化學工程與工藝論文15篇(精選)
在學習、工作中,大家都嘗試過寫論文吧,論文寫作的過程是人們獲得直接經驗的過程。那么你知道一篇好的論文該怎么寫嗎?以下是小編幫大家整理的化學工程與工藝論文,僅供參考,大家一起來看看吧。

化學工程與工藝論文1
前言
進入21世紀,人類正面臨著越來越嚴重的環境危機,最突出的是人口劇增、能源日漸減少、資源瀕臨枯竭、生活廢棄物和工農業污染物正迅速惡化生態環境,使得人與自然的矛盾不斷激化。
綠色化學的設想是在化學生產過程中,不再使用有毒、有害的物質,不再產生廢物,不再處理廢物。相應的,綠色化學工程與工藝是通過改進化學的技術和方法,減少甚至完全消除對人類健康、生態環境有危害作用的化工產物,同時促進化學工業節能目標的實現。
一、綠色化學工程與工藝的開發
我國傳統的化學工程與工藝對有害污染物是滯后的被動治理,即不能根除污,并且成本很高,治標不治本。如利用煙氣除塵、脫硫,雖然達到了凈化氣體的目的,但是污染物卻轉移為廢渣、廢水。綠色化學工程與工藝的開發,則本著零排放、清潔生產的原則,從化學反應的始端著手,進而有效防止和控制污染的產生。
1.選擇、采用無毒害化學原料
原料的選擇生產化學品的源頭,同時,還決定著不同的化學生產流程和工藝。綠色化學工程與工藝的開發首要目標是不使用有毒有害的原料。為了從源頭上防止化學污染,綠色化學工程與工藝開發的原則是盡量選用可再生的自然物質作原料,如野生植物、農作物等生物質。將諸如蘆葦、木屑、樹枝等野生纖維植物以及諸如蔗渣、麥秸、稻草等農副產品的廢棄物作為原料加工為糠醛以及醇、酮、酸類化學品,用生物質氣化產生氫氣等,都是綠色原料應用的典型例子。
2.提高化學反應的選擇性
烴類選擇性氧化是一類具有強放熱性的.反應,石油化工中經常會有這種反應,其目的產物不穩定,容易進一步氧化成H2O和CO2。在各類的催化反應中,此反應的選擇性最低,有時有些產品還具有異構體形式,為了得到更多的終產物,需要使用那些選擇性高的試劑。為了降低分離產品和純化產品的難度,需要提高反應的選擇性,這樣可以降低成本,節約資源,減少環境污染。在這一方面已經有不少的科研成果,比如開發載氧能力強、選擇性好的新型催化劑,來應對不同的烴類氧化反應。
3.采用無毒無害的化學催化劑
目前,約 90 %以上的化學反應要實現工業化生產必須采用,催化劑提高其反應速率。開發新型高效、無毒無害的催化劑是綠色化學工藝的方向之一。國內外都在研發新的烷基化固相催化劑。另外,分子篩催化劑也得到了很好的開發和應用。
二、綠色化學工程與工藝在化學工業節能中的應用
綠色化學工程與工藝開始與使用,很大程度上促進了化學工業節能的實現。具體來講,目前在國內主要有以下幾方面的應用。
1.清潔生產技術的應用
清潔生產技術也被稱為無害、無毒、無廢的綠色化技術,比如先進的脫硝和脫硫技術;城市垃圾的無害化處理技術;生活垃圾制沼氣技術;高效清潔的煤氣化技術;利用風能、太陽能等自然能發電技術等等,這些都利用了清潔生產的技術。清潔生產技術包括的范圍很廣,主要有以下幾種技術:生物工程技術,這其中有細胞工程、酶工程、基因工程等等;輻射加工技術,如離子束、射線和中子束等在常溫常壓下就可以引起一些需要在高溫高壓下才能進行的反應;綠色催化技術,這里有多種催化劑,比如分子篩催化劑、相轉移催化劑等;超臨界流體技術,這里有超臨界H2O和超臨界 CO2,都能阻燃并且無毒。清潔生產技術具有許多優點,其產品清潔無毒,不管是對環境還是對人體都是安全的。
2.結合生物技術的應用
生物技術領域包括有細胞、基因、微生物和酶等的技術范疇。它在化工領域的應用主要包括兩個方面,化學仿生學和生物化工。生物酶在生物體內作為一種催化劑具有高效性和專一性,廣泛參與到生物合成的各個過程。而在化學仿生學中主要是膜化學這一領域使用到生物技術。
綠色化學工程與工藝部分采用了生物技術,使可再生資源合成化學品。早期的有機化合物原料多數直接來源于動植物,之后才發展到利用石油和煤炭作為原料。在綠色化學工程與工藝中,催化劑一般用的都是自然界中存在的酶或者是工業酶。酶與一般的化學催化劑相比,具有無污染、反應條件溫和產物性質優良等優點。比如制備丙烯酰胺,使用的是丙烯腈,換用酶催化后,能耗大幅度降低,反應完全且無副產物。
3.生產環境友好型產品
發展綠色化學工程與工藝,其目的是生產出環境友好型產品。在生活中有許多實例,比如尋找替代品來替代氟利昂,這樣可以保護大氣的臭氧層;使用可降解的塑料制品;無磷洗衣粉、清潔汽油等等。因為傳統汽油柴油給大氣帶來了嚴重污染,近年來國內外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他無污染燃料,大大減少汽車尾氣造成的污染。又如在山東推行的用二甲醚來做汽車用的燃料,二甲醚既經濟又環保,這具有很好的發展前景。巴西在生物能源的開發上取得一定成就,如使用乙醇汽油,利用甘蔗產酒精,酒精燃料已經取代了接近一半的汽油消費。另外還有H2和CO2在太陽能和電解質存在的條件下合成乙醇這一新工藝,生產過程和產品均對環境友好。
三、結束語
總之,綠色化學工程與工藝采用無毒害的溶劑、原料、催化劑等,選擇無污染、低耗、節能的化學工藝過程,應用清潔的生產技術,實現生產與環境相容,產品和生態友好。開發和應用綠色化學工藝,已成為現代化學工業的發展趨勢和前沿技術,是建設環境友好型社會,實現可持續發展的關鍵
化學工程與工藝論文2
摘要:近代的化學工業是廣泛應用現代化學理論和化工技術基礎上發展起來的一種知識密集型工業,它與科學技術和經濟發展密切相關。化學領域的科學成就是化學工業不斷創新的前提和條件。本文對化學工程與工藝特點進行一個分析。
關鍵詞:化學工業 化學工程與工藝 創造 技術 產業 專業
1 化學工程與工藝概述
化學工程,簡稱化工,是研究以化學工業為代表的,以及其他過程工業生產過程中有關化學過程與物理過程的一般原理和規律,如石油煉制工業、冶金工業、食品工業、印染工業等,并應用這些規律來解決過程及裝置開發、設計、操作等問題,它是以數學及少量的物理觀念為基礎應用于化學工業上,主要研究大規模改變物料中的化學組成及其機械和物理性質,來替生產化學品或是物料工廠提供一個反應流程設計方式。實驗研究、理論分析和科學計算已經成為當代化工研究中不可或缺的三種主要手段。
化學工程的研究領域最初只是化工單元操作,如:輸送現象(為化工學科當中“單元操作”的理論基礎)、化工熱力學輸送現象。隨著發展,后來又發展出一些新的分支,化學工程領域的分支龐大,可應用在各類化學相關領域的研究及實務上的操作,因應現代工業發展的需要,以化工的知識背景為基礎,例如半導體工業。隨計算機的快速發展,數值模擬(cfd)在化工的發展占據重要的地位。
2 化學工程與工藝專業簡介
2.1 化學工程與工藝任務。根據化學工程與工藝專業的性質,化學工程與工藝專業的任務是培養學習化學工程學與化學工藝學等方面的基本理論和基本知識,受到化學與化工實驗技能、工程實踐、計算機應用、科學研究與工程設計方法的基本訓練.具有對現有企業的生產過程進行模擬優化、革新改造,對新過程進行開發設計和對新產品進行研制的基本能力。由于涉及化工的學科和領域很多,化學工程與工藝專業除了讓學生學習一般應用化工的基本知識和基本技能外,還應該結合本地區、本行業及本校的實際情況,重點學習化工在某個或某幾個領域中的具體應用,以便形成不同高校應用化工專業的特色專業方向。
2.2 化學工程以及化學工業的一些特點。以物理學、化學和數學為基礎,并結合工業經濟基本法則,研究化工單元操作以及有關的流體力學、傳熱和傳質原理、熱力學和化學動力學等在化學工業上的應用,以指導各種過程及其設備的開發、改進和發展屬于化學工程學的內容。化學工程是隨著化學工業的大規模生產發展而形成的。化學工程包括過程動態學及控制、化工系統工程、傳遞過程、單元操作、化工熱力學、化學反應工程等方面。化學反應是化工生產的核心部分,提供過程分析和設計所需的有關基礎數據,研究傳遞過程的方向和極限,化工熱力學是單元操作和反應工程的理論基礎,它決定著產品的收率,對生產成本產生重要影響。對單元操作的研究,可用來指導各類產品的生產和化工設備的設計;傳遞過程是單元操作和反應工程的共同基礎,化學工業在新的`形勢下要求處于化學核心地位的催化技術和化學工程都必須用跨學科的戰略進行多學科的研究。動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞,這三種傳遞,實質上就是各種單元操作設備和反應裝置中進行的物理過程。
合成化學是化學學科的核心,化學家不僅發現和合成了眾多天然存在的化合物,同時也創造了大量非天然的化合物,使人類社會所有的化合物達到2230萬個(美國化學文摘1999年12月10日收錄的化合物數),并且以幾個月就有100萬個的速度發展,大量新化合物的產生是化學工業產品開發的基礎。信息技術及工程技術的進步為設備和工藝創新創造了條件,推動了化工行業的技術進步。 化學工業的生產技術和許多深度加工的產品更新換代快,要求化學工業必須不斷發展和采用先進科學技術,從而提高生產效率和經濟效益。不斷尋求技術上最先進和經濟上最合理的方法、原理、流程和設備是化學工業工藝創新追求的目標。化工新技術開發程序是一套科學的程序,它是以市場為導向、以創新為宗旨,以工業化和商業化為目的的創新過程。世界上經濟發達國家化學工業的研究開發費用、科研人員以及專利和文獻的數量都居各工業部門的前列。
3 化學工程與工藝實驗數據處理分析
傳統的化工實驗的數據處理是相當復雜的,需要花費大量的人力物力,由于化工實驗需要平行實驗,數據處理過程的重復性也非常大。借助MATLAB軟件的應用,可以使人們從大量的數據處理當中解脫出來。
化學工程與工藝專業實驗是初步了解、學習和掌握化學工程與工藝科學實驗研究方法的一個重要的實踐性環節。化工實驗的特點流程較長,規模較大,數據處理也較為復雜。因此依靠計算機處理數據會使繁瑣的數據處理過程變得簡單快捷,大大提高工作效率。數據處理是每一個化學工程實驗必不可少的步驟,也是至關重要的一個步驟。通過實驗可以建立過程模型、分析工藝技術的可行條件。但是化工實驗數據的處理往往并不是那么簡單,它需要通過復雜的數學計算,若僅僅依靠手工計算則需要花費大量的時間,而且化工實驗數據的處理量很大、重現性很高,因此應用計算機來處理實驗數據可以大大提高工作效率。化學工程與工藝專業是一個以實驗為基礎的專業學科。實驗的目的是通過有限的實驗點去尋找某一對象或某一過程中各參數之間的定量關系,從而揭示某化工過程所遵循的客觀規律。
MATLAB在化學工程與工藝實驗中的應用進行初步的嘗試。傳統的化工實驗的數據處理是相當復雜的,需要花費大量的人力物力,由于化工實驗需要平行實驗,數據處理過程的重復性也非常大。而MATLAB是一個強大的數學軟件,能夠方便地繪出各種函數圖形,一方面可以解決符號演算問題,另一方面可以解決數學中的數值計算問題。MATLAB的應用范圍非常廣,包括信號和圖像的處理、通訊、控制系統設計、測試和測量、財務建模和分析以及計算生物學等眾多應用領域。它已成為國際控制界的標準計算軟件。借助MATLAB軟件的應用,可以使人們從大量的數據處理當中解脫出來,利用MATLAB軟件編寫一個數據處理程序:只需輸入任意一組原始數據,就可以把實驗結果,數據模型以及作圖一起顯示出來。
4 結束語
21世紀世界進入資源、能源短缺的時代,解決由國家提出的節約資源對保護自然生態環境的任務,需要化學與化工學科的共同發展,社會經濟的可持續發展,我國提出轉變經濟發展模式,為此,化工教育首先要端正學生和家長對化工產生的片面認識。融合從分子水平的化學到大規模制各工程科學的寬闊視野,現代化學工程教育內容既應跨越和涵蓋整個化學和化工領域,也仍要重視工程教育的特征,強化工程實踐環節,培養學生解決復雜問題的能力,完成化學工程教育的歷史任務,探討化工與其他學科的跨學科交叉,并落實到教學實踐中,正確認識化學工程的學科范式和內涵。
