產操作過程中工藝設計、選型配套、參數優化的能力，這是輕化科技工作者和研究人員必備的基礎知識之一。如何在教學過程中強化學習方法的傳授、提高學生學習的主動性和重視實踐能力的培養，與高素質、創新型輕化專業人才培養目標的要求相符合，已經成為該門課程教學改革的關鍵。下面我根據教授輕化工程專業的工作經驗，談談自己的看法。
1 關于課程特色專業建設
輕化工程是染整科學和工程學的交叉學科，輕化工業就是利用物理和化學方法將天然資源及產品作為原材料，加工成國民經濟各相關部門不可缺少的物質材料和人們日常生活的必需品。要結合輕化工程專業特點，將課程的內容大幅度精簡，突出重點，增強課程教學的針對性。教學內容上可以增加在輕化工業中應用較多的蒸餾、傳熱等單元操作。因受學時、教材容量的限制，不可能要求教材或一門課都能及時反映學科最新成果和科技前沿知識。為了解決這個問題，可以通過開設選修課"新型單元操作選論"的形式，向學生介紹膜分離、吸附、超臨界萃取、分子精餾等新興單元操作的基礎知識，以及化工領域一些新的單元操作過程開發、設備開發方面的科技成果，使學生了解本學科的發展及前景，開闊眼界，拓寬知識面。
2 改革傳統的教學方法，提高學生的理解能力
輕化工程是一門理論性、工程性、實用性都很強的課程，它是學生學完基礎課后開設的一門專業基礎課，對后續專業性課的學習和培養專業興趣都具有舉足輕重的作用。我們采用了多媒體動態模擬教學，將課程涉及的所有章節從單元操作的工藝流程到典型設備的結構和操作全部實行多媒體動態模擬教學。以基于計算機的視、聽媒體為特征的現代多媒體技術，能產生、集成、存儲信息，運用多媒體靈活、方便，而且視聽效果特別好，能把復雜、生硬的教學信息轉化成對學生的感官最具有效刺激的、易于接受和形象生動的信號。傳統的黑板式教學過程教師主要利用黑板板書、教學模型、工程圖紙等來輔助教學，而采用多媒體教學，教師可以利用電子課件、實物圖片、實況錄像、仿真動畫等多媒體信息來輔助教學。多媒體技術在化工原理教學中把傳統教學中的抽象闡述轉化為立體、形象、逼真的隨堂演示，不僅可以在課堂上給學生強烈的實物感，而且大大豐富了教學內容、增加了授課信息量、增強了學生對知識的理解力。如在精餾單元操作中，教師不僅可以利用多媒體圖片向學生展示實際生產中的塔設備，還可以利用flas對精餾原理、塔板上的氣液接觸情況，塔操作時的液泛、液漏等現象進行模擬演示。在動畫演示的同時，教師注意與學生的互動性，不失時機地對涉及的內容進行講解，既生動又形象，必然取得事半功倍的效果。這種多媒體集文字、圖形圖像、聲音、動畫、影視等各種信息傳輸手段為一體，具有很強的真實感和表現力，可以激發學生的學習興趣，將原本枯燥的教學過程變成生動活潑的教學方式，使學生在輕松中和諧自然地進入積極的思維狀態，從而達到提高教學質量的目的。
3 引用生產應用實例，提高學生的學習興趣
比如，在化工原理學習過程中，除了培養抽象思維能力之外，我們更要注重學生理論聯系實踐和解決實際問題能力的培養。在課程講解過程中，我們結合輕化企業實際生產過程大量穿插實例，將理論知識與實踐生產結合在一起，讓學生有一個清晰的認識。例如，一種印染助劑的生產過程，包括原料投料攪拌反應過濾分離提純產品。這些工序涵蓋的單元操作和基本知識貫穿了化工原理的大部分內容，如流體的輸送、過濾等單元操作涉及流體力學基礎，濃縮、干燥、結晶等，單元操作中熱量、水分的傳遞也都涉及課本中的傳熱、傳質學基礎等。在講解干燥這一單元操作時，可以通過列舉衣物固色工藝過程，加深學生對干燥概念、干燥原理的理解。因此，靈活結合生產應用實例極大地方便了學生對理論知識的理解和運用，提高了學習興趣，強化了教學效果，更容易達到教學目標。
