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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篇化學工程和技術,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。
一是化學工程是個動態靜止的工程。二是化學工程更具潛在性風險。三是化學工程對人的影響更直接。四是對化學工程的監控難度較大。用籠統的工程倫理來限定化學工程顯得“帽大頭小”,有必要針對化學工程的學科特點提出相應的倫理規范。化學工程倫理研究的難題在于工程倫理學與化學工程倫理不能完全契合,在于現有的工程倫理理論框架不能完全適用化學工程技術。化學工程倫理應該是就工程所依托的化學技術的特點,針對化學工程主體提出的倫理規范。化學工程的自身特點決定了化學工程倫理不能簡單等同于化學工程師的職業倫理,決定了與化學工程倫理交叉的環境倫理、生態倫理和生命倫理等其他倫理是研究化學工程倫理的重要理論來源。
基于化學工程的特點和倫理困境,化學工程受化學工程主體共同體的影響。即化學工程是化學工程師、工程投資者、政府企業決策部門、工程影響人群等主體共同體作用力合力的結果。化學工程師的職業倫理是化學工程倫理的最主要組成部分。不同的化學工程師與化學工程的投資方雇傭關系不同,面臨的倫理困境不同,在化學工程中承擔的責任不同。
化學工程的倫理規范要高于一般工程
化學工程具有一般工程的特點,同時高危險性高污染性使得化學工程與一般工程的不盡相同,化學工程對環境和人類健康的影響更為迅速和直接,與公眾的生存環境和自身健康息息相關。因此,化學工程的倫理規范要高于一般工程。基于化學工程的以上特點,化學工程倫理規范的構建就尤為重要。
化學工程理論是工程理論的一部分,將科學技術轉化為生產力的化學工程,不僅是一種技術的應用行為,同時也應該被視作一種社會實踐活動。因此,化學工程倫理規范的構建應該技術和社會實踐兩方面來考慮。
二、降低化學原料的威脅
一是化學工程中使用到的原材料,大多數都帶有危險標記,對人們對健康具有一定的威脅。甚至,有些化學原料無色無味,可以使人在不察覺的情況下吸入或接觸到,從而造成對人體的傷害。危險化學原料應該具有醒目的危險標志是十分必要的:二是危險化學品在生產、儲存、使用、經營和運輸過程中都應得到妥善處理。有些危險化學品,可以通過冷藏壓縮,密封保存等技術手段來降低和消除對人體和環境的危害。運用專業的技術降低化學原料的威脅刻不容緩。
三、保證生產過程的規范和安全
在化學材料的生產過程中涉及很多環節,每個環節都可能具有潛在的危害。保證整個生產線都達到科學工藝的要求能夠減少工程事故和對環境的危害。一是通過對相關技術人員的培訓,使其了解生產過程環節的危害,使其在每個生產過程中的操作都符合相應的規范,對于一些故障能夠妥善處理。二是運用技術手段對每個生產環節可能出現的危險進行預防和控制,要有完備科學的三廢處理設備,保證生產過程的規范和安全。
(一)治理和修復化學工程對環境的危害:對化學工程對環境的污染應該做的預防為主,防治結合,綜合治理。但是,有些化學工程對環境的危害,運用目前的技術手段不可避免的。或者,由于種種原因,對環境的污染已經造成,都可以運用相關技術,采取有效措施,對污染后的環境進行治理和修復。
一是必須對環境污染工程進行詳細分析,找出污染源,確定污染物,最終制定相應措施對環境進行治理和修復:二是修復過程中采取的方式方法,應該充分考慮到周邊公共建筑和相關人群的敏感度等因素,建設修復設施不得對場地及周圍環境造成新的破壞。
(二)構建化學工程倫理的制定和實施方法
一是化學工程倫理的制定和實施要比一般工程更加嚴格,確保化學工程的規范和安全;二是對化學工程倫理的監督和執行也要高于一般工程,敢于接受社會各方面的監督,取得公眾對于化學工程的信任。三是化學工程師應保證化學工程科學合理的論證和設計,全力參與、全程跟蹤化學工程活動,同時對化學工程的每個生產環節進行監督,從而降低化學工程風險,保障化學工程合倫理性。四 是工程決策者應該根據針對工程中可能存在的問題和風險進行分析,制定不同的備選方案,選擇合適方案,實現工程最優化。五是政府部門應該在道德約束和倫理規范尚不完善的情況下,對化學工程中的每個參與者進行監督,明確他們的權利義務,監督和管理化學工程的實施。六是公眾是化學工程的最直接利益相關主體,有權監督化學工程的運行和實施,捍衛自身健康和生存環境安全,并對化學工程的負影響,提出正當的倫理訴求.。
化學工程是工程的一個重要分支,化學工程倫理規范應該在原有工程倫理規范的理論框架下,同時結合化學工程理論來構建。通過技術了解危害,規范操作,對可能的危險進行預防和控制;同時,任何一個工程也是一種社會實踐活動,那么就不應該脫離社會而獨立存在,當然也應該受到社會倫理規范的約束。
通過管理,結合國內的具體情況,明確不同角色的權利和義務,同時制定相應的化學工程倫理規范。
化學工程與工藝專業的定位
1.化學工程與工藝專業的性質及培養模式
化學工程與工藝專業屬于工科專業,授予工學學士學位。由于化學工業的相關領域極為廣泛,化學工程與工藝專業涉及的專業方向也就非常多樣化,各高校的化學工程與工藝專業特點亦不盡相同。我校近年來根據社會經濟、工業發展的需求趨勢,兄弟院校化學工程與工藝專業方向的設置,以及我校原有的相近專業優勢,設置了能夠體現我校特色的化學工程與工藝專業方向,逐步建立了適合我校化學工程與工藝專業的教育培養模式。2008年,我校化學工程與工藝專業已有7屆本科畢業生,其學生就業形勢良好,社會反饋積極.在制定教學計劃的工作中加強教學內容和課程體系的改革,加強實踐教學環節,目的在于進一步提高教學質量,培養適應能力更強的化學工程與工藝人才。
2.化學工程與工藝專業的任務
根據化學工程與工藝專業的性質,化學工程與工藝專業的任務是培養學習化學工程學與化學工藝學等方面的基本理論和基本知識,受到化學與化工實驗技能、工程實踐、計算機應用、科學研究與工程設計方法的基本訓練.具有對現有企業的生產過程進行模擬優化、革新改造,對新過程進行開發設計和對新產品進行研制的基本能力。由于涉及化工的學科和領域很多,化學工程與工藝專業除了讓學生學習一般應用化工的基本知識和基本技能外,還應該結合本地區、本行業及本校的實際情況,重點學習化工在某個或某幾個領域中的具體應用,以便形成不同高校應用化工專業的特色專業方向.
