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化学工程及技术

时间:2023-08-17 18:02:59

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学工程及技术,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

化学工程及技术

第1篇

化学工程技术涉及到我国国民经济发展的方方面面,对中国的发展有着重要的意义,对化学工程技术的研究就关系到我国经济的发展,应该得到十分的重视。分析研究当代化学工程技术的发展趋势有利于不断提高化学工程的技术水平,从而让化学工程技术更好地为经济和社会的发展服务。

一、化学工程技术的产生及发展

化学工程最早产生于19世纪的欧洲,到20世纪石油的开采进一步发展,石油化工业兴起。一战后美国经济迅速发展成化学工程领域的领跑者。二战期间化学工程的作用大大的显示出来,各种化学武器搬上战场。原子弹的研发也是这期间化学工程领域突破性的进展。

20世纪60年代开始化学工程技术的应用领域进一步的扩展,已经从一些小型化工产品向着研究大型化工设备的方向前进,出现了许多能够生产大量化工产品的大型装置。60年代后,计算机开始应用到化学工程领域,极大地促进了化学工程技术的发展和进步。至此70年代以来各种高新的化学工程技术不断地出现,化工领域的变化也称得上是日新月异,取得了很大的成就。

二、化学工程技术在新世纪的发展趋势

化学工程的迅速发展在中国已经成为一级工程学科,在新的世纪呈现与相关的学科交叉结合的趋势。

1.化学工程与相关学科的交叉

1.1与高分子化学、高分子物理的交叉。化本文由收集整理学工程与高分子化学、高分子物理的交叉的学科工程就是所谓的材料化学工程。这一发展趋势是将工程化学原理应用到材料的制造过程中,把自然资源的粗材料加工成精细的化工材料。这一发展趋势的应用领域十分的广泛,如农业中用的薄膜以及各种新型纤维,汽车器材的制造。

1.2与生物化学、微生物学的交叉。化学工程与生物化学、微生物学的结合就是生物化学工程,是将化学技术手段应用于生物技术的研究,生物科学实用化学技术手段转化为能偶为人类使用的产品。化工原料的生产就是这一技术的主要应用领域,还有各种农药、酶制剂以及氨基酸的生产,这些产品都是人们生活中必须要用到的。有了生物化学技术,更加方便了人们的生产生活。

1.3与有机化学、无机化学的交叉。化学工程与有机化学和无机化学的交叉学科就是精细化学工程。这一技术的主要应用领域是化肥的生产以及石化企业的石油精细化产品的加工生产。

1.4与环境学的交叉。当今社会经济发展的同时环境的保护也越来越得到重视,不断发展的化学工程技术也要注意到环境的发展,这就是环境化学工程。目前主要应用于一些无公害产品的生产,以及净化环境技术的研究。

1.5与物理、微电子学的交叉。化学工程技术与各种电子产品的生产技术的结合,有利于各种微电子产品如硅、线路板的生产发展。

2.化学工程与数学、物理学、基础化学进一步结合

2.1与数学的结合。当代化学的发展必须要掌握一定的数学工具,化学工程中非线性代数的应用越来越广泛,表明化学工程技术与近代数学的进一步结合。

2.2与物理学的结合。化学工程技术与物理学的进一步结合体现在x光衍射、气相色谱程序以及电镜等高科技产品的研发和利用方面。

2.3与物理化学、生物化学的进一步结合。化学工程技术与物理化学、生物化学学的结合主要体现在人力学参数的预测和生物环境的治理上,通过与生物化学学技术的深层次结合,是这两项技术有了很大的进展。

三、促进化学工程技术发展的对策

1.着眼全局提高化学工程技术水平

化学工程科学近年来的发展趋势已经明显地呈现与多学科交叉的现象,要进一步促进化学工程技术的进步,就要从全局出发综合考虑与化学工程交叉的各个领域的情况。要统筹考虑各个领域的运用,做好整体的规划,协调各项科学的开发利用。并且统筹现有领域的同时积极开拓新的研究领域,使各个学科领域相互促进,最后实现共同发展。

2.提高化学工程机械设备研究水平

机械设备是提高一项技术必须具备的,先进的机械设备能为更高水平的技术研究硬件支持。但是相对而言,目前化学工程技术方面的机械设备还比较落后,应该加强研究力度,向世界化学工程技术研究的机械水平靠近。有了这些高科技水平的机械设备,在化学工程技术领域赶超世界水平指日可待。

3.做好化学工程技术的教育工作

任何一项技术的发展都不能离开高水平的人才,所以要促进化学工程技术进一步发展需要加强化学工程领域的教育培训工作。不仅需要培养化学工程技术方面的知识,与其相关的学科的教育与培训也要加强。不仅仅培训理论知识,更要加强学生的实践能力,为化学工程技术的发展储备人才。

4.积极开拓化学工程技术的应用市场

当今化学工程技术的应用领域已经很广泛,但是如果想要进一步的发展还要积极研究开发新的工艺、新的产品,寻找新的市场。市场是产品开发的动力,有了市场的需求才会带动产品的生产,也就会促进技术水平的提高。

第2篇

化学工程与工艺专业的定位

1.化学工程与工艺专业的性质及培养模式

化学工程与工艺专业属于工科专业,授予工学学士学位。由于化学工业的相关领域极为广泛,化学工程与工艺专业涉及的专业方向也就非常多样化,各高校的化学工程与工艺专业特点亦不尽相同。我校近年来根据社会经济、工业发展的需求趋势,兄弟院校化学工程与工艺专业方向的设置,以及我校原有的相近专业优势,设置了能够体现我校特色的化学工程与工艺专业方向,逐步建立了适合我校化学工程与工艺专业的教育培养模式。2008年,我校化学工程与工艺专业已有7届本科毕业生,其学生就业形势良好,社会反馈积极.在制定教学计划的工作中加强教学内容和课程体系的改革,加强实践教学环节,目的在于进一步提高教学质量,培养适应能力更强的化学工程与工艺人才。

2.化学工程与工艺专业的任务

根据化学工程与工艺专业的性质,化学工程与工艺专业的任务是培养学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练.具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造,对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。由于涉及化工的学科和领域很多,化学工程与工艺专业除了让学生学习一般应用化工的基本知识和基本技能外,还应该结合本地区、本行业及本校的实际情况,重点学习化工在某个或某几个领域中的具体应用,以便形成不同高校应用化工专业的特色专业方向.

