化學工程技術范文

導語：如何才能寫好一篇化學工程技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

化學工程技術簡稱化工技術，在化學生產領域中有著非常重要的地位。利用化學反應理論技術基礎，進行大規模的化學工程生產，從而生產滿足化學領域需求的產品。在農業方面，化學工程技術就起到了非常重要的作用。農作物的農藥，化肥等都是化學生產的產品。這些產品對于人們的生產與生活都有著非常重要的聯系。因此化學工廠成為了市場化學產品的主要生產基地，而化學工程技術也成為了化學生產的技術基礎。那么，對于化學工程技術而言，其有著哪些核心優勢呢？化學工程技術的技術理念又是什么呢？

1.1化學工程技術的技術理念分析

化學工程技術是基于化學反應以及化學元素等理論基礎進行的大規模的生產性技術，利用先進的設備與反應環境，實現對某種產品的大量批量生產，以此來滿足人們對于化學產品的需求。在化學工程技術中，理論基礎是必不可少的，但是，在生產的過程中，反應設備等的建筑也非常重要。因此反應設備也有可能是反應物質，因此為了能夠追求最高的生產效率，滿足人們的生產需求，化學工程技術在技術完善性方面做了非常大改進。在廢物處理方面，也有了完善的體制，從而減少了因為化學生產而對環境方面造成的傷害。

1.2化學工程技術的核心優勢分析

化學工程技術以化學反應以及化學元素理論為基礎，通過大規模的化學反應來生產市場所需的化學產品。由于在自然界中，很多化學產品不是自然形成的，即便在自然界中存在，其存量也無法滿足需求。因此，為了能夠滿足人們對于某些化學產品的使用。就可以通過化工生產，來進行批量的生產，保證足夠的供應。因此，對于化學工程技術而言，其技術核心可以概括為以下幾個方面：第一，完善的技術理論基礎；化學反應原理，原子守恒等化學理論技術，成為了化學工程技術的完善的理論基礎體系。如果在生產的過程中，對于某一種元素物質產品需求量較大，那么就可以通過化學技術進行實現。例如，在現代社會中，為了能夠呼吸到新鮮的空氣，很多人開始喜歡吸收純氧。那么，就可以利用化學理論進行純凈氧氣的生成，從而滿足人們的需求，當然，這也在一定程度上實現了市場的拓展。第二，高效的生產效率，化學工程技術為化學產品的生產奠定了強大的技術基礎，為了滿足市場的需求，化學工程技術在高產出，以及高效率等方面做出了非常大的改進，在原料提取以及生產加工的流程方面也有了十足的進步。因此，在技術優勢方面，滿足了市場化的生產模式。通過化學工程技術的引入，讓化學生產領域實現了模式化，一體化以及車間化的生產模式，不僅僅實現了高效的化學生產，更在一定程度上實現了成本壓縮等?？傊?，化學工程技術的核心優勢非常明顯，對于市場的發展而言，也有著推動性的作用。

2綠色化工技術在化學生產中的應用

雖然在化學生產領域中，化學工程技術起到了非常重要的作用，也讓人們的需求得以滿足。但是，由于化學生產過程中，容易產生大量的污染物質或者是廢棄物質，在傳統的化學生產以及化學工程技術中，并沒有完善合理的治理措施。甚至在一些化學工廠中，這些污染物或者廢棄物是直接進行無處理排放的。長期以往，對于環境造成的傷害是非常大的。近年來，我國的霧霾以及化學煙霧，癌癥村等現象的出現，也就在一定程度上說明了化學生產中出現的問題。因此，為了能夠保證化學生產的良性發展，也是為了能夠符合當前節能環保技術的理念。綠色化學工程技術開始得以研發，并逐步應用到化學生產領域，從而從根本上改變了化學工程技術的面貌。綠色化學與綠色化學工程技術，是代表未來化學生產的方向性理念。在化學生產的過程中，建立完善的生產體系，尤其是在反應的過程中，杜絕傳統的為了結果而不惜代價的生產方式，采用綠色型與節約型的生產方式，在技術方面，也需要不斷進行技術改革，尤其是廢物處理技術中的一些設計中，要充分體現綠色化學的特點，并能夠做到真正意義上的節能減排，廢物有效處理。總之，化學生產領域中，綠色化學的理念一定要深入其中，綠色化學工程技術的研發也應該繼續，生產需要滿足市場，也同樣要保證環境的安全。

3結語

篇2

【關鍵詞】化學工程技術；化學生產；應用

前言：

伴隨科學技術的發展，專業人員對化學工程研究已經從單一走向研究領域與多學科相結合的多元化方向發展，隨著時代的需要，科學技術的發展，新的發展熱點的出現，化學工程的發展方向也是多元化的?；瘜W工程技術多元的發展給社會帶來的也將是全新的面貌，推動整個社會向前的步伐。

1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?；瘜W生產關系著全社會對化工產品呢的需求，也影響著我國其他產業的生產發展?；瘜W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。

2化學工程中的新型反應技術

2.1綠色化學反應技術

環境問題在當今社會的發展中尤為重要，而綠色化學就是指不會污染環境的，可以保護環境的化學技術。這種技術主要采用化學方法和技術來減少甚至消除潛在污染源，比如那些妨礙社會安全、對人類健康有害、影響生態環境的原材料都可以通過這種技術加以治理，從而減少環境污染，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就加以消除和治理，因此，對環境治理非常徹底。

2.2超臨界化學反應技術

所謂的超臨界液體就是指具有液體和氣體雙重性質的物質。當壓力和溫度都位于臨界點之上時，其狀態也位于氣體和液體間。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。我國目前的超臨界化學技術雖然已經取得巨大的進步，但是有些方面還不夠成熟，仍然具有非常廣闊的提升空間，需要繼續努力開發。

2.3新分離技術

傳統的分離技術是利用沸點不同，使不同的組分從分離塔中先后分離出來。首先是對設備的強化，隨著科學水平的進步，分離技術也在不斷地更新和改進，但是任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。

3化學工程技術在化學生產中的應用新方向研究

3.1傳熱過程的強化

此研究主要是改進換熱器的設備，通過這種方法來提高傳熱效率，并且使設備可以持續放熱。要達到這個目的，就必須改進原來的設計工藝，開發新型傳熱材料，這樣才能不斷優化傳熱技術。

3.2微細尺度傳熱學

微細尺度是傳熱學中一個熱點的分支學科，具有非常廣闊的發展前景。當物體尺寸大于連續介質時，由于尺度微細，原來的影響因子也會發生變化，這樣就導致了傳入和流動規律的變化。目前的納米和微米科學都取得了明顯進步，也衍生了很多以微細尺度傳熱學為基礎的研究領域，并取得了豐碩的成果，比如微型熱管、多空介質流動傳熱、高集成度電子設備等多項研究成果。

3.3傳熱理論

一直以來，人們都在研究液體核態沸騰的原因。但是由于沸騰復雜多變，研究過程中無法進行準確的計算。目前的研究方法存在的嚴重缺陷是計算的準確率過低，而且必須以大量實驗做為基礎保障。因此我們必須從新角度來和研究問題，根據基本理論，找出新的計算方法和模型，不斷深入研究傳熱理論。

3.4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。

3.5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。

3.6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。

3.7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，得出結論可以為化學工程發展研究提供新的方向。

3.8做好人才工程的建設

21世紀國際社會的競爭實質上就是以科技實力為基礎的綜合國力的競爭，誰在科技上遙遙領先誰就掌握了國民經濟發展制高點?？茖W技術的競爭說到底是人才的競爭，人才是科學技術發展的動力。而化學工程技術也同樣需要優秀的人才，因此，我們要加強化學工程的教育，培養出更多的優秀化學人才。另外，還要提高化學工程待遇，加強國內外的學術交流。目前化學工程技術正處在飛越發展期，隨著化學技術的不斷加大，化學工程技術必將以全新的面貌展現在我們面前。

4結束語

綜上所述，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，為滿足人們的日常需求和社會穩定作出重大貢獻。

本文主要概述了化學工程技術，并對其中的一些核心技術和研究進展進行了闡述，比如綠色化學反應技術、超臨界液體技術和新分離技術等，希望可以更好地促進化學工程技術的發展，不斷改進理論和技術，進一步擴大其應用范圍，使它發揮更大的作用，為人類提供更好的生活，同時促進社會的不斷進步和發展。

參考文獻：

[1]張楊.淺談化學工程技術在化學生產中的應用[J].科技創新與應用.2014（08）.

[2]陳偉.淺析化學工程技術在化工生產中的應用[J].科學專論.2013（01）.

[3]張燕.化學工程在化工生產的應用探析[J].技術與化學工程.2013（09）.

