發(fā)布時間:2023-11-07 10:04:16
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的化學(xué)工程與工藝專業(yè)導(dǎo)論樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
化學(xué)工程與工藝?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)為廣東省名牌專業(yè),培養(yǎng)從事化工生產(chǎn)、科學(xué)研究、產(chǎn)品開發(fā)、管理、營銷等工作的高級工程技術(shù)人員。本專業(yè)要求學(xué)生掌握化工生產(chǎn)過程的基本原理、方法、工藝和設(shè)備的特點(diǎn)和規(guī)律,既可在化學(xué)反應(yīng)工程、傳質(zhì)與分離工程等傳統(tǒng)化工領(lǐng)域從事科研和設(shè)計,又可在生物化工、環(huán)境化工、精細(xì)化工、能源化工、高分子化工等相關(guān)領(lǐng)域從事新工藝、新產(chǎn)品、新技術(shù)的研究與開發(fā)。主要課程:物理化學(xué)、流體力學(xué)與傳熱、傳質(zhì)與分離工程、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程、化工系統(tǒng)工程、精細(xì)化工、化學(xué)工藝學(xué)、生物化學(xué)工程、現(xiàn)代分離技術(shù)、環(huán)境工程、能源工程、新材料導(dǎo)論、化工商務(wù)、現(xiàn)代化工物流技術(shù)、化工自動控制、計算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程。畢業(yè)生可在基礎(chǔ)化工、石油化工、生物化工、輕工、冶金、能源、環(huán)境、化工物流、化工貿(mào)易等部門從事生產(chǎn)、設(shè)計、科研和產(chǎn)品開發(fā)、管理、教學(xué)、營銷等工作,也可到金融、商檢、外貿(mào)、海關(guān)、公安、政府部門等從事相關(guān)工作,或攻讀更高的學(xué)位。畢業(yè)生適應(yīng)面廣,能力強(qiáng),深受用人單位的歡迎,近年來一次就業(yè)率多次達(dá)到100%。
應(yīng)用化學(xué)。創(chuàng)辦于上世紀(jì)80年代初,為國內(nèi)最早創(chuàng)辦的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)之一,2005年被評為廣東省名牌專業(yè)。目標(biāo)是培養(yǎng)具有較系統(tǒng)的化學(xué)理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能以及良好的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新精神,能夠進(jìn)行應(yīng)用化學(xué)領(lǐng)域的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、管理的高級科技人才。要求學(xué)生在較扎實(shí)地掌握工科公共基礎(chǔ)、外語、計算機(jī)技能的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地學(xué)習(xí)化學(xué)方面的基礎(chǔ)知識、基本理論、基本技能以及相關(guān)的工程技術(shù)知識,受到應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面的科學(xué)思維和科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,能從事應(yīng)用化學(xué)專業(yè),尤其是精細(xì)化學(xué)品化學(xué)、工業(yè)分析,應(yīng)用電化學(xué)和現(xiàn)代測試技術(shù)等專業(yè)方向的實(shí)際工作和研究工作。主要課程:無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、儀器分析、流體力學(xué)與傳熱、傳質(zhì)與分離工程、化工原理實(shí)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、分離化學(xué)、無機(jī)功能材料、無機(jī)合成、精細(xì)化學(xué)品概論、有機(jī)合成、有機(jī)分析、環(huán)境化學(xué)、工業(yè)分析、商品理化檢驗(yàn)、膠體與界面化學(xué)、催化及能源化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程。畢業(yè)生可在商品檢驗(yàn)、食品檢驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)、環(huán)境監(jiān)測、化工安全評估、涂料、醫(yī)藥、洗滌用品、化妝品等相當(dāng)廣闊的領(lǐng)域就業(yè),近年來一次就業(yè)率近100%。也可以攻讀更高學(xué)位。