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化學工程與工藝論文3
化學工程與工藝作為一門技術類專業具有著悠久的發展史,屬于化學領域當中的核心組成,是以理論為基礎經由實踐指導的化學產品研發與生產技術。簡而言之就是以化學方式對各種材料處理加工之后賦予其新的利用價值并以此實現對資源的二次利用,促進資源利用率的提升與配置的最優化。時至今日,在科學技術水平不斷提升的帶動作用下,化學工程的覆蓋范圍日漸廣闊,成為了我國國民經濟發展與科技進步的重要支撐。然而隨著近年來全球生態惡化與資源枯竭等問題的愈演愈烈,化學工程與工藝的發展備受關注,推動該領域相關技術順應時代的變革而重新定位發展方向已勢在必行。
一、化學工程與工藝特點概述
化學工程是以化學學科為基礎在工業領域的應用與延伸,關于化學學科本身的特點眾所周知,其在工業領域當中的應用成就了化學工程與工藝學科的獨立性,并且憑借著化學屬性得以在諸多工業領域不斷擴大著覆蓋范圍,專業性質越發寬泛,包括化工材料、生物工程、食品加工、冶煉、印刷與制藥等等。
就化工生產的特點來講,核心環節在于化學反應,這就需要涉及生產效率、生產質量、原材料的應用、副產品的回收、節能降耗以及環境污染的防治等。可見,保證高生產率、節能、低污染與低消耗才是化學工程與工藝發展的應然選擇。
二、化學工程與工藝對生態環境的影響
化學工程與工藝水平,直接關系著工業化發展態勢,作為具有鮮明工業化特色的專業學科,其全面涵蓋了所有與化學相關的領域。在全球化發展的新時代,可持續發展戰略成為了全世界的發展目標,環境保護理念逐漸深化,對人們的生活態度產生了深遠的影響。低水平的化學工程工藝對于環境污染與資源消耗的負面沖擊不言而喻,也就是說化學工程工于對于生態環境有著直接的影響,并且這種影響還會伴隨著工業化進程的深入而快速發展。為此,各個國家都開始試圖探索提高化學工程與工藝水平提升的創新之路,以拒絕科技的發展用以犧牲環境為代價。如此也就對當代化學工程與工藝發展趨勢指引了新的方向,需要整個化學界不斷深入在此領域的理論和實踐研究。
三、新時代背景下化學工程與工藝發展的趨勢
(一)自動化
就化學工程的學科特點來看,其屬于化工行業的.一級學科,所研究的項目包括能量傳遞、化學反應、物質分離以及運行優化等等,憑借這些屬性,化學工程成為了工業行業的重要基
礎。與此同時,化學工程工藝作為微觀層面的化學加工技術,只有工藝水平不斷提升,才能推動化學工程的與時俱進。在新時代背景下,工業化范圍不斷擴大,工業化的現代化發展也成為當代社會的重要趨向。為此,化學工程與工藝的發展也應當致力于探尋現代化路徑,通過多學科的交叉與融合不斷推動化學工程與工藝的自動化,以此提升工藝流程的質量、效率和穩定性,確保現代化學工業的精細化與規模化。
(二)綠色化
化學工程與工藝的綠色化發展趨勢,是新時代背景下滿足生態需求服務于節能降耗生態理念的必要舉措。長期以來,受到化學工程與工藝技術水平等諸多方面的限制,致使化學工業對于環境的污染較為嚴重,資源的消耗也一度過量,雖然科學技術水平不斷提升,但生態環境的犧牲直到新時期才引起更多地重視。為此,可持續發展理論的普及與深化,要求當代化學工程與工藝要致力于不斷增強環保技術,最大程度降低資源消耗并減少對于生態環境的污染,在工業生產進程中逐步淘汰一些有害化學物質,包括原材料和催化劑等等。最終實現從源頭上防止污染物的產生,并提升對化學工業廢物的回收與利用率。
(三)創新化
化學工程與工藝的現代化發展,需要依賴于相關技術的不斷創新。時至今日,一些新的相關研究成果已經形成且投入生產應用,包括化學工程分離工藝和膜分離技術等。具體而言,相關創新技術目前以蒸餾法為主,理論與實踐研究成果較為豐厚,但生產效率方面依然存在巨大的提升空間,包括生產流程、技術和設備等等。另外膜分離技術的應用范圍也相對較廣,隨著其諸多優勢的凸顯,被越來越多學者視為是化學工程與工藝創新發展的一大成果。除此之外更多的創新發展方向,依然有待更多更深入地研究。
四、結語
綜上所述,化學工程與工藝同生態環境息息相關,在全球化新時代背景下,化學工程與工藝的發展必須要在不斷提高技術水平的同時密切配合資源節約與環境保護實踐,切實將可持續發展理論實為核心原則,通過技術的創新推進化學工藝朝向自動化、智能化、生態化和綠色化發展,明確定位,為科技與環境之間的和諧共進助力。
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化學工程與工藝論文4
一、化學工程與工藝教學的依據
化學工程與工藝教學必須要加強學生的各主面的全面發展,讓學生更好的為社會的發展做出貢獻就需要從化學工程與工藝的生產實踐進行的出發,不斷的提高學生的各方面能力,把學生的生產能力與各方面的工程管理能力進行較好的提高。努力把學生培養成為獨中擋一面的全面復型人才。
高校的課程制定通常可以影響學生在學習過程中的能力發展方向,所以很多高校為了可以讓學生能夠更好的適應社會的發展,開始根據社會的需求對教學方向進行調整。充分全面的考慮到社會人文方面的發展與社會的需求二方面的結合。制定出學生德、智、美、體等方面的全面發展,形成符合社會需求的人才培養方略。高校的人才培養方案包括,優化教學知識與內容,根據社會變化及時的調整教學的內容,有效的減少不必要的教材重復內容,在教科書里要突出重點的前沿知識,并根據化學工程的需求拓展涉及到化學工程的其他學科內容。對人才的培養,不止僅限于知識的培養,而且要突出人才本身的其他各方面的素質提高。在實踐的`教學過程中,要打破其他各方面的限制,把人才品格與意志的培養當成教學過程中的重要內容進行教學實踐。人才意志與修養的提高,可以讓人才在今后的從業過程中,憑著這些優秀的品格,有效的克服從業中所受到的困難與問題。
與此同時,對人才的培養要結合現代新型的多媒體教學,新型的教學形式不再僅限于單純的課堂教學,而且要集學生的音像教學,實驗室教學為一體的教學模式對學生進行各方面知識的全面提高。高校必須要打破常規的課堂教學,更加重視對學生的動力能力培養,提高學生的實驗能力。培養學生對化學工程學習的積極主動性。
二、化學工程與工藝教學的創新
高校為了更好的實現課程的創新優化,很多高校開始把教學基地與教學內容進行合理的分配,形為更加科學是合理的化學工程人才培養策略。優秀的化學人才必須要對化學基礎知識進行全面有效的掌握,專業課程的學習以及學生的創新實踐能力都是高校對學生進行培養的重要教學內容。越來越多的高校開始把化學工程與工藝教學的創新形成更為有效的教學目標。高校開展特色教學形式,綜合提高學生的除化學工程與工藝專業以外的其他學科的綜合學習成績。
1、提高學生的綜合素質
高校應該對學生的德智美體做出更高的要求,開展化學工程專業學生更好的對計算機、思想道德等做出更好的提高。提高學生除化學專業以外的其他綜合素養。對學生進行思想道德建設,是把學生培養成為有道德、有能力的人才的必經之路。除之之外,培養學生的體能,把學生培養成為具有高尚品格的人才。加強學生的專業課程的教學基本,化學專業課的學生必須要對化學專業具有較高的掌握程度,對化學的各個基礎科目具有熟練的掌握與實踐的應用能力。化學工程的學生必須要對化學的學課具有較高的理論知識了解與熟練,學生只有對本專業的知識內容具有一定的掌握,才能夠更好的把涉及化學相關的知識內容進行拓展。化學學科的實驗室操作能力與實習實踐也是要通過學生的化學理論知識的掌握而進行有效而全面的實現的。
2、理論與實踐相結合的教學創新
中國當前的高校很難做到理論與實踐的有機結合,很多高校要么重視理論輕視實踐,要么重視實踐卻在理論教學上有所輕視。所以高校做到理論與實踐相結合的教學是更好的提高學生各方面能力的有效保障。特色教學成為近年來被許多高校所提倡,所謂的特色教學就是高校大大的提高學生的化學理論知識與動手能力,同時學生自身具有較好的創新意識與創新能力。開設化學工程與工藝專業的選修課程,開展學生除化學專業以外的涉及其他課程的學習。注重對學生的個性培養與素質的提高,對學生的各方面素質進行全面的培養。滿足學生的多方面的培養,高校把課程進行多模塊的分列,這樣一來,才能夠給學生更好的知識增長。滿足學生的個性化發展,根據學生的興趣選修,形成自由學習、自主學習的良好氛圍。
化學人才最終必將走出校園融入社會的化學工程的生產過程中去,所以更好的豐富學生的理論知識,以及學生在校時的化學實踐的動手能力,可以幫助學生在進入社會之后的工作形成較大的幫助。化學工程專業的學生還必須具備較高的計算機操作能力與英語閱讀能力,化學工程在實際的生產操作過程中,離不開計算機的輔助應用,以及學生通過英語掌握能力更好的了解更多的化學工程知識。(本文作者:宋斌 單位:西北民族大學化工學院)
化學工程與工藝論文5
1、發酵工程的分析
所謂多場分布,就是指發酵生物反應器中受到的多種物理因素影響,導致反應器內基質、產物等在濃度和溫度上發生改變,從而對反應速率產生極大的影響,這些物理因素即為溫度分布、速度分布和濃度分布。以發酵液中的反應為例,其反應的最終結果都與這些多場分布因素有關,如氧的傳質速率、菌絲團以及菌體的內反應組分傳質,還有固定化酶等等,都是主要的影響因素。在很多情況下,這些影響因素在影響反應過程的同時,還會起到主導反應的作用,即為發酵罐內反應的控制環節。所以,在發酵罐中的各項反應中,傳遞特性的作用十分關鍵,它的研究對于發酵罐內化學工程的研究來說具有良好的現實意義,并且為以后的發酵過程控制理論的完善奠定了基礎。
2、乙醇提純工藝中所涉及的化學工程問題
乙醇提純的主要工藝方法在進行乙醇的發酵工藝時,水是反應中必須要產生的物質之一,于是乙醇的提純工藝就落到了水與乙醇的分離工藝上。基于化學原理上分析,這種提純工藝可以采用精餾法,可以采用吸附法、共沸精餾、萃取精餾,也可以采用滲透氣化膜分離法等等。一般來說,乙醇在發酵液中的質量分數在5%到12%之間,但是工業用乙醇的質量分數卻在90%以上,那么這就給乙醇的提純工藝提出了一定的挑戰,采用傳統的精餾方法已經無法滿足工業的要求。
由此,可以將發酵液中的乙醇混合物分兩步進行提純,首先,利用普通的精餾提純方法得到質量分數為92、4%的乙醇,然后再利用萃取、共沸、吸附等精餾方法得到高純度的工業乙醇。精餾這種乙醇提純方法已經發展多年,其工藝與流程也比較成熟,然而在這種精餾過程中由于產生很高的熱量,造成的能耗很高,并且在此過程中對于回流的要求也越來越高,大大增加了精餾成本。綜上,在傳統的乙醇提純工藝上還具有很大的發展與創新空間,可以從設備配置、生產效率以及工程理論上進一步研究,得出更適合現代工業發展的`有效方法。
目前,這種工藝方法已經有所突破,如分類與反應過程耦合的方法,就是創新的代表。在燃料乙醇方面,乙醇的純化可以采用的方法為多塔精餾,同時結合向乙醇混合液中增加原有體系分離因子的萃取精餾等,也可以利用膜蒸發分離的辦法,其優點是降低能耗,避免污染環境。此外,吸附的辦法在燃料乙醇純化工藝中還沒有很成熟的使用,需要進一步的探討。現階段,燃料乙醇生產工藝的研究,主要集中于單一操作過程,如吸附脫水共沸物、滲透蒸發、萃取精餾等,將這些單一過程組合研究的文章不多。實際的燃料乙醇純化研究中,計算機仿真的應用開始不斷增多,它在進行不同單元組合的反應規律研究上十分有利。
此外人工智能方面在乙醇純化工程模擬中也有很多的應用,對于條件限定后的每個單元操作以及分離流程耦合的篩選等都是工程模擬中的主要內容。由此可見,流程組合的研究已經上升到計算機時代,不再需要傳統的憑經驗進行流程與工藝的確定了。
3、生物發酵反應與分離耦合反應
