時間：2023-08-17 18:04:37
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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篇化學(xué)產(chǎn)品工程概念，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
有機食物簡單的講，就是以生命養(yǎng)生命的一種綠色循環(huán)。它完全不含有有機食物沒有生命存在的化學(xué)成份，以微生物培植或自然轉(zhuǎn)換成的天然的養(yǎng)份來孕育各種人們可食用的植物。有機食物對人類健康不存在任何的威脅，是天然、無害，對人身體有益的健康食品。
除有機食品外，國際上還把一些派生的產(chǎn)品如有機化妝品、紡織品、林產(chǎn)品或有機食品生產(chǎn)而提供的生產(chǎn)資料，包括生物農(nóng)藥、有機肥料等，經(jīng)認證后統(tǒng)稱有機產(chǎn)品。
有機食品 - 起源
1939年，Lord Northbourne在《Look to the Land》有機認證標志中提出了有機耕作的概念，意指整個農(nóng)場作為一個整體的有機的組織，而相對的，化學(xué)耕作則依靠了額外的施肥，而且，不能自給自足，也不是個有機的整體。
這里所說的“有機”不是化學(xué)上的概念——分子中含碳元素——而是指采取一種有機的耕作和加工方式。有機食品是指按照這種方式生產(chǎn)和加工的；產(chǎn)品符合國際或國家有機食品要求和標準；并通過國家有機食品認證機構(gòu)認證的一切農(nóng)副產(chǎn)品及其加工品，包括糧食、紅棗、菌類、蔬菜、水果、奶制品、禽畜產(chǎn)品、蜂蜜、水產(chǎn)品、調(diào)料等。
有機食品 - 主要品種
經(jīng)認證的有機食品主要包括一般的有機農(nóng)作物產(chǎn)品（例如糧食、水果、蔬菜等）、有機茶產(chǎn)品、有機食用菌產(chǎn)品、有機畜禽產(chǎn)品、有機水產(chǎn)品、有機蜂產(chǎn)品、采集的野生產(chǎn)品以及用上述產(chǎn)品為原料的加工產(chǎn)品。中國市場銷售的有機食品主要是蔬菜、大米、茶葉、蜂蜜等。
有機食品 - 判斷標準
1.原料來自于有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系或野生天然產(chǎn)品。
2.有機食品在生產(chǎn)和加工過程中必須嚴格遵循有機食品生產(chǎn)、采集、加工、包裝、貯藏、運輸標準，禁止使用化學(xué)合成的農(nóng)藥、化肥、激素、抗生素、食品添加劑等，禁止使用基因工程技術(shù)及該技術(shù)的產(chǎn)物及其衍生物。
3.有機食品生產(chǎn)和加工過程中必須建立嚴格的質(zhì)量管理體系、生產(chǎn)過程控制體系和追蹤體系，因此一般需要有轉(zhuǎn)換期。
4.有機食品必須通過合法的有機食品認證機構(gòu)的認證。
食品是否有污染是一個相對的概念。世界上不存在絕對不含有任何污染物質(zhì)的食品。由于有機食品的生產(chǎn)過程不使用化學(xué)合成物質(zhì)，因此有機食品中污染物質(zhì)的含量一般要比普通食品低，但是過分強調(diào)其無污染的特性，會導(dǎo)致人們只重視對終端產(chǎn)品污染狀況的分析與檢測，而忽視有機食品生產(chǎn)全過程質(zhì)量控制的宗旨。
有機食品 - 認證機構(gòu)
歐盟認可的認證機構(gòu)QC&I
美國認可的認證機構(gòu)IBD
荷蘭認可的認證機構(gòu)Skal
歐盟、美國、日本認可的IMO
中綠華夏有機食品認證中心
中國第一批有機產(chǎn)品認證機構(gòu)之一FOFCC（與QC&I與IBD簽有互認協(xié)議）
有機食品 - 與其他食品主要區(qū)別
1.有機食品在其生產(chǎn)加工過程中絕對禁止使用農(nóng)藥、化肥、激素等人工合成物質(zhì)，并且不允許使用基因工程技術(shù)；而其他食品則允許有限使用這些技術(shù)，且不禁止基因工程技術(shù)的使用。如綠色食品對基因工程和輻射技術(shù)的使用就未作規(guī)定。
2.生產(chǎn)轉(zhuǎn)型方面，從生產(chǎn)其他食品到有機食品需要2-3年的轉(zhuǎn)換期，而生產(chǎn)其他食品（包括綠色食品和無公害食品）沒有轉(zhuǎn)換期的要求。3.、數(shù)量控制方面，有機食品的認證要求定地塊、定產(chǎn)量，而其他食品沒有如此嚴格的要求。生產(chǎn)有機食品要比生產(chǎn)其他食品難得多，需要建立全新的生產(chǎn)體系和監(jiān)控體系，采用相應(yīng)的病蟲害防治、地力保護、種子培育、產(chǎn)品加工和儲存等替代技術(shù)。
有機食品 - 營養(yǎng)爭議
2012年9月，美國斯坦福大學(xué)研究顯示，從營養(yǎng)和維生素的角度來看，沒有多少證據(jù)可以證明吃有機食物會使人更健康。在有機的和傳統(tǒng)的植物或動物產(chǎn)品中，維生素含量沒有差別，唯一的營養(yǎng)素差別是，有機食品含的磷稍多一些。不過其他學(xué)者認為，需要進行更多研究來探索，有機食品和傳統(tǒng)食品在健康利益和安全水平方面的不同，現(xiàn)在就說有機食物不比非有機食物更健康還為時太早。美國兒科學(xué)會在一份名為《有機食品：健康及環(huán)境優(yōu)勢和劣勢》的報告中指出，與傳統(tǒng)食品相比，有機食品在殺蟲劑殘留水平方面優(yōu)勢明顯。以有機方式飼養(yǎng)的家畜染有耐藥細菌的可能性較低，因為在飼養(yǎng)過程中，它們只在生病時才會服用抗生素。有機食品的益處就在于此。
有機食品產(chǎn)品標志
在19世紀初,化學(xué)工業(yè)就已經(jīng)形成了隸屬于資金和知識密集型的行業(yè)。隨著信息和技術(shù)的飛速發(fā)展,化學(xué)工業(yè)由最初只能生產(chǎn)少數(shù)無機產(chǎn)品和有機產(chǎn)品的行業(yè),漸漸地發(fā)展成一個能有效利用天然資源、規(guī)模龐大、多行業(yè)、高產(chǎn)量的一大工業(yè)門類。化學(xué)工業(yè)的發(fā)展與人類生活息息相關(guān),化工生產(chǎn)過程同時也給人們的生活環(huán)境帶來了巨大的影響,當下解決化工生產(chǎn)過程所帶來的環(huán)境問題和能源消耗問題迫在眉睫,綠色化學(xué)化工也應(yīng)運而生。近年來,提出的綠色化學(xué)化工在化工生產(chǎn)過程中采用環(huán)保與資源可持續(xù)發(fā)展的理念,降低了原料的成本,減少了廢棄物的排放等不良影響。
1 綠色化學(xué)化工
1.1 概念
綠色化學(xué)又稱為環(huán)境無害化學(xué),是利用化學(xué)來防止污染的一門科學(xué)。其研究的目的是通過利用一系列的原理與方法來降低或除去化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計、制造與應(yīng)用中有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生,使化學(xué)產(chǎn)品或過程的設(shè)計更加環(huán)保化。綠色化學(xué)包括所有可以降低對人類健康產(chǎn)生負面影響的化學(xué)方法和技術(shù),在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生的無害化工過程,被稱為綠色化工[1]。
1.2 基本原則
綠色化學(xué)化工在世界范圍內(nèi)的原則相對一體,主要涵蓋下列幾方面。
(1)在反應(yīng)過程的源頭上減少甚至根除廢棄物的產(chǎn)生,而不是在廢棄物產(chǎn)生之后再對其進行凈化處理。
(2)產(chǎn)品進行設(shè)計時,盡量做到原料利用率最大化。
(3)產(chǎn)品進行分析時,在考慮生產(chǎn)效率的同時使原料和產(chǎn)品的毒性降低。
(4)對于析出劑和溶劑等輔助物,盡量少用或選擇使用無害產(chǎn)品。
(5)減少生產(chǎn)過程中能量的損耗及其對環(huán)境的影響。
(6)除了考慮經(jīng)濟和技術(shù)的因素,生產(chǎn)原料盡量選擇可回收的加工原料。
(7)盡量避免生產(chǎn)過程中產(chǎn)生不必要的化學(xué)衍生物。
(8)所選的催化劑應(yīng)更符合化學(xué)計量。
(9)危險物產(chǎn)生之前進行檢測并控制。
2 綠色化學(xué)工程與工藝的發(fā)展現(xiàn)狀
傳統(tǒng)化學(xué)工程與工藝在處理有毒污染物方面的滯后性較強,其一般方法是在污染物產(chǎn)生后才采取措施對其進行處理,不但沒有做到對污染物進行根除,還提高了處理成本及時間。20世紀末期,人們開始留意到可以通過化學(xué)方式減少化學(xué)污染,這種方式很快在西方國家推廣起來,美國1990年污染防治法案的頒布開始了綠色化學(xué)化工的研究。此外,歐盟和日本等國家也都非常重視綠色化學(xué)化工的發(fā)展,并采取各種形式來推動無污染化學(xué)這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國也十分重視這一行業(yè)動態(tài),1995年確定了《綠色化學(xué)與技術(shù)》院士咨詢課題,1997年召開了“可持續(xù)發(fā)展問題對于科學(xué)的挑戰(zhàn)及綠色化學(xué)”研討會,積極推動相關(guān)研究和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2]。
2.1 采用綠色能源
化工生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)原料對生產(chǎn)過程和工藝有一定的影響。綠色化學(xué)化工采用無毒無害的原料,在開車階段防止了廢棄物的產(chǎn)生,而不是傳統(tǒng)化學(xué)工程與工藝中在廢棄物產(chǎn)生之后再進行處理。原料的是否可再生成為綠色化學(xué)工程與工藝的重點研發(fā)項目,選取類似自然物質(zhì)這一類可再生且無污染的化工原料是綠色化學(xué)工程與工藝的首要步驟。
2.2 提高反應(yīng)選擇性
化學(xué)反應(yīng)是化工生產(chǎn)過程中的重要組成之一,原料由反應(yīng)得到產(chǎn)物,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量則可通過合理選擇反應(yīng)途徑實現(xiàn)。化學(xué)反應(yīng)的影響因素有很多,如反應(yīng)溫度、反應(yīng)條件、反應(yīng)時間等。例如氧化反應(yīng)大多會產(chǎn)生大量的熱,那么原料會因受熱發(fā)生變質(zhì),導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量降低,產(chǎn)率也減少。
3 綠色化學(xué)工程與工藝對化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進作用
3.1 清潔生產(chǎn)技術(shù)
清潔生產(chǎn)在《清潔生產(chǎn)促進法》[3]第二條中的定義為:“本法所稱清潔生產(chǎn),是指不斷采取改進設(shè)計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術(shù)與設(shè)備、改善管理、綜合利用等從源頭削減的措施,提高資源利用效率,減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放,以減輕或者消除對人類健康和環(huán)境的危害。”在化工生產(chǎn)中,清潔生產(chǎn)技術(shù)是脫硝和脫硫技術(shù)的重要組成部分,也在其他領(lǐng)域中有一定的發(fā)展。
3.2 生物技術(shù)
迄今,生物技術(shù)在化工中應(yīng)用的主要形式為借助于酶反應(yīng)進行化學(xué)品的合成,通過微生物的發(fā)酵方法制取有機化合物以及用微生物處理工業(yè)廢水[4]。在現(xiàn)代化工生產(chǎn)中,生物技術(shù)在化工中的重點研發(fā)目標在于研發(fā)出種類繁多、具有更高活性和選擇性的酶。
判斷標準
1.原料來自于有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系或野生天然產(chǎn)品。
2.在生產(chǎn)和加工過程中必須嚴格遵循有機食品生產(chǎn)、采集、加工、包裝、貯藏、運輸標準，禁止使用化學(xué)合成的農(nóng)藥、化肥、激素、抗生素、食品添加劑等，禁止使用基因工程技術(shù)及該技術(shù)的產(chǎn)物和衍生物。
3.有機食品生產(chǎn)和加工過程中必須建立嚴格的質(zhì)量管理體系、生產(chǎn)過程控制體系和追蹤體系，因此一般需要有轉(zhuǎn)換期；這個轉(zhuǎn)換過程一般需要2～3年時間，才能夠被批準為有機食品。
4.有機食品必須通過合法的有機食品認證機構(gòu)的認證。
有機食品絕對沒有污染嗎
食品是否有污染是一個相對的概念。世界上不存在絕對不含有任何污染物質(zhì)的食品。由于有機食品的生產(chǎn)過程不使用化學(xué)合成物質(zhì)，因此，有機食品中污染物質(zhì)的含量一般要比普通食品低，但是過分強調(diào)其無污染的特性，會導(dǎo)致人們只重視對終端產(chǎn)品污染狀況的分析與檢測，而忽視有機食品生產(chǎn)全過程質(zhì)量控制的宗旨。
根據(jù)國家質(zhì)檢總局的《有機食品認證管理辦法》的規(guī)定：“有機食品在原料生產(chǎn)和產(chǎn)品加工過程中不使用農(nóng)藥、化肥、生長激素、化學(xué)添加劑、化學(xué)色素和防腐劑等化學(xué)物質(zhì)，不使用基因工程技術(shù)，并且通過本辦法規(guī)定的有機食品認證機構(gòu)認證，使用有機食品標志。”
《有機食品認證管理辦法》明確規(guī)定：“沒有獲得有機產(chǎn)品認證的產(chǎn)品，不得在產(chǎn)品或者產(chǎn)品包裝及標簽上標注‘有機產(chǎn)品’、‘有機轉(zhuǎn)換產(chǎn)品’和‘無污染’、‘純天然’等其他誤導(dǎo)公眾的文字表述。”
無公害食品、綠色食品、有機食品之間
有什么區(qū)別
無公害食品是按照無公害食品的技術(shù)標準和要求生產(chǎn)的、符合通用衛(wèi)生標準并經(jīng)有關(guān)部門認定的安全食品。嚴格來講，無公害食品是普通食品都應(yīng)當達到的一種基本要求。
綠色食品分為A級綠色食品和AA級綠色食品。其中，A級綠色食品生產(chǎn)中允許限量使用化學(xué)合成生產(chǎn)資料，AA級綠色食品則較為嚴格地要求在生產(chǎn)過程中不使用化學(xué)合成的肥料、農(nóng)藥、飼料添加劑、食品添加劑和其他有害于環(huán)境和健康的物質(zhì)。從本質(zhì)上來講，綠色食品是從普通食品向有機食品發(fā)展的一種過渡產(chǎn)品。