3.化學工程與工藝專業的業務培養目標
本專業培養具備化學工程與化學工藝方面的知識,能在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫藥、環保和軍工等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面工作的工程技術人才。
4.化學工程與工藝專業的課程設置
為了使不同高校既有統一的規范,又有不同的專業特色,根據應化學工程與工藝專業的任務和業務培養目標,化學工程與工藝專業的畢業生應該具有較扎實的化工理論基礎,較寬的化工應用知識以及一定的工程技術基礎,從而該專業的課程設置(公共課、基礎課除外)應由基礎化學課、工程基礎課和專業方向課3部分組成。基礎化學課包括:無機化學、有機化學、分析化學、物理化學等。工程基礎課主要包括:化工儀表與自動化、化學工程基礎、電工電子學等。專業方向課:可根據具體方向選擇專業化學課,如電化學工程方向可選理論電化學、化學電源工藝學、電解工程和電鍍工程等。精細化工方向可選擇化工工藝學、化工分離工程、化學反應工程等。另外實踐性環節包括基礎實驗、綜合實驗、提高實驗、生產實習、畢業實習和畢業論文等。
我校化學工程與工藝專業方向
就專業方向而言,化學工程與工藝專業的性質是工科。化學工程與工藝專業應該是培養具有較扎實及寬廣的化學工程理論基礎知識,特別注意培養學生的動手能力及解決實際問題的能力。教學計劃的總體設計中要體現應用型人才所具備的工程技術基礎知識,重視實驗、實踐、實習、畢業論文等環節。設置專業發展方向,結合廣西經濟發展的需要,建立在合理利用廣西及學校的資源及適應科技發展、注重社會需求基礎上。據此,我校化學工程與工藝專業專業方向設定為:電化學工程與精細化工。
生物化學工程發展過程中存在的問題
(一)生物化學工程的產品結構不合理
目前,我國生物化學工程的結構還不是很合理,大多數企業生產的產品都比較單一,而且檔次也不高,更不能滿足國內市場的需求。從發展技術看,生產高檔次醫藥產品的技術并不完善,國家每年都要耗費大量資金從國外進口高檔次的醫藥產品。
(二)生物化工產業范圍具有一定的局限性
現如今,國內生物化工產業還具有一定的局限性,主要應用到了輕工業、醫藥和食品行業。因此,大多數企業對生物化工產品生產領域并不是非常了解,特別是對精細化產品的生產更是一無所知,這些都直接阻礙了生物化學工程規模的擴大。因此,就更不用說利用生物化學工業技術指導企業走向世界。除此之外,由于國內生物化學工程的發展較快,我國政府缺少有關生物化學工程領域的研究體系和規范體系,因此,企業在日常的生產過程中,不僅消耗了大量的資源,而且嚴重地污染了生活環境,使生物化學工程的技術一直在低水平線上發展[2]。
(三)生產技術與工藝不完善
由于生物化學工程在生產技術方面還存在很多問題,例如:設備和工藝并不完善,而且上下游技術不相適應,從而使得產品的獲得率偏低,導致企業用高成本換來低效益的不良后果。根據有關部門的數據統計,盡管我國生物化學工程生產的檸檬酸和乳酸等的技術水平非常高,但是,很多產品的生產技術和國外發達國家相比還存在很大差距,只有極少數的產品生產略高于國外水平。因此,目前有很多企業為了更新生產技術,提高生產效率,更為了獲得更大的市場占有率,會投入大量資金,從西方發達國家購進先進的生產設備,例如:生物反應器、監控設備、生物傳感器等等。雖然企業的生產效率提高了,但是,并不利于企業實現長期生產目標。
(四)生物化學工程缺少完善的科研體系
和西方發達國家相比,我國生物化學工程發展起步較晚,而且國家對生物化學工程的基礎研究投入資源較少,缺少一個完善的科研體系,技術創新能力較差。而且有些企業對生產技術的開發和引進能力非常差。經過調查發現,我國生物化學工程仍然是利用傳統的擴大投資的增長模式在發展,此種生產模式不僅使企業獲得較小的生產效益,而且不利于提高企業的競爭能力,甚至會阻礙企業的發展。
解決生物化學工程發展的有效措施
(一)科學調整生物化學工程的產業結構
首先要對產業化結構進行科學、合理的調整,擴大高檔次產品的生產規模。比如:各大企業可以重點開發和研究有關醫藥的生化產品、具有一定功能性的食品等。除此之外,如今的生物化學工程發展正朝著多元化的方向發展,重點生產各種精細化產品或者傳統的生產方法不能生產的產品,例如:生物色素、工業酶制劑等。只有這樣,才能使企業的經濟效益和市場競爭得到快速提高。
(二)不斷擴大生物化學工程的生產規模
目前,生物化學工程的生產規模并不能滿足當今市場的需求,因此,企業要擴大生物化學工程的生產規模,為企業贏得更大的市場占有率。政府部門要給予企業大力支持和幫助。可以制定更多的政策和措施來鼓勵人們建設更多、更大的生物化學企業。特別是要大量建立和培養科技創新企業。企業可以把研發、生產和銷售集中在一起管理,從而降低企業生產成本。另一方面,鼓勵生物化學企業積極參與到相關技術的研究行列中,淘汰生產技術非常落后和競爭力不強的企業。
(三)加大對生物化學工程的資金投入
從生物化學工程的整體來看,企業對生物化學工程的教育投入是較少的,培養一大批具有生物化學工程的人才是企業發展的基礎。企業想要從根本上使生物化學工程在市場中的競爭力有所提高,就應該從相關人員的技術水平和專業素質方面著手。當下,生物化學工程是一個比較熱門的產業,然而,企業大多數的生產技術人員都是從事傳統化工行業的人員,沒有經過專業的技能培訓就上崗工作。由于長期受傳統化工生產思想的影響,這些員工不具備完善的專業知識,且對生產設備的生產操作能力也較差。所以,想要真正解決當前我國生物化學工程在發展過程中的問題,就要重視培養生物化工的專業人才。
(四)加大生物化學工程的技術研究
根據調查發現,我國缺乏對知識產權的認識和保護。我國生物化學工程的發展也存在這樣的現象,國家和企業對知識產權的保護并不重視,原本自己企業研究的新產品卻讓其它企業所占有,這不僅打消了相關研究人員的工作熱情和積極性,而且也使企業損失嚴重,加速人才外流。因此,國家和企業對知識產權要非常重視,并通過相應的措施加以保護[3]。只有這樣,才可以充分調動相關科研人員工作的積極性和熱情,同時又能帶動國外一大批有才能的人回國研究和發展。
關鍵詞:綠色化學;工程工藝;化學工業節能
近年來,隨著我國社會的不斷發展以及經濟水平的逐漸提高,在我國的化學工藝得到了新的發展機遇的同時,人們對于化學工業生產中化學原料的環保性和節能性也提出了更高的要求。本文所提到的綠色化學工程與工藝是能夠對我國化學工業生產節能產生促進作用的主要工藝手段,而綠色化學工程在實施的過程中也會涉及到多個環節,其中會對化學工業生產過程中需要運用到的原料以環保的方式進行處理,繼而從根本上使我國化學工業領域在生成過程中因化學材料而導致的環境污染問題得到解決。
1綠色化學工程與工藝
1.1綠色化學工程與工藝的概述
綠色化學工程與工藝指的就是在進行化學生產的過程中所應用到的工藝不涉及到能夠對環境產生污染的化學物質,并且在將其投入到使用當中的時候,其的工藝環節可以對普通的化學生產反應進行調節和治理[1]。由此可以看出,綠色化學工程與工藝在投入到化學生產的過程中具有兩種特性,其一是化學領域污染的加重推動了我國綠色化學工程的發展,綠色化學的發展拉近了人與自然的和諧發展;另一點便是綠色化學工程和工藝可以有效降低化工業在進行生產過程中的廢棄物處理以及對環境污染物的規制。
1.2綠色化學工程與工藝的應用
通過調查可以發現,我國傳統的化工業在生產過程中所產生的廢棄物以及生產工藝都會對我國的環境以及能源造成大量的污染和消耗,而且想要對其進行處理和加工有是十分不容易的一件事。而從整體上來看,化工生產之所以會對環境造成影響,其中的主要因素在于其在生產過程中對于化學原材料的選擇。綠色化學工程及工藝在投入到實際應用過程中所遵循的原理便是以及綠色生產、清潔生產為基本原則來進行,而該種生產方式對防治化學生產所帶來的環境污染和能源消耗問題都有著十分明顯的成效[2]。綠色化學工程和工藝在投入到化學工業生產的過程中基本采用的都是不具有危害性的化學原料作為其產品的生產主要原料,也就是說,綠色化學工程和工藝是在化學工業的生產之初便對環境污染問題進行了相應的預防。
2綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用
當前,綠色化學工程和工藝在我國各類化學工業的生產過程中應用的都十分廣泛,并且對我國化學工業生產的節能減排起到了良好的促進作用,這些作用主要體現在以下兩個方面。首先,綠色化學工程及工藝中涉及到的生物技術對我國化學工業生產中所涉及到的廢棄物排放起到了一定的凈化作用。這里所提到的生物化工技術指的是在生物的體內存在一種具有高效催化功能的生物酶,這種生物酶又可以稱之為催化酶。這種從生物體內提取出的催化酶具有非常好的催化功能,將其應用于生物的催化過程中,其不但可以利用自身具有的超強的專一性來促進生物酶反應的總體效率,與此通知其還可以提升總體的反應質量[3]。與此同時,綠色化學工程及工藝還將這種生物技術引入到了化學工程的生產過程中,其通過將自然界中的可再生資源用生物技術轉化成化學原料的方式來進行最終的化學生產,這樣的做法不但使自然能源的消耗得到了減少,同時還使化學工業生產中的能源反應效率得到了相應的提高,繼而從根本上減少了化學工業生產中廢棄物以及污染物的排放數量。其次,綠色化學工程及工藝中還會涉及到清潔生產技術的應用,該項技術可以說是一個絕對的綠色生產技術,其可以對化學工業生產中所需要用到的化學原料進行綠色處理(無毒、無害、無廢棄),故其在能夠增加化學院材料使用效率的同時,還從根本上提高了化學工業生產的總體質量。與此同時,其還可以將化學生產中所排放出的污染物和廢棄物進行處理,使其變成有機物質或能夠供人們生活的沼氣資源,繼而使化學工業生產的綠色生產得以實現。
3結語
綜上所述,本文通過研究可以發現,當前我國所提出并實施的綠色化學工程與工藝在投入到化學工業生產的過程中主要采用的是無毒無害的經過加工以后的化學物品。而且其中所涉及到的節能減排綠色生產工藝在投入到生產的過程中,使用的也都是以清潔生產為最終目的科學生產技術。故其不但能夠使化學工業生產在實際的生產過程中排出的污染物對于環境的破壞性得到大幅度減少,還可以使其生產出的產品與自然環境的生長形成互補,繼而保證了我國社會環境的可持續發展。
參考文獻:
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關鍵詞:化學工程技術;化學生產;應用
中圖分類號:C35 文獻標識碼: A
引言
近幾年,由于我國科學技術水平的進步,自動化技術的應用在各行各業中逐步擴散起來,比如化學工程技術在化學生產中的應用也逐漸受到人們的關注,化學工程行業關系著人們的日常生活,影響著其他行業的發展,所以對在化學生產過程中的應用進行研究探析,是十分有必要的實時話題。
化學工程是一門將一系列化學有關的知識進行深研究的化學或物理過程的知識學科,它還包括對原有化學設備進行改革,以化學思想為基礎將理論和實際工程知識糅合。具體工作可包括研發新產品、設計、模擬、操作實驗來強化裝備等硬件設施。化學工程領域包括范圍廣泛,其中有機化學、無機化學、石油化工等領域,因此化學工程是國民經濟建設從而推動社會進步重要的工程領域。目前化學工程技術的發展方向是逐漸趨向連續化、集約化、自動化、高效化和自動化、精密化。由于化學工程技術被廣泛運用到生活領域所以對其的研究是十分有必要的。
一、化學工程技術的概述
化學工程技術主要研究化學生產過程中產品的研究開發,同時也需要設計和管理反應裝置,因此它是一門集合理論和實際操作的綜合性技術。在化學生產中運用化學工程生產技術,可以顯著提高生產效率,縮短生產時間,同時還可以大幅提高產品的質量,減少成本和原材料的消耗,對于產品的開發以及技術的改進都具有非常重要的作用。
近幾年我國的科學水平不斷進步,化學工程技術越來越來越廣泛地被應用在化學生產中。化學生產關系著全社會對化工產品的需求,也影響著我國其他產業的生產發展。化學工程技術在化學生產中的應用十分必要,對于維持人們的正常生活和社會的穩定都有重要作用,因此,其應用也越來越受到人們的重視[1]。
二、化工生產的分析
第三產業主要包括,一些機械行業,化工行業,煤炭行業等。所謂的化工行業,成為第三產業的重要組成部分。化工行業有效促進中國農業產業化的快速發展,進一步的滿足人民群眾的生產和生活的需求。化學肥料有效的保障了國內的農業發展,化學肥料是目前中國農業應用中較廣生產資料。然而,化學肥料的生產會造成較大污染程度廢水的排放,而泥土與化學肥料在接觸中也不可避免地產生化學廢物,化學肥料已成為在本質上的污染來源之一。從中國目前的化工生產裝置的分析,一般都以環境為代價進行化工生產。具體分析如下,化學工業在中國的發展程度并不算高,這一現象主要體現在生產效率上,這就使得化學生產有著顯著的缺點。
三、化學工程技術在化學生產中的應用探究
1、綠色化學反應技術
環境問題在當今社會的發展中顯得尤為重要,而綠色化學就是指不會污染環境的,甚至在某一方面可以起到保護環境作用的一門化學技術[3]。這種技術主要采用化學方法和技術來減少甚至消除潛在的污染源,比如那些有礙社會安全、損害人類健康、影響生態環境的原材料都可以通過這種技術加以治理或改善,從而減少對環境的污染以致達到保護環境的目的。而且,綠色化學技術可以將污染從源頭上就加以消除和治理,因此,對環境治理可以非常徹底。此外,有些綠色化學技術還可以生產出對環境有利的材料,實現資源的回收再利用等,對于保護環境具有重要意義。
2、超臨界的化學反應技術
所謂的超臨界反應是指反應過程中的溫度和壓力都處在臨界點之上,這樣的狀態往往是介于液體和氣體之間。而超臨界流體就是指具有液體和氣體雙重性質的物質。這種超臨界流體的應用十分廣泛,在生物化工、化學工業、醫藥工業以及食品工業等表現出巨大的研究價值,具有十分光明的發展前景。雖然目前我國的超臨界化學技術已經取得了巨大的進步,但近年來這一技術的探究和發展階段仍處于初級階段,待進一步深入研究。
3、新分離技術
在化工生產中,傳統的分離技術是利用沸點的不同,使不同的組分從分離塔中先后被分離出來。隨著科學水平的進步,分離技術也在不斷地更新和改進,但是仍然存在很多不足的地方。而信息技術的發展,給分離技術帶來了一個嶄新的局面,人們將信息技術引進到分離技術的開發研究中,取得了非常明顯的進步。比如在熱力學的傳遞性質和多相流的研究過程中,就是引入信息技術,并使之發揮功效,進而達到分離的目的,此方法已經成為成熟的分離技術。再如分子模擬可以提高預測平衡性質的水平,進而加速分離分子,可以用于開發新型的高效分離劑。因此,信息技術的引入對于深入和促進分離技術的深入具有重要作用,并且還能顯著提高工作效率[4]。
四、傳熱過程新的研究發展方向
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兩方面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獨立的分支,并且具有十分廣闊的發展前景。當一個物體的尺寸遠大于其載體的時候,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。目前納米技術的成功就是細微尺寸研究領域一個典型的代表。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。
2、傳熱設備的研究
近些年來,利用翹片來強化傳熱的研究已經越來越被重視。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。將來對此的研究應廣泛集中在將分布參數和場地模擬相結合,從而來優化傳熱裝置結構的參數,實現管翹式的傳熱設計。
3、與計算機技術的相結合
計算機技術的不斷進步使得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,表現形式更加多樣化,能夠有效分析大量實驗數據[5]。
五、化學工程學科未來的發展動態
