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化学工艺与化学工程的区别范文

发布时间:2023-10-11 15:55:12

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化学工艺与化学工程的区别

篇1

一、化学工程与工艺专业“3+2”对口贯通分段培养与高职、本科培养目标比较

山东理工大学化学工程与工艺专业的培养目标为“通过四年理论学习、实验及实践训练,培养德、智、体、美全面发展,具备化学工程与工艺方面的知识,具有创新意识、社会责任感和道德修养,能在化工、炼油、冶金、能源、材料、轻工、医药、食品、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、工艺操作、技术管理与科学研究等方面工作的工程技术人才”。

淄博职业学院应用化工技术专业的培养目标为“培养拥护党的基本路线,适应社会主义市场经济生产、建设、管理和服务第一线需要,具有较强的就业竞争力和发展潜力,掌握应用化工技术专业的基本理论知识,具备化工总控工(中级)岗位操作能力,面向淄博市及周边地区化工、医药及其相关产业,能胜任化工生产一线的化工工艺操作、工艺控制、设备维护保养、产品质量检验及化工生产一线管理等工作的高素质技能型应用人才”。

从培养目标对比看出,本科专业人才培养的目标更为宽广,主要就业覆盖面有层次;高职人才培养的目标更为具体,就业面向更有针对性。

“3+2”对口贯通分段培养的目标是两者的综合和有机结合,体现了省教高(2013)13号等一系列文件的意图,既实现了人才分段培养的灵活性,又体现了人才联合培养的贯通性。

二、化学工程与工艺专业“3+2”对口贯通分段培养与高职、本科课程体系比较

通过“3+2”对口贯通分段培养专业与高职、本科专业课程设置比较可以看出,高职应用化工技术专业执行方案共有35门课程,合计157学分;本科化学工程与工艺专业共有课程57门(选修按5门计算),合计184学分;“3+2”对口贯通分段培养专业拟设置61门课程,合计223学分。

“3+2”对口贯通分段培养专业方案的学分数比本科方案高出21.2%;比高职方案高出42%。由于“3+2”对口贯通分段培养专业学制为5年,比普通本科修业年限高25%,比高职修业年限高出67%,所以课程设置数量在合理的范围内。

从课程设置模块来看,三个专业人才培养方案中公共基础课程的数量都在15门左右;但专业基础课程和专业核心课程区别较大,“3+2”对口贯通分段培养专业比本科、高职相应专业要多,说明通过“3+2”对口贯通分段培养,循环提升了学生的专业理论知识和专业实践技能。

三、山东理工大学与淄博职业学院实训条件比较

1.山东理工大学化学工程与工艺专业实训条件与特点

(1)产学研合作平台为校内外实习实训基本条件建设提供强有力的支撑

化学工程与工艺实验中心实验室面积约6000m2,教学仪器设备总值约2300万元,拥有化工原理、化工工艺、分离工程、反应工程、化工仿真等8个实验室。本专业在15家大中型化工企业建立了实习、实训基地,能满足在校生校内外实习实训基本要求。

(2)“三层次、四模块”的创新型综合化实践教学体系

本专业多年来致力于开创全新的集知识传授、技能培训与开拓自主创新潜力于一体的实验教学模式,实践教学体系按阶段、分层次构成,将产、学、研结合作为主线贯穿于实践教学体系之中,着力构建“三层次、四模块”的创新型综合化实践教学体系。在传统实践教学体系的基础上,通过增加实践课比例,增设现场课教学、综合设计讨论课等特色教学手段,建立具有理论与实践相结合、动脑与动手相结合、学懂与会用相结合的综合运用能力培养模式。为培养学生的综合运用知识的能力,在“化工工艺学”、“化学反应工程”、“化工原理”等课程中增设综合设计讨论课,从课堂讲课、现场教学、课外科技活动等方面进行改革。通过精心安排现场讨论课及综合设计大作业等一系列教学环节,增强学生理论联系实际、综合分析问题与解决问题的能力。

(3)校内外实训基地建设仍有较大提升空间

针对培养应用型高技能人才的培养目标,现有的实习实训条件仍然存在较大的提升空间,校内实训基地的建设还有较大空缺。对现有的实验实训室进行改建、扩建,提升功能以满足学生基本操作技能训练的需要;尚无或仍缺少部分实验实训条件的,力求逐年新建或补充建设,逐步填平补齐,以满足学生基本的专业实践教学需要;以准工厂模式,模拟企业化生产环境,构建对学生进行工程训练的实践教学平台,充分结合专业特点和学生的认知规律,精练实习实训内容,达到理论与实践的统一,知识与能力的统一。

2.淄博职业学院应用化学工艺专业实训条件与特点

现有实训室面积3000多m2,设备价值1000多万元,拥有无机物制备、有机物合成、仪器分析、工业分析、化工单元设备操作、管路安装、化工仿真、化工仪表、化工工艺流程等20多个适应教学要求与各种技能培训的实验室与实训实习场所,能够满足高技能人才培养的需求。本专业注重校、政、企三方合作,具有较强的社会服务能力,设有淄博市环保分析检测中心、淄博市离子膜烧碱生产应用工程技术研究中心、淄博市化工人才培训基地、化工行业特有工种职业技能鉴定站。

篇2

中图分类号:TE08 文献标识码: A

前言:进入21世纪以来,环境问题越来越严重,而且,随着人口的继续增加,能源的持续减少,不可再生资源已经临近枯竭,生活垃圾核工业污染物也在无情的破坏着生态环境,人与自然的矛盾就这样不断被激化。在化学生产过程中,通过不再使用有毒、有害的物质,不再产生以及处理废物,生产无污染无伤害的目的正是绿色化学的设想。这虽然只是设想,但通过改进化学技术和方法,是可以达到减少有危害的化学产物的,绿色化学工程与工艺正是为了保证人类健康、生态环境,为促进化学工业节能目标而实施的。

一、绿色化学工业的概念

总结我们前面所阐述的,我们可以把其定义为无污染化学,所以在进行绿色化学工艺的过程中所产生的某种手段就是绿色化学工业技术,利用其原理从根源对普通化学反应产生的破坏进行整治。就绿色化学的特点来说,有以下两点,第一,绿色化学的本质就在于适中保持人与自然的和谐相处,近几年的快速发展而导致的环境破坏也就加速了绿色化学的快速发展;第二呢,绿色化学形成的结果是对环境友好的,绿色化学可以渐渐对付各种环境中产生的不利人类和自然发展

的因素。

但是究其根基,绿色化学是对环境的保护以及防范;而我们所说的环境化学就是对预防之后而无法达到效果的环境进行进一步的革新和处理,所以绿色化学和环境化学在起点和终点都是不一样的。那么在其反应过程中,对于有害物质进行摈弃,就可以制止不利产物的生成,但是在当前发展来看,这种想法只停留在表层,但是我们相信,通过科学家们的不断努力,这种想法终究会实现的。

二、传统化学与绿色化学的根本区别

化学可以理解为是研究从反应物向其生成物转化的的科学。传统化学在一定程度上是以资源过渡消耗和环境严重污染为代价的先污染后治理的化学工艺,其导致的危害是资源不可再生和环境污染,严重地威胁着人类生存和可持续发展,如目前全世界每年产生的废物达3-4 亿吨;而绿色化学(也称为环境友好化学)是从源头上防止环境污染的新兴科学。虽然传统的化学与绿色化学都为人类生活做出了巨大贡献,但绿色化学的根本思想是运用高选择性和原子经济性的反应,使用无毒无害的助剂、原料,生成环境友好的产品,而且经济合理,从而在节约资源的同时变废为宝。

绿色化学是对传统化学思维模式的革新和发展,也就是说,绿色化学可简单地描述为在化工生产反应过程中,改变了传统化学的“先污染后治理”,是“从源头上消除污染”,尽量不使用有毒有害物质,并减少或不生产废弃物和有毒有害物质。近年来的绿色化学发展,充分体现了绿色化学与可持续发展之间的密切关系,

因此,绿色化学也被称为“绿色与可持续化学”。

三、绿色化学应遵循的基本原则

1、污染预防优于末端治理污染;

2、尽可能的不用分离溶剂、试剂等辅助物质,若是不得已使用时,也应该是无毒、无害的;

3、在采用生产方法中尽量不使用和不产生对人类健康和对环境有毒有害的物质;

4、合成方法应具原子经济性(atom economy),原料分子中的原子更多或全部地进入最终的产品是原子经济性的核心目标。绿色化学的原子经济性有两个显著有点:一是最大程度地利用了原材料,二是最大程度地减少排放废弃物;

5、使用高选择性的催化剂优于化学计量试剂;

6、生产过程能耗应最低且在温和的压力和温度下进行;

7、设计具有高使用效益、低环境毒性的化学品;

8、在技术可行和经济合理的前提下,尽可能地使用可再生原料;

9、尽量减少或避免非必要的衍生反应步骤(如使用物理化学过程、屏蔽基团、保护复原的临时性变更等);

10、选择参与化学过程的物质,尽量避免发生意外事故的风险;

11、化学产品在使用完后应能降解成可以进入自然生态循环无害的物质;

12、发展适时分析技术以监控有害物质的形成。

四、绿色化学工程与工艺的开发

传统的化学工程与工艺对有害污染物的处理很被动,有滞后性,并且达不到根除污染物的效果,不但治理成本高,而且治标不治本。比如利用烟气除尘、脱硫,虽然净化了气体,却把污染物转化成了废渣废水,不但没有解决问题,反应复杂了处理方式。绿色化学工程与工艺,以零排放、清洁生产为原则,从化学反应着手,对污染进行有效的防止和控制。

1、采用绿色化学原料

化学生产原料是决定化学生产流程和工艺的主要因素,传统化学工程采用的绿色原料大多为不可再生能源,选取这种化学材料,不仅增大了我国不可再生能源的消耗量,同时也增加了化学生产污染物质的排放量,所以采用绿色化学原料是绿色化学工程重点研发项目,选用可再生、无污染的化学原料,如自然物质、绿色化学物质等。苞米杆、芦苇、纤维植物等农副产品废弃物,这些物质是典型的绿色化学原料,将其投入到化工生产中,可以转化成醇、酮、酸类的化学品,在转化过程中,这些化学原料只会产生氢气,不会产生任何有毒、有害物质。

2、采用高效高选择性的反应原料

对于化学工业来说,化学反应是决定化学工业生产过程中生产成本和生产难度、充分利用化学资源等各方面的重要性因素。可以降低工业生产的成本,而且能够提高产物纯度,减少无效反应产物的排放,节约化学资源,在化学工业中,有机物的反应复杂,研究机制不确定,所以选择合适的反应原料,不断提高工业技术是对化学工业的发展有着重要的意义。

3、提高化学反应的选择性

烃类选择性氧化是一类具有强放热性的反应,石油化工工业中时常发生这种反应,但是,它的生成物不稳定,很容易被进一步氧化,生成H2O和CO2。在各类的催化反应中,此反应一般不会被选择,因为有时生成物中还会存在同分异构提,不利于得到最终产物,所以,为了简化生产,一般都会使用选择性高的试剂。这样不仅可以降低分离产品和纯化产品的难度,还提高了反应的选择性,还能够起到降低成本,节约资源,减少环境污染的作用。所以加强这一方面的研究会有很强的实用性,比如开发载氧能力强、选择性好的新型催化剂,就可以应对不同的烃类氧化反应。

4、采用无毒无害的化学催化剂

近年来,化学反应越来越多的应用到了工业化的生产中,而催化剂对提高反应速率有着明显的效果,所以开发新型高效、无毒无害的催化剂以成为绿色化学工艺的发展方向之一。如今,相关部门都在研发新的烷基化固相催化剂,此外,分子筛催化剂也得到了很好的开发和应用。

