時間：2023-08-16 17:29:20
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學反應工程總結，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
化學反應工程是被教育部頒發的《目錄》確定的寬口徑化學工程與工藝專業的四門主干課程之一，也是涉及研究過程工業(即通過化學變化或物理-化學變化制造產品的工業，包括化工、石油、冶金、材料、輕工、醫藥、生化、食品、建材、軍工、環境等) 中生產過程、生產裝置、工藝技術規律的諸多專業重要的必修或選修的技術類或技術基礎課程[1]。化學反應工程既包含化學現象，又包含物理現象，是一門綜合性強、涉及基礎知識面廣、對數學要求高的專業技術學科，學生在學習時普遍感到理論抽象、計算繁瑣，不少學生認為化學反應工程課程是大學中最難學習的課程之一。又加之我校為一所地方性本科院校，學生的基礎知識并不扎實，實驗和實習條件有限，因此，如何在較短的課時數內使學生能夠系統地掌握本課程主要內容，培養學生的工程觀念和創新能力，成為我校化學反應工程教學改革的重點。基于此，我們在傳統教學方式的基礎上，進行教學改革，引入師生互動教學模式，并取得了一些進展。
1 化學反應工程的主要內容和作用
化學反應工程是化工類專業的一門專業主干課程、核心課程，涉及物理化學、化工熱力學、化工傳遞過程、優化與控制等。主要研究工業規模化學反應過程的優化設計與控制。該課程對于培養學生的工程意識、強化工程分析能力具有十分重要的作用[2]。本課程的基本內容包括反應動力學和反應器設計與分析兩個方面，重點是介紹氣——固相催化反應本征動力學、氣——固相催化反應宏觀動力學、理想流動反應器、反應器中的混合及對反應的影響、氣液反應及反應器和流——固相非催化反應等基本理論。目的是使學生掌握研究工業規模化學反應器中化學反應宏觀動力學的基本方法和基本原理，具備進行反應器結構設計、最優操作條件的確定和最佳工況的分析控制、過程的開發研究和模擬放大的基本能力。
2 化學反應工程教學現狀與存在的主要問題
傳統的化學反應工程教學方式單一，主要是教師在講臺上講，學生臺下聽。課堂教學不具有主體性、創造性、全面性、發展性的行為，其不足之處有以下幾方面：灌輸式過多，參與式過少。教師的啟發式與學生的參與體現得不夠，學生被動聽課，課堂氣氛大多比較沉悶。結論型過多，問題型過少。教師教給學生的都是定論，啟發學生思考問題、提出問題不夠，學生的問題意識和提出問題、研究問題的能力較弱，授課效果不佳。現代教學理論認為，教學是一個雙邊互動的過程。在這一過程中，教師是主導，學生是主體，任何一方的作用都不能忽視[3-4]。所以我們在化學反應工程的教學中，根據地方院校的特點引入了師生互動教學法。
3 互動式教學法在化學反應工程教學中的運用
互動式教學是指在教師的指導下，利用合適的教學選材，通過教與學雙方交流、溝通，激發教學雙方的主動性，拓展學生思維，培養學生發現問題、解決問題的能力，以達到提高教學效果的一種教學模式[5]。這種教學模式需要營造多邊互動的教學環境，在教學雙方平等交流探討的過程中，達到不同觀點碰撞交融，進而激發教學雙方的主動性和探索性，從而提高教學效果。互動式教學常用的方式有多種，本教學改革選擇問題教學法、案例教學法、上課提問、課后互動多種方法進行教學，由傳統的講授式轉向講授與提問、討論相結合的教師與學生雙向交流的啟發式教學。在教改過程中，我們充分發揮互動式教學法的優勢，努力尋找互動式教學與化學反應工程教學的最佳結合點，促進了化學反應工程教學的開展。
3.1問題教學法與案例教學
問題教學法是指圍繞問題展開教學雙方互動。一般為：提出問題—思考討論問題—尋找答案—歸納總結。比如，在講授多級cstr串聯的計算及優化時采用此教學方法。首先提出兩個問題，第一個問題是分析多級cstr串聯的必要性，第二個問題是如何求串聯體系的轉化率。然后引導學生根據平推流和全混流反應器的優缺點和兩種理想流動反應器數學模型的建立方法進行思考、討論；進而利用已學知識點尋找答案，教師最后歸納總結。在講授反應器中的混合及對反應的影響這章時，充分利用案例教學。案例教學一般程序為案例解說—嘗試解決—設置懸念—理論學習—剖析方案。在這一章中利用案例教學，啟發學生學會根據所測得的停留時間分布情況，利用非理想流動模型解決實際工業生產中的操作型和設計型問題。
3.2加強課堂提問
公斤級研發裝置作為化學制藥合成從實驗室到中試放大車間的過渡性的研發設施，在國內的醫藥工程項目設計中較少涉及，其設計具有較難界定防火防爆區域等級，無法采取標準工廠或實驗室的通風排風方式，以及缺乏國內供應商成套提供化學反應單元一體化解決方案等問題。此篇文章從防火防爆區域的、通風排風方案的確定、公用工程配套、化學反應單元設計等四個方面系統地闡述了我們在設計此類裝置時的設計思路和解決前面提到的一般問題的解決辦法。
關鍵詞
公斤級研發實驗室、公斤級研發車間、防火防爆區域劃分、步入式通風櫥、移動式加熱冷卻單元、硼硅玻璃反應器、搪玻璃反應器、公斤級化學反應單元、PLC自動控制系統、隔爆型現場人機操作界面（HMI）
本人在參與蘇州諾華制藥項目設計過程中, 作為工藝專業負責人參與公斤級研發生產裝置設計,該裝置位于中試車間南面,和中試車間呈平行排列。該裝置分為南北兩部分,南側的小型研發放大化學實驗室面積約90m2,主要工藝設備有4套公斤級化學反應單元,容積從10L到20L,一套20L萃取反應釜;北側的研發型生產區域面積約135m2,也有4套公斤級化學反應單元從30L到100L不等,一套20Kg當量有機化學凝膠層析分離單元,一套150L萃取反應釜和一套烘箱。該公斤級研發生產裝置用于對實驗室開發的有機化學合成工藝進行小型放大試驗,為更大規模的研發生產論證工藝條件。
下面我將通過對防爆區域劃分, 通風排風方案, 公用工程配套和小型化學反應單元設計這幾個重要方面展開詳細論述,對公斤級研發生產裝置的設計解決方案進行探討和總結。
(1)防火防爆區域的劃分
根據國家建筑設計防火規范(GB50016-2006)和爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范(GB50058-1992)的規定,對工業生產裝置中存放,使用或生產甲,乙,丙類溶劑,并且使用量大于100L,按有爆炸性危險的區域設計,在反應體積通常超過1000L的中試車間的設計中,這點毫無異議。但是放到公斤級生產研發實驗室卻容易引發爭議。首先是對該區域功能的定義, 一種觀點認為該裝置應界定為研發類實驗室,并按照實驗室樣式予以設計,建筑總體應按丙類防火標準設計,局部按甲類防火標準設計;并為非爆炸危險環境。而另一種觀點認為該區域應界定為研發型生產裝置,應參照中試車間予以設計,也即整體生產區域按建筑防火標準按甲類設計,并為氣體危險爆炸環境,根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間劃分為2區。在通過我們設計團隊的內部討論以及和業主的進一步澄清, 我們最終采用了南側的實驗室總體定義為研發實驗區域并按建筑乙類防火標準設計 ,并整體劃定為非爆炸危險區域, 局部(反應單元)按照防爆2區環境設計;北側的實驗室總體定義為研發型生產區域,建筑按甲類防火標準設計,并整體劃定為爆炸危險區域2區,通過緩沖氣閘室和隔爆墻與非防爆區域分割。 采用以上設計方案的理由如下:(1)南側的實驗室雖然使用甲,乙,丙類溶劑作為反應原料,但實際使用量較小(信息由業主提供),未達到建筑建筑設計規范規定的下限。 (2)北側研發型生產區域不僅使用甲類溶劑作為反應原料,而且使用量超過建筑設計規范規定的下限。 (3)從將來運行模式看,南側的實驗室更貼近于對從研發實驗室拿到的有機化學合成工藝進行小型放大;而北側研發型生產區域側重于為有機化學合成工藝的中試放大做前期優化。
(2)通風排風方案的確定
這里我著重談一下其通風和排風方案的設計,對制冷加熱的空調部分予以省略。在解決了防火防爆區域的劃分的問題后,我們開始考慮通風排風方案,然而我們首先遇到的問題是雖然南側的實驗室按照非爆炸危險區域設計,但使用易燃易爆溶劑卻是一個不容回避的問題,需要妥善處理;再加上在將來的實際操作上,有一些敞開式的投料操作,更加大了溶劑爆炸的危險,在和我們暖通工程師討論了多個方案后我們最終確定了步入式通風櫥的方案,以達到將有潛在爆炸危險的區域和非爆炸危險區域分割,方案具體是這樣的:我們將所有主反應單元和有敞口操作的分離設備置于步入式通風櫥內,該類步入式通風櫥宛如一個封閉式電話亭,可以容納一整套化學反應單元和一個操作人員,在正常反應時步入式通風櫥玻璃門關閉,室內的送風通過玻璃門上下的隔柵流入通風櫥內,然后通過頂部的排風口排出,并接入屋頂的防爆排風機組,通風櫥內外始終保持著一定壓差（約50Pa）和面風速(約0.5m/s)使得內部的反應單元即使發生泄漏,爆炸性氣體也不會擴散到通風櫥外,危害周圍環境。在進行一些敞口操作時,操作人員在佩戴防護裝備的情況下進入通風櫥,由于有足夠風量的保證,通風櫥玻璃門可以在打開一定縫隙的情況下操作,而同樣保證0.5m/s的安全面風速。由于實際上我們將通風櫥內部的環境作為一種潛在有爆炸性危險的區域,我們對其內部的照明設備和插座均按照電氣防爆規范的2區T4及以上標準設計,確保消除爆炸形成的潛在觸發條件。在選定了這樣的通風設備后,能耗成為了另一個需要考慮的問題。由于步入式通風櫥在外形尺寸上比傳統的臺面式通風櫥大很多,但在面風速和內外壓差卻有著幾乎相同的要求,所以需要的送風量很大,就拿一個容納20L的化學反應單元的通風櫥為例,需要的風量大約2200m3/h,是普通臺面式通風櫥(約1500m3/h)的1.5倍,這樣來看長期運行能耗很大,為了更好地節能,我們和業主進行了溝通,并了解到由于生產負荷的波動,全年中有一定的時間某些通風櫥會處于閑置狀態,可以不使用。我會同暖通工程師,對南側的實驗室設計了多檔可調送風模式, 操作人員可以通過調節檔位對送風機組的負荷進行調節,同可以手動關閉處于閑置狀態通風櫥的排風閥,從而在低生產負荷時節約能源。
