時間：2023-08-16 17:29:43
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篇化學工程與工藝類，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。
【關鍵詞】綠色化工工程；化工工業；節能；促進作用
引言：對于化工來說，其是促進社會和物質文明發展的關鍵，并且為人類做出了非常大的貢獻。與此同時，環境污染問題也日益嚴重，這樣就需要采取相應的措施進行解決。而綠色化學工程與工藝是利用科學有效的方法和材料等進行處理，不僅大大提升了生產的利用效率，還很好的解決了存在的污染問題，因此，其對化工節能就有很大的促進意義。
1.綠色化學工程與工藝概述
1.1 綠色化學工程與工藝的重要性
目前很多我們生活中需要用到的物品都有賴化工生產流程，傳統的化學工程與工藝中往往對于綠色化學不重視，生產過程中只是注重結果，短期內或許能收獲相應的產品及利益，但從長遠來看，很多化工生產工藝流程在生產過程中對環境造成很多污染，有的污染對環境的破壞是不可逆的，后果可想而知。隨著人們環保意識的加強，近年來綠色化學工程與工藝越來越被人們提倡，這樣的方式采用一種更科學更自然的方式實現化工生產，仍然能通過有效途徑得到最后的目標產品，但大大降低了生產工藝對于環境的污染與破壞，同時很好的促進了化學工藝的節能，也實現了可持續發展的要義。
1.2 綠色化學工程與工藝的基本原則
綠色化學化工在世界范圍內的原則相對一體，主要涵蓋下列幾方面。（1）在反應過程的源頭上減少甚至根除廢棄物的產生，而不是在廢棄物產生之后再對其進行凈化處理。（2）產品進行設計時，盡量做到原料利用率最大化。（3）產品進行分析時，在考慮生產效率的同時使原料和產品的毒性降低。（4）對于析出劑和溶劑等輔助物，盡量少用或選擇使用無害產品。（5）減少生產過程中能量的損耗及其對環境的影響。（6）除了考慮經濟和技術的因素，生產原料盡量選擇可回收的加工原料。（7）盡量避免生產過程中產生不必要的化學衍生物。
2.化工企業節能減排的措施
通常情況下，大型化工企業在生產過程中往往會消耗大量的煤炭、石油和一些化工原材料，最終排放出大量的“三廢”，也只有通過不斷循環市場經濟，才能夠促進化工企業在國內市場的發展，并取得一定的市場優勢。而目前化工企業應該在節能環保的基礎上促進經濟發展，其方法主要有以下幾點：（1）加大化工污染這方面的技術、資金投入力度，對污染問題進行全面的控制。（2）針對化工生產項目使用先進的節能減排生產工藝，控制好化工原料，進而從源頭上對污染問題進行防控。（3）創建綠色的化工生產鏈條，實現節能減排技術集中化處理。（4）全面提高企業職工的綠色減排意識，從自身出發做好環境保護工作。
3.綠色化學工程與工藝的合理開發
3.1 綠色化學原料的合理運用
在化工生產工藝及具體流程中，化學生產原料是起著決定性作用的主要因素，在傳統化學工程中，所用原料大部分為不可再生能源。采用這些原料不但大大提高國家不可再生能源的消耗，同時還導致污染物的排放量大大增加，加重生態環境污染程度。將綠色化學原料作為化工生產材料是綠色化學工程重要研發內容之一。在化工生產過程中，可使用綠色化學物質、自然物質等無染污、可再生的化學原料。典型的綠色化學原料主要有蘆葦、苞米桿、纖維植物等。將這些作為原料投入到化工生產過程中，可使其轉化為酮、醇、酸類等多種化學品。在整個轉化反應過程中，這些原料僅會產生一定量的氫氣，而不會有任何一種有害、有毒的物質產生。
3.2 提高化學反應的選擇性
在化學工程的物質反應中，化學反應作為必不可少的重要組成部分存在。所有化學原料的轉化均是需要化學反應才能得以實現。在化工生產過程中，合理選擇有效的化學反應形式可有效促進化學工程生產效率及質量得到提高[2]。對化學反應產生影響的因素有很多種，反應原料、環境、時間、特點等均會對化學反應產生不同程度的影響。在化學生產過程中應用最為普遍的反應形式為氧化反應。在氧化反應過程中會有大量的熱產生，所有化學原料均會在熱的催化作用下發生變質，因此會大大降低化學品的生產質量。在綠色化學工程中，應用新型的反應形式，這種新型反應形式為烴類氧化反應。這種反應形式的應用不僅可促進催化物反應催化能力得到提高，同時還可有效促進生產物同分異構反應時間增加。
3.3 使用無毒無害催化原料
從目前的現狀來看，伴隨著化工行業的不斷發展，合理運用化學反應成為了化工行業健康穩定發展的關鍵，而在進行化學反應的時候，催化劑的使用是非常關鍵的，既可以對反應速度進行加快，也可以對反應時間進行縮短，那么在進行化工生產中，要想確保綠色化工工程和工藝得到快速的發展，就要使用沒有毒害的催化原材料。同時現在我國有關部門對催化原材料的選擇和應用已經給予了高度重視，并且催化劑的開發、研究和制作在不斷增多，從而就促使在進行化學反應的時候，催化原材料有了很大的改善。此外，使用沒有毒害的催化原材料還能夠大大提高化學反應的效率，對能源消耗含量進行降低，也能夠很大程度減少環境的污染。