五、寻找高效绿色的化学催化剂对提升工业生产水平的作用

1、 污染治理

目前,化学工业有其是石油、化工、煤炭等重工业对环境造成重大污染,危害生存环境,破坏原有生态平衡,威胁人类生存。引起国际上广泛关注,美国

1996年设立“绿色化学挑战奖”表彰在绿色化学领域中做出贡献的人。绿色化学的目标就是从化学生产的源头上实现环境治理,消除环境污染,绿色化学改变了传统化学工业先污染后治理的模式,实现预防、监测、零污染,预先环境治理,保护环境,资源可持续发展。

2、优化资源

化学工业绝大多数工艺都是上个世纪开发的,受技术发展的限制,化工领域是劳动密集型产业,高耗能、重污染、浪费原料、劳动力成本高,对大气、水和土壤等环境排放高。使产品成本中附带原料浪费、能源消耗、污染治理等成本。据统计,美国化工业1992年用于环保经费达1150亿美元,治理污染经费达7000亿美元,化学品销售中资源节约和环境治理成本提升。绿色化学从约资源方面,提高使用效率,减少环境破坏,降低新产品经济成本,有利于倡导节约型社会。

3、节能减排

节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。世界各国都制定了相关计划来实现这一目标,美国绿色化学目标:2020年将废弃物减少40-50%,化学生产行业消耗原材料降低20-25%。日本制定新阳光计划,在环境化学领域倡导绿色技术,减少环境污染,发展减排新技术应用。中国2006年提出降低能源消耗和对外石油依赖,希望2010年,单位GDP能耗比2005年降低两成、主要污染物排放减少一成。2013年国家发改委表示,为确保今后节能减排目标、推进绿色低碳发展,深入推进节能减排各项工作。绿色化学正是实现节能减排和环境保护重要工具。国家倡导在重点领域节能减排,推进企业节能低碳行动,开展绿色化工行动,加强环境治理,加大治理力度,引导循环经济,着力增强全民节能减排意识,实现共创和谐社会,建设美好家园。

4、化学工业中绿色化学的应用

绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染,做到完全无公害无污染,因此它又被称为清洁化学,应用范围广泛,它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科。工业中化学反应发生的条件一般都是高温高压,在反应过程中,只有适宜的温度和压力才能使用现代化学工业的技术,另外加上绿色化学的高效催化剂,这项工程才得以不断发展。例如上文提到的低维材料碳纳米管,催化裂解反应中有很大的化学功效。

5、化学工业中绿色化学和现代生物结合的应用。

讲到了催化剂,这就涉及到另外的技术性学科生物技术。生物技术的就是高科技与高端专业知识结合的产物,学科内又分为细胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化学产业中主要应用于生物化学。在化学工业生产过程中,选取有机的生物材料,主要是动植物的原料,另外也会采用他们经过上千年演变的产物―地下的煤炭等。催化剂主要由人工催化剂和自然催化剂,分别由人工合成以及采用天然动植物的生物酶。这样能够满足现代化学工业发展的需要,同时也能切合可持续发展的指导思想,节约能源,维持现在生态平衡的状态,推动化学工业发展。

六、结束语

综上所述,可持续发展在当今社会显得越来越重要,因此化学工业生产中也要遵循这个指导性思想,采用选择性高的原材料,节能减排,利用高新化学催化剂,最大程度的减少污染物排放,不断增高有效产物纯度,在资源有限的前提下,保护生态环境,维护现有的生态平衡。绿色化学在整个化学工业的发展中,有着实质性的意义,高新技术性产物催化剂的使用能改变现有产业结构和传统的生产过程,加速化学工业发展。

参考文献:

[1]于贺. 论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J]. 科技与企业,2013,05.

篇3

px,中文名称对二甲苯(para-xylene),属于低毒类化学物质。带有危险标记,对人体的健康有一定的危害。历史上,px曾经引起了工业界对其毒性程度的激烈讨论,工业机构及其支持的科研机构认为是低毒,环保机构及部分科学家(如厦门大学赵玉芬院士)认为是剧毒。px主要用于制造对苯二甲酸,可用于化工及制药工业等。另外,它还是许多化学合成原料的重要中间体。生活中常见的胶片片基、磁带本文由收集整理片基、电容器膜、光盘、磁卡等电子信息产品中都含有px,px已经成为应用广泛的重要化工原料之一。

根据资料显示,中国已经成为世界上最大的px生产国和消费国。px项目一直饱受争议:一方面,px涉及的产业收益巨大,各地相继建立了一些比较大的px项目,用于促进当地经济的快速发展;另一方面,px本身的毒性和以及在生产过程中产生的污染,使得多地民众对px项目的建立和实施产生了抵制情绪。px项目启示我们:科学技术是把双刃剑,人们在利用科学技术改变社会,造福人类的时候也不能忽略它带来的弊端。随着科学技术负影响的显现,工程的伦理性逐步走入了人们的视野。自20世纪70年代起,工程伦理学在美国等一些发达国家开始兴起。经历了20世纪的最后的20年,工程伦理学的教学和研究逐渐走入建制化阶段。在我国,类似的工程伦理道德规范以及法制化建设方兴未艾,我国工程伦理学的春天正在逐步逼近。

二、化学工程伦理规范的构建

作为工程的一支,化学工程有区别于一般工程的特点:

(1)化学工程潜在风险大

(2)化学工程对人的影响更直接

(3)化学工程的监控难度大

基于化学工程的以上特点,化学工程伦理规范的构建就尤为重要。

化学工程理论是工程理论的一部分,将科学技术转化为生产力的化学工程,不仅是一种技术的应用行为,同时也应该被视作一种社会实践活动。因此,化学工程伦理规范的构建应该技术和社会实践两方面来考虑。

第一,技术方面:

(一)降低化学原料的威胁

首先,化学工程中使用到的原材料,大多数都带有危险标记,对人们对健康具有一定的威胁。甚至,有些化学原料无色无味,可以使人在不察觉的情况下吸入或接触到,从而造成对人体的伤害。危险化学原料应该具有醒目的危险标志是十分必要的。

其次,危险化学品在生产、储存、使用、经营和运输过程中都应得到妥善处理。有些危险化学品,可以通过冷藏压缩,密封保存等技术手段来降低和消除对人体和环境的危害。运用专业的技术降低化学原料的威胁刻不容缓。

(二)保证生产过程的规范和安全

在化学材料的生产过程中涉及很多环节,每个环节都可能具有潜在的危害。保证整个生产线都达到科学工艺的要求能够减少工程事故和对环境的危害。

首先,通过对相关技术人员的培训,使其了解生产过程环节的危害,使其在每个生产过程中的操作都符合相应的规范,对于一些故障能够妥善处理。

其次,运用技术手段对每个生产环节可能出现的危险进行预防和控制,要有完备科学的三废处理设备,保证生产过程的规范和安全。

(三)治理和修复化学工程对环境的危害

对化学工程对环境的污染应该做的预防为主,防治结合,综合治理。但是,有些化学工程对环境的危害,运用目前的技术手段不可避免的。或者,由于种种原因,对环境的污染已经造成,都可以运用相关技术,采取有效措施,对污染后的环境进行治理和修复。

首先,必须对环境污染工程进行详细分析,找出污染源,确定污染物,最终制定相应措施对环境进行治理和修复。

其次,修复过程中采取的方式方法,应该充分考虑到周边公共建筑和相关人群的敏感度等因素,建设修复设施不得对场地及周围环境造成新的破坏。

第二,社会实践方面:

(一)借鉴国外成功经验的同时,结合中国的具体情况

对于化学工程伦理规范的构建和制定,国外的研究比国内要早,因此很多的成功经验值得我们学习和借鉴。

但是,国外的研究现状不完全适用于中国国情。在国外,工程伦理的研究主要针对工程师的伦理分析,因为国外的工程运行体质是以工程师作为工程责任的独立主体。而在国内,工程师侧重的是技术层面,工程从论证到实施及运行,分别由不同的主体承担责任,工程师很难做到独立承担。

因此,处理化学工程伦理规范的构建问题,应该借鉴

国外成功经验的同时,结合中国的具体情况。

(二)构建过程中要明确不同角色的不同权利义务

一个化学工程的项目,一般涉及多个角色,不同角色在项目中有着不同的分工和责任。

化学工程师应保证化学工程科学合理的论证和设计,全力参与、全程跟踪化学工程活动,同时对化学工程的每个生产环节进行监督,从而降低化学工程风险,保障化学工程合伦理性。

工程决策者应该根据针对工程中可能存在的问题和风险进行分析,制定不同的备选方案,选择合适方案,实现工程最优化。

政府部门应该在道德约束和伦理规范尚不完善的情况下,对化学工程中的每个参与者进行监督,明确他们的权利义务,监督和管理化学工程的实施。

公众是化学工程的最直接利益相关主体,有权监督化学工程的运行和实施,捍卫自身健康和生存环境安全,并对化学工程的负影响,提出正当的伦理诉求。

(三)化学工程的伦理规范要高于一般工程

化学工程具有一般工程的特点,同时高危险性高污染性使得化学工程与一般工程的不尽相同,化学工程对环境和人类健康的影响更为迅速和直接,与公众的生存环境和自身健康息息相关。因此,化学工程的伦理规范要高于一般工程。

首先,化学工程伦理的制定和实施要比一般工程更加严格,确保化学工程的规范和安全。

其次,对化学工程伦理的监督和执行也要高于一般工程,敢于接受社会各方面的监督,取得公众对于化学工程的信任。

三、结束语

厦门、大连、宁波和咸阳等地的px项目启示我们,只有不断地完善化学工程伦理规范的构建才能确保化学工程的持久化发展,真正地做到以人为本,促进人与社会的和谐发展。

化学工程伦理规范的制定应该从技术和管理两个方面来考虑:

化学工程是工程的一个重要分支,化学工程伦理规范应该在原有工程伦理规范的理论框架下,同时结合化学工程理论来构建。通过技术了解危害,规范操作,对可能的危险进行预防和控制;

同时,任何一个工程也是一种社会实践活动,那么就不应该脱离社会而独立存在,当然也应该受到社会伦理规范的约束。

通过管理,结合国内的具体情况,明确不同角色的权利和义务,同时制定相应的化学工程伦理规范。

篇4

一、现状分析

生物工程专业于1998年经教育部批准在高校开设,在本科专业目录中明确隶属于工学的生物工程类,包括了原来的生物化工(部分)、微生物制药、生物化学工程(部分)、发酵工程等4个专业,从而大大拓宽了专业口径。郑州大学于2008年开办生物工程本科专业。此前该校开设有生物技术、制药工程2个相近专业,分别归口于生物工程系和化工与能源学院。两专业办学规模稳定,已经形成较完善的教学和实践(实验)体系。而生物工程专业在实验体系(实验课程、实验教学内容、实验室建设)、实习环节(实习类型、实习方式和实习基地建设)等方面则面临着软硬条件不够、办学经验不足等重大挑战。这些因素严重制约着学生实践技能的提高和专业人才培养质量的提升。办学近4年来,我们发现在学生工程素质和实验技能培养方面存在以下几个主要问题:

1.生物工程实验模块体系尚未完全建立,部分课程缺少实验,不但影响教学效果,还易导致学生产生“重理论,轻实验”倾向,这对培养高级应用型人才极为不利。

根据教育部教学指导委员会“生物工程专业规范”,为提高学生的实践能力和创新精神,生物工程专业必须加强实性践环节的教学,构建实践性环节教学体系,着重培养以下能力:实验技能、工艺操作能力、工程设计能力、科学研究能力、社会实践能力等。实践教学应包括独立设置的实验课程、课程设计、教学实习、社会实践、科技训练、综合论文训练等多种形式。此外,也明确规定了该专业的主干学科应该包括生物学、化学、工程技术学三个领域。相应的实验课程也应该在这些方面得到体现。然而在实际办学过程中,涉及到生物学领域的生物分离工程、发酵工程、生物工艺学的相关实验,以及涉及工程技术领域的工程制图和生物工程设备的相关实验,却因受限于实验室设备、师资队伍条件等原因未能正常开设、或开设课程内容简单肤浅,没能达到提高培养应用型人才的实践创新能力的要求。因此,现有的专业实验构成现状,难以给学生提供独立思考、探索与发挥的空间,难以发挥专业基础实验对学生实验技能和操作技能培养的作用,难以适应企业用人单位的需要。

2.专业涉及到的三个主干学科的实验课程模块,缺少相互衔接和重要知识点的相互补充。作为主干学科之一的“生物学”课程模块,没有脱离原有“生物技术”专业的影子,多数实验课程在实验项目、教学内容上与之没有区别,更没有体现“生物工程”的“工程”教育特点。生物学基础实验、验证实验开设比例过大。阻碍了三大学科之间的渗透,特别是未能强调“工程创新能力”的培养。

3.实践实习体系没有真正建立,缺少稳定、有效的专业实习基地,“双师型”、“复合型”师资缺乏,严重制约了学生专业实践能力的培养。首先,缺乏稳定、针对性强的实习基地。由于专业方向及特色不明显,实习单位选择盲目,实习地点不固定,实习内容变化快、深入不够;其次,现有的专业师资队伍主要是以生物学背景的教师为骨干,而双师型教师、不同学科交叉融合的复合型师资严重缺乏,这种状况根本不利于生物工程专业的发展与工程类人才培养的要求。

4.办学就业导向教育不够,学生考研“趋向”严重影响实验教学效果。一般来说,学生考研对于改善学风、为国家培养更高层次人才非常重要。受“生物技术”专业影响,我校“生物工程”专业2012届毕业生中有60%以上的学生参加考研。但这种现象在一定程度上放松了课程学习,特别是实验、实习环节。同时,多数学生以考研为主要追求目标,实践、实习环节重视程度不够、投入时间不足,使得实践教学效果大打折扣。

二、改革内容与目标

1.对实验体系进行模块划分,明确各模块的教学内容和侧重点。建立“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”模块课程组,加强课程建设。

将实验课程体系划分为“生物学实验”、“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”三个模块,三个模块的教学内容和侧重点各不相同,修改实验课大纲,整合实验项目与教学内容,重视三类课程相互之间的衔接、重要知识点的互补。

在模块建设中注意对薄弱模块进行强化,特别是强化“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”模块教学,增设部分实验课程。同时,这些课程的教师分散到担任教学任务的专业系中,参加教研活动和专业建设工作,根据各个专业的特点和要求,适时地修改或调整实验教学内容和方式。

篇5

(一)校企合作形式与内容

校企合作形式是影响联合培养的最重要因素。重点大学及行业特色型大学由于其品牌和行业影响力而在校企合作培养研究生方面有显著的优势。以中国石油大学为例,该校立足于石油石化行业和领域,面向东营胜利油田和青岛近海油气田及两地相关产业开展人才培养,是国内化学工程专业硕士校企合作效果最好的高校之一。然而,国内大部分地方高校与企业之间的合作形式仍较为初级,特别是地方高校受到学校科研实力、学校办学层次和软硬件条件等因素的制约,校企之间的相互联系多建立在项目合作和个人感情联系的基础上,未形成长效机制。如果企业负责人离职或合作项目中断,则联合培养将大受影响甚至停滞。此外,部分地方企业创新意识不强或过分追求“短平快”的项目,都将影响人才持续培养机制,无法实现良性循环。从人才需求角度来看,地方经济状况的优劣也会明显影响企业的人才需求,进而直接影响校企合作的基础。

(二)导师

很多高校的校内导师过度倚重发表学术论文,或者一直从事基础理论研究,缺乏应用研究项目和研究经验。该类导师在指导专业学位研究生时往往延续过去的研究思路和方向,以学术型研究生模式培养专业学位研究生,最终导致毕业生与企业要求相差甚远。此外,很多校外导师是企业的高管或主要负责人,日常事务繁忙,对自己负责的学生疏于管理和指导。学生在企业或沦为廉价劳动力,或实践流于形式,达不到应有的效果。

(三)培养过程

国内各高校的化学工程专业硕士的主要管理和培养政策已经基本齐备,但仍有部分政策还在修改和制订过程中。很多高校在课程体系构建、考核方式、实践内容等方面没有将专业学位研究生与学术型研究生加以区别,未能体现出专业学位职业性、应用性的特点。与企业生产实际密切相关的课程开设不足也是目前国内高校化学工程专业硕士培养普遍存在的问题。

(四)生源

对于重点高校,无论是学术型硕士或专业学位硕士均呈现“供大于求”的局面,学校可以从容择优录取。而地方高校的专业学位认可度普遍较低,直接导致部分优秀生源流失,毕业生质量也因此受到影响。

(五)其他问题

部分地方高校在导师激励政策、学生奖励机制等方面不够完善,由此产生了导师因专业学位学生花费多、产出少而不愿意接受专业学位学生的情况;学生也因在奖学金等方面无法与学术型研究生竞争而影响了科研积极性。

二、方针与措施

鉴于以上问题,我们以山西大学与三维集团合作构建的“山西省催化技术研究生教育创新中心”为平台,通过深入探索山西煤化工转型对化学工程专业研究生教育的影响,从合作模式、导师管理、课程体系构建、健全和完善各项制度等方面进行改革,并力图构建一种符合山西省化工行业需求的化学工程专业学位研究生培养模式。

(一)校企合作平台的构建

构建校企合作平台是稳定专业学位硕士培养质量的根本措施。2002年,化学化工学院的研究生就因项目需要而在三维集团进行数月至一年的工业侧线实验。随着双方项目合作的深入,进入企业实践的学生人数不断增多,而企业的技术人员也积极参加山西大学的博士或在职工程硕士考试,双方实现了人才培养上的互动。在此基础上,2004年双方共建了“精细化工催化与反应工艺共建实验室”,实现了校企层面的科研平台构建。2007年底,经山西省经委、山西省教育厅、山西省产学研工程领导组批准,校企双方通过政府层面建立了“山西省催化技术研究生教育创新中心”。随着相关管理制度逐步完善,该中心不但成为研究生培养的创新实践平台,也逐渐成为高校和企业间的技术、人才交流平台,并为企业技术带头人的知识更新和产业技术升级提供了支撑。近年来,山西大学积极开展“煤基资源高值循环利用协同创新中心”的建设,拓展多方合作关系。目前研究生教育创新中心的企业平台已包括阳煤集团、潞安集团、河南煤业集团等大型煤化工企业,未来还将探索与中科院山西煤化所、中科院大连化物所、中科院过程所等研究所合作培养研究生的可能性。综上所述,山西大学化学工程领域的校企合作经历了如下发展历程:校企合作项目牵引建立校企层面的科研合作平台建立政府层面的研究生教育创新中心建立多方参与的校企科研教育合作平台。其中,多方平台的建立不但解决了科研项目延续性、科学性的问题,更有利于实现校企联合培养的长效性和持续性。

(二)管理体制创新

为进一步提高专业学位研究生教育水平,我们就专业学位研究生的管理体制方面开展了改革创新。研究生院成立了“专业学位管理办公室”,负责与专业学位相关的政策制订、学科建设、品牌建设,以及对各培养单位进行管理、督导和服务等工作。学院成立了相关的“专业学位教育中心”,负责相关专业学位研究生的招生、培养、师资队伍建设、实践基地建设等工作。化学化工学院以“山西省催化技术研究生教育创新中心”为基础,吸纳了相关学科负责人和校外导师,共同承担化学工程专业学位教育中心的职责。上述举措有利于各培养单位积极发挥主观能动性,形成符合各自专业实践特点的培养模式。

(三)导师遴选及评聘制度改革

山西大学研究生院根据各专业学位培养单位的具体情况,制订了详细的校内导师、企业导师评聘制度。特别是对企业导师实行“一年一考核,三年一聘”的管理办法。在学院教育中心层次上,化学化工学院成立了化学工程硕士指导小组,以“山西省催化技术研究生教育创新中心”为核心,吸纳其他理科或相关学科导师,实现导师之间的理工优势互补,在一定程度上解决了理科环境中开展应用实践的问题。此外,学院教育中心强化了企业导师的归属感和责任感,通过让企业导师参与课程设计及研究生选课、确定科研课题、开设学术讲座和专业特色选修课程等方式,进一步让企业导师融入学生培养过程。

(四)课程体系构建

2013年,山西大学根据教育部相关文件,结合各专业具体情况,对硕士研究生培养方案进行了详细的修订。在课程设置中,我们将课程分为公共基础课、专业基础课、专业应用课、选修课4类,各类课程均采用了教授授课、双语教学等模式,特别突出工程应用类型的课程。由于化学工程专业硕士的导师的知识存在多学科、多研究方向的交叉,因此,我们在课程设置上采取丰富选修课的方法解决这一问题。为了避免重复设课或课程内容重叠,各专业领域均可选择化学学科或其他专业领域的课程作为选修课。师资力量和师资水平方面,由于山西大学工科师资力量不足,我们采用“外校聘请+本校培养”的模式逐步提高师资水平。此外,学校还通过请企业导师或行业知名专家开设学术讲座、特色专业选修课等方式,使学生获悉国内外化工行业发展的最新动向。

(五)奖学金制度

现阶段山西大学研究生奖学金主要为国家奖学金和学业奖学金,原有奖学金评价主要基于学生学习成绩和科研成果的考量。化学化工学院将专业学位研究生与学术型研究生分开评比。专业学位研究生的科研成果可以是学术论文、专利、负责项目、实践报告、调查报告等多种形式,特别强调学术论文、专利、项目等必须具有应用背景。此外,针对专业学位研究生科研结果无法量化的问题,我们采用“预审+集中答辩”的方式,由答辩委员会评出获奖等级。上述评审制度的实施明显调动了专业学位研究生的科研积极性。

三、发展与方向

尽管我们在化学工程专业研究生培养方面进

行了许多改革,但仍有很多方面需要高校、企业及地方政府进一步协调改进。我们将目前改革探索的方向归纳如下,这既是我们的努力目标,也希望能够给予其他高校一些启发。

(一)提高学科认可度,创出专业品牌效应

优质的生源是研究生培养和学科发展的大前提,没有良好的生源,校企联合培养将成为无本之木、无源之水。近年来,山西大学通过增加推免生名额比例,明显提升了专业学位研究生的生源素质;与此同时,山西大学通过鼓励校企合作科研,建立多方参与的协同创新中心,进一步扩大了学校、学科的业内影响力。未来,山西大学将以校企协同创新中心为发展核心,以高水平人才队伍建设为发展动力,通过科研成果和科研团队创出专业品牌效应。

(二)深化校企人才技术交流平台建设,实现人才培养的良性循环

校企双方只有真正实现技术流、人才流的双向流动才能培养出真正的应用型人才。因此,我们需要建立完善的涉及项目合作、利益分配、人才交流等体制机制,进一步强化企业研究生实践中心的构建,通过校企合作项目引领、扩大平台的影响力,提升平台自我“造血”能力,逐步引导校企合作由“项目带动”发展到“人才+技术混合带动”,最终实现人才培养的良性循环。