能源工程及自動化。本專業(yè)培養(yǎng)具備能源基礎(chǔ)理論和工程知識,能從事在石油化工、天然氣輸送及利用、電力生產(chǎn)及自動化、制冷與空調(diào)等傳統(tǒng)能源領(lǐng)域及太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能等可再生及新能源領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)、工程建設(shè)及運(yùn)行管理工作的跨學(xué)科復(fù)合型高級人才。能源工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),廣東省是能源消耗大省,且一次能源匱乏,電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,夏季時間長,空調(diào)和食品冷藏需求旺盛,液化天然氣(LNG)的引入及惠州、湛江等幾個石油化工基地的建設(shè)將使廣東能源結(jié)構(gòu)發(fā)生很大的變化。本專業(yè)將為能源工程領(lǐng)域培養(yǎng)急需的高級專門人才。本專業(yè)主要學(xué)習(xí):化工原理、工程熱力學(xué),流體力學(xué),傳熱學(xué),換熱器原理與設(shè)計,制冷技術(shù)、工業(yè)催化、天然氣開采與利用、燃?xì)廨斉?、燃?xì)馊紵c應(yīng)用、石油煉制等基礎(chǔ)及專 24業(yè)課程。學(xué)生將在專業(yè)學(xué)習(xí)階段分為石油化工及天然氣利用兩個模塊。畢業(yè)生可在石油煉制、天然氣輸配、電力生產(chǎn)、制冷空調(diào)、能源化工、可再生能源開發(fā)、高等院校等從事生產(chǎn)、管理、設(shè)計、營銷、教學(xué)、科研工作,也可攻讀更高學(xué)位。自2004年創(chuàng)辦以來,本專業(yè)畢業(yè)生供不應(yīng)求,一次就業(yè)率均為100%。
制藥工程。本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展,適應(yīng)21世紀(jì)制藥工程發(fā)展需要,具有制藥工程專業(yè)知識,能在醫(yī)藥、農(nóng)藥、生物化工、精細(xì)化工、輕工和環(huán)境保護(hù)等部門從事醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、新藥研究與開發(fā)、醫(yī)藥企業(yè)管理、醫(yī)藥產(chǎn)品營銷等方面工作的高級工程技術(shù)人才和管理人才。學(xué)生主要學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、藥物化學(xué)、藥理學(xué)、制劑學(xué)、生物化學(xué)、化工原理、制藥工藝學(xué)、制藥工程學(xué)、制藥分離技術(shù)、制藥過程控制原理與儀表、計算機(jī)應(yīng)用、藥品營銷、藥事管理與法規(guī)等。畢業(yè)生可在制藥企業(yè)、醫(yī)藥公司、醫(yī)療衛(wèi)生、高等院校從事生產(chǎn)、管理、設(shè)計、營銷、教學(xué)、科研和藥品開發(fā)工作,也可到金融、商檢、外貿(mào)、海關(guān)、公安、政府部門等從事相關(guān)工作,或攻讀更高學(xué)位。制藥工程專業(yè)涉及化學(xué)制藥、生物制藥和天然產(chǎn)物(包括中藥)制藥三大方向。本專業(yè)將在專業(yè)知識,創(chuàng)新能力和業(yè)務(wù)素質(zhì)三方面對學(xué)生進(jìn)行綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和訓(xùn)練。畢業(yè)生知識面寬、適應(yīng)能力強(qiáng),就業(yè)前景廣闊,近年來一次就業(yè)率均為98%。
(來源:文章屋網(wǎng) )
關(guān)鍵詞:化學(xué)反應(yīng)工程;工程意識;安全意識;經(jīng)濟(jì)意識
中圖分類號:G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)16-0159-02