就目前的燃料乙醇工藝研究而言,主要為基礎研究工作,如過程放大、生物反應與分析過程耦合、流程創新、工藝流程創新等。生物發酵反應與分離耦合。不是兩者的簡單結合,而是一種流程耦合,屬于一種創新的技術和理論。如果化學反應結束后就可以直接得到產品,那么反應過程就是相應的過程,而在工程上所說的反應過程則是綜合性的過程,包括方法、設備以及問題處理的過程。這其中形成了分離工程,利用能量與物質的傳遞、化學反應以及流體力學等相關知識,由此說明耦合問題可以進行,并且能夠完成相關問題的解決,并且可以將生物發酵看作是耦合過程,用于提高發酵與分離效率,這種方法大大促進了燃料乙醇工藝的發展。它利用了工藝改善,采用了創新的方法,實現了工藝過程最優化,這是化學工程發展的最新契機,多場耦合的研究意義重大,為未來的發展與進步指明了方向。
4、結語
燃料乙醇過程的進展取決于多種因素,其中最為重要的因素之一就是在此過程中存在的流體流動、質量傳遞、發酵生物化學反應以及熱量傳遞等。發酵工程的未來研究方向,應該從傳統的工藝本身研究抽身而出,致力于同步糖化發酵背后的一些工程問題,并且開始采用創新的多尺度問題研究方式,同時結合人工智能、新型分離發酵裝置等,利用多場耦合,開辟燃料乙醇領域進展的新篇章。與此同時,在未來的化學工程學理論研究上,也應該加大對生物反應工程、流程創新以及工程放大的理論研究,將經驗上升為理論。
化學工程與工藝論文6
自1994年我校開設化學工程與工藝專業以來,十多年間,我校化工專業蓬勃發展,培養了千余名合格的畢業生。我校化工專業分兩個專業方向培養,分別是煤化工專業方向和高分子化工方向,大三第二學期由同學們自愿選報專業方向。據統計,報高分子化工專業方向的學生不足11%,為了了解同學們的想法,我們對學生進行了一次問卷調查,調查結果顯示,同學們選擇專業方向的主要依據是考慮到就業的便利。近年來我國,尤其是西部,陜西、山西、寧夏等地煤化工行業較熱,結合我院生學來源,超過一半的學生在考慮就業時傾向回原籍工作,于是參照往屆同學的經驗,大多選擇了煤化工方向,無暇顧及到自身的興趣。
不少同學對這兩個方向都不甚了解,對我國化工行業了解甚少,選報哪個方向都無所謂。還有相當一部分學生反映對專業的培養計劃不了解,培養計劃在實施過程中課程的設置和安排不盡合理,課程安排有前松后緊的現象。這些不解和困惑都在很大程度上影響到同學們的學習熱情,從側面反映出我校化學工程與工藝專業建設上亟待解決一些問題。
基于以上分析,我認為我校要培養滿足市場需求的化工專業人才應該從下面幾點來開展工作。
1、調整培養計劃,進行培養規范的整體設計
專業規范對提高高等教育質量具有重要的現實意義,它是高等學校以專業人才培養模式改革研究為基礎,在改革實踐過程中對有關專業的課程體系、知識體系、實踐教學體系和相應的參考指標進行整體設計,專業規范對專業人才設定培養規格,擬定培養目標。在高等院校進行教育教學改革過程中,對人才培養規范進行整體設計,是開展專業建設與深化改革的重要入手點[1]。
應對當前的就業形勢,制定化工專業的專業規范非常有必要。自1999年以來,高校外延發展迅速,新增高校、新增專業多了,人才培養難度更大,要求更高。另外,高等教育大眾化階段教育質量呈多元化,亟需制定專業規范,一般高校工科專業人才培養規格的定位決定了人才培養模式的基本框架。
2、加速進行我校化學工程與工藝專業的認證工作
化學工業是國民經濟的支柱性行業,為了讓高校能更好的為社會服務,高等院校為化工行業提供主要人力資源,教育部自20xx年啟動了化工專業認證試點工作,目前已有6個專業點進行了試點工作[2]。化工行業對人才的評價標準和要求,主要體現在以下幾個方面:
(1)有良好的職業道德,了解本行業的相關法律法規,體現出較好的人文素養。
(2)數學、自然科學基礎較好,工程基礎知識扎實,掌握一定的經濟管理知識;掌握化學工程、化學工藝學科的基本理論、基本知識,了解本專業的前沿發展現狀和趨勢;具備運用現代信息技術獲取專業信息的能力。
(3)具備化學與化工實驗技能,有工程實踐經歷,具備計算機應用能力,接受過科學研究與工程設計方法的基本訓練,能夠運用所學知識和技術手段分析并解決工程問題。
(4)具有較強的組織管理能力,表達流利,人際交往能力突出,有較強的團隊協作精神。
(5)具有終身學習能力和國際視野。與以上標準相對照,我校在培養化工人才方面還存在著明顯的缺陷和不足。還有很多工作要做。
結合行業要求分析,我校化工專業目前存在的問題主要有:
(1)教師隊伍中普遍經歷單一,缺乏工程師經歷。
(2)實踐教學環節不完善,學生工程實踐能力較弱,創新創業能力不足,學校與工業界聯系不夠緊密。
(3)缺乏對學生的團隊精神的系統訓練。
(4)畢業生的調查與跟蹤機制不夠完善等。除此之外,缺乏科學的學生考評機制,缺乏畢業生跟蹤與反饋體系。因此要針對這些問題,以專業認證為契機,有目的的開展工作。
3、靈活設定培養方向
專業方向的設置是高校人才培養的基礎,開設什么樣的專業方向,關系到培養什么樣的專業人才,培養出來的人才是否符合社會的需求,這個問題關系到一個專業的前途命運。在充分利用我校資源的同時,在專業方向設置上體現差異,強化特色,做到以質量求生存,以特色求發展。在開設專業方向的問題上,要避免與周圍同區域、同等水平的院校趨同,以減少資源的浪費,避免在人才培養上出現重復和過度競爭,充分體現差異[3]。
4、優化各級結構,提高培養質量
當前,大學生畢業后難就業已經成為社會主要關注的問題,也是每所高校所面臨的最為嚴峻的挑戰。要解決這個問題除了國家宏觀上的一些制度和政策的支持外,高校還應該根據市場所需人才,有針對性的`提高培養質量。提高培養質量,既要從宏觀上把握高等教育的結構,明確學校、院系和學科的定位,滿足地方經濟社會的發展對高等教育的要求,另外,要從微觀上、從學校本身把握高等教育的內部結構,理順專業結構、學科結構與理論結構,使我們培養的人才和社會需求相一致[4]。
我國的高等教育逐漸從精英教育轉向大眾化教育階段,大學之間的功能也由以前的趨同轉向為逐漸分化,這就使得學校的專業定位顯得尤為重要。我校化工專業應根據主要生源地的用人需求,將培養的方向和層次準確定位,針對培養什么樣規格的人才,滿足哪些領域的社會需求等這些問題開展廣泛的研究,謹慎決定。此外,認真處理好專業建設中適應與對口的關系,在一般的學校,學生是直接面對市場就業的,應該將專業設置得窄一點,對口性更強一點[4]。
通過以上論述可以看出,要想擴大我校化工專業在西部地區的辦學影響力,還需要我們多了解學生的思想動態,提升認識水平,根據市場的需求,提高培養質量,能夠很好的在地方經濟建設中發揮主要作用,扎扎實實做好專業建設工作。相信在不遠的將來,我校化學工程與工藝專業一定會成為西部最具影響力的王牌專業,為我國化工行業培養出更優秀的人才。
化學工程與工藝論文7
摘要:隨著社會經濟的不斷提升,環境污染現象也逐漸嚴重。化工行業的發展也與人們的日常生活息息相關,而且對人們的生活環境也有著重大的影響。化學工程節能中的綠色化學工程工藝對資源的合理利用、環境的保護都有著極大的促進作用,也是未來化學行業發展應該實現的目標。
關鍵詞:化學工程、綠色化學、工程工藝
引言:
在化學工程中,使用清潔生產技術、利用生物技術和創造環境友好型產品是促進綠色化工實現的重要途徑,能夠有效的解決當今生活中的能源短缺、環境污染等問題。節能環保能夠更好的保護環境,實現人類與自然環境和諧相處,將不可再生資源發揮出最大限度的積極作用。
1 綠色化學工程工藝的簡介
綠色化學工程工藝又稱為環境無害化學,是利用化學反應來防止環境污染的一門學科領域。它的研究目的就是利用一系列的原理和方法降低或者去除化學工程中化學產品的設計、制造與應用當中產生的有毒有害物質,使化學產品在生產的過程中更具有環保的性能。所以綠色化學工程工藝也可以降低對人類身體健康的危害,在整個生產反應過程中都處于一個無害化工過程,所以也被稱為綠色化工。
綠色化學工程工藝在全世界的使用范圍內都取得了顯著的成績,主要表現在進行化學反應過程中會從源頭上就減少對污染物的生產和反應,而不是污染物或者廢棄物產生之后在進行凈化處理。化學產品在進行綠色環保設計中,也會做到將原材料的利用率實現最大化,減少不可再生資源的使用。化學產品在進行分析時候,主要是對生產效率的同時使用,降低原料和產品的有毒性。它還可以在化學產品生產過程中將有毒物質利用溶劑進行析出,盡量選擇使用無害產品。
2 綠色化學工程工藝的積極作用
2.1 清潔生產技術
清潔生產技術就是一種無毒無害的生產技術,這是一種綠色的化學工業技術,隨著工藝的不斷發展和完善,已經在人們的實際生活中有了很多領域的應用,涉及的范圍也比較廣。不僅涉及到了生物工程技術的應用范圍,更是涉及到了輻射加工技術和綠色催化技術的應用,都具有了很明顯的效果。所以這種清潔生產技術的應用,在很多的生活領域都實現了環保節能的保護效果。
2.2 環境友好型產品
環境友好型產品對于綠色化學工程工藝具有很大的促進作用,在如今的生活生產中也得到了很多實際實例的使用。例如像空調制冷過程中一般都會涉及到氟利昂的使用,但是眾所周知氟利昂在大量使用后會對大氣中的臭氧層造成一定的影響,臭氧層一旦受到影響,紫外線就會穿過云層直接照射到地球的表面,而地球表面的`溫度就會直線上升,容易造成全球氣候變暖的情況出現。現如今世界的很多地區都已經出現了氣候變暖,海平面升高,很多沿海城市都已經被侵蝕等現象。所以在空調制冷過程中,就要不斷地尋找替代氟利昂的產品,這樣才能有效的推動節能環保的實施。例如無磷洗衣粉的使用就能夠減少對水資源的污染,使水資源可以進行重復使用,也降低了對人體的傷害。這些產品的使用都是綠色化學工程工藝具體表現在實際生活中的事例,表明環境友好型產品是實現綠色化學工藝的重要保障,也促使了我國化學行業的進步。
3 綠色化學工程與工藝的開發
3.1 采用綠色化學原料
在進行綠色化學工程工藝的生產過程中,最重要的一個影響因素是原材料的選擇。在傳統的化學工藝生產過程中,通常使用的原材料大多都是不可再生的資源能源,所以我國的不再生能源才會大量的消耗。環境污染的現象也逐漸嚴重,污染物的排放量也大幅上升,最終導致我國環境污染現象日益嚴重。所以在今后的化學工程開發中,要逐漸開始運用一些綠色環保、可再生的資源進行化學反應,例如蘆葦的使用,就可以促使在化學反應中轉化為酮、醇以及酸類多種類型的綠色環保化學產品。在整個化學轉化過程中,這種原材料既會產生一定含量的氫氣,也不會生成帶有有毒物質的化學產品。所以在今后的化工工程生產過程中,綠色化學原料就需要得到廣泛的使用。
3.2 強化化學反應的選擇
烴類化學元素的在進行選擇性氧化時會產生較強的放熱反應,在石油化工生產過程中也會經常使用到。但是在化學反應的生產過程中化學物有時會出現不穩定的狀態,很容易被進一步的氧化,會產出二氧化碳和水分子。所以在很多化學反應中,這種類型的化學反應通常不會被使用到其中,因為有時候生成物中還會存在分異結構,就不會得到最終的產物。為了使化學工程的生產的過程更加簡單化,一般會使用選擇性較高的試劑來進行化學工藝的生產。因此還需要不斷加強對于化學反應的強化和選擇,使化學反應具有很強的實用性,例如一些載氧能力較高、新型的催化劑等,都可以使烴類在化學反應和生產過程中產生不同的效果。
4 結語:
本文講述了通過采用綠色化學原料、強化化學反應的選擇、使用無毒無害催化原料和應用綠色化學工程工藝來實現節能綠色化學工藝的開發。使整個化工生產過程都保持在低碳環保的環境中,即使是最終排放的廢料也是一種能夠與清潔生產技術相融合的產物,讓整個化工生產過程都能與自然環境融為一體,不斷地促進人與自然的協調發展與共存。
參考文獻:
[1]李冬海.化學工程節能中綠色化學工程工藝的促進作用[J].建筑工程技術與設計,20xx,(10):327-327.