(3) 化學反應單元設計
化學反應單元是一整套安裝在同一個金屬框架內的,一體化,帶現場自動控制的小型化學工藝反應系統,和生產裝置中的反應釜系統相似配備有加料釜,主反應釜,收集罐,冷凝器,壓力和真空系統等。就像前面提到過的這樣一整套化學反應單元除50L容積以上的主反應釜以外, 其余部分都由硼硅玻璃制成。 在設計上,通常的原則是將此類化學反應單元作為成套設備處理。 但通過調查,國際上只有少數如瑞士,英國,德國等國家能夠提供此類成套設備, 而且價格昂貴;國內更是沒有一家廠家能夠直接按照業主要求設計,制造和調試此類反應單元。 最終我們采用了最后被認為十分行之有效的方式:
(1) 由業主提出工藝要求和自動控制程度要求。
(2) 由我們設計團隊主導設計, 開發流程圖 ,編寫設備采購技術規格書, 儀表選型技術規格書和自動控制功能要求。
(3) 通過技術考察的方式確定個了一家具有一定的技術開發和設備成套能力國內著名的工業硼硅玻璃制造廠家, 作為成套設備供應商。
(4) 設計團隊會同成套設備供應商討論和驗證設計團隊提出技術方案的可行性。在雙方就技術達成一致的前提下, 由供應商繪制設備整體布置草圖和部件圖, 并提交我們和業主審核。在審核完成后, 由廠家采購設備材料, 儀表和電氣設備, 并制造和組裝一套化學反應單元樣品供設計團隊和業主驗收, 以便雙方提出進一步細節修改意見, 從而完善后續的化學反應單元成品。 在樣品驗收通過后, 廠家組織制造和組裝化學反應單元成品, 完成后由設計人員和業主驗收合格后,運到現場進行進一步安裝就位。
(5) 通過技術詢價的方式確定自動控制系統提供商,確定硬件配置和系統組織, 會同提供商編程工程師開發控制系統程序。在編程結束后, 對控制系統軟件和硬件進行工廠接收測試(FAT)和現場接受測試(SAT),直至完成現場控制系統調試。
在化學反應單元設計,安裝和調試過程中,業主,設計人員和廠家緊密合作,較為順利地解決了該成套設備的國產化問題,為用戶節約了購買進口設備的開支。
總結
雖然公斤級研發生產裝置只是一個小型的裝置, 但在從以上論述的幾個方面可以看出其不同于普通生產車間或研發實驗室的特點,它結合了很多生產車間或研發實驗室的特征。我認為設計的關鍵在于理解用戶的需求, 客觀地分析實際情況和潛在的風險, 量身打造合適的設計方案, 而非用生產車間或實驗室的模式生搬硬套。以上是我對公斤級研發生產裝置設計的論述和總結,希望可以供相關設計人員參考。
參考書目
國家建筑設計防火規范(GB50016-2006)
爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范(GB50058-1992)
工業金屬管道設計規范 (GB50316-2000)
殷金玲 景曉燕 王君 哈爾濱工程大學材料科學與化學工程學院
基金項目：哈爾濱工程大學基礎課程教學改革研究計劃建設項目002100020632。
摘要：針對面向非化學化工專業學生開設的普通化學教學中存在的問題，通過重點利用學生所學專業與普通化學的結合點，配合
一定的其他的課堂教學方式來激發學生學習普通化學的積極性。
關鍵詞：普通化學；專業；交叉性
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號
一、普通化學教學中存在的最大問題的分析
目前許多大學里的普通化學基本上都是面向非化學化工專
業的學生開設的，大部分學生認為化學與自己將來的專業和就業
沒有什么關系，在某種程度上致使很多學生是在被動的學習普通
化學，主要就是為了考試能夠通過或者取得高分為自己的獎學金
的獲得做個準備而已，而這種被動就造成了學生的學習積極性大
大降低。那么如何提高非化學化工專業學生學習普通化學的學習
興趣就成了許多普通化學教師面臨的最大問題。
二、針對學生專業與普通化學的交叉性方面采取的措施
1.了解學生所學專業
每位普通化學教師在接到教學任務后都需要首先整體了解
一下授課對象是那個系的？學哪個專業的？這樣才能有的放矢，
為下一步工作做好準備。
2.深入調查收集整理學生所學專業的特點和培養目標及往年
就業去向
在了解了授課對象的所在院系和所學專業后就需要針對其
專業等信息開始進行下一步的調查工作，以我校學生所學專業為
例，比如船舶與海洋工程專業，其專業培養目標是培養船舶與海
洋工程結構物研發、設計、建造、檢驗、管理、教育等高層次專
門人才。該專業畢業生主要就業去向是到與船舶和海洋工程有關
的公司及國家各部委機關，以及沿海、沿江各船舶設計院、研究
所和造船骨干企業工作。再比如：核工程與核技術專業的專業培
養目標是培養能在相關領域從事核工程與核技術研究、設計、生
產、運行和管理的專門人才。就業去向主要是一些國內的核電站
和核工業的研究院。還比如：環境專業的專業培養目標是培養能
從事廢水、廢氣、固體廢棄物等污染物的防治技術研究、設計、
應用和開發工作的高級工程技術人才。本專業畢業生就業面較
廣，對于我校畢業生相對集中的就業單位有各大船廠，沿海各大
型企業的水處理公司，建筑設計院等。
3.針對收集的信息尋找與普通化學授課內容相關的交叉點，
并靈活應用于課堂教學中
針對船舶與海洋工程專業的學生我們在講電化學基礎這一
章節的內容時首先就提出一個問題：大家的專業都與船舶有關，
而我們知道船體相當一部分與海水接觸，海水對船體的鋼鐵具有
較強的腐蝕性。那么這種腐蝕在化學上屬于哪種腐蝕呢？如何在
實際中采用什么樣的方法來防止或降低這種腐蝕呢？這個問題
直接與他們的專業相關了，學生自然興趣就提上來了。然后在講
金屬的腐蝕時，讓學生們知道這種腐蝕是電化學腐蝕，而針對這
種腐蝕常采用的方法有：陰極保護法（又包括犧牲陽極保護法和
外加電流陰極保護法），陽極保護法，緩蝕劑法，金屬表面覆蓋
層等方法。有時大家去船廠會發現在船下面掛著一個鋁塊或者鋅
塊之類的東西，這是應用了哪種方法呢？還有時會看到許多工人
在船體表面進行涂裝，這又是應用了哪種方法？在這些學生感興
趣的問題的引導下讓學生由被動學習變為主動學習。
針對核工程與核技術專業的學生在第一堂緒論課中就可以
給他們舉一個和他們專業密切相關也是他們這個專業非常在意
的一件事：切爾諾貝利核事故。他們可能在選擇這個專業時已有
耳聞這個核泄漏事故，但是對于這起事故的真正起因未必知道。
而這起事故的真正原因不是核爆炸，而是一種化學反應釀成了重
大的損失。然后給學生介紹這次事故的前因后果：在進行4 號反
應堆電能功率安全測試的過程中，操作人員有意切斷了通向核心
區域的冷卻水流，當然這個操作是測試的一部分，而且操作人員
在反應堆中留下的控制棒數目不夠，蒸汽壓很低又難以提供冷卻
劑。這一系列的操作致使整個反應堆功率劇增，產生巨大的熱量，
燒塌了燃料芯堆，而釋放出的灼熱的放射性核燃料顆粒與用作冷
卻劑的水接觸發生爆炸。這個過程中反應堆中用來使中子減速的
石墨起火燃燒，流到著火的石墨上的水又與石墨發生化學反應產
生氫氣，氫氣和空氣中的氧氣發生化學反應而爆炸。這個化學反
應的爆炸卻掀翻了覆蓋在反應堆上的鋼板。可見對于核工程與核
技術人員掌握化學知識是必須的。
針對環境專業的學生而言，同樣在緒論課中就可以讓他們知
道化學與他們的專業是密不可分的，比如為了將普通化學主要內
容串接起來，可以給他們舉個環境問題的例子：汽車因大部分使
用汽油內燃機，會產生一氧化碳和一氧化氮等有害物質污染環
境。如果我們能夠讓NO 和CO 在排放到大氣前就反應生成N2 和
CO2，就可以大大降低對環境的污染。那么：①這個反應能夠發
生嗎？（即化學反應方向問題）②如果該反應能發生，那么會有
多少的NO 和CO 轉化為N2 和CO2 呢？（即化學反應限度問題）
③同時我們知道對于每一個反應化學反應發生時都會伴隨著吸
收和放出熱量的現象，那么該反應過程中能量是如何變化的呢？
（即化學反應能量變化問題）④這個反應若能發生，這個反應是
進行的快呢還是慢呢？（即化學反應速率問題）⑤這個反應的反
應機理如何？而對于機理的分析比較復雜，首先我們需要了解物
質的微觀結構的問題。（即物質的微觀結構問題）。這樣既可以
將普通化學的整體內容安排與實際問題的解決聯系起來，更讓學
生了解要解決這樣的一個環境問題必須要應用化學的知識。同時
針對環境專業的學生授課時更應該增加一些綠色化學知識的介
紹。
三、其他課堂教學措施的配合
除了抓住學生所學專業與普通化學的結合點外，還要注意其
他的一些課堂教學方式，如：將化學與學生日常生活中遇到的一
些具體事例聯系起來，即用普通化學學過的知識來解釋一些實例
和現象；在課堂上引入一些著名化學家的人物介紹和相關一些理
論的發展史，像故事一樣介紹給學生，既吸引了學生的注意力，
又加深了對基本理論知識的理解；課堂上適當設有部分課堂演示
實驗和演示實驗錄像的環節，讓學生從實驗中總結出化學的基本
理論和規律，同時也讓學生深刻了解化學這門學科的特點；注意
利用問題的引入來啟發學生的思維空間，并且加強訓練學生的歸
納總結能力，進一步強化教學效果等。
參考文獻：
[1]段連運譯.化學與社會（原著第五版）[M].北京：化學工業
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[2]李梅，景曉燕，韓偉，朱春玲，王君.普通化學教學中綠色
化學教育的滲透[J].教育教學論壇，2013，28：2-3.