科學的進步使得大量新的技術和產品能源不斷涌現,并且在先進技術的引導下得到了廣泛的應用,這就給化學工程的研究提出了新的問題,那就是如何為新的產業的形成和發展提供良好的服務并不斷地形成新的完整的理論。化學工程的發展就此將進入一個新的發展階段。化學工程學科肩負著解決能源、資源、農業生產、環境、材料等方面重大發展問題的重任,同時受生物技術、納米技術、空間技術、信息技術等新興學科飛速發展的影響[6],化學工程學科范疇、內涵和學科方法論正處在快速更新和發展中,其發展趨勢可以簡述為在學科研究的方法上更多的注重學科的交叉,更多的研究材料其中包含信息和化學、生物與化學、能源與化學、環境與化學相結合的工程學科,這些都為化學工程的發展提出了新的發展方向和研究課題,更為化學工業的發展做了良好的鋪墊。
六、結束語
化學工程技術是一門主要研究化工生產過程中研究和開發以及過程裝置的設計、制造和管理的綜合性技術。化學工程技術在化學生產中具有非常重要的作用,其應用大大提高了生產效率,節約了能源和原材料,而且還提高了產品的質量。化工技術與其他學科的交叉應用更可以滿足當前經濟環境下的各種需求,同時更好地適應社會的發展規律,為滿足人們的日常需求和社會穩定作出了重大貢獻。
參考文獻
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關鍵詞:化學工程;化學工藝;發展趨勢
前言:
簡要的說,物質發生化學變化的反應過程為化學過程,而化學工程則是研究化學工業和其他過程工業生產中有關化學過程以及物理過程的一般原理、規律。這些工業不僅僅包括了傳統化工制造,同時也包括了現代化工制造,像向生物工程、生物制藥以及以及相關的納米技術等。化學工藝是以化學方法以化學方法、改變物質組成與組織結構合成新物質為主的一種生產過程與技術。而化學工程與工藝就是一種優化產品加工、生產的過程。在化學工程領域之內與之相關聯的行業特別多,同時也與許多現代高新科技領域具有一定程度上的相互影響作用,在很大程度上推動著我國科技的發展、進步,增強了我國的綜合國力。
1.化學工程與工藝對環境保護的意義
現階段,“綠色”這一詞匯已經逐漸被人們所熟悉,而環保也逐漸成為了人們普遍所追求的一種生活方式以及生活態度。實現環保節能這一生活方式、生活理念重要途徑之一便是對化學工程與工藝的研究。化學工程與工藝相對程度上而言是一門比較具有顯著工業特色的學科,其所研究的范圍相對程度上也比較廣,同時應用范圍也特別寬。對于化學工程與工藝的研究,一方面需要降低污染、節約資源,另一方面需要實現人類利益的最大化。據調查數據顯示,很多國內外的企業都在進行一些與綠色環保方面的相關研究。
2.相關新興化學工程與工藝的技術研究
2.1綠色化學工程
綠色工程即無污染、無化學、無害物質。綠色化學就是研究、利用原理在一定程度上在化學產品的設計、開發以及加工生產過程中盡量減少、消除會對人類健康以及環境的影響的一門科學。因此,在一定程度上盡可能的運用化學工程與工藝去減少一些有害的原料、催化劑的產生與使用,盡可能的從根本上阻隔污染源的產生。綠色化學的主要作用就是從源頭上對污染物進行有效的減少或者消除,同時可以利用綠色化學生產出來一些對環境的保護有利的材料,然后經過回收廢物進行循環利用,在最大限度上保證化學工程與工藝的“綠色化”。
2.2化學工程與工藝的分離過程
在現代社會,蒸餾法是最主要也是用的最多的一種分離工程方法。相對而言,我國在蒸餾分離工程方法方面的研究已經有了相對程度上相比較豐富的理論依據以及實踐經驗,但是在很多方面依舊需要進行完善。現階段,有許多國家的科學家認為膜分離技術(就是吸附分離——運用一些氣體的干燥、廢水等污染物的處理等等)是現在最具有發展潛力的一項分離工程技術。它具有節能、高效以及易于清理等特點,但是同時它也具有一些問題需要去防治、改善。
2.3超臨界流體(SupercriticalFluid,SCF)
超臨界流體是一種溫度還有壓力,都在臨界點之上的無氣體液體的相界面。最近幾年,超臨界水氧化法(SCWO)在環境治療以及保護方面的應用、研究在相對程度上較多,而在化學工程與工藝方面相對研究比較少,依舊處于研究實驗期。
2.4提高反應選擇
化工生產過程的重要組成之一是化學反應,原料由反應得到產物,因此,便可以選擇相對程度上更為合理的反應途徑去實現提高生產效率以及產品質量的效果。影響化學反應的因素有很多,像反應溫度、反應條件以及反應時間等。比如在氧化反應過程中往往會產生大量的熱,因此原料就會因為受熱而發生質變,進而導致產品的質量降低。
3.總結
現階段,世界不僅面臨著資源的短缺的問題,同時也面臨著能源短缺的問題,全球國家都認為社會經濟的發展需要建立在綠色環保的基礎上,提出了資源的節約以及保護環境的要求。因此,這在一定程度上就要求在化學工程和工藝的配合上要緊密,發展上應該實現協同性發展。就這一方面,我國實現了可持續發展理念和化學工程工藝的融合,這樣,將化學工程和工藝技術相關的聯系在一起,重視其發展的綠色化,推動了傳統的化學工藝和工程的發展,降低了其發展給環境帶來的壓力,實現了資源的節約,環境污染的降低,綜上所述,開發新的能源對我國未來化學工程與工藝的發展是極為重要的一條道路,同時也是增強我國綜合國力的一條道路。
參考文獻
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一、生物質化學工程人才的需求分析
能源是人類社會賴以生存和發展的基礎。隨著經濟的飛速發展,我國能源消耗快速增長,已躍居世界第二大能源消費國。我國能源總量和人均占有量卻嚴重不足,石油供需約缺口1億噸,天然氣供需約缺口400億標準立方米。而且,由于清潔利用的技術難度較大,化石能源在使用過程中引發了諸多的環境問題。生物質能是第四大一次能源,又是唯一可存儲和運輸的可再生能源。發展生物質能將緩解能源緊缺的現狀和減少化石能源造成的環境污染。我國幅員遼闊,又是農業大國,生物質資源十分豐富。據測算,我國目前可供開發利用的生物質能源約折合7.5億噸標準煤。國家“十一五”發展規劃明確提出“加快發展生物質能”。同時,隨著化石資源日益枯竭,化學工業的原料也將逐步由石油等碳氫化合物向以生物質為代表的碳水化合物過渡。目前,世界各國紛紛把發展生物質經濟作為可持續發展的重要戰略之一。以生物質資源替代化石資源,轉化為能源和化工原料的研究受到普遍重視。政府、科研機構和道化學、杜邦、中石油、中石化、中糧等大型企業爭相研發和儲備相關技術,并取得了一系列重大進展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龍巖卓越新能源發展有限公司,依托我國自主知識產權的生物柴油生產技術,相繼建成規模超過萬噸的生產線,產品達到了國外同類產品的質量標準,各項性能與0#輕質柴油相當,經濟效益和社會效益俱佳。我國對以生物質為原料生產化學品(即生物基化學品)極為重視,已列入科技攻關的重點。例如,生物柴油生產過程中大量副產的甘油是一種極具吸引力的非化石來源的綠色化工基礎原料。從甘油出發生產1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和環氧氯丙烷等大宗化工產品,已經實現或接近產業化。新興產業的發展,最根本的是靠科技的力量,最關鍵的是要大幅度提高自主創新能力,其核心是人才的競爭。浙江是經濟大省和能源小省,能源資源低于全國平均水平,一次能源消費自給率僅為5%;而氣候條件優越,是我國高產綜合農業區,森林覆蓋率達60%,生物質資源居全國前列。浙江省乃至全國的生物質能源產業和生物質化學工業的蓬勃發展,對生物質化學工程人才的需求十分迫切。
二、生物質化學工程人才的知識結構