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高分子材料是化工产品的一个分支,是目前发展最快、应用前景最广且最具生命力的一类化工产品;高分子行业的迅猛发展,急需大量复合型人才。而大多数高校高分子材料专业的人才培养侧重在材料的合成等偏理论方面,对高分子材料加工成型为终极产品的工艺环节关注的程度不高。广西大学化学工程与工艺专业在化工材料加工工艺方面开设了系统的专业课程群,为“高分子材料成型与工艺”课程的设置打下了坚实的理论基础。然而,广西大学化学工程与工艺专业没有开设过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等高分子基础或专业基础课程,且该专业作为一个覆盖范围广泛的交叉的专业,开设的专业课程很多,所有的专业课程学时都高度压缩。在高分子材料理论知识缺乏、课程学时数少、无配套实验的背景下,本文从教学内容、教学方法、创新能力培养等方面对“高分子材料成型与工艺”课程教学改革进行探索。

一、教材的选用

广西大学化学化工学院“高分子材料成型与工艺”课程刚开设时,选用的教材是史玉升等编著的《高分子材料成型工艺》,学生通过学习可以掌握高分子材料的制备、性能、成型、评价及应用,全面系统地了解高分子材料成型技术的最新知识。教学过程中,学生反映这本教材的难度太大,因为“高分子材料成型与工艺”是一门专业技术课程,需在完成化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、高分子物理和化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等基础理论课和专业基础课程后,对学生进行综合训练。

“高分子材料成型与工艺”课程是在大三第一学期开设的专业课,此时学生已经修完化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学等基础理论课,然而基本没有学过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等专业基础课,高分子材料方面的基础较差,加上这本教材讲述的理论知识较少,所以学起来较吃力。根据学生的反映,学院及时更换了教材,采用周达飞等主编的《高分子材料成型加工》“九五”重点教材,该教材高度概括了高分子材料的最基础的知识,对加工成型影响很大的高分子流变学基础知识进行较全面深入的介绍,全面介绍了高分子材料成型加工最常用的基本工艺,也兼顾了新技术和新方法,难度适中,得到学生好评。

二、教学内容的改革

高分子材料成型技术涉及化学、材料、材料加工、机械等多种学科,“高分子材料成型与工艺”课程是一门专业技术课程,需要广泛的理论知识基础。化学工程与工艺专业的学生基本无高分子材料理论基础知识,学习起来的确难度很大。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”这条主线展开教学内容,重点掌握三者的关系,强调成型加工对制品性能的重要性,这是本课程的主题思想,也是高分子材料的工程特征;选用“九五”重?c教材《高分子材料成型加工》,充分利用国内外重要专业期刊了解行业最新动态,不断更新及补充教学内容,确保教学内容的先进性;在教学内容安排上,以高分子材料成型加工的大工程观点为着眼点,以宽专业为目标,概况高分子材料理论基础和概念(详细的内容指定参考范围让学生利用课外时间自学),从高分子材料的加工原理出发,着重对成型加工工艺进行讨论。从高分子材料的成型加工的共性出发,对模压、挤出、注塑及压延四大成型技术及工艺进行重点讲授,然后讲授塑料、橡胶及复合材料的成型特点和区别,对于一些新的成型方法,以及教材中未涉及而在一些科技文献中见报道的新的成型方法及工艺,教师建立了QQ群这样的交流平台,并将高分子领域权威的一些微信公众号分享到平台上,经常转发高分子材料国际国内的重要进展到平台,引导学生关注,激发学生的学习积极性,让学生以兴趣为导向自动组成兴趣学习小组的方式进行自学。笔者首先通过课内课外结合强化高分子理论基础与概念,对成型加工影响最大的流变性在课堂上进行详细介绍,而其他性能如稳定性、电性能、光性能等材料性能则作为课外学习内容,在有限的学时内,节选核心内容,把高分子材料合成、性能、加工及相互间的影响规律简要完整地介绍。比如教材中同一种成型方法按不同的应用体系分成很多小结,而教学过程中每种成型工艺仅以一种材料为代表来讲,但不同章节会选不同的材料体系来进行,比如讲橡胶的压延,那么注塑可能选塑料,而挤出可能选复合材料,这样来兼顾各类高分子材料的成型。

三、教学方法的改革

教学方法是影响教学目标是否能够实现、实现的程度和效率的关键。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程教学存在两个难点:一是许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程,这要求有实际感性认识和直观性;二是该课程的理论性和实践性都很强,如何在教学过程中实现理论与实际的结合,用理论来解释生产中的实际问题,或以具体实例来说明理论,促使学生真正掌握知识。针对这些问题,“高分子材料成型与工艺”课程在教学过程中对教学方法、教学手段进行了改革。

(一)现代化教学与传统教学相结合。“高分子材料成型与工艺”课程中许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程,这要求有实际感性认识和直观性,同时,该课程的理论性和实践性都很强。笔者根据所选用教材,利用PowerPoint加入声音、图像、动画、视频等各种多媒体信息,并根据需要设计各种演示效果,将抽象、生涩难懂的知识形象生动地展示给学生,激起学生学习的兴趣、吸引他们的注意力,大大加深学生对知识的理解和印象。由于化学化工学院缺乏相应的高分子材料成型教学设备,教学小组联系外界资源制作了几个基本成型工艺的微课,同时广泛收集案例、动画演示及成型录像,不断补充到授课内容中,让学生对高分子成型工艺及设备等有更直观的认识,对课件内容进行更新和完善,丰富课堂内容,加大课堂信息量,使学生获得对高分子材料成型加工的理性和感性双重认识,使教学达到事半功倍的效果。

同时,教师也要注意吸取传统教学中讲解的优点,将教师的语言、激情和应变能力体现在多媒体教学中,并用眼神、情感、心灵与学生沟通,必要时还要进行板书,让学生彻底把握一些关键问题。

(二)采用“任务驱动”教学法和启发式互动式教学。与传统的以教师为主体的“填鸭式”“灌输式”教学方式不同,笔者在部分知识点的授课中尝试采用“任务驱动”教学法,从传统教学的讲授、灌输和教师主宰课堂,转变为组织和引导;从单纯讲解转变为与学生进行适当的交流和探讨。笔者在讲述“高分子材料配方设计”这一章内容时,并没有按照书本来进行,而是布置了一道思考题“设计食品袋的配方”,让学生通过自学课本内容与上网查找相关知识等来完成这一思考题,并在学生完成后让他们用PPT来展示成果,通过讨论的形式与学生探讨了配方设计中的一些原则与内容。

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目前,有相当多的高等师范院校设置了一些非师范本科专业,这在一定程度上给高师院校的改革与发展带来了活力,但也为兼顾好师范专业与非师范专业教学提出了新问题。例如,许多高师院校的化学院(系)除培养化学教育类专业的理学人才外,还培养化学工程类的工学人才。化工制图课是这两类学生必修的课程之一,但由于培养目标不同,高师院校化工制图课教学过程中存在许多问题,亟待解决。

一、化工制图课教学存在的问题

1.用人单位对高师院校化学化工类毕业生制图能力不满意

这种不满意表现在两个方面:一是用人单位认为高师院校化学工程与工艺专业毕业生制图能力不高,不能满足工作的需要;二是高师院校化学专业师范类毕业生不能够满足中等学校教学的需要。人们对后者的理解存在着误区,认为化工制图课应该是工学类学生认真学好的课程,而对化学教育类学生来说无关紧要。实际上,化学是一门实验性很强的学科,在初中、高中乃至在大学学习化学,都伴随着化学实验操作,要涉及很多化学仪器、设备、装置,而要利用好化学仪器、设备、装置就离不开化工制图。

2.化工制图课设置不够合理

一是课时压缩太多,课程定位不明确。由于化学教育类专业学生的化工制图课一直没有引起足够重视,高师院校的化学工程类工学专业化工制图课时也往往不足。然而,工程制图是工科学生的一门必修主干课程,必须在课程设置上给予足够重视。二是教材内容因循守旧,基础和专业脱节。大部分化工制图课教材沿用的是工程制图课的教材体例,制图理论与化学化工专业严重脱节。教材陈述过于简单,图例不多,配套练习试题难度较大,缺乏由易到难的过渡。

3.教学队伍和教学方法不能够适应教学需要

各高师院校教授图学类课程的教师分布在不同院(系),不利于开展教学活动,教师教育教学水平提高受到限制。个别高校近年来连续扩招,新进的年轻教师所占比例较大,教师教学水平参差不齐。在化工制图课教学过程中,部分教师仍然采用粉笔、黑板、挂图和模型来教学,现代化教学手段的应用还不够充分。

二、化工制图课教学改革思路

1.整合高师院校图学教学资源,提高对化工制图课重要性的认识

我国高师院校图学课程普遍比较分散,各个院(系)专门从事图学教学的人员较少,教学团队难以形成。例如,化工制图课的教师可能在化学院(系),机械制图课的教师可能在物理院(系),不同学院或系别的教师在教学过程中很少交流,教研活动开展不起来。整合高师院校图学教学资源的一个办法是组建图学教研室,把图学课程作为一门公共基础课来建设;另外一个办法是组织教授图学类课程的教师共同建设精品课程,通过精品课程建设搭建网络教学平台。

2.在课程设置上,化工制图课对理学学生和工学学生的要求应该有所区别

工程图样被誉为“工程界的语言”,是科技工作者借以表达和交流思想的重要工具,是工程技术部门的一项重要技术文件。图学是当今高等工科院校七大基础课程之一,化工制图课属于图学中的基础部分。绘图和读图是化工生产中高级技术人员必须具备的技能。高师院校化学工程专业工学类学生学习化工制图课的目的是培养形象思维能力,为他们今后学习化学工艺、化工设计等奠定坚实的基础。高师院校化学教育专业学生就业主要面向中学和各类中等技术学校,这些学校对教师的动手能力、一专多能的要求越来越高。由于两者的要求不一样,在学时安排、教材选用、教学方法与考核方式的选择等方面就应该区别对待,而且有必要专门编写“师范生化工制图”教材。

三、化工制图课教学方法改革

1.加强化工制图课教师队伍建设

许多高师院校化工制图课都没有专业的教师,这一课程由其他专业教师兼任,严重影响了教学效果。加强师资队伍建设,最基本的要求是保障有图学知识基础的教师来教授化工制图课,最好能引进“双师型”教师。化工制图课“双师型”教师不仅有扎实的理论基础、宽厚的学科知识,而且有丰富的化工制图实践经验和较强的实际操作技能。

2.强化工程设计思想,提高课堂教学效果

化工制图课中很多图形空间概念较强,对大多数初学者来说难度较大。要想让学生在较少的课时内全面掌握,就不能只注重制图知识的传授,而应该从工程实际出发培养学生的创新能力。用人单位对高师院校化学化工类毕业生制图能力不满意,一个主要原因是他们的实际操作能力不高。课堂教学过程中教师应训练学生灵活地应用图学理论去解决工程实际问题的能力,加强训练学生综合应用工程图样来表达工程对象的能力,为学生就业夯实基础。

3.强调仪器绘图和计算机绘图相结合

化工制图课教学应加强多种教学手段的交互使用,具体到课时分配上,仪器绘图占二分之一,徒手绘图占四分之一,计算机绘图占四分之一。要多利用以多媒体课件为主要内容的计算机绘图教学,多媒体课件的使用使以往单调枯燥的内容变得生动有趣。仪器绘图能让学生更好地亲身体会制图标准制定的优点,图形美观、整洁、易懂。合理使用多种教学手段,可以使课堂教学更加丰富生动。

4.加强实践教学

化工制图课是一门实践性很强的课程,传统教学大多只注重基础理论教学环节,忽视实践教学环节,造成理论与实践的脱节。实践知识的缺乏使得学生对化工设备的构造、制造及实际生产中的作用等缺少感性认识,虽然学生也可以从课堂上获取一些制图知识,但只知道可以这样绘图而不知道为什么这样绘图,无法培养空间想象能力和形象思维能力,现代设计理念和创新素质的培养也就无从谈起。化工制图课教学应加强制图训练,让学生通过课堂学习、习题练习、教师答疑、绘图训练达到对知识的系统掌握。

5.改革考试形式,提高学生的综合能力

化工制图课传统的闭卷考试的内容在广度和深度上很有限,缺乏标准化概念,不能检验学生的实际学习水平,更不利于学生设计思想、设计理念的培养。所以,要大力改革考试形式,让学生动脑、动口、动手结合起来。例如,长沙大学化学与环境工程学院对化工制图课的考核分为笔试和口试两个部分,效果非常好。其具体做法是:笔试主要对基础知识、基本技能和制图综合能力的考核,占考核成绩的80%;口试则让学生共同参与,学生之间互相讨论,由考核组根据学生讨论情况确定其成绩,口试成绩占20%。这一做法既培养了学生认真缜密的治学精神,又能够培养其创新精神。

参考文献:

[1]赵启文.《化工制图》课程教学改革与初步实践[J].青海大学学报(自然科学版),2004,(1).