4.綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用
加強對綠色化學工程與工藝的研究是化學工程的一次全新探索與實踐創新，綠色化學工程工藝研究能夠將廢棄物的科滋控制在合理的范圍之內，實現化學工程的規劃化發展，與此同時也可以改善人民群眾生活環境，對構建環境友好型社會具有重要的現實意義。
4.1 清潔生產技術的合理應用
清潔生產技術的合理應用具有超高的價值，對化學原料進行無公害化的處理，以期最終達到合格生產的目的。清潔生產技術的使用可促使原料等到有效的利用，提升原料的使用效率，清潔生產技術最為常見技術例如脫硫技術等，化學生產加工不可避免將會產生一定廢氣，為了進一步降低廢氣對于空氣質量的污染，就需要進行脫硫處理。此外，除了清潔生產技術的研發外，當前自然發電技術也被賦予了更多的重視，在環境污染日趨惡劣下，自然發電技術受到的關注，利用風能等自然資源發電，可在生物工程中降低污染，并提高環境質量，以期實現資源有效利用。
4.2 生物技術的有機結合
在可持m發展理念推進下，生物技術也不斷得以升級，生物技術也可理解成為生物工程，其中包括生物化工以及仿生學兩部分。生物技術利用生物科技進行生產與加工，如常見的生物酶技術，生物酶是一種具有催化作用的有機物，該種有機物可具有超高應用價值，加之其污染系數較小，故此被廣泛的應用到各領域之中。例如紡織領域，通過氧化還原酶的作用促使衣物處于仿舊狀態等。生物技術的使用符合綠色化學工程工藝的要求，因此將生物技術與綠色化學工程工藝相互結合，可進一步的深人落實化學工程節能理念，并改變傳統化學生產工藝模式，共同打造綠色環保社會。
4.3 環境友好型產品的加工生產
綠色化學工程與工藝的主要發展目的之一即為為社會生產處環境友好型產品，如清潔汽油、磷洗衣粉等無毒無害產品。通過綠色化學工程可以生產出與社會、自然環境發展相符合的友好型產品。綠色化學工程生產的出現在很大程度上起到了保護環境的作用。在社會生產、生活中，人們的購買的產品均為綠色產品，不僅有效保證了人們身體健康，同時也可促進社會健康、和諧發展。因此，在化工生產過程中，如能夠促進綠色化學工程與工藝對的優勢得到充分發揮，可有效降低生態環境的染污，促進國家自然環境和社會經濟得到可持續發展，對國家的長遠發展及社會的進步具有重要意義。
結語
通過上文對綠色化學工程和工藝技術進行系統分析可知，綠色化學工程對促進化學工業節能發展起到了重要助推作用，是實現化學工業節能減排發展目標的重要手段。現階段，開發和應用綠色化學工藝，已成為現代化學工業的發展趨勢和前沿技術，是建設環境友好型社會，實現可持續發展的關鍵。
參考文獻
[1]于賀.論綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用[J].科技與企業，2013，05：132.
[2]劉冠辰.淺析綠色化學工程與工藝對化學工業節能減排的促進作用[J].科技創新與應用，2015，34：107-108.
在以往化學生產過程中，各種有害、有毒物質的處理存在嚴重滯后性，致使化學工業發展速度非常緩慢。因此，綠色化學工程與工藝的合理應用，在降低化學工業成本、提高能源有效利用率等方面都有著重要作用。本文就綠色化學工程與工藝的合理開發進行探討，提出綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用，以有效改善化工環境的污染程度，從而達到各種資源最優化配置的目的。
關鍵詞：
綠色化學工程；工藝；化學工業節能；促進作用
在環境污染程度不斷加重、生態系統破壞越來越嚴重的新形勢下，加大環保保護力度、提高各種資源與能源的有效利用率，對于促進人類、經濟、環境等可持續發展有著重要意義。因此，深入了解綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用，是降低化工生產污染程度和減少資源浪費的重要途徑。
1綠色化學工程與工藝的合理開發
根據當前綠色化學工程與工藝的開況來看，其主要包括如下幾種：
1.1綠色化學原料的合理運用在化學生產工藝和相關流程中，化學生產原料的合理選用，在降低化學生產污染程度和減少資源浪費量上發揮著很總要的作用。一般情況下，化學工程中的原料都是不可再生的資源，如果大量使用，不但會加劇不可再生資源的消耗量，還會大大提高污染物的排放量，從而加重環境污染、資源浪費。因此，綠色化學原料的合理運用，是綠色化學工程的重要研究方向之一，通過使用自然物質、綠色化學物質、可再生化學原料等，如苞米桿、蘆葦、纖維植物，可以有效生產出各種化學產品。與此同時，在整個生產過程中，綠色化學原料產生的氣體一般是氫氣，不會給環境、人體帶來傷害，在保證生態系統平衡發展上有著極大作用。