進入21世紀，隨著科學技術的飛速發展，電子計算機的應用已經滲透到各學科的每一個領域之中，各學科的進一步發展對計算機的依賴程度越來越高，化學工程學科也不例外。目前，計算機已經深入應用到化工模擬、計算化學和化工制圖等化學工程學科的各個層面之中，對化學工程的發展起著巨大的促進推動作用。化學工作者應該抓住機遇，在新時期努力學習計算機知識、熟練掌握運用計算機，將其應用到化工設計、化學本文由收集整理計算中去，使化工學科能夠更快地發展。
化學工程作為一門基礎學科，長期以來是以實驗為基礎發展起來的，是一門理論與實驗相結合的學科。隨著計算機技術和信息技術的發展日新月異，化學工程的研究中又增加了計算與計算機模擬的方法，它已經逐漸成為化學工程中最富有生命力的研究方法。隨著電子計算機在化學工程中的廣泛應用，傳統的化學工程學科已逐漸成為一門集實驗、計算、理論于一體的綜合性學科。
從20世紀50年代開始，科研工作者就利用計算機解算化工過程的數學模型，使研究方法出現了一個革新。經過幾十年的發展，化工過程模擬已經成為普遍采用的常規手段，被廣泛應用于化工過程的研究、開發、設計、生產操作的控制與優化、操作培訓和技術改造之中。
一、流程模擬
化工過程流程模擬或流程模擬是根據化工過程的數據，諸如物料的壓力、溫度、流量、組成和有關的工藝操作條件、工藝規定、產品規格以及一定的設備參數，如蒸餾塔的板數、進料位置等，采用適當的模擬軟件，將一個有許多個單元過程組成的化工流程用數學模擬描述，用計算機模擬實際生產過程，并在計算機上通過改變各種有效條件得到所需要的結果，其中包括最受關心的原材料消耗、公用工程消耗和產品、副產品的產量和質量等重要數據。
流程模擬就是在計算機上“再現”實際生產過程，由于這一“再現”過程不涉及實際裝置的任何管線、設備以及能源的變動，因此給化工模擬人員最大的自由度，可以在計算機上任意進行不同方案和工藝條件的探討、分析。流程模擬式計算機技術是化工方面的最重要應用之一。應用流程模擬系統不僅可以節省時間，也可節省大量資金和操作費用，提高產品質量和產量，降低消耗。流程模擬系統還可以對經濟效益、過程優化、環境評價進行全面地分析和精確評估，并可以對化工過程的規劃、研究和開發及技術可靠性做出分析，并快速準確地對多種流程方案進行分析和對比。
二、單元模擬
化工工業處理的過程是以質量、動量和能量的連續流動為特征，傳統手段對這一過程的處理很大程度上是依靠經驗以及一些宏觀參數表達的經驗關系式。現代流程模擬技術中，絕大部分單元過程仍被處理為“黑箱”模型，對流動、傳質、熱、反應比較敏感的單元過程的設計、放大，需要了解有關質量、動量、能量流更多微觀和深入的信息，單元模擬技術就是為了解決這一問題而產生的。
在單元模擬過程中，單元內部的介質基本是多組分或多相的，傳質、傳熱、反應過程相互耦合。單元模擬技術通過離散方法求解這一耦合體系，以獲得空間和時間的速度分布、溫度分布、壓力分布、濃度分布、相分數分布等。單元模擬技術可以提供傳統手段難以獲得的大量信息，如單元過程內部所有參數的空間分布和動態變化，通過這些信息可以深入理解單元過程內部的機理，在發生異常時亦有助于分析原因。因此，它是一種低成本的調優手段，當結構形式或結構參數變化后，單元過程內部隨工藝參數和操作參數而變化的過程，可以在計算機上很方便地進行試驗，直接用于優化和改造手段，而且單元模擬的計算不是經驗性的，比較可靠，目前單元模擬主要用于化工生產的工程放大、優化設計、診斷及擴能改造、生產調優及控制四個方面。
三、反應動力學模擬
化學反應動力學是一門研究各種因素對反應速率的影響規律和反應機理的科學，在根據實驗結果和對反應機理研究的基礎上建立了化學反應動力學方程，它們對反應器的設計、最優化條件的選擇都是必不可少的理論基礎。
目前所采用的物理化學教材對一系列對峙、平行、連
續等復雜反應的動力學方程僅給出分離變量法或消元法等單一的數學處理方法，這種方法對于非常簡單的復雜反應可以求出解析解，但大多數化學反應的反應機理非常復雜，由于從反應機理得到的微分方程組，非常不便求解，因此借助電子計算機用數值解法，可以方便地求解從反應機理得到的微分方程組。
計算機模擬在復雜化學反應動力學的計算中有著廣泛的應用，通過計算機模擬計算得到的結果可以預知反應過程中各反應物質濃度的變化，通過對連續反應最佳時間的計算可以控制反應時間以得到所需要的物質的最大濃度，通過計算平行反應和對峙放熱反應最佳溫度，可以控制反應溫度，優化反應條件，使生成產物的速率達到最大值，這些計算機模擬計算的數值可以為實際工業生產中工藝條件的控制以及反應器的設計提供重要的參考數據。
四、分子模擬
從分子水平來研究化工過程及產品的開發和設計，無疑是21 世紀化學工程的一個重要方向，計算機模擬研究已漸成為與實驗研究及理論研究相平衡的認識自然規律的第三種重要方法。化工熱力學數據對于化學工業過程的設計、操作以及優化具有重要的作用。熱力學數據一般通過三個途徑取得：即實驗測定、理論總結及計算機分子模擬。通過計算機分子模擬，可以較為嚴格地從流體的微觀相互作用出發，預測流體的宏觀熱力學性質。特別是在一些極端的條件（如高溫、高壓、劇毒）下，進行實驗是很困難的，計算機模擬則較易實現，并且比較經濟。采用計算機分子模擬方法，可以得到相當可靠的熱力學體系的徑向分布函數、宏觀熱力學性質以及輸運性質，這為我們建立與改進各種描述實際現象的理論或模型提供可靠的依據。
化學是一門基礎性學科，是以實驗為基礎發展起來的理論與實驗相結合的學科，隨著計算機技術在化學學科中的廣泛應用，逐漸形成了應用計算機研究化學反應和物質變化的獨立學科，它以計算機為技術手段，進行化學反應方面的數值計算，這就是計算化學。
計算化學是理論化學的重要分支，是利用電子計算機、通過數值計算解決化學問題的一門方法學。計算化學是一門新興的、多學科交叉的邊緣科學，它運用數學、統計學與計算機程序設計的方法，進行化學方面的理論計算、實驗設計、數據與信息處理、分類、分析和預測。隨著化學儀器對自動化要求越來越高，許多化學實驗過程用人工進行控制相當困難，需要可靠的控制技術系統，因此計算機計算模擬技術從根本上改變了化學實驗技術。
計算化學以數值計算為基礎，用高級語言及其編程技術，解決化學中的數值計算問題，它將數學的計算方法通過計算機程序具體地應用于化學過程中，通常用來研究化學中一些常用的、共同的、較為常見的計算方法，是化學計算的核心。實驗數據的內插、函數擬合、線性方程組求解、高階方程組求解、解微分方程組、求本征值與本征向量等，它們均與化學中量子化學、分析化學、化學平衡、化學動力學和試驗數據處理等密切相關。現代計算化學技術的發展，已經能夠將各種化學性質與分子結構之間的關系定量地聯系起來，化學因此正從實驗科學邁向實驗、計算、理論相結合的綜合性學科，化學已經由多實驗少計算，演變為先實驗再計算，也必將逐步演變為先計算再實驗。