3.化学工程与工艺专业的业务培养目标

本专业培养具备化学工程与化学工艺方面的知识,能在化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的工程技术人才。

4.化学工程与工艺专业的课程设置

为了使不同高校既有统一的规范,又有不同的专业特色,根据应化学工程与工艺专业的任务和业务培养目标,化学工程与工艺专业的毕业生应该具有较扎实的化工理论基础,较宽的化工应用知识以及一定的工程技术基础,从而该专业的课程设置(公共课、基础课除外)应由基础化学课、工程基础课和专业方向课3部分组成。基础化学课包括:无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等。工程基础课主要包括:化工仪表与自动化、化学工程基础、电工电子学等。专业方向课:可根据具体方向选择专业化学课,如电化学工程方向可选理论电化学、化学电源工艺学、电解工程和电镀工程等。精细化工方向可选择化工工艺学、化工分离工程、化学反应工程等。另外实践性环节包括基础实验、综合实验、提高实验、生产实习、毕业实习和毕业论文等。

我校化学工程与工艺专业方向

就专业方向而言,化学工程与工艺专业的性质是工科。化学工程与工艺专业应该是培养具有较扎实及宽广的化学工程理论基础知识,特别注意培养学生的动手能力及解决实际问题的能力。教学计划的总体设计中要体现应用型人才所具备的工程技术基础知识,重视实验、实践、实习、毕业论文等环节。设置专业发展方向,结合广西经济发展的需要,建立在合理利用广西及学校的资源及适应科技发展、注重社会需求基础上。据此,我校化学工程与工艺专业专业方向设定为:电化学工程与精细化工。

第3篇

关键词:绿色化学;工程工艺;化学工业节;应用

工业是国民经济的基础,随着社会经济的不断快速发展,对于工业生产也提出了更高的要求。然而,当前我国工业发展面临着资源价格飞涨,环境污染日益严峻的情况,这也使得全社会对于工业生产越来越关注。怎样有效的处理好工业污染物,防止其对环境的二次污染,怎么有效的利用好数量庞大的生活废品,是当前许多学者都在研究的问题。绿色化学工程是在社会迫切需要的情况下诞生的新型项目,这个项目的目标是:对日常化学生产当中的一些资源浪费及环境污染进行有效的处理,从而使得化工污染得到有效缓解,化工生产过程中的资源浪费得到很大的改善。

一、绿色化学工业的概念

绿色化学又被称为无污染化学,以此为理念而开发出的技术就是绿色化学工程技术,采用化学原理从根本上降低化学工业对环境造成的破坏。化工业发展的基础是绿色化学工程,它已成为了未来化学工业发展方向的重要研究目标之一,绿色化学具有以下两种特性:首先,绿色化学的根本思想在于保护环境,使自然资源可持续发展,让人与自然之间的关系和谐,人们对环境造成的破坏促使了对绿色化学的研究;其次,绿色化学是将环境改变的技术,发展下的绿色化学技术以逐渐可以应付各种环境下对自然的破坏。从根本上来说,绿色化学是预防环境污染;而环境化学则是对污染后的环境进行改善和治理。两者之间是根本不一样的,在最终目的上也是千差万别的。

目前,对绿色化学进行研究的重要发现和实践活动为绿色化工技术。基本原理是采用原料中的原子进行转化,这就使化学工业在进行工作时不会产生污染物,达到对化学工业污染物的零排放。并且,在进行化学工业工作时,不使用任何具有危害性和毒性的原材料,这样可以生产出对环境不造成破坏的产品。这种技术目前处于理论状况,但是在众多科研人员的努力探索下,还是可以逐渐实现此种设想的。

二、绿色化学工程与工艺的开发

在传统化学的生产过程中,在有毒、有害物质的处理上存在较为严重的滞后性,因此导致化学工艺一直处于被动生产。应用这样的化学工艺对污染物进行处理无法取得理想的效果,资源优化也无法得到有效实现。化学工艺的应用不但导致化学生产污染物成本提高,还导致污染物处理效率严重下降。绿色化学工程的应用可有效弥补传统化学工程中存在的缺陷,其通过对相关科学技术及先进方法的利用,对化工生产相关污染物进行除尘、脱硫等处理。绿色化学工程与工艺具体实施方法主要有以下几种。

(一)采用绿色化学原料

在化工生产工艺及具体流程中,化学生产原料是起着决定性作用的主要因素,在传统化学工程中,所用原料大部分为不可再生能源。采用这些原料不但大大提高国家不可再生能源的消耗,同时还导致污染物的排放量大大增加,加重生态环境污染程度。将绿色化学原料作为化工生产材料是绿色化学工程重要研发内容之一。在化工生产过程中,可使用绿色化学物质、自然物质等无染污、可再生的化学原料。典型的绿色化学原料主要有芦苇、苞米杆、纤维植物等。将这些作为原料投入到化工生产过程中,可使其转化为酮、醇、酸类等多种化学品。在整个转化反应过程中,这些原料仅会产生一定量的氢气,而不会有任何一种有害、有毒的物质产生。

(二)提高化学反应的选择性

在化学工程的物质反应中,化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中,合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高。对化学反应产生影响的因素有很多种,反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生,所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质,因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中,应用新型的反应形式,这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高,同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。

(三)使用无毒无害催化原料

随着化学工业发展速度的不断加快,将化学反应合理的应用于化工生产过程中已经成为促进工业可持续发展的重要前提之一。在化学反应过程中均离不开催化剂的使用。将催化剂应用于化学反应过程中,可有效加快反应速度,缩短法宁时间。所以,在化工生产过程中使用无毒无害的催化原料成为推动绿色化学工程与工艺不断深入发展的重要前提条件之一。目前,我国相关部门已经高度重视对催化原料的选择及应用进行深入研究。越来越多的催化剂得到开发和研制,化学反应过程中使用的催化原料不断得到改善,分子筛除催化剂等优良催化原料在化工生产过程中的应用越来越广泛。无毒无害催化原料的應用可有效提高化学反应效率,降低能源消耗量,同时也可减少环境污染。

三、结论

化学工程与工艺的发展不仅影响着现代社会的发展,而且有助于环境友好型社会的构建。当前世界面临着资源和能源的短缺,社会经济的发展不能以牺牲环境为代价,这就需要化学工程与化学工艺共同发展,满足我国资源节约和环境保护的需要。化学工程与工艺的行业领域需要积极配合国家提出的可持续发展战略。转变可持续发展的概念。重视化学工程与工艺发展的环保性,转变传统的化学工程与工艺,减少环境的污染,积极开发新能源,走环境友好型道路。

参考文献 

[1]艾宁,计伟荣,项斌,等.化学工程与工艺专业人才培养模式改革的探索与实践[J].化工高等教育,2009,26(6):28-31,35. 