1.2化學反應選擇性的有效增強在化學物質發生反應的過程中，化學反應是非常重要的組成部門，通常情況下，化學原料的轉化都必須經過化學反應才能完成。因此，在化學工程總，注重化學反應選擇性的有效增強，有利于提高化學工程的生產效率、質量等。在實踐過程中，化學反應的影響因素有時間、環境、原料等，如在氧化反應中會產生大量熱能，致使化學原料發生變質情況，從而影響化學品的生產質量。所以，在注重新型反應形式的合理應用，是綠色化學工程的重要組成部分之一，不但能提高催化物的催化能力，還能大大增加物質的反應時間，從而獲得更好的產生效果。
1.3無毒無害催化原料的利用在化學工業快速發展的情況下，化學反應在化學生產中的合理應用，對于促進化學工業可持續發展有著重要影響。而在化學反應的整個過程中，催化劑是重要的催化物質，需要注重無毒無害催化原料的合理利用，才能更好的改善催化物的效用，從而達到提高化學反應效率、節能和降低環境污染程度的目的。
2綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用
2.1清潔生產技術的合理應用目前，清潔生產技術的價值非常高，在對化工原料進行無毒、無害和無廢處理以后，原料的有效利用率可以得到大大提高，從而達到提高化學工程生產質量的目的。目前，最常用的清潔生產技術是脫硝技術和脫硫技術，在對生活垃圾、具有嚴重污染的化學物質等進行綠色處理之后，生活垃圾很多都會被轉化為沼氣。與此同時，自然發電技術的合理應用，如風能、太陽能等清潔生產技術的研發，特別是生物工程中各種清潔生產技術的不斷推廣，在提高環境質量、降低環境污染程度和實現資源與能源的最有效利用上有著重要作用。
2.2生物技術的有機結合在化工生產中，比較常用的生物技術是生物化工、化學仿生學兩個部分，如生物酶的合理應用，與綠色化工工程與工藝相結合，可以是再生資源得到最有效利用，并生產出綠色化學品。目前，綠色化學工程與工藝中，工業酶、自然界中的酶等是非常重要的催化劑，有著無污染反應條件好、產物性質好等多種有點，在促進生態系統循環發展上有著重要影響。
2.3環境友好型產品的合理生產通過生產各種環境友好型產品，可以起到很好的環保作用，如磷洗衣粉、清潔汽油等，是綠色化學工程與工藝不斷發展的重要研究方向之一。因此，在人們生活、工作的過程中，各種綠色產品的使用和推廣，是降低環境污染程度、促進社會和諧發展和推動經濟可持續發展的重要途徑。
3結語
綜上所述，在加大環境保護力度和提高能源與資源有效利用率的過程中，綠色化學工程與工藝的研究，不但能減少染污物的排放量，還能改善人們的生活環境質量。因此，加大綠色化學工程與工藝的投入力度，對于實現化學工業節能、促進化學工業更長遠發展有著重要意義。
參考文獻：
[1]劉森,羅澤鵬,都穎,劉思樂.綠色化學工程工藝對化學工程節能的促進作用分析[J].黑龍江科技信息,2016,02:75.
[2]郭璐,張浩.綠色化學工程與工藝對化學工業的促進作用[J].科技創新與應用,2015,17:107.
關鍵詞：專業特色；課程體系；化學工程與工藝；電化學工程
哈爾濱工業大學電化學工程專業成立于1962年，是國內最早建立的電化學工程專業之一。1999年我國大學本科專業目錄調整，原多個化工類專業（含電化學工程）統一合并為“化學工程與工藝”專業，但各大學中的該專業側重方向與特色不同。我校保留了原來的“電化學工程”方向與特色，并被教育部認定為第三批高等學校特色專業建設點。在特色專業的建設過程中，面對寬口徑的“化學工程與工藝”專業，既要開設核心化工課程又要保持電化學工程專業方向的課程。2008年修訂培養方案時，我們將化學工程與工藝專業分為“化學工藝”與“電化學工程”兩個專業方向進行課程設置。對“化學工藝”專業方向的學生按“化學工程與工藝”專業規范要求構建化工課程體系進行培養；而對于“電化學工程”方向，探索以滿足專業規范中核心知識要求為前提，依據專業特色的需要，通過以知識點為標準（不拘泥于課程名稱）協調專業規范要求與專業方向的關系，構建彰顯專業特色的課程體系。2012年修訂培養方案時，我們在系統地分析總結前期實踐效果的基礎上，形成了新培養方案。本文重點介紹了我們構建與“電化學工程”專業方向對應的課程體系的一些做法，以期達到拋磚引玉之作用。
一、面向國家需求的專業特色定位與培養目標
專業特色是特色專業的靈魂，特色定位準確與否直接決定了特色專業建設的成敗。首先，專業特色的定位要以長期形成的辦學理念以及在人才培養方面的積累為基礎。哈爾濱工業大學化學工程與工藝專業的“電化學工程”方向經過半個多世紀的深厚積累，培養了大批我國電化學工程領域的中堅力量。20世紀80年代，本專業王紀三教授的“發泡鎳電極”技術，帶動了我國電池行業的技術進步，胡信國教授的“一步法無氰電鍍銅”工藝引領了電鍍行業降低污染的技術革命，因此獲得了國家發明獎。當前，傳統石化類資源的日趨緊張及環境污染壓力，已成為限制我國經濟發展的一大瓶頸，研發新型能源與電鍍清潔生產新工藝，是國家能源、環境的重大戰略需求，特色專業責無旁貸要擔當起此方面人才培養的重任。我們認為，特色定位不能脫離化工領域及化工學科，要根據國家對人才需求現狀和發展趨勢，充分發揮自己已經積累的特色基礎和教學資源優勢，有效利用外部環境中的有利因素和發展機遇進行定位。基于此，哈工大“化學工程與工藝”專業特色方向確定為化學電源和電化學表面處理，與電池及電鍍行業對應。