目前計算化學在無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、結構化學中都有廣泛地運用，具體來說，計算化學要完成的任務主要有量子結構計算、分子從頭計算、半經驗計算和分子力學計算等量子化學和結構化學范疇，以及物理化學參數計算，包括反應焓、偶極距、振動頻率、光譜熵、反應自由能、反應速率等理論計算，這些屬于化學熱力學、化學動力學及統計熱力學范疇。在計算化學中，數值計算是最根本的任務，其目的是將已知參數通過適當的數學計算得到一個預期的結果，這個結果可以和實驗結果相比較，也可以和前人的研究成果相比較，最終得出結論，用來指導化學實驗的實施。
化學工程設計具體的任務涉及物料衡算、能量衡算、廠區布置圖繪制、車間布置圖繪制、設備裝備圖繪制、管道布置圖繪制、帶控制點工藝流程圖繪制、設備選型及強度校核計算等許多工作，如此眾多繁雜的工作，如能引入計算機輔助，將大大減輕化工設計工作的強度。
過去那種利用普通紙筆繪制化工圖樣、利用計算尺和計算器進行的各種計算將被計算機軟件應用所取代。計算機輔助設計制圖和普通制圖相比不僅具有繪制精確、圖面整潔等優點，而且還具有隨意修改、重復利用、按需打印等普通手工繪制無法具備的特點，利用計算機輔助設計
進行化工工程圖繪制已經是21世紀的基本趨勢。
1 化工科技促使溫童氣體排放量藏少
我們所謂的溫室氣體，主要指的就是二氧化碳。無論是以往的科技革命和工業革命之前的生產，還是現階段科技含量高，日趨現代化、國際化的社會化大生產，這些工廠每年要向大氣排放數萬甚至數十萬噸的二氧化碳。這些二氧化碳氣體的排放，成為了造成全球性的溫室效應的罪魁禍首。而在應對氣候變化的法律法規出臺之前的相當長的一段時期內，造成這一現象的那些工廠卻不用為溫室效應負擔任何一點費用現在這一狀況已經得到了明顯的改善，許多化工企業正積極的開發和利用新的科學技術，來達到減少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企業將二氧化碳作為化工產品生產過程中的一種原材料來使用。例如，有的化工企業將其他化工產品的生產過程中所產生的二氧化碳氣體作為一種原材料來生產尿素。僅這一種工藝，就可以使該企業的每年的二氧化碳氣體排放量減少數十萬噸。
2 化學工程技術使可持續發展戰略任務逐步向前推進
傳統的化工生產，給我們的生活創造了非常豐富的物質基礎和能源。其在對人類歷史的發展進步的工程中所做的貢獻是不不忽略的。但是昵，又由于化工產品生產的原材料和生產過后的殘余物中，存在著大量的有毒有害物質，這些物質又造成了很多環境污染問題以及生態平衡的失調。這樣，就又阻礙了社會經濟的繼續發展。新世紀，面對嚴峻的環境污染所提出的挑戰，可持續發展戰略這種道路的選擇，成為了歷史的必然。實現社會經濟的可持續發展，已經成為了我國的一項基本的國策。作為社會經濟的重要組成部分的化學工業，在這一基本國策的指導之下，最行之有效的實現可持續發展戰略的方法便是綠色化學的開發和利用。綠色化學，不單單是指那些對環境產生的有害影響小甚至沒有有害影響的化學生產過程，更重要的是包括那些行之有效的且作用明顯的價格平民化的化學化工技術的研究以及應用。綠色化學的生產過程只產生非常少量的廢物處理，或者不產生廢物處理。其最主要的特點便是在生產的過程中，最大程度地充分利用資源，使原材料轉化為產品，盡量不產生污染。有利于化學化工產業的發展以及可持續發展戰略這一道路的切實執行。
3 化學工程技術的新熱點
3.1 化學超臨界反應技術
超臨界的化學反應技術是指反應過程中的溫度和壓力都在臨界點之上，這樣的狀態往往是液體和氣體之間。這樣形式的存在被廣泛運用到生物化工、食品、醫藥等領域，已經顯示出很好的效益，發展前景很好，但近年來的探究和發展階段仍處于初級，待進一步深入研究。
3.2 綠色化學研究技術
綠色化學由于能夠有效避免對環境的污染，近年來備受推崇。綠色化學就是指利用化學反應技術來充分利用資源、減少污染物的產生來起到對環境的保護。比如，它可以對產生污染物的相關溶劑和廢料進行處理，利用原子技術或高選擇性的化學反應生產處對環境有利的產品，這不僅能夠增加經濟效益而且帶來可觀的社會效益。
3.3 分離技術的新研究
首先，分離技術強調對生產設備的強化，其次是生產技術。總結來說就是將設備更新，將生產率提高的技術都屬于化學分離技術的結果。古老的分離技術方法是利用各種材料沸點不同將其分離然后做研究。隨著科學技術的發展和各領域研究合作分工改變為分離技術新發展提供了廣闊的前景。比如近年來，在力學的傳遞以及多相流方面，采用信息技術發生分離，還有分子的模擬就很大的提高了預測熱力學平衡的水平，對分子的人為設計加速了分離等等。因此進一步研究高效的分離技術有著深遠的意義。
4 傳熱過程新的研究發展方向
4.1 傳熱學中細微尺度的研究進展
細微尺度是指從時間尺度和空間尺度進行更細微的研究的熱學范疇，如今它在熱學中已經形成了一個分支，具有廣闊的發展前景。當一個物體的尺寸遠大于其載體時，這樣的情況會存在，但是由于尺寸的更加細微，原來的假設影響因素也會發生相應變化。目前納米技術已經取得顯著的成績，很多領域都是圍繞傳熱學中的細微尺度技術進行研究的，近年來取得了高集成電路、多空介質流等新成果，產生了巨大的經濟效益。
4.2 傳熱設備的研究進展
近些年來，利用翹片來強化傳熱，管外的翹片強化傳熱原理包括有前緣效應和非穩定性擾動以及減薄邊界層等幾種。常用的片是沖縫片和百葉窗。將來對此的研究應該將分布參數和場地模擬相結合，來優化傳熱裝置結構的參數，實現管翹式的傳熱針設計。
4.3 與計算機技術的相結合
計算機技術的不斷進步是化學中大量的技術問題能夠得到有效的解決。同時節約了大量的人力物力財力，也增加了數據和相關機械的精密度。計算機的主要貢獻表現在計算流體力學、數值傳熱力學、采用計算機技術進行統計、計算有利于將數據更直觀的表現出來，表現形式更加多樣，能夠有效分析大量實驗數據。
4.4 與材料科學和信息工程相結合
科學的進步和新技術的研究涌現就為化學工程的研究提出了新的機遇。如何形成優質的服務體系和完整地理論作為研發支撐成為化學工程面臨的問題。所以它必將進入一個新的發展階段，在發展中應注重與多學科的交叉，更多的研究應該包括信息和化學應用、生物與化學以及能源環境與化學相結合的學科，這都為化學工程的發展提供了新的研究方向。由于信息技術不斷深入各個行業，為此通過信息技術可以將大量的信息收集、整理進行數據統計分析，得出的結論可以為化學工程發展研究提供新的方向。
G.F. Hewitt, Imperial College, London
J.C. Vassilicos，Imperial College, London
(Eds.)
Prediction of Turbulent
Flows
2005,343pp.