篇3

關鍵詞：綠色化學工程技術；意義；應用

近幾年來，隨著化工技術的不斷發展，化學工程取得了重要的進步，但與此同時也產生了很嚴重的環境污染問題，進而使得化學學科的發展受到了一定的限制作用。為了很好地改善污染的問題，越來越多的人開始采用綠色化學工程技術，綠色化學工程技術的應用不僅減少了溫室氣體的排放，更有利于生態環境的優化，最重要的是，很好地推動了我國經濟的發展與進步。由此可見，探討綠色化學工程技術應用的具有重要意義[1]。

1應用綠色化學工程技術的意義

1.1有效減少溫室氣體的排放

近幾年來，隨著國民經濟條件的改善，越來越多的人都擁有了私家車，馬路上車的數量越來越多，車輛增加，車尾氣的排放量自然增加，空氣污染變得嚴重，進而產生了大量的溫室氣體，導致氣候變暖、冰川融化，還會引發臭氧空洞，造成氣候異常，進而使得我國的生活環境變得越來越差。而近幾年來，綠色化學科技的一項重點研究內容就是將對生態環境沒有污染的一些能源轉化為可利用的資源。如太陽能、風能、生物能以及地熱等。首先，這些新能源的使用可以節省現有的能源的消耗，其次，這些能源的使用可以減輕一定的費用，最重要的是，可以減少空氣中溫室氣體的排放，進而起到保護環境的作用[2]。

1.2推動國民經濟的可持續發展

經濟的發展是無限的，但是自然資源是有限的。倘若一味地開采以及使用自然資源，那么便會出現自然資源匱乏的現象，“物以稀為貴”，自然資源枯竭，資源的價格自然會上漲，導致經濟的發展受到一定的抑制作用。另外，隨著化工污染的加劇，化工產業的發展也逐漸受到了影響，且部分產業的進出口也受到影響，進而導致國民經濟得不到提升，發展受到抑制。

2綠色化學工程技術的應用探討

2.1在海水淡化的過程中應用綠色化學工程

水是人類社會活動的起源，也是人類生活的基本，沒有水，人類將很難生存，由此可見，水對于人類的生存的重要性，但是近幾年來，隨著工業污染的加重以及農業生產的發展，我國的水資源呈現嚴重匱乏的現象，為了得到很多的水資源，我們開始采取淡化海水的措施，而綠色化學工程技術在淡化海水的過程中扮演了很重要的角色。所謂的淡化海水，主要指的就是去除海水中的鹽水，得到淡水，傳統的環境下，很多人采用通過酸堿換去除鹽水，得到淡水的方法，這種方法雖然也可以實現海水的淡化，但是同樣會帶來另一種污染，進而使得環境污染情況加劇[3]。

2.2綠色化學工程技術在涂料生產中的應用

在中國，除了汽車尾氣的排放會嚴重污染空氣以外，涂料的制作也會產生很多污染，進而給環境帶來一定的影響。另外，在制作涂料的過程中，也會產生很多的廢料，這些廢料流入水中，一樣會給水帶來污染，且這些水一旦被人們所使用，將會引發很嚴重的后果，輕者產生健康問題，重者可能直接引發癌癥。綠色科技逐漸應用于許多工廠進行開發綠色產品。通過對工藝設備進行改造和優化，降低VOC，優化配置、清潔生產、使得污染最大限度降低。隨著無機礦物涂料、固體涂料、乳膠漆等綠色涂料的誕生，涂料生產正向著科技含量高、無毒無污染、產品更優的方向發展[4]。

3結束語

綜上所述，我們可以發現，綠色化學工程技術的使用不僅可以降低空氣中溫室氣體的排放，還可以促進經濟的提升，希望在與之對應的一系列的生產措施的建議下，無論是海水的淡化還是涂料的生產都能夠得到有效地改變，降低對環境的污染，提升對于綠色化學工程技術的有效利用，促進我國化學工程技術的可持續發展。

參考文獻

[1]王鑒，柳榮偉，陳俠玲.綠色化學推動分離工程技術的進步——綠色分離工程[J].化工科技，2008，（1）：57-60.

[2]趙華成.綠色化學及其綠色系統工程技術與環境友好[J].化學教育，2007，（6）：6-10.

[3]朱明喬，謝方友，吳廷華.綠色化學與技術在化學工業中的應用[J].化工生產與技術，2002，（4）：27-30；51-52.

篇4

關鍵詞：化學工程；技術創新；石化工業；裝置建設

引言

化學工程是研究化學工業為代表的，是對石化工業的生產過程中有關化學過程與物理過程的原理和規律進行研究，并利用這些規律來解決工業裝置的建設。隨著石化工業的不斷發展，石化工業所涉及的范圍也越來越廣，因此重視化學工程技術的創新，并在石化工業裝置建設中得到實踐與發展是非常必要的。而同時，隨著石化工業裝置建設的發展，化學工程技術創新提供了必要的條件。

一、石化工業裝置建設中的主要改造的部分

在石化工業裝置中，工業爐是整個生產工藝中的重點設備，無論是煉油、有機原料的煉成和合成樹脂的工藝都需要借助不同工業爐完成。比如在煉油中，最為常見的石化工業裝置有裂解爐、轉化爐和加熱爐等。它們能夠按照不同的作用，不同的工藝要求，發揮不同的效果。但目前大多數的石化工業裝置仍然是根據其外形將工業爐分為五類：

1.管式加熱爐：按形狀分為圓筒爐、立式爐、箱型爐。管式爐爐體一般由鋼架及筒體（或箱體）組成，爐內襯有耐火材料和隔熱材料，還有爐管系統、爐配件和煙囪等部分。根據其受熱形式有純輻射式和輻射-對流式。管式加熱爐是石油化工行業最常用的爐型，以后各節主要圍繞管式加熱爐展開介紹。

2.立式反應爐：這類爐的爐體基本上是受壓容器，如甲烷化爐、中（低）溫變換爐、氣化爐、二段轉化爐等；另一部分類似平頂(底)或錐形頂(底)的常壓容器，如沸騰爐、蓄熱爐、煤氣發生爐等，爐體多數均有復雜的內件和襯耐火材料，催化劑填料等。

3.臥式旋轉反應爐：爐體呈臥式旋轉筒體，內部裝有螺旋輸運器或加熱爐管，外部有傳動及減速裝置，如HF旋轉反應爐等。

4.帶傳動、升降投料裝置的反應爐：這類爐設備類似容器，但外部有投料提升裝置，爐內有內襯或砌筑耐火和隔熱材料，如電熱爐等。

5.其他工業爐：焚燒爐：用于廢氣、廢液、廢渣的焚燒。將其中有害物質經焚燒轉化為無害物質排出。如污泥焚燒爐、硫磺回收裝置焚燒爐。干燥爐：用于干燥工藝物料。熱載體爐：塑料廠用的較多。當化學工程技術得到創新，石油化工裝置也需要做出相應的改變，以發揮化學工程技術的作用，提升自我生產率。所以為了進一步提升我國石油工業事業的發展，并且配合化學工程技術的創新發展，石化工業裝置的主體——工業爐也應該進行相應的改造。

二、化學工程技術創新在煉油方面的實踐與進展

1.催化裂化技術

在煉油裝置中的創新體現催化裂化是石油煉制過程之一，是在熱和催化劑的作用下使重質油發生裂化反應，轉變為裂化氣、汽油和柴油等的過程。催化裂化的主要工程需要在裂解爐中完成，裂解爐，主要以石油餾分為原料，進行熱裂解生產烯烴，其結構特征為：立管加熱裂解爐。裂解爐大多數為立式鋼架結構爐體，將幾種不同管徑組合成一組，爐底有油氣聯合噴嘴；對流室在頂部，為臥式盤管，預熱原料或燃料等。如今催化裂化技術已經成為石化工業裝置建設中的核心技術，是石化工業煉油都需要用到的一種方式。在這項技術中就體現了許多化學工程技術的創新之處，如自動開發的高效霧化噴嘴，PV高效旋風分離器、油漿旋液除塵和煙氣能量回收等。這些技術的創新與使用，很好的解決了煉油中長期存在的回收煙氣壓力、取出多余熱量等難題。有效的提升了煉油的效率和環保性，讓煉油取得了更好的經濟效益。

2.煉油裝置

煉油裝置中的核心部分為常壓裝置，是處理煉油的重要裝置。能有效提升其處理能力，降低能耗，提升拔除率。鎮海煉化與SEI對煉油裝置大型化開發應用了一系列化學工程創新技術，如在兩段閃蒸、三級蒸餾節能型常壓蒸餾技術應用其中，并使用真空技術來降低低壓降、高減壓的拔除率，是其研發出的煉油裝置成為目前國內最大的長減壓裝置。經過實際的投入運用，該常減壓設置的處理能力達到了102%，總拔除率達到了79.12%，整個裝置的能耗量低至每噸11千克標油。