本專業畢業的學生應具有以下幾方面的知識和能力：（1）具有堅實的自然科學基礎，較好的人文、藝術和社會科學基礎知識及較高的科學素養；（2）具有較強的計算機和外語應用能力；（3）較系統地掌握本專業領域的理論基礎知識，了解學科前沿及最新的發展動態；（4）具有創新意識和獨立獲取知識的能力；（5）具有較強的分析解決問題的能力及實踐技能，具有從事與本專業有關的產品研究、設計、開發以及組織管理的能力；（6）熟悉本專業領域相關的發展方針、政策和法規。
二、基于專業特色的內涵和建設目標，明確課程設置的原則
專業特色是指充分體現學校辦學定位，經過長期辦學實踐逐步積淀形成，優于其他學校相關專業的獨特、穩定和具有鮮明個性特點并為社會所承認的專業風格。開展專業特色建設，旨在促進高等學校人才培養工作與社會需求的緊密聯系，滿足國家經濟社會發展對多樣化、多類型和緊缺型人才的需求。通過專業特色建設，探索專業建設實踐，豐富專業建設理論，形成專業建設、人才培養與經濟社會發展緊密結合的專業建設思路與人才培養方案，形成該專業建設內容的相關參考規范，對國內同類型專業建設起到示范和帶動作用。
人才培養方案的制訂與優化是專業特色建設的核心內容，而課程體系的設計是實現培養目標的基礎，是完成特色型人才培養的保證。課程體系構建要根據人才培養目標要求應具備的知識、能力、素質，明確其應具有的知識結構進而設置相應課程，形成結構合理能滿足專業特色需要的課程體系。我們認為滿足專業特色的課程設置應遵循如下原則：
1.通識教育和專業教育相結合的原則。課程設置上要處理好寬基礎與專業特色的關系，注重理學基礎教育，既要滿足特色的要求，又要為學生未來可持續發展和繼續學習打好基礎。通識教育和專業教育課程的有機結合，拓寬學生知識和視野，使學生在科學基礎、人文素養、專業素質和能力等方面同步提升，促進學生的全面發展。
2.堅持在滿足“化學工程與工藝”專業規范要求前提下彰顯專業特色的原則。依據專業特色的需要，以知識點為標準，構建融會貫通、有機聯系的課程體系。應以學生為本，不但要有與專業特色要求知識結構對應的課程體系，還要通過增加選修課的方式，構建與專業規范完全對應的課程體系，以滿足本專業方向學生的自主選修。同時注意設置反映行業與產業形成的新知識、新成果、新技術和學科發展的課程。
3.加強實踐教學與創新能力培養的原則。單獨設置與實踐教學及創新意識培養對應的課程，注重理論課與實驗課的銜接與相互補充。增加實驗教學比重，及時將教師的相關研究成果轉化為實驗教學內容，使我校的強勢科研力量轉化為優質教學資源。并通過設置產學結合與創新類課程等，培養學生運用所學知識解決實際問題的能力及創新意識。
4.促進本科教育國際化的原則。保證學生四年外語不斷線。在通識教育階段基礎上，參照國外同類專業課程體系，設置和建設系列化專業教育雙語課程，培養學生跨文化交流能力，提高學生的國際競爭力。
三、以滿足專業規范基本要求為前提，構建彰顯專業特色的課程體系
高等教育大眾化的顯著特征之一是多樣化，但多樣化不是隨意化，不能沒有基本的人才培養質量標準。專業規范就是專業人才培養的總體框架與規定，我們不能背離專業規范中的基本要求去追求所謂的專業特色，遵循專業規范而不拘泥于規范的專業特色才能日益彰顯。專業特色總體上呈現多樣性特征，而專業規范體現了統一性的特征，專業規范中的人才培養基本規格，核心知識領域等質量要求標準是統一的，這是專業本身具有的特征。要協調好專業規范的統一性與專業特色多樣性的關系，以滿足專業規范基本要求為前提來彰顯專業特色。我們以“化學工程與工藝”專業規范中要求的知識點為標準，圍繞“電化學工程”知識結構的需要構建課程體系。基本做法如下：
1.在通識教育方面，強化數理基礎，數學類課程278學時、物理課程177學時，人文與社會科學基礎課177學時，公共外語課200學時（前兩學年完成公共外語課后，大三開設雙語課有“化工熱力學”、“電化學測量”等，大四開設“表面工程”、“新型化學電源”、“電動車能源系統”雙語課，保證四年外語不斷線），還設有文化素質講座、全校任選課等；針對行業、學科發展的需求，在通識教育的基礎上，通過知識點不重復介紹來壓縮相應課程的學時，設置與電化學工程知識結構對應的學科基礎課、專業核心課、專業選修課。為拓寬專業基礎，將“工程制圖基礎”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學”、“化工綜合實驗”、“專業導論課”、“化工安全概論”、“理論力學”、“材料力學”、“電工與電子技術”、“電工與電子技術綜合實驗”、“高分子材料”、“新能源概論”、“無機材料制備方法”等定為學科基礎課。按教學目標重組突出專業特色的主干課程體系，把“無機化學”、“有機化學”、“分析化學”、“物理化學”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學”、“電化學原理”、“電化學測量”、“化學電源工藝學”、“電鍍工藝學”10門課程作為專業主干課。