化學工程與工藝論文8
1發酵過程中的化學工程問題
1.1動力學與放大問題
乙醇發酵過程前期主要的活動內容是乙醇原料的液化、糖化等,在初期階段結束以后進入到乙醇的應用特性控制階段。這一階段解決的主要問題是其發酵反應的動力學問題,也就是發酵反應能否繼續下去的關鍵問題,主要包括有兩個層次,一是本征動力學,主要是指從一種物質形式的本質屬性出發對發酵生物反應固有速率的研究;二是宏觀動力學,主要是從乙醇制備的反應器整體角度出發,充分考慮反應器中原料物質之間的能量傳遞情況的動力學研究。其中酶催化反應是應用最廣泛的一種動力學模型。
1.2發酵罐多場問題
在具體的乙醇發酵過程中發酵罐是發酵功能實現的主要設備,而乙醇的發酵過程是一個復雜的過程,發酵過程中受各種因素的影響,溫度、濃度等各種反應特性的傳遞會受到限制,從而在罐內形成不同的反應場,這種不規則分布的反應場會對反應的正常進行產生影響,例如對氧在發酵液中的傳遞速度、固定化酶傳播等反應應有的過程產生影響,進而影響發酵反應的質量。但是正是發酵罐中的這種多場現象,為研究人員提供了干預發酵罐中發酵反應的契機,通過對反應罐中多場化現象的研究和有效利用,可以實現對乙醇發酵過程的人工干預,為乙醇質量的提升奠定了基礎。
2提純過程中的化學工程問題
使用發酵方法制作乙醇制得的`發酵液中,乙醇的含量較低,通常情況下只有5%到12%之間,這種濃度的乙醇是無法用作燃料的,所以在乙醇發酵工作完成后對乙醇溶液進行提純是一個必要的環節。當前應用最廣泛的乙醇提純技術是蒸餾技術,通過精蒸餾的方法將乙醇中的水分有效排出,通常情況下使用這種提純技術只能將乙醇的含量提升到90%左右,在這種純度基礎上再使用蒸餾技術進行提純,其提純效率已經極低。所以為了保證乙醇溶液實現有效的工業應用,應該使用綜合提純方法對其進行提純,提純活動中首先以精蒸技術對乙醇溶液進行粗提純,在提純形成的90%乙醇溶液基礎上再應用萃取、共沸和吸附等精提純工藝做進一步提純,形成工業應用需求的相應濃度乙醇產品。
3生物發酵反應與分離過程的耦合
從乙醇發酵工藝角度來看,現代乙醇制作工藝研究的內容還是一些基礎性的內容,涉及到乙醇制作的具體工藝步驟,而生物發酵反應與分離的耦合并不是一種單純的乙醇發酵制作工藝的完善,而是從乙醇制造整體角度出發對乙醇制造過程中的能量傳遞和化學反應的優化。從當前的乙醇制備角度來看乙醇制造存在著一個乙醇分離和提純的過程,這兩個過程的分離導致了整個制備過程制備資源和能量的浪費,如果能夠將乙醇的分離過程和提純過程結合在一起,也就是說提升發酵分離過程產生的乙醇溶液濃度,就能夠減少乙醇提純過程的負擔,甚至可以實現化學反應結束以后直接制得符合濃度要求乙醇的目標。這種生物發酵反應與分離過程的耦合極大的提升了乙醇制備的效率,是乙醇制備工藝發展的未來技術。
4結語
燃料乙醇是當前實用性崔強的清潔能源技術形式,其制備工藝的發展對我國能源危機的化解、能源結構的優化具有鮮明的現實意義。本文從發酵過程中的化學工程問題、提純過程中的化學工程問題和生物發酵反應與分離過程的耦合三個角度對這一問題進行了簡要分析,認為當前燃料乙醇技術存在的主要問題集中在發酵反應過程的控制、分離提純技術的應用兩個方面,針對這一問題應該從乙醇制備的整體角度出發,切實將發酵過程與提純過程結合在一起,從二者耦合的層面出發去解決。
化學工程與工藝論文9
1我校化學工程與工藝專業的招生就業形勢分析
我們對我校化學工程與工藝專業近五年來的招生率和就業率進行了統計和分析。近5年來的第一志愿的平均報考率約為26%,就業率約為95%。低的報考率說明學生對該專業的認識不足或缺乏興趣和自信,而高的就業率說明化工行業對該專業的需求量較大。從生源的招生率來看,重慶的約占65%,外地約占35%。從就業的人員從事行業的統計數據來分析,從事化工行業的約占70%,其他行業的約占30%。從就業率的地域分布來看,在重慶工作的約占75%,在其他省份工作的約占25%。從上述分析數據可看出:一方面是大部分學生為調劑生,存在對專業興趣不足或缺乏專業自信,因此,必須在第一個實踐性教學環節-認識實習中激發學生的專業興趣和培養學生對化工行業的熱情及專業自信心;另一方面,我校培養的化工人才絕大部分服務于本地,因此,我校化學工程與工藝專業擔負著為重慶化工行業輸送工程性技術人才的重任。
2全國同類高校的化學工程與工藝專業認識實習的現狀
目前,全國高校的認識實習時間幾乎都安排在學習專業課之前,安排為期一周的認識實習,旨在使學生初步了解專業內容,增強學生對各種化工企業的感性認識,激發學生學習后續專業課程動力和興趣,以增強學生對后續要學習的化工原理、分離工程、化工工藝學和化工設計等專業課程有初步的認識。但普遍存在認識實習的時間短,經費有限等問題,認識實習僅體現于單純的現場參觀實習。我校在大一結束的夏季學期安排了為期1周的認識實習,由指導老師帶隊參觀西南地區的大中型化工企業和研發機構,同樣由于實習經費和時間有限,學生只能看、問、聽不能動手操作。對于尚未接觸專業課的大學生來說,這種走馬觀花的認識實習顯得生疏且抽象,學生只能看到表面的企業生產情況、工藝流程與設備,無法深入理解化工是我市的支柱產業之一,更不能激發他們對化工行業的熱情和興趣,進而導致我校化工專業大部分調劑學生對專業的'積極性降低等實際問題。對20xx、20xx和20xx屆化工專業的學生在認識實習后進行座談會交流,50%以上的學生認為這種認識實習效果一般,甚至有近5%的學生認為實習效果甚微。因此,面臨招生就業的新形勢,如何提高認識實習效果與實習效率是急需解決的課題。
3我校化學工程與工藝專業認識實習的改革與探索
3.1強化校企產學研合作實習基地
基于重慶長壽天然氣化工產業園區,涪陵化肥化工產業園區和萬州鹽化工產業園區三大化工基地的地域特色優勢和發展,地方高校培養的化工應用型人才大部分會服務于重慶的地方支柱產業,因此,我們選擇了具有地方特色的產學研合作基地,既讓學生深入了解重慶化工產業的發展,同時也解決了實習經費有限和工廠不愿接收大規模學生實習等問題。選擇的特色產學研合作基地如下:一是與我校開展合作共建工程技術研究中心的江津德感工業園區的“重慶三峽油漆股份有限公司”和萬州鹽化工園區“重慶大全新能源有限公司”等,二是我校科技特派員下鄉入園進企的涪陵李渡工業園區的“中化重慶涪陵化工有限公司”和“巫山天地農業開發有限責任公司”等,三是與我校專家開展科技攻關合作的北碚產業科技園區的“重慶儀表材料研究所”、長壽化工園區的“重慶紫光化工股份有限公司”和“重慶博賽礦業(集團)股份有限公司”等,四是與我校開展廣泛科研合作的科研院所“重慶化工研究院”和“重慶化工設計研究院”等。這不但使我們與各單位確定了穩定的合作關系,實習過程不會敷衍應付。企業指導老師也會因為校企合作認識到自己是實習工作的負責人員,會更加積極主動地參與實習,并愿意與學生交流,熱心回答學生所提出的問題,取得較好的實習效果。
3.2打造專業的認識實習的師資隊伍
學校選派教師深入實習基地或相關企業和從企業中選聘具有較高理論水平和素質的技術人員作為實習指導教師,提高教師的實踐能力,為實習教學提供重要的保證條件。如為了讓學生更好地了解無機化工工藝學“合成氨”的生產工藝流程,我們邀請了建峰化工有限公司的技術總工為我們講解空分、氣化、凈化、合成等四個工序,充分理解原料氣如何制備和凈化,合成氨反應塔的結構及能量綜合運用與節能減排。在學習有機化工工藝學時,我們派送了教師去紫光化工有限公司掛職學習蛋氨酸等有機產品的生產工藝,再進行認識實習的指導。通過打造專業的師資隊伍,認識實習的效果明顯增強。
3.3開展三大化工園區的專家大講堂
圍繞重慶的化工產業發展,為更好地讓學生了解重慶化工產業鏈布局,邀請三大化工園區的管委會領導和實習工廠總工程師及車間技術高工來校講學,使學生更好地了解實際工業生產,減少現場實習的盲目性。為了讓學生更好地理解“天然氣化工”的產業發展和高附加值精細化學品和高分子化學品產業,邀請長壽化工園區管委會主任來我校講學,讓學生理解石油化工、天然氣化工、氯堿化工、生物質化工、精細化工和新材料產業的布局及相互關系,深入理解“產業項目一體化、環境保護一體化、公用工程一體化、物流配送一體化、管理服務一體化”等可持續發展觀和循環經濟理論,構建學生工程思維。為讓學生理解“磷化工”產業在我市經濟發展中的作用和地位,邀請了中化重慶涪陵化工有限公司的總工程師給學生介紹磷化工產業的概況、發展歷程、市場動態,并詳細講解各車間的工業原理、工藝流程、生產設備及本專業領域最先進的新技術、新工藝、新材料、新設備、研究熱點以及市場前景。這些大講堂激發了學生的求知欲,增強對其所學專業的使命感和責任感,從而增加了他們學習專業知識的動力。
3.4引入現代CAE技術
在學生看、問、聽的實習過程中,學生無法了解各種反應器、換熱器、精餾塔和泵等設備的內部結構的,這對學生學習后續的專業課程,如化工原理、化學反應工程、分離工程和化工工藝學,是非常不利的。基于這方面的考慮,我們做了兩方面的準備。一是準備了專門的實習課件,課件中包含了大量的實物照片(原料,反應工藝和產品分離和輸送)、實景錄像(具體流體輸送、攪拌、精餾、吸收和干燥等單元操作)等,課件真實、形象、生動地展示出離心泵、攪拌反應器、精餾塔和換熱器等設備的內部結構,并讓學生對尚未學到的化工單元操作原理、典型設備結構和操作有所了解。二是我們建立了計算機仿真實習系統,將認識實習工廠的具體產品的生產工藝(如合成氨制氣、凈化、合成工藝),所涉及的單元操作(吸收、干燥和精餾等),典型設備(離心泵、反應器、精餾塔和換熱器等)作為主要內容,對生產工藝進行模擬,讓學生在計算機上模擬工業過程,對制氣、凈化、合成等工藝的管件、閥件和控制儀表進行操作,對工藝參數進行控制和調節,進行開、停車及事故處理等各種仿真操作。這些計算機輔助教學技術可激發學生的學習興趣,增強學生思考問題、解決問題的能力,培養學生的創新能力。
3.5強化認識實習教學管理與指導
加強實習教學管理與考核有利于提升學生的認識實習效果,讓學生意識到化工工業生產過程不僅僅是需要先進的化工技術,更重要是的是理解化工生產過程是嚴謹而有序的,監管是嚴格科學的。我們要求學生在實習過程中需嚴格按照工藝操作規程和工藝要求,認真做好實習記錄,不得有絲毫松散與馬虎。每一個工段實習結束,開展了現場技術人員與學生、教師的研討會,引導學生在認識實習過程中大膽懷疑,提出問題、分析問題和解決問題。實習結束,我們開展了認識實習的交流會,啟發學生思維,培養在生產實踐中的創新觀念和創新能力。實習結束時需要提交實習報告(包括實習時間、地點、工廠概況、實習車間的主要設備與工藝流程圖、產品的生產原理和工藝流程草圖、三廢處理和環境保護、實習心得體會和合理化建議)。
4結語