4 增加設計性實驗和動手實踐環節
為了進一步理解化工原理中的經典實驗以及結論，我們結合演示實驗模型，如雷諾實驗、流體阻力的觀察等等，讓學生自己動手操作。化工原理是一門工科課程，具有很強的實踐性，如果拘泥于課堂教學及演示實驗，很難達到學生會用的目的。對此，我們結合教學重點與難點，安排相關的綜合實驗及仿真設計實訓，使學生對離心泵、換熱器、精餾塔等的結構、工作原理、使用方法等都有了深刻的理解和認識，認識了各種顯示儀表，掌握了各種閥門及調節器的使用方法，通過在電腦屏幕上的演示，學生在課堂所學的理論知識得到了較好的應用，為理論課的學習打下良好的基礎。學生可以自己也可以多人一起討論，設計方法和流程，并動手實驗驗證，加深理解，運用實驗及仿真實訓的實驗教學方法，既鍛煉了學生的動手實踐能力，又培養了他們對實際問題的分析能力，進一步幫助他們掌握相關知識，效果很不錯。
5 結語
綜上，本文結合實踐，對如何在教學過程中強化學習方法的傳授、提高學生學習的主動性和重視實踐能力的培養，實現高素質、創新型輕化專業人才培養目標進行了探討。
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作者簡介：
1.林健（1992-），遼東學院化學工程學院輕化工程B1206班學生。
關鍵詞：低溫 甲醇洗 問題分析 措施
一、低溫甲醇洗生產工藝原理
從變換工序來的變換氣中除含有氫氣、氮氣外，還含有CO2、CO、CH4、Ar以及飽和的水份和少量的H2S與COS等硫化物。含氧化合物與含硫化合物是氨合成觸媒的毒物，同時CO2又是生產尿素、食用二氧化碳等的原料，而一氧化碳、硫化物又可進一步回收利用，需要對它們分別脫除回收。
根據我廠整個工藝，采用低溫甲醇洗滌法分別脫除變換氣中的CO2、H2S、COS，將脫除掉的合格CO2送尿素，同時將再生出的H2S送催化氧化硫回收系統。低溫甲醇洗是一種物理吸收法，低溫、高壓下在吸收塔中完成甲醇對CO2、H2S、COS的吸收，吸收了CO2、H2S、COS的甲醇溶液分別經過節流降壓（少量的H2和CO在吸收過程中也被吸收，經節流降壓閃蒸后得以回收），釋放出CO2，再在熱態下將CO2、H2S從甲醇溶液中完全再生出來，得到完全再生的甲醇循環使用。系統需要的冷量來自冰機以及吸收了CO2和H2S的高壓甲醇溶液的節流膨脹和各水冷器。
實驗證明：甲醇對CO2、H2S、COS有高的溶解度，而對H2、CH4、CO等溶解度小，說明甲醇有高的選擇性，并且隨著壓力的升高和溫度的降低，甲醇對H2S、CO2的溶解度將成數倍的增加。低溫甲醇洗吸收酸性氣體以及溶液再生、解吸回收有用氣體的基礎就是各種氣體在甲醇中的溶解度不同，操作條件變化時溶解度也變化。
二、工藝特點
1.甲醇溶劑與其它溶劑相比的優點
1.1在低溫、高壓下，甲醇吸收酸性氣體的量遠大于對N2，CO，H2，CH4等的吸收量，即選擇性好，從而大大降低了甲醇的循環量和減少了有效氣體H2和CO的損失。
1.2甲醇在低溫下平衡蒸汽壓低，故甲醇損失少。
1.3甲醇的化學穩定性好、冰點低。
1.4甲醇的粘度小和腐蝕性小。