[2]王巧华,刘梅英.浅议以人为本的发展性工程制图教学[J].华中农业大学学报(社会科学版),2008,(3).

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1.发展历程

随着科学技术的发展,化学品种类变得越来越多,而且危险性也变的越来越大,同时,各个企业和工厂的操作工艺和条件变得越来越苛刻。上世纪末发生了一系列对人类和环境具有影响的重大安全事故,这些事故引起了各国政府对化工企业和工厂的工艺安全管理的思考,一系列关于企业安全的法律法规得以出台。1984年,印度博帕尔发生严重的毒气泄漏事件,为此美国专门成立了化工过程安全中心,主要帮助企业降低化工事故发生的风险。上世纪90年代美国职业安全健康管理局了高危化学品工艺安全管理系统的法律法规。1996年,为加强对事故风险的控制,美国环境保护局又将环境与公众安全纳入了监管范围。从上世纪80年代开始,工艺安全管理体系(PSM)在发达国家变的逐渐完善,PSM体系已经成为了化工企业的工艺安全管理的标准。

2.发达国家PSM实施情况

美国职业安全管理局为PSM体系规定了14个基本要素(如右图所示)。美国化学工程师协会化学工艺安全中心为其规定了12个基本要素(如下图所示)。这些要素大部分都是相同的,都是为采取有效防范措施以规避工艺安全潜在的危险隐患,进而使企业安全管理水平得到提高。

3.国内安全标准化体系

我国的工艺安全体系发展起步较晚,改革开放以来,我国工艺水平有了很大的提高,化工行业得到蓬勃发展,但是也发生了很多安全管理事故。为了有效遏制化学事故的发生,国家安全生产监督管理总局规定了危险化学品从业单位安全标准化通用规范(AQ3013-2008)。明确了高危化学品生产使用企业实行工艺安全标准化的总体原则、过程以及要求,它被使用于指导高危化学品生产和使用单位安全标准化系列的编制和实施,适用于国内高危化学品生产、储存和使用的企业。我国安全标准化体系包含了10个关键要素如下图所示)我国安全标准化体系的10个要素包含了PSM体系里所有的基本要素,与PSM体系是一个有机统一的整体。

4.安全管理案例分析

阿尔法平台大爆炸事故(规程不完善)。1988年7月6号英国北海阿尔法平台天然气生产平台发生爆炸,事故共造成176人死亡,大火燃烧7天才被扑灭。造成人员巨大伤亡的一个主要原因就是受当时认识的限制,人们对阿尔法存在的风险认识不足,平台设计工程师认为平台的钢铁结构足以承受任何重大事故的发生。石油公司认为即使事故发生,工人也有足够的时间坐直升机安全逃生,所以,当时认为人们在平台上的风险是可以控制的,对人员救援的风险重点是预防直升机坠毁。规程要求一旦发生安全事故,员工必须在宿舍区等待直升机来救援。正是这个规定导致了严重的后果,平台上的人们等待直升机的救援,耽误了逃生时间,从而酿成严重后果。从事故中可以看到,正是因为工艺安全管理规程的不完善,人们对潜在风险认识不足,对事故发生后安全逃生做出错误判断,从而酿成重大伤亡,因此推行工艺安全管理势在必行。

5.我国推行工艺安全管理注意事项

首先,我们应该充分认识到传统工艺安全与工艺安全管理的区别。传统的安全主要是指使用各类防护用品和建立相应的规章制度来保护作业人员,防止事故的发生。工艺安全管理强调采用科学系统的方法对工艺危害进行辨识,根据工厂不同生命周期的的特点采取不同的方式来辨别潜在的危害,并以此为基础,设法消除危害以避免事故的发生。工艺安全管理应该重视以往的经验教训,强调严格执行相关的设计标准和规范。工艺安全管理现在已经发展成为一门专业学科,所以在推行的过程中,需要政府和企业的大力支持。工艺安全管理最终是由人来实际操作的,所以我们需要提高管理人员和作业人员的安全管理意识和安全操作规范。工艺安全管理信息是提高工艺安全管理水平的重要条件之一,它是工艺安全管理的基础,是工艺安全管理的第一步。我们需要完善的技术标准作为工艺安全管理的坚实后盾。同时我们应该定期进行检查与自评,时刻保障工艺管理的时效性。

6.建议

由工艺安全管理要素可以看出,国内外所称的安全管理实际上是一个大概念,管理要素贯穿于生产的全过程。因此,在推广工艺安全管理体系时不能将其生搬硬套入我们的管理组织中。我们应该积极借鉴和吸收发达国家的工艺管理经验,大力发展我国的安全标准化体系,帮助国内企业识别、把控高危工艺中的风险,发展和完善国内企业的工艺安全标准化体系。

作者:苏崇永 单位:东北石油大学

【参考文献】

[1]白永忠,于安峰,党文义,武志峰.工艺安全管理系统的发展现状及建议[J].安全、健康和环境,2009,9(1):2-5.

[2]孙文勇,许芝瑞,邓德利,赵东风.工艺安全管理系统中的工艺危害分析方法比较[J].中国安全生产科学技术,2011,7(11):115-120.

[3]孙一轩.浅谈国内欧美化工企业中工艺安全管理体系与安全标准化体系的整合[J].吉林省教育学院学报,2013,9(29):149-150.

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化工生产能源的消耗是一个重要的技术经济指标,它是衡量工艺流程、设备设计、操作系统是否先进和合理的主要依据之一。世界上能源的开发以及合理利用能源和技术受到广泛的关注。作为必要项目产业重要的环节,化工设计越来越成为重点问题。

现在倡导的循环经济的核心是节约和循环利用,能耗是不能被回收再利用的。能量不仅有数量还有质量(品位)。作为一个标准依据判断能量等级,可以有效的分析在社会可持续发展和循环经济定量分析与研究中,得到非常有意义的尝试,由此发展了技术和经济热经济学的整体优化的目的。在化学工程设计过程中,引入和加强有效能的概念,通过有效的化学过程的分析,帮助设计师正确理解使用的能源,以建立科学的工程设计节能意识。

1 热力学定律与卡诺循环

化学工程的一个重要组成部分,化学工程热力学是化工过程开发、设计和生产的重要理论依据。从热力学第二定律出发,研究化学过程的能量转换和有效使用,平衡理论的变化过程限制、条件或状态。1930 年由福勒( R1H1Fowler) 提出的热力学第零定律指出,对于由大量分子、原子组成的物体或物体系,如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡( 温度相同) 状态,则它们彼此也必定处于热平衡状态,这为能量衡算提供了实验基准。对于封闭体系,热力学第一定律指出能量的转化和守恒在一切涉及热现象的宏观过程中普遍适用[2]。

2 有效能概念分析

为了区分不同能量的品位,就产生了有效能的概念,即一定形式的能量,可逆变化到给定环境状态,达到平衡时,理论上所能做出的最大有用功。对于稳流过程,系统在一定状态下的有效能 W,就是系统从该状态( P,T ) 变化到环境状态( P0, T0) 过程所作的理想功 B,即:

W=B=(H-H0)- T0(S-S0)=T0S-H(1)

有效能与理想功的区别在于基准不同,也可以认为理想功为能量在两个状态间有效能的差别。由于有效能计算的基准状态为环境状态,因此总是正值。这样,通过对有效能的比较,即按能量转化为有用功的多少,可以把能量分为三类:高质能量,即理论上能完全转化为有用功的能量,如电能、机械能(包括水能和风能等);僵态能量,即理论上不能转化为功的能量,如海水、地壳等环境状态中的热能;低质能量,即能部分转化为有用功的能量,如热和以热形式传递的能量,化学能等。其中在计算化学有效能时,要求对每一元素均确定其环境状态,包括温度、压力、物态和组成。化工生产中与热量传递有关的加热、冷却、冷凝过程,以及与压力变化有关的压缩、膨胀等过程,虽然可以依据热力学第一定律进行能量衡算,但都存在有效能的损失,即总体上能量品位的下降。功可以100%转变为热,热不可能100% 转变为功。这就要求在化工设计中对不同能量的使用进行合理规划,从而降低有效能的损失[1]。

3 化工过程的有效能分析

在实际的能量传递和转换过程中,能量可以转化为功的程度,除了与能量的质量、体系所处的状态有密切关系外,还与过程的性质有关。根据热力学定律和有效能的定义,针对不同的化工过程,通过有效能分析可以计算其中各种物流和能流的有效能,作出有效能衡算,评价能量利用情况,揭示有效能损失的原因,指明减少损失的途径。

3.1 换热过程

换热过程在化工设计中是经常遇到的,当两种温度不同的物质接触时,热量就会从高温物体(TH)向低温物体(TL)传递。针对进行热交换的两流体,假设没有其它热损失,取一微元进行计算,有高温流体微元所放出热量dQ的有效能dBQ,H为:

dBQ,H=dQ[1-■](2)

低温物体所吸收热量dQ的有效能 dBQ, L为:

dBQ, L=dQ■(3)

则有效能损失 dW 为:

dW=dBQ,H-dBQ, L=T■■dQ(4)

由此可以看出:(1)传热过程必然存在有效能损失;(2)温度一定,温差越大,则有效能损失越大;(3)温差一定,温度越高有效能损失越少。因此,在实际工业生产中,低温传热要尽量减小温差,高温传热则可适当增大温差。此外,在化工设计中,为合理利用有效能,一般使用低压蒸汽0.5~1.0MPa(150~180℃)来进行工艺加热,这样不仅可减少有效能的损失,还可减少因高压产生的设备费用;高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强,因此可以用高压蒸汽来做功(推动汽轮机等),从而获得动力能源;温度在350℃以上的高温热能(如烟道气),则可以用来产生高压蒸汽,从而避免有效能的过大损失[3]。