3.催化重整技術創新

在煉油裝置中的體現催化重整是在催化劑的作用下，對油餾分中的烴類分子結構進行重新排列成新的分子結構的過程。石油在煉制的過程中需要在加熱、氫壓和催化劑發揮作用的共同環境中，讓原油中蒸餾所得的輕汽油餾分轉變成富含芳烴的高辛烷值汽油，并副產液化石油氣和氫氣的過程。催化重整中可以用作汽油調合組分，也可以使用芳烴抽提制取苯、甲苯和二甲苯，副產的氫氣是煉油廠中重要的氫氣來源。需要注意的是，制氫裝置轉化爐的結果與其他工業爐的結構不同，爐管里都裝有催化劑，并在關于制氫反應過程是在爐管內完成的。爐內溫度較高，達到1000°C，反應介質出口溫度為800°C左右。而催化重整技術的創新主要是在其中應用了新型再生器催化劑分布器，能均勻的分布下料，有效提升反應器的利用率和催化劑的再生治療。該技術在進氣方式及氣體分配流動技術也有所創新改進，通過改善氣體的軸向及徑向分流的均勻性及提升了氣體在徑向床成內的壓力降和氣體在軸向的壓力分布情況。這些技術方面的創新都有助于提升整個催化重整技術的效果。

4.新型塔板、填料和冷換設備

在改進煉油中相關的化學工程技術中，選擇合適的材料能有效保證創新技術的效果發揮，并能幫助煉油廠的合理成本管理。新型規整的填料或亂堆填料已經成為催化裂化中吸收穩定塔和常減壓塔的主要材料。高效換熱器也已經成為常減壓裝置的主要構件，其能很好的回收煙氣熱能，將熱爐熱效率提升到90%以上。此外，表面蒸發冷凝器、表面多孔管換熱器也已經在煉油裝置中得到廣泛的應用與普及。

三、化學工程技術創新在有機原料方面

1.乙烯成套技術

自“九五”計劃以來，我國乙烯事業就開始快速的發展，僅2000年中國石化集團公司的乙烯產量就達到287×104t，并且在乙烯成套技術方面有了很好的創新和發展。石化股份公司對裂解爐和分離工藝技術進行了創新改進，通過在文丘里管流量控制技術對裂解原料在眾多的輻射段爐管中的流量實現了精密的均勻分布控制；應用“濕壁”模型解決了廢熱鍋爐結焦的問題。此外，在底部供熱和側壁供熱中是由輻射段，建立有效的供熱模式系統，讓供熱更快、更為均勻。乙烯分離技術一直是化學工程技術集中度非常密集的一個范圍，并且對于乙烯大型化節能效果與深冷條件都有著非常嚴苛的要求。通過對該技術的不斷研究與創新，在通過多種考慮后，石化公司選擇中型乙烯作為乙烯分離技術創新、改進的切入點。如今該項技術已經成功的在石油化工中得到使用。

2.甲苯歧化和烷基轉移成套技術

甲苯歧化和烷基轉移技術是芳烴技術中的一個重要組成單元，是滿足石油化工對二甲苯需求的有效的措施之一。上海石油化工研究將HAT系列作為催化劑，并以此為基礎研制出大型軸向固定床反應器和反應器進口氣體分布器，以提升甲苯歧化反應的效率，并提升對二甲苯的回收率，滿足了石油化工對二甲苯日漸增大的需求。如今一套甲苯歧化和烷基轉移成套技術所使用的40×104t/a已經安全、穩定的使用了6年。

3.苯乙烯成套技術

在苯脫氫制成苯乙烯的成套技術中，乙苯脫氫軸徑向反應器是該項技術的創新點。對反應器中的原料與反應物料流向進行更合理、更環保、更節約的改進，能降低對催化劑的使用量，并提升乙苯烯的制成率。華東理工大學在6×104t/a和10×4t/a的反應器中進行多次實驗后，終于建立了兩維氣體的數學模型，并計算出反應器入口處軸向催化器的氣封高度。另外，也有研究發現使用新型的高效靜態混合器，是解決原有反應器入口處乙苯與水蒸氣在高溫和高速流動狀態發生的質量偏離及乙苯脫氫轉化率偏低的問題的最好方式。

4.化工型MTBE合成及裂解一體化成套技術

化工型MTBE合成及裂解一體化技術為制出高純度的聚合級異丁烯，上海石油化工研究院就以下兩點進行了創新：(1)使用帶有環柱形催化劑裝填構件，以實現深液層塔盤的催化蒸餾技術的使用；(2)在預反應器中是由外循環工藝，改變床層抽出的位置。這兩點的創新抓住了化工型MTBE合成及裂成一體化技術的關鍵所在，因此其所發生的效果也是顛覆性的。在MTBE裂解單元中使用固體酸裂解工藝技術，并適當的放大固定床反應器，并對裂解產物分離和精餾塔系進行合理的設計。目前該項技術已經得到很好的使用，以燕化公司為例，其所生產的高純度異丁烯很好的與丁基橡膠合成。

結論

篇5

關鍵詞:化學工程工藝;綠色化工;分離技術;超臨界流體

1概述

隨著我國社會經濟的快速發展，各種化學制品已經充斥在我們周圍，成為我們日常生產生活中不可或缺的基本物品。然而，這些物品的原材料生產，都是來自于化學工程與工藝?；瘜W工程與工藝是通過對化學材料的處理，從而實現了化學生產的環保資源的高效優化，生產過程也變得非常完善。尤其是當前，經濟的快速發展也隨之帶來了嚴重的環境污染問題，化學工程與工藝更是要朝著綠色環保的方向發展，尤其是與化學工程工藝相關而且環境問題息息相關的行業，例如石油化工行業、材料化工行業、生物化工行業等，這些都是利用化學工程與工藝的技術來帶動經濟發展的行業，對于我國社會的經濟發展來說，具有非常重要的現實意義。所以利用高新科技實現的化學工程與工藝，不僅有利于科學的發展和進步，而且對于經濟可持續發展來說意義重大。尤其是目前化學工程與工藝正朝著高精化、自動化、數字信息化的方向發展，加強對化學工程工藝的研究是非常有必要的。

2化學工程工藝

化學工程與工藝是涵蓋冶煉、藥物生產、食品加工、材料化工、印刷業等多行業一門科學，其實現是以化學的基本理論知識為基礎的，具有工業特色的技術?；瘜W工程工藝涵蓋了原有化學的理論知識，結合了現代最新的環保思想和理念，對于促進社會的發展、人類的進步、經濟的可持續化來說意義重大。目前環境保護越來越被人們所看重，也是人們在物質經濟條件逐漸優越的前提下追求更高質量生活的體現。而化學工程工藝的相關研究，這實現環保節能、優化工業生產過程、提升社會經濟發展的重要途徑，它的出現，能夠使人們在減能節排的前提下使其經濟利益最大化，也是目前更多企業愿意嘗試和追求的環保生產途徑?？萍嫉陌l展帶動社會的進步，經濟的提升勢必會對自然環境造成破壞，在綠色環保、減能節排的前提下，化學工程工藝勢必為社會可持續發展帶來新的契機，這對于社會發展來說，具有非常重要的現實意義。新型的化學工程工藝與傳統的化工相比，更加注重環境保護，更加看重生產效率，例如綠色化工技術、最新的分離技術以及超臨界流體萃取技術等，都是當前化學工程工藝最新興的生產技術。

3綠色化工技術

綠色環保、節能減排是當前企業工業生產一直看重和強調的生產方式，化學工程工藝中的綠色化工技術，則是對綠色環保的工業生產的最好的詮釋，綠色化學工程又被人成為環境優化化學工程，核心理念就是注重環境保護、降低環境污染、節能減排，從而實現環境污染與企業生產利益最大化之間的最佳平衡，對人類的健康和發展具有非常積極的意義。所以綠色化學工程工藝就是在化學工程過程中原材料選取、催化劑選用以及化學反應過程中都在強調綠色化工的理念，從而從化學工程生產的源頭阻止環境污染，促進廢物利用。

3．1選用綠色化學原料

綠色化工源頭做起就需要對化學工程的原材料入手，通過選擇綠色環保的、無害的化學化學物質作為企業生產的原材料，在根本上減少或消除化工生產的污染物的排放，進而將對環境污染源消滅在萌芽之中。當前，在企業生產中原材料的選取非常重要，尤其是在各種高新科技的快速發展下，各種化工原材料、催化劑、溶劑等都已經能夠加工成無毒無害或低毒少害的化學材料，所以在針對化學工程原材料選取時，盡量選擇使用高新技術生產的無毒無公害的原材料，或者采用天然的植物、農作物或其他很多自然生物作為企業生產的原材料，從而有效地促進化學工程原材料綠色化，從根本上消除自然環境污染源。

3．2選用綠色化學催化劑

在化學工業生產中，很多都需要催化劑來加速整個化學反應的過程，從而節約生產時間成本，提升經濟收益。然而，在傳統的化學工程生產過程中，很多催化劑雖然加速了化學反應的過程，但是在污染物生產和排放量等方面，都對環境造成了很嚴重的污染。目前在綠色化工技術中，大都采用天然無公害的催化劑的開發和使用，在化學工程中，盡量選擇無污染公害或少污染的催化劑替代傳統的污染重的催化劑，從而促進化學反應工程的綠色無公害。目前，部分化學工程工藝研究人員發現一種烷基化固相催化劑，其在促進化學反應的過程中基本上能夠做到無污染物排放，同時能夠加大廢棄物的使用率，這對于企業綠色化工生產來說，將是一個很大的福音。