第4篇

关键词:能源化学工程专业;课程设置;专业建设

引言

我国“十三五”能源规划进一步突出了深化能源体制改革、增强能源科技创新能力、大力拓展能源国际合作、清洁高效开发利用煤炭、增强国内油气供应能力、建立能源可持续发展的政策标准体系等重点。随着社会经济的快速发展,能源消耗和环境污染的矛盾日益突出,解决这对矛盾已成为了关乎国家发展和安全的战略性问题。根据我国现阶段经济发展还主要依靠资源消耗的特殊性,2011年教育部新增了能源化学工程专业,各高校也陆续从2011年开始开设能源化学工程专业。该专业是国家战略性新兴产业相关本科专业,以开展化石资源优化利用为基础研究,面向可再生能源技术、低碳经济、清洁煤技术等领域的人才需求,重点解决高效催化剂研制及其产业化等重大问题;其主要关注怎么利用能源且对大自然造成最少的伤害[1-4]。我国专门解决能源与环境矛盾问题的相关专业开设较晚,能源化学工程专业的建设还处于起步阶段[4-6],因此,如何建设该专业课程体系,使其有助于达到人才培养效果,是能源化学工程专业教学过程中必须思考的问题[6,7]。西南科技大学于2012年开始筹建能源化学工程本科专业,通过充分的前期调研、在强大的硬件设施和师资力量的支持下于2013年获批,目标为培养厚基础、高素质、强能力,具有创新潜能和协作精神的高级应用型专门人才,培养学生扎实的化学化工基础知识和能源化学工程专业知识,使学生能够适应涉及化学、化工和新能源化学工程等领域的广泛需求。毕业生可在锂离子电池、碱性电池、燃料电池、太阳能电池等领域从事工艺设计、生产控制、科技管理以及新技术、新材料、新产品的开发与研究工作。文章通过总结西南科技大学3年来在能源化学工程专业核心课程建设方面的经验和积累,对该专业课程的建设进行探讨。

一、西南科技大学能源化学工程专业现有核心课程设置与建设情况

今年,我校能源化学工程专业在校本科生已达120余人,为达该专业培养目标,学生毕业总共需修满170学分,其中专业课程需修满86学分,占50.6%。根据专业建设培养目标和专业教师的知识背景,设置的现有专业课程可分为四个板块,即化学基础课程、电化学课程、分析测试课程和实践课程(见图1)。这样设置的依据在于能源化学工程专业涉及多学科交叉的课程,仅靠某一个学科知识很难培养出适合新形势发展需求的专门型人才。其中化学基础课程涵盖了有机化学、物理化学、无机化学、分析化学、化工原理、化学反应工程、工程制图(化学工程)、化工热力学、工业催化基础、化工安全工程化学等基础课程;电化学课程涵盖了电化学原理、能源材料基础、化学电源设计、应用电化学、太阳能电池概论、动力电池原理及应用、燃料电池技术等课程;分析测试课程包括材料分析与测试方法、仪器分析、电化学测试技术、材料分析与测试方法;实践课程涵盖了电化学基础实验(电化学原理实验、电化学测试技术实验)、化学电源设计与应用实验(化学电源设计实验)和能源化学工程实践(能源化学工程综合设计实验A、能源化学工程专业认识实习、能源化学工程专业毕业实习)等实践课程。我校课程的设置有如下优点:

(1)通过化学基础课程的学习,尤其是通过化学、物理、化工原理、化工催化等基础课程的系统学习,能够夯实学科基础,具备多学科知识交叉的背景

(2)完成化学基础课程群的学习之后,学生紧接着进入与电化学及电化学测试技术有关课程的学习,这样设置有利于学生较好地理解和掌握所学习的知识。此外,学生可在此基础上根据自己的兴趣选择相应的侧重新能源材料某一个方向的选修课,巩固所修的专业知识,成为某一个方向上的专门人才。

(3)对一些重要的基础课,如无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、仪器分析、材料分析与测试方法等,都分别单独或者在课程学习中开设有实验课,有利于学生学以致用,加强了学生实践能力的培养。

(4)学生的实践课程合理而丰富。电化学原理实验、电化学测试技术实验、化学电源设计实验、能源化学工程综合设计实验的内容让学生掌握和学习从电化学基础实验到锂离子电池、超级电容器等器件从材料至成品的制作工程应用知识。此外,我校学生可在四川长虹新能源科技有限公司、四川长虹电源有限责任公司、四川久远环通电源有限责任公司等公司完成工程实践,体现了我校对学生第二课堂建设的重视。

二、存在的主要问题和建议

经过近三年的建设,我们发现在专业课程设置上仍存在不足之处,在21世纪及目前新形势下其课程建设还应注意以下问题。

(1)当前的体系过于偏重化学基础课程,轻材料科学基础学科课程,如固体物理、半导体物理或材料科学基础等以材料结构与性能之间关系的基础课程没有开设,不利于学生掌握相关器件材料的合成及其使用性能。

(2)在煤化工、石油化工及其绿色合成、污染控制与防治等可选修的基础课程上应完善。能源化学工程专业开设的最初目的是以化石资源优化利用为基础研究,解决能源与环境污染的重大问题。煤化工、石油化工在当今我国国民经济中还有重要地位,因此,课程设置在煤化工、石油化工及其绿色合成等选修课程上还应加强。这些课程可供学生学习专业基础课程后选修,拓宽培养人才的知识面和技能。

(3)创新意识和科学素养培养不足。创新意识和科学素养来源于对基础知识的扎实掌握及对行业的全面和前瞻性了解,当前课程还存在容量不够大、涵盖面不足、供学生选择的课程还不够丰富,需要在今后的建设中继续完善。其次,学生工程实践机会和场地还有待进一步挖掘和拓展,加强与更多的国内乃至国外知名公司合作更佳。因此建议能源化学工程专业在今后在发展中要不断完善专业课程的设置,进一步扩大课程体系容量。

三、结束语

能源化学工程专业课程的建设直接关系到培养出的专业人才质量以及人才专业素质能否满足社会需求,在当前国家和地方急需能源化学工程专业技术人才的大背景下,完善该专业课程的建设尤为重要。西南科技大学经过3年的建设,取得了一定的成果,但也应该看到专业课程的建设还需要进一步完善。希望文章对能源化学工程专业课程建设的阐述能为国内开设该专业的相关兄弟院校有借鉴和启迪作用,也希望有更多的研究工作能集中在能源化学工程专业课程的建设上,加快其完善的步伐。

参考文献

[1]陈秀,来永斌,陈明功,等.基于能源化学工程专业学生创新能力培养的多维创新实践平台建设[J].产业与科技论坛,2015,14(1):216-217.

[2]赵海,刘俊清,刘瑾,等.能源化学工程专业人才培养模式研究与实践[J].山东化工,2015,44(12):99-101.

[3]陈彦广,韩洪晶,杨金保,等.能源化学工程专业本科生创新能力培养体系的建立与实践[J].教育教学论坛,2013(15):228-229.

[4]刘淑芝,王宝辉,陈彦广,等.能源化学工程专业建设探索与实践[J].教育教学论坛,2014(6):209-210.

[5]孟广波,毕孝国,付洪亮.能源化学工程专业优化实践教学体系研究[J].中国电力教育,2014(3):145-147.

[6]陈彦广,韩洪晶,陈颖,等.基于国际化、工程化能源化学工程创新人才培养模式的评价及效果[J].教育教学论坛,2013(13):214-216.