3.2 传质过程

对于传质过程,系统内除了有能量交换,还有质量传递,此时在进行有效能分析时就要注意传质过程带来的能耗和有效能损失。例如,对于精馏过程,回流比越高,就意味着塔釜的供热量和塔顶的制冷量就越大,这将直接导致能耗的增加;如果以较高的温差来降低换热器面积进行换热,虽然总传热量没有改变但有效能损失将会增大在干燥系统中也存在着类似的结论。

3.3 化学反应过程

对于有化学反应存在的过程中,有效能损失通常表现在终态时体系的温升和传质对体系和环境造成的影响上,此时体系的不可逆熵增要考虑到化学位能的变化。

3.4 化工设计

在化工设计中,常遇到的化工过程还有传质、反应、变压等过程。对于传质过程,系统内除了有能量交换,还有质量传递,此时在进行有效能分析时就要注意传质过程带来的能耗和有效能损失。例如对于精馏过程,回流比越高,就意味着塔釜的供热量和塔顶的制冷量就越大,这将直接导致能耗的增长;如果以较高的温差来降低换热器面积进行换热,虽然总传热量没有改变,但有效能损失将会增大。类似的结论也存在于干燥过程中。对于有化学反应的过程,有效能损失通常表现在终态时体系的温升和传质对体系和环境造成的影响上,此时体系的不可逆熵增要考虑到化学位能的变化。

在实际化工设计中,无论哪种化工过程,总是伴随着能量品位的降低,一个效率较高的过程应该是能量品位降低较少的过程。通过化工过程能量衡算和有效能分析,可以找出能量品位降低最多的薄弱环节,从而确定工艺改进和过程优化的方向。

4 有效能的效率及讨论

一般能量平衡反映了系统的利用率(热效率)的数量,并能有效地反映了系统平衡能源利用效率的质量(热力学)。作为一个主要指数在热力学分析,有效效率可以准确、定量地反映过程的不可逆性,已广泛应用于化学过程的分析。能量是守恒的,但由于不可逆过程,有效能量损失的有效的违反,是存在于任何可逆过程。不可逆转的程度越高,有效的损失越大。此外,由于不同的能源有效和可以品味不同,所以它的力量能力也有差异。光能源和生物质能源的主要方向是新能源的发展,并声称无偏二极管可以发电的单一环境研究引发了争议。

5 结束语

能源是促进工业过程实现的客观动力,但在能量使用过程中,不能循环使用且无法回收。工业生产促进了人类社会的进步,同时也导致了能源开发和使用。因此在化学工程设计的过程中,以有效能节约为核心,通过改善设备能源效率、优化不合理的流程,减少不可逆损失,减少尽可能多的能量等级下降的程度,避免大量的高质量的能量转换为难以利用的低质量能量,实现能源节约。

【参考文献】

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环境工程是一门新兴的综合性学科,与这门学科密切相关的学科包括土木工程、生物工程、物理学、化学及化学工程、机械工程、伦理学等,目前几乎所有学科都与环境工程有一定的联系。人类社会进入21世纪之后,环境污染日益严重,环境保护和污染治理技术迅速发展起来,环境工程也得到迅速的发展。目前环境工程是一门运用工程技术的方法和手段来控制环境污染及改善环境质量的学科,它不仅要提供合理利用保护自然资源的一整套技术途径和技术措施,还要研究开发废物资源化技术,改革生产工艺,发展无废或少废的闭路生产系统。另外,还要对区域环境系统进行规划与科学管理,以获得最佳的社会和经济效益。环境工程的基本内容有以下几个方面:大气污染控制技术、水污染控制工程、固体废物处理与处置工程、噪声污染控制工程和其他污染的控制技术。化工建设项目中配套的环境工程技术经济评价,根据评价角度的不同分为两个层次,即财务评价和国民经济评价。财务评价又称微观经济评价,是根据国家现行财政税收制度和现行价格,从项目方案本身或企业的角度对项目方案竣工后的获利能力,以及偿还借款能力等情况所做的评价。国民经济评价又称为宏观经济评价,是从国家或社会的角度运用影子价格、影子汇率等经济参数,分析项目需要国家付出的代价和对国家和社会的贡献,计算项目的经济净收益,考察项目投资的经济合理性。

国民经济评价还称为项目经济分析或费用效益分析,是指站在全社会立场上,从国民经济整体利益出发,以资源最优配置和国民收入最大增长为目标的经济效果分析,它是项目财务评价的继续,在评价的形式与所采用的指标上与财务评价基本一致,特别是财务评价所采用的许多数据也是国民经济评价所需要的,或者这些数据是进行国民经济评价时进行费用与效益计算的基础。尽管如此,国民经济评价与财务评价还是存在较大差别的。国民经济评价与财务评价既有联系又有区别,由于国民经济评价相对于财务评价处于较高层次,所以当项目财务评价的结果与国民经济评价结果不一致时,项目的取舍主要决定于国民经济评价的结果。我国的化学工业是我国国民经济的支柱产业,资源资金技术密集,产业关联度高,经济总量大,对促进相关产业升级和拉动经济增长具有举足轻重的作用。特别是近年来,生产总值、销售收入、利润总额、迸出口贸易额年均增幅均在20%以上,合成氨、化肥、纯碱、烧碱、电石、硫酸、合成纤维、染料、轮胎等产品产量居世界第一位,炼油、乙烯、合成树脂、合成橡胶等产品产量居世界第二位,行业整体技术和装备水平明显提高,企业自主创新能力和国际竞争力不断增强,在促进国民经济快速增长、保障社会需求等方面发挥了巨大作用。但是也应看到,我国化学工业在快速发展过程中,长期积累的矛盾和问题已经日益凸现:产品结构不尽合理,产业布局比较分散,集约发展程度偏低,自主创新能力不强,资源环境约束加大。2008年下半年以来受国际金融危机影响,石油和化工产业受到严重冲击,国内外市场萎缩,价格大幅下跌,企业库存增加,生产持续下降,行业经济效益下滑,企业生产经营困难。当前,我国仍然处在工业化、城镇化加快发展的重要阶段,石油和化工产品消费仍处于快速增长期。成品油、化肥、农药、合成材料等主要产品的刚性需求将长期存在,高端石化产品市场潜力巨大,国民经济各相关部门的振兴为石化产业提供了广阔的发展空间。石化行业的决策者必须抓住机遇,有效解决行业发展中存在的深层次问题,加快结构调整的步伐。因此宏观经济评价的结果是绝对不可忽视的,特别是国民经济进入产业结构调整期后,投资者的决策应当更加谨慎,更加注重科学分析的结果。

2技术经济评价工作的要求和程序

技术经济评价工作首先要求客观性。在评价工作中要求每一位参加项目评价人员应对项目的可行性研究报告进行客观评价,讲究实事求是的工作作风,认真作好调查研究,在评价中不能主观地看问题,在工作中不能带个人偏见和本部门本地区的观点,对于疑难或有争议的问题不宜匆忙下结论,而应多问几个为什么,要带着问题开始调查,直至问题得以澄清。其次要求科学性。项目评估人员在工作中要采用科学的评估方法和规定的计算公式,来测算项目的财务效益、国民经济效益及其它内容,保证评估结论准确可靠。不能用落后的陈旧的方法去推算项目的经济效益。三是要求公正性。项目评估工作要求评估人员站在国家和全局的立场上,从国民经济和社会发展的各个方面来考虑项目的必要性、可靠性和合理性,从而正确地决定项目取舍。四是要求严肃性。项目评估的目的在于确认一个项目是否可以接受,为计划决策提供依据,分析工作必须实事求是,对不同意见观点论据要能兼收并蓄,综合权衡仔细分析,盲目自信模棱两可的态度和方法都会有损项目评估工作的严肃性,有损计划决策的严肃性。

化工建设项目技术经济评价的程序:一是确定目标,包括社会目标和具体目标两部分,前者是从整个社会来考虑的,后者则是部门地区或企业所要达到的,该目标应该符合社会总目标。二是调查研究搜集资料,这是投资项目经济评价的重要环节,只有通过深入的调查研究,才能了解实际情况,搜集到所需要的各种基本资料和原始数据,并检验经济评价方法及结论的准确性,实际上在以后的工作程序中有时还要反复或补充做调查研究,搜集资料工作。三是预测备选方案的现金流量,确定有关的参数值,方案寿命期内的现金流量及有关参数值是进行经济评价的基础工作,方案寿命期内的现金流量由总投资年现金收入、年现金支出、固定资产残值寿命期等组成,预测时除采用一般预测方法外,还可使用一些经验方法,计算投资经济效益还必须事先确定一些参数值,包括社会贴现率、影子汇率、利率税率、最低期望盈利率等。四是计算方案的经济效益,一般先计算项目的财务经济效益,然后再计算国民经济效益。计算方案的经济效益可根据实际需要选择评价指标,常用的有净现值内部收益率投资等。经济效益计算还要求区别不同条件或情况,例如是在确定性条件下还是在风险与不确定条件下进行计算,项目的经济效益是计算交纳所得税前还是税后的经济效益,是按不变价还是实际价计算经济效益等等,具体的选择应由评价者和决策者视需要而定,一般应尽可能以风险与不确定为前提条件,按实际价格计算税后经济效益。五是综合评价,根据计算的备选方案经济效益,结合非经济效益对每个可行方案进行全面的比较和综合评价。由决策者根据投资目标和综合评价结果选出技术上先进可靠,经济上合理有效的最优方案。事实上评价步骤都是在投资之前进行的,属事前评价,而投资项目的实施结果与事前评价不会完全一致,为了使人们进一步掌握项目投资过程中事物的变化规律,有必要在投资项目寿命期满退出使用时进行事后评价,并与事前评价进行分析对比。

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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)32-0054-02

化工分离过程是化学工程与工艺专业的学生一门重要的专业课,是理论性和应用性较强的课程,具有鲜明的工程特点。伴随着化学工业及其相关领域的技术进步,新的分离方法、技术不断产生,化工分离技术在石油化工、资源环境、能源、材料、生物医药等诸多领域持续发挥着重要作用,是化学工业实现清洁工艺的重要手段。在“卓越计划”的背景下,以强化学生的工程实践应用能力与创新能力为目标,培养宽口径、厚基础、复合型的化工高级人才,必须根据该课程的特点和时代的要求,构建新的人才培养模式,改革课程教学内容与教学方法[1]。目前,化工专业人才培养方案总体上还是倾向于理论型模式,专业课程教学内容缺少整合性和工程性[2],化工分离过程课程同样存在教学内容老化、教学体系不完善、工程训练与生产现场脱离严重、教学主体的新生代教师对工程教育思想缺乏系统的研究和足够的重视等问题。因此,笔者在化工分离过程的教学中,以大工程观和集成式的课程改革和“卓越计划”的精神为指导,在教学内容、教学方法、教学与实践相结合等方面做了一些尝试工作,取得了较好的效果。

一、精心设计教学方案、优化教学内容

分离工程主要从分离过程的共性出发,讨论化工分离过程的基本概论、本质及其变化规律。从教学内容而言,分离工程是一个学术内容十分丰富的领域,既包括传统分离过程基本理论原理方法的学习,同时各种新型分离技术的不断涌现,要求跟上时代和技术发展的步伐,教学内容必须与时俱进,及时更新与补充教学内容,扩展课程教学环节。

1.合理组织教学课堂。要使课堂教学更具有现实性和新意,充分调动学生的求知欲望,优化教学内容至关重要。在教学过程中,避免课程的割裂与重复,对课程内容进行组织、设计、重塑与整合。教师按学科发展,从基础、原理、特性到应用及发展的顺序进行讲授内容的安排和多媒体课件的制作;按照问题、案例和原理相结合的方式组织教学内容;结合化工企业项目的实际和教师工程实践、科学研究以及学生实习,介绍常见分离技术。