1.5甲醇的吸收能力大，且價廉易得。
2.甲醇溶劑的缺點
2.1因其工藝是在低溫下操作，因此設備的材質要求高。
2.2為降低能耗，回收冷量，換熱設備特多而使流程變長。
2.3甲醇有毒，會影響人的健康。
三、低溫甲醇洗裝置系統水含量高問題分析及解決措施
1.低溫甲醇洗裝置系統水含量高原因分析
1.1系統干燥不合格。
低溫甲醇洗系統通常在運行一年以后，就必須對系統進行堿洗、水洗。堿洗的目的是為了清洗系統內塔及換熱器上的油類和其他雜質，以提高塔及換熱器傳熱傳質的效率。水洗的目的是把堿洗時的堿液清洗干凈。最后用氮氣把系統內的水分吹掃干凈。但在實際生產中，由于人們對低溫甲醇洗甲醇水含量高而影響甲醇對二氧化碳和硫化氫的吸收認識不同，常發生裝置還沒有充分干燥的情況下，就將甲醇送入系統的現象，造成系統水含量高，整個系統加不起負荷。
1.2甲醇水精餾塔工況不穩定。
由低溫甲醇洗的預洗再生系統甲醇的回收是通過甲醇水精餾塔將甲醇和水分離，然后甲醇回收進入系統，生產中由于甲醇水精餾塔操作工況的波動或精餾系統設備存在問題，都會造成系統甲醇水含量的上升。
1.3熱再生系統的水冷器或蒸汽加熱器泄漏。
由于熱再生塔閃蒸汽冷凝器、熱再生塔再生氣冷凝器、甲醇水精餾塔塔頂冷凝器的氣側壓力低于循環冷卻水或蒸汽側壓力，一旦上述換熱器泄漏，將使吸收部分系統甲醇的水含量上升。同時系統內的熱再生塔蒸汽再沸器的泄漏，使蒸汽漏人甲醇系統側，CO2吸收塔給料泵機封沖洗冷卻器內漏，使冷卻水漏人甲醇系統同樣會造成系統甲醇的水含量上升。
2.甲醇水含量對甲醇洗的影響
生產運行表明，低溫甲醇洗系統中甲醇水含量高時，會導致甲醇對H2S、CO2的吸收能力下降，隨著甲醇洗吸收部分甲醇水含量的上升，甲醇對CO2的吸收能力下降很快，明顯的表現就是，凈煤氣中總硫、CO2超標，塔盤持液嚴重，系統不得不減負荷運行。從近幾年來的生產運行數據表明，低溫甲醇洗吸收部分的甲醇水含量控制在0.5%～1.5%比較適合于生產的穩定運行。
3.問題解決措施
3.1系統干燥不徹底的解決辦法。
對于系統開車前氮氣干燥置換的問題，必須嚴格按操作規程進行。即氮氣干燥時，必須定時對排放口的氮氣露點進行測定，當露點≤-3O℃時，再對系統干燥2h為合格。
3.2甲醇水精餾塔工況不穩定的解決辦法。
影響甲醇水精餾塔工況不穩定的因素是多方面的，生產中應根據實際情況，逐一分析解決。工藝方面，應從進料溫度、進料組成、進料位置以及回流量等因素進行分析解決。設備方面，主要考慮精餾塔提餾段塔盤是否被有機聚合物堵塞，影響塔內介質的傳熱傳質。
3.3解決熱再生系統的水冷器或蒸汽加熱器泄漏的辦法。
系統內的水冷器泄漏問題，由于水冷器較多，查找比較困難。聯系工藝實際，從循環冷卻水的pH值變化來判斷泄漏的水冷器。由于來自氣相側的氣體成分主要為CO2和H2S。當水冷器泄漏時，CO2和H2S就進人循環冷卻水，在水中CO2跟水形成碳酸以及H2S水離子，導致循環冷卻水的pH值下降。生產中當循環水崗位發現水質pH值下降時，就采取相同的方法對系統內所有的水冷器出口水質pH值進行測定。通過幾次的測定判斷，都找到了泄漏的水冷器，說明該方法是可行的。
在生產實踐中我們發現，當某水冷器出口水pH值與其它水冷器出口水pH值差距在1～2.2時，就可以確定該臺水冷器有泄漏；pH值差距在0.25左右時，說明水冷器無泄漏。當然，由于甲醇洗工藝復雜，在實際生產中，還應具體問題，具體分析。對于熱再生塔再沸器的泄漏，隔離蒸汽分析冷凝液中甲醇即可判斷。