2.以知識點為標準，通過必修與限選課來滿足專業規范的基本要求。“電鍍車間設計”、“化學電源設計”為實踐類必修課，同時設有“化工機械與設備”專業選修課，以此涵蓋化工設計的知識點；“化學反應工程”與“電化學反應工程”2門課限定為至少二選一，另外在10門專業主干課程中，包含了電極過程動力學、催化、反應器等內容，滿足了反應工程知識點的要求。我們增加了選修課門數，并以知識點不重復介紹為原則壓縮每門課程的學時，具體分為三類：第一類是設置了“結構化學”、“化工設計”、“化工儀表及自動化”、“化工分離工程”等化學、化工類課程及“材料分析測試方法”課程，使學生具備專業規范要求的化工知識體系，為有志于在化工行業就業及出國、考取外校研究生的學生打好基礎；第二類是設置了“新型化學電源”、“固體電化學基礎”、“電動車能源系統”、“綠色能源”、“電極材料結構表征”等課程，供希望從事電池行業的學生選修；第三類是設置了“化工設備腐蝕與防護”、“表面工程”、“電化學加工技術”、“涂裝技術”等課程，供準備從事電鍍行業的學生選修。從知識點看，既滿足了“化學工程與工藝”專業規范的要求，又構建了適合專業特色的電化學工程知識結構體系。同時，不但滿足了學生的就業要求，還為學生職業發展和繼續學習奠定了基礎。
四、發揮學科優勢，設置加強實踐教學與創新能力培養的課程
本專業依托的哈工大化學工程與技術學科，具有一級學科博士學位授予權，并建有化學工程與技術博士后流動工作站，2012年哈工大的化學工程與技術學科排名進入全國評估前八名。多年來面向國家、國防重大需求，形成了本學科的優勢特色。在應用電化學方向上，產學研特色突出，多項原創性成果為企業創造了顯著的效益。與本專業建立長期穩定的科研、教學合作關系的企業有十幾家，為產學結合的學生培養奠定了良好的基礎。我校化工學科在“211工程”、“985工程”的支持下，形成了科研、教學硬件大平臺，為學生的科研訓練、課程設計、畢業論文（設計）等提供良好的實踐平臺。在軟硬件方面，對電化學工程的專業特色方向建設起到了保障和促進作用。另外，本專業正在逐步加大科研設備和科研實驗室等資源向學生開放的力度，創造條件讓學生能夠較早進入實驗室，參與教師的科研工作，在具體的科研活動中培養實踐、創新能力。在專業實驗內容上，鼓勵教師將適合于實驗教學的科研成果轉化、更新為課程教學內容，有利于將最新的學科知識、技能傳授給學生。
在實踐教學與創新意識培養方面，對于基本技能、方法類實驗，與四大化學相關的實驗課為132學時、與化工基礎相關實驗72學時，與專業方向對應的實驗課100學時。特色專業是面向行業培養人才，在產學結合上，設置“國內外專家講學”學科基礎課，還要求講授專業課的教師要理論聯系實際，注重啟發科研思路。專業定期從合作企業中邀請高級工程技術人員來校為學生進行課堂教學或講座，聘請具有教學經驗的高級工程師參與本科教學活動；在創新能力培養方面，設置了“大一年度項目”、“創新創業訓練計劃”、“創新實驗課”、“創新研修課”，要求學生在校期間至少完成2個學分，可通過選修創新研修課、創新實驗課、參加大一年度項目、大學生創新創業訓練計劃、學科知識競賽、發表研究論文、申請專利等方式獲得。
自1999年本科專業目錄調整后，我們圍繞協調專業規范的統一性與專業特色多樣性的關系上，進行了各方面的努力與探索，構建了面向國家需求的化學工程與工藝特色專業課程體系。作為特色專業建設，我們今后要為實現培養具有前瞻性、綜合素質高、創新能力強和具有國際競爭力的行業人才的目標而繼續努力。
參考文獻：
[1] 趙祖平. 以專業特色建設促專業發展——以中國勞動關系學院行政管理專業為例[J]. 中國高教研究，2012（3）：104-106.
[2] 周嘉，蔣玉龍，任俊彥等. 復旦大學微電子學專業特色的挖掘與拓展[J]. 中國大學教學，2012（4）：35-36，60.
[3] 張靈，禹奇才，張俊平. 專業特色建設的幾個基本問題[J]. 中國大學教學，2012（9）：28-30.
[4] 徐定華，關勤，樓盛華. 論高校專業規范與專業特色的內涵及關系[J]. 中國高等教育，2010（8）：57-58.
[5] 楊新海，徐宗寧，付保川等. 高校本科特色專業建設的路徑探析[J]. 教育理論與實踐，2011（12）：17-19.
【關鍵詞】:化學工程;系統;和諧;辯證法
自然界中的和諧系統比比皆是,大至宇宙,小到原子;地球生態系統是和諧的,動植物群落是和諧的,人類社會體系是和諧的,健康的人體更是一個絕妙的和諧體。所有這些和諧系統遵循著同樣的辯證綜合的規律,具體可以歸納出三條:1.統一律;2.層次律;3.進化律;所有和諧系統具有同樣的性質:1.開放性;2.自組織性;3.非線性;4.無限發展性[1]。當愛因斯坦把大半生致力于統一場論時,其哲學上的需要相對物理學上而言或許要來得大,面對物理學的系統和諧,理論規則的分立是不能令他覺得滿意的。而化學工程的發展是不是因循同樣的哲學歷程呢?