第5篇

1材料化学工程的概述

材料化学工程是由化学工程学科和材料学科交叉渗透所形成的一门分支学科,其研究方向主要有两个:一是以新材料为基础,不断发展反应过程的反应技术,比如吸附过程、膜过程、催化过程等。该方向主要是通过材料的特征将其分离并进行反应,其目的是揭示材料微观结构中物质进行传递和反应机理,进而总结出适用于材料设计和反应过程优化的理论方法和工艺技术。二是在材料制备的过程中,用化学工程的理论方法解决所遇到的关键问题,比如如何运用微结构的性能关系来实现对材料微观结构和性能的控制,从而完成从材料制备到定向制备的转化。新材料的开发是材料化学工程发展的关键和先导,直接可以衡量出国家的材料化学发达与否,因此,开发新材料对于材料化学工程的发展至关重要。材料化学包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化学传感材料、电子材料、超硬材料、无机非金属材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,这些材料很大程度上丰富了材料化学工程的领域,对其发展做出重要贡献。

2新材料的开发

我国在新材料的开发领域取得了很多亮点,这些新材料的开发成为分离和反应过程的重要基石。一些研究所和大学正在开发一种非晶态的金催化材料,这种材料很有发展前途,因为它具有非常明显的催化特性,而且其催化活性还具有特殊的选择性,具有显著的催化活性和特殊的选择性。对这种材料进行流程综合和技术集成,可以有助于我国新型石油化工技术的构建。石油化工科学研究院也开发出一种新型的钛硅分子筛催化材料,这种材料具有定向氧化催化作用,可以实现“原子经济”,使“零排放”工艺成为可能,而且也具备工业化生产的可能性。而在新材料的分离技术方面,我国也取得了很大的进步,其中南京工业大学发展了以陶瓷膜材料为原料的新单元技术,同时加强了对集成单元技术的开发,这些研究不仅使我国陶瓷技术更加趋于成熟,而且还形成了陶瓷膜新产业,为我国带来巨大的社会和经济效益。

3材料化学工程技术的进展

材料化学主要是对产品微结构进行调控,其主要手段是在加工材料时,将化学方法引入进去,这样我们就可以通过宏观条件来调控产品的微观结构,从而为材料的加工和制备提供理论和技术指导。因此,化学工程技术的改进将直接促进材料化学工程的发展。我国在化学工程技术改进方面已经取得了非常大的进展。清华大学在碳纳米粉体材料的制备过程中,引入了传统的流化床技术,大大降低了生产成本,从而使此生产技术可以用于工业化生产,带来巨大的经济效益。北京化工大学则用超重力场技术来放大纳米材料生产过程中的形貌控制问题,这样就可以通过调节超重力场的强度来调节和改变产品的粒径,。通过这种方法,我国已经成功制备出碳酸钡、碳酸、碳酸锂、氢氧化铝和碳酸锶等纳米粉体,并且形成了工业化生产的技术体系,为我国带来巨大的经济效益。

4展望

材料化学工程作为一门交叉学科,不仅促进了材料工业的发展,而且也丰富了传统化学工程学科的内容,因此,具有非常重大的研究意义。我国材料化学工程的研究已经取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于领先水平。但是,材料化学工程中仍然有很多问题需要我们解决,因此,我们需要再接再厉,争取使材料化学工程的研究更加深入,使其更好地为人类服务。

5结语

材料化学工程在新材料的开发、材料技术的改进以及技术的工业化普及过程中都具有非常重要的作用,且有着非常大的研究价值,其研究前景十分广阔,已经成为国内外的研究热点之一。本文主要分析了材料化学的研究现状,并结合新材料的开发和技术制备两方面,阐述了我国取得的巨大进展和成就,希望可以看到更多研究成果的出现,以促进我国材料化学的发展,为我国创造更多的效益。

作者:刘玉琴单位:浑江区东兴街道办事处

第6篇

摘要:本文从生物化学工程及发展简述、天津现代职业技术学院概况、生物化学工程特色开放获取文献资源建设三个方面,对生物化学工程特色开放获取文献资源建设进行了探讨。

关键词:高职院校图书馆 生物化学工程 特色文献资源 开放获取

一、生物化学工程及发展简述

1.生物化学工程及发展简述

生物化学工程简称生化工程或生物化工,是生物化学反应的工程应用,是应用化学工程的原理和方法,将生物技术的实验室成果经过工艺及工程进行工业开发的学科。它既可视为化学工业的一个分支,又可认为是生物工程的一个组成部分。生化工程是一项重要的化学工业技术,是生物技术产业化的关键,也是化学化工技术的主要前沿领域。生物化学工程和生物医学工程是最初的生物工程学概念,基因重组、发酵工程、细胞工程、生化工程等在21世纪整合而形成了系统生物工程。发展生物经济正在成为许多国家应对金融危机的战略措施。生物技术是我国需求最迫切、技术与国外差距较小的领域之一,我国将把生物技术作为当前科技发展的重点,把生物产业作为新兴产业培育的重点,把生物经济作为引领新经济发展的重点。在我国的“十二五”科技战略规划研究中,生物技术和产业化将是“十二五”布局的重点,突出加强生物技术在农业、工业、人口与健康领域的应用,努力使我国成为生物技术强国和生物产业大国。[1]

2.食品生物技术及发展简述

食品生物技术是生物技术在食品原料生产、加工和制造中应用的一个学科。它包括食品发酵和酿造等最古老的生物技术加工过程,也包括应用现代生物技术改良食品原料加工品质的基因、生产高质量的农产品、制造食品添加剂、植物和动物细胞的培养,以及与食品加工和制造相关的其他生物技术。生物技术在食品工业中的应用以及最新的研究状况表明,食品生物技术作为一项高新技术,将为食品工业的发展起着重要的推动作用。展望21世纪基因食品的发展,未来生物技术不仅有助于实现食品的多样化,而且有助于生产特定需求的营养保健食品。[2]在与环境协调的粮食生产方式方面,生物技术将降低农用化学品的使用量,并使农作物更好地适应特定的自然地理环境。目前人们之所以对于转基因生物技术的发展存在争议(如对人类健康、环境及社会经济的影响等),主要原因在于公众对目前的基因食品管理体系不够信任,科学家与公众也缺乏必要的沟通。因此,政府应采取积极措施,随时公开基因食品的研究成果,以博取信任的方式与公众进行沟通。

3.生物制药技术及发展简述

生物制药技术是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果,从生物体、生物组织、细胞、体液等综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的生物药物制品的技术。生物制药现状:生物药物的阵营很庞大,发展也很快。目前全世界的医药品已有一半是生物合成的,特别是合成分子结构复杂的药物时,它不仅比化学合成法简便,而且有更高的经济效益。我国的生物医药“十二五规划”确定了生物医药发展的重点,[3]包括基因药物、蛋白药物、单克隆抗体药物、治疗性疫苗、小分子化学药物等。同时,国家将拿出100多亿元来支持重大新药创制。将从100多个新药中遴选出10多个,作为重大新药创制重点支持对象,这些原创新药可能成为打入欧美市场的先锋。在这些新药品种中,生物药和化学药居多,其中疫苗、单克隆抗体、蛋白质药物、抗癌药物等均有。