當然，徹底解決水冷器和再沸器的泄漏，更換其芯子是最有效。將換熱器1O#碳鋼換熱管用304不銹鋼波紋管取代，收到了很好的效果。
四、低溫甲醇洗堵塞問題分析及解決措施
近幾年來，因甲醇洗裝置內的部分設備堵塞造成多次停車或減負荷運行，嚴重影響生產的安穩運行。
1.低溫甲醇洗堵塞問題原因分析
1.1甲醇系統內設備腐蝕物或煤氣帶入雜質。
由于粗煤氣成分復雜，石腦油含量高，很多雜質會帶至甲醇洗系統，導致系統內的甲醇泵濾網堵塞。另外引起泵濾網堵塞的一個重要原因還有甲醇洗系統中設備腐蝕產物。低溫甲醇洗凈化系統中易出現腐蝕的部位，主要是在氣體通路中換熱器處。腐蝕的出現，主要是由于生成羧基鐵，特別是Fe（CO）3和含硫的羧基鐵。后者是生成Fe（CO）3的中間產物，而H2S的存在會明顯地加速CO與Fe的反應。羧基鐵的生成對生產是不利的，這不僅是由于羧基鐵的生成會直接引起設備部件的腐蝕，而且在甲醇熱再生時出現的羧基產物分解，形成固態沉淀，包括元素硫與硫化鐵，沉積在甲醇系統的管線及設備中引起堵塞。
1.2有機聚合物的形成
由甲醇洗的工藝流程可知，煤氣中的大量雜質由預洗再生系統分離處理。在甲醇水精餾塔中，由于精餾溫度達125℃，容易使甲醇水中的有機聚合物聚合附著在塔盤上而堵塞塔盤。
2.堵塞問題對低溫甲醇洗的影響
2.1甲醇系統內設備腐蝕物或煤氣帶入的雜質造成的影響
甲醇系統內設備腐蝕物或隨煤氣帶入的雜質，首先會導致系統內甲醇泵濾網堵塞，若不及時發現并清洗慮網，將導致甲醇泵不打液，嚴重影響甲醇洗系統的安全穩定運行。其次還會造成系統內塔及換熱器傳質傳熱效率下降。
2.2有機聚合物堵塞的影響
近幾年來的生產運行表明，有機聚合物堵塞主要發生在甲醇水精餾塔。當有機聚合物堵塞甲醇水精餾塔塔盤時，甲醇水精餾塔的操作不穩定，塔頂餾出物水含量超標，長時間持續，將使甲醇洗系統甲醇水含量上升，甲醇的吸收能力下降，最終系統不得不減負荷運行。
3.問題解決措施
3.1解決甲醇泵濾網堵塞的辦法
針對甲醇泵濾網堵塞的問題，操作過程中必須嚴密監視運行泵的進出口壓力變化。當其進、出口壓力下降時，必須立即切換至備泵運行，清洗堵塞泵的濾網，使其盡快處于備用狀態。為減少運行泵因其濾網堵塞不慎停車，通過對每臺泵的運行周期進行統計，根據運行周期有計劃地對泵進行濾網清洗，即可有效避免泵濾網堵塞而造成系統停車。
加入堿性化合物如堿性溶液、氨或胺，碳鋼設備的腐蝕可以得到完全抑制，或者可以減少到可以忽略的程度。這樣就有可能把高合金鋼部件用普通鋼代替，大大節省投資費用。
3.2解決甲醇水塔堵塞的辦法
解決甲醇水塔的堵塞，生產中必須確保NaOH堿液連續加入，同時根據塔釜溫度和再沸器的蒸汽用量來判斷換熱器列管的堵塞情況。當堵塞嚴重時，將會表現出塔釜溫度低，蒸汽用量大。此時，就必須對運行的換熱器進行隔離，清洗其列管，甲醇水塔塔盤堵塞，只要利用每年一次的大檢修停車機會，拆出塔盤對其進行清理、沖洗即可。
3.3解決塔盤和換熱器堵塞的辦法
生產運行過程中，隨著粗煤氣帶入的雜質和設備腐蝕殘留物積累于系統設備管道中，影響甲醇泵運行，降低了換熱器換熱效率和塔板效率。此時對甲醇洗系統設備、管道進行堿洗、水洗，就能清除系統中積累的雜質，滿足生產高負荷穩定運行。堿洗目的是除去系統設備塔盤和換熱器內的殘留物。水洗的目的是清洗干凈系統內的殘留堿液。