3．3選擇綠色的化學反應

在企業化工成產過程中，會有很多化學反應，而對于這些化學反應的選擇，盡量提升化學反應的選擇性，從而將化工過程中減少污染排放和能源消耗，使生產物更加純凈化、提取更加便捷。以石油化工生產為例，對于烴類的處理常常選擇氧化處理，這個操作會對生產物造成污染和破壞，所以在石油化工生產過程中，要盡量避免此種反應，通過優化化學反應的選擇性，選擇綠色生產，從而提升整個化學反應的綠色生產過程。

4化工分離技術

在化學工程工藝中，有很多物質都是混合的，對于化工企業的生產來說，是遠遠不能符合生產所需的，那么在化學工程工藝的物質分離技術，則是將物質進行凈化、提純的重要過程，是使物質從雜亂無章、無規律的變化，通過外在作用力，如壓力、重力、溫度、電磁場等作用下能夠有序的轉變的過程，而過程中是需要消耗能量的，而這種過程這是化學工程工藝中的物質分離技術。在化工分離技術中，應用最為廣泛的是蒸餾法，這種方法的實現是通過外在的燃料燃燒對物質進行加熱，通過混合物中不同物質的氣化溫度點，來充分掌握加熱溫度的變化，使得混合物的溫度在預期溫度點進行持續加熱，從而實現對應物質氣化分離。在我國，對于蒸餾分離的技術和工程實現，都已經積累了深厚的理論知識和豐富的應用實踐經驗，為我國的化工也生產做出了不可磨滅的貢獻。但是，蒸餾法整體來說速度比較慢，效率相對較低，所以在化學工程分離技術的實現中，目前推出了各種熱門的物質分離方法和技術，無論是在時間效率上、還是在生產成本上，都能很好地應用在企業化工生產過程中。

4．1膜分離技術

膜分離技術是當前化學工程工藝領域中，實現物質分離技術中比較流行的分離方法，在環保節能、低污染、高效率等諸多方面都表現出優異的性能。膜分離技術是以各種材質的膜作為基本的分離介質，膜的介質可以采用氣體材質、固體材質、液體材質或混合材質，最終構成一個膜兩邊互不連通的界面，根據其自身的滲透特性，在不同的外在作用力(例如重力、壓力、電磁場、滲透壓差)下，實現物質分離。按照膜不同材質劃分，常見的膜有包括支撐液膜、乳化液膜的液體材質膜以及無機材料膜、聚合物膜的固體材質膜，這些膜的材質、特性不同，最終實現的分離過程也不盡相同，有滲透、電滲析、微濾、液膜分離等，這些分離技術和過程在氣體干燥、廢水處理等方面廣泛應用，正式因為膜分離技術效率高、耗能少、工作條件需求低，也逐漸化學工程工藝中分離技術的主體。

4．2吸附技術

在分離技術發展迅速的今天，新型吸附技術也逐漸進入了物質分離工程中，通過變壓吸附、層析、模擬移動長等分離方法，新型的吸附技術也成為了分離技術中的新型技術，在工業制造和化工生產中起到非常重要的作用。

4．3反應分離耦合技術

反應分離耦合技術是提高生產效率、優化化學工程生產過程、降低生產成本中發揮越來越重要的作用。反應分離耦合技術是通過利用物質分離來促進反應或通過物質反應來促進分離的一種化工分離技術，整個技術的應用效率非常高，操作費用也很低。以醋化反應為例，該反應過程就是在精餾塔中進行可逆的醋化反應，利用精餾的反應來分離醋和水，同時逆向反應也能夠加強醋化過程，從而在原料成本等多方面節約成本。

5超臨界流體萃取技術

超臨界流體又稱為SCF，是SupercriticalFluid的縮寫，一般的氣體或液體在溫度或者壓力的持續變化下，達到某個臨界點就會發生氣體到液體的變化或者液體向氣體的變化，但是，超臨界流體是某種流體物質在達到臨界壓力點或溫度點時，如果持續提升外界條件，該流體密度不斷增加，但是并沒有真正發生液化或氣化的現象，此時的物體就成為超臨界流體，該流體既具有氣體的特性，又具有也提到特質，利用超臨界流體來實現物質分離的技術，則被稱為SCFE超臨界流體萃取技術，該技術目前被廣泛應用在食品加工、化學工程和企業生產、生物制藥等諸多領域。SCFE的超臨界流體萃取技術，是對混合物進行施加溫度或壓力的條件，從而使其進入超臨界狀態，進而使萃取物從其中分離出來，實現物質的分離。流體物質在超臨界狀態下，融合了氣體和液體的綜合特性，密度上比氣體大得多，一般與液體比較接近，但是粘性度方面則與氣體接近，比液體小得多，而且超臨界流體自身的溶解度非常高、而且很容易流動和擴散，而且在壓力或溫度的臨界點，能隨著外加條件的微小變化，密度則發生顯著變化，極易實現混合物中萃取物的提取和分離。利用超臨界流體萃取技術，一般是使用流體作為萃取物的溶劑，使其進入超臨界狀態，然后與物料進行接觸，使其中的萃取物溶于流體中，進而實現萃取物與物料的分離，而后降低外在施加條件，如降低壓力或溫度，流體密度發生變化，溶解度降低，萃取物則很容易從流體溶劑中解析出來，從而實現萃取物的分離。利用SCFE的超臨界流體萃取技術來實現物料萃取物的分離，在提取速率、萃取物兼容范圍等方面都非常優異，而且外在條件是通過溫度或者壓強的調節來實現對流體密度、溶解度的控制，從而能夠有效地實現萃取物的分離，而且提取萃取物的純度非常高，對于化工生產來說非常重要。其次，流體溶劑的選擇一般選擇二氧化碳流體，這種低溫、無氧環境的操作可以有效地分離熱敏或容易氧化的物質，此外，SCFE技術的實現，可以從固體或中液體中快速提取有效地萃取物成分，整個過程無污染、耗能少，而且對于有機物的分離提取和精致都有非常顯著的功效。

6總結

化學工程工藝是目前涵蓋冶煉、藥物生產、食品加工、材料化工、印刷業等多行業的專業學科，其實現的專業技術對于企業的生產來說具有非常重要的現實意義。在化學工程工藝中，常見的技術有綠色化工技術，該技術是從原材料、催化劑以及化學反應的過程中選取綠色無毒無公害的物質和反應選擇性來提升化工的低污染率，分離技術則是通過蒸餾分離、膜分離等分流技術來實現的化工材料的分離，超臨界流體萃取技術則是采用超臨界流體對物料中萃取物的提取，通過改變外在條件來實現萃取物的提取，從而實現物質分離。這些化學工程工藝都在為企業的生產、化工過程等起到非常重要的作用，為促進我國的經濟發展奠定了良好的技術基礎。

參考文獻:

［1］吳建穎．淺析化學工程與工藝［J］．中小企業管理與科技(下旬刊)，2013，(02)．

［2］張楊．淺談化學工程技術在化學生產中的應用［J］．科技創新與應用，2014，(08)．

［3］謝若曦，趙陽．化學工程與工藝［J］．民營科技，2012，(08)．

［4］化學工程2011年(第39卷)第1－12期(總第263－274期)總目次［J］．化學工程，2011，(12)．

［5］李嫻，解新安．超臨界流體的理化性質及應用［J］．化學世界，2010，(03)．

［6］霍鵬，張青，張濱，郭超英．超臨界流體萃取技術的應用與發展［J］．河北化工，2010，(03)．

［7］武昊宇．綠色化工發展方向及技術動態探究［J］．產業與科技論壇，2011，(23)．

篇6

關鍵詞：生化工程；生物技術；計算機技術；過程控制；反應器

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）51-0136-02

自上世紀50年代初在國內高校首開發酵工程專業以來，《生化工程》課程一直作為江南大學生物工程專業重點建設的專業基礎課程。圍繞培養實踐型、應用型發酵工程人才，我們在教學中，堅持理論與實踐結合，在教學方法上進行了有益的嘗試。在生化工程的教學過程中，除了圍繞《生化工程》的相關教材講述生化反應動力學與反應器方面的基礎理論外，重點還介紹了最新技術在發酵過程優化與控制以及生化反應器放大中的應用。