化學(xué)反應(yīng)工程課程是一門涉及物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工原理、優(yōu)化與控制等知識領(lǐng)域,內(nèi)容新穎而難點(diǎn)較多的專業(yè)基礎(chǔ)課,是理論性、綜合性和工程性都很強(qiáng)的課程,是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的核心課程。該課程對于培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,提高學(xué)生分析、解決實(shí)際工程問題的綜合能力具有十分重要的作用?;瘜W(xué)反應(yīng)工程的研究對象是工業(yè)反應(yīng)過程,其基本內(nèi)容包括反應(yīng)動力學(xué)和反應(yīng)器設(shè)計與分析兩大部分。工業(yè)反應(yīng)過程中的動力學(xué)不僅包含反應(yīng)的本征動力學(xué),還涉及工業(yè)反應(yīng)過程中的流動、傳熱及傳質(zhì);反應(yīng)器設(shè)計與分析,不僅要進(jìn)行反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計、反應(yīng)體積計算,還要根據(jù)工藝過程的特點(diǎn)和工程實(shí)際情況,進(jìn)行最優(yōu)操作條件確定、最佳工況分析控制等。此外,該課程還涉及到工藝過程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。由此看來,該課程的內(nèi)容涉及多門學(xué)科、交叉性強(qiáng)。因此,教師在課堂教學(xué)中,不僅要向?qū)W生傳授化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)知識,還要潛移默化地強(qiáng)化學(xué)生的工程意識、安全意識以及經(jīng)濟(jì)意識,提高學(xué)生分析問題和解決問題的綜合能力,使學(xué)生畢業(yè)后能夠?qū)W以致用,更好地適應(yīng)社會需要,成為高素質(zhì)的化工技術(shù)人才。
一、工程意識的強(qiáng)化
作為一門工程性很強(qiáng)的課程,讓學(xué)生建立起工程觀念和掌握解決工程問題的方法顯得尤為重要。作為教師,在課堂教學(xué)過程中,應(yīng)結(jié)合課程的具體內(nèi)容,系統(tǒng)地闡述、剖析和總結(jié)所涉及的工程實(shí)際問題,給學(xué)生以啟迪和引導(dǎo),強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐意識?;み^程的工程性尤其表現(xiàn)在實(shí)際問題上,往往涉及多種工程因素,各種因素之間存在著交互影響。在處理問題時常采取合理的近似,抓住主要矛盾,揭示過程的基本規(guī)律,以指導(dǎo)解決工程問題。例如,氣固相催化反應(yīng)過程的宏觀反應(yīng)速率,不僅受到反應(yīng)物濃度、溫度等的影響,還受到催化劑結(jié)構(gòu)以及傳質(zhì)、傳熱等因素的影響。反應(yīng)工程采用的處理方法是:引入內(nèi)擴(kuò)散有效因子來反映催化劑顆粒內(nèi)傳遞過程對反應(yīng)的影響,用曲折因子描述催化劑內(nèi)復(fù)雜的孔結(jié)構(gòu),對球型或無限長圓柱或薄片催化劑建立其內(nèi)擴(kuò)散的一維模型,從而得到等溫一級不可逆反應(yīng)內(nèi)擴(kuò)散有效因子的解析。由此可以揭示內(nèi)擴(kuò)散過程的基本規(guī)律,表明宏觀反應(yīng)速率與本征反應(yīng)以及內(nèi)、外擴(kuò)散之間的關(guān)系,給工業(yè)催化劑顆粒大小、形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計指明方向。工程問題的研究往往是從理想化模型入手,然后再一步步深化到復(fù)雜的實(shí)際問題。例如,對連續(xù)流動反應(yīng)器的設(shè)計計算,首先從兩種理想情況――全混流反應(yīng)器(CSTR)和活塞流反應(yīng)器(PFR)入手,建立其理想化的模型方程,對模型方程進(jìn)行求解計算。但是,并不是所有的連續(xù)釜式反應(yīng)器都具有CSTR的特性,也不是所有的管式反應(yīng)器都符合PFR的假設(shè)。要計算非理想流動反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率及收率,應(yīng)該依據(jù)反應(yīng)器的停留時間分布,采用對理想流動模型進(jìn)行修正,或者是將理想流動模型與滯留區(qū)、溝流、短路等作不同組合的方法,建立適宜的流動模型,然后進(jìn)行求解計算。