分析了目前化學工程與工藝專業認識實習存在的問題,基于我校的教學特色和產學研模式創新,形成了具有我校特色的化學工程與工藝專業認識實習實踐教學模式,提出了強化校企產學研合作實習基地、打造專業的認識實習的師資隊伍、開展三大化工園區的專家大講堂、引入現代CAE技術、強化認識實習教學管理與指導五大舉措,培養化學工程與工藝專業的工程性應用型技術人才。
化學工程與工藝論文10
引言
工科院校教學大綱中都安排有學生生產實習環節,其目的是使學生進一步鞏固所學的專業基礎知識,熟悉生產工藝路線和主要設備結構,了解現代化工生產過程及行業特點,在拓展學生知識面的同時,逐漸樹立工程意識,提高學生分析和解決工程問題的能力。然而以往的實習方式存在實習學生多、現場噪聲大、聽講收效不好等弊端,導致實習效果不盡人意,難以達到教學大綱的要求。通過分析查找生產實習存在的問題,探索一種或多種適宜的生產實習模式對提高實習效果有重要意義。
1 生產實習存在問題的分析
1.1方式單一
生產實習有集中參觀型、分散自主型兩種形式。多年來,河北科技大學化工專業一直由專業教研室聯系實習單位,指導教師帶學生到企業集中實習。實習前,學生預習實習講義、學習反應原理、查閱工廠操作文件、了解主要設備及作用;實習中,學生順管路導通工藝過程、記錄控制指標、畫出現場工藝流程,回來后整理實習日志、撰寫實習報告。這種集中參觀型實習方式雖利于統一管理和學生之間互相交流學習,但存在以下弊端:實習學生多、現場噪聲大、聽講效果不好;學生只能畫出流程圖,沒有動手操作機會,學生收獲不大。
1.2聯系適宜實習企業難
受實習經費和其他因素的制約,聯系到有一定生產規模、專業對口的實習單位難度大:學校附近的單位接送學生方便但專業相差遠;專業對口的單位,差旅費、住宿費開銷大。另外,企業對接納實習學生有顧慮,如學生來廠實習不僅會增添食宿、接待的麻煩,還怕影響生產、技術失密,更怕發生安全事故;指導實習不是企業技術人員或基層班組人員的份內工作,個別人員缺乏耐心,敷衍了事。
1.3學生沒有動手操作機會
現代化工生產除日趨規模化、集成化、自動化、連續化外,有毒介質、易燃易爆、高溫高壓也是其特點之一,現場危險性大。學生在崗實習只憑眼睛觀看設備外形,導出工藝流程,記錄工藝參數;另外,學生實習一般在正常生產期間,學生看不到設備內部結構。即使遇有檢修機會,出于安全考慮,企業也不讓學生到設備檢修現場,學生看不到故障排除、設備調試、試運行等環節。只有感性認識、沒有動手機會的實習方式削弱了學生對生產實習的興趣,影響了實習的主動性。
1.4學生重視程度不夠
生產實習安排在大四上學期。此時,學生專業課程還沒有學習、專業知識體系尚未建立,對今后從事的職業沒有明確目標。另外,受就業壓力等因素的影響,部分學生把主要精力用于考研、四六級英語考試或其它資質考證上。比如,實習中曾發現個別學生到車間仍帶著考研復習資料,實習中不認真聽講、不主動提問題,有聚崗、脫崗現象,對實習的重視程度不夠。
1.5實習組織管理難
由于實習時間短、經費少、人數多,實習車間有毒性介質和易燃易爆隱患,學生集體住宿,使得實習組織管理難度大。要圓滿地完成教學任務,帶隊教師不僅要負責學生的交通、食宿、身心健康與安全,還要負責學生的實習指導,教師思想負擔重,工作壓力大。
2 生產實習改革建議及實施
在對生產實習現狀調查分析的基礎上,借鑒兄弟院校生產實習的做法和經驗,結合河北科技大學為省化工行業培養人才并服務于區域化工的特點,對進一步改進實習提出如下建議。
2.1多種實習方式結合,改善生產實習效果
1)集中實習與分散實習相結合。經三年學習,有的學生已有就業意向,應鼓勵學生結合自己就業方向及個人特長、興趣愛好,由學生或教師協助選擇實習單位,獨立完成實習任務。比如,有的學生大三時已進實驗室參與科研,協助老師幫企業解決技術難題,實習時安排學生到該企業了解生產現狀,查找問題產生原因,變被動實習為主動實習,鍛煉學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
2)重點實習與參觀交流相結合。除安排學生到協議企業定崗實習外,還創造條件讓學生到石家莊煉油廠等大型企業短時間參觀學習,既開闊了視野,又為學生提供了與企業聯系、溝通、交流的機會;參觀時聘請企業管理或技術人員進行技術改造、新產品開發等成功案例的專題講座,現身說法體現專業知識在企業的作用,激發學生的專業興趣和樹立干好本職工作的信心。
3)現場實習與仿真模擬相結合。購買北京化工大學的仿真軟件輔助實習教學,該軟件以動態畫面展現了多種運轉設備的流體輸送過程;以合成氨為例的典型化工生產工藝過程及模擬甲醇精餾工況的操作,涉及了較全面的專業內容,更有利于學生鞏固己學知識。在甲醇精餾模擬操作中,通過調整流量、溫度、回流量的`手段,保證產品數量和質量。通過模擬操作,學生加深了對狀態與過程、理論與實踐關系的認識和理解,建立了工程意識和思考方法,為適應今后的工作打下良好基礎。
4)校外實習與校內觀摩相結合。為進一步搞好實踐教學,河北科技大學投資構建了校內實習基地,包括“化工工程實踐教學觀摩中心”和“化工典型設備組裝實訓基地”。“化工工程實踐教學觀摩中心”不僅展示了廢舊反應器、分離裝置、流體輸送設備、換熱設備、閥門等多種設備剖割后的內部結構,還展有加氫、裂解、合成氨等200余種工業催化劑、30余種工業填料,并設計組裝了合成氨生產裝置的動態模型。利用這一平臺,通過對化工設備、催化劑、化工填料、典型化工流程的觀摩,彌補了學生工廠生產實習“只看外表,想象內部”的不足。
2.2建立穩固實習基地,解決聯系企業難問題
為減輕聯系實習企業難度,本著互利互惠的原則,與一些企業簽訂協議、建立了長期合作關系:企業為實習提供住宿、飲食等硬件,安排專人負責接待工作,明確班長負責流程介紹和現場答疑,將學生實習管理納入職工考核內容,一改往日“敷衍了事”應付實習的現象,實習收效有了明顯的提高;學院除組織骨干教師幫企業進行人員業務培訓、提高職工技術素質外,還幫企業解決生產中的技術難題。如與發展速度較快的河北金源化工有限公司、河北旭陽焦化有限公司、石家莊化工化纖廠等企業簽訂了實習合同,這些穩固的實習基地,既有利于企業、學校、學生間的相互溝通,又了解到企業對人才的需求,有利于學校培養合格的實用型人才,也為學生了解企業、畢業后就業提供了機遇。校企聯合不僅幫石家莊化工化纖廠解決了甲醇分離效果差、氯乙烯管道易堵等技術難題,同時還給該企業培訓職工3批,共計205人。
2.3為學生提供動手機會,強化動手能力
“化工典型設備單元組裝實訓基地”建有8套以水為介質、離心泵輸送的換熱設備構成的典型單元,供學生動手組裝。實訓中,首先由老師講解意義及目的、流程設置特點、安全注意事項,布置實訓內容及要求。詳細過程為:學生將管道和組合管件按照設備和管道裝配圖進行現場安裝;檢查安裝無誤后加水,分別進行常壓和打水壓試漏;確認無漏點后開啟離心泵將水循環運行,同時考察換熱器冷熱介質的熱交換能力的影響因素。考核標準為:管件安裝無誤、現場無漏點、用時短。這項實訓,每個學生都有動手機會,他們不僅從動手拆裝操作中強化了工程概念、提高了視圖能力,還進一步了解了管件密封原理,重新認識了試漏在化工生產中的重要性,這一實訓確實提高了學生的動手能力。
2.4注重培養學生興趣,提高綜合素質
1)展現專業特色,激發學習興趣。統計數字表明:化工企業中,化工專業的畢業生無論在生產、技改、新產品開發或企業管理方面都占有很高比例,起著重要作用。為提高學生對專業的認識,聘請師兄師姐到校介紹他們在企業干一行、愛一行、崗位成才的成長歷程及參與企業工程改擴建、為企業解決技術難題、為行業做出貢獻并創造效益的實例,向學生展示專業特色,激發學生學好專業知識、熱愛本專業的熱情。
2)解決技術難題,感受成功樂趣。學生深入工廠實習,參與教師與企業間的新產品研發或幫企業解決技術難題等。通過這一有目的的實習,使學生了解企業現狀,找出問題所在,為企業解決技術難題出謀劃策,使學生在發現問題和解決問題中得到鍛煉,提高業務水平和技術素質,在為企業解決技術難題中切身體會成功樂趣,為畢業后干化工、愛化工奠定基礎。
2.5加強組織管理,保證實習質量
1)提前計劃和落實生產實習教學內容,充分發揮教師指導作用。按照實習大綱要求,教師對學生進行下廠前的課堂教學指導,內容包括:反應原理、工藝流程、主要設備、過程控制、產品分析、安全技術等,使學生對該企業有所了解,做到有備而去;按照企業生產工藝編寫實習指導書,供學生實習參閱;針對年輕教師對企業了解少、工程實踐能力弱、對實習指導缺乏經驗等不足之處,采取教師先一步到企業參觀學習,提高專業教師的業務水平,以保證生產實習指導質量。
2)嚴明實習紀律,加強實習過程管理。嚴明實習紀律、保證實習時間是達到實習目的、提高實習效果的前提。為使學生按時、正點到崗,實施了班前(班后)會點名、排隊到崗(離崗)的軍事化管理,保證了學生的在崗時間;另外,為使學生實習收益最大化,教育學生放下架子,不恥下問,在與工人的融洽相處中學到知識;實習中,隨機抽查學生實習筆記及收集整理其他資料的內容,重點觀察學生實習表現,及時發現并隨時解決存在問題。通過加強實習過程管理,達到了較好的實習效果。
3)注重消化吸收實習內容,鞏固實習效果。為使學生消化吸收實習內容,利用晚上時間,每組選派一名學生在黑板上畫出工藝流程、講解工藝過程及主要設備作用及結構、崗位控制指標、找出安全隱患,對其講解同組同學給予糾正和補充;再有其他組的同學提出問題,根據回答問題情況做出評價;最后由老師進行講評。此方法不僅調動了學生實習的積極性,而且還督促學生多問多看多學多動腦筋,講解中鍛煉了學生的語言表達及臨場發揮能力,討論中進一步加深了對實習內容的理解,一舉兩得,收效頗佳。
4)合理、準確評價學生實習成績。考核是督促學生獲取知識和掌握知識的手段,成績是對學生表現的全面評價。實習大綱中制訂了實習成績評定標準,其中明確規定了學生完成實習日志、實習報告及實習總結所占的比例。在實習結束后除按標準進行嚴格考核外,還將現場實習中的表現,如詢問老師問題或回答老師提問及實習單位的評語鑒定均作為考核內容,使評價成績更合理、更準確。
3 結束語
改革生產實習模式、提高實習效果是教學長期任務。充分認識生產實習重要性,根據目前形勢下生產實習的特點,不斷調整生產實習教學的內容和方法,完善生產實習制度,強化管理措施并認真落實,提高實習質量,培養具有一定化工生產技能、素質全面、適應社會需求的綜合性化工技術人才。
化學工程與工藝論文11
摘要:中等衛生職業學校臨床教師扮演著教師和醫生兩個角色,不僅要傳授學生專業技能知識,更為重要的是在教育教學中如何滲透德育教育。作為臨床教師,要做到為人師表、教書育人;運用古今中外醫學界優秀人物,傳播正能量,為學生樹立榜樣;同時對學生進行閃光點教育,從而實現在臨床教學中提高德育教育的實效性。
關鍵詞:中職 臨床教學 德育教育
一、樹立良好形象,為人師表,教書育人