有機食品與其他食品的區(qū)別體現(xiàn)在三個方面：一是有機食品在其生產(chǎn)加工過程中絕對禁止使用農(nóng)藥、化肥、激素等人工合成物質(zhì)，并且不允許使用基因工程技術(shù)。二是生產(chǎn)轉(zhuǎn)型方面，從生產(chǎn)其他食品到有機食品需要2～3年的轉(zhuǎn)換期，而生產(chǎn)其他食品（包括綠色食品和無公害食品）沒有轉(zhuǎn)換期的要求。三是數(shù)量控制方面，有機食品的認證要求定地塊、定產(chǎn)量，而其他食品沒有如此嚴格的要求。
有機食品烹調(diào)指南
有機食品營養(yǎng)豐富，但錯誤的烹調(diào)方法不僅會毀滅這些精華，還會產(chǎn)生毒素和廢料。如何烹調(diào)有機食品呢？由于有機食品保質(zhì)期較短，味道鮮美，不含農(nóng)藥、化學(xué)添加劑和轉(zhuǎn)基因成分，因此專家建議：
每周采購2～3次有機食品，盡量鮮吃；如果不能及時采購，可以冷凍儲藏（零下18度左右）；
冰箱的保鮮溫度可以保持在5度左右，有機鮮魚可以保存12小時左右，有機家禽24小時左右，有機紅肉48小時左右，有機牛奶2～3天，有機雞蛋1～2周；
帶皮食品不需要削皮，因為50%左右的營養(yǎng)素通常分布在植物表皮里；
不需要長時間浸泡，否則水溶性維生素會流失；
能生吃的盡量生吃（糧食除外），如果加熱烹調(diào)，用盡量低的溫度或盡量短的時間；
糧食選擇有機全麥類或全谷類，例如糙米、麥粒和豆類；
少放調(diào)料，因為有機食物本身的味道非常鮮美；
關(guān)鍵詞：應(yīng)用化學(xué) 化學(xué)工藝學(xué) 理論教學(xué)
應(yīng)用科學(xué)是研究和說明特定的設(shè)備運用于特定的生產(chǎn)和生活領(lǐng)域的具體方法和具體程序的科學(xué)。應(yīng)用科學(xué)是理論科學(xué)和技術(shù)科學(xué)在生產(chǎn)和生活中的具體化和實際應(yīng)用[1]。
化學(xué)工藝學(xué)是一門綜合性、實踐性很強的課程，是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在學(xué)習了化學(xué)基礎(chǔ)理論后所開設(shè)的一門應(yīng)用性課程。該專業(yè)培養(yǎng)具備化學(xué)基本理論、基本知識和較強實驗技能，能在科研機構(gòu)、高等學(xué)校及企事業(yè)單位從事科學(xué)研究、教學(xué)工作及管理工作的專門人才。根據(jù)本專業(yè)的特點，在開設(shè)化學(xué)工藝學(xué)課程時應(yīng)能充分將化學(xué)基礎(chǔ)理論、基本技能與實踐有機的結(jié)合起來，實現(xiàn)理論科學(xué)、技術(shù)科學(xué)對應(yīng)用科學(xué)的指導(dǎo)。通過對本課程的學(xué)習使學(xué)生對化學(xué)工藝學(xué)所研究的內(nèi)容有較為系統(tǒng)的認識。能將基礎(chǔ)化學(xué)所學(xué)的知識與化學(xué)工藝學(xué)較好的銜接和運用起來，實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合。對化工生產(chǎn)的基本原料、工藝過程、設(shè)備、環(huán)保要求有全面的了解。
一、根據(jù)專業(yè)特點安排教學(xué)內(nèi)容
1.教學(xué)內(nèi)容與基礎(chǔ)化學(xué)密切相聯(lián)系
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)與化學(xué)專業(yè)相比，增強了應(yīng)用背景，是化學(xué)與化工的銜接，是化學(xué)學(xué)科在應(yīng)用方面的拓展，培養(yǎng)的是理工結(jié)合的應(yīng)用型人才[2]。本專業(yè)學(xué)生受到基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面的科學(xué)思維和科學(xué)實驗訓(xùn)練，具有較好的科學(xué)素養(yǎng)，具備運用所學(xué)知識和實驗技能進行應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)的基本技能。因此，化學(xué)工藝學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的選擇應(yīng)滿足專業(yè)的特點。在教學(xué)內(nèi)容安排時，選擇典型工藝進行較詳細的介紹。無機化工工藝部分以合成氨為教學(xué)重點。合成氨在化學(xué)工業(yè)發(fā)展中具有里程碑式的意義，它在幾大化學(xué)領(lǐng)域都有突出的發(fā)展。是化學(xué)理論與實踐結(jié)合的成功典范。“正是由于對氮、氫、氨體系化學(xué)平衡的研究，把熱力學(xué)理論推進到了真實氣體高壓化學(xué)平衡的研究領(lǐng)域，在研究氨合成催化反應(yīng)速率方面，推動了反應(yīng)動力學(xué)的發(fā)展。這些理論的形成直接指導(dǎo)了氨的合成。”[3]同時，合成氨在催化技術(shù)的應(yīng)用方面也為現(xiàn)代催化理論奠定了基礎(chǔ)，許多重要的催化理論概念如催化劑的活性中心、催化劑表面的非均一性、毒物作用及催化機理等都是在研究合成氨的反應(yīng)過程中確立下來的。有機化工工藝部分以烴類裂解為重點。以“三烯”（乙烯、丙烯、丁二烯）和“三苯”（苯、甲苯、二甲苯）總量計，約65%來自乙烯裝置，因此，常常將乙烯生產(chǎn)作為衡量一個國家石油化工生產(chǎn)水平的標志。[4]烴類裂解工藝在反應(yīng)設(shè)備、分離系統(tǒng)、能量利用等方面都代表著最先進的世界化工發(fā)展水平，這對于培養(yǎng)學(xué)生工程理念，了解世界化學(xué)工業(yè)發(fā)展方向是非常重要的。
2.注重基礎(chǔ)理論與應(yīng)用相結(jié)合
將基礎(chǔ)理論與實踐應(yīng)用相結(jié)合不僅僅是基礎(chǔ)理論知識的簡單應(yīng)用，對學(xué)生來講首先帶來的是思維模式的改變。基礎(chǔ)理論是由概念、定律等建立起來的具有嚴密邏輯結(jié)構(gòu)的知識體系。學(xué)生更擅長從概念到概念，從公式到公式的思考模式。但實踐中有更為復(fù)雜的因素對工藝過程的選擇、工藝條件的確立、產(chǎn)品的分離等產(chǎn)生影響。在化工生產(chǎn)中對反應(yīng)的化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動力學(xué)的研究是決定工藝條件的最重要的化學(xué)基礎(chǔ)理論。反應(yīng)的溫度、壓力、濃度、催化劑或其他物料的性質(zhì)以及反應(yīng)設(shè)備的技術(shù)水平等各種因素對產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量有重要影響[5]。在課堂教學(xué)中應(yīng)充分把化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)知識與實踐中的應(yīng)用結(jié)合起來。例如在合成氨的生產(chǎn)中平衡氨含量是一個非常重要的參數(shù)，從平衡常數(shù)KP=PNH3/P0.5N2P1.5H2開始分析，到最終確立平衡氨含量XNH3/（1-XNH3-Xi）2=KPpr1.5/（1+r）2，分析此式不難看出總壓強P，平衡常數(shù)KP氫氮比r以及惰氣的含量都對平衡氨X的含量有影響。如不考慮組成對平衡常數(shù)的影響，當氫氮比r=3時平衡氨含量具有最大值。考慮到組分對平衡常數(shù)KP的影響，具有最大XNH3的氫氮比略小于3，隨壓力而異，約在2.68～2.90之間[6]。因此惰性氣體對平衡氨含量的影響必須考慮進去。這是實施合成氨工業(yè)生產(chǎn)的一個重要理論依據(jù)，理論上的定性討論與實驗上取得的定量數(shù)據(jù)完全吻合，滿足了定性與定量的統(tǒng)一，理論與實踐的統(tǒng)一[7]。在對化學(xué)反應(yīng)的速率分析中，基礎(chǔ)化學(xué)理論中對動力學(xué)方程式的描述學(xué)生很熟悉，但在實踐的工業(yè)生產(chǎn)中，反應(yīng)動力學(xué)方程式與反應(yīng)控制步驟的研究、反應(yīng)溫度、催化劑等因素有密切的聯(lián)系，反應(yīng)所用的催化劑不同，反應(yīng)條件不同，則動力學(xué)方程式也不相同，這使實際的動力學(xué)方程式與基礎(chǔ)化學(xué)中所學(xué)習到的相差甚遠。因此，通過課堂教學(xué)讓學(xué)生了解化工過程的復(fù)雜性。在實踐中，實現(xiàn)一個化工過程對基礎(chǔ)化學(xué)理論不是一個簡單的應(yīng)用。這也是工藝課程本身所具有的特點。
二、以化工生產(chǎn)過程及工藝流程為教學(xué)重點
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生已學(xué)習了化工原理，對主要化工單元操作的基本原理、過程、計算方法等有了系統(tǒng)的掌握。但對實際生產(chǎn)過程相對比較陌生，通過對具體工藝單元的介紹結(jié)合所學(xué)的化工原理知識，學(xué)生能歸納出工藝單元的共性，對工藝過程的結(jié)構(gòu)有一個概括的了解，并能對工藝流程有一定深度的認識。
1.掌握通用反應(yīng)單元工藝的特點
化學(xué)反應(yīng)單元是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)類型來分類的。反應(yīng)單元僅是生產(chǎn)中的一個環(huán)節(jié)。在教學(xué)中根據(jù)學(xué)科需要有選擇的介紹一些典型反應(yīng)單元。由于同一反應(yīng)單元有不少共性，通過對具體反應(yīng)單元工藝的學(xué)習使學(xué)生自覺的找出規(guī)律性的東西，這樣便于學(xué)生掌握所學(xué)的知識，也能很好的指導(dǎo)今后的科研、生產(chǎn)，做到觸類旁通。例如在學(xué)習了二氧化硫催化氧化制硫酸、乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧乙烷等后學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)氧化反應(yīng)是強放熱反應(yīng)，生成的副產(chǎn)物較多，對于烴類氧化還要防止造成深度氧化等特性。在找出反應(yīng)的共同點后，針對反應(yīng)單元的特點，對實際生產(chǎn)中設(shè)備的要求、流程的選擇就有清晰的認識。如氧化反應(yīng)器的設(shè)計必須從安全的角度出發(fā)，對易深度氧化的反應(yīng)應(yīng)選擇有良好性能的催化劑以防止深度氧化的發(fā)生，等等。通過對反應(yīng)單元的學(xué)習比較使學(xué)生能更加靈活的運用反應(yīng)單元工藝。
2.以化學(xué)反應(yīng)為核心，探索工藝流程的內(nèi)在聯(lián)系
工藝流程指工業(yè)品生產(chǎn)中，從原料到制成成品各項工序安排的程序。對于不同的化工產(chǎn)品其生產(chǎn)工藝流程也各不相同。但各流程都是圍繞著化學(xué)反應(yīng)這一核心問題展開的。如烴類裂解流程。根據(jù)裂解反應(yīng)吸熱、體積增大、裂解產(chǎn)物組成復(fù)雜、二次反應(yīng)的影響等特點，裂解反應(yīng)在高溫、短停留時間條件下有較高的產(chǎn)品收率。這一反應(yīng)特點，也決定了在對核心設(shè)備管式裂解爐設(shè)計時應(yīng)滿足傳熱面積大、裂解管變徑，裂解管程數(shù)減少等的要求。從流程上來看，由于裂解產(chǎn)物組成復(fù)雜因此后續(xù)分離系統(tǒng)非常的龐大。從能量的利益來看，乙烯裝置的節(jié)能技術(shù)關(guān)鍵是使用最少的裂解原料和燃料得到最大收率的目標產(chǎn)品，最大限度地回收裂解余熱，并將回收熱量合理分配到壓縮、深冷、精制各工段。優(yōu)化裝置蒸汽系統(tǒng)，合理利用蒸汽等級，節(jié)約能量，并可向界區(qū)外輸送能量[8]。因此，從化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)入手充分發(fā)現(xiàn)流程中各單元的內(nèi)在聯(lián)系，把握好問題的主線，這樣才能真正的對工藝過程有一個清晰的認識。在實際生產(chǎn)中還要充分考慮如何以最少的消耗、最低的成本得到最高的生產(chǎn)效率制。在教學(xué)中要讓學(xué)生明確一個具體工藝流程安排不僅僅是生產(chǎn)實際對理論的檢驗，更多的還要從社會的、經(jīng)濟的角度去作全面的考慮。雖然一般工藝過程的組成大致相同，但每種產(chǎn)品的生產(chǎn)還有特殊性。在講課時，抓住主要矛盾以展開，并著重于基本原理、基本知識和基本規(guī)律的講解，力求達到清晰、嚴格和準確。
三、結(jié)束語
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)是介于化學(xué)與化學(xué)工程之間的一個應(yīng)用理科專業(yè)，其任務(wù)是培養(yǎng)理工結(jié)合型的“用”化學(xué)的人才[9]。理論課的教學(xué)僅僅是學(xué)好這門功課的一個環(huán)節(jié)。要真正的掌握好這門課程還需要加強實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習。通過采用將多媒體、化工仿真實驗、生產(chǎn)實踐教學(xué)與化學(xué)工藝學(xué)課程教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，強化學(xué)生的化學(xué)工程意識，提高分析和解決化工生產(chǎn)實際問題的能力。同時，結(jié)合本地區(qū)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的特點，對應(yīng)用化學(xué)人才的需要不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。在科技發(fā)展迅猛的今天，應(yīng)讓學(xué)生了解更多化學(xué)的理論前沿、應(yīng)用前景、最新發(fā)展動態(tài)，以及化學(xué)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀。
參考文獻
[1]楊玉輝，現(xiàn)代自然辯證法原理[M].北京：人民出版社，2003，257
[2]李水清，梅平.應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革探索[J].長江大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2008，31（6）：253-254.