一、基于代謝工程和智能工程的集約型發酵過程控制

發酵過程控制技術是利用過程自動控制和系統工程的手段，通過動態調控諸如底物流加速度、通風量、攪拌速度、溫度、pH、操作時間和方式等外部環境因子對發酵過程的性能指標實施優化。發酵過程控制技術可以稱得上是發酵工程的核心關鍵技術。近年來，以人工神經網絡為代表的智能工程技術和以代謝工程為代表的現代生物技術已經逐步、大量地滲入到發酵過程的建模、過程故障診斷和早期預警乃至過程控制與優化等諸多領域。先進的過程控制技術、智能工程技術、代謝工程技術與發酵工程的融合才是現酵過程控制的發展方向和大趨勢。人工神經網絡（artificial neural network，ANN）作為人工智能技術的核心，其固有的學習特性和模擬非線性的能力非常適合發酵過程，目前在發酵工程中的應用相當普遍，在系統辨識、建模、優化、控制等各方面都有廣泛的應用和顯著的效果[1]。神經網絡能由已知的過程輸入得到過程的輸出，從而建立過程模型。

人工神經網絡的廣泛應用主要是由于它具有以下特點：（1）神經網絡具有典型黑箱模型的特性。（2）對于復雜系統，網絡內部各接點間的連接權值包含著對過程輸入、輸出關系的描述，通過選擇一定的網絡拓撲結構和較為方便的學習過程，多層前饋神經網絡能以任意精度逼近任意非線性映射，帶來了一種有效的、智能的表達工具。（3）模型一般為多輸入和多輸出的并行信息存儲與處理結構，從而具有獨特的容錯性和并行計算特點，大量復雜的控制算法能夠得以快速實現，因此可方便地用于多變量控制系統。（4）固有的學習能力降低了系統的不確定性，適應環境變化的泛化能力得到了增加。在估計預測過程中，網絡內部的連接權值的綜合作用即是模型的具體表達，使模型充當了一個逼近真實過程模型的角色。用于網絡的訓練樣本和檢驗樣本能否達到令人滿意的精度或可信度是衡量神經網絡建模效果好壞的主要依據。ANNPR控制策略在控制和優化畢赤酵母生產外源蛋白的控制中起到了很好的效果。例如該控制策略在甘油流加培養階段維持較高的重組畢赤酵母比生長速率，同時避免誘導前甘油的積累，最終提高pIFN-α的產率。除了pIFN-α發酵生產過程，這一新的控制方法還能用于其他畢赤酵母表達外源蛋白的過程。

二、發酵過程在線故障診斷和早期預警技術

在實際的發酵生產過程中，僅僅依靠發酵過程的控制和優化并不能確保生產過程中每一批次的高效和穩定。而且一些在線參數測量電極在工業上的應用還不夠成熟。一旦過程參數偏離最優的控制水平，發酵產量就會大大下降，甚至導致發酵徹底失敗。甲醇營養型畢赤酵母是目前應用效果好且用途最廣泛的一種外源蛋白表達系統。它具有許多明顯的優勢，蛋白分泌表達的啟動子受到誘導劑甲醇的嚴格調控，誘導表達的大部分目標蛋白可以分泌到胞外，有利于降低下游的分離和純化的成本等。在發酵生產過程中，基于OUR變化模式的故障診斷方法是一種常用的方法，但運用單一過程參數進行過程控制和分析不具有代表性。通過選取多個在線參數，針對不同的畢赤酵母發酵過程，建立通用的診斷模型具有廣泛的意義。在畢赤酵母表達重組融合蛋白過程中，在誘導期如何準確有效地控制甲醇的濃度并保持pH值的穩定是發酵過程控制的關鍵。以前的各種基于神經網絡的故障診斷方法大都基于復雜的數據分析和各種網絡的構建，沒有具體結合發酵過程的特性，菌體的代謝以及生理狀態分析，參數的選擇也沒有針對不同階段的發酵特性，識別的效果相對較差。但是通過對所有的在線數據進行評價篩選，基于對誘導期菌體生理狀態和發酵過程參數的深入研究，提出的基于自聯想神經網絡的故障診斷系統能起到很好的效果[2]。

建立具有故障診斷和早期預警功能的自我聯想型神經網絡AANN大致包括五個主要步驟。首先在正常發酵條件下，對一些關鍵過程參數進行在線的監測和存儲，建立具有系統生成、實時數據庫生成等功能的軟件和數據庫。然后建立上述狀態變量的數值以及相應的誤測數據與“正?！焙汀胺钦！卑l酵的性能指標（以產物濃度、生產強度、糖酸轉化率等為基準）間的簡單、定性關系表，從而為實現早期預警后、反推故障原因、及時采取補救措施提供依據和可能的信息。接著建立具有故障診斷和早期預警功能的自我聯想型神經網絡AANN。通過對已知正常發酵樣本數據中未參與訓練、學習的數據進行驗證計算，確認所建立的AANN模型的通用性和精確度可以達到和滿足規定要求。然后建立基于AANN模型的在線故障診斷和早期預警。最后一旦AANN模型檢測到發酵處于“異?！睜顟B，則可以反推可能造成發酵處于“異?！睜顟B的原因。比如說，檢查一下溫度、pH、溶氧電極和尾氣分析儀是否出現故障，氣路和水路（冷卻水）有無堵塞，等等。如果能夠找到原因，則采取相應的補救措施，促使發酵盡快恢復正常；如果確實找不到原因，則可繼續等待一段時間、觀察發酵能否自動恢復正常。如果仍然不行，則應當機立斷、及時放罐。總之，應用自我聯想型神經網絡的目的在于建立以人工智能工程為基礎的、簡易、通用和集約型發酵過程控制系統，并實現發酵過程中的故障診斷和早期預警。

三、計算流體動力學在生化反應器設計和放大中的應用

計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）模擬是21世紀流體力學領域的重要技術之一，該模擬技術的基本原理是利用離散化的數值算法求解控制流體流動的微分方程，得出連續流場在一定區域上的離散分布規律，從而“模擬”流體流動情況。FLUENT是目前世界應用范圍最廣的商業CFD軟件包之一，該軟件在對流態進行數值仿真模擬計算方面有著廣泛應用。帶攪拌的生物反應器在發酵工業有著廣泛應用，攪拌和混合是化學工業中重要的單元操作，體系混合過程和效果往往成為影響反應產率等的重要因素。為評估和研究攪拌系統的傳氧效率和功率消耗，優化反應器的整體結構，采用計算流體力學技術對所設計的新型反應器進行了計算機模擬，采用FLUENT？作為計算平臺，采用基于Euler-Euler方法的Mixture模型處理氣液兩相流問題，氣泡聚并和破裂過程通過群落平衡方程計算，最后將計算結果與實驗測量數據進行比較[3]。計算表明CFD計算的各參數預測值與測量值偏差均在±10%以內，能夠較準確地再現設備內流體的運動狀態。這為利用數值模擬技術優化反應器設計和生物反應器工程放大奠定了基礎。在前期工作中，通過中試生產和80立方生產規模下的結冷膠發酵過程試驗，新型通風發酵罐表現出優良的傳質性能和節能效果，不僅是結冷膠的發酵產率從18g/L提高到22g/L，而且單批發酵過程的電耗節省20%，顯示出技術良好的應用前景。由于這種新型的通風發酵設備在發酵領域具有普遍意義和寬廣應用范圍，對于通風發酵領域的產品都有參考意義，所建立的設計和制造方法對于大型發酵罐的放大方法具有重要的現實參考意義。

采用以CFD數值模擬為主結合實驗測量驗證的方法研究了三層組合槳對黃原膠溶液的氣液分散及混合的效果。根據發酵罐下部通氣的特點，底層攪拌槳選擇徑向流攪拌槳，中層和上層槳設置了軸向流攪拌槳。具體槳型選擇為徑向流槳為SPT槳，軸向流槳為四葉旋槳式攪拌器（KSX）。

四、結束語

生化工程課程具有知識點多，學科交叉性和應用性強的特點。課程項目在實施過程中，教學團隊應該結合最新科研轉化成果，提煉生化工程的典型案例，將生化工程的理論學習與工程學習緊密結合起來。新增案例庫、例題庫等，以典型發酵工程案例為引子，結合生化工程的理論知識，注重培養學生的自學能力和科學的思維方法。注重在課堂上引入最新科研成果，對開拓學生視野、了解生化工程領域最新科學前沿技術的發展具有重要作用。

參考文獻：

[1]史仲平，潘豐.發酵過程解析、控制與檢測技術[M].北京：化學工業出版社，2010.