生物質化學工程(專業)模塊是一個新生事物,并未包含在《全國普通高等學校本科專業目錄》之中。在《專業目錄》中與之接近的是生物工程專業。生物工程專業培養掌握現代工業生物技術基礎理論及其產業化的原理、技術方法、生物過程工程、工程設計和生物產品開發等知識與能力的高級專業人才。生物工程專業重點關注圍繞生物技術進行的工程應用,而生物質化學工程重點關注通過化學工程技術(包括生物化工技術)對生物質資源進行加工利用的工業過程。可見,生物質化學工程(專業)模塊與生物工程專業的人才培養目標和知識體系存在著明顯差異,其人才培養模式仍處于探索之中。生物質的組織結構與常規化石資源相似,加工利用化石資源的化學工程技術無需做大的改動,即可應用于生物質資源。但是,生物質的種類繁多,分別具有不同的特點和屬性,利用技術遠比化石資源復雜與多樣。可見,生物質化學工程人才必須具有扎實的化學工程基礎,并熟悉各類生物質資源的特點、用途和轉化利用方式。因此,浙江工業大學將生物質化學工程人才的培養目標定位為:既能把握和解決各種化工過程的共性問題,勝任化工、醫藥、環保和能源等多個領域的科學研究、工藝開發、裝置設計和生產管理等工作;又能將化學工程的基礎知識靈活運用于生物質資源的轉化利用和生物質化工產品的生產開發等領域,勝任生物質能源和生物質化工等新興行業的工作。
三、生物質化學工程人才培養的探索與實踐
(一)組織高水平學術會議,營造人才培養氛圍
2007年4月,浙江工業大學與中國工程院化工、冶金與材料工程學部和浙江省科技廳共同主辦了“浙江省生物質能源與化工論壇”。中國工程院學部工作局李仁涵副局長分析了我國能源技術的發展狀況,強調了發展生物質能需注意工藝過程的綠色化。浙江省科技廳壽劍剛副廳長介紹了浙江省能源消費狀況和新能源技術研發動態,鼓勵省內外的科技工作者為改善浙江省能源緊缺現狀而努力工作。浙江工業大學黨委書記汪曉村回顧了浙江工業大學的發展歷程,介紹了浙江工業大學化學工程學科在生物質能源領域的科學研究特色和人才培養思路。浙江工業大學的計建炳教授和石油化工科學研究院的蔣福康教授主持了學術交流與討論。閔恩澤、李大東、舒興田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分別從我國發展生物能源的機遇與挑戰、我國生物質能源產業發展狀況、生物質燃料(清潔汽柴油、生物柴油)利用技術、生物柴油聯生產物利用技術和以生物質為原料進行化工生產等幾個方面進行了精辟論述。2009年4月,浙江工業大學承辦了“中國工程院工程科技論壇第84場———生產生物質燃料的原料與技術”。浙江工業大學副校長馬淳安教授在開幕式上致辭,介紹了浙江工業大學化學工程學科在生物質能源領域開展的科學研究和人才培養工作。浙江省可再生能源利用技術重大科技專項咨詢專家組組長、浙江工業大學化工與材料學院生物質能源工程研究中心主任計建炳教授主持了學術交流與討論。國家最高科學技術獎獲得者、兩院院士閔恩澤做了題為“21世紀崛起的生物柴油產業”的報告,重點闡釋了我國發展生物能源和生物質化工的機遇與挑戰。在兩次會議上,來自石油化工研究院、清華大學、浙江大學、浙江工業大學、浙江省農業科學院、中國林業科學研究院和中糧集團等單位的專家學者分別介紹了生物質原料植物的選育、生物質原料的收儲運物流供應體系、生物質原料的梯級利用、生物質液體燃料的制取技術、生物柴油的生產實踐及其副產物綜合利用和生產生物柴油的反應器技術等方面的研究進展。會議期間,閔恩澤院士等人應邀參加了浙江工業大學化學工程與工藝專業建設暨生物質化學工程專業方向建設研討會。閔恩澤院士指出,邁入21世紀以來,針對日趨嚴峻的能源危機和環境危機,國家高度重視能源替代戰略的發展和部署,新能源代替傳統能源、優勢能源代替稀缺能源、可再生資源代替非可再生資源是大勢所趨;因此,化學工程與工藝專業根據國家發展需求調整學科設置、進一步促進交叉學科的發展也勢在必行。閔恩澤院士認為,在降低能耗和保護環境的時代背景下,生物質能源和生物質化工的產業發展為生物質化學工程人才提供了廣闊的發展空間,生物質化學工程(專業)方向的建設思路符合當今化工產業的發展趨勢。近距離接觸學術泰斗,聆聽專業領域的前沿進展,極大地激發了學生們的學習興趣。通過組織高水平學術會議,浙江工業大學營造了培養生物質化學工程人才的良好氛圍。
(二)理論與實驗課程體系
根據人才培養目標定位,浙江工業大學將生物質化學工程(專業)模塊的主干學科確定為化學工程與技術,針對生物質資源加工利用過程的特點,對化工原理、化學反應工程、化工熱力學、化學工藝學、化工設計、分離工程和化工過程分析與合成等主干課程的教學內容進行了梳理。此外,增設了生物質化學與工藝學和生物質工程兩門專業課程。生物質化學與工藝學重點講授糖類、淀粉、油脂、纖維素、木質素、甲殼素、蛋白質、氨基酸等生物質的結構、性質、用途,以及加工轉化為化工產品的生產工藝。生物質工程從原料工程學、轉化過程工程學和產品工程學等角度出發,為學生講授生物質資源轉化利用過程中的工程原理、工程技術和生產實例。化學工程與工藝國家特色專業綜合實驗室在中央與地方共建高等學校共建專項資金的資助下,為生物質化學工程(專業)方向增設了酯交換法制備生物柴油和生物質熱解制備生物原油兩個實驗,并在積極籌備開設生物柴油品質測定、淀粉基兩性天然高分子改性絮凝劑的制備和易降解型纖維素-聚乙烯復合材料的制備等實驗。
(三)實習、實踐和畢業環節
生物質化學工程模塊依托化學工程省級重點學科和生物質能源工程研究中心建設,師資力量雄厚,擁有專職教師14人。其中,正高職稱5人,副高職稱7人,11人具有博士學位,7人具有海外留學經歷。生物質化學工程模塊教師的科研成果成功實現產業轉化,與企業建立了良好的合作關系。生物質化學工程模塊不斷加強產學研合作,與寧波杰森綠色能源科技有限公司、溫州中科新能源科技有限公司等企業簽訂了共建大學生創新實踐基地的合作協議,設立了企業專項獎助學金,拓展了實習實踐渠道;還依托化工過程模擬基地,引入計算機模擬實習、沙盤模擬等方式,豐富了生產實習環節的教學手段。同時,生物質化學工程模塊修訂完善生產實習教學大綱和教學計劃,根據實習廠和仿真軟件編寫實習手冊,強化對實習的質量監控與反饋,建立科學合理的考評體系;增加“內培外引”師資的力量,加快實習指導師資隊伍建設;從實習方式、實習內容、考核辦法和師資隊伍等多個角度出發,確保生產實習教學質量的全面提高,強化學生的工程意識和實踐能力,培養學生的創新意識和創新能力。生物質化學工程模塊教師承擔了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金、浙江省科技廳重大招標項目、浙江省科技計劃項目和企業委托開發項目數十項。從這些科研和工程開發項目中選取的畢業環節課題,更加貼近科學研究、工程設計或工業生產的實際情況,能夠全面檢驗學生所學的理論知識及其綜合運用能力,全方位增強學生結合工程實際,發現問題、分析問題和解決問題的能力,為學生步入工作崗位打下良好基礎。依托實踐教學平臺,從“產品工程”的理念出發,選取若干個恰當的產品,串聯實驗、課程設計、實習、畢業環節和課外科技活動等教學內容,幫助學生理順知識體系,建立起綠色化學和節能環保的基本理念。以生物柴油為例,核心反應是酯交換反應,可以采用水力空化等技術強化反應過程;產物需要采用精餾方法分離,生產廢水需要采用電滲析等方法加以分離;生產過程中還涉及流體流動和傳熱等問題;生物柴油這一產品可以將多個實驗內容組合成一個有機整體,有效降低實驗原料的消耗。教學可以選取其中部分內容作為單元設備設計進行,可以將生物柴油生產車間作為化工設計的教學內容,可以選取部分內容作為學科課外科技項目或畢業環節的研究內容,還可以將生物柴油生產作為創業大賽的競賽內容。學生可以到生物柴油生產企業進行實習,將工藝革新、過程強化和產品工程融為一體,并通過實驗室規模與工業化規模的對比,強化工程意識。
1.1應用型本科人才要求