2.积极整合教学内容。教师注意课程与专业基础课如物理化学、化工热力学、化工原理等的衔接和关联;在教学实践中对本课程与“化工热力学”、“化工原理”、“物理化学”等专业基础课程中有关内容进行有机衔接与融合,让学生很自然地完成基础理论到专业知识的过渡与应用;增加新型化工分离技术,如超离子液体技术、膜分离技术、双水相技术等;把企业典型工程案例引入课程教学中,使课堂教学更具有现实性和新意。基本分离方法与化工原理的融合在化工生产中涉及的分离对象几乎都是多组分体系,而目前一般高等院校化工原理教学中因学时有限,大多侧重于双组分的分离问题。这就要求在进行分离过程的教学时要做好与化工原理教学的融合问题。如对化工原理教材中已涉及到的基本原理,教师对双组分精馏、吸附和结晶等不做专门介绍,重点讲解多组分体系的工程计算问题,将有关的基础及计算机应用在耦合与集成过程设计中体现出来;减少与化工原理内容的重复,培养学生利用化工单元操作的基本原理解决实际复杂体系分离问题的能力。

3.有效延伸课程环节。化工分离工程本身具有较强的工程背景的同时还兼有较强的理论性。在“以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心”的传统教学模式中,化工分离工程的教学使学生认为化工分离工程是“一大堆的方程、繁多的数据和大量的计算和循环迭代[3]。为了促进学生对课程的学习,将课堂教学延伸至课外,如实习过程中、课程设计中及其他的化工实践如创新实验、化工竞赛等过程中,布置作业、小组讨论及综合设计等,加深学生对已学的化工分离技术原理的理解,学会进行分离方法的选择优化,以及新型分离技术的拓展。

4.强调选择优秀教材。要在有限的教学时限中,达到良好的教学效果,如何选择教材和教学内容对提高本课程的教学效果就显得十分重要[4]。刘家琪主编的面向21世纪的教材《分离过程》,该教材在内容和体系上体现了创新精神,注重拓宽基础,强调能力培养,并在教学内容上作了重新安排;按教学规律的发展,从基础、原理、特性到应用及发展的顺序分章节;主要章节(如多组分精馏和特殊精馏)中逐一介绍各种精馏方法的特性和应用;选择典型的分离方法展开讲授化学工程的研究方法及其进展。这样安的排结合了两种教材编排方式的优点,思路简洁清楚,学生易于接受,教学效果良好[5]。

二、采取研究性教学模式,改革教学方法

在讲授理论知识的同时,教师要引导学生从社会生活中选择并确定研究专题,主动地投入到课程学习中去,应用所学知识解决实际问题;并在学习讨论中获取知识、发展技能、培养能力,强调学习者的主动探究和亲身体验[6]。这样,改变过去由老师单一讲解的方式,可让学生有问题随时提出、分析和讨论。本人在教学过程中以研究性教学[7]为指导思想,采取多样化的教学方式,初显成效。

1.讨论式教学,调动学生的积极性。为加强化工分离工程与化工原理等基础课的衔接与融合,课前通过小班讨论课,复习回顾掌握已学基础课程的相关内容,并与该课程的内容进行对比分析概括和总结。例如,在讲多组分精馏过程时,教师在介绍完两个极限条件及进料位置的选取之后,让学生讨论简捷的计算方法的步骤和应用,并与二组分精馏进行对比分析,既加深了学生对所学知识的理解和巩固,又加强了学生知识体系的完整性。教学中,结合一些实例,让学生参与讨论,巩固学生对基本概念和原理的理解,开阔学生视野,扩散学生学习思维,让学生感受到该课程对生产实际的指导作用,培养学生的实际应用能力。例如,在特殊精馏教学中引入当地某药企乙腈废水的后处理技术,并结合企业生产情况,考虑能耗和溶剂的实际应用情况进行综合分析讨论。

2.虚拟式仿真,提升学生解决问题能力。以成熟的流程模拟软件为主线引导学生学习实践。在教学中,引入成熟的化工流程模拟软件的应用部分内容,有助于学生越过烦琐复杂的技术细节,用分离工程的思维方法解决实际问题。让学生学会利用成熟的软件解决工业生产中的实际问题,从而提高学生解决实际问题的能力。如学生在对某药企乙腈废水的后处理工艺经过讨论优化,然后通过流程模拟软件如Aspenplus等进行模拟优化,实现现代计算机模拟与实践教学的结合。

3.导向型讨论,引导学生自主学习。近十余年来,新型化工分离技术发展迅速,不少技术如各类膜分离技术、超临界萃取技术及新型吸附技术已趋成熟,其应用的体系也已经向医药、食品、生化、环境等领域扩展。但由于新型分离技术涉及面广泛,学生基础及兴趣不一,教学中不能面面俱到。本人在教学中开展导向性的讨论,采取教师引导,学生自学讨论的方法将学生领到学科的最前沿,通过典型研究成果的介绍,让学生掌握相关技术的基础和方法,学会分析创新思路,培养学生创新和应变能力,以适应人才市场的需求。例如,在教学中引导学生开展天然产物分离专题的研究和讨论。在讨论教学中,笔者从天然产物的新型分离方法、特定天然产物的分离研究进展等方面立题,鼓励学生选择自己感兴趣的专题如医药、香精香料等的分离研究进展,撰写小论文进行交流。这样,学生不仅学会了利用图书馆及网络资源查找与所选专题相关的文献资料,并且通过文献整理、综合、归纳和专题论文的撰写,有助于学生拓宽知识面、了解学科发展前沿,学会解决实际问题。

三、理论与实践教学有机结合

卓越工程师培养与传统人才培养模式的显著区别之一就是强调实践。所谓“授之以鱼,不如授之以渔”,实践不仅能使学生增长经验,把学到的知识与工程实践和社会需求对接,而且能够触动学生心灵,使其产生开拓创新的激情与灵感。经过实践历练的学生可以把僵化的书本知识内化成为活的创新能力。在教学中,将教材与实际工业生产相结合,丰富了课堂教学内容,加深了学生对所学的化工分离工程知识的理解,提高了学习的积极性,激发了他们的求知欲和探索精神,有利于培养学生创新思维方法和能力[8]。

1.强调课堂教学理论联系实际。学生学习该课程之前经历了认识实习和生产实习,对化工企业中分离过程的工艺过程及应用已有一些了解,但缺乏利用理论知识分析问题的能力,在课程教学中注重举例,对实习中接触到的分离过程结合分离原理进行详细分析。如在多组分精馏的课堂教学中,结合实习车间橡胶生产溶剂回收工段的理论与工艺进行讲解,既直观,又切合实际;让学生在理解分离方法、分离原理的同时,还学会从经济、能源及生产实际的角度考虑分离工艺的优化。

2.有效延伸课程实践环节。把工程现场转化为实习、实训基地,在知识传授与实践历练的交融中进行。一方面,利用所建立的产学研联合培养平台,让学生通过参与课外实践项目,或参与到教师的科研项目中去,通过工程实践来加深对分离方法原理的理解和认识。另一方面,在认识实习和生产实习中,教师通过布置分析讨论题、撰写小讨论文等方式,让学生学会分析讨论选择生产实际中的分离技术,对实习中接触到的分离过程结合分离原理进行详细分析,对课堂教学有很大帮助。反过来,课堂教学也加深了学生对实际过程的认识,并能举一反三。

3.聘请企业专家参与教学。“卓越工程师教育培养计划”的师资队伍是关键,通过“走出去、引进来”的模式,加强课程教学教师工程教学能力的提升。除了聘请优秀的企业专家参与教学任务外,任课教师还需通过承担或参与企目项目的改造或研发、指导生产实习和毕业实习、指导各类化工创新竞赛等实践教学活动增强自身的工程能力,把工业实际生产的案例同教材中的理论知识联系起来,避免了空洞说教,使课堂教学更具有现实性和生动性。

四、注重教学过程管理,改革考核评价体系

考试是教学过程中的不可缺少的重要环节,涉及到对学生学习效果的综合评判。在课程教学考核评价过程中,主要引导学生从注重“学习成绩”向注重“学习成效”转变,从“注重考试结果”向注重“学习过程”转变。课程考核形式采用期末考试、平时学习与专题讨论结合起来的评判方式,改变过去一份期末考试卷一锤定音方式。成绩由平时成绩(包括平时讨论情况和作业情况)、实践成绩(实习中作业完成情况、小论文写作与讲解)、考试等部分构成。

平时成绩主要包含课堂讨论思维能力、回答问题情况、作业完成情况、学习态度等,小论文主要针对课堂理论知识引导学生系统归纳、掌握某一方面知识,通过论文的完成加深了学生对课堂理论知识系统理解,同时锻炼了学生撰写论文能力。考试的内容分三个层次:识记、理解、应用,涵盖了学科相关的基础知识、基本原理、以及运用所学知识解决问题的综合试题。

参考文献:

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[2]徐毅鹏,20世纪末麻省理工学院工程教育转型探微[J].杭州电子科技大学学报(社会科学版),2011,(6).

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[6]龙跃君.高校研究性教学的价值反思与内涵解读[J].中国大学教学,2006,(6).

[7]赵辉,陈宏刚,丁传芹.论研究性教学在化工分离工程教学中的应用[J].中国石油大学学报(社会科学版),2009,(7).

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1.前言

现代煤化工又称新型煤化工,它是指煤制油、煤制天然气、煤制二甲醚、煤制烯烃、煤制乙二醇等先进现代化工技术,区别于煤炭焦化、电石、煤制合成氨等传统煤转化技术[1]。在我国发展现代煤化工对于推动石油替代战略的实施、优化煤炭消费结构、保护生态环境以及带动富煤的中西部地区经济发展具有重要意义。我国一次能源的构成情况见图1,以煤为主体的能源结构长期不会改变,因此发展现代煤化工具有得天独厚的优势。

图1 我国一次能源的构成

2.现代煤化工的产业现状及技术发展趋势

现代煤化工包括煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制甲醇、煤制乙二醇、煤制醇醚燃料以及IGCC联合循环发电等。其主要技术路线见图2。

图2 现代煤化工的主要技术路线

(1)煤制油

煤制油主要指煤的间接液化与直接液化,液化产品包括汽油、柴油、航空油、石脑油及烯烃等。随着国际油价的不断攀升以及我国对石油进口依赖度的逐渐增大,发展煤制油具有重要意义。但由于工艺技术相对复杂,我国煤制油工业化生产还处于起步阶段。间接液化需要进一步解决费托和成浆态床反应器设计与制造、催化剂的研制、反应热回收利用及合成尾气甲烷转化利用等方面的问题;直接液化则面临煤质要求高、设备材质要求高以及催化剂一次性加氢液化活性提高等问题[2~3]。此外,耗煤耗水量高、投资风险巨大也成为了制约煤制油技术发展的瓶颈,应持谨慎态度发展。

(2)煤制天然气

天然气是高热值的清洁能源,又是重要的化工原料。目前,国内“少气”的局面主要依靠国外进口管输天然气和液化天然气解决,因此,发展煤制天然气是有利的缓解途径。煤制天然气的能量效率最高,是最有效的煤炭利用方式,同时,单位热值耗水量低,的排放量也比较低,能够实现大规模长距离管道运输[4]。该技术在开发高效污水处理和回用技术,提高转化效率和工艺装置规模及与煤气化技术组合等方面还有很大的发展空间[2],随着未来天然气价格的持续走高,煤制天然气将成为现代煤化工技术中的一支潜力股。