篇7

【關鍵詞】項目化教學;信息化教學;課程改革;建筑結構

1項目化教學

在國家大力發展職業教育大背景下，如何開展高質量的高等職業教育一直是教育學者們研究的問題之一。2019年1月國務院了《國家職業教育改革實施方案》，進一步強調了職業教育的重要地位和作用，并明確指出，到2022年高職院校實踐性教學課時需要達到總課時一半以上，并提出“雙師型”教師的比例需大幅增加。從國家的宏觀政策可以看出，高職院校需要培養更多的技能型人才。那么教師團隊需要本著突出職業教育的針對性和實用性的特點，使學生實現“零距離”上崗的目標，在教學中以國家現行的建設工程標準、規范、規程為依托，根據實際工程項目來進行教學設計［1］。那么根據工程實踐經驗和教學經驗對課程進行“理實一體”的項目化教學設計就成為建筑技術專業教學改革的方式之一?！绊椖炕虒W”是一種基于理論指導實踐的行動模式導向教學［2］。主要是在教學中將課程的教學目標分解成具體的可實施的教學任務，并分別結合實際工程經驗，劃分教學單元，通過實施項目來完成目標［3］。2016年，在國家推動高職院校項目建設的大背景下，我校建筑工程技術專業教師團隊積極響應，也積極參與校企合作，提升工程實際經驗，同時在各個專業課中開始進行課程項目化改革。本文以高職建筑技術專業核心課程《建筑結構》為例，進行項目化教學設計，基于數字及網絡平臺的數據收集，及調查問卷分析，得到項目化教學后的成果，并針對成果進行總結，提出改進方向。

2教學設計

《建筑結構》是建筑工程技術專業的一門專業基礎課，授課對象為建筑工程技術專業一年級(第二學期)學生，共4學分，72學時。通過本課程的學習，學生可以了解建筑結構設計的基本原理，掌握鋼筋、混凝土及砌體材料的力學性能，掌握鋼筋混凝土結構、砌體結構和各種基本構件的受力特點，掌握一般房屋的結構布置、截面選型、基本構件的設計與計算方法以及平法制圖的基本方法，能正確解讀國家建筑結構的有關規范，處理建筑結構中經常出現的問題，逐步培養和提高綜合應用能力，為從事一般的結構設計、建筑工程施工及建筑工程項目管理打下扎實的基礎。

2．1整體教學設計

(1)教學內容:該任務教學內容多，復雜，是整門課程的教學重點與難點。為了更好的讓學生掌握，將所有教學內容任務化、具體化。(2)教學目標:如表1所示，在任務完成過程中，學生除了要掌握任務書要求的知識目標和能力目標，還要培養學生的“工匠精神”“創新精神”，追求精益求精，養成團結協作的習慣。(3)教學設計思路:整體的教學設計思路，緊跟項目化教學理念，如圖1所示，將各個知識點融合在具體項目的實施過程中，并進行優化。鋼筋混凝土框架結構樓蓋設計的教學子項目，確定為6個學習環節，包含4個課上學習任務，任務優化為識任務、練技能、定設計3個學習階段。(4)課程資源:在教學過程中采用了云班課、結構設計軟件及APP、Excel辦公軟件、中望三維軟件等課程資源，豐富課堂活動，激發學生的學習興趣。

3教學實施

該任務實踐性強，難度高，要求學生具有極強的綜合能力，能夠靈活運用所學知識解決問題。而學生基礎差，很難掌握繁雜的計算，傳統“填鴨式”的教學方式，學生不感興趣，老師往往是在唱“獨角戲”，花費時間和精力多效果卻很差。但學生喜歡動手，學習新技術能力強，尤其是信息化技術。所以在教學設計時采用“項目導向，任務驅動”的方法，運用討論法、頭腦風暴法、練習法、案例法等參與式教學方式，讓學生參與到課堂教學中來，真正做到“做中學，學中做”?；谏鲜銮闆r，將教學的實施過程分為課前自主學習，課上精講、討論，課后提高拓展3大環節。

3．1課前自主學習

課前通過云班課學習資源、學習任務、課前測驗和作業，學生完成任務后上傳至云班課。課前學習中遇到的問題，在云班課進行答疑討論。

3．2課上精講、討論

針對學生課前遇到的問題，進行詳細解答。本次課程任務，以小組討論等形式，分小組完成任務并將提出完成任務過程中遇到的問題，教師進行總結并對難點進行精講。學生根據教師講授，完成自己的任務。

3．3課后提高拓展

課后根據“鋼筋混凝土樓蓋結構設計任務書”的要求，參照“鋼筋混凝土樓蓋結構設計指導書”和校本教材，完成自己的鋼筋混凝土樓蓋設計任務。

3．4課程考核

在課程考核中融入表現性評價，通過考核學生的實際操作能力、協作能力、解決問題能力、學習態度等，課程考核的要素之一［4］。同時基于產教融合的大教學背景，教學課程以與實際工程施工“零距離”為主導思想，引導學生動手操作，培養學生的工匠精神、精益精神、團隊合作等基本素質，基本操作技能、質量檢測與評定等職業素養。整個課程以及每次任務都以多維度評價進行。學生自評，小組互評，教師總評3個主體，準備階段、實施過程、實施結果為評價指標，融入素質評價與職業素養評價。全方位多角度對任務完成情況進行評價。

4教學實施成果

4．1學生參與度

提高任務均采用“項目導向，任務驅動”的教學理念，以學生為中心的教學手段，采用接地氣、重參與的教學方法。課后針對學生對改革后的教學設計與傳統教學進行對比，通過云平臺發放調查問卷并分析得出:學生更喜歡改革后的課堂，自覺知識掌握程度更高，對本專業有更加深入的了解，對理論學習沒有以前那么抗拒。

4．2“課程思政”效果明顯

在云平臺上投票問卷顯示，學生在目標達成情況的評價當中，注重了自身綜合素質與職業素養的學習，了解“思政”是自身發展的基石。與傳統的課程相比，還提到了誠信、敬業、精益等符合社會需求精神品質，理解“工匠精神”對建筑安全的重要性，提高自己的責任心。

4．3教師教學技能提高

為迎合課程要求及學生的學習要求，教師團隊需不斷補充新的知識與實際工程案例，提高自身施工技術操作手段，學習前沿施工技術。于此同時，需向老教師學習教學經驗，有效的將實際工程案例與理論相結合，解決項目知識較單一、不全面的問題。

5不足與改進

“項目導向，任務驅動”是以職業適應導向為目的的教學探索［5］，在此模式之下，學習目標十分明晰，強調知識應用能力，學生易于理解和接受。同時，對專業課教師提出了較高要求和嶄新挑戰，只有圍繞教學多開展反思，才能實現教學預期目標，逐步提升教學水平。

5．1不足

(1)在“任務驅動”教學模式下，要求按照企業實際工作流程完成任務，教學過程中未能嚴格執行。(2)教學活動的設置、活動時間的把控需要進行微調。(3)未能結合實際操作，做到理實一體化。(4)部分學生課下學習積極性不高，督促評價制度應進一步完善。(5)教學資源信息化水平不夠高，比如微課質量、設置的時間以及豐富度等。(6)建筑新技術需要進一步融入課堂，如“BIM技術”“3D打印技術”等等。

5．2改進

篇8

關鍵詞：經濟應用數學 工作過程系統化 課程設計 物流管理專業

課 題：本文系2016年度山東省青年教師教育教學研究課題《基于工作過程系統化的高職經濟應用數學教學改革實證研究――以物流管理專業為例》（編號：16SDJ014，主持人：孫少平）階段研究成果。

一、物流管理專業教學現狀分析

物流管理專業學生主要學習的核心課程為：物流概論、物流企業會計、物流系統與信息技術、倉儲與庫存管理實務、采購實務、配送實務、運輸管理、國際物流、物流企業管理、物流企業財務管理、供應鏈管理、物流管理軟件操作、運籌學、市場營銷學、物流電子商務等。要求學生要掌握物流管理的基本理論、基本知識，了解行業發展的最新動態，具備物流管理的應用程序操作能力，具備物流信息組織、分析研究、傳播與開發利用的基本能力，能進行物流系統分析、設計、規劃，具有物流行業管理的基本能力。

運籌學用數學方法研究各種系統最優化的問題，應用數學模型來求得合理運用人力、物力的最優方案，為決策者提供科學決策的有關信息。倉儲與庫存管理實務課程內容包括：庫存管理概述、需求預測、庫存控制系統、庫存控制的定量分析方法與模型、生產物料控制、生產計劃、能力需求計劃、供應鏈中的庫存管理與控制、庫存管理績效與標桿管理等。物流企業管理是以物流企業管理思想和原理為主要框架，綜合研究物流企業經營管理的全過程，對物流企業管理的系統觀念、管理基礎、組織機構、市場研究、決策和計劃管理、企業文化、作業管理、質量管理、物資管理、設備設施管理進行專門的研究。

筆者從工作崗位、相應的職業活動、應該具備的數學能力、對應的數學知識四個方面分析物流行業人員應具備的數學能力。物流信息處理員具有信息的梳理與處理、數據處理和分析預測能力，需要用到數據擬合、預測方法以及極限的知識。商品流通加工員能夠制定商品的加工、原材料的采購和管理方案等，能制訂最優生產及采購方案，用到線性規劃、動態規劃、導數及應用的相關知識。物流配送業務員具有制訂裝箱、運輸路線方案，制訂最優物資裝配、流通運輸路線的能力，需要運輸問題、圖與網絡的知識。物流倉儲業務員具備原材料進購、庫存管理，制訂采購、存儲方案的數學模型能力，利用導數應用的知識。物流市場營銷員具備市場開發、業務承攬、價格談判，判斷業務成本、收益和利潤的變化、走向及合理定價能力，需要極限、導數應用的相關知識。企業管理員具備企業管理決策、最優化企業管理、決策方案制定的數學建模能力，需要學習導數及應用、積分及應用、線性動態規劃、運輸問題、圖與網絡等知識。