根據現代化學工業的特征及社會對化工人才需求的趨勢,應用型高校化學工程與工藝專業的目標是培養化學化工理論基礎扎實,實踐動手能力、自主學習能力、創新能力及外語與計算機應用能力較強,適應化工、冶金、能源、輕工、醫藥、環保等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理等方面工作的應用型高級工程技術人才[2]。為了實現上述目標,化學工程與工藝專業應用型本科人才應具備的基本素質與專業能力包括7個方面:①樹立正確的世界觀,具有良好的人文精神、科學素養,能處理好人與環境、人與社會的關系;②掌握化學工程與工藝的基本理論和基本知識;③掌握化學裝置工藝與設備設計方法,掌握化工過程模擬優化方法;④具有對新工藝、新產品、新技術和新設備進行研究、開發和設計的初步能力;⑤了解化學工程的理論前沿,了解新工藝、新技術與新設備的發展動態;⑥掌握文獻檢索的基本方法,具有一定的科學研究和實際工作能力;⑦具有創新意識和獨立獲取新知識的能力[2]。因此,根據現代科技和生產的發展需要,以服務地方經濟社會發展為目標,把握高等教育規律和化學工程與工藝專業特征,制定化學工程與工藝專業應用型人才培養方案,具體如圖1所示。在人才培養方案制定的過程中,合肥學院借鑒德國應用科學大學培養應用型人才成功經驗,非常重視企業的作用,將企業要求與學生的培養相結合,構建理論教學與實踐教學相學體系,確定了以“面向企業、立足崗位、注重素質、強化應用、突出能力”為指導思想的“應用型”人才培養模式。理論教學體系體現“三個服務”原則:基礎理論教學要為專業技術課教學服務,理論教學為提高學生綜合素質服務,把素質教育貫穿于教學全程,為培養學生具有獨立分析和解決實際問題的能力服務,注重培養學生對技術成果的吸納和綜合應用能力。建立與培養目標相適應的實踐教學體系,形成基礎實訓、專業實訓及校內、外實訓教學相結合的綜合實訓教學一體化,完成實訓教學。促進學生掌握專業技能,實施“四年九學期制”,提高學生就業競爭能力。
1.2化學工程與工藝專業人才要求
化學工程與工藝專業是為了適應新世紀化學工業的發展而設置的,是由原來的化學工程、有機化工、無機化工、高分子化工、精細化工、煤化工、工業催化等專業合并而成的寬口徑專業,覆蓋面寬、涉及領域廣[3]。該專業具有兩大特色:一是覆蓋面廣。研究領域涉及無機化工、有機化工、精細化工、材料化工、能源化工、生物化工、醫藥化工、微電子化工等諸多領域;二是工程特色顯著。該專業以化學工程與化學工藝為兩大支撐點,化學工程主要研究化工過程及設備的開發、設計、優化和管理。化學工藝則研究以石油、煤、天然氣、礦物、動植物等自然資源為原料,通過化學反應和分離加工技術制取各種化工產品。化學工程與工藝專業涉及的工程放大技術、系統優化技術和產品開發技術,不僅在化工領域,而且在醫藥、材料、食品、生工等眾多相關領域均大有用武之地。因此,化學工程與工藝專業培養的學生應有較強的工程能力和工作適應性,需掌握化工生產技術的基本原理、專業技能與研究方法,具有從事化工生產控制、化工產品和過程的研究開發、化工裝置設計與放大的初步能力[4]。
1.3應用型化工人才實踐教學體系構建
高等工程教育強調綜合素質的基礎作用和工程素質的定型作用。培養應用型化工特色人才,核心就是培養實踐能力強的應用型人才。以培養應用型人才為目標,以科學發展觀為指導,遵循教育教學基本規律,堅持育人為本,教學為綱,根據學生需要,圍繞學生能力拓展和知識結構構建實踐教學體系。該體系由基本技能、專業能力、綜合能力三層次訓練組成,將課外創新活動和社會實踐有機融合。借鑒德國成功的經驗,培養學生工程設計能力、項目實現能力及創新能力,構建工程化的實踐教學體系如圖2所示。實踐教學根據能力要求可分為3個層次:基礎實踐層、專業實踐層、綜合和創新實踐層。基礎實踐層以強化“三基”,培養基礎能力為目的,將基礎化學實驗分為3個層次和5個模塊,構成一個彼此相連,逐層提高的體系[5]。通過化學專題研究訓練,強化了知識和技能的綜合性;認知實習在實踐教學體系中處于承上啟下階段。學生在與自己相近或相關的崗位上經過認知實習,了解專業所需要的專業知識、能力、素質,有利于他們結合自己的興趣,規劃未來發展,在專業方向的選擇、課程模塊的選擇上會更加理性。2周金工實習和1周電工電子實習,實現基礎能力培養目標;專業實踐層是在理論教學和基礎能力培養的基礎上,通過專業基礎實驗、課程設計、工程實訓等實踐教學的環節實現專業能力培養;綜合和創新能力是對技術基礎知識、運用專業知識解決實際問題能力和知識遷移能力的綜合體現,反映學生整體素質。通過畢業實習、畢業設計(論文)等實踐教學環節,配合第二課堂科技活動,達到培養專業技術應用能力的目的。總之,各層實踐教學活動層層遞進、相互滲透,達到培養目標規定的專業技術應用能力的要求。
2圍繞工程能力培養,實施實踐教學改革
2.1突出強化實踐鍛煉,提高教師實踐教學水平
教師是實踐教學體系的主導者,也是實踐教學體系的實踐者。要培養高質量應用型人才,必須要有高水平的教師隊伍。按照這一思路,為所有的實驗室配備了具有碩士學位的專職實驗教師,采取走出去、請進來的辦法培養教師的實踐能力,派合肥學院高學位高職稱的教師到企業去鍛煉6~12個月,增加教師的工程意識和實踐能力。根據學院要求成立了實驗技術教研室,這不僅是名稱和內涵的改變,更重要的是教育理念的轉變,建立實驗技術教研室,由教授、博士擔任主任,具有研究生學歷的教師為成員,研究實踐教學內容、方法和手段,進行實驗教學、實驗課程內容和方法改革等工作。目前,和化學工程與工藝專業實驗實踐教學有關的合肥學院院級教研立項6項,安徽省教育廳立項3項,獲得教學成果獎合肥學院二等獎一項、三等獎一項;安徽省三等獎一項。聘請企業和設計院等單位人員擔任教師,讓學生參與解決實際工作問題,提高實踐能力。
2.2加強實踐教學條件建設,提供實踐教學載體
實驗室和實習基地是完成實踐教學內容所必需的保障平臺。在實驗室建設方面,加強以無機化學、有機化學、物理化學、分析化學課程為支撐的基礎化學實驗室建設,和以化工原理為支撐的化工基礎實驗室。專業實驗作為一門最能反映專業特色,與專業科學技術發展關系最為密切的實踐性課程,必須跳出原有的框架,重新構建一個能夠全面反映化學工程學科發展方向、適合按專業大類組織實驗教學、有利于培養學生工程實踐能力和創新能力的新框架。根據化學工程與工藝核心課程化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程和技術化工工藝學作為構架,遵循以下原則:緊扣化工過程研究與開發的方法論;充分考慮工程學與工藝學實驗的適當平衡;具有典型性、力求先進性、增加綜合性;實驗內容既符合化學工程與工藝學科發展規律,又具有鮮明的先進性和特色,建立了化工熱力學實驗室等專業實驗室。根據專業和學生發展需要,在專業方向上設立分離工程和精細化工2個化工專業方向,并建立精細化工和分離技術2個實驗室,建立膜材料和膜過程院級重點實驗室1個。校外實習是強化專業知識、增加學生的感性認識和創新能力的重要綜合性教學環節,校外實習基地是培養學生實踐能力和創新精神的重要場所,是學生接觸社會、了解社會的紐帶[6]。以校企互利雙贏為機制,開展產學合作,和中鹽四方集團等14家企業建立良好的合作關系,與企業合作共建實驗室2個。每年由校內和企業教師共同指導學生進行實習,并在畢業論文(設計)環節,由企業提出課題,真題真做,學生將所學知識和生產實際相結合,取得在書本上得不到的收獲。中鹽四方集團、東華集團工程技術人員指導學生設計多次獲合肥學院優秀畢業設計(論文)獎。
2.3第一課堂與第二課堂相結合,著力培養學生創新能力
為了達到實驗課培養學生應用所學知識解決問題的更高目標,以培養學生實踐創新能力為出發點,以學生個性化能力培養為重點,學院制定了《合肥學院學生第二課堂活動學分管理暫行辦法》,將第一課堂與第二課堂結合起來,收到明顯的效果。化學工程與工藝專業,以化學工程師之家和學生參與教師科研為主要內容開展第二課堂科技活動。化工工程師之家于2007年11月建成運行。以培養“未來的工程師”為目標、以工程設計為核心、以模型制作為基礎,通過形式多樣的活動培養學生的工程意識;通過加強合作促進團隊精神;通過模型制作提高工程應用能力;通過工程設計提高工程素養;通過企業化運作模式培養學生效率意識、責任意識和管理能力。作為第二課堂的重要平臺,重點培養學生的工程設計能力、管理能力、協調組織的領導能力和團隊精神。通過借鑒企業化管理模式,營造企業氛圍,培養學生效率意識、責任意識和管理能力,增強學生對社會的適應能力,提高學生的綜合素質。目前,累計培訓學生500人以上。化學工程與工藝學生在各種全國性競賽中取得了一系列好成績。2010年,在科技部等單位舉辦的青年科技創新競賽獲得二等獎,“三井化學”杯第四屆大學生化工設計競賽二等獎和華南地區第四屆大學生化工設計創業大賽二等獎。近3年來,學生34篇,其中被SCI、EI收錄的9篇。