由理想流動模型到非理想流動模型設(shè)計計算的轉(zhuǎn)變,學(xué)生往往不易接受和掌握,這是在授課過程中尤其要強(qiáng)調(diào)的。對工業(yè)反應(yīng)過程進(jìn)行研究,要注重將對過程中本征化學(xué)反應(yīng)的研究以及對過程中諸如返混、傳質(zhì)、傳熱等物理過程的研究相結(jié)合,即將化學(xué)因素和工程因素相結(jié)合,進(jìn)行綜合分析,指導(dǎo)反應(yīng)器設(shè)計及操作。例如,對于中間產(chǎn)物P為目的產(chǎn)物的連串反應(yīng):APQ,要提高目的產(chǎn)物P的選擇性,需要在較高的反應(yīng)物A濃度和較低的中間產(chǎn)物P濃度下進(jìn)行。而反應(yīng)器中的返混會造成反應(yīng)物濃度普遍降低、生成物濃度普遍升高,因此返混對該連串反應(yīng)是不利的。采用連續(xù)操作時,應(yīng)該選擇接近活塞流的管式反應(yīng)器,或接近全混流的多級釜式反應(yīng)器串聯(lián);在加料方式上,分段或分批加料會使反應(yīng)器中A濃度下降,不利于P選擇性的提高。諸如此類化學(xué)因素與工程因素的結(jié)合,往往是學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié),應(yīng)通過教學(xué)過程中多個類似事例的分析總結(jié),逐步強(qiáng)化學(xué)生的工程意識,提高綜合分析能力。
二、安全意識的強(qiáng)化
化工生產(chǎn)一般都具有易燃、易爆、易中毒等特點(diǎn),大型化工企業(yè)生產(chǎn)過程多具有工藝復(fù)雜、連續(xù)性強(qiáng)、安全隱患多的特點(diǎn),一旦發(fā)生事故則波及面廣、影響范圍大、后果嚴(yán)重。安全生產(chǎn)要貫穿于生產(chǎn)的全過程,從項(xiàng)目的設(shè)計、施工、安裝到竣工驗(yàn)收、試運(yùn)轉(zhuǎn)、投入生產(chǎn),各個環(huán)節(jié)都應(yīng)以安全為前提。在課堂教學(xué)過程中,要強(qiáng)化安全意識,使學(xué)生懂得安全與生產(chǎn)技術(shù)密切相關(guān),設(shè)備設(shè)計計算、操作條件的確立和優(yōu)化必須以安全為主。在講授到反應(yīng)器的飛溫及參數(shù)敏感性時,尤其要強(qiáng)調(diào)安全的重要性,一個設(shè)計合理的反應(yīng)器必須在穩(wěn)定而又不敏感的狀態(tài)下操作。許多石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)采用催化氧化工藝,例如,乙烯在銀催化劑上氧化合成環(huán)氧乙烷是強(qiáng)放熱復(fù)合反應(yīng),主要副反應(yīng)是深度氧化生成二氧化碳和水,副反應(yīng)的熱效應(yīng)和活化能都大于主反應(yīng),一旦反應(yīng)溫度超過某一數(shù)值,副反應(yīng)加劇,溫度劇烈升高,又加劇了深度氧化副反應(yīng),造成系統(tǒng)溫度迅速升高的飛溫現(xiàn)象,控制不當(dāng),會引起爆炸。另外,在實(shí)際工業(yè)過程中,各種工藝參數(shù)如進(jìn)料溫度、進(jìn)料濃度、進(jìn)料流量、冷卻介質(zhì)溫度和空速等不可避免地存在著擾動,如果在參數(shù)敏感區(qū)域操作,微小的波動就可能導(dǎo)致“熱點(diǎn)”溫度發(fā)生很大的變化,甚至造成飛溫和事故。對于具有強(qiáng)放熱深度氧化副反應(yīng)的有機(jī)物催化氧化反應(yīng),這一點(diǎn)必須重視[1]。因此,在反應(yīng)器設(shè)計及操作中,應(yīng)首先考慮穩(wěn)定性和參數(shù)敏感性條件的限制,這是關(guān)系到生產(chǎn)安全的大問題。在講授反應(yīng)器熱穩(wěn)定性內(nèi)容時,涉及到著火點(diǎn)與熄火點(diǎn),教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析著火與熄火現(xiàn)象對反應(yīng)器操作控制的重要性,特別是開停工的時候尤其應(yīng)該重視。例如,在熄火點(diǎn)附近操作時,操作條件稍有波動,則易產(chǎn)生降溫以致溫度過低,會造成反應(yīng)速率降低甚至終止反應(yīng)。操作溫度若是在著火點(diǎn)附近,進(jìn)料溫度稍有改變,便會產(chǎn)生超溫,可能出現(xiàn)燒壞催化劑或者發(fā)生爆炸事故[2]。因此,從設(shè)備設(shè)計到操作條件的確定,都應(yīng)以安全作為前提。從課程學(xué)習(xí)階段就培養(yǎng)學(xué)生的安全意識尤為重要。