HardbackUSD:175.00
ISBN 9780521838993
復雜工程系統中往往涉及流動、傳熱、傳質和化學反應，而湍流的預測對理解這些復雜現象起著至關重要的作用。過去，這些工程項目的開發不得不依賴于小規模的實驗研究；而現在人們逐漸重視計算機模擬，越來越多的工程技術人員應用商業計算流體力學軟件對工程項目進行模擬計算。表面上看這些軟件的計算結果似乎很理想，可以獲得實驗無法測量到的細節，并得到大規模體系的流場；而且，這些計算結果可以通過各種誘人的計算機繪圖技術展現出來。遺憾的是，應用計算流體力學技術模擬工程系統中的湍流還很不成熟，實際應用中存在很大的問題。
為了模擬工程中的湍流，一般情況下必須建立和應用湍流模型。工程湍流模型可分為兩大類，雷諾平均納維斯托克斯模型和大渦模擬。第一類方法應用雷諾平均方法對納維斯托克斯方程進行平均化處理，忽略湍流內部的細觀結構；應用各種模型對湍流粘度等量進行封閉描述。這些模型往往是經驗性的，帶有很多可調參數，需要與實驗對比得到其優化值。雷諾平均模型是目前工程中應用最多的湍流模型，例如基于各向同性假設的kε模型。盡管該模型與很多實驗數據相違背，它仍然被廣泛地應用于工程中的湍流模擬。由于目前還無法對工程湍流中的細觀結構進行模擬，第二類方法僅對湍流中較大渦的時空特征進行模擬，對較小渦則用所謂的亞格子模型封閉。這類方法正在逐漸被應用于工程模擬，特別是對于需要重點了解局部脈動行為的情形，但缺點是計算量太大。
本書來源于英國劍橋大學依薩克牛頓學會的一個湍流研究計劃，目的是總結當前對湍流物理本性的認識，回顧各種模型和模擬方法，以及他們對不同工程問題的適用性；此外，本書還試圖為某一給定的工程問題提供選擇湍流模型的指導方案。全書共分8章。第1章為緒論，介紹了湍流模擬的重要意義和全書的結構；第2章總結了目前對湍流本性的認識；第3章為浮力驅動和分層流動的雷諾平均方法模擬；第4章湍流火焰，討論了小尺度湍流對局部化學反應的影響，以及兩類不同的燃燒方式和各種模擬方法；第5章介紹了強變形湍流邊界層的模擬方法和實驗觀察結果；第6章介紹了大渦模擬和直接數值模擬的現狀和發展前景，指出直接數值模擬可為模擬高雷諾數流動的其它模型的封閉提供物理基礎；第7章為多相流動的模擬；第8章為實際應用中選擇合適的湍流模型提供了一個指導方案。
本書的作者多為該領域的著名學者。書中內容既有很高的學術性，又具有很強的實用價值。適于湍流研究的科技工作者和模擬工程湍流的工程人員閱讀參考。
楊寧，助理研究員
(中國科學院過程工程研究所)
關鍵詞：反應耦合，乙苯，苯乙烯，脫氫
中圖分類號：O414.1 文獻標識碼： A
一、概述
苯乙烯作為石油化學工業的基礎產品、合成塑料和橡膠的主要原料，而全世界年產量1300萬噸中90%是由乙苯高溫催化脫氫制得。這種傳統的生產方法有很多缺陷。
近年來，反應耦合技術的提出無疑成了解決這個問題的熱點。耦合技術的特點就是對于受熱力學平衡限制的化學反應，可以通過反應耦合的方法來推動化學反應平衡向產物方向移動，從而降低反應溫度，提高轉化率和選擇性，并降低能耗。常用的耦合技術有加氫-脫氫、吸熱-放熱、氧化-還原等反應的耦合。乙苯脫氫制苯乙烯與逆水煤氣屬于加氫-脫氫的耦合。
二、反應原理
乙苯脫氫制苯乙烯反應為
乙苯在催化劑作用下脫去一分子氫生成苯乙烯，從反應式上看，這是一個分子數增大的強吸熱反應，高溫、低壓對反應有利。但過高的溫度會使苯乙烯聚合，因此，工業上通常在600oC~650oC、常壓甚至負壓條件下進行反應。由于反應溫度高，不僅容易導致乙苯裂解，產生苯、甲苯、CO、CH4、C2H4、CO2等副產物，而且催化劑也因結焦而很快失活；同時反應受到熱力學平衡的限制，單程轉化率低。為了供給脫氫反應所需熱量、稀釋反應體系以增加平衡轉化率以及減緩結焦，往往通入大量的過熱水蒸汽（水/乙苯摩爾比為7~15），以實現大規模地從乙苯連續生產苯乙烯。另外，水蒸汽還可以防止催化劑因過度還原（還原為低價氧化物或金屬）引起的失活。但是大量水的潛熱在氣液分離器中損失，使得整個工藝過程的能耗問題成為提高乙苯產率的瓶頸。在給定的一組條件下，反應體系的各種轉化途徑在熱力學上都是可能的。實際的轉化產物是由這些反應的相對速度所控制的。大家都知道高溫有利于反應平衡向目的產物移動，但是在高溫時，裂解、氫解及生成焦炭的反應比脫氫反應更為有利，因而我們必須提高在熱力學上處于不利地位的脫氫反應在整個過程中的優勢。
反應耦合技術是近年來為解決反應轉化率受平衡限制的問題而提出的新思路，由于其在石油化工等領域具有重要意義而倍受關注。乙苯脫氫制苯乙烯是一個受熱力學平衡限制的強吸熱反應，將反應耦合技術引入該過程，其優勢是顯而易見的。它通過加氫-脫氫、吸熱-放熱等反應的耦合能夠大幅推動化學反應平衡，降低反應溫度，提高乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性。首先對反應耦合做個初步的解釋：假設體系中存在兩個反應，一個反應的產物是另一個反應的反應物之一：
反應（1）：
反應（2）：
反應（3）：
如果反應（1）的>>0，平衡常數K1
以及硝基苯加氫制苯胺反應
乙苯脫氫反應體系中以CO2代替水蒸汽，不僅可以降低反應溫度約50oC、有力地推動乙苯脫氫反應平衡右移，更重要的是能夠將生產每噸苯乙烯所需的能量從15.0108cal降低到6.3108cal甚至1.9108cal。
硝基苯加氫制苯胺為強放熱反應，工業上采用固定床或流化床在氣相進行，反應溫度為300~475oC，反應器設計和實際操作的關鍵是確保將大量反應熱及時移出。如果能將該反應與乙苯脫氫過程耦合，則不僅可實現加氫脫氫一體化，同時生產苯乙烯和苯胺，而且在能量上也是極為有利的。根據化學反應計量關系，1mol硝基苯可匹配3mol乙苯，則耦合反應為微放熱（），可大大降低乙苯脫氫過程的能耗。
三、反應結果分析
采用惰性介質稀釋或與適當的反應耦合，可大大改善乙苯脫氫反應性能。下圖比較了壓力為0.1MPa時，不同溫度下乙苯脫氫和與逆水煤氣變換反應耦合體系中乙苯的平衡轉化率。對單純乙苯脫氫反應，乙苯的平衡轉化率較低，在690oC的高溫下轉化率才能達到70%。如果用惰性組分如N2稀釋反應體系，則反應物和產物的分壓降低，平衡轉化率提高，這也是工業上使用大量水蒸汽的原因之一。但是這種稀釋作用是有限的，在N2/乙苯=10時，500oC下乙苯平衡轉化率只有38%，而通過與逆水煤氣變換反應耦合，乙苯的平衡轉化率可大幅度地提高，且隨CO2比例的增加而明顯增加。在CO2/乙苯=10時，500oC下即達64%，550oC下高達82%，體現出了顯著的反應耦合效果。但由于逆水煤氣變換反應為微吸熱反應（），因此在能量上沒有耦合優勢。
圖1 乙苯脫氫與逆水煤氣變換的耦合作用：不同原料摩爾比對乙苯平衡轉化率的影響（反應壓力為0.1MPa）
圖2 單純逆水煤氣變換反應：不同原料摩爾比對CO2平衡轉化率的影響（反應壓力為0.1MPa）
此外，單純逆水煤氣變換反應以及在耦合反應中，壓力為0.1MPa時不同原料比對CO2平衡轉化率的影響見圖2和圖3。通過比較，我們可以發現：低溫下（
圖3耦合反應中逆水煤氣變換反應：不同原料摩爾比對CO2平衡轉化率的影響（反應壓力為0.1MPa）
圖4給出了壓力為0.1MPa時，不同原料摩爾比下乙苯脫氫與硝基苯加氫制苯胺耦合反應體系中乙苯的平衡轉化率隨溫度的變化。可見，與硝基苯加氫反應耦合后乙苯的平衡轉化率大幅度地提高，并且隨著原料中乙苯的摩爾分數降低而增加。當原料乙苯/硝基苯比降低到3時，乙苯和硝基苯的平衡轉化率同時達到最大（見圖5），繼續降低原料乙苯/硝基苯比，則乙苯的平衡轉化率不會進一步增加。這是因為根據化學反應計量關系，1mol硝基苯可匹配3mol乙苯。由圖2-7還可看出，硝基苯在較低溫度下即可完全轉化，而無論硝基苯的量多大，乙苯只有在較高溫度下平衡轉化率才可接近100%。
在溫度高于400oC時，乙苯和硝基苯（摩爾比為3）可定量地轉化為苯乙烯和苯胺。如果可以找到一個優良的催化劑，則可在適當的條件下將原料乙苯和硝基苯全部轉化為苯乙烯和苯胺。該耦合反應體系為微放熱（）過程，在能量上也是極為有利的，實際中可望實現自熱。
圖4 乙苯脫氫與硝基苯(NB)加氫耦合作用：不同原料摩爾比對乙苯轉化率的影響（反應壓力為0.1MPa）
圖5 乙苯脫氫與硝基苯加氫反應的耦合：不同原料摩爾比對乙苯及硝基苯轉化率的影響（反應壓力為0.1MPa）
四、反應結果比較
乙苯脫氫可以很好地與這二種反應耦合，使反應溫度大幅下降，或在給定溫度下使乙苯的平衡轉化率大幅度提高。其中硝基苯加氫反應耦合則遠遠優于與其它反應的耦合，可以在400 oC下使乙苯定量地轉化為苯乙烯。在能量上，乙苯脫氫和逆水煤氣變換為吸熱反應，而與硝基苯加氫為放熱反應，因此乙苯脫氫與硝基苯加氫反應耦合在能量上更為有利。
五、總結
關鍵詞：添加劑 中試研究 油