二、基于工作過程系統化的課程教學設計

基于工作過程系統化的課程整體教學設計，包括以下10個宏觀的方面：課程信息（代碼、學分、學時、授課對象、課程類型、課程性質），課程整體目標設計（總體目標、知識目標、能力目標、素質目標），課程內容設計（項目名稱、學時、子項目編號、名稱、知識/能力/素質目標、實施方式、手段及步驟、可展示的結果），課程進程表（周次、學時、單元標題、項目編號、知識/能力/素質目標、師生活動、考核內容、教學方法），第一節課及最后一次課梗概（著重介紹課程的目標、項目任務、考核方式，利用典型的案例、實例、問題和操作引起學生的強烈興趣），考核方案（課程組集體研討確定），教學材料（教材或講義、參考資料、儀器、設備、教學軟件等），需要說明的其他問題，常用術語中英文對照，課程整體設計體會。

基于工作過程系統化的具體課程教學設計，高職經濟應用數學課程分為兩個學期來實現，共68學時。第一學期，1～5單元，16周，每周2學時，合計32學時，教學內容包括：經濟活動中的函數關系分析，極限與變化趨勢分析，經濟最優化問題分析，邊際與彈性分析，經濟總量問題分析。第二學期，6～11單元，18周，每周2學時，合計36學時，教學內容包括：銷售與市場、生產作業計劃安排、配送與運輸、物流中心選址和車輛配裝、指派問題和旅行商問題、物資調運問題的圖上作業法。

筆者以第4單元的第2節“邊際分析”為例，具體說明課程單元教學設計的流程。能力目標：能夠掌握邊際成本、收入、利潤的概念；能夠求出成本、收入、利潤等經濟函數的邊際值和邊際函數；能夠掌握邊際分析模型的應用；能夠對經濟生活中常見的商家提價和降價的促銷手段加以分析。知識目標：邊際成本、收入、利潤；成本、收入、利潤等經濟函數的邊際值和邊際函數；若干邊際分析模型。素質目標：深刻思維能力、團結協作能力、語言表達能力。能力訓練任務：任務1，理解邊際的概念和邊際函數；任務2，掌握成本、收入、利潤等經濟函數的邊際值和邊際函數；任務3，學會邊際分析模型的應用。案例分析及知識講解：案例1，麥穗問題；案例2，邊際利潤問題1；案例3，邊際成本問題；案例4，邊際收入問題；案例5，邊際利潤問題2；案例6，最大利潤問題――邊際分析模型。還有課堂操練實訓任務和課下實踐作業，以及課后教師教學的反思體會。

三、基于工作過程系統化的教學模式

基于工作過程的項目化課程教學設計分為5個模塊（情景）：公司經營和生產情況分析，公司生產和產品的邊際分析及彈性分析，公司總量經濟模型的建立，公司決策規劃的最優化模型，公司生產管理及質量管理。

8個知識目標：掌握需求、供給、成本、收入、利潤等經濟變量之間的函數關系；理解函數的極限概念，掌握求函數極限的方法；理解導數及微分概念，掌握求導數及微分的方法；理解微分的經濟意義，掌握微分近似計算的方法；理解不定積分及定積分的概念和幾何意義，掌握求不定積分及定積分的方法；了解線性方程組的結構，掌握求解線性方程組的方法；掌握線性規劃問題的初等解法；理解概率與統計的概念及性質，掌握其基本方法。

15個能力目標：能夠分析典型的、常用的經濟變量之間的函數關系，應用其分析和解釋經濟現象；能用極限方法確定貸款和投資方案；能進行邊際與彈性的計算，明確其經濟意義和做出實際分析；能用導數的方法解決邊際成本、邊際收益、邊際利潤等問題；能用函數的極值和最值，對常用經濟函數的問題做出最優決策；能利用利率、現值、終值和貼現之間的關系進行計算；能分析在一種生產要素的投入變化時，邊際產量、平均產量、總產量之間的經濟關系；能用積分的方法計算在經濟變量的邊際變化條件下，經濟變量的積累變化、總量及平均量；能用表格表示的經濟量之間關系的計算；能利用線性代數方法對實際問題建立相應的數學模型；能合理的獲取數據資料，并作出估計和檢驗；能計算產品的合格率；能對隨機事件、隨機變量問題建立有效的數學模型；能預測連續或者離散變化的經濟現象的狀況及其發生的可能性；能進行相關的數據統計和分析。

以基于工作過程的六步教學法（明確任務、制訂計劃、做出決策、實施計劃、檢查控制、評估反饋）為指導，以物流管理專業學生為教學對象，課堂教學內容為“國美商場”商品采購與庫存控制的最優化方案設計，課下作業為“國美商場”商品營銷的最優方案設計。利用經濟案例，開發實際的數學模型，應用案例驅動教學法，作為現實經濟環境的仿真，是很適合高職學生的應用教學的。在案例教學中，教師要引導學生關注襯托數學知識的經濟背景，有意識地從經濟案例量化分析中汲取建模思想方法，逐步培養學生撥開經濟迷霧、捕捉關鍵信息、洞察內在規律的敏感性和判斷力。下圖即為數學建模、案例分析的基本線路圖。

四、課程改革實證研究的結果分析

筆者以物流管理專業為研究對象較早開始了課堂教學改革，探索出經濟應用數學課堂生態化、項目化、系統化教學模式；編輯項目化課程，制訂人才培養方案、課程標準和單元教學設計；研究實訓實驗課教學項目，編寫數學建模課教案及競賽練習冊。

筆者在兩個學年度（四個學期），在所任教高職學院經管系物流管理專業6個大專班級進行了實踐，以2個物流卓越技師班作為實驗班，其他4個普通班作為對照班，以下是實證研究的結果分析。

根據表1和表2的數據分析得知：卓越班期末成績比入學成績均值增加了18.7分，增幅為29.03%；普通班期末成績比入學成績均值增加了9.8分，增幅為18.56%；卓越班比普通班的入學成績均值高11.6分，但是期末成績均值高20.5分，增幅為76.72%，差距拉大了；根據表1和表2入學和期末成績計算的相關性系數分別為0.951和0.873，這說明相關性很強。由此可以證明卓越班所采用教學改革，對提高高職學生的學習效果確實有明顯的作用。

參考文獻：

[1]姜大源.“學習領域”――工作過程導向的課程模式[J].職教論壇，2004（8）.

[2]姚成龍.基于工作過程系統化的高職教材編寫探索與研究[J].中國職業技術教育，2012（29）.

[3]程德蓉.基于工作過程系統化的高職教材建設[J].教育與職業，2014（7）.

篇9

數控技術 崗位職業能力 實踐教學體系 模塊

教高【2006】16號文件《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》中指出：大力推行工學結合，突出實踐能力培養，改革人才培養模式。要積極推行與生產勞動和社會實踐相結合的學習模式，把工學結合作為高等職業教育人才培養模式改革的重要切入點，帶動專業調整與建設，引導課程設置、教學內容和教學方法改革。

一、課程設計的必要性

《數控編程與操作》是數控技術專業最重要的核心專業課程，受到各院校的高度重視。

針對該課程的特點，我們提出通過該課程的學習，使學生掌握數車、數銑、加工中心、電火花機床的操作，掌握FANUC、SIMENS、HNC、GSK等4種系統的編程，使教學的目的性更強，學生學習的針對性更強。課程設計的理念基于工作過程的課程體系，課題組正是沿著這一思路著手進行課程的設計。緊緊圍繞課程對人才培養的目標要求，打破傳統的課程設置模式，突出高職教育教學特點，探索將課程內容項目化、模塊化，將課堂教學現場化，強化職業技術能力，把工學結合的思想貫穿在整個課程教學過程中，把理論教學和實踐技能培養有機地結合起來。

二、課程設計的思路

數控技術專業的《數控編程與操作》課程實行“1+2”模式，即將課程設計為1個職業能力學習模塊，再加上2個職業能力拓展模塊。職業能力學習模塊主要學習數控編程及操作的理論知識，2個職業能力拓展模塊分別為數控機床操作實訓和使用數控機床加工零件實習。前一個能力拓展模塊側重于裝備各類數控系統各種機床的操作，后一個能力拓展模塊側重于各種復雜零件的數控加工。通過理論課與實踐課并列進行的教學模式，使數控加工操作實踐始終貫穿整個教學過程，形成融知識傳授、職業能力培養、素質教育于一體，以實際典型零件加工過程為導向，現場教學、課堂教學、項目教學等多種模式并舉的教學方式。