[3]張家治，化學(xué)史[M].太原：山西教育出版社，2004，124.
[4]何細藕，烴類蒸汽裂解制乙烯技術(shù)發(fā)展回顧[J].乙烯工業(yè)，2008，20（2）：59-60
[5]米鎮(zhèn)濤，化學(xué)工藝學(xué)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006， 24.
[6]陳五平，無機化工工藝學(xué)，化學(xué)工業(yè)出版社，北京，2007， 207.
[7]石啟英，合成氨的熱力學(xué)淺析[J].商洛師專學(xué)報（自然科學(xué)），1996年第2期（第7卷，總第9期），37-38.
英文名稱：China Powder Science and Technology
主管單位：中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會
主辦單位：中國顆粒學(xué)會;中國粉體工業(yè)協(xié)會(籌);濟南大學(xué)
出版周期：月刊
出版地址：山東省濟南市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1008-5548
國內(nèi)刊號：37-1316/TU
郵發(fā)代號：24-155
發(fā)行范圍：
創(chuàng)刊時間：1994
期刊收錄：
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
期刊榮譽：
Caj-cd規(guī)范獲獎期刊
聯(lián)系方式
在當前高等工程教育中，越來越多的人們意識到，學(xué)生除了要具有扎實的專業(yè)技術(shù)知識，還必須擁有良好的團隊協(xié)作精神、系統(tǒng)分析及實際動手能力，以便適應(yīng)現(xiàn)代化工程團隊、新產(chǎn)品及新系統(tǒng)的開發(fā)需求。《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課程理論性強，又較抽象，學(xué)生在學(xué)習過程中興趣不足，普遍感覺知識難以理解和掌握，缺乏系統(tǒng)的分析思路。目前，化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)主要存在以下問題[3,6]：（1）授課主要以講授理論知識為主，學(xué)生接觸實踐環(huán)節(jié)少，缺少對學(xué)生工程能力的訓(xùn)練；（2）授課方法單一，是一種完全以教師為中心的傳授接受式教學(xué)模式，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，調(diào)度學(xué)習積極性；（3）教學(xué)中驗證性內(nèi)容偏多，設(shè)計性、綜合性和探索創(chuàng)新性實驗內(nèi)容偏少，影響學(xué)生探討問題的積極性和創(chuàng)新能力的提高；（4）知識點之間缺乏有效的銜接和延伸,不利于學(xué)生理解單元操作過程原理深層次的內(nèi)涵,更不利于掌握和應(yīng)用基礎(chǔ)知識；（5）“工程”概念模糊。化工生產(chǎn)的過程是復(fù)雜的，需要具體問題具體分析，而問題通常很難在理論學(xué)習中找到答案，缺乏實踐經(jīng)驗的學(xué)生對此就會有理論與實際相脫節(jié)的錯覺，不容易形成“工程”概念。學(xué)生工程能力的培養(yǎng)不僅在于對工業(yè)生產(chǎn)的了解、積累經(jīng)驗,更需要掌握工程科學(xué)研究方法和工程經(jīng)驗的意義，以此提高綜合運用知識和技能解決生產(chǎn)問題的能力。現(xiàn)有的化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)體系存在著各種不足和弊端，與當前社會對化工專業(yè)人才的要求尚存在一定的差距。將CDIO理念與其教學(xué)體系相結(jié)合，彌補不足之處，是解決各種弊端的有效辦法。
2《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課程中CDIO教學(xué)模式的實踐與體會
2.1轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念
在CDIO理念中，培養(yǎng)學(xué)生工程概念是一個關(guān)鍵的步驟。首先要給學(xué)生一個大工程概念，使學(xué)生從感性上認識到這門課程在整個化學(xué)工業(yè)中是解決什么問題的。教師應(yīng)參與更多的工程項目，在提升自身產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的興趣和專業(yè)能力。由于化工過程影響因素多，制約因素多以及經(jīng)驗公式與經(jīng)驗數(shù)據(jù)多，在教授的時候，需要理論聯(lián)系實際，逐步深入，突出工程設(shè)計的意識和思維過程，即強化設(shè)計型問題。這既突出了各單元操作學(xué)習的目的性、真正弄清各單元操作工程理論的來龍去脈、培養(yǎng)了學(xué)生的工程設(shè)計能力，同時又鍛煉了學(xué)生分析解決工程操作型問題的能力。另外，通過化工基礎(chǔ)的單元操作過程仿真模擬軟件，以加強書本知識與工程實際之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點。
2.2問題式驅(qū)動教學(xué)，理論聯(lián)系實際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力
與一些理論性較強的基礎(chǔ)課如高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)及物理化學(xué)等不同，《化學(xué)工程基礎(chǔ)》具有很強的實踐性，在石油、冶金、輕工、制藥等工業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。聯(lián)系生產(chǎn)實例描述化工原理對化工研究、設(shè)計和生產(chǎn)過程的指導(dǎo)作用，使學(xué)生充分認識到這門課程的重要性，激發(fā)起他們強烈的求知欲和學(xué)習興趣[7]。讓學(xué)生感到學(xué)以致用，學(xué)好它受益匪淺，從而明確學(xué)習目的，勇于克服學(xué)習中遇到的困難，取得良好的學(xué)習效果。在教學(xué)方法上，教師要明確所授課程在本專業(yè)知識結(jié)構(gòu)中的地位和作用，以及學(xué)生學(xué)習本課程應(yīng)該掌握的基本知識和能力。《化學(xué)工程基礎(chǔ)》這門課的綜合性強，涉及到多門學(xué)科，概念多，物理量多，公式多，方法多，而且計算繁雜，尤其是對課程中半理論、半經(jīng)驗公式和準數(shù)關(guān)聯(lián)式感到頭疼，學(xué)習起來不得要領(lǐng)，很多初學(xué)者普遍覺得比較難學(xué)[8]。在教學(xué)中針對這些可能出現(xiàn)的問題，要鼓勵學(xué)生提前做好預(yù)習，對將要學(xué)習的內(nèi)容有個大致了解，帶著問題學(xué)習。筆者采用每章節(jié)講授前布置一個與實際關(guān)聯(lián)的問題，章節(jié)結(jié)束后讓同學(xué)們做出自己的設(shè)計思路，這一方法大大提高了學(xué)生學(xué)習的興趣。例如，在講授流體的流動與輸送前，要求同學(xué)們分組設(shè)計一個水利設(shè)施，利用流體力學(xué)的原理，不輸入其他的外能將河水輸送到3米高的岸堤上；在講傳熱過程時，要求同學(xué)們章節(jié)結(jié)果后分組設(shè)計一個水泥高溫回轉(zhuǎn)窯保溫層的方案。另外教師在授課過程中也要有所偏重，突出重點，下一次上課之前帶領(lǐng)學(xué)生對上次課的主要內(nèi)容進行回顧和討論，使學(xué)生對每一章節(jié)的內(nèi)容串聯(lián)起來，掌握本章節(jié)的知識鏈。這樣不僅提高了教學(xué)效果，還間接培養(yǎng)了學(xué)生概括總結(jié)和自學(xué)能力。在課后復(fù)習過程中，教師也要鼓勵學(xué)生自己把公式推導(dǎo)一遍，在推導(dǎo)的過程中不知不覺加深了對知識的理解，養(yǎng)成思考和分析問題的習慣。
2.3以項目為中心的實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
為了提高學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識分析、解決實際問題的能力，我們在教學(xué)中采用以項目為導(dǎo)向的教學(xué)。項目教學(xué)是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學(xué)活動，它將學(xué)習者融入有意義的任務(wù)完成過程中，讓學(xué)生有目標地自主學(xué)習；同時要求學(xué)生通過自己的實踐進行知識建構(gòu)和技能訓(xùn)練。教師根據(jù)學(xué)生的狀況、教學(xué)目的和內(nèi)容，結(jié)合知識點，制定具有實用性的項目。按照化工開發(fā)的過程，首先提出項目任務(wù)設(shè)想，與學(xué)生一起討論項目的目標和任務(wù)。然后確定項目完成的功能，使學(xué)生帶著明確的目的汲取知識，減少學(xué)習的盲目性。隨著教學(xué)內(nèi)容的展開，教師依據(jù)綜合項目安排大部分子項目內(nèi)容的講授。最后指導(dǎo)學(xué)生以小組的形式進行項目擴展和鏈接，生成一個綜合項目。例如，在講傳熱過程和傳熱設(shè)備時，我們與同學(xué)們一起確立了一個開發(fā)項目：高溫回轉(zhuǎn)窯由于窯內(nèi)溫度往往較高（1400℃以上），且處于運動過程中，如何測量窯內(nèi)氣氛溫度并不是一件容易的事。要求通過本章節(jié)的學(xué)習設(shè)計一個測溫裝置，通過測量高溫回轉(zhuǎn)窯的表面溫度，從而探測回轉(zhuǎn)窯內(nèi)表面氣氛溫度。經(jīng)過同學(xué)們的努力，學(xué)生們運用本章節(jié)知識，成功設(shè)計了一個測溫裝置，并給出了該測量儀的測量原理和爐內(nèi)氣氛溫度的計算公式。學(xué)生們正在將該成果申報學(xué)校的課外科技創(chuàng)新活動成果獎，并且已形成實用新型專利申報書準備申報專利。通過項目為中心的實踐教學(xué)方法，不僅使學(xué)生認識到了知識是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，也加深了對講授內(nèi)容的理解和掌握，大大提升了同學(xué)們的學(xué)習興趣和成就感。
2.4以實用為導(dǎo)向的教學(xué)，加強工程實踐性，培養(yǎng)解決實際問題的能力
教學(xué)要從實用性激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)解決實際問題的能力。《化學(xué)工程基礎(chǔ)》是高校化學(xué)化工及相關(guān)專業(yè)類學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它是基礎(chǔ)理論課向工程專業(yè)課過度的橋梁。由于課程理論性強，又較抽象，加之同學(xué)們沒有工程設(shè)計和工藝管理經(jīng)驗認識，往往感覺知識難以理解和掌握，缺乏系統(tǒng)的分析思路。在教學(xué)過程中，實例可大大激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性。例如，在講授流體的流動與輸送時，組織同學(xué)們分組討論桂林遇龍河水利設(shè)施，結(jié)合本章節(jié)內(nèi)容分析該水利設(shè)施是如何利用流體輸送原理達到不輸入外能的條件下、利用河水的機械能將水輸送到2米高的岸堤上的原理。這一上世紀50年代建成的永久性水利設(shè)施大大調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性。同時我們增設(shè)開發(fā)項目，組織課堂外的競賽，按小組方式，假想自己是水利工程師，仿照桂林遇龍河水利設(shè)施提出設(shè)計方案，如何改進才能利用河水的機械能將水輸送到4米高的岸堤上。另外，通過講授江蘇昆山某公司加熱反應(yīng)器的工藝選型和操作條件選擇的實際案例，使同學(xué)們懂得了實際工作中本課程知識的實用性。通過實用為導(dǎo)向的教學(xué)，大大激發(fā)學(xué)生的興趣，也提高了解決實際問題的能力和增加了對課程知識的認識。
2.5開放創(chuàng)新型實驗的教學(xué)，培養(yǎng)動手能力和實踐能力
化工實驗是《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課程的重要組成部分，它是理論與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的重要過程，學(xué)生對這門課的掌握直接關(guān)系到實踐能力。實驗教學(xué)突出對學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，不僅僅局限于基本的實驗課程安排,更需要注入科研以及工程應(yīng)用的意識；不僅僅是動手能力，更需要全面培養(yǎng)手腦協(xié)調(diào)、手腦并用、手腦并重的實驗?zāi)芰涂茖W(xué)素質(zhì)。在CDIO執(zhí)行標準中，只有主動學(xué)習和經(jīng)驗學(xué)習方法才能有效促進專業(yè)目標的達成，才能使學(xué)生思考和解決問題的能力在教學(xué)中得到體現(xiàn)。目前，我校化學(xué)化工教研室已建起了初具規(guī)模、設(shè)備較為先進的化工實驗室,對于學(xué)生了解離心泵、板式精餾塔、填料吸收塔、換熱器和板框過濾器等化工設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)及操作特點十分有益。通過對設(shè)備的操作和儀表的使用，不僅能加深學(xué)生對化工基礎(chǔ)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，還有利于提高學(xué)生的動手能力和實踐能力，而且進一步強化了學(xué)生的工程觀念。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)是由教師先講解實驗原理、實驗步驟及注意事項，然后由學(xué)生分組進行實驗，按照固有的操作，得到預(yù)計的實驗結(jié)論，學(xué)生完全處于被動角色，實驗教學(xué)并不能達到預(yù)計的效果。在教學(xué)中，我們改變單一的教學(xué)模式，采用多層次、開放式教學(xué)，統(tǒng)籌安排實驗教學(xué)和理論教學(xué)，合理分配課時，留給學(xué)生思考的時間。通過推行選題模式，使學(xué)生組成合作團隊參與到實驗教學(xué)的設(shè)計中，讓學(xué)生自己思考、設(shè)計實驗過程，以提高學(xué)生的開發(fā)創(chuàng)造能力。開放實驗室給學(xué)生提供了獨立活動的空間，學(xué)生可以針對自己薄弱的項目進行強化練習，也可以根據(jù)自己設(shè)計的實驗方案進行實驗。教師對整個實驗不進行任何干預(yù)，只有在學(xué)生遇到問題向教師提問時，才給予必要的啟發(fā)和指導(dǎo)，實驗完成后對實驗結(jié)果和實驗報告進行審查和評估。