油添加劑是油的靈魂，沒有高質量的添加劑，就不能保證有高質量的油產品。當一種油添加劑產品從實驗室被研究開發出來之后，往往不能夠馬上直接進行工業化生產，得到工業化產品。雖然油添加劑合成過程中的化學反應本質不會因實驗或生產的不同而改變，但各步合成化學反應的最佳反應工藝條件，則可能隨實驗規模和設備等外部條件的不同而改變[1]，一般都需要經過一個放大50~100倍規模的小型實驗，以便進一步研究在一定規模裝置中各步化學反應條件的變化規律，并解決實驗室階段未能解決或尚未發現的問題，為該種油添加劑的工業化生產提供各種設計依據，這就是油添加劑的中試研究[2,3]。
一、中試研究的條件
一種新型的油添加劑產品在實驗室的研究進行到何種程度就可以進行中試研究呢？根據多年油添加劑中試研究的經驗以及前輩們的總結，一種新型的油添加劑產品只有在實驗室研究達到以下條件時，才可以開始中試研究，具體條件如下：
1.油添加劑實驗室小試合成路線已經確定，操作步驟明晰；反應條件確定；產品收率穩定且質量可靠。
2.實驗室已經取得多批次穩定翔實的實驗數據，并且進行過多次小試試驗，工藝穩定。
3.油添加劑產品的質量標準和檢測分析方法已經確定。包括最終產品，中間產品和原材料的檢測分析方法。
4.油添加劑合成進行了物料衡算。合成過程中產生的三廢已有初步的處理方法。
5.油添加劑合成過程中對所消耗的原材料規格和消耗量提出了要求。
6.針對石油化工生產裝置相關安全法律法規的有關規定，對油添加劑合成過程中的安全生產提出了相關要求。
二、目前中試研究的現狀
由于歷史等原因，目前油添加劑中試研究存在著各種各樣的不足和缺陷，有些是由于油添加劑中試研究的手段和設備問題造成的，另外一部分是因進行中試研究人員的專業背景等自身條件的限制而造成的。
1.油添加劑中試研究目前基本上停留在對實驗室工藝條件的驗證上，沒有進一步的對工藝條件開展優化研究。
2.實驗室研究和中試研究的側重點不同，實驗室研究在于能夠得到一種新型的油添加劑產品，要求工藝可行；而對于油添加劑的中試研究，僅工藝可行還遠遠不夠，中試研究還必須確切地知道整個工藝過程中相關的化工熱力學數據，為整個中試研究過程中的工藝條件的控制制定相應的方案，而目前油添加劑實驗室研究沒有提供相關的化工熱力學數據，為油添加劑中試研究的工藝控制和能量衡算帶來了一定的難度。
3.實驗室研究所用的反應儀器多為玻璃制品，玻璃制品的抵抗各種化學腐蝕是比較優良的，可以不用考慮各種化工原材料對實驗設備的腐蝕問題。一旦要進行中試放大研究，由于現有的中試研究裝置材質多為不銹鋼，對于某些強酸和強堿腐蝕的抵抗能力是非常弱的，因此進行一個油添加劑產品的中試研究的時候必須進行材質的選擇和抗腐蝕試驗。
4.每種油添加劑合成過程中添加的化工原材料都是不一樣的，有些是液、液混合，有些是固、液兩相混合，還有部分是氣、液、固三相混合的反應，由于原材料的差異，為了達到充分混合，每種混合方式對反應釜攪拌器型式的要求都是不一樣的。現有的油添加劑中試研究由于設備的限制，對中試研究過程中的攪拌器型式往往無法選擇。
5.在一個化工合成過程中，化學反應所花費的工時在整個產品的生產周期里所占比重是比較小的，以前由于認識不足，對油添加劑合成的操作工時與生產周期的計算存在誤區，沒有充分考慮油添加劑合成的前期處理和后期處理，造成了操作工時和生產周期的縮短。
6.由于各種公用工程計量儀表的缺失，不能對水、電、汽、風等各種公用工程的消耗進行準確地計量，不能夠為油添加劑的進一步工業化生產設計準確地提供各種公用工程數據。
三、未來的工作對策
針對油添加劑合成中試研究的現狀以及結合本人的工作實際，主要從以下幾個方面解決目前油添加劑中試研究中的有關問題。
1.采用基團貢獻法估算油添加劑的物性參數，計算油添加劑合成的化工熱力學。
2.考察油添加劑合成過程中各種原材料加入順序及方式對油添加劑合成的影響。
2.1不同固體物料加入方式及順序的影響；
2.2高粘度物質對加入設備及管線的要求；
2.3滴加物料加入速度對添加劑合成的影響；
3.攪拌器類型、設備形式等對油添加劑合成的影響；
4.針對不同的油添加劑合成過程，考慮合成過程中產生三廢的不同處理方案，使之對環境的影響減小到最小；
5.對現有油添加劑中試裝置進行自動化控制可行性研究的探討。
四、結論
通過以上幾方面的努力，希望在今后的油添加劑中試研究結束后能夠提供一份滿足《石油化工裝置工藝設計包(成套技術工藝包)內容規定》SHSG-052-2003 規定的油添加劑生產裝置工藝設計包[4]，為油添加劑進一步的工業放大生產提供設計依據。
參考文獻
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一、精選教學內容
高等有機化學作為一門理論性很強的課程，對于基礎有機化學內容掌握較差的學生來說是望而生畏的。這門課程共計48學時，每周3學時，內容較多而學時相對較少，學生在學習時大多覺得內容多、難度大、學習吃力。經典高等有機化學主要包含物理有機化學和有機反應兩大部分，課堂上重點講授物理有機化學部分，即有機結構理論和反應機理。結構理論部分主要包括化學鍵、電子效應、立體化學、溶劑效應與活性中間體等內容。結構理論部分要精講，講深講透。有機反應部分對照基礎有機化學，選取延伸內容有側重地進行講授。例如，立體效應除了基本知識點外，“異頭效應”作為重點，飽和碳原子上的親核取代反應重點講解的是鄰基參與機理和應用，芳環上的反應主要介紹親核取代即苯炔機理，消除反應以介紹Saytzeff和Hoffmann消除規律和立體化學以及E1CB機理為主等。學生在掌握結構理論之后，有機反應部分的學習相對容易。
二、教師精講為主
學生同步自學結構理論是高等有機化學的基本原理部分，而且是本門課的難點，學好結構理論對于理解后面的化學反應規律和化學反應機理有很大幫助。因此，這部分內容主要采取以教師為主的教學方式，目的是將結構理論細講、深講、精講，使學生深刻理解“結構決定性質”的基本原理和貫穿始終的主線“穩定性原理”。結構理論部分包括化學鍵、電子效應、溶劑效應、立體化學、分子結構與化學反應活性間的定量關系、酸堿理論和活潑中間體等。在結構理論中，共振理論和分子軌道理論是重點。分子軌道理論以分子整體為研究對象，考慮分子中原子間相互作用，可以解決許多經典理論無法解決的問題，而休克爾（Huckel）分子軌道理論是分子軌道理論的簡化，利用它可以很容易地解釋關于芳香烴的4n+2規則，再輔之以Frost圓圈法，可以較好地理解共振和芳香性之間的關系。電子效應和哈米特（Hammett）方程是另一個重點內容。Hammett方程是在定量的基礎上，將分子結構及其反應活性聯系起來，在一定的范圍內可以預測化學反應速度和平衡，是有機化學研究從定性走向定量的一次質的飛躍。以上這些內容相對枯燥，授課過程中教師要盡量挖掘學生的興趣點，并結合以前的有機化學基礎，課前布置預習內容。例如，用共振論解釋反應活性時，課前讓學生復習基礎有機中芳環定位規律和羧酸衍生物親核取代活性，再用共振論加以說明，提高了學生的學習興趣和學習效率，取得了良好的教學效果。有機反應部分主要包括脂肪族的親核取代反應和消除反應、芳香取代反應、碳-碳重鍵的加成反應、碳-雜重鍵反應、分子重排反應等。大部分內容要求學生事先做好基礎知識的復習和預習，課堂上完成深層次教學和內容延展。
三、改革教學方法
注重創新意識培養在傳統的高等有機化學教學中，注重教師向學生灌輸知識，忽略對學生創新意識和實踐能力的培養。學生自學能力比較差，仍然習慣于傳統的“滿堂灌”式的教學方式，很少提問題。這種教學模式學生處于被動地位，不利于發揮主觀能動性，不利于素質和能力的和諧發展。現代教學理論認為，教師在教學活動中應是組織者、引導者；學生是學習的真正主人，教學上的成敗往往取決于學生參與學習的主動性。要想在培養學生創新能力方面有所突破，必須打破原有單一教學形式，探索和嘗試一些行之有效的新的教學形式。變“一言堂”為“群言堂”，不僅是教師講授知識，學生也積極參與研討，甚至走上講臺，發表自己的觀點，并進行論證，師生之間、學生之間開展研討甚至辯論，師生關系由主客關系轉變為合作關系。
（一）布置課程論文
可以指定內容讓學生在查閱文獻資料的基礎上與其他同學進行討論，最后以講座或報告的方式進行匯報交流。這種以學生討論為主的學習方式，有利于學生對所學知識的理解，提高科學素養，激發社會責任感和團隊精神。通過課堂教學和自主學習的合理分配，讓學生積極主動參與，教師還可以根據學生反饋信息及時調整教學。在授課過程中，讓學生選擇與自己研究方向相近并且與高等有機化學知識點密切相關的領域進行關聯、剖析，進而了解高等有機化學的應用，并在科研課題中體現。如2010級一位學生進行萘的異丙基化反應制備2,6-二異丙基萘研究，首先用共振論解釋α和β位的活性，然后闡述立體效應的影響，最后點明反應需要擇形催化的必然性。這篇課程論文應用高等有機化學多個知識點，有理有據。通過這樣的環節很好地實現了學生對課程內容的深化理解和綜合應用，發揮了主觀能動性。
（二）學生走上講臺