二、天津现代职业技术学院概况

天津现代职业技术学院[4]是经天津市人民政府批准,教育部备案的集应用文科、应用理科、工科及艺术学科于一体的公办全日制高等职业技术学院,现有各类在校生6500余人。学院设有管理工程、电子工程、信息工程、生化工程、机械工程、印刷工程、应用外语7个教学系部,开设有会计电算化、电子商务、金融保险;应用电子技术、机电一体化技术、电气自动化技术、电子信息工程技术、低空无人机操控与应用、计算机信息管理、计算机网络技术、软件技术;水环境监测与保护、食品生物技术、食品营养与检测技术、食品加工技术、精细化学品生产技术、环境监测与治理技术、生物技术及应用、生物制药技术;精密机械技术、数控技术、计算机辅助设计与制造;商务英语、涉外旅游;印刷技术、印刷图文信息处理、包装技术与设计、装潢艺术设计、装饰艺术设计、影视动画等30个专业。“食品生物技术”等3个专业被评为市级教学改革试点专业,“食品微生物”、“食品分析与检测技术”等7门课程被评为市级精品课程。在我院的7个教学系部中,生物化学工程类专业占有重要比重,是我院的重点专业组群之一。其中开设的8个相关专业,占到全部专业的26.7%。因此,根据我院生物化学工程类专业教学的需要,学院图书馆建设具有生物化学工程特色的开放存取文

第7篇

应用化学专业、化学工程与工艺专业、分析化学专业、化学工艺专业。

应用化学专业是培养具备化学的基本理论、基本知识且具有较强的实验技能,能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理工作的高级专门人才。

化学工程与工艺专业培养具备化学工程与化学工艺方面的知识,能在化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的工程技术人才。

分析化学专业具有宽广而扎实的理论基础和系统的分析化学专业知识,较强的科研能力,娴熟的实验技能,较高的外语水平,德智体全面发展的高层次分析化学专业人才。

化学工艺专业在学习与掌握化工单元操作与设备、化工热力学、化工工艺、化学反应工程、分离工程等专业知识及工程制图、计算机应用、实验测试、设计概论等工程知识,进行有关新型化工生产过程的研究、开发及化工生产过程的管理与运行维护。本专业毕业生知识面宽,可到工业部门从事化工类产品的设计、施工、生产管理、技术开发、应用研究以及贸易等方面的工作,也可到科研、商贸、行政等部门从事与化学工程相关的工作。

(来源:文章屋网 )

第8篇

关键词:能源化学工程;专业建设;课程体系;师资队伍

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)06-0209-02

一、能源化学工程专业建设背景

能源与环境问题是21世纪人类面临的两大基本问题。随着世界经济的不断发展,人类社会对能源的需求越来越多,石油、煤炭等不可再生化石能源的储量逐渐消耗殆尽,且全球每年因消耗化石能源而向空气中排放大量的气体(CO2、SOx和NOx等),除了引起局部地区的烟尘、灰霾、酸雨、光化学雾和连带的重金属铅的污染外,更造成了全球的气候变化、温室效应日渐显现。含碳能源(煤、石油和天然气)的高效洁净利用及具有清洁、低碳、可再生等优势的太阳能、风能、地热能、生物质能、海洋能等新能源的开发和利用成为未来中国经济可持续发展的关键。为适应我国对可再生能源和清洁能源等新能源的迫切需求,东北石油大学化学化工学院根据自己的办学定位,发挥已有的专业优势,主动适应,准确定位,于2010年新增了能源化学工程本科专业,也是教育部首批建立的10个能源化学工程专业之一。专业获批后,于当年从09届转来1个班的学生,并新招10级2个班的学生,目前已有1届毕业生。关于能源化学工程专业本科生的培养方案、培养模式和培养体系则处于不断探索和完善中。

二、能源化学工程专业定位与培养目标

新专业的定位决定了专业以后的发展方向,也决定了师资队伍的配置、实验室建设、课程体系的建立以及学生毕业后的就业等。专业人才培养目标的制定,首先必须在对专业深入分析和了解的基础上,结合国情和学校的条件,考虑专业发展与社会进步对人才的客观、合理的要求。所以本专业定位应以拓宽专业面、培养宽口径的掌握能源化学工程专业知识和技能,具备新产品、新工艺、新设备、新技术研究和开发的基本能力,能从事化石能源(包括石油、煤、天然气)、新能源(包括太阳能、氢能、生物质能等)化工过程工程的研制与开发、装置设计、生产过程的控制以及企业经营管理等方面的工作,具有创新精神和较强工程实践能力的高级应用型人才。

三、能源化学工程专业课程体系的构建

课程体系是否合理、课程内容是否先进直接关系到培养人才的质量。能源化学工程专业是一门内容丰富而又广泛的科学与工程,属交叉学科。专业按照东北石油大学“通识教育+学科专业基础+专业教育+实践教学”四个层面设置课程,构建了厚基础、宽口径、重视学科交叉的课程体系。通识教育主要包括两课、综合基础、外语、计算机、体育、公共艺术及跨学科门类修读课程;学科专业基础主要包括高等数学、大学物理、无机化学、有机化学等学科基础课程以及物理化学、化工原理、化工热力学、化学反应工程、线性代数、分析化学、工程制图等等专业技术基础课程;专业课程主要包括石油加工工程、基本有机化工工艺学、能源化工设计、能源转化催化原理(双语)等课程,同时开设了大量的专业选修课,注重学科交叉,拓展了学生的知识面;实践教学包括实验课程和实践教学环节两个部分,实验含课程实验和专业实验,所有的化学、物理类课程均设置了配套课程实验。实验中增加了综合性、设计性实验以及创新性的比重。实践教学环节除了实习、实训、课程设计、毕业设计外,还开设了创新实践和科研训练等环节,在实践教学活动期间,学生可灵活选择在企业或校内完成。各教学环节学分分配情况如图1。

能源化学工程专业构建的课程体系的特点是:注重各部分之间的系统性与协调性,充分强调理论教学与实践环节并重,基础理论与专业知识并重的原则,力求体现德、智、体、美全面发展。培养的学生既有丰富的基础理论和专业知识,又有较强的实验技能和实验设计能力,并了解所学专业方向的学科前沿及发展趋势。

四、师资队伍建设

没有高水平的师资队伍就无法建设高水平的专业,所以师资队伍是专业建设的根本保障。东北石油大学制定科学合理的人才引进政策,采用各种优惠条件吸引高层次人才来校工作,补充新专业建设所需的专业教师,重点引进高水平的学科专业带头人以及主干课程的专任教师,重视已有人才的培养提高,充分发挥老教师带青年教师的传帮带作用,提高教师队伍的整体水平和素质。目前本专业已有10名教师,全部具有博士学位,2名教授,4名副教授,同时还聘请了企事业单位、科研院所及其他高校等高水平的专业人员担任新专业的兼职教师。已经构建了年龄、职称、学历等结构合理、教学与科研综合水平高的具有发展潜力教师队伍,保证了新专业的建设顺利完成。

以上是针对战略性新兴产业相关的本科能源化学工程专业的学科特点和办学定位,从培养目标确定到课程体系、师资队伍等方面的建设进行了初步的探索与实践。为适应国家经济发展对战略性新兴产业相关人才的迫切需求,下一步我们将进一步创新人才培养模式、完善课程体系,形成科学的人才培养方案,建立科学的管理制度,从而有效地保证人才培养质量,为社会培养具有创新精神和较强实践能力的高素质能源化学工程专门人才。