關(guān)鍵詞：高分子化學(xué)與物理;教學(xué)改革;科學(xué)研究;創(chuàng)新能力培養(yǎng)
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）43-0083-02
一、《高分子化學(xué)與物理》課程特點
經(jīng)過高分子科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展，高分子的理論發(fā)展與應(yīng)用已經(jīng)滲透到物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)等各個學(xué)科與領(lǐng)域，具有鮮明的學(xué)科交叉特色。高分子化學(xué)與物理的研究成果已經(jīng)進入了我們?nèi)粘Ｉ畹拿總€方面[1-6]。作為一門多學(xué)科交叉、實用性很強的學(xué)科，高分子對各個工業(yè)部門和科技領(lǐng)域的滲透作用已成為不爭的事實，所以在現(xiàn)行中國高等教育的本科專業(yè)中，如化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)、材料物理、復(fù)合材料、輕化工程、包裝工程、紡織工程、生物工程和環(huán)境工程等許多非高分子專業(yè)都將高分子相關(guān)知識作為必修課和選修課。
非本專業(yè)《高分子化學(xué)與物理》教學(xué)的側(cè)重點在于闡述現(xiàn)代高分子科學(xué)已成熟的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法，對涉及高分子科學(xué)研究前沿的理論、測試方法以及高分子的新產(chǎn)品介紹等內(nèi)容點到為止，該課程的學(xué)習為輕化工程專業(yè)學(xué)生開啟了一扇通往高分子科學(xué)的窗戶，引導(dǎo)學(xué)生了解高分子化學(xué)在高分子學(xué)科中的地位，通曉課程的主要研究對象和研究內(nèi)容，為后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習和高分子在染整中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)[1，2]。通過多年的教學(xué)實踐證實，對于輕化工程專業(yè)（染整方向）的本科生來說，《高分子化學(xué)與物理》課程教學(xué)呈現(xiàn)以下幾方面的特點。
（一）基礎(chǔ)課程，銜接不夠
對于輕化工程專業(yè)（染整方向）的本科生，高分子的學(xué)習顯得尤為重要，一方面后續(xù)課程（如《纖維化學(xué)與物理》、《染整工藝原理》和《染料化學(xué)》等）的學(xué)習必須以高分子為學(xué)科背景，另一方面大學(xué)生的生產(chǎn)實習、創(chuàng)新學(xué)分實驗、創(chuàng)新訓(xùn)練計劃和本科畢業(yè)論文等實踐性環(huán)節(jié)的開展也必須要有高分子基礎(chǔ)，因此為了讓染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理論知識和應(yīng)用，開設(shè)了《高分子化學(xué)與物理》學(xué)科平臺課程。該課程的學(xué)習必須以《有機化學(xué)》、《物理化學(xué)》和《無機化學(xué)》的課程學(xué)習為基礎(chǔ)，但江南大學(xué)輕化工程專業(yè)將《高分子化學(xué)與物理》課程設(shè)置在大二下學(xué)期，《物理化學(xué)》等課程也在此學(xué)期開設(shè)，因此課程開設(shè)時間過早，缺乏基礎(chǔ)課程的知識，建議在大三上學(xué)期開設(shè)，以期獲得較好的教學(xué)效果。
（二）內(nèi)容多、學(xué)時少，課時緊張
《高分子化學(xué)與物理》課程主要包括高分子化學(xué)和高分子物理兩個部分，其中高分子化學(xué)部分包括高分子科學(xué)的發(fā)展歷史、發(fā)展趨勢，基本概念、分類與命名、基本原理、高分子合成反應(yīng)與方法等，涉及逐步聚合、自由基聚合、離子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分則側(cè)重于高分子的結(jié)構(gòu)（如鏈結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)等）、分子運動、力學(xué)狀態(tài)與轉(zhuǎn)變，物理性能等。對于高分子專業(yè)的本科階段，通常會開設(shè)《高分子化學(xué)》和《高分子物理》兩門課程，分別在32至48學(xué)時不等;而對于輕化工程專業(yè)，只開設(shè)了《高分子化學(xué)與物理》一門課程，48學(xué)時，相對來說內(nèi)容多、課時少。在這樣的情況下，教學(xué)活動的有效開展、課程體系的完善、講授內(nèi)容的連貫與取舍等都顯得非常重要，對任課老師是一種不小的挑戰(zhàn)。
（三）注重理論，缺乏實踐
《高分子化學(xué)與物理》是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，但輕化工程專業(yè)只開設(shè)理論學(xué)習課程，沒有相關(guān)實驗課程。為了使學(xué)生能夠更好地掌握課程學(xué)習內(nèi)容，同時培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和分析、解決問題能力，提高學(xué)生的實驗技能，相應(yīng)的實驗課程的開設(shè)顯得非常迫切，能夠讓所學(xué)知識與理論在實驗中得到驗證，注重理論與實踐的結(jié)合，讓學(xué)生從最初的原料出發(fā)，選擇合適的聚合方法與聚合反應(yīng)，得到在實際生活中真正用得上的高分子產(chǎn)品。
二、教學(xué)改革舉措
針對輕化工程專業(yè)《高分子化學(xué)與物理》的課程特點，結(jié)合本校的實際情況，要求學(xué)生在理解基本概念和掌握基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上能夠了解高分子的應(yīng)用，重點培養(yǎng)他們的實踐與創(chuàng)新能力，作者經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐和摸索，總結(jié)了幾點教學(xué)改革舉措。
（一）規(guī)劃本科培養(yǎng)方案，合理調(diào)整課程設(shè)置
目前我校輕化工程專業(yè)的課程設(shè)置還存在一定的問題，建議對本科培養(yǎng)方案進行修改，在《高分子化學(xué)與物理》授課前完成《有機化學(xué)》、《物理化學(xué)》和《無機化學(xué)》等基礎(chǔ)課程的學(xué)習，這樣才能提高學(xué)生的學(xué)習效率，增強他們的學(xué)習興趣，便于更好地掌握相關(guān)理論與知識。
（二）多媒體資源課件與傳統(tǒng)板書有效結(jié)合
多媒體課件具有豐富表現(xiàn)力、良好交互性和極大共享性等特點，它可以將枯燥乏味的理論知識直觀化和形象化，能夠充分調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生學(xué)習的積極性和主動性。但在運用多媒體教學(xué)的同時也出現(xiàn)了諸如教師幾乎不寫板書，學(xué)生不記筆記等問題，嚴重影響了教與學(xué)的質(zhì)量。建議對任課教師的教學(xué)大綱、考核方式、教學(xué)難點與重點等相關(guān)教學(xué)文件進行監(jiān)督，要求授課過程中課件放映與傳統(tǒng)板書相結(jié)合，將學(xué)生上課情況、學(xué)生主動參與積極性、平時作業(yè)等與學(xué)生的最終成績掛鉤，進行綜合評定。
（三）增設(shè)實驗課程，提高學(xué)生實踐能力
《高分子化學(xué)與物理》是一門理論與實踐相結(jié)合的課程，實驗課是對理論課學(xué)習的有效補充，通過直觀的現(xiàn)象和結(jié)果驗證理論學(xué)習的真實性，幫助學(xué)生理解所學(xué)理論知識，因此實驗課的教學(xué)顯得尤為重要，建議在輕化工程專業(yè)開設(shè)實驗課程，但涉及的實驗眾多，要求任課老師充分考慮實驗的可操作性、重復(fù)性和可行性等方面，認真編寫實驗講義。此外，學(xué)校和學(xué)院應(yīng)重視實驗室配套設(shè)施建設(shè)，突破實驗教學(xué)完全依附于理論課程教學(xué)的傳統(tǒng)框架，增加啟發(fā)式實驗和創(chuàng)新性實驗所占比例額，注重驗證性實驗、啟發(fā)式實驗和創(chuàng)新性實驗有效結(jié)合，開動學(xué)生的思維，發(fā)揮學(xué)生的潛質(zhì)，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識。
（四）理論聯(lián)系實際，注重啟發(fā)式教學(xué)
《高分子化學(xué)與物理》是一門相對來說比較抽象、枯燥的課程，但它也是一門應(yīng)用性很強的課程，高分子材料用途廣泛，遍及現(xiàn)代社會生活中衣、食、住、行、用等各個方面，因而在課程講授時注重理論聯(lián)系實際，將抽象的概論、理論與實際應(yīng)用有機結(jié)合，將對課堂教學(xué)效果起到重要的促進作用。
三、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
（一）培養(yǎng)方案中開設(shè)新生研討課和專業(yè)導(dǎo)論課
為了提高學(xué)生對專業(yè)的認同感以及學(xué)生的學(xué)習興趣和熱情，可以嘗試在本科培養(yǎng)方案中針對大學(xué)新生開設(shè)新生研討課和專業(yè)導(dǎo)論課，以趣味講座和座談的方式進行專業(yè)介紹，了解專業(yè)背景，告知學(xué)生輕化工程這個專業(yè)是以化學(xué)與高分子為學(xué)科背景的，加強學(xué)科平臺課程的學(xué)習至關(guān)重要。
（二）實施學(xué)生雙導(dǎo)師制
全面推進學(xué)生雙導(dǎo)師制是確保創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要手段，企業(yè)導(dǎo)師和校內(nèi)導(dǎo)師組成課程小組，共同確定課程教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教材及承擔教學(xué)任務(wù)，使專業(yè)理論課程與行業(yè)實際需求緊密結(jié)合。
（三）強化實驗課程學(xué)習和創(chuàng)新能力培養(yǎng)
實驗課程采用自主設(shè)計實驗，在實驗大綱的規(guī)范下完成實驗要求，將驗證性實驗、啟發(fā)式實驗和創(chuàng)新性實驗有機結(jié)合。在國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目、江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目和江南大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目等資助下，實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的全參與和全覆蓋，指導(dǎo)教師從選題開始就應(yīng)該注重基礎(chǔ)理論知識在創(chuàng)新實驗中的應(yīng)用，達到學(xué)以致用的目標。
（四）強化學(xué)生的畢業(yè)論文（設(shè)計）指導(dǎo)
畢業(yè)論文（設(shè)計）是學(xué)生畢業(yè)離校前最后一個實踐性環(huán)節(jié)，也是所學(xué)基礎(chǔ)理論知識得到充分應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此可以從課題的選擇、采取的技術(shù)路線、擬采用的研究方法和達到的預(yù)期目標等方面進行合理規(guī)劃與設(shè)計，充分發(fā)揮學(xué)生所學(xué)知識與理論的應(yīng)用，提升學(xué)生運用知識的綜合能力，強化學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)。同時，輕化工程專業(yè)的畢業(yè)生中從事與高分子相關(guān)行業(yè)的人數(shù)眾多，學(xué)科交叉特色鮮明，為學(xué)生的出國深造、攻讀研究生和就業(yè)奠定堅實的高分子基礎(chǔ)。
四、結(jié)語
根據(jù)國內(nèi)外行業(yè)需求和自身特色，通過教學(xué)改革與實踐，圍繞復(fù)合型、創(chuàng)新型染整專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)目標，通過理論與實踐相結(jié)合、教學(xué)和科研相結(jié)合、校內(nèi)與校外相結(jié)合、科學(xué)素養(yǎng)與人文情懷相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，注重理論知識的傳授與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)相結(jié)合，全面提高和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性和學(xué)習興趣，為學(xué)生的學(xué)習與工作奠定堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻：
[1]徐曉冬.非高分子專業(yè)《高分子化學(xué)與物理》教學(xué)中的幾點體會[J].高分子通報，2010，（5）：74-78.