教師可以選取新反應較少的章節，鼓勵學生利用圖書館和網絡等查閱資料，在自學總結的基礎上寫出教案并修改后，作為“教師”進行講授，以充分調動學生的積極性和主動性，鼓勵學生主動獲取知識、應用知識解決問題。教學中選取了重排反應一章，布置教學內容，讓學生分成3組，分別介紹親核重排、親電重排和其他重排。每個組員負責講解一個重排反應，教師跟蹤點評。學生通過共同參與、分組討論不僅提高了歸納總結能力，也鍛煉了口頭表達、課件制作和板書書寫能力，培養了創新意識，提高了教學效果。以上環節均作為課程考核的組成部分，計入總成績。四、結語高等有機化學作為化學化工專業的學位課，是推進研究生素質教育的重要平臺。嘗試通過學生同步自學強化基礎知識，精選優化教學內容，改革教學方法，培養學生創新意識和科研精神。學生變被動學習為主動學習，提高了學習興趣，培養了多種綜合能力，提高了整體素質。
作者：賈宏敏朱繤張志強高妍盧公昊李曉單位：遼寧科技大學化學工程學院
關鍵詞：水利工程混凝土裂縫措施
一、裂縫成縫原因及防止方法
1 混凝土收縮引起的裂縫
1.1裂縫的成因：混凝土在空氣中結硬時，體積要縮小，產生收變形，當受到約束時，就可能導致裂縫的產生；在筋率較高的構件中，由于鋼筋對周圍混凝土的約束作用強，混凝土的收縮也會受到鋼筋的限制而產生拉應力，引構件局部裂縫；新老混凝土界面容易產生收縮裂縫。
1.2防止方法：在裂縫產生的部位，用水泥砂漿，環氧樹脂對裂縫部位表面進行粘補、涂抹和嵌補等。這種方法一般適用于表面裂縫，合理設置收縮縫；改善水泥土性能，降低水灰比，減少水泥用量；配筋率宜過高，設置構造鋼筋收縮裂縫健分布均勻，避免發生集的大裂縫；加強混凝土的時期養護，并適應當延長混凝保溫覆蓋時間，并涂刷養護劑養護。
2 混凝土塑性坍落引起的裂縫
2.1裂縫的成因：混凝土塑性坍落發生在混凝土澆筑后的頭幾個時內，這時混凝土還處于塑性狀態，如果混凝土出現滲水現象，在重力作用下混合料中的固體顆粒有向下沉移而水向浮動的傾向。這種移動當受到鋼筋骨架或者模板約束時，上部就容易形成沿鋼筋長度方向的裂縫。
2.2防止方法：要仔細選擇集料的配級，做好混凝土的配合比設計特別是要控制水灰比，采用適量的減水劑；施工時混凝既不能漏振也不能過振，避免混凝土泌水現象的發生，防模板沉陷；如果發生這類裂縫，可在混凝土終凝以前重抹面壓光，使裂縫閉合。
3 堿-骨科化學反應引起的裂縫
3.1裂縫的成因：堿-骨科反應是指混凝土孔隙中水的堿性溶液與活性骨科化學反應，生成硅酸凝膠，堿硅膠溫水后可產生膨脹，使混凝土脹裂，開時在混凝土表面形成不規則的細小裂縫，然后由表及里地展，裂縫中充滿了白色深沉。
3.2防止方法：堿-骨科化反應對結構件的耐久性影響極大，為了控制堿-骨科的化反應速度應選擇優質骨科和低含堿量水泥，并提高混凝土密實度和采用較低的水灰比。
4 溫度變化引起的裂縫
4.1裂縫的成因：由于混凝土在硬化過程中，水泥和水起化學反應，產生大量的水化熱引起混凝土的溫度上升，如果熱量不能很快散失，內部和外部溫差過大，就將產生溫度應力，使結構內部受壓，外部受拉。混凝土在硬化初期，只有很低的抗拉強度，如果由內外溫度差引起的拉應力超過混凝土早期抗拉強度時，混凝土就要產生裂縫。
4.2防止技術：盡量選用低熱或中熱降低泥礦渣水泥、粉煤灰水泥；減少水泥用量，將水泥用量2盡量控制在450kg/m以下；降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.60以下；改善骨科級配，摻加粉煤灰或高效減少水劑等來減少水泥用量，降低水化熱；改善混凝土的攪拌工藝，采用“二次風冷”新工藝降低混凝土的澆筑溫度；在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌和物的流動性、保水性，降低水熱化，推遲熱峰出現的時間；合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束；在大體積混凝土內部設置冷卻管道，通過冷水或冷氣冷卻，減小混凝土的內部溫差；加強混凝土溫度的監控，及時采取冷卻保護措施；加強混凝土養護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并灑水養護，適當延長養護時間，保證混凝土表現緩慢冷卻，在寒冷季節，混凝土兩面必須采取保溫措施，以防寒潮襲擊。
5 混凝土裂縫處理方法
5.1鋼板及碳纖維補強加固新技術
碳纖維補強加固技術是利用高強度或高彈性模量的連續碳纖維，單向排列成束，用壞氧樹脂浸漬形成碳纖維增強復合材料片材，將片材用專用環氧樹脂膠黏貼在結構外表面受拉或有裂縫部位，固化后與原結構形成一整體，碳纖維即可與原結構共同受力。
5.2混凝土裂縫注漿技術
關鍵詞：海港工程；鋼筋混凝土；腐蝕機理；防腐措施
中圖分類號：U44 文獻標識碼：A
目前，我國的海港建設正處在一個快速發展的時期。同時，鋼筋混凝土結構設施也是當前使用最為廣泛的構筑物之一。隨著我國海洋開發規模的迅速擴大，需要建設的海港工程也正在日益的增加，尤其是一些臨海的工程，例如港灣碼頭、海洋跨洋大橋以及以旅游為目的建造的人工島等。除此之外，我國在六、七十年代建設的很多碼頭和海港的很多設施已經被海水大面積的腐蝕，嚴重影響了使用率，同時也給設施的安全性造成了負面的影響。這些已經建好的和正在建設的建鋼筋混凝土設施亟需良好的腐蝕控制，而且這也已經是技術方面的問題，更是關系到國家經濟的長期發展。
1 海港工程中鋼筋混凝土被腐蝕破壞的一些特征
首先，鋼筋混凝土的斷面損失嚴重；砼中鋼筋銹蝕分為局部腐蝕和全面腐蝕兩種，但是在實際情況中最為常見的是局部腐蝕，進而造成鋼筋混凝土斷面嚴重損失，當這種損失達到極限時就會導致構件的嚴重損壞。
其次，鋼筋混凝土結構的順鋼筋開裂；雖然鋼筋混凝土的地抗壓性能十分優越，但是其抗折抗裂性卻存在著一定的缺陷，特別是在鋼筋混凝土保護層厚度缺乏時，在這種情況下，會導致鋼筋混凝土的銹蝕產物體積發生膨脹，使鋼筋表面發生混凝土順鋼筋開裂。
第三，“握裹力”的下降和喪失；當鋼筋混凝土逐漸開裂后，由于裂縫的逐漸變寬，導致砼與鋼筋之間的粘結力也逐漸的變小，同時滑移增大，進而使構件原有的形狀發生改變。當“握裹力”喪失或降低到一定限度時，就會導致局部或整體失效。
第四，鋼筋混凝土應力腐蝕斷裂；當混凝土鋼筋處于較大的應力狀態下，在遭受腐蝕時極有可能隨時發生突然的斷裂。
2 海港工程鋼筋混凝土結構被腐蝕的機理探討
2.1 混凝土腐蝕
長期的暴露在海水和空氣的環境中是造成砼腐蝕破壞的主要因素，尤其是在海水環境中其物理和化學成分復雜，再加上空氣的不斷氧化作用，導致砼內的某些成分發生反應、溶解和膨脹，進而使自身的工作能力降低以及原有的性質發生改變。最終導致混凝土結構耐久性的失效。分析其原因可以總結如下：
首先，凍融破壞；目前我國使用最為廣泛的混凝土材料其本身具有多毛細孔多孔體，在外界環境不斷變化的情況下，尤其是外界溫差的變化，會導致吸水飽和的混凝土孔隙中的水會在內部結冰膨脹，進而使混凝土開裂和剝落。其次，混凝土結構的碳化；當砼長期暴露于環境中的酸性氣體（如二氧化碳），致使大量的酸性氣體滲透到砼中，造成長期的積累，并與砼中的堿性物質發生化學反應。碳化作用常常會導致砼的脆性增大，也會增砼中鋼筋的脫鈍。
再次，堿-集料反應；在鋼筋混凝土的水泥中堿和集料中的活性成分常常發生某些化學反應，導致硅膠體吸水，進而產生膨脹壓力，導致砼開裂的過程被稱為堿-集料反應。砼結構一旦發生堿-集料反應則會造成鋼筋混凝土結構出現裂縫，這些裂縫會加速空氣、水、二氧化碳等介質的侵入，進而對砼的破壞力增加。
2.2 鋼筋腐蝕
由于砼中的鋼筋一般是處在高堿的環境中，這樣就會在鋼筋的表面形成一層鈍化膜，這層致密的鈍化膜主要是保護鋼筋避免腐蝕。但是，當鋼筋表面的這層保護膜被腐蝕后，就會產生破壞性的膨脹力，使鋼筋周圍砼承受的拉應力超過混凝土抗拉強度，進而使鋼筋結構的保護層逐漸被剝落。造成鋼筋鈍化膜破壞主要有砼的碳化以及氯離子的侵蝕。
首先，混凝土的碳化；這并不是造成鋼筋腐蝕的最主要因素，這是因為海港工程中使用的混凝土結構表面的保護層很厚，由于碳化引起的砼堿度降低，造成鋼筋表面鈍化膜的破壞不足以造成嚴重的腐蝕。其次，氯離子的侵蝕；由于海水中廣泛存在有氯鹽，使其成為導致腐蝕最為常見和危險的介質。因此，氯鹽腐蝕是砼破壞的最主要因素之一。
3 海港工程中鋼筋混凝土結構防腐的技術措施
3.1 鋼筋混凝土表面防腐措施
首先，內摻鋼筋阻銹劑；根據大量的實踐證實，鋼筋腐蝕已然成為影響鋼筋混凝土耐久性的關鍵因素。而且也有大量的實踐經驗說明，鋼筋阻銹劑能夠有效的防止和減緩鋼筋銹蝕，而且其花費小，效果明顯，在海港工程鋼筋混凝土結構的防腐中得到了廣泛的應用。實際上，海港工程中的腐蝕是一種電化學腐蝕，其陰、陽極的反應都是在鋼筋的電解質面上發生的，若能有效的控制一方反應的進行就能有效的控制腐蝕的化學反應發生。而這種向混凝土中添加一些化學物質就是應用阻止其一方反應的發生來達到保護鋼筋結構被腐蝕。