1、化學工程與工藝專業可以考研究生的專業有:
化學工程、化學工藝、精細化工、催化劑、電化學、高分子化學、無機化工工藝、有機化工工藝、精細化工工藝、高分子化工工藝、石油化工工藝、應用化學、化學制藥工藝、高分子材料與工程、應用化學;
2、化學工程與工藝專業研究生培養方向:
掌握化工生產過程和設備的基本原理、設計方法和管理知識,具有化工生產、研究、設計、產品開發的基本能力,具有扎實的基礎知識和求實創新能力、工程實踐能力的綜合型高級工程技術人才;
3、化學工程與工藝專業研究生就業前景:
畢業生能在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫藥、環保和軍工等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面工作。
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關鍵詞:全日制工程碩士;化學工程領域;學科交叉;人才培養模式
化學工程領域含基本無機與有機化工、石油化工與煤化工、精細化工、生物化工、材料化工、冶金化工、環境化工等工業行業。化工產業既是國民經濟建設與社會發展的重要支柱,又與信息、生物、材料、機械、計算機、資源、能源、海洋、航天、國防等高新技術領域相互滲透[1-9]。同時,社會經濟的快速發展對化工產業的產品需求也提出了新的挑戰,迫使傳統化工產業積極開展產品研發和工程技術創新。產業的交叉發展促進了產業結構的調整與升級,與此同時,也促進了高層次應用型工程碩士人才培養模式的改革與探索[6-8]。因此,以化工為基礎的技術革命和技術創新大力發展中高端終端產品迫在眉睫。通過專業學位研究生的培養,以“多學科交叉工程領域”應用型高層次人才培養為目標,搭建高校、企業的橋梁,是實現理論促進生產力發展的重要途徑。
1“多學科交叉”化學工程領域人才培養目標的定位
化學工程領域工程碩士研究生的培養,本著“面向工業界、面向未來、面向世界”的工程教育理念,以西南地區以及國家化工支柱產業發展和社會需求為導向,以實際工程為背景,以工程技術為主線,依托交叉發展的行業需求,培養具有良好的工程職業道德和法規意識,豐富的人文科學素養,強烈的社會責任感,較強的組織管理能力和良好的合作意識,較強的工程技術創新意識和獨立從事創新研發的能力,并能將“交叉學科”工程領域的基礎理論有效應用于化工生產中的產品開發、工程設計、過程裝備設計研發以及工藝技術改造的高層次應用型工程技術和工程管理的人才。
2重慶理工大學全日制化學工程領域工程碩士人才培養現狀
經過多年的建設發展,我校化學工程學科在資源環境化工、精細化工、工業催化、化工裝備與控制等領域已經形成了明顯的優勢和特色。在資源與環境化工領域,針對重慶及西南地區特色資源和社會經濟發展重大需求,建有“重慶市化工廢水與污染控制工程技術研究中心”,與企業聯合建有“重慶市光氣衍生物企業工程技術研究中心”。重點開展天然氣資源精細化利用、化工產業廢水污染控制與資源化、重金屬污染土壤修復和固廢處理等領域的研究。在精細化工與工業催化領域,重點開展催化材料、納米材料、能源材料等化工新材料方面的研究,與企業聯合建有“重慶市化工本質安全協同創新中心”。研究成果主要應用于電子工業、能源化工、天然氣化工、石油化工、煤化工、氯堿化工等領域。在化工過程裝備與控制領域,依托我校化學化工學院的“過程裝備與控制工程”專業和學校“機械工程”一級學科碩士點建設發展。在新型環保設備、新型分離過程設備、化工設備腐蝕與控制技術研發方面形成了自己的特色和優勢,與企業聯合建有“重慶市防腐涂料工程技術研究中心”。在上述學科領域里,由于長期與重慶化工產業界合作,已經形成了基礎研究與工程實際緊密結合的特色發展之路。因此,化學工程領域工程碩士培養已經實現了多學科交叉的人才培養格局,并開展了多學科交叉全日制工程碩士培養模式的改革與探索。通過化學工程與材料工程、機械工程、環境工程、車輛工程、生物工程、控制工程等工程領域的交叉融合,立足于企業的發展和需求,建立了較為完善的實踐教學體系和多家校外實踐教學基地,形成了多學科交叉的大綜合工程性應用型高層次人才培養模式。
3“多學科交叉”全日制化學工程領域課程體系構建
化學工程領域專業學位碩士研究生的培養總體上分為校內與校企聯合的兩階段培養模式。校內培養階段主要完成課程學習,校企聯合培養階段采取實踐、學習研究、論文相結合的培養模式。課程體系按照由基礎向專業方向發展的分模塊化設置,主要包括基礎模塊、基本技能模板與工程交叉融合模板、以及與地區化工產業特點相結合的工程實踐模塊,如圖1所示。在公共基礎模塊,除了設置公共的工程英語,政治和工程數學外,還增設了工程經管課程,培養工程管理人才。在學位基礎課程中,針對化工企業在反應和分離等基礎知識方面,開設了高等反應工程和分離工程,并開設了化工過程設計,以期培養學生的工程設計能力。增設了知識產權和文獻檢索等課程,培養學生在科研成果方面的查詢和寫作能力。在工程交叉融合模板,立足于化工產業與機械工程、材料工程、車輛工程、控制工程、生物工程等方面的融合,每個模塊都開設了3門課組課,比如化工與機械的結合,開設了過程原理與裝備、壓力容器的分析設計、高等化工流體力學等課組課。教學內容上突出化工理論與技術的先進性和實用性,通過精選教學內容,充分利用多媒體等現代化教學手段,采取理論結合實際的案例式教學、以問題為導向的啟發式教學、課堂研討式教學和課程結合課內實驗等教學模式。根據工程碩士人才培養的要求,改革課程教學評價與考核方式,采取筆試、案例分析、小論文等靈活多樣的考核方式,突出學生的問題分析與知識應用能力。實踐教學與學位論文主要在實踐基地完成,可采用集中實踐與分段實踐相結合的方式。通過在具體的生產崗位輪崗和企業主要管理崗位見習學習相結合的方式進行。企業學習培養采取以企業高級技術人員(管理人員)為主、學校指導教師為輔的校企聯合指導的方式,學生在“雙導師”指導下,通過在企業參加實踐活動獲得在實踐中鞏固和深化理論知識、培養學生發現并解決工程實踐問題的能力,在企業完成論文選題和論文研究工作。論文選題應直接來源于生產實際或者具有明確的生產背景和應用價值,論文選題應有一定的技術難度,并有一定的理論基礎,具有創新性、先進性、實用性。
4總結
隨著科技的發展,高附加值的中高端化工產品的發展成為了發展方向,這需要機械,材料,控制工程等為支撐。同樣,科技的發展也引領了產業的深度交叉融合,因此,在高層次的應用型工程碩士培養過程中,需要重新定位多學科交叉下全日制化學工程領域工程碩士的人才培養目標,充分發揮行業和專業組織在培養標準制定、教學改革等方面的指導作用,建立學校與行業企業相結合的專業化教師團隊和聯合培養基地,強化專業學位研究生的實踐能力和創業能力培養,推動學科交叉下全日制化學工程領域工程碩士人才培養改革與實踐。
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關鍵詞:能源化學工程;專業建設;課程體系;師資隊伍
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)06-0209-02
一、能源化學工程專業建設背景
能源與環境問題是21世紀人類面臨的兩大基本問題。隨著世界經濟的不斷發展,人類社會對能源的需求越來越多,石油、煤炭等不可再生化石能源的儲量逐漸消耗殆盡,且全球每年因消耗化石能源而向空氣中排放大量的氣體(CO2、SOx和NOx等),除了引起局部地區的煙塵、灰霾、酸雨、光化學霧和連帶的重金屬鉛的污染外,更造成了全球的氣候變化、溫室效應日漸顯現。含碳能源(煤、石油和天然氣)的高效潔凈利用及具有清潔、低碳、可再生等優勢的太陽能、風能、地熱能、生物質能、海洋能等新能源的開發和利用成為未來中國經濟可持續發展的關鍵。為適應我國對可再生能源和清潔能源等新能源的迫切需求,東北石油大學化學化工學院根據自己的辦學定位,發揮已有的專業優勢,主動適應,準確定位,于2010年新增了能源化學工程本科專業,也是教育部首批建立的10個能源化學工程專業之一。專業獲批后,于當年從09屆轉來1個班的學生,并新招10級2個班的學生,目前已有1屆畢業生。關于能源化學工程專業本科生的培養方案、培養模式和培養體系則處于不斷探索和完善中。