師者,傳道授業解惑者也;醫者,救死扶傷者也。醫學臨床教師扮演著教師與醫生兩個角色,作為教師要樹立良好形象,為人師表,教書育人。教師是教育者,要先接受教育,凡是要求學生做的,教師首要先做到,俗話說,身教重于言教,教師的形象會給學生帶來無聲勝有聲的影響,特別是醫學臨床教師,師德主要突現在愛崗敬業。首先,臨床教師要熱愛臨床教育工作,如果不熱愛教育工作、不關心、關愛學生,就不可能做好臨床教育教學工作;其次,教師要樹立正確的“三觀”,用唯物辯證法的觀點和方法分析事物及解決問題;其三,教師要用純樸、平實、抑揚頓挫的語言,包括口語和肢體語言,一位合格的教師應該具備駕馭課堂教育教學語言的能力,才能吸引學生學習的興趣,使學生對臨床醫學課產生濃厚的興趣且喜歡上臨床醫學課,甚至每天期待臨床醫學老師到班級授課,學習效果也會大幅度攀升;其四,教師要具備淵博的知識。教師不僅要對所教學科的知識有比較系統的掌握、理解,還要對學科的歷史、現狀、前沿知識有所了解;要具備一定的人文學科知識,為傳授專業知識打下牢固地基礎;要掌握教育教學科學理論,懂得教育教學規律,善于把知識傳授給學生,做到授之以漁。
二、運用醫學界杰出代表,傳播正能量,樹立榜樣
在臨床教學中,運用古今中外臨床醫學界杰出代表的先進事跡,不僅能調節課堂氣氛、激發學生的學習興趣,而且還能開拓學生的'視野,豐富學生的知識,傳播正能量,為學生樹立榜樣。如在進行中醫教學時,列舉古代名醫孫思邈、扁鵲等先進事跡,孫思邈撰寫了《大醫精誠》及扁鵲的“四診法”,這些作品對后世醫學的發展起到了推動作用。同時利用身邊一些臨床醫學界的先進人物事跡,例如湖北省十佳鄉醫——梁應發同志的先進事跡,梁應發同志從1976年至今擔任湖北省十堰市鄖陽區白桑關鎮秀峪溝村鄉村醫生,用堅守換來百姓的健康,被當地老百姓譽為“人民的好醫生”。鄉村醫生梁應發為了村民的健康,冒著生命危險,38年如一日,不辭辛勞地堅持為百姓送醫送藥送健康。由于工作出色,多次榮獲各級各部門的表彰、獎勵,先后被評為十堰市十佳村醫、湖北省十佳鄉村醫生等榮譽稱號。同時,教師運用身邊看得見摸得著的優秀醫學人物教育學生,效果更好更明顯,如現在在十堰市玉華診所從醫的王玉華就是十堰市醫藥衛生學校76級中醫班傍聽生,學習中醫專業,畢業后被分配到鄖縣譚山衛生院工作。參加工作以后,時刻不忘自已是貧苦人,病人出生,深刻認識到患病的痛苦和有病無錢醫治的困惑及惡果,牢記醫生的職業道德規范,忘我工作,以自己的實際行動報達黨和國家及社會愛心人土的恩情。王玉華不但工作上勤勤懇懇,業務知識上不斷深入學習,不斷樹立自信、自強、自力,且回報社會是他今后人生的一個更大的追求目標。幾十年工作中,他不論在公立醫院工作,還是在自已開辦的診所工作,都是時刻不忘貧困患者和殘疾朋友的病痛以及無錢醫治的困惑,盡量用最好的錢治好他們的疾病,能減免就減免,一九九五年,他的一個醫療扶貧點,給千百個困難患者帶來了福音,更給他所在的醫院帶來社會效益和最高的榮譽。幾十年來,他用他微薄工資,經常資助那些確實無錢醫治的特困患者。特別是他從二00二年個人開辦診所以來,對來就診的特困和殘疾患者,藥費是能少則少,能免則免,深受患者好評。他全心全意為患者治療,盡心盡意對危重患者進行搶救,決不輕易放棄患者的生命,患者只要有百分之一的生還希望,他就要付出百分之一百二十的努力,使許多患者轉危為安,迅速康復。他設身處地為患者著想,盡量為患者節省醫藥費。有些患者實在無錢抓藥,他就從自己微薄的工資收入中擠出錢幫助他們。他的高尚醫德高明醫術,不脛而走,名揚遐邇,一些外縣外省的患者也慕名而來,求診于他。多年來,他應用中醫中藥治療心腦血管等疾病,取得了驕人的業績。戰士的最大獎章是和平,醫生的最大獎章是健康。群眾送來掛滿王玉華診所的那一面面錦旗,就是他的最大獎章。通過這些身邊看得見醫學代表人物事跡教育學生起到事半功倍的作用。
三、運用閃光點教學,樹立學生的自信心
雖然中職生學習底子較薄,但是中職生有自身的優勢、閃光點、優點,如臨床課老師要善于發現學生的閃光點、優點,遵循表揚與批評相結合的原則,對他們取得的小小成績、點點滴滴的成功及時給予肯定,使學生從內心深處體會到進步和成功的帶來的喜悅和快樂,激發學生學習的潛能,從而樹立學習的自信心,揚起成功的風帆。如本人在給20xx級農村醫學習班學生授課時,有位學生上課不是睡覺就是玩手機,與前后左右的同學小聲說話、聊天,課堂上注意力不集中,周圍的學生也跟著講話、聊天、玩手機和睡覺。在老師多次暗示提醒、警示下,學生違紀違規現象有所好轉。課后,教師喊這些學生到辦公室談話,在批評學生違紀違規的同時,特別強調,在教師暗示提醒下學生能夠及時糾正自己的錯誤行為,這是你們的閃光點、優點,值得表揚,值得學習,值得發揚,盡管你們的學習基礎較差,如果你們能將這樣的優點發揚下去,成功將會越來越近,并會給自己將來的人生奠定良好地基礎。經過交流、溝通、談話,這些學生愿意改正自己的錯誤,刻苦學習,做一個敢于擔當、負責任的人。在教師的引導教育下,這些學生在以后上課或者業余生活中,未發生嚴重的違紀違規事件,學習成績也逐步提高。因此,在臨床教學時,老師要善于把德育融入教學過程中,滲透于教學的各個環節,使學生在德、智、體、美等方面綜合發展,為社會培養出品德等素質更高的醫藥衛生專業技術人才,為人類的健康事業貢獻力量。
化學工程與工藝論文12
摘要:隨著社會的發展,科技的不斷進步,我國各個領域均得到了很好的發展,而社會各界對人才的要求也越來越高為了能夠為社會培養更多優秀人才,針對化學工程與工業專業展開論述,介紹關于煤化工特色建設背景、化學工程與工藝專業煤化工的優勢,并提出了行之有效地開展化學工程與工藝專業煤化工特色建設的相關措施,以期能夠為促進化學工程與專業煤化工特色建設方面的發展提供有價值的參考。
關鍵詞:化學工程與工藝;煤化工;特色建設
高校教育一直備受關注,在高等院校中,化學工程與工藝是理科類中十分重要的組成部分,在教學過程中需要學生掌握與之相關的基礎理論知識,并逐漸掌握實驗技能、計算機技術以及工程實踐能力等,學生今后的就業方向主要是化工、能源、冶金以及醫藥等領域。開展該專業的特色教學不僅可以充分滿足現代化專業人才發展的需求,也能夠在一定程度上解決我國大學生就業難的'問題。
1煤化工特色建設背景
化學工程與工藝專業最早出現在我國時被稱作煉焦化學專業,經過一段時間的發展后,其又被稱作煤化工專業。時代的持續發展,教育理念的不斷更新,教育改革的穩步實施,使得該專業漸漸被納入到化學工程與工藝專業中,雖然發生了該轉變,但煤化工專業的自身特色、人才培養方向依然沒有變化,而導致發生此種情況的原因主要有:該專業的教學目標中始終有冶金領域;在教學中教學實踐環節一直備受關注,而這得到了冶金領域企業、科研院的高度支持,使得該方面發展有了穩固的后盾[1]。
2化學工程與工藝專業煤化工的優勢
此方面建設中有很明顯的兩個優勢,具體可以在以下內容中表現出來:地域優勢。我國地大物博地區眾多,且各個地區之間有著很明顯的差異,尤其是經濟發展、教育發展以及地形地貌等方面,以河南城建學院為例,該學院具有很好的地域優勢,為教學實踐、科研等方面提供了良好的環境,且該地區相關行業的發展情況較為優異,避免了與省內其他高校之間的正面競爭;辦學優勢[2]。
3開展化學工程與工藝專業煤化工特色建設的相關措施
3.1更新教育理念
在教育改革視角下,雖然我國很多院校已經進行了教育理念的更新,但在特色專業建設方面顯然還有很多不足,特色專業建設具有專業性、綜合性以及創新性,在進行教學時需要能夠緊跟時代發展步伐,對現有教育理念、教學規劃以及教學手段進行優化和創新,使其能夠滿足社會發展要求。
3.2創新課程體系
創新是社會發展的主旋律,教育事業的重要性不言而喻,與社會各界的聯系也十分密切,鑒于此,今后應在教育領域持續創新,使教育能夠真正成為推動社會發展的中堅力量[3]。
3.3改革實踐教學環節
該專業的專業性、實踐性均相對較強,且當代教育也十分提倡實現實踐教學,根據高校教育的特點可以積極開展校內外實習活動,在校內為學生建立相應的實訓基地,使學生能夠緊跟教學步伐做好實踐能力的培養工作;校外應積極與相關企業加強合作,將校企合作的作用充分發揮出來。
3.4優化教師隊伍建設
教學中,教師的作用是不可替代的,雖然如今越來越多的先進技術被應用到教學中,但若缺少教師的講解、指導和監督,專業學習依然無法取得很好的進步。我國師資力量薄弱問題一直未得到很好的解決,今后應加強對師范類學校的支持,吸引更多學生投入到教育事業中,同時也要對現有教師進行更深層次的培訓,使其能夠掌握全新的教育手段,也能夠重視到特色專業建設的重要性,能夠自動自發地豐富自我,將教學作為首要任務。
4總結
綜上所述,研究關于化學工程與工藝專業煤化工特色建設方面的內容具有十分重要的意義,其不僅關系到該專業的教學,也關系到學生學習、就業以及各方面能力的提升。在教育改革后,化學工程與工藝專業的各方面建設均有了完善,專業特色也越來越突出,然而在實際教學中依然會暴露出些許問題,因此相關機構和人員應加強此方面的研究。
參考文獻
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化學工程與工藝論文13
摘要:數據處理是化學工程與工藝實驗的重要環節,數據處理方法是否得當、準確,往往給實際的生產工作產生較大影響。MATLAB軟件憑借其強大的功能,被廣泛應用在化學工程及工藝實驗的數據處理中,極大的提高了數據處理質量與效果。本文探討化學工程與工藝實驗中MATLAB軟件數據處理相關知識,以供參考。
關鍵詞:化學工程;工藝實驗;數據處理;分析
MATLAB軟件由美國公司開發研制,實現了科學數據、矩陣計算以及數值分析的可視化,為需要進行數據計算的諸多領域提供高效、全面的解決方法。化學工程及工藝實驗往往產生較多數據,使用MATLAB軟件能方便對數據進行處理,幫助人們掌握實驗規律,為實際的正常提供準確的指導。
1化學工程與工藝實驗數據處理
化學工程與工藝實驗與一般的化學實驗只重視驗證某一原理不同,其主要作用在于解決工業生產中實際存在的問題,以給工業生產提供指導,無論實驗時間還是實驗規模,以及實驗數據處理過程均較為復雜,由此可見化學工程及工藝實驗在人們的生產生活發揮極其重要的作用。化學工程與工藝實驗涉及較多環節,尤其實驗數據的處理尤為關鍵。之前對化學工程及工藝實驗數據的處理主要采用人工方法進行,耗費大量的時間及人力,無法滿足當今工業生產的需要。計算機的出現使得化學工程與工藝實驗數據處理效率的提高成為可能,尤其以計算機為基礎,人們開發出了各種數據處理軟件,使得化學工程與工藝實驗數據處理更為簡單、方便。其中MATLAB軟件是諸多數據處理軟件最為優秀的一款軟件,通過在化學工程與工藝實驗數據處理方面的應用,能化繁為簡,極大提高數據處理效率,使得數據處理精度很好的滿足實驗需要,將數據處理誤差控制在合理范圍內。