在化學工程作為學科開始被重視之前,化學工業已具有了相當的規模,各種具體的工程與工藝都被獨立開來,在認識上是被分為各門特殊的知識,因此,當國外高等院校在十九世紀末開始設置"化學工程學"時,開設的課程大多是學習當時化學工業的各種工藝學,"化學工程"的概念在當時還是相當模糊的,在理論上充其量是化學與機械的一種混合(amalgam)。然而這種理論混合的模式在德國人看來卻是很正統的,即使在今天,他們也避免專論"化學工程",而是稱之為"過程工程"(ProcessEngineering),這一名稱實際上要比"化學工程"的范疇更廣,甚至更為準確,凡是涉及一定流程與工藝的領域都是適用的。但我們習慣上還是沿用"化學工程"的名稱。
二十世紀開始,化學工業迅猛發展,在社會經濟中占的比重越來越大,客觀上需要化學工程學科的發展和支持。隨著生產力的發展,人們對事物運動規律性的認識也愈來愈深化,愈來愈有概括性。伴隨著其他領域科學技術的快速進步,人們逐漸認識到化學工業中各門看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年,美G.E.的Davis《化學工程手冊》的發表,初步提出了"化工物理過程"的原理。1900年始,以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現,如1913年,德哈勃-博施法高壓合成氨技術的產業化,星火燎原的,化學工業呈現出巨大的發展前景。到了二十年代,美MIT的一些學者提出:不管化工生產的工藝如何千差萬別,它們在眾多的典型設備中進行著原理相同的物理過程。1920年,美MIT成立了第一個嚴格意義上的化工系,時W.K.Lewis任系主任。1922年美國化工學會認同了新的見解,引出了"單元操作"(UnitOperation)的概念,這一概念在蘇聯時期和我國則廣泛稱為"化工原理"。
1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱為單元操作的過程主要有流體流動、傳熱、干燥、吸收、蒸發、萃取、結晶和過濾等,以這些單元操作作為研究和學習的主要內容,是化學工程學科在二十世紀前半期發展的核心,其理論迅速成為發展化學工業的重要基石。這種把千變萬化、千差萬別的過程和工藝概括成"單元操作"是生產力發展到一定水平的反映,是化學工程學從"個性"到"共性"的第一個哲學性概括,是在一個系統整體性把握的高度上建立了一門技術科學,體現了系統科學發展的和諧統一規律。
隨著"單元操作"概念的確定,另一方面,化學工程學科中重要支柱之一的"反應工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德Winkler流化床煤氣化爐的應用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工藝的開發,又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產,化學工業上發展的高峰持續不絕,1940年美國FCC煉油開發成功,成為石油化工的起點。直到1957年,歐洲第一屆反應工程會議,明確提出"反應工程"的概念,成為化學工程學科的重要組成部分,是化學工程學的進一步和諧統一。"反應工程"的建立,乃至今日仍備受困擾的"過程放大效應"問題,及從"逐級放大"到"數模放大"的研究都帶動了"化工過程系統工程"的發展,并共同體現了系統科學發展的和諧層次律。
就在"反應工程"發展的同時,"單元操作"得到了更加深刻的認識,人們發現各單元操作之間存在著更為普遍的原理,"過濾只是流體傳動的一個特例;蒸發不過是傳熱的一種形式;吸收和萃取都包含著質量的傳遞;干燥與蒸餾則是傳熱加傳質的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質及流體動量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認識的深化過程并沒有停止,人們進一步又發現了動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞之間的類似性。于是從二十世紀50年代開始,人們綜合了以往的成果,開始用統一的觀點來研究三種傳遞過程。1960年,美威斯康辛大學(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一書,系統地采用統一的方法來處理三種傳遞現象,從此化學工程學科的核心過渡到了"三傳一反"的系統性概念。"三傳"的研究是系統科學和諧進化律的又一體現,使化學工程學達到了一個新的整體性高度,這種高度的和諧統一是對客觀世界本質性的認識,并在學科上反映出了系統科學的基本原理和性質,其影響力是普遍性的,是跨學科的,不僅使"傳遞原理"成為化學工程學的重要基礎,同時在生物工程、機械、航天和土木建筑等工程學科上也具有重要意義,并日益成為工程專業共有的一門技術基礎課,只是側重點有所差異而已。
至此化學工程學科自身經歷了一系列的演化和發展,并在短短的一個世紀中達到了一個前所未有的高度,涵括了眾多的生產和應用領域,如醫藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學品等,每年為社會提供數以億噸計的千百萬種產品,是人們衣、食、住、行須臾不可離開的物質基礎,為社會繁榮作出了巨大貢獻。然而事物總是一分為二的,從人類發展最為激動人心的口號"征服自然"到今天龐大的工業化進程,地球自然生態系統遭遇了前所未有的嚴峻局面,這之中,化學工業是造成大規模環境污染及惡性重復污染的主要過程之一,化學工程學科需要肩負起新的使命。1990年,"生態化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出來了,相應在化工生產和過程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念,因時應勢,化學工程學開始了系統科學的自組織過程,這也是和諧系統對立統一發展的需要。在系統科學看來,自組織是和諧系統的基本性質之一,只有自組織系統能通過外部和自身內部的不斷協調、整合,在適應環境的同時保持自己的特性并產生新的功能。從自發到自覺地,化學工程學吸收了自組織的理論,不斷在廣度和深度上充實、完善和發展。隨著新世紀的到來,世界正發生著全球性的變化,經濟、社會、環境和技術等領域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]。化學工程學科需要因應時展而改變傳統的限制,不斷有新的概念提出來,如化學工程應是伺機而待的專業(aprofessioninwaiting);化學工程師必須"besteepedintechnology",能夠創新、開發、變換、調控和適應取代;化學工程學科要從"ProcessEngineering"達到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。進一步的綜合認為,化學工程學關注著同時發生在非常廣泛的時空跨度內的現象,必須具備多尺度、多目標的方法來達到過程的總體優化。涵括了五個方面[4,5]:
①Nanoscale(納觀尺度):研究量子化學、分子過程與分子模擬等。
②Microscale(微觀尺度):研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學規律等。
③Mesoscale(介觀尺度):研究換熱設備、反應設備、塔器以及傳統的"單元操作"和"三傳一反"等。
④Macroscale(宏觀尺度):研究生產裝置和生產過程等。
⑤Megascale(兆觀尺度):研究環境過程和大氣生態過程等。
于是化學工程學的核心轉變到了"多尺度、多目標擇優"的概念,化學工程學科又到達一個新的和諧統一的高度,進入了更高層次的系統工程領域。
新的發展的深度促使化學工程學科作出了一定尺度的"分化",然而這還遠未結束,人們對世界的認識還在不斷探索不斷深入,一個更深刻更普遍也更一般的問題已經觸到了化學工程學科的神經,觸到了化學工程學的認識本質,并促使化學工程學需要有新的"融合"。這一問題就是"非線性及其包涵的混沌原理",相對于"線性"是人類認識客觀世界的基本工具,"非線性"則是客觀世界的本質特征,是"線性"反映的目的,是從科學角度看待世界的一種和諧統一;而在對"混沌發展"的研究表明,"混沌運動的普遍存在,揭示了自然界中實際系統發展演化的新行為,混沌態的自相似性使這種時間演化表現為一種空間結構,而且以其不同空間尺度上的相似性,揭示了系統復雜運動的統一性。這種統一性是一個觀察"整體"的問題,只有在長時間范圍(因為混沌運動是一種長時間行為)和更高層次復雜性中才能顯現出來。"[6,7]這一問題涵蓋了自然科學和人文社會科學的眾多領域,具有重大的科學價值和深刻的哲學方法論意義。馬克思曾經預言:"自然科學往后將會把關于人類的科學總括在自己下面,正如關于人類的科學把自然科學總括在自己下面一樣:它們將成為一個科學。"從這一角度上,"非線性"問題是這種過程一體化的契合點以及整體認識論上的共性[8]。當站在這種整體性的高度上,化學工程學科獲得了全新的視野和更強大的分析解決問題的能力,并最終具有了學科融合的基礎。
在整個化學工程學科的孕育、誕生和發展過程中,始終交織著學科的"分化"與"融合",除了上述尺度(scale)上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細化工、高分子化工等專業上的分化;另一方面,作為近代工程技術,它又是自然科學(化學、物理等)和技術科學(機械、材料等)的融合。正如物理學家普朗克(Planck)所指出的:"科學是內在的整體,它被分解為單獨的部分不是取決于事物的本身,而是取決于人類認識能力的局限性,實際上存在著從物理到化學,通過生物學和人類學到社會學的連續的鏈條,這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實上,當化學工程學科的核心發展到"非線性混沌系統"時,實現科學的融合已是其客觀系統性的需要,它需要強有力的非線性解算能力和綜合分析能力。基于人工智能和神經生物學的人工神經網絡(ArtificialNeuralNetworks)技術為這種系統性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經網絡特有的信息處理能力在愈來愈多的領域中展現出廣闊的應用前景,它具有如下特點[9,10]:
①學習:神經網絡可以根據外界環境修改自身行為,這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。
②概括:經過學習訓練后,神經網絡的響應在某種程度上能夠對外界信息的少量丟失或自身組織的局部缺損不再很敏感,反映了神經網絡的健壯性(魯棒性),即工程上說的"容錯"能力。
③抽取:神經網絡具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能,在某種意義上可以說它能"創造"出未見的事物。
④模擬:神經網絡由眾多的神經元組成,以并行的方式處理信息,大大加快了運行速度,可以逼近任意復雜的非線性系統。
當然,神經網絡并非十全十美,其自身的發展就曾經歷過相當曲折的過程,但是,人工神經網絡(ANNs)特性的融合將是化學工程學科發展到非線性核心系統的自組織適應和需要。例如采用神經網絡設計的控制系統,適應性、穩定性和智能性均較好,能處理復雜工藝過程的控制問題,也使得化學工程師不但也是機械工程師,還首先是系統工程師,并能從最一般的非線性原理出發,解決實際過程的創新、應用、開發、生產等問題。
生產力的不斷發展,科學技術的持續進步,人類認識自然和改造自然的不斷深化,化學工程學科必將不斷"分化"和"融合",體現出和諧系統的無限發展性質。
參考文獻
[1]李立本.系統的和諧與和諧觀[J].自然辯證法研究,1998,14(5):39.
[2]韓兆熊.傳遞過程原理[M].浙江:浙江大學出版社,1988,11:3.
[3]季子林,陳士俊,王樹恩.科學技術論與方法論[M].天津科技翻譯出版公司,1991,9:115.
[4]金涌,汪展文,王金福,等.化學工程邁入21世紀[J].化工進展,2000,(1):5-10.
[5]黃仲濤,李雪輝,王樂夫.21世紀化工發展趨勢[J].化工進展,2001,(4):1-4.
[6]張生心,梁仲清.從量子混沌再看物理學的統一性[J].自然辯證法研究,1996,12(10):8.
[7]苗東升.系統科學精要[M].中國人民大學出版社,1998,5:20.
[8]成思危.試論科學的融合[J].自然辯證法研究,1998,14(1):2.
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。
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。人才培養必須與產業發展相結合,生物質能源轉化利用途徑如圖1所示,生物質資源(以植物為例)轉化生成化學品的利用路線如圖2所示。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。生物質化學工程(專業)模塊以實踐環節課程為中心,構建了課內和課外兩個實踐平臺,如圖3所示。通過兩個實踐平臺的緊密聯系,促進第一課堂和第二課堂的融通。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。
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。
參考文獻:
[1]劉柳,吳洪達.化學工程與工藝專業實踐課程評價體系的構建[J].實驗室研究與探索,2009,04:96-100.