第9篇

摘要:随着经济的迅猛发展,国家越来越工业化、城市化,同时也衍生了各种环境污染问题。而化学工业作为造成大规模严重环境污染的主要过程之一,越来越被国家所重视。如今,化学工程慢慢向环境化学工程靠拢。

关键词:化学工程;环境化学工程;现状;发展

随着经济的迅猛发展,国家越来越工业化、城市化,同时也衍生了各种环境污染问题。而化学工业作为造成大规模严重环境污染的主要过程之一,越来越被国家所重视,如今,化学工程已经开始向环境化学工程方向发展。而环境化学工程无论是在环境改善、修复,还是在提高人们的生活等各个方面,都能起到重要作用。本文大略的分析讨论了化学工程的现状及发展。

1化学工程的现状

由于我国仍属于发展中国家,且人口基数大,工业化发展相对发达国家而言还比较落后,人们对于各种基础化学品的需求远远没被满足,许多地方企业为了牟利,仍然走的是先污染后治理的老路,对环境造成了很大的破坏。目前,我国的主要污染有三:(1)水污染工业生产必不可少的东西就是水,而工业生产用过之后的废水回收过程过于麻烦,又没有经济价值,一般的工厂就会选择排放到山河湖泊里。由于排放量太大,超过了湖泊自我修复能力,湖泊就被污染了,这种湖水是不能喝的。据不完全统计,在我国被污染的水量已经达到了总淡水量的76.63%。(2)空气污染我国的工业生产所用能源大多是化石能源,而绝大多数化石能源焚烧后都会产生污染气体,不回收利用直接排向大气的话就会造成严重的空气污染。而我国回收利用废气的技术并不成熟,很多工厂简单处理一下就排向了大气。(3)土壤污染如果把化学肥料乱填乱排,土壤就会慢慢失去活性,这种失去活性的土壤是不能耕种的。因此,原来的那种先污染后治理的思想是行不通的,我们应该将注意力集中在化工生产最优化、实现资源回收利用、新能源的开发上面,也就是环境化学工程。

2化学工程的发展

环境化学工程在20世纪60年代初期,许多国家为了发展化工工业,忽略了化工工业发展所带来的环境污染。随着环境污染的日益严重,随之而来的各种问题也越来越多,人们开始重视环境的保护,各国政府也想方设法的去改善环境。但是这些措施的作用很有局限性,并不能从根源上消除或减少污染的增长,而且还会影响到国家经济的发展,不能适应人类进步的要求。为了解决这一矛盾,各国政府制定了许多条例。1984年,在原苏联召开的国际会议上,联合国欧洲经济委员会指出:无废工艺是一种让所有的原料、能源在资源-生产-消费-二次资源的循环中得到充分的回收利用的生产产品的方法,同时,不破坏环境的正常功能;在法国,也制定了《预防优于治理》的条例,来做出规定;1990年,美国将污染防治设为国案;在我国,国家自然科学基金委员会与中国石化公司为了开展环境友好的催化化学和反应的研究。想要从根本上解决化学工业所产生的污染问题,实现可持续发展的战略目标,应从根源下手,开发出无污染工业,或者优化反应过程,将污染扼杀在生产过程中。简而言之,就是开发出新方法把对人类或者环境有害的原料或溶剂反应掉,反应出对环境无害甚至有利的材料,实现零污染,这就是环境化学工程的目的。

3结语

总而言之,化学未来的方向就是环保型、高效型化学。我们可以从反应过程和生产过程两方面着手,最大限度的降低化工生产对环境造成的影响,并利用化工造福人类,改善生活。而化学工程的未来发展方向——环境化学工程仍然处于快速发展中,其学科的理论体系仍有待进一步完善.

作者:刘霄汉 单位:武汉工程大学

第10篇

【关键词】燃料乙醇;化学工程;探究分析

乙醇作为一种燃料,不管是在生产过程中还是在燃烧过程中均不会产生污染物,属于一种清洁能源。早期的乙醇主要是通过淀粉、纤维素等经过长时间的发酵而来,然而燃料酒精由于其需求大,在生产过程中需要大规模的生产,在生产中涉及到一定的化学工程,了解这些化学工程是燃料乙醇生产的关键,同时也是该调整我国能源结构的重点。本文主要就燃料乙醇工艺的化学工程问题分析如下:

一、燃料乙醇发酵分析

1、燃料乙醇发酵的多尺度

燃料遗传在发酵过程中涉及到的工程领域较多,其中包括微生物工程、化学工程以及生物化学工程等,因此在实际的发酵过程中化学反应相对复杂,正是由于其发酵过程中的复杂性,在研究中仅仅从单一的角度去研究与实际要求不符,因此在生产过程中应该注重多尺度问题,也就是说从多个角度对燃料乙醇的发酵过程进行分析,这样才能更加全面的将乙醇复杂的发酵过程显现出来,因此对于燃料酒精发酵的研究应该涉及到生物学以及化学两个重要方面,这样的研究才更加符合实际研究需要。

2、发酵中的动力学与放大

乙醇在发酵前期需要进行相关的准备工作,其中主要与偶乙醇原料的液化以及糖化等,然后在乙醇发酵过程中应该做好相关特性的控制,也就是动力学问题,动力学是乙醇发酵是否可以顺利发酵的基础,其中涉及到两个方面的问题,一个是本征动力学,也就是从早期的原料到发酵微生物固有速率的问题,另外一个就是宏观动力学,这个具体的就是在发酵阶段乙醇的能量传递情况,现阶段对动力学研究应用主要模型是酶催化反应。

3、发酵中的发酵罐多场

在遗传发酵过程中需要一定的设备,发酵罐就是主要设备,由于乙醇发酵的复杂性,同时在发酵中还会受到外界环境温度、湿度等各方面因素的影响。这些因素的影响会造成发酵速度缓慢,影响发酵进程,也就是溢出发酵进程的不同在发酵罐内形成了不同的反应场,不同的反应场对于发酵罐正常的发酵造成影响,最终发酵质量也会造成影响,不过这种发酵场也有有利的一面,那就是工作人员可以在发酵中采取措施进行干预,使发酵质量向更高的程度靠近。

二、燃料乙醇提纯分析

乙醇在经过发酵后在发酵液中实际含有的乙醇含量非常低,据有关资料显示,这种含量通常只能达到5.0%―12.0%,这种低含量的乙醇基本不能满足燃料的需求,所以在发酵结束后通常还需要进行提纯,当然提纯也是乙醇生产中必不可少的,对于乙醇提纯的技术方法较多,应用较为广泛的主要是蒸馏技术,蒸馏提纯乙醇主要是将乙醇中大量的水分排出,当然在具体的提纯中需要多次提纯才能保证乙醇的含量,不过乙醇通过蒸馏能达到的最大含量约为90.0%,因此想要进一步提出就需要采用其它的提纯方法。在实际对乙醇的提纯中通常是先通过蒸馏的方法将乙醇提纯到一定程度,在达到一定含量后可继续使用萃取、吸附等提纯方法进一步提升乙醇的含量,最终达到工业乙醇要求或者实际需要的浓度[1]。