三、經(jīng)濟(jì)意識的強(qiáng)化
一種化工產(chǎn)品的獲得常常有多種途徑,不同途徑所消耗的資源是不同的。對于確定的工藝路徑,如果所采用反應(yīng)器的型式、操作條件、催化劑結(jié)構(gòu)等不同,所消耗的人力、物力、財力等就會有相當(dāng)大的差別。因此,要對化工過程進(jìn)行優(yōu)化,即在滿足安全(如爆炸限、催化劑、設(shè)備材質(zhì)的耐溫極限)、環(huán)保(如有害物質(zhì)的最高排放量)、產(chǎn)品質(zhì)量等方面的前提下,尋求能達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的過程結(jié)構(gòu)、設(shè)備型式和設(shè)備尺寸以及操作條件。反應(yīng)器的操作狀況對化工生產(chǎn)過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)往往具有決定性的影響,而經(jīng)濟(jì)指標(biāo)歸根結(jié)底又是由技術(shù)指標(biāo)決定的[3]?;すに嚾藛T進(jìn)行化工設(shè)計的主要任務(wù)就是根據(jù)工藝過程的特點(diǎn),確定設(shè)備型式和設(shè)備尺寸、最佳操作條件等內(nèi)容。因此,對學(xué)生進(jìn)行經(jīng)濟(jì)意識的強(qiáng)化是很有必要的。在工藝條件的確定方面所涉及到的基礎(chǔ)知識,學(xué)生一般都學(xué)過,關(guān)鍵是不知何時用或者如何應(yīng)用,不會綜合分析,這就需要教師多用事例進(jìn)行分析說明,使之潛移默化地逐漸掌握。例如,關(guān)于氣固相催化反應(yīng)最佳操作壓力的確定:反應(yīng)壓力影響工藝過程的動力消耗以及設(shè)備投資,最佳操作壓力的大小與工藝過程的特點(diǎn)、催化劑的活性溫度等有關(guān)。①從能耗上看:壓力大小將影響原料氣壓縮功、循環(huán)氣壓縮功以及產(chǎn)品分離的功消耗。②從催化劑活性溫度來看:對于體積減小、可逆放熱的氣固相催化反應(yīng),壓力升高,對平衡有利,溫度升高對平衡不利。但若由于催化劑溫度范圍的限制,必須達(dá)到一定的反應(yīng)溫度,則只能用提高壓力,以提高平衡常數(shù)來達(dá)到較高出口轉(zhuǎn)化率的要求。此時,其后續(xù)分離過程、循環(huán)過程有可能簡化,以降低設(shè)備費(fèi)用及操作成本。因此,最佳操作壓力的高低,應(yīng)綜合考慮多種因素,按著總體經(jīng)濟(jì)效果最優(yōu)的原則來確定。又比如,對氣固相催化反應(yīng),固體催化劑顆粒尺寸(相當(dāng)直徑ds)是一個重要參數(shù),它影響到宏觀反應(yīng)速率和反應(yīng)器壓降。如ds小,則內(nèi)擴(kuò)散影響小,宏觀反應(yīng)速率高,催化劑用量減少。但ds小,床層空隙率低,對于體積流速一定的氣體通過床層時的壓力增大,從而增加過程的動力消耗。因此,ds的大小,要考慮到氣流、床層特性以及其他具體情況,綜合分析來確定。
在化學(xué)反應(yīng)工程課堂教學(xué)中,教師不僅要向?qū)W生傳授化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)知識,更應(yīng)該通過對具體事例的分析,啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識工程問題的特點(diǎn),掌握將基礎(chǔ)理論應(yīng)用于解決實(shí)際工程問題的方法;使學(xué)生意識到工藝過程的設(shè)計計算、操作條件的確立要以安全生產(chǎn)為前提;要學(xué)會按著工藝過程的特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析,以確定工藝過程的技術(shù)指標(biāo),使工藝過程更加經(jīng)濟(jì)可行??傊?,要強(qiáng)化學(xué)生的工程意識、安全意識以及經(jīng)濟(jì)意識,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力,使學(xué)生畢業(yè)后能夠?qū)W以致用,很快地滿足工作需要。
參考文獻(xiàn):
[1]朱炳辰.化學(xué)反應(yīng)工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007:167.