[2]劉兆麗，曹亞峰，譚鳳芝，李沅.非高分子專業(yè)高分子化學(xué)與物理教學(xué)的幾點探索[J].科教導(dǎo)刊，2013，（1）：82-83.
[3]喻湘華，鄢國平，李亮，吳江渝，郭慶中，曾小平.高分子化學(xué)與高分子物理課程教學(xué)改革與探索[J].化工時刊，2011，25（3）：68-70.
[4]胡建設(shè)，周愛娟，王宏光.高分子化學(xué)與物理實驗教學(xué)探索與實踐[J].高分子通報，2010，（5）：70-73.
[關(guān)鍵詞] CDIO；化工實踐教學(xué)；項目設(shè)計；實訓(xùn)改革
[中圖分類號]G642.4[文獻標識碼]A[文章編號]10054634（2016）060097040引言
隨著社會科技的飛速發(fā)展，化工行業(yè)對工程技術(shù)人才的要求越來越高。化學(xué)工程專業(yè)作為理工科專業(yè)之一，實施 CDIO 教育模式成為化工專業(yè)教學(xué)改革的重要方向之一[1]。化工實踐教學(xué)是化工專業(yè)課程體系中的重要組成部分，其內(nèi)容包含化工實訓(xùn)、化工仿真、化工認識實習、化工生產(chǎn)實習、本科生科研立項、專業(yè)課程設(shè)計、化學(xué)反應(yīng)工程實驗、化工原理實驗及畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)。進行化工專業(yè)實踐教學(xué)的CDIO 模式改革，不僅可以提高教學(xué)質(zhì)量，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)、創(chuàng)新意識和團隊意識，提高就業(yè)競爭力。
1基于CDIO教育理念構(gòu)建化工專業(yè)實踐教學(xué)體系按照 CDIO 工程教育模式要求，教學(xué)過程要以學(xué)生為主體，教學(xué)內(nèi)容安排設(shè)計型及綜合型內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習，提供更多的實踐動手機會[2]。基于燕山大學(xué)省級化學(xué)實驗教學(xué)示范中心的化工實踐教學(xué)體系，是按照CDIO的工程理念對實踐教學(xué)內(nèi)容重新整合設(shè)計，構(gòu)建了課程教學(xué)演示、化工仿真操作、實訓(xùn)綜合、化工設(shè)計、科研創(chuàng)新5個層次的化工實踐教學(xué)體系平臺，兼顧基礎(chǔ)性、綜合性、研究性，如圖1所示。1.1基礎(chǔ)型
基礎(chǔ)型包括教學(xué)演示和仿真操作。教學(xué)演示是使用化工設(shè)備多媒體素材庫及化工原理實驗仿真軟件， 以真實直觀的仿真界面和豐富的資料展示實際過程；仿真操作內(nèi)容使用了“聚丙烯聚合工段仿真系統(tǒng)”和“苯胺生產(chǎn)3D虛擬仿真系統(tǒng)”等仿真系統(tǒng)[3]，可以在計算機上真實地再現(xiàn)化工生產(chǎn)過程。仿真操作是學(xué)生在掌握化工產(chǎn)品的工藝流程及操作步驟的基礎(chǔ)上，用計算機模擬化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的開車、停車、正常運行及事故處理，彌補了傳統(tǒng)實習學(xué)生無法親自動手操作的不足。通過局域網(wǎng)互聯(lián)的教師站，教師可以實時修改培訓(xùn)內(nèi)容，匯總并分析學(xué)生成績等。
1.2綜合型
綜合型內(nèi)容由化工實訓(xùn)基地的多套化工實驗裝置組成，如圖 1所示，這些實驗裝置的操作幫助學(xué)生樹立工程實踐概念，使其在完成化工產(chǎn)品的生產(chǎn)操作的同時在化工過程基本原理和化工實踐之間建立起緊密聯(lián)系。例如，在“化工生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化實驗裝置”的實訓(xùn)過程中，要求學(xué)生通過仿真DCS控制系統(tǒng)進行生產(chǎn)操作，由原料乙烯、氧氣及冰醋酸經(jīng)過換熱器預(yù)熱，在氣固相管式反應(yīng)器中反應(yīng)生成產(chǎn)品醋酸乙烯酯，粗產(chǎn)品經(jīng)過水洗釜、氣液分離器分離后進入精餾塔進行精餾，得到的純醋酸乙烯酯在聚合反應(yīng)釜中發(fā)生聚合反應(yīng)得到聚醋酸乙烯酯。該項目要求學(xué)生在掌握“三傳一反”基本原理基礎(chǔ)上，學(xué)會熟練操作并完成各項工藝參數(shù)的控制。該項目的實訓(xùn)操作不僅使學(xué)生理解了氣固相催化反應(yīng)器、氣液分離器、醋酸乙烯酯精餾塔及聚合釜等化工單元設(shè)備的基本原理，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，實現(xiàn)基本理論與工程實踐的結(jié)合。
科研創(chuàng)新型主要是在化工設(shè)計和科研方面。化工設(shè)計型按照CDIO的工程理念及教育模式要求，將本科生第6學(xué)期的化工原理課程設(shè)計、第7學(xué)期的專業(yè)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)整合到一起，由點到面，從局部到整體，對學(xué)生的分析和解決問題能力、創(chuàng)新意識和團隊意識進一步訓(xùn)練。例如“丙烯腈合成工段設(shè)計”題目中，在化工原理課程設(shè)計中，要求學(xué)生在掌握化工過程基本原理后，根據(jù)老師給定的設(shè)計任務(wù)完成氨中和塔、空氣飽和塔或反應(yīng)器等某一化工單元的設(shè)計計算，而在專業(yè)課程設(shè)計中，要求學(xué)生在完成某一化工單元的設(shè)計任務(wù)基礎(chǔ)上完成丙烯腈合成工段的初步設(shè)計與計算及工藝流程圖的繪制，在畢業(yè)設(shè)計時候，則要求學(xué)生在專業(yè)課程設(shè)計基礎(chǔ)上進行完整的工藝設(shè)計，包括主要設(shè)備的工藝計算、工藝設(shè)備、原料消耗、能耗表、排出物表及帶控制點的工藝流程圖等。
科研型是鼓勵學(xué)生自主創(chuàng)新，積極參加創(chuàng)新與設(shè)計競賽等。例如，學(xué)生在教師的指導(dǎo)與帶領(lǐng)下，完成了“基于Aspen plus的聚醋酸乙烯酯生產(chǎn)工藝流程仿真及優(yōu)化”和“平推流與全混流反應(yīng)器系統(tǒng)仿真”等創(chuàng)新項目，并在由中國化工學(xué)會、中國化工教育協(xié)會、教育部高等學(xué)校化工類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會主辦的第九屆全國大學(xué)生化工設(shè)計競賽中榮獲全國二等獎、華北賽區(qū)一等獎的優(yōu)異成績。
2基于CDIO模式的化工實踐教學(xué)體系改革與實踐2.1改革實訓(xùn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力
1）課堂教學(xué)引入討論環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生工程分析能力。 按照CDIO的教育理念，課程的教學(xué)過程應(yīng)圍繞著設(shè)計項目展開。在化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)實踐過程中，分別針對課程重點內(nèi)容“均相反應(yīng)過程”和“氣固催化反應(yīng)工程”燒擄才帕肆醬翁致劭危由教師指定兩章的討論選題內(nèi)容。例如，針對“氣固催化反應(yīng)工程”中的難點“固定床反應(yīng)器計算”，要求學(xué)生在擬均相模型求解算法和Aspen Plus反應(yīng)器計算中選題，學(xué)生在討論課前需進行相關(guān)文獻資料的查閱整理，討論完后由小組派出代表進行主題發(fā)言，其他同學(xué)討論主題發(fā)言同學(xué)的意見，最后由教師進行總結(jié)。討論課使學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新能力及團結(jié)協(xié)作能力都得到了加強和鍛煉。
2）采用3D虛擬現(xiàn)實仿真，提高學(xué)生學(xué)習興趣。CDIO的教育理念倡導(dǎo)“做中學(xué)”的教學(xué)方法，讓學(xué)生在知識的學(xué)習和應(yīng)用之間形成良性互動。3D虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)[4]營造了“自主學(xué)習”的環(huán)境，學(xué)習者可以通過自身與信息環(huán)境的相互作用獲得知識與技能。在化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)實踐中[5]，使用了“苯胺生產(chǎn)3D虛擬仿真軟件”等仿真系統(tǒng)。如圖2所示，學(xué)生在掌握了苯胺生產(chǎn)的工藝流程及流化床反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在3D虛擬生產(chǎn)環(huán)境中貼近真實地體驗實際操作的感受，在激發(fā)了濃厚學(xué)習興趣的同時更深刻理解了所學(xué)的專業(yè)知識，提高了學(xué)生分析和解決生產(chǎn)操作中各種問題的能力。
2.2采用項目式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力CDIO倡導(dǎo)“基于項目的教育與學(xué)習”。在化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)實踐過程中引入了Aspen Plus工藝軟件進行三級項目設(shè)計[5]。項目要求學(xué)生結(jié)合實際問題從Aspen Plus反應(yīng)器模塊中進行選題，學(xué)生要采用類似討論課的方式分組完成反應(yīng)器的選型及計算模塊選擇、物性方法及參數(shù)的設(shè)定、計算過程和結(jié)果輸出、項目報告及答辯等工作，以答辯的形式進行驗收。
三級項目的實施為后續(xù)的專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)打下了良好的基礎(chǔ)，學(xué)生通過對反應(yīng)器模塊設(shè)計的熟練運用，掌握了分析和設(shè)計化工過程的基本技能，同時也加深了對反應(yīng)器設(shè)計基礎(chǔ)知識的理解。例如，在“乙烯法生產(chǎn)聚醋酸乙烯酯工藝設(shè)計”畢業(yè)設(shè)計題目中，學(xué)生按設(shè)計任務(wù)對氣固相催化反應(yīng)器、油水分離器、醋酸乙烯酯產(chǎn)品精餾塔、水洗釜及聚合釜等化工生產(chǎn)單元進行分析，在完成設(shè)計計算后通過操作“化工生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化實驗裝置”來驗證計算結(jié)果。此類項目設(shè)計與實施是對學(xué)生的工程設(shè)計能力和團隊協(xié)作能力的進一步提高。
2.3利用化工實踐教學(xué)平臺，培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力CDIO的含義為構(gòu)思―設(shè)計―實現(xiàn)―運作[6]。將這一理論應(yīng)用到化工實踐過程上，就是化工過程的合成、設(shè)計、分析、評估和實現(xiàn)。利用圖 1所示的綜合型化工實訓(xùn)裝置，選擇具有實際應(yīng)用背景的產(chǎn)品開發(fā)項目，企業(yè)工程技術(shù)人員和校內(nèi)教師作為指導(dǎo)教師相互協(xié)作，指導(dǎo)學(xué)生組成團隊合作完成設(shè)計案例。例如，在“聚乙烯醇合成工段工藝”設(shè)計題目案例中，以“化工生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化實驗裝置”為基礎(chǔ)進行二次開發(fā)，利用Aspen Plus工藝軟件設(shè)計了以聚醋酸乙烯酯為原料合成聚乙烯醇的工藝方案，初步完成了聚乙烯醇合成工段工藝設(shè)計計算、主要設(shè)備計算選型及工藝流程優(yōu)化等工作。
2.4成績評價體系的改革
在化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)實踐中，按照CDIO的教育理念，建立了一套完整實踐考核體系[5]，依據(jù)全程監(jiān)控的理念從7個方面進行考核，見表 1。其中，討論課、仿真操作及項目設(shè)計是考核的主要內(nèi)容，學(xué)生在鞏固反應(yīng)器基本知識的基礎(chǔ)上，又熟悉了應(yīng)用Aspen Plus軟件進行反應(yīng)器設(shè)計的基本內(nèi)容，并通過平推流和全混流反應(yīng)器的實驗操作做到了理論和實踐的結(jié)合，真正實現(xiàn)了“做中學(xué)”。期末的閉卷考試只占總成績的50%，閉卷考試分值的弱化也避免了以往學(xué)生考試突擊及作弊的現(xiàn)象。
2.5加強校企合作，突出教師工程素質(zhì)培養(yǎng)
校企合作及企業(yè)的參與是真正實現(xiàn)CDIO 工程教育模式的關(guān)鍵途徑。全方位的校企合作不僅可以實現(xiàn)化工專業(yè)實踐與科學(xué)研究、工程實際及社會應(yīng)用的有機結(jié)合，而且對教師的工程素質(zhì)的提高有很大幫助。學(xué)校和秦皇島華瀛磷酸有限公司及中國阿拉伯化肥有限公司建立了長期的合作關(guān)系，積極推進校企共建平臺建設(shè)，利用學(xué)校現(xiàn)有的科研平臺及信息資源等主動服務(wù)于企業(yè)，幫助企業(yè)解決實際問題，加大企業(yè)參c高校人才培養(yǎng)的步伐，并由企業(yè)工程技術(shù)人員和校內(nèi)教師共同指導(dǎo)學(xué)生來完成項目案例，保障實踐教學(xué)的實施。
表1化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)實踐成績評價
序號內(nèi)容比例%考核方式1出勤5簽到2作業(yè)5作業(yè)內(nèi)容及完成情況3討論10分組答辯、報告及PPT4仿真操作10仿真在線測試5項目設(shè)計10分組答辯、報告及PPT6實驗10分組操作表現(xiàn)及實驗報告7期末考試50閉卷考試3結(jié)束語
基于CDIO教育理念的化工實踐教學(xué)體系，在實踐教學(xué)的過程中效果明顯，提高了化工專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的工程創(chuàng)新能力和團隊意識。結(jié)合學(xué)校的人才培養(yǎng)和教學(xué)理念，在化工實踐教學(xué)體系構(gòu)建與實踐過程中，不斷深化CDIO工程教育改革，繼續(xù)構(gòu)思與設(shè)計以構(gòu)建實施新的人才培養(yǎng)方案。
參考文獻
[1] 顧佩華，沈民奮，李升平，等.從CDIO到EIPCDIO汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究，2008 （1）：1220.