(3)煤制烯烃

煤制烯烃技术[5]主要有两种,中间都经过甲醇:一种是MTO技术,指甲醇制乙烯、丙烯等低碳混合烯烃的技术。另一种是MTP技术,指甲醇制丙烯工艺。在煤炭资源丰富、烯烃供需缺口巨大、国家政策支持以及经济优势明显等有利形势下,中国已成为亚洲唯一一个发展MTO和MTP项目的国家, 预计2012-2015年将有16个项目陆续投产,带来合计约10 Mt/a的烯烃产能。虽然煤制烯烃还未实现工业化,但经过多年的努力,我国已拥有大连化学物理研究所甲醇制烯烃二代技术(DMTOⅡ)、中石化甲醇制烯烃技术(SMTO)和流化床甲醇制丙烯技术( FMTP)三项重要的自主研发技术。如能克服水资源消耗量大及运输等问题,煤制烯烃将成为煤清洁高效利用的重要发展方向。

(4)煤制乙二醇

乙二醇是一种重要的有机化工原料,主要用于生产聚酯纤维、防冻液、不饱和聚酯、剂、增塑剂、表面活性剂、涂料等。目前,我国仅通辽金煤一项20万吨/年煤制乙二醇项目,产品自给率很低,进口依赖度很大,这使得煤制乙二醇具有广阔的市场发展前景。今后应从生产规模大型化、合成水处理与回用、副产气、尾气的综合利用等方面逐步提高技术水平和产品质量,从而提高与中东低成本乙二醇的竞争力[6]。

(5)煤制醇醚燃料

煤制醇醚燃料是指以煤为原料,生产甲醇和二甲醚。甲醇是一种重要的化工原料,含50%的氧,特性与汽油相似。与普通汽油相比,甲醇燃料不仅具有很高的辛烷值,而且对于降低PM2.5中含碳、含氮类有害物质的浓度也起到积极作用。二甲醚是替代柴油的清洁能源,其性质与液化天然气相似,与LPG掺混可作为民用燃料。虽然近些年醇醚燃料的研究受到大力发展并取得了一定的成绩,但不得不承认的是甲醇具有毒性,对金属有腐蚀,遇水容易分层。而二甲醚的沸点常压下仅为-23.7℃,对某些合成材料有很强的溶胀性。安全性与可靠性还有待进一步提高,这些都成为醇醚燃料进行市场推广的主要阻力。同时,为使车辆与燃料匹配,还必须重新开发新车或对现有车辆进行改造。而这部分费用势必最终由消费者承担[7]。因此,醇醚燃料替带油品显然还有很长的路要走。

(6)IGCC联合循环发电

IGCC联合循环发电是指煤在加压下气化,产生的煤气经净化后燃烧,高温烟气驱动燃气轮机发电,再利用烟气余热产生高压过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。相较于传统的燃煤发电,IGCC联合循环发电高效、清洁,能将煤化工的“废气、低汽”完全利用,并大大减少冷却水的用量,这使得该技术受到煤化工行业与电力行业的广泛关注。但由于流程长,设备投资大,操作复杂,经济性较差等原因,阻碍了IGCC项目建设的步伐[8~9]。不过,值得期待的是将大型煤化工装置与IGCC或超临界发电系统有机集成,将使煤化工进入与电力、热力联合节能的新时代。

3.结果与展望

随着国内技术水平的不断提高与工业示范项目的逐步完善,我国的现代煤化工行业将具有更加广阔的发展空间。但考虑到我国煤炭供需地域的特殊情况,现代煤化工需要同时考虑煤炭资源、水资源、环境状况、资金投入、交通运输、废物处理等诸多因素的影响。展望未来,煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇、应加大力度,鼓励发展;煤制油应限制发展;煤制醇醚燃料应谨慎发展;IGCC联合循环发电应沿着煤化工与热、电结合的方向稳步前行。

参考文献:

[1]贺永德.现代煤化工手册[M] .第二版.北京:化学工业出版社, 2010.

[2]杜铭华,安星悦. 我国新型煤化工发展思路探讨[J]. 化学工业, 2013,31(1) :19-22.

[3]李志坚. 现代煤化工进展及发展关注重点[J]. 化学工业, 2013, 31 (6):9-14.

[4]金涌,周禹成,胡山鹰. 低碳理念指导的煤化工产业发展探讨[J]. 化工学报, 2012,63(1) :3-8.

[5]徐振刚, 陈亚飞. 我国煤化工的技术现状与发展对策[J]. 煤炭科学技术, 2007,35(8): 6-12.

[6]李雪梅,李长峰,赵军. 我国新型煤化工项目选择风险浅析[J].化工进展, 2011,30(s): 393-396.

篇13

1.高职院校实行“双证制”,其中一项就是职业资格证书

在具体的实施过程中,在校生职业技能鉴定的培训与考核主要由每个学校的技能鉴定所(站)完成,这样做能够有效利用学校的资源,节约了成本。但在实际操作过程中,当地的人力资源部门只负责最基本的监督,缺少行业、企业第三方认证。学生获得的职业资格证书得不到用人单位的认可,上岗前需重新培训考核,周期较长。

为了使高职区别于中职,很多地区、学校已经开始在高职院校中进行高级工考核,当地的职能部门也给予了政策上的支持,但依旧存在问题,学生在学校获得的高级工证书,在企业看来,含金量更低,即使获得高一级的证书,进入企业后,相关的工资待遇也得不到体现。

学生对职业资格证书认识模糊不清。学校将“双证制”作为毕业的必要条件,却忽视了行业对人才规格的需求。大多数学生获得的证书仅是从毕业角度出发,并不能真正将职业资格证书与所学专业需要的职业技能要求有效地结合在一起。职业资格证书是“专业”与“职业”之间的桥梁,将职业资格证书与学生所从事职业的具体要求密切结合,能更直接、更准确地反映特定职业实际工作的技术标准和操作规范的能力,能明确地反映学生自身技术、技能水平和职业资格。

随着经济发展和产业结构链的调整,用人单位在注重学历证书的同时,同样注重职业资格证书的重要性,职业资格证书的有效性和实用性能让企业选择到合适的人才,对于学生而言,也能学以致用,提高对口就业率。

二、高职化工类专业职业技能鉴定体系改革措施

我们必须认识到,对学生开展职业技能鉴定,是提高学生实践能力、创新能力和拓宽就业空间的有效途径,也是高职院校适应新形势、确保高质量、办出新特色的重要举措。化工行业属于特种行业,扬州工业职业技术学院化学工程学院高度重视化工类专业技能鉴定,并积极进行改革实践。

1.考核工种的选择应针对学生专业和就业

化学工程学院现有九大专业,在校生近两千人,本着“宽基础、共平台”的原则,学院将学生的专业分为“石油化工”、“精细化工”和“工业分析”三大类,主要组织学生进行“化工总控工”和“化学检验工”工种的中级工技能鉴定。这两个工种在化工行业中应用广泛,它的推广主要用于强化学生的基础操作技能。同时,根据学生所学具体专业不同,学院从现行的国家职业资格标准出发,结合自身的实验实训设施,先后增设了“塑料注塑工”、“药物制剂工”、“有机合成工”等工种的职业技能鉴定。从学生刚进校,就由专业负责人给学生进行专业介绍,使学生明确自己今后的就业方向,从所学专业出发,更有针对性地选择相应鉴定工种,强化自身专业技能学习,使学生获得的证书能够与专业紧密结合,提高自身的职业技能。

从学生就业角度,每年的9月份,会有用人单位来学校预定下一年的毕业生,学院根据用人单位提供的就业岗位,联系企业的行业标准,在应届毕业生中进行“第二技能证书”的考核工作。让学生结合就业岗位群,在专业大类下相近的专业间选择合适的工种并主动申请鉴定。同一个工种可申请参加高级工工种鉴定,这极大调动了学生的积极性,学生受益的同时,用人单位也得到了专业技能熟练的应用型人才。该项制度已在2012届、2013届毕业生中进行了尝试,得到企业和学生的广泛认可。[2]

2.考核方式的选择

职业技能鉴定分为理论考核和实操考核,目前,高职院校的在校生均采用理论免考的方式,我们针对不同的工种,以学生所学专业的三门主干课的平均成绩作为理论考核成绩的依据。例如:化工总控工选择“基础化学”、“工程制图”和“化工原理”三门课程;化学检验工选择“基础化学”、“常量组分分析”和“微量组分分析”三门课程。这就要求学校必须将职业技能鉴定的要求、职业素养的培养融入到日常的教学过程中,单纯的从题库选择性出题进行理论考核或者利用学校有限的仪器设备进行实操考核,这只是过关性的考试,在实际工业生产中,会遇到各式各样的问题,这就要求学生能够解决实际生产一线中遇到的工艺问题,并不仅仅是生产一线的实际操作工人,而是成为能够提高劳动生产率的现场工艺工程师,高职教育的最终目标是要培养这种高素质的应用型专门人才。[3,4]

3.利用职业技能鉴定,通过“校企合作”,推进教育教学改革

社会、用人单位对高职院校职业技能鉴定的认可与否,是检验高职院校办学成功的关键。学院根据职业技能、职业要求调整专业教学内容,增加针对性,及时了解行业动态。通过定期召开“专家指导委员会”,从行业、企业的专家口中了解企业对人才的要求,让企业参与到人才培养方案的制定中,实时更新教学内容。及时走访学生就业单位,了解学生工作情况,对岗位适应情况以及所学内容在岗位中发挥的作用,建立人才评价反馈机制,最终使学校教育能够和行业需求密切联系。

4.通过政企联合,承 办企业职工培训,建立健全考核管理制度

学院的紧密合作企业“江苏扬农化工集团有限公司”多年来一直将企业青年职工的培训及职工比武大赛交由化工学院承办,并于2011年由扬州市人力资源和社会保障局牵头,将企业的“化工总控工”高级工的理论与实操培训一起由化工学院教师承担,培训结束后,由扬州市人力资源和社会保障局组织进行相应工种的高级工考核,取得了良好的效果。这种“校企合作,第三方认证”的考核方式严格遵循了“考培分离”的原则,获得的证书具有权威认证性,也是对学校教育教学能力和实验实训装置建设的肯定。

学院地处长三角,周边化工企业很多,除了承担类似的职工培训外,学院还根据这些企业要求,陆续开办了“扬农班”、“中石化金陵班”、“中海油沙桐班”等订单班,在为这些班级单独制定教学计划时,相应的人才培养计划中职业技能鉴定部分也应遵循这一原则。本着从企业需求出发,从学生就业出发的宗旨,完善自身的职业技能鉴定体系,形成职业技能鉴定与企业实际、学校人才培养方案三方有机结合的有效运行机制。为最终提高学生的就业竞争力,满足企业岗位需求,提高社会服务能力,为区域行业经济发展提供了有力保证。

5.考评员队伍的建设与管理

职业技能鉴定的考评员多为学院的专业课教师,除了正常的考评工作外,教师更多时候是在日常教学工作中指导学生的学习实践,因此,教师也要在理论和实践方面不断提高修养。通过参加“访问工程师”深入企业一线密切联系行业产业,通过参加行业协会、省教育厅和高教部组织的技师、高级技师等各项培训,熟悉行业前沿和职业技能鉴定的相关知识,丰富专业实践经验。在实际考评过程中,由职业技能鉴定部门随机抽取校外考评员参加技能鉴定工作,杜绝作弊行为。

学院自身也承担同类职业院校教师的“化学检验工”技师、高级技师培训考评工作,使相应的职业技能鉴定体系更加成熟、完善,在同行技能鉴定工作起到了示范作用。

三、总 结

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