三、发酵与分离的耦合

乙醇在发酵过程中其发酵过程与早期乙醇的发酵过程有较多的相同点,因此其工艺研究内容也是一些基础性的东西。在发酵反应和分离过程中进行的耦合同样是一个复杂过程,因此在技术水平以及操作水平上都应该有严格的要求。

如果通过直接的化学反应就可以得到最终的成品,那么这个过程就是一个简单的反应过程,而在这个反应过程中采用的干预措施、采用的设备等就属于反应工程,在乙醇提纯中采用一定的方法将乙醇中不需要的一些水分或者杂质清除,在这个过程中采用的试剂、设备以及提纯中遇到的实际问题均属于分离工程。因此乙醇发酵与乙醇分离的耦合在理论上是可行的,当然通过实验证明在实践操作中也是可行的。在这方面也有较多的报道,比如有学者将液体的萃取以及发酵过程结合到了一起,在进行连续发酵过程中将油烯基乙醇作为萃取剂,最终结果表明通过这种方法提取的乙醇质量相对于早期的提纯明显提高。也就是说将生物发酵技术可以简单地看成是反应与分离技术的耦合,这样在工业乙醇生产过程中可大大的提高分离效率,促进乙醇含量的提升,当然对于大范围的推广乙醇生产具有重要意义。在乙醇发酵中可以将反应工程学的原理以及分离学工程理论结合起来,然后研究整个耦合过程,这样的研究对于推动整个燃料乙醇的工业生产起着关键性作用,不过当前大多数学者的报道中报道的内容更多的倾向于工艺条件、生物萃取剂以及膜材料等,但是涉及到多场耦合、传递特性等化学工程的研究却很少,这些在一定程度上抑制了燃料乙醇的工艺生产[2]。

在未来乙醇生产中新型发酵设备以及分离设备都需要多场耦合的指导,当然在后期的乙醇发酵中将会实现反应、分离以及其其它多种分离技术设备的耦合,也就是说通过一个连续的设备可实现乙醇发酵到成品,这样的设备不仅提高了生产效率,同时乙醇的质量也会得到明显提高。当然这种设备同样的可加快燃料乙醇作为新型能源的步伐。

结束语

燃料乙醇生产中过多的涉及到流体流动、热量传递以及发酵生化反应等,这个过程是一个复杂的过程,同时也涉及到多学科,因此在燃烧乙醇工艺的化学工程分析中应该从多个角度对其进行研究,在后期较长时间内的研究目标应该集中在生物发酵反应与提纯分离过程的耦合,这样的研究可以推进乙醇工艺生产的发展,有利于尽早的调整我国能源结构,实现环保绿色可持续发展。

参考文献

第11篇

关键词:高等教育;化学工程;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)33-0099-02

随着我国经济的不断发展,高等学校数量也呈现逐年递增的发展趋势,高等教育逐渐由精英教育向大众化教育模式转变。随之而来的是大学生就业形势的严峻和竞争压力的增大,特别是以化学工程为代表的工科专业,更是面临着严峻的考验。作为多种学科交叉的,应用型、发展型学科,化学工程与数、理、化等基础自然学科联系紧密,对我们的生产和生活有着重大的影响,为使我国化学工业得到更迅速的发展,必须努力提高我们高校化工类教育质量,努力培养优秀的专业化工人才。

一、高校化工专业现状

20世纪前叶,一批重大化学工艺出现使得化学工程这个学科在学术界崭露头角,而煤和石油迅速发展也要求有透彻的理论指导与专业知识,因此作为化学工程的一级学科应运而生。经过几十年的发展,化工学科逐渐走向成熟,目前国内各大地方院校中,绝大部分开设了化工工程专业及其类似专业,为我国化学工业培养了大批人才。但是随着时代的发展,高校化工教育也面临着一些问题和挑战,这也成为我们亟待改革教学模式的原因。

(一)化学工程与高新技术学科交叉发展

化学工程涉及面广,且涉及品种多、数量大,不仅关系到人们生活的方方面面,也是提高人们生活质量的“载体”和“桥梁”。而化工在学科上与材料、能源、化学等学科联系越来越紧密和深入,因此在人才的培养上也应该遵循学科发展规律,培养专业化、多样性复合人才。

目前,我国高校专业教育仍然停留在过去传统教学方式,与高新技术发展的现实有所脱节,学科交叉引起专业界限的淡化,因此在教学过程中不应在仅仅强调本专业知识的把握,更应着眼于未来,打造化工与生物技术、计算机技术等交叉发展的新型教学模式,培养多层次、复合型人才。

(二)人才就业观念和培养模式改革

这就要求高校化工教育人员转变教学模式,从化学教育深层理念创新入手,扩大学科内涵,改变教学设置和教学方法,开展以理论教学作为基础,以实践训练为载体的教学模式,努力提高化工学科教学质量。

就目前情况来看,“平台加方向”实为不错的选择。近年来,我们以主动适应经济社会发展需求的人才培养模式,以深化改革教学模式与实践等教学项目为依托,进行了人才培养模式改革的探索和实践。根据社会需求,调整学科专业,压缩冷门内容,采取专业互补的形式,拓宽专业发展方向,尽可能增加知识含量。此外,化学工程专业应紧密与生产实践相结合,通过建立不同种类的培训基地,在打好基础理论知识前提之外,尽可能增加实际操作的经验,以便毕业后很快适应工作环境。

(三)教育模式落后,学生创新能力不足

人才的竞争是一切竞争的核心。教学模式的落后直接导致学生创新能力不足,难以承担新领域开发和高新技术研发的重任。高校教学仍然遵循过去传统的教学模式,单一的授课模式容易导致学生缺乏学习化学工业的热情,进而导致学生缺乏创新意识。这也是目前高校教学中存在的主要问题之一。

针对上述情况,未来高校必须在人才培养以及课程教学方面有所改变,适应当今社会对化工人才的要求和化工产业未来的发展方向。具体说来,可从基础专业知识和课程改革入手,打造高素质专业人才。

二、高校化工类人才培养模式及课程改革探讨

(一)适应社会发展,拓展专业外延和内涵

1.重视新兴专业,与社会接轨。近年来,高新科技发展突飞猛进,与人们生活有关的各种新科技层出不穷,特别是生物化工与新能源等发展十分迅速,在日常生活与生产方面发挥越来越大的作用。我们高等教育院校应该抓住当前发展契机,重视新兴产业的出现和发展,努力调整专业课程,与社会发展接轨。特别是生物制药、节能减排、环境保护等作为人类的重要课题,近年来引起了人们的极大重视,这些都是当前化学工程未来的发展方向和重要领域。高校教育应及时了解行业最深动态,调整教学方案,以适应当前化工行业发展的现状。

2.把握发展趋势,发掘专业内涵。化学工程最早包括“化学工程”、“化工自动化”等几个板块,但就目前的形式看,仅仅围绕这几个传统板块展开教学已不能满足现在的产业发展现状,应在原有基础上发掘专业内涵,确保传统人才培养紧跟学科发展趋势,不断充实基础知识和专业知识。另外,根据信息技术在化工领域应用的愈加广泛的特点,一方面将其纳入传统课程体系,另一方面,与信息学院、生物学院等展开合作,探索和实践复合型人才培养模式,使化学工程焕发新的生机。