[2] 申延明，劉東斌，樊麗輝.化學(xué)工程與工藝專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建與實踐[J].化工高等教育，2014（3）：13.
[3] 宋建爭，李建軍，張永強.化工虛擬仿真實驗教學(xué)探索與實踐[J].教學(xué)研究，2014，3（37）：107109.
[4] 夏迎春，吳重光，張貝克.現(xiàn)代化工仿真訓(xùn)練工廠[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報，2010，22（2）：370375.
[5] 李建軍，宋建爭.化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)改革探索與實踐[J].化學(xué)教育，2015（10）：5961.
[6] 查建中.工程教育改革戰(zhàn)略“CDIO”與產(chǎn)學(xué)合作和國際化[J].中國大學(xué)教學(xué)，2008（5）：1619.
Construction and exploration of chemical engineering practice system
teaching based on the concept of CDIO education
Li Jianjun，Zhang Yongqiang
（College of Environmental and Chemical Engineering，Yanshan University， Qinhuangdao 066004，China）
關(guān)鍵詞：化學(xué)工程；化工生產(chǎn)；工藝解析
化學(xué)生產(chǎn)工藝的提升有助于實現(xiàn)良好的綠色生產(chǎn)效果，減弱傳統(tǒng)化學(xué)生產(chǎn)對環(huán)境的污染和資源的大量消耗。進而營造良好的化工環(huán)境，為此化工工藝的提升在如今環(huán)境壓力不斷增大、資源浪費極為嚴重的情形下具有顯著的意義，筆者根據(jù)多年的生產(chǎn)和實踐經(jīng)驗，將在下文對化工生產(chǎn)工藝進行詳細的分析與研究。
1當前化工生產(chǎn)存在的實際問題
1.1化工生產(chǎn)效率有待提升
化工生產(chǎn)效率的低下長期以來困擾著化學(xué)工業(yè)的進步，當前諸多化工企業(yè)為了實現(xiàn)對生產(chǎn)效率的提升便采取諸多對自然環(huán)境有害的方法進行生產(chǎn)技術(shù)的革新，工藝設(shè)備的質(zhì)量和排污的能力缺失是目前諸多化工生產(chǎn)廠家在現(xiàn)實環(huán)境中遇到的問題，這種缺憾將無法在現(xiàn)實環(huán)境中提升化工生產(chǎn)效率，最終只能訴諸對生產(chǎn)時間以及排放標準的忽略而實現(xiàn)定量生產(chǎn)，長期必然造成環(huán)境壓力的增大。
1.2環(huán)境壓力進一步增大
上述提及了現(xiàn)在諸多化工生產(chǎn)廠家的實際生產(chǎn)效率較低，不注重環(huán)保生產(chǎn)的問題，而化工企業(yè)盲目擴充生產(chǎn)量，導(dǎo)致資源極速耗散、環(huán)境壓力與日俱增的問題也日漸突出和尖銳。化學(xué)工業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)附屬物大多具有有毒有害的性質(zhì)，廢氣和廢水的實際危害十分巨大，可導(dǎo)致土壤肥力喪失、霧霾加重、溫室效應(yīng)等一系列后果。而由于現(xiàn)時化學(xué)工藝的不完善導(dǎo)致實際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)缺乏控制，將會給人們的生活環(huán)境帶來極大的破壞。
2有效加強化學(xué)工程中化工生產(chǎn)工藝的分析
2.1依據(jù)實際狀況對化學(xué)反應(yīng)條件和環(huán)境進行改善
在化工生產(chǎn)中，化學(xué)反應(yīng)條件是一個極為重要的影響條件，改善化學(xué)反應(yīng)條件可以極大的促進化學(xué)反應(yīng)過程的效率并保證排放物的規(guī)模和毒性的降低，因此，在實際的化學(xué)生產(chǎn)中，務(wù)必要嚴格保證生產(chǎn)環(huán)境并在經(jīng)驗和理論的基礎(chǔ)上做到對反應(yīng)條件的合理改善，同時注重化學(xué)反應(yīng)過程中不同催化劑使用的具體要求，對于濫用催化劑或者通過提高反應(yīng)物的配比加速反應(yīng)的情況要及時制止和整頓，保證化學(xué)生產(chǎn)環(huán)節(jié)嚴格按照相關(guān)理論和條例的約束進行，以此來優(yōu)化反應(yīng)的整體效率并提升工業(yè)三廢的環(huán)保性，減輕對環(huán)境的壓力。
2.2合理處理工業(yè)廢料，促進循環(huán)利用
眾所周知，許多化學(xué)反應(yīng)之后殘余的反應(yīng)物仍然具有二次利用價值，即使在完全反應(yīng)之后變成工業(yè)廢料的反應(yīng)物也應(yīng)該遵循相關(guān)的廢物處理條例進行無害化處理，杜絕簡單的填埋和燃燒等可能加重污染的廢物料處理方式。積極利用現(xiàn)代科技尋求可以循環(huán)利用或者簡單的二次利用的方式。由于化學(xué)行業(yè)本身的特性，參與化學(xué)生產(chǎn)的工業(yè)原料本身就可能是工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)物，而相關(guān)的化工生產(chǎn)也將為之后的化學(xué)工藝服務(wù)，這就為循環(huán)利用這種發(fā)展的理念提供了良好的使用場景。未來只需要讓參與工業(yè)生產(chǎn)的工人以及相關(guān)化工產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的負責人明確工業(yè)生產(chǎn)綠色化的概念和具體措施，引導(dǎo)其在實際的工業(yè)生產(chǎn)安排過程中積極進行環(huán)保革新，促進化學(xué)生產(chǎn)工藝的進步，減少有毒有害品的排放。
2.3依據(jù)實際情況對工藝進行調(diào)整
化工生產(chǎn)所涉及到的化學(xué)反應(yīng)是極其廣泛的，但從反應(yīng)環(huán)境和條件來對其進行改善顯然是不夠的。若想從根本上提高化工生產(chǎn)的工藝，那就必須根據(jù)不同的化學(xué)反應(yīng)原理來進行不同的生產(chǎn)工藝調(diào)整，在尊重規(guī)律的前提下對化工生產(chǎn)工藝做出創(chuàng)新和提高，這種工藝的調(diào)整給予了化工生產(chǎn)綠色、節(jié)能的可能。工藝的調(diào)整是化學(xué)生產(chǎn)過程中必要的環(huán)節(jié)，由于不同時期的環(huán)保要求和化學(xué)生產(chǎn)品的不同致使化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)與普通的工業(yè)品生產(chǎn)存在較大的差異，而化學(xué)工藝的革新既有化學(xué)工業(yè)自身的特點也是順應(yīng)時代環(huán)保要求的選擇，因而不同的化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)在進行化工生產(chǎn)的過程中要明確根據(jù)不同的生產(chǎn)品類型以及可能的污染物排放水平來確定不同的工藝進行生產(chǎn)與調(diào)整，這涉及到對化工生產(chǎn)人員專業(yè)技術(shù)和知識儲備的要求，同時也是對化工生產(chǎn)工藝整體彈性能力的考量。這是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)必須具備的生產(chǎn)能力，同時也是對化工生產(chǎn)整個過程負責的表現(xiàn)。
3結(jié)語
綜上所述，我國雖然在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域取得了重要成就，但是在化工發(fā)展道路的規(guī)劃和如何同時實現(xiàn)環(huán)保與效益的現(xiàn)實問題思慮還略顯不周全，未來，我國面臨的環(huán)境壓力將不斷加大，而對化工生產(chǎn)工藝的革新是完善我國化學(xué)工業(yè)發(fā)展的必由之路，同時也是促進綠色化學(xué)的有效措施之一。
參考文獻：
[1]王玲華,凌越.化學(xué)工程中化工生產(chǎn)的工藝解析[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量,2015,33：192-193.
[2]劉軍.化學(xué)工程中化工生產(chǎn)的工藝解析[J].電子技術(shù)與軟件工程,2016,01:215.