2MATLAB在數據處理中的應用
為給化學工程與工藝實驗數據處理提供參考,接下來對MATLAB軟件在數據處理中的具體應用進行探討。
2.1MATLAB的數據處理步驟
(1)數據處理整體框架眾所周知,每個化學工程與工藝實驗的目的存在較大區別,所以進行數據處理的步驟以及應用的公式存在較大差別,很難使用一個程序完成所有數據處理工作。不過通過對多數化學工程與工藝實驗數據處理要求進行分析,可得出其相似之處,即,先進行數據輸入,借助基本數據庫進行數據的處理,最終完成處理數據的輸出。針對這些相似之處進行程序設計,可簡化數據處理過程,促進數據處理效率的提高。(2)編制數據處理程序數據處理程序是高效處理化學工程與工藝實驗數據的基礎,因此,使用MATLAB軟件處理化學工程與工藝實驗數據時,確保編制程序運行的高效性十分重要。數據程序編制包括數據輸入、處理與作圖、構建數據庫等環節。其中數據輸入的實現主要借助input函數加以實現。例如,需要輸入實驗環境中不同濕度參數時,可這樣設置t=input(‘請輸入實驗中環境濕度數據’),輸入函數多以矩陣方式形式呈現。處理與作圖是化學工程和工藝實驗數據處理中重要的一環,原因在于實驗獲得的數據一般為離散數據,需使用多種擬合方法對其進行擬合處理,其中最小二乘法是應用率較高的擬合方式,接下來的探討主要基于最小二乘法擬合進行探討。以化學工程與工藝實驗產生的(x1,y2)離散數據為例,利用最小二乘法對其進行擬合處理,得到自變量、因變量x、y,并以y=f(x)為輸入函數關系,其依據的思路為使得∑(f(x1)-y1)2以及離散數據中x1的殘差平方取得最小值。原因在于實驗期間難免受外界因素影響,導致一些實驗誤差的出現,而使用最小二乘法并不需要對輸入函數y=f(x)進行全部的離散數據(x1,y1),不過需要∑(f(x1)-y1)2以及離散數據中x1的殘差平方取得最小值。由最小二乘法擬合方法可知,化學工程與工藝實驗中采用最小二乘法可滿足數據處理要求。另外,化學工程和工藝實驗中有時會對流體流動阻力狀況的研究,即,對流體的流動阻力進行測試,而后進行針對性處理,獲得雷諾準數(Re)以及摩擦系數λ的離散數據,同樣適用最小二乘法擬合得到連續的曲線,以此為基礎將對應的圖形畫出,考慮到雷諾準數(Re)與摩擦系數為成雙對函數,所以可得λ=c+aReb,尤其當a、b、c均為常數時,此時令c=0,可得λ=aReb,又因Re和λ是成雙對函數,因此,logλ=loga+blogRe,在此基礎上可使用MATLAB中polyfit()函數進行線性擬合處理,實現對化工數據處理程序的基礎。(3)數據庫的構建采用以上思路對MATLAB數據處理程序進行設計,在實驗過程中只是獲得在特定濕度條件下的實驗參數,而在實際生產中所受的影響因素多而復雜,不可能穩定在設計好的濕度條件下,這就考慮如何取得相近數據的問題。假設其符合線性關系,使用外推或內插方式計算得出實驗物性數據參數。文中探討的化工實驗中,設計的程序已經考慮到實驗濕度、粘度、密度等參數進行擬合,構建較為完整的數據庫,因此,對化學工程與工藝實驗數據處理操作,只需按照提示將濕度參數輸入系統中,程序便自動運行,計算得出該濕度條件下相關數據,大大的提高數據處理效率。為確保設計數據處理程序的合理性,數據處理程序設計完成且對應的數據庫構建完成后,需要輸入相關數據對程序的運行狀況進行驗證,以及時分析出程序設計的不合理之處,并及時進行改進。通過對設計程序進行反復的優化,便可應用在化學工程與工藝實驗的數據處理中。
2.2MATLAB的數據處理誤差分析
經上文分析將MATLAB軟件應用在化學工程和工藝實驗數據處理中,可獲得預期的數據處理效果,但MATLAB軟件對數據的處理建立在對實驗數據正確采集的基礎上,因此,需要保證化工實驗數據采集的準確性,將誤差控制在合理水平。考慮到化工實驗經過的步驟較多,使用較多的.測量儀器,實驗人員操作中難免出現誤差,這就要求實驗人員結合具體的實驗內容,明確實驗的具體步驟以及影響數據誤差的因素,在實驗中加以準確把握。首先,保證實驗取樣的合理性。化工實驗取樣的合理性包括很多內容,如使用專門的工具進行取樣,保證取樣位置的合理選取,即,取樣應具有一定的代表性。同時,嚴格依據相關規范進行取樣操作,保證每個取樣環節操作的正確性。其次,注重對樣品進行正確處理。取樣操作完成后,對樣品操作是否合理、規范,會給實驗數據造成影響,因此,化工實驗對樣品進行破碎、混勻、縮小等操作時,應由經驗豐富的實驗人員嚴格按照規范進行操作。最后,校準所用的測量儀器。化學工程與工藝實驗過程中使用的各種測量儀器,這些儀器測量精度,以及性能往往給實驗數據產生較大影響,因此,化工實驗前要求實驗人員對使用的測量儀器進行認真的檢查,部分對測量精度要求較高的實驗,應對所用儀器進行校準,確保測量誤差在允許的范圍內。另外,為進一步提高實驗的準確性可根據規范標準設計相關的對照實驗,對實驗結果進行校正,消除系統產生的誤差。當然為減少偶然誤差,化工實驗中還進行多次實驗,通過多次實驗求取平均值,以達到降低實驗誤差的目的。
3結語
數據處理是化學工程與工藝實驗的關鍵環節,采取正確的方法,使用專門的數據處理軟件,在保證數據處理結果滿足要求的基礎上,可明顯提高數據處理效率。本文通過研究得出以下結論:(1)數據處理在化學工程與工藝實驗中的重要性不言而喻,當前常使用MATLAB軟件對實驗中產生的數據進行處理,簡化數據處理流程的同時,促進數據處理效率的明顯提升。使用MATLAB軟件處理數據時,關鍵在于編寫合理的數據處理程序,因此,應根據實驗要求,進行全面的分析,確保編寫程序的合理性,處理數據效率的高效性。(2)使用MATLAB軟件對化學工程與工藝實驗數據進行處理時,為保證處理結果的準確性,應嚴把數據采集環節,即,在取樣以及樣品處理過程中應嚴格依據規范進行,尤其應注重校準所用的測量儀器,確保所用儀器處于最佳狀態。另外,根據實際情況還可采取設置對照實驗,多次實驗求平均值的方法降低實驗數據的誤差,為數據處理的正確性奠定堅實基礎。
參考文獻:
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化學工程與工藝論文14
摘要:基于研究及筆者多年工作實踐,首先對化工生產工藝流程展開分析,隨后在此基礎上就如何對化工生產工藝技術進行優化談一談自己的看法,以供同行參考。
關鍵詞:化學工程;化工生產;工藝
1化工生產工藝流程分析
通過對相關文獻研究以及結合筆者工作實踐來看,化工生產工藝流程通常涉及三個方面:
1.1原材料預處理
為了確保化工生產中反應能夠充分地進行以及降低原材料使用量,通常各企業在生產前都需要進行原材料預處理。目前在化工生產中對原材料進行預處理的方法眾多,根據材料狀態可以將其分為三類:
(1)固體原材料預處理。化工生產中固定原材料預處理環節主要是溶解、粉碎或混合;
(2)液態原材料預處理。液態原材料預處理上通常為過濾、預熱蒸發;
(3)氣體原材料預處理。氣體原材料預處理主要為凈化、加溫或加壓。對此,各化工企業在生產前應依據產品實際選擇適宜的原材料預處理方法,這樣一來既確保生產有效開展,同時對于降低成本也大有幫助。
1.2各步化學反應控制
化學反應是化工生產中重要環節,其反應情況直接決定了化工產品的質量,這就要求企業必須基于相關生產規范對各部化學反予以嚴格控制。從實際來看,化工生產中所涉及反應種類眾多,并且不少反應發生條件相互矛盾,比如某些化工生產反應過程中需要進行加溫,而另外一些則要冷卻,因而為了確保化工產品質量企業必須對各步化學反應進行準確控制。對此,化工企業首先需根據產品生產所涉及化工反應予以掌握,隨后在此基礎上對反應中所需儀器設備、條件等分析出來,之后根據化學反應不同環節制定出相對應的控制與保障措施,最后還需做好化學反應過程中的監控工作,從而確保生產中各步化學反應得到切實有效的控制。
1.3分離產物與精制
通過前面所進行的各項準備以及呼吸反應后,就可得到初步產物。然而這離預期想要獲得的產物還相差甚遠。因此,還需要對產物進行分離與精制。在分離完成后,切勿馬上將雜質當做廢物處理掉,因為大部分雜質還能夠重復利用,變廢為寶,在保護環境的同時還能夠提升原材料的利用率。由于產物的分離純化與最終產物的產率密切相關,并且在很大程度上關系著企業的經濟效益。所以在選擇化工生產設備時,企業必須要全面考慮到設備對化工工藝產品產率的影響,選取最佳反應設備,從而不斷提高化工生產的效益。
2提高化工工程中化工生產工藝探究
2.1對化工生產工藝技術進行優化
除了上述工藝之外,還需要從根本上對化工生產工藝技術進行優化,深入研究化工反應的一系列原理與條件。以乙烯為例,合成乙烯的方式多種多樣,可以通過將乙醇脫水、裂解石油品或是將長的碳鏈斷裂成短的碳鏈等多種方式來獲得。合成方式較多時,就有必要深入研究哪種原料來源更便利、哪種方式更節能、哪種工藝流程產率更高等。因為原料不同,其生產原料及方式均有所差別。所以在實際生產過程中,應當結合具體情況來選擇合適的工藝流程,以促使工業化生產更高效、節能、環保的開展。換而言之,我們應當對當前化工生產現狀進行深入研究,除去弊端并積極研發新工藝。
2.2進一步優化化工生產工藝條件
正如上文所述,反應條件不僅是保證化工工藝生產得以有效開展的`環節,同時更是確保其產品質量的重點。另外,對化工生產工藝來說,良好的反應條件在提高生產效率與降低廢料生成方面發揮著積極作用。鑒于此,為了提升化工生產工藝成效,進一步優化反應條件就顯得十分必要。首先,化工企業在各種反應材料采購上除了要充分結合生產所需購進齊全外,材料質量也應要達到相應標準。其次,化工生產中所使用到的諸如催化劑、器皿以及設備等也需要根據要求準備齊全。最后,選擇最適宜的化工生產反應設備,比如精餾塔作用力出現變化,則會造成反應過程中回流比減小,而采用熱泵蒸餾則能夠降低反應使能力損失,對此各化工企業應當在充分結合自身產品、生產工藝等實際情況下,并基于國家、行業相關規定指導選擇最適宜的反應設備。
3盡可能降低生產過程中的動力能耗
3.1積極采用變頻控制
一般情況下,電機拖動系統常常被運用于化工生產過程中。然而在使用過程中,電機拖動系統往往需要耗費大量電能,而變頻節能調速則能夠對普通的閥門靜態調節技術起到改善的作用,從而讓電動拖機系統的輸出與輸入均可以維持動態平衡,以降低生產過程中的電能損耗。所以在生產過程中可以選用變頻控制進行調速以起到節能的效果。
3.2升級與改造供熱系統
在實際操作過程中,化學工藝需要熱能來促成反應,因此在生產過程中需要耗費大量的熱能。在升級與改造供熱系統過程中,應當突破以往單套裝置的約束,在整體上優化組合裝置,從而在根本上解決“高熱低用”的問題,將熱能的利用率發揮到最大化。
4結束語