(二)深化教学改革,提升人才培养质量

美、英、德等西方发达主义国家早就将“通识教育”作为高等教育的核心内容,澳大利亚也明确指出到2020年高等教育的使命是输送符合国家和全球劳动力市场需求的、有知识、技能和适应能力的优秀人才。我国紧跟世界发展步伐,也将提高教学质量作为未来一段时间教育领域发展的重要领域来把握。尤其当前我国“世界工厂”的地位,导致对于人才需求的变化速度非常快,毕业生也面临日益严峻的就业压力,因此,深化教学改革,提升人才培养质量成为当前教育领域的重点。

1.变革课程体系,注重课程质量。本着务实专业基础,注重能力培养的原则,高等院校,特别是石油高校应认真梳理与优化传统化工课程,同时根据现代化工发展方向和发展重点,打造适应化工人才培养的专业课程体系,这不仅要求高校对传统课程进行整合,更要抓住重点,利用化工学科与其他学科的交叉点,拓展化工专业课程,与其他课程相互支撑,形成一个有机整理,以满足新形式下的化学工程技术发展要求。

努力提高课程质量也是当下高校发展需着重考虑的重要方面,如何将枯燥的原理课程讲得精彩、生动,培养学生对于化工产业的热爱并激发学生投身化工实业的热情,这是衡量课程质量的一个重要标准。根据一项研究调查显示,在化工专业毕业生对高校教学效果等评价中,与世界总平均值相比,中国化工教育只有教师优秀与敬业精神一项略高于平均值,而包括教师激励作用、就业所需课程深度、授业满意度以及课程组织优劣等其他四项评选,中国的得分全部低于世界平均值。这其中尤其需要警惕的是,中国学生学习化工专业愉悦程度仅仅为67%,这一成绩远远低于美国、澳大利亚以及英国等同类学生,这一调查结果也给我们化工教育从业人员敲响了警钟。

2.加强创新实践教学环节。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。实践教学环节对于学生创新能力的培养非常重要,高校可利用自身资源和外部条件,从实验教学和实习教学两方面加强学生实践能力。高校可利用现有实验室,开设大量综合性、设计性、研究性等实验项目,将创新能力培养融入实验教学过程中,启发学生主动探索创新,增强学生的创新意识。

实习教学作为化工专业极为重要的一个环节,在培养学生实践能力的过程中也起到极为重要的作用。过于单一、落后的教学模式很难适应当前瞬息万变的就业环境,必须积极的组织实习教学,建立高效与高新技术企业之间的合作关系,通过人才输送等渠道加强学生与企业之间的联系,有效调动学生学习的积极性、主动性,并在实习教学过程中及时发现问题、解决问题。

3.构建优良育人环境。在我国高校教育领域,过去往往过分强调“教书”,而忽略了“育人”;过分强调“教学”,而忽略了“教育”。这种情况导致的结果就是,高校毕业生很多时候不能适应社会发展的需求,所学专业仅仅局限于课本知识,缺乏应有的动手操作能力,或者所学知识与社会脱节,最终不得不背弃自己所学专业。西方教育在之前的发展过程中也曾出现过类似情况,而中国目前这种情况则相当突出。我们如何吸取发达国家的经验教训,将可迁移性技能培养作为基础知识领域外的重要环节,努力培养学生可迁移性技能是高校教育的必由之路。

除了这些基础知识的培养外,更应该注重大学生心理健康与道德品质方面的培养,学生可通过良好的素质进行自觉地学习与提升,很快适应未来的就业岗位与就业环境,这是高校未来人才的培养方向。在高校课程设置过程中,以专业知识为主线,以可迁移性技能培养为辅线,增加学生团队合作的机会,进一步提高学生合作精神和交流理解水平,不断提高大学生解决实际问题的能力,使其成为社会与企业放心人才。

三、结语

我国高等教育正面临来自知识经济与新科技革命的冲击和挑战,科技与人文及其他学科的交融、渗透,使得学科与学科之间的联系日益紧密,特别是对高校化学工程专业人才的培养提出了更高的要求。以石油院校为代表的高等教育院校必须适应新的发展形势,遵循原有学科基础上,依托国内外化工产业发展大背景,结合本校本专业的特色以及社会需求,勇于探索,勇于实践,才能不断提高教学质量,并在激烈的人才竞争中取得先机,提高毕业生整体素质,从而保证高校在竞争中不断发展、壮大。

参考文献:

第12篇

关键词:计算流体力学;求解;基本原理;化学工程;应用

化学工程在我国具有较长的研究与应用历程,并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效,不仅能够供给正常的生活需求,同时根据新材料的开发,能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中,较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的,具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析,能够优化工程设计和工艺改进,提高化学工程的生产效率。

1计算流体力学在化学工程中的基本原理

计算流体力学简称CFD,是通过数值计算方法来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程,从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律,其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下,计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法,其也是一门多门学科交叉的科目,计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识,也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识,其涉及面广。针对计算流体力学的真实模拟,其主要目的是对流体流动进行预测,以获得流体流动的信息,从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展,市场上也出现了计算流体力学软件,其具有对流场进行分析、计算、预测的功能,计算流体力学软件操作简单,界面直观形象,有利于化学工程师对流体进行准确的计算。

2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用

2.1在搅拌中的应用分析

在搅拌的化学反应中,反映介质之间的流动性比较复杂,依据传统的计算形式根本无法解决,并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点,在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律,其得出的结构往往存在较差时效性,实验骗差加大。通过对二维计算流体力学的应用,能够对搅拌中流体的形式进行模拟,并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化,不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关,还与时间、容器的形状等有着之间的联系,需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高,在通过借助多普勒激光测速仪后,已经对三维计算形式有了较大的突破,这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用,但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷,需要在今后的研究中不断的完善。

2.2CFD在化学工程换热器中的应用分析

换热器是化学工程中主要的应用设备,通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用,能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同,计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变,增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积,提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中,热量交换的形式更为复杂,但是却群在重复性换热的特点,增加了换热的时间,提高了换热的效果。从总体上分析,计算流量力学中,需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用,能够计算出不同设备的热交换效果,并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。

2.3在精馏塔中的应用

CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。

2.4CFD在化学反应工程中的应用研究

在化学反应工程中,反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系,在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制,当反应中温度过大,就会造成分子的剧烈运动,其运动轨迹的变化规律就会异常,在利用计算流体力学的模型计算中,计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取,在计算流体力学的实际计算中,就要借助FLUENT进行三维建型,并利用测速反应器进行速度的测量,通过综合的比较分析,利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场,可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程,详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。

3结束语

计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义,并在经济效益的提高上具有重要的价值,在近几年,化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究,以二维空间计算和模拟为基础,不断的完善三维空间的流量计算,并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用,在今后的化学工程发展中,应加强此类学科的教学与延伸,提供出更有效的反应设备和工艺操作。

参考文献

[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).