摘要:介紹快速成型技術(shù)的原理,重點討論了與快速成型相關(guān)的技術(shù),并試圖將此技術(shù)充分應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計評價,以期縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。
關(guān)鍵詞:快速成型;RP;反求工程
引言隨著科技進步和全球市場一體化的形成,現(xiàn)在工業(yè)正面臨產(chǎn)品的生命周期越來越短的寫作論文問題,作為一種新產(chǎn)品開發(fā)的重要手段,快速成型能夠迅速將設(shè)計思想轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的現(xiàn)代先進制造技術(shù)。它為零件原型制作、新設(shè)計思想的校驗等方面提供了一種高效低成本的實現(xiàn)手段,提高產(chǎn)品研發(fā)的效率。
1快速成型技術(shù)原理在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計過程中,設(shè)計師往往希望能快速由三維CAD模型,得到產(chǎn)品的實物模型,快速成型技術(shù)可以滿足這種需求。快速成型(RapidPrototyping,RP)技術(shù)是一種基于離散/堆積成型思想的新型成型技術(shù),它根據(jù)零件或物體的三維模型數(shù)據(jù),快速、精確地制造出零件或物體的實體模型。
2關(guān)鍵技術(shù)2.1制造工藝目前,世界上已有幾十種不同的快速成型工藝方法,比較成熟的就有十余種。其中光固化成型法(StereoLithographyApparatus,SLA)、疊層實體制造法(LaminatedObjectManufactur-ing,LOM)、熔融沉積法(FusedDepositionModel-ing,FDM)、選擇性激光燒結(jié)法(SelectiveLaserSintering,SLS)和3DP(ThreeDimensionalPrintingandGluing,也稱3DPG)五種方法,在世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛。對于RP制造工藝的研究,一方面是在原有技術(shù)基礎(chǔ)上進行改進,另一方面是研究新的成型技術(shù)。新的成型方法,如三維微結(jié)構(gòu)制造、生物活性組織的工程化制造、激光三維內(nèi)割技術(shù)、層片曝光方式等。2.2成型材料成型材料是決定快速成型技術(shù)發(fā)展的基本要素之一,它直接影響到原型的精度、物理化學(xué)性能以及應(yīng)用等。與RP制造的4個目標(概念型、測試型、模具型、功能零件)相適應(yīng),使用的材料不同,概念型對材料成型精度和物理化學(xué)特性要求不高,主要要求成型速度快。如對光固化樹脂,要求較低的臨界曝光功率、較大的穿透深度和較低的粘度。測試型對于材料成型后的強度、剛度、耐溫性、抗蝕性等有一定要求,以滿足測試要求。如果用于裝配測試,則對于材料成型的精度還有一定要求。模具型要求材料適應(yīng)具體模具制造要求,如對于消失模鑄造用原型,要求材料易于去除。快速功能零件要求材料具有較好的力學(xué)性能和化學(xué)性能。從解決的方法看,一個是研究專用材料以適應(yīng)專門需要;另一個是根據(jù)用途分類,研究幾類通用材料以適應(yīng)多種需要。2.3加工精度影響成型件精度的主要因素有兩方面:一是由CAD模型轉(zhuǎn)換成STL格式文件以及隨后的切片處理所產(chǎn)生的誤差;二是成型過程中制件翹曲變形,成型后制件吸入水分,以及由于溫度和內(nèi)應(yīng)力變化等所造成的無法精確預(yù)計的變形。為了解決第一類問題,正在研制直接切片軟件和自適應(yīng)切片軟件。所謂直接切片是不將CAD模型轉(zhuǎn)換成STL格式文件,而直接對CAD模型進行切片處理,得到模型的各截面層輪廓信息,從而可以減少三角面近似化帶來的誤差,所謂自適應(yīng)切片是快速成型機能根據(jù)成型零件表面的曲率和斜率自動調(diào)整切片的厚度,從而得到高品質(zhì)的光滑表面。為解決第二類問題,正在研究、開發(fā)新的成型方法、新的成型材料及成型件表面處理方法,使成型過程中制件的翹曲變形小,成型后能長期穩(wěn)定不變形。2.4與RP技術(shù)相關(guān)軟件軟件是RP系統(tǒng)的靈魂,其中作為CAD到RP接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理軟件是其關(guān)鍵。不同CAD系統(tǒng)所采用的內(nèi)部數(shù)據(jù)格式不同,RP系統(tǒng)無法一一適從,這就要求有一種中間數(shù)據(jù)格式既便RP系統(tǒng)接受又便于不同CAD系統(tǒng)生成,STL(StereoLithography)格式應(yīng)運而生了,STL文件是用大量空間小三角形面片來近似逼近實體模型。由于STL格式具有易于轉(zhuǎn)換、表示范圍廣、分層算法簡單等特點,為大多數(shù)商用快速成形系統(tǒng)所采用,現(xiàn)己成為快速成形行業(yè)的工業(yè)標準。但是,STL模型也存在許多不足之處:2.4.1精度不足。由于STL模型用大量小三角形面片來近似逼近CAD模型表面,造成STL模型對產(chǎn)品幾何模型的描述存在精度損失,并且在對多張曲面進行三角化時,在曲面的相交處往往產(chǎn)生裂縫、孔洞、覆蓋及相鄰面片錯位等缺陷。2.4.2數(shù)據(jù)冗余度大。STL模型不包含拓撲信息,三角形面片的公用點、邊單獨存儲,數(shù)據(jù)的冗余度大。隨著網(wǎng)絡(luò)時代的到來,STL模型數(shù)據(jù)冗余大的不足也使其不利于遠程RF的數(shù)據(jù)傳輸,難以有效支持遠程制造。
3快速成型技術(shù)的應(yīng)用3.1在外觀及人機評價中的應(yīng)用新產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計階段,雖然可借助設(shè)計圖紙和計算機模擬,但并不能展現(xiàn)原型,往往難以做出正確和迅速的評價,設(shè)計師可以通過制作樣機模型達到檢驗的目的。傳統(tǒng)的模型制作中主要采用的是手工制作的方法,制作工序復(fù)雜,手工制作的樣機模型不僅工期長,而且很難達到外觀和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的精確尺寸,因而其檢查外觀及人機設(shè)計合理性的功能大打折扣。快速成型設(shè)備制作的高精度、高品質(zhì)樣機與傳統(tǒng)的手工模型相比較可以更直觀地以實物的形式把設(shè)計師的創(chuàng)意反映出來,方便產(chǎn)品的外觀造型和人機特性評價。現(xiàn)在的快速成型加工得到的成型件都是單一顏色,顏色主要由材料決定,為了對產(chǎn)品色彩外觀進行評價,有時需要手工涂色,隨著彩色成型技術(shù)的發(fā)展,這方面的問題可以解決。人機評價主要包括成型件尺寸及操作宜人性,快速成型可以很好地滿足這方面的要求。3.2在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)評價中的應(yīng)用通過快速成型制成的樣機和實際產(chǎn)品一樣是可裝配的,所以它能直觀地反映出結(jié)構(gòu)設(shè)計合理與否,安裝的難易程度,使結(jié)構(gòu)工程師可以及早發(fā)現(xiàn)和解決問題。由于模具制造的費用一般很高,比較大的模具往往價值數(shù)十萬乃至幾百萬,如果在模具開出后發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)不合理或其他問題,其損失可想而知。而應(yīng)用快速成型技術(shù)的樣機制作可以把問題解決在開出模具之前,大大提高了產(chǎn)品開發(fā)的效率。3.3與反求工程結(jié)合反求工程(ReverseEngineering,RE)也稱逆向工程,就是用一定的測量手段對實物或模型進行測量,然后根據(jù)測量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重建實物的CAD數(shù)字模型,從而實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與制造過程。對于大多數(shù)產(chǎn)品來說,可以在通用的三維CAD軟件上設(shè)計出它們的三維模型,但是由于對某些因素,如對功能、工藝、外觀等的考慮,一些零件的形狀十分復(fù)雜,很難在CAD軟件上設(shè)計出它們的實體模型,在這種情況下,可以通過對模型測量和數(shù)據(jù)處理,獲得三維實體模型。作為一種新產(chǎn)品開發(fā)以及消化、吸收先進技術(shù)的重要手段,反求工程和快速成型技術(shù)可以勝任消化外來技術(shù)成果的要求。對于已存在的實體模型,可以先通過反求工程,獲取模型的三維實體,經(jīng)過對三維模型處理后,使用快速成型技術(shù),實現(xiàn)產(chǎn)品的快速復(fù)制,縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期,大大提高產(chǎn)品的開發(fā)效率。
結(jié)束語快速成型技術(shù)可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,滿足產(chǎn)品的個性化、多樣化需求,在工業(yè)設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。但由于該技術(shù)的制作精度、強度和耐久性還不能滿足工程實際的需要,加之設(shè)備的運行及制作成本高,一定程度上制約著RP技術(shù)的普遍推廣。隨著研究的不斷深入,制約快速成型發(fā)展的因素會逐步解決,應(yīng)用領(lǐng)域會不斷得到拓展。
參考文獻
[1]孫秀英.面向RP的VRML模型瀏覽與分層研究[D].西安科技大學(xué),2006.
[2]丘宏揚,謝嘉生,劉斌.快速成型技術(shù)研究中的若干關(guān)鍵問題[J].鍛造機械,2001.
[3]徐江華,張敏.快速成型技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用[J].包裝工程,2004.
關(guān)鍵詞：化工；工藝設(shè)計；安全；設(shè)備安裝；管道
Abstract: the chemical process is designed according to the chemical process and chemical reaction, is the core of the chemical process design, chemical process design, help to ensure the safety of personnel and equipment in the production process, reduce the loss that causes because of security issues. This paper first analyzes the present situation of chemical process design, and then in detail from four aspects discusses the key points of chemical process design.
Key words: chemical industry; Process design; Safety; Equipment installation; pipeline
中圖分類號：TQ08文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
化工工藝設(shè)計的現(xiàn)狀
化工工藝往往會由于化學(xué)工業(yè)的資本密集性以及工藝失敗可能造成的巨大物資上的損失，導(dǎo)致在變革過程中遇到非常大的阻力，影響到化工工藝的發(fā)展。通過分析化學(xué)品生產(chǎn)成本的構(gòu)成，我們能夠得出基本建設(shè)的投資以及原材料占總成本的主要份額。由于裝置往往需要多年運轉(zhuǎn)，并且費用較大，在化工工藝設(shè)計中將許多已經(jīng)有五十年使用期的裝置進行改造，擴大裝置的能力，解決薄弱環(huán)節(jié)所需要的費用比一套新建的裝置要便宜很多。
按照這個趨勢進行分析，在2020所銷售的工藝設(shè)備產(chǎn)品大約有四分之三是由1999年就運轉(zhuǎn)的裝置生產(chǎn)出來的，可是由于這些老舊的生產(chǎn)裝置不具備新時代的環(huán)保要求，所以必須對其進行減少污染、擴大產(chǎn)能的改造，改善裝備的性能有助于綠色生產(chǎn)，對可持續(xù)發(fā)展也有重要作用。
化工工藝設(shè)計的要點
（一）明確化工工藝設(shè)計的分類
化工工藝設(shè)計分為概念設(shè)計、中試設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計、初步設(shè)計和施工圖設(shè)計。
1、概念設(shè)計
概念設(shè)計是一種假象設(shè)計，只是為了檢驗生產(chǎn)的條件和方式是否合理，同時確定化工工藝設(shè)計的數(shù)據(jù)，確定小試補充的內(nèi)同和中試規(guī)模以及目的。
中試設(shè)計
中試設(shè)計主要是為了檢驗小試中確定的工藝條件和方式是否合理、是否可靠，同時試制產(chǎn)品的使用性能是否過關(guān)等。中試設(shè)計的內(nèi)容和業(yè)務(wù)可以檢驗全部或者是不分，要視具體情況而定。
基礎(chǔ)設(shè)計
基礎(chǔ)設(shè)計是技術(shù)開發(fā)階段的最終研究成果，是為了提供建設(shè)生產(chǎn)設(shè)備的所有技術(shù)要點。
初步設(shè)計
初步設(shè)計是精細化工程設(shè)計的開始，初步設(shè)計產(chǎn)生初步設(shè)計說明書和總概算書，是根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計的成果和設(shè)計要求對工程在技術(shù)和經(jīng)濟上進行總體研究和計算的具體方案。初步設(shè)計的成果要滿足項目審查和施工要求，還要能達到項目招標要求，能夠獲得建廠投資。
施工圖設(shè)計
施工圖設(shè)計是根據(jù)上級部門對初步設(shè)計的審批，根據(jù)建筑要求和設(shè)備要求，將設(shè)計原則和設(shè)計方案具化為工藝布置和施工方法，并明確化，解決初步設(shè)計中出現(xiàn)或是待定的全部問題。