總而言之,化工生產是化學工程中的重要組成部分,如何有效提升其生產效率與質量,并有效解決其對環境所造成的影響是當前擺在化工企業面前的重要課題。為此,本文通過對化學工程中化工生產工藝進行解析,希望能為促進化工生產進步以及化工企業的發展貢獻一份力量。
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化學工程與工藝論文15
摘要:本文主要側重于化學工程工藝的研究,主要對化學工程工藝中的綠色化工技術、化工分離技術以及超臨界流體萃取技術進行闡述和介紹,從而實現了化學工程工藝在企業生產、化學工程制造中的應用。
關鍵詞:化學工程工藝;綠色化工;分離技術;超臨界流體
1概述
隨著我國社會經濟的快速發展,各種化學制品已經充斥在我們周圍,成為我們日常生產生活中不可或缺的基本物品。然而,這些物品的原材料生產,都是來自于化學工程與工藝。化學工程與工藝是通過對化學材料的處理,從而實現了化學生產的環保資源的高效優化,生產過程也變得非常完善。尤其是當前,經濟的快速發展也隨之帶來了嚴重的環境污染問題,化學工程與工藝更是要朝著綠色環保的方向發展,尤其是與化學工程工藝相關而且環境問題息息相關的行業,例如石油化工行業、材料化工行業、生物化工行業等,這些都是利用化學工程與工藝的技術來帶動經濟發展的行業,對于我國社會的經濟發展來說,具有非常重要的現實意義。所以利用高新科技實現的化學工程與工藝,不僅有利于科學的發展和進步,而且對于經濟可持續發展來說意義重大。尤其是目前化學工程與工藝正朝著高精化、自動化、數字信息化的方向發展,加強對化學工程工藝的研究是非常有必要的。
2化學工程工藝
化學工程與工藝是涵蓋冶煉、藥物生產、食品加工、材料化工、印刷業等多行業一門科學,其實現是以化學的基本理論知識為基礎的,具有工業特色的技術。化學工程工藝涵蓋了原有化學的理論知識,結合了現代最新的環保思想和理念,對于促進社會的發展、人類的進步、經濟的可持續化來說意義重大。目前環境保護越來越被人們所看重,也是人們在物質經濟條件逐漸優越的前提下追求更高質量生活的體現。而化學工程工藝的相關研究,這實現環保節能、優化工業生產過程、提升社會經濟發展的重要途徑,它的出現,能夠使人們在減能節排的前提下使其經濟利益最大化,也是目前更多企業愿意嘗試和追求的環保生產途徑。科技的發展帶動社會的進步,經濟的提升勢必會對自然環境造成破壞,在綠色環保、減能節排的前提下,化學工程工藝勢必為社會可持續發展帶來新的契機,這對于社會發展來說,具有非常重要的現實意義。新型的化學工程工藝與傳統的化工相比,更加注重環境保護,更加看重生產效率,例如綠色化工技術、最新的分離技術以及超臨界流體萃取技術等,都是當前化學工程工藝最新興的生產技術。
3綠色化工技術
綠色環保、節能減排是當前企業工業生產一直看重和強調的生產方式,化學工程工藝中的綠色化工技術,則是對綠色環保的工業生產的最好的詮釋,綠色化學工程又被人成為環境優化化學工程,核心理念就是注重環境保護、降低環境污染、節能減排,從而實現環境污染與企業生產利益最大化之間的最佳平衡,對人類的健康和發展具有非常積極的意義。所以綠色化學工程工藝就是在化學工程過程中原材料選取、催化劑選用以及化學反應過程中都在強調綠色化工的理念,從而從化學工程生產的源頭阻止環境污染,促進廢物利用。
3.1選用綠色化學原料
綠色化工源頭做起就需要對化學工程的原材料入手,通過選擇綠色環保的、無害的化學化學物質作為企業生產的原材料,在根本上減少或消除化工生產的污染物的排放,進而將對環境污染源消滅在萌芽之中。當前,在企業生產中原材料的選取非常重要,尤其是在各種高新科技的快速發展下,各種化工原材料、催化劑、溶劑等都已經能夠加工成無毒無害或低毒少害的化學材料,所以在針對化學工程原材料選取時,盡量選擇使用高新技術生產的無毒無公害的原材料,或者采用天然的植物、農作物或其他很多自然生物作為企業生產的原材料,從而有效地促進化學工程原材料綠色化,從根本上消除自然環境污染源。
3.2選用綠色化學催化劑
在化學工業生產中,很多都需要催化劑來加速整個化學反應的過程,從而節約生產時間成本,提升經濟收益。然而,在傳統的化學工程生產過程中,很多催化劑雖然加速了化學反應的過程,但是在污染物生產和排放量等方面,都對環境造成了很嚴重的污染。目前在綠色化工技術中,大都采用天然無公害的催化劑的開發和使用,在化學工程中,盡量選擇無污染公害或少污染的催化劑替代傳統的污染重的催化劑,從而促進化學反應工程的綠色無公害。目前,部分化學工程工藝研究人員發現一種烷基化固相催化劑,其在促進化學反應的過程中基本上能夠做到無污染物排放,同時能夠加大廢棄物的使用率,這對于企業綠色化工生產來說,將是一個很大的福音。
3.3選擇綠色的化學反應
在企業化工成產過程中,會有很多化學反應,而對于這些化學反應的選擇,盡量提升化學反應的選擇性,從而將化工過程中減少污染排放和能源消耗,使生產物更加純凈化、提取更加便捷。以石油化工生產為例,對于烴類的處理常常選擇氧化處理,這個操作會對生產物造成污染和破壞,所以在石油化工生產過程中,要盡量避免此種反應,通過優化化學反應的選擇性,選擇綠色生產,從而提升整個化學反應的綠色生產過程。
4化工分離技術
在化學工程工藝中,有很多物質都是混合的,對于化工企業的生產來說,是遠遠不能符合生產所需的,那么在化學工程工藝的物質分離技術,則是將物質進行凈化、提純的重要過程,是使物質從雜亂無章、無規律的變化,通過外在作用力,如壓力、重力、溫度、電磁場等作用下能夠有序的轉變的過程,而過程中是需要消耗能量的,而這種過程這是化學工程工藝中的物質分離技術。在化工分離技術中,應用最為廣泛的.是蒸餾法,這種方法的實現是通過外在的燃料燃燒對物質進行加熱,通過混合物中不同物質的氣化溫度點,來充分掌握加熱溫度的變化,使得混合物的溫度在預期溫度點進行持續加熱,從而實現對應物質氣化分離。在我國,對于蒸餾分離的技術和工程實現,都已經積累了深厚的理論知識和豐富的應用實踐經驗,為我國的化工也生產做出了不可磨滅的貢獻。但是,蒸餾法整體來說速度比較慢,效率相對較低,所以在化學工程分離技術的實現中,目前推出了各種熱門的物質分離方法和技術,無論是在時間效率上、還是在生產成本上,都能很好地應用在企業化工生產過程中。
4.1膜分離技術
膜分離技術是當前化學工程工藝領域中,實現物質分離技術中比較流行的分離方法,在環保節能、低污染、高效率等諸多方面都表現出優異的性能。膜分離技術是以各種材質的膜作為基本的分離介質,膜的介質可以采用氣體材質、固體材質、液體材質或混合材質,最終構成一個膜兩邊互不連通的界面,根據其自身的滲透特性,在不同的外在作用力(例如重力、壓力、電磁場、滲透壓差)下,實現物質分離。按照膜不同材質劃分,常見的膜有包括支撐液膜、乳化液膜的液體材質膜以及無機材料膜、聚合物膜的固體材質膜,這些膜的材質、特性不同,最終實現的分離過程也不盡相同,有滲透、電滲析、微濾、液膜分離等,這些分離技術和過程在氣體干燥、廢水處理等方面廣泛應用,正式因為膜分離技術效率高、耗能少、工作條件需求低,也逐漸化學工程工藝中分離技術的主體。
4.2吸附技術
在分離技術發展迅速的今天,新型吸附技術也逐漸進入了物質分離工程中,通過變壓吸附、層析、模擬移動長等分離方法,新型的吸附技術也成為了分離技術中的新型技術,在工業制造和化工生產中起到非常重要的作用。
4.3反應分離耦合技術
反應分離耦合技術是提高生產效率、優化化學工程生產過程、降低生產成本中發揮越來越重要的作用。反應分離耦合技術是通過利用物質分離來促進反應或通過物質反應來促進分離的一種化工分離技術,整個技術的應用效率非常高,操作費用也很低。以醋化反應為例,該反應過程就是在精餾塔中進行可逆的醋化反應,利用精餾的反應來分離醋和水,同時逆向反應也能夠加強醋化過程,從而在原料成本等多方面節約成本。
5超臨界流體萃取技術
超臨界流體又稱為SCF,是SupercriticalFluid的縮寫,一般的氣體或液體在溫度或者壓力的持續變化下,達到某個臨界點就會發生氣體到液體的變化或者液體向氣體的變化,但是,超臨界流體是某種流體物質在達到臨界壓力點或溫度點時,如果持續提升外界條件,該流體密度不斷增加,但是并沒有真正發生液化或氣化的現象,此時的物體就成為超臨界流體,該流體既具有氣體的特性,又具有也提到特質,利用超臨界流體來實現物質分離的技術,則被稱為SCFE超臨界流體萃取技術,該技術目前被廣泛應用在食品加工、化學工程和企業生產、生物制藥等諸多領域。SCFE的超臨界流體萃取技術,是對混合物進行施加溫度或壓力的條件,從而使其進入超臨界狀態,進而使萃取物從其中分離出來,實現物質的分離。流體物質在超臨界狀態下,融合了氣體和液體的綜合特性,密度上比氣體大得多,一般與液體比較接近,但是粘性度方面則與氣體接近,比液體小得多,而且超臨界流體自身的溶解度非常高、而且很容易流動和擴散,而且在壓力或溫度的臨界點,能隨著外加條件的微小變化,密度則發生顯著變化,極易實現混合物中萃取物的提取和分離。利用超臨界流體萃取技術,一般是使用流體作為萃取物的溶劑,使其進入超臨界狀態,然后與物料進行接觸,使其中的萃取物溶于流體中,進而實現萃取物與物料的分離,而后降低外在施加條件,如降低壓力或溫度,流體密度發生變化,溶解度降低,萃取物則很容易從流體溶劑中解析出來,從而實現萃取物的分離。利用SCFE的超臨界流體萃取技術來實現物料萃取物的分離,在提取速率、萃取物兼容范圍等方面都非常優異,而且外在條件是通過溫度或者壓強的調節來實現對流體密度、溶解度的控制,從而能夠有效地實現萃取物的分離,而且提取萃取物的純度非常高,對于化工生產來說非常重要。其次,流體溶劑的選擇一般選擇二氧化碳流體,這種低溫、無氧環境的操作可以有效地分離熱敏或容易氧化的物質,此外,SCFE技術的實現,可以從固體或中液體中快速提取有效地萃取物成分,整個過程無污染、耗能少,而且對于有機物的分離提取和精致都有非常顯著的功效。
6總結
化學工程工藝是目前涵蓋冶煉、藥物生產、食品加工、材料化工、印刷業等多行業的專業學科,其實現的專業技術對于企業的生產來說具有非常重要的現實意義。在化學工程工藝中,常見的技術有綠色化工技術,該技術是從原材料、催化劑以及化學反應的過程中選取綠色無毒無公害的物質和反應選擇性來提升化工的低污染率,分離技術則是通過蒸餾分離、膜分離等分流技術來實現的化工材料的分離,超臨界流體萃取技術則是采用超臨界流體對物料中萃取物的提取,通過改變外在條件來實現萃取物的提取,從而實現物質分離。這些化學工程工藝都在為企業的生產、化工過程等起到非常重要的作用,為促進我國的經濟發展奠定了良好的技術基礎。
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作者:朱雅雯 單位:武漢工程大學郵電與信息工程學院
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