其次，涂料涂裝保護；對鋼筋表面進行適當的涂料，同樣可以阻止或是減緩海水中腐蝕離子的進入。除此，涂料也起到了一定的裝飾效果。但是，在實際中，必須要解決涂層中物質的耐堿性以及附著力兩個問題。在選擇涂料時，應該挑選具有低粘度和高滲透能力的。高滲透的涂料可以起到封閉混凝土孔隙和提高后續涂層附著力的作用，是混凝土表面涂裝保護的關鍵和質量控制步驟。
3.2 混凝土的基本防護措施
我們可以用現有的技術手段來提高對砼的基本防護，可以考慮從從設計、施工、制作等方面提高砼自身的防護性能。考慮到混凝土自身的高堿性，因此，科學合理的設計、施工的優質混凝土保護層可以有效的阻止外界環境介質的滲透。因而，有效的提高混凝土本身對鋼筋的防護才是最具有經濟性和有效性的措施。可以采取以下措施：合理的設計砼結構，砼結構形式本身具有一定的防腐作用，例如構件截面幾何形狀應簡單、減少棱角以及突變等；采用高性能的混凝土，高性能混凝土本身具有相對較好的高耐久性和高穩定性。從實際中的應用可以看出高性能混凝土可顯著提高砼護筋性能，達到延長其使用壽命的目的。
參考文獻
[1]張東東，邵吉林.海港碼頭鋼筋混凝土建筑物的腐蝕和防護[J].交通科技，2010（5）：104-106.
[2]劉斌云，張勝，李凱.海工混凝土結構的腐蝕機理與防腐措施[J].工程建設與設計，2010（1）：84-91.
[3]路新瀛，武建偉.鋼筋混凝土橋梁的耐久性與高性能混凝土[J].公路，2002（4）：87-91.
關鍵詞：水利工程；混凝土；裂縫成因；預防措施；處理措施
0前言
改革開放以來，我國水利工程建設在數量和規模上達到建國以來的最高水平，水泥的生產量和使用量也遙遙領先世界其他國家。水利工程混凝土施工通常具有體積大、規模大的特點，加上水利工程建筑物常年處于有水環境中，出現裂縫、滲漏現象是不可避免的。因而隨著水利工程質量要求不斷提高和施工技術水平的不斷發展，在水利工程中預防和及時處理裂縫對工程質量非常重要。
1水利工程混凝土裂縫產生的原因及預防
1.1設計原因
水利工程中裂縫因設計不當的占5%左右。結構設計的不合理、混凝土配合比設計不當，混合劑使用不當或者摻量過大,都會產生這類裂縫。
預防措施：在設計上要考慮到容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等，同時要考慮到由于地基的差異沉降或結構原因而引起的薄弱部分，這些需要在設計時解決。
1.2材料原因
水利工程中裂縫因混凝土材料造成的占15%左右。建筑材料的質量直接關系到水利工程的質量， 對使用的建筑材料一定要嚴格把關。
預防措施：針對工程特點，水泥選用抗凍性好、干縮小的普通硅酸鹽水泥，在混凝土中添加一定比例的粉煤灰；不得將已經銹蝕而未經除銹的鋼材用于工程中；對復合型外加劑中選用不含氯鹽的外加劑。
1.3施工原因及預防
水利工程中由于施工因造成的早期裂縫占80%左右。施工的不規范、混凝土級配比問題、攪拌問題，都能引起混凝土裂縫。
預防措施：首先保證混凝土的強度滿足要求，其次要盡量選用水灰比小的配合比，同時拌制混凝土時要嚴格按照設計配料，嚴禁隨意變化，尤其做好各組分特別是外加劑、粉煤灰的計量工作[2]。
2水利工程中混凝土常見裂縫分類及預防
2.1干縮裂縫及預防
混凝土在澆筑完成后的養護階段必然會發生體積收縮。體積收縮分為干縮和自收縮，干縮是由于混凝土中的多余水分蒸發、含水量降低從而產生體積減小。自縮是由于水泥水化作用引起的混凝土體積減小，由于收縮量較小，一般將自收縮和干縮一并考慮。
干縮裂縫的主要預防措施：首先要選用收縮量較小的水泥。其次是盡量控制好水灰比的使用，及時摻加合適分量的減水劑。三是嚴格控制混凝土攪拌和施工中的配合比。四是加強混凝土的早期養護，并適當實時的延長混凝土的養護持續時間。五是在混凝土結構中設置合適的收縮縫。
2.2塑性收縮裂縫及預防
塑性收縮裂縫的主要預防措施：首先要選用干縮值比較小、早期強度比較高的水泥。其次是嚴格控制水灰的比例，摻加高效的減水劑來增加混凝土的坍落度。三是澆筑混凝土之前，需要將基層和模板澆水均勻濕透。四是需要覆蓋塑料薄膜或者潮濕草墊、麻片等。五是在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施，及時養護。
2.3沉陷裂縫及預防
沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致。
沉陷裂縫的主要預防措施：首先需要對松軟土、填土地基的上部結構施工前應進行必要夯實和加固。其次是保證模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時間不能太早，且要按照拆模的先后次序。五是在采取一定的預防措施在凍土上搭設模板。
2.4溫度裂縫及預防
溫度裂縫通常多發生在大體積的混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。
溫度裂縫的主要預防措施，主要做到以下幾點：盡量選用低熱或中熱水泥；；改善混凝土的攪拌加工工藝；在混凝土中摻加一定量的外加劑；高溫季節澆筑時采用措施降低澆筑混凝土的溫度；合理排施工工序；在大體積混凝土內部設置冷卻管道，通冷水或者冷氣冷卻，減小混凝土的內外溫差；加強混凝土溫度的監控，及時采取冷卻、保護措施；預留溫度收縮縫；加強混凝土養護，適當延長養護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。
2.5化學反應引起的裂縫及預防
堿骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的由于化學反應而引起的裂縫。
化學反應裂縫的主要預防措施：一是保證鋼筋保護層的厚度。二是混凝土級配要良好。三是混凝土澆注要振搗密實。四是鋼筋表層涂刷防腐涂料。
3水利工程中混凝土裂縫處理措施
3.1表面修補法
水利工程裂縫的表面修補法是一種比較簡單的修補方法，主要對穩定和結構承載能力沒有影響的表面裂縫的處理。常用的措施是在裂縫的表面涂上水泥漿、環氧膠泥或著刷油漆、瀝青等防腐材料，同時為防止水利工程的混凝土受各種影響繼續開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施[4]。
3.2灌漿、嵌逢封堵法
水利工程灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補，它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中，膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體。水利工程建筑物嵌縫法是裂縫封堵中最常用的方法之一，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。
3.3結構加固法
當裂縫影響到混凝土結構的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。
3.4混凝土置換法
混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。
3.5電化學防護法
電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態，鈍化鋼筋，以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。這種方法的優點是防護方法受環境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長期防腐，既可用于已裂結構也可用于新建結構。
3.6仿生自愈合法
仿生自愈合法是一種全新的處理裂縫的方法，它是模仿生物組織自動分泌物質治愈創傷部位的方法。在水利工程的混凝土傳統組分中加入一些些特殊組分(如含粘結劑的液芯纖維或膠囊)，就能在在混凝土內部形成仿生自愈合神經網絡系統，這時當混凝土裂縫出現時能分泌出液芯纖維從而使裂縫重新愈合[6]。
4結 論
水利工程中的裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，它的存在不但會降低水利工程的抗滲能力，影響水利工程的使用功能及壽命，而且會導致鋼筋骨架的銹蝕，混凝土的碳化，從而降低材料的耐久性、影響水利工程的承載能力、使用壽命，從而導致嚴重的后果。因此要對水利工程中混凝土的裂縫進行認真研究、區別對待，采用合理的方法進行預防，并采取各種有效的措施來處理裂縫，防止裂縫的發展及惡化，從而保證水利工程安全、穩定地工作。
參考文獻：：
[1]鋼筋混凝土結構設計規范.中國建筑工業出版社，1999.2
[2]鞠麗艷.混凝土裂縫抑制措施的研究進展.混凝土，2002. 5