二、能源化學工程專業定位與培養目標
新專業的定位決定了專業以后的發展方向,也決定了師資隊伍的配置、實驗室建設、課程體系的建立以及學生畢業后的就業等。專業人才培養目標的制定,首先必須在對專業深入分析和了解的基礎上,結合國情和學校的條件,考慮專業發展與社會進步對人才的客觀、合理的要求。所以本專業定位應以拓寬專業面、培養寬口徑的掌握能源化學工程專業知識和技能,具備新產品、新工藝、新設備、新技術研究和開發的基本能力,能從事化石能源(包括石油、煤、天然氣)、新能源(包括太陽能、氫能、生物質能等)化工過程工程的研制與開發、裝置設計、生產過程的控制以及企業經營管理等方面的工作,具有創新精神和較強工程實踐能力的高級應用型人才。
三、能源化學工程專業課程體系的構建
課程體系是否合理、課程內容是否先進直接關系到培養人才的質量。能源化學工程專業是一門內容豐富而又廣泛的科學與工程,屬交叉學科。專業按照東北石油大學“通識教育+學科專業基礎+專業教育+實踐教學”四個層面設置課程,構建了厚基礎、寬口徑、重視學科交叉的課程體系。通識教育主要包括兩課、綜合基礎、外語、計算機、體育、公共藝術及跨學科門類修讀課程;學科專業基礎主要包括高等數學、大學物理、無機化學、有機化學等學科基礎課程以及物理化學、化工原理、化工熱力學、化學反應工程、線性代數、分析化學、工程制圖等等專業技術基礎課程;專業課程主要包括石油加工工程、基本有機化工工藝學、能源化工設計、能源轉化催化原理(雙語)等課程,同時開設了大量的專業選修課,注重學科交叉,拓展了學生的知識面;實踐教學包括實驗課程和實踐教學環節兩個部分,實驗含課程實驗和專業實驗,所有的化學、物理類課程均設置了配套課程實驗。實驗中增加了綜合性、設計性實驗以及創新性的比重。實踐教學環節除了實習、實訓、課程設計、畢業設計外,還開設了創新實踐和科研訓練等環節,在實踐教學活動期間,學生可靈活選擇在企業或校內完成。各教學環節學分分配情況如圖1。
能源化學工程專業構建的課程體系的特點是:注重各部分之間的系統性與協調性,充分強調理論教學與實踐環節并重,基礎理論與專業知識并重的原則,力求體現德、智、體、美全面發展。培養的學生既有豐富的基礎理論和專業知識,又有較強的實驗技能和實驗設計能力,并了解所學專業方向的學科前沿及發展趨勢。
四、師資隊伍建設
沒有高水平的師資隊伍就無法建設高水平的專業,所以師資隊伍是專業建設的根本保障。東北石油大學制定科學合理的人才引進政策,采用各種優惠條件吸引高層次人才來校工作,補充新專業建設所需的專業教師,重點引進高水平的學科專業帶頭人以及主干課程的專任教師,重視已有人才的培養提高,充分發揮老教師帶青年教師的傳幫帶作用,提高教師隊伍的整體水平和素質。目前本專業已有10名教師,全部具有博士學位,2名教授,4名副教授,同時還聘請了企事業單位、科研院所及其他高校等高水平的專業人員擔任新專業的兼職教師。已經構建了年齡、職稱、學歷等結構合理、教學與科研綜合水平高的具有發展潛力教師隊伍,保證了新專業的建設順利完成。
以上是針對戰略性新興產業相關的本科能源化學工程專業的學科特點和辦學定位,從培養目標確定到課程體系、師資隊伍等方面的建設進行了初步的探索與實踐。為適應國家經濟發展對戰略性新興產業相關人才的迫切需求,下一步我們將進一步創新人才培養模式、完善課程體系,形成科學的人才培養方案,建立科學的管理制度,從而有效地保證人才培養質量,為社會培養具有創新精神和較強實踐能力的高素質能源化學工程專門人才。
關鍵詞:化學工程與工藝;工程實踐;能力培養;體系構建
1化學工程與工藝專業現狀分析
從發展歷程來說,我國近代的化工產業遠遠落后于世界其他國家和地區,在人才培養方面存在很大的弊端。建國以后,為了改變這種現狀,國內開辦了很多職業化工教育院校以培養應用型人才。在所開設的專業中,化工工程與工藝專業是一門實踐性強、動手能力要求高的學科,在教學目標中,強調學生的獨立工作能力、獨立自主能力和探索實驗能力。從上世紀80年代以來,我國的化工類專業人才逐漸進入市場,在滿足社會發展需求的同時,也逐漸反饋一些人才培養的改進信息。就現狀而言,化學工程與工藝專業的教育體制依然需要改革,人才培養方式依舊需要深化,使之能夠適應快節奏的現代化化學工業發展,滿足市場經濟體制下人才競爭的需求,提高企業在國際市場上的競爭力。
2加強工程實踐能力培養的策略
(1)重視基礎知識的掌握
化學工程與工藝專業具有較強實踐性的特點,對于大部分學生而言,牢固的掌握基礎知識,是日后提高自己的關鍵。從教學角度來說,從大學專業入門基礎課程抓起,嚴格要求,特別是在基礎實驗動手能力方面要打好基礎。結合專業特點而言,化學工程與工藝所涉及的基礎學科包括化工原理、反應工程、化學工藝設備及化學物料基礎管理等。如果忽視了基礎知識的掌握,不但在真實工作中難以適應,也很難再有彌補的時間和精力。相對應地,基礎知識掌握牢固,在安全、精細、穩定等操作層面會養成標準化的習慣,甚至不需要規章制度的約束就能夠主動做好,促使工作效率大幅度提高。基于這一目標,要求教師在教學的過程中采取多樣化的方式,讓學生更多的接觸到現實崗位環境。如借助多媒體手段,綜合應用視頻、動畫、圖片等,讓現實中的具體形象呈現在學生眼前,比單純地依賴課本去講解、去想象要更有效果。例如,借助3D動畫模擬的形式,對某一化工設備的工作原理展開講解,通過不同角度、分解狀態或透視功能,讓學生了解工作狀態中的機械設備狀態;同時,也可以模擬不按照規章操作之后,可能發生的危險狀況。而利用這種手段,可以舉一反三,實現基礎知識的強化。
(2)突出教學與實驗結合
在校學習階段,學生的動手能力主要依賴于實驗,為了滿足進入工作崗位之后具有更好的適應性,教學過程要與實驗案例緊密的結合起來。一般來說,化學工程與工藝專業教材中,每一章節都存在典型的工程案例分析,而這些案例只是通過簡單的講解,是不能發揮實踐能力鍛煉的作用的。結合教學中所涉及的案例,教師設計相應的實驗項目,將知識點和實際操作巧妙的結合起來,不僅可以提高學習的新鮮感,也能夠激發學生的自豪感和學習主動性,培養濃厚的研究興趣。
(3)培養科研及工程設計能力
化工行業的人才培養與常規人才相比具有較大的差異,循規蹈矩或墨守陳規是不能促進生產效率提升的,科研能力和工程設計能力的培養是必須的,也是在未來的工作崗位中解決實際問題的重要訓練。結合現實情況來說,我國在培養科研能力和工程設計能力方面還有很大的欠缺,突出表現是畢業考核中,化學工程和工藝人才重視論文寫作,但不重視設計內容,導致能力的培養發生了偏離;而只會“紙上談兵”的人才是不可能發揮實際的作用的。建議針對該專業的人才培養考核機制進行改革,增加更多的實踐性內容。
(4)構建穩定的崗位實習基地
實習是從校園走上工作崗位的第一階段,也是理論聯系實際的重要時期。工科學生的實習周期較長,而化學工程與工藝專業學生在實習中,應該更多地接觸到基層,了解真實工作環境的狀態。但是,從安全性角度考慮,最好的方式是具有一個相對完善、監督嚴格的實習場所。通過學校與企業簽訂人才培養合同的方式,建設穩定的崗位實習基地,匹配一些技術成熟的工程技術人員,且具有較好表達能力,可以在實習中為學生講解相關問題及解決措施,達到事半功倍的效果。
3結語
綜上所述,隨著我國現代化工業體系的不斷發展和完善,化工工程與工藝專業作為一個實踐性強、應用范圍廣的專業,應該從完善學校教育環境和人才培養體制入手,增加投入、嚴格要求,為我國的工業現代化發展貢獻力量。
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