（二）化工工藝設(shè)計中的安全設(shè)計要點
在工藝設(shè)計中，安全問題就是指生產(chǎn)中潛在的事故隱患因素。因此，在設(shè)計的過程中，一定要提高工作人員的安全意識以及危險的識別意識，將隱患消滅于萌芽之中，并且能夠盡量避免對危險設(shè)備或者危險物品的使用，只有這樣，才能保證工藝安全高效運轉(zhuǎn)。
物料安全
化工工藝在生產(chǎn)過程中的原材料、中間產(chǎn)品與副產(chǎn)品以及產(chǎn)品和貯存中的物質(zhì)都是以不同的狀態(tài)而存在的，這些物質(zhì)都具有特殊的物化性質(zhì)，在一定狀態(tài)下可造成危害。因此，要了解和掌握對這些物質(zhì)的危險特性，而且要養(yǎng)成對其穩(wěn)定性與化學(xué)反應(yīng)以及毒性等相關(guān)的識別意識，進而能夠做出有效的評價與分析，預(yù)防危害的發(fā)生。
2、工藝路線的安全問題
往往在一種反應(yīng)中通常會涉及到幾條工藝路線，因此，在設(shè)計的的過程中應(yīng)該選用危害最低或者更安全的。在這個過程中，對于生產(chǎn)的條件以及物料都要進行充分的考慮，選用無害或者低危險的物料；在新型技術(shù)以及新設(shè)備的選用過程中要注意其三廢的排放量，并且盡量實行循環(huán)利用，降低污染。適當?shù)慕档蜕a(chǎn)過程中對生產(chǎn)條件的苛刻要求，以此來緩解劇烈反應(yīng)。
3、反應(yīng)裝置方面的安全問題
化工反應(yīng)是生產(chǎn)的核心，在化工反映的過程中也存在著很多與安全性相關(guān)的問題，有些問題甚至會造成生產(chǎn)事故，因此，在反應(yīng)裝置的設(shè)計與選用的過程中，要具備充分的科學(xué)性與合理性，并且應(yīng)該經(jīng)過嚴密的計算。由于化學(xué)反應(yīng)的種類繁多，所以在安全控制方面也存在著較大難度。在工藝設(shè)計中采用減少進料量、控制加熱速度、加大冷卻能力的方法或者采用多級反應(yīng)等相關(guān)措施。反應(yīng)器在運行的過程中，可能會由于容器的超壓而出現(xiàn)損壞或者變形，因此，必須在容器上安裝壓力釋放裝置。
4、管道方面的安全問題
通常情況下，管道輸送的物料一般都屬于易燃、易爆甚至腐蝕性與毒性較強的物品，若是管道出現(xiàn)泄漏，各種毒害物質(zhì)漏出，極易對環(huán)境造成污染，并且造成生產(chǎn)過程中的安全隱患。因此，在管道的設(shè)計中，要對于管道的材質(zhì)選擇、應(yīng)力分析以及布置方式等容易引發(fā)管道泄漏的因素進行從分的考慮，尤其是注意管道連接處和拐彎處彎頭的材料和管徑選擇，同時室內(nèi)或者室外，管道都必須盡量靠地連接。
5、電氣設(shè)計方面的安全問題
電氣設(shè)計中，應(yīng)結(jié)合工藝的要求，按照工作環(huán)境是否屬于爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境、危險程度和危險物質(zhì)狀態(tài)的不同，采取相應(yīng)的措施，防止由于電氣設(shè)備、電氣線路設(shè)計不當引起爆炸事故。
整體園區(qū)設(shè)計中的安全問題
針對我國現(xiàn)階段化工園區(qū)的特點和現(xiàn)有監(jiān)管能力嚴重滯后的現(xiàn)實，應(yīng)當設(shè)立統(tǒng)一的安全監(jiān)管和危機管理部門，創(chuàng)建完整的區(qū)域性安全生產(chǎn)標準化監(jiān)管模式，構(gòu)建政府主導(dǎo)、社會中介機構(gòu)、企業(yè)一體化的綜合管理體系。三方連帶責任追究機制和化工園區(qū)相關(guān)安全技術(shù)標準都亟待完善，最大限度地把園區(qū)安全風險控制在可接受的范圍內(nèi)。
我國化工園區(qū)建設(shè)的安全生產(chǎn)整體實施科學(xué)化、可視化、網(wǎng)絡(luò)化的解決方案，全流程、全方位支撐突發(fā)事件的綜合應(yīng)對，引領(lǐng)安全生產(chǎn)從被動應(yīng)付型向主動保障型戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。建設(shè)全過程、全方位、空間立體的企業(yè)安全生產(chǎn)系統(tǒng)，可以有效提高化工園區(qū)安全生產(chǎn)水平。
（三）設(shè)備安裝設(shè)計的要點
如果在工程設(shè)計中不夠重視設(shè)備安裝設(shè)計，或是在設(shè)備安裝設(shè)計工作上不夠細心、缺少經(jīng)驗，就會造成不必要的返工等問題，減緩施工的進度同時降低施工的質(zhì)量，這是大量的施工實踐告訴我們的經(jīng)驗。
化工工藝設(shè)計中包含著設(shè)備安裝設(shè)計，但是它往往被工藝設(shè)計人員所忽略。實際上，設(shè)備安裝設(shè)計的內(nèi)容很重要，我們必須重視它在整個工程設(shè)計中發(fā)揮的作用。
設(shè)備安裝設(shè)計包括車間設(shè)備布置、設(shè)備支架和操作臺設(shè)計、設(shè)備保溫和刷漆、設(shè)備安裝檢修和吊裝位置的設(shè)計、設(shè)備安裝施工說明五個方面。在設(shè)備安裝設(shè)計中，我們必須充分考慮設(shè)備安裝檢修的問題。例如，在設(shè)備布置時，應(yīng)當充分考慮水平運輸主干線的凈距，以保證所有設(shè)備都能運送至主干線。
總之，設(shè)備安裝設(shè)計是化工工藝中不可忽視的重要內(nèi)容，只有重視設(shè)備安裝設(shè)計，才能保證工藝設(shè)計是一個完善的設(shè)計，如果忽視設(shè)備安裝設(shè)計，就會給生產(chǎn)操作、裝置維修帶來嚴重的后果，甚至會產(chǎn)生安全生產(chǎn)問題。
（四）化工工藝設(shè)計中應(yīng)體現(xiàn)的設(shè)計理念
1、要能體現(xiàn)降低能耗
盡管在實際的設(shè)計生產(chǎn)中，很多人把能源成本當作生產(chǎn)總成本之中的一個重要部分，但是這種想法是錯誤的。將基建投資高和能量消耗大這兩個問題解決，能有效的提高生產(chǎn)效益，降低生產(chǎn)成本，減低能效和與之相關(guān)的投資課題一般來說頗為有效，比如在許多大型的分離裝置上運用超臨界流體。通過對當前資料和實際應(yīng)用的研究可以看出，一些系統(tǒng)能源費用比很多常用的技術(shù)要低，比如恒沸蒸餾以及蒸餾的獲取。降低能耗是工藝設(shè)計與研究需要重視的一部分。
2、要能體現(xiàn)降低基本建設(shè)投資
由于化學(xué)工藝屬于密集型產(chǎn)業(yè)，如果沒有化學(xué)研究上的重大成果讓主要的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝得到提升和完善，那么一般來說，要改進以及提高化學(xué)工藝設(shè)計就需要通過解決瓶頸問題、改造現(xiàn)有裝置、擴大產(chǎn)能的方式的來解決，這些方式可以有效地減少在基本建設(shè)上的投資。
3、要能體現(xiàn)改善環(huán)境行為
根據(jù)社會各界相關(guān)人士的研究得出，回收利用、減少污染源、終端處理等手段能夠解決污染的問題。從化學(xué)工藝過程上要達到減少環(huán)境污染的摸底就需要重視兩個設(shè)計戰(zhàn)略上的問題：第一個是在2020年之前再多數(shù)裝置上擴大和升級現(xiàn)有裝置；第二個是在終端處理的應(yīng)用上可能會出現(xiàn)多數(shù)機遇。而在工藝過程自身的基礎(chǔ)上改進裝置也有以下幾種方式：
（1）提高分離效率和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率達到降低損失的目的，并且減少廢料處理費來提高收益；
（2）提高化學(xué)反應(yīng)效率；
（3）運用HEN分析法減少用水量，縮小裝置的規(guī)模。在工藝過程的設(shè)計中進行水資源再次利用，將廢水量降到最低。
結(jié)語
綜上，化工工藝設(shè)計是化工生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到安全生產(chǎn)和連續(xù)生產(chǎn)，做好化工工藝各個環(huán)節(jié)的設(shè)計，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，有助于進一步提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效益。
參考文獻
[1]姚慧.化工工藝設(shè)計中的安全問題及控制[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012.10.
[2]高金吉，王峰，張雪，等.化工生產(chǎn)人工誤操作危險與可操作性分析研究[J].中國工程科學(xué)，2008.8.
[3]梁穎，張冰.石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設(shè)計研究[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，
關(guān)鍵詞：化工工藝；安全設(shè)計；危險因素；解決對策
在現(xiàn)階段的化工工藝設(shè)計過程中，對于化工工藝設(shè)計過程中的安全性越來越重視，在實踐中要對相關(guān)工藝安全設(shè)計存在的危險因素進行系統(tǒng)的分析，對其存在的問題進行探究，進而提出具有一定實踐意義的解決對策。
1化工工藝設(shè)計的主要類別
1.1概念設(shè)計
所謂的概念設(shè)計就是通過模擬具體的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備狀況開展實施的一種技術(shù)手段。概念設(shè)計一般會在設(shè)計過程中開展并實施，其主要目的就是要提升整體的工藝條件以及相關(guān)生產(chǎn)路線的合理性。
1.2中試設(shè)計
中試內(nèi)容與相關(guān)任務(wù)主要就是對小試中已經(jīng)確立的相關(guān)條件以及工藝路線進行系統(tǒng)的檢查，對于具體的產(chǎn)品進行系統(tǒng)的考核，了解其主要性能，對于具體的工藝系統(tǒng)的持續(xù)性以及可靠性進行探究，進而收集到相關(guān)工藝需求的數(shù)據(jù)，這些內(nèi)容與系列內(nèi)容可以作為整個檢驗部分，也可以對其進行部分的檢驗，具體操作要根據(jù)實際情況開展。
1.3初步設(shè)計
初步設(shè)計就是基于相關(guān)化工項目設(shè)計中的初始階段進行優(yōu)化，其主要成果為總概算書以及初步設(shè)計的說明書。主要是對相關(guān)化工工藝的設(shè)計的技術(shù)與經(jīng)濟進行計算。
1.4施工圖設(shè)計
主要就是根據(jù)相關(guān)審批意見，將初步設(shè)計過程的具體設(shè)計計劃與原則進行確定，在實踐中要基具體的操作要求，明確具體的布置以及施工方式，明確具體的方法，解決各種初步設(shè)計問題。
2化工工藝設(shè)計中的安全問題與對策
化工工藝設(shè)計中主要存在的安全問題就是在生產(chǎn)過程中存在的各種安全隱患以及一些可以造成安全損失的不穩(wěn)定要素。對此要提升對整個化工工藝設(shè)計的重視，加強對其危險意識的重視，通過科學(xué)的方式與手段，對其進行系統(tǒng)的控制，避免各種安全隱患問題的出現(xiàn)，在操作過程中，要盡可能的應(yīng)用一些具有一定安全性的工藝技術(shù)與手段，要避免危險產(chǎn)品的應(yīng)用，同時，在化工工藝設(shè)計中要采取與其相匹配的安全措施。
2.1化工工藝相關(guān)物料中存在的安全問題與控制對策
化工工藝在生產(chǎn)過程中要使用不同的原材料與半成品，這些物料應(yīng)用中都是通過各種不同狀態(tài)存在的，主要可以分為氣態(tài)、液態(tài)以及固態(tài)三種形式。在相關(guān)物質(zhì)具備特定的物質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)與特定的狀態(tài)之下，才可以判定其是否具有危害。因此，要對一些具有一定危害特征的物質(zhì)進行詳細的分析，對其具體狀態(tài)進行了解與掌握，進而了解此種物質(zhì)的穩(wěn)定性與化學(xué)反應(yīng)，對其毒性進行識別，通過科學(xué)的分析與評價，在一定程度上降低各種危險問題發(fā)生。
2.2化工工藝設(shè)計路線存在的安全問題與控制對策
化工工藝設(shè)計中的一種反應(yīng)會對多種不同的工藝路線產(chǎn)生影響，對此在相關(guān)設(shè)計過程中，要對其進行綜合考量，選擇較為合適的生產(chǎn)路線，要盡可能的將各種危害降低到最小。工藝設(shè)計要對相關(guān)物料以及生產(chǎn)條件與設(shè)施等因素進行綜合考量，要盡可能的使用一些危害相對較低的物料。同時要通過各種全新的設(shè)施與技術(shù)手段，降低廢氣、廢水以及廢渣的總排放量，要在合理范圍之內(nèi)對其進行回收時候，提升資源的最大利用率，進而避免對環(huán)境造成過度的污染。
2.3化工工藝設(shè)計中反應(yīng)設(shè)備存在的安全問題與控制對策
化工反應(yīng)是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最為關(guān)鍵的內(nèi)容，在實踐中主要就是通過各種化學(xué)反應(yīng)獲得一定的產(chǎn)物，整個過程在操作過程中存在著諸多的安全性問題，如果不足夠的重視，會導(dǎo)致各種安全事物問題的產(chǎn)生，對此在進行相關(guān)反應(yīng)設(shè)備的設(shè)計與選擇過中要進行科學(xué)的設(shè)計與分析，避免各種問題的出現(xiàn)。在相關(guān)化工設(shè)計中存在著各種不同種類的化學(xué)反應(yīng)，這也就直接給安全控制與管理問題帶來了一定的挑戰(zhàn)。同時，在化工反應(yīng)過程中也存在一定的反應(yīng)失控危機，也就是說提升對相關(guān)反應(yīng)物的整體反應(yīng)速度與熱效應(yīng)的控制，是十分重要的。
3結(jié)束語
在化工工藝設(shè)計過程中，要嚴格執(zhí)行相關(guān)法律政策，保障操作的標準性，提升整個工藝設(shè)計的安全性，加強重視，對設(shè)計方案中的漏洞與缺點進行完善，在根本上避免各種事故與問題的產(chǎn)生。熟練掌握相關(guān)設(shè)計與生產(chǎn)過程中存在的各種安全隱患，保障化工工藝的整體安全性。
作者:孟佳 單位:眾一阿美科福斯特惠勒工程有限公司寧夏分公司
參考文獻