1.對理論教學體系進行整體優化，構建以職業能力培養、提高素質為主線的課程內容體系

在理論內容方面強調以應用為目的，以必需、夠用為度，課程內容突出針對性、應用性和實用性，增加與現場實際密切相關的內容；可根據專業發展方向的需要，適時調整課程內容，以保證課程內容始終與數控技術的發展水平、市場對人才能力要求相適應。

2.構建相對獨立又與理論教學有機融合的、基于工作過程的實踐教學體系

加大針對理論內容的項目訓練、強化實訓等實踐教學環節的比例，使實踐教學時數與理論教學時數的比例達到1︰1以上。建立起完整配套的實驗和實訓教學環節，進行“真槍實彈”訓練，把實習教學由單純消耗轉變為實習與生產的有機結合，做到生產和實習兩不誤。這種作法也為工廠節省了人力，降低了消耗，創造了效益，真正實現了實習教學和生產的有機結合。

3.強化職業能力培養，將職業技能鑒定融入常規的教學訓練過程

將與課程相關的數控類職業技能鑒定工種融入平時的教學訓練過程中，實現專業教學和職業鑒定的“直通車”。如數控銑工、數控車工的職業鑒定融入到課程教學和數控編程加工實習實訓中，既節省專業的教學資源、降低學生的鑒定成本，也提高了學生學習專業課程的興趣和主動性。

在整個教學過程中，從理論教學、項目實訓教學到強化實訓，要求做到“六結合”，即理論與實踐相結合、傳統教學方式與現代教學手段相結合、講解與指導相結合、課堂教學與現場教學相結合、校內教學與校外實踐相結合、教師與企業工程技術人員相結合，以達到培養學生具有獨立分析和解決問題及創新的能力，實現理論教學與實踐教學相融合的一體化教學體系。

三、教學內容的具體表現形式

（1）構建了典型零件庫和零件加工工藝性文件庫，并通過網絡讓學生隨時調用典型零件的加工程序，拓寬學生的編程思路，提高學生解決實際問題的能力。

（2）教學內容充分利用現代網絡技術，搭建一個網絡平臺，將課程的諸多信息放置在網上，便于學生的學習，也有利于教師與學生的交流。

四、學習情境設計

根據每一學習情境職業能力要求，進行每一學習情境的教學設計，下面通過實例介紹學習情境教學設計過程。

實例：在數控車床上完成凹圓練習件的車削加工

1.工作任務描述設計

加工零件任務名稱：凹圓件練習件的車削加工。

2.零件類型描述

該零件屬于較簡單的階梯軸類零件，是使用數控車床加工的基本外輪廓形狀。是數控車削加工中難度較低的基本零件之一。

3.學習情境教學(行動)過程總體設計

根據每一學習情境教學內容，來開發以行動過程為導向的學習情境學習過程，即下任務、定方案、謄卡片、加工、檢測五個行動過程。

參考文獻：

[1]陶維利．《數控編程與加工》課程基于教學一體化教學改革的實踐．武漢船舶職業技術學院學報，2009，（3）.

篇10

關鍵詞:化工安全技術 教學探討

隨著科學技術的發展,人們的物質生活和文化生活水平得到不斷提高,特別是化工、石油化工的迅速崛起,有力地促進了國民經濟的發展。如今,化學工業已成為國民經濟的支柱產業,其在為人們的生活帶來便利的同時,也帶來了相應的安全問題。眾所周知,化工企業的原料及產品多是易燃、易爆、有毒、有腐蝕性的物質,且生產過程又有高溫、高壓、自動化、連續化大型化等特點,與其他行業相比,化工生產的各個環節不安全因素較多,且事故后果嚴重,危險性和危害性更大。因此,在化工生產中要特別重視安全,而是否能安全生產又在安全知識的普及和教育。《化工安全技術》的課程教學作為理論知識與實踐知識相融合的產物,也不斷的受到社會科學發展與教育理念更新的沖擊。知識和內容體系的不斷更新,在課時壓縮的情況下使學生掌握更多更新的安全知識和技能,這都要求在課程教學中不僅要有嚴謹、清晰的教學思路,還需要更科學、更現代、更人文化的教學模式。

1 化工安全技術

安全工程是一門新興的交叉學科,是以人類生產和生活活動中發生的各種事故為主要研究對象,在總結分析已經發生的事故經驗的基礎上,綜合運用自然科學技術和管理科學等方面的知識,識別和預測生產生活中存在的不安全因素,并采取有效控制措施防止事故發生的科學技術知識體系。而化工安全技術是安全工程的一個研究方向?；ぐ踩夹g的教學是以易產生的各類事故為主線,對一些特殊的事故,運用設備、工藝和化工方面的基礎知識,將課程內容融會貫通。在教學中通過對各類事故的剖析,使學生了解在類似的環境下存在的安全隱患,以及采取何種措施才是合適的保證安全生產的方法。

2 化工安全技術的發展和特點

近年來隨著化工工業的發展,使得化工行業的安全問題日益凸顯,從而促進了化工安全技術的發展。其主要體現在制定新的行業規程規范或改進生產工藝以及出處新的分析及優化方法。

由于化工生產涉及的產品繁多,過程復雜,引起產生的事故類別也多式多樣,這就要求在教學中要做到善于分析、總結,找出問題所在?；ぐ踩夹g的主要特點有:

2.1 綜合性?；ぐ踩夹g既涉及到化工生產的基本知識,又涉及到安全的分析方法。

2.2 復雜性。化工生產的過程十分復雜,涉及到的安全問題也十分廣泛,有熱力學引發的安全問題,有動力學引發的安全問題還有有關機械方面引起的安全隱患等等,這都需要學生掌握相關的大量的基礎知識并能綜合利用。

2.3 創新性。隨著科學的發展,新技術、新工藝、新材料、新設備的不斷涌現給化工生產帶來重大變革同時,也給在新的生產條件下如何安全生產提出了新的問題。這也就要求教師能結合科技發展,以及有關安全問題的研究動態和趨勢,提出一些新的思想,從而培養學生理論聯系實踐的創新能力。

3 化工安全技術教學的探討

化工安全技術是一門綜合性很強的學科,并且相當部分是屬于繁瑣性敘述,這加大了教學過程中單調性與無趣性。為了提高學生對該課程的興趣,在教學過程中必須刪繁就簡,抓住重點,有的放矢。并且在教學過程中為做到更科技化、更現代化、更人文化,以保障教學質量,在這幾年的本課程的教學中我也進行了多方努力:

3.1 對教學內容進行精心準備。教師應認真研究本課程的教學大綱,把握住本課程中的重點和難點,充分做好授課前的準備工作。

3.2 不斷更新教學內容并保持教學內容的先進性。隨著經濟的發展科技的提高,化工行業不斷涌現出新的安全問題,有的已經解決,有的還等待著新的安全方法與技術的出現。在新技術層出不窮的情況下,為了使學生能及時地了解和掌握化工安全現狀和發展動向,作為教師除了按教學大綱的要求,把教材中的內容給學生講深講透外,還應經常學習,不斷積累,注意收集相關的技術資料,并及時將國內外最新的研究情況在教學中有選擇有重點的向學生加以介紹。使教學內容跟的上時代的發展,不致于和社會脫節。

3.3 注重理論聯系實際。在教學過程中不僅要講清基本概念和基本原理,還應通過結合相應的典型案例把重點難點分析講解清楚,促使學生在理論與實際的聯系中加深對所學知識的理解和掌握,以提高學生分析和解決實際問題的能力。

3.4 采用多媒體教學手段?；ぐ踩夹g這門課內容充足且涉及的知識點又十分廣泛,但實際教學時間十分有限僅僅32個學時,這就使得教學時間與教學內容存在一定的矛盾,且此矛盾越來越尖銳,而以多媒體為主的教學方法為化工安全拓展了空間。使用多媒體教學的優勢:①豐富了信息容量;②表現力的多樣性有利于提高學生的理解力;③內容即可經常更新又可減輕教師的負擔。由于多媒體計算機集聲、像、圖、文為一體,它可使教材中復雜的結構示意圖呈現立體動畫效果,增強視覺效果,可充分體現多媒體教學的生動形象性。

3.5 培養學生的自學能力。課堂講授是學生獲得知識的有效途徑之一,但評價教學質量的高低,不僅看學生在學校獲得知識的多少和掌握的牢固程度,還必須看學生是否養成了自主獲取知識的能力。學生在校期間,教師不可能傳授給就業中需要的所有知識,學生今后幾十年工作實踐中所碰到的各種各樣的問題,只能通過其不斷地獲取新知識來解決。所以人們常說,教給學生獲取新知識的方法,比單純傳授知識更為重要。

3.6 與學生多交流勤溝通。在教學過程中學生即是學習的受體也是學習的主體,教師的教學質量的好壞,他們有最直觀的感受。

總之,在教學實踐中,教學方法要根據學生的實際情況靈活運用,以提高教學質量。以上都是筆者在從事化工安全技術的教學過程中總結的一些經驗,由于教學的發展科學的進步,其教學方法的改進還需不斷的努力。

參考文獻