[2]趙國慶,謝永,李曉玲,周丹紅.化學工程與工藝專業學生實踐能力培養模式的探究[J].廣州化工,2015,19:174-176.
[3]李娟,王樹立,郭泉輝.化學工程與工藝專業學生工程實踐能力培養的思考[J].河南化工,2010,21:55-57.
前言：隨著現在科學技術的發達，分子這一概念被帶到了大眾的面前，人們對分子的研究越來越詳細，運用當今的科學技術研究分子，把分子放在顯微鏡下觀察，化學對其結構了解的愈加深入，這樣分子設計的誕生也推動了分子工程的誕生，這是時代和科學技術下的產物，他們的誕生使得化學研究進入到更深階段——分子工程學。所以分子工程和化學工程兩者是相輔相成的。
一、淺談分子工程
在一個固定環境下對分子結構進行構造，不僅如此，還得理清分子之間的關系，這種原理就是分子工程學。分子工程不是單一的分子學科，而是由不同種類、學科構成的，但是，只要有關分子工程就會有三個基本的問題：第一，怎樣按照要求對分子結構進行設計;第二，建筑分子結構時要用什么基元;第三，怎么實現分子設計預設的功能，就需要考慮怎么組裝基元。這三個問題有著密不可分的聯系，從而形成了三個實施分子工程的重要環節，這三個問題分別是分子工程的作用、結構、結合的理論基礎。
與之前的化學研究方法有所不一樣的是分子工程在研究時，會在研究手段、對象、內容等角度采取新的方法。傳統的化學研究大多是利用自然物以及公式得到新的化合物，從這些化合物中找到比較好的化合物，1930年，磺胺藥物被人發現，造就了那個年代合成藥物的鼎盛時期。可是分子工程學的研究則恰恰和傳統化學研究相反，它主要以功能研究為方向，通過對分子結構進行探究。這個時候它不單單對某一個化合物進行研究，而是研究化合物的功能體系。這樣得到的信息要比傳統化學研究得到的信息全面，不光可以得到分子結構還可以知道分子某些特定的結構層次。傳統化學研究過分注意分子結構以及合成的聯系。可是，分子工程學卻看中功能和 物理原理。如今，化學不能獨自發展了，化學的發展必須要建立在生命、材料科學這兩門學科上。當然也需要注意另外一些科學技術。
從化學工程學得到的經驗，分子工程學也從不同的分子工程研究中得出來。現在的分子工程學還在孕育，也就是在不同的領域、不同功能、對分子進行設計、構造。分子工程由不同種類的分子工程研究中得到，所以功能不同、種類不同，這就使得分子工程學需要按照功能、種類對其進行分類。分子工程學主要研究化合物的功能體系，針對體系的研究就必須在分子水平上探究之前提過的三個問題，得到規律，功能體系以及工程學原理，這幾個不同方面相輔相成、互惠互利。
二、淺談化學工程
當面對一些挑戰時工程學科發揮的作用才能體現其重要性。如今，環境問題成為我們急需解決的問題，因為它與人們生產、生活、生存都有著密切的聯系，這個時候化學工程就有了研究的目標，它需要解決資源可循環利用、化石資源的合理化利用等。化學工程需要解決經濟的循環利用，不光肩負著科學方面的重擔，還需要傳遞物質、能源、信息等。
化學工程之前從沒遇到過的一些問題，卻隨著生物技術等一些高新技術的發展而產生，這有一個好處便是讓化學工程的研究深入到更具體的領域中。一些過于具體的問題，比如納米尺度問題，這是在傳統的化學研究中都沒有遇到過的微小領域，要是想加強微量產品的生產就必須擴寬化學研究領域。在當代這是化學工程打入到新領域必須要做的。發明催化劑以及工藝的源泉是新催化材料創造的。從另一個方面來說，要是將生產變得更加清潔，把不同的工藝以及流程進行合并，然后找出最好的，這也是化學工程將要研究的重要領域。現在有關生命方面的科學發展愈發成熟，生物催化在這一領域已經體現了自己價值。
如今人們愈加注意和自身相關的科學技術，隨著科學技術的發展，健康、食品、醫藥等領域都對科學技術有了更深層次的要求，而且屬于化學的問題占大多數。舉一個例子，當我們的生命機能受到損害就得使用藥物來控制，所要服用的藥就會對人們的身體機能進行調節。將這些有關生命過程的問題解決就是化學過程在不屬于自己領域里的重大挑戰，所以肯定會得到化學工程學的注意。
隨著不同體系科學的發展，科學技術的發展為化學工程帶來的問題在一定程度上推動了化學工程學的發展。所有的科學技術都與化學工程有著密不可分的聯系，當化學工程在發展的同時也推動了整個科學領域的進步。所以，化學工程學逐漸被人們注意，也更大化的注意科學在化學工程中的運用，化學工程學為整個科學領域所帶來的價值就是該工程學以后要注意的方向。
為了讓化學工程學得到更好的發展就必須提高化工人員的專業知識，加強對化工人員的教育。化工工程教育應該與時俱進，根據現代工程教育改革得到重要的成果來制定教育內容，教育內容不可以單調，需要將專業課與基礎課相結合，還得根據時代的更替而及時更新教育內容，加強化學工程人員解決問題的能力;不過也得加強學生對資源環境以及另外科學領域的興趣。
結束語：
化學工程是一門綜合類較廣的學科，在未來的世紀會體現出更大的價值所以我們要做的就是抓住機會，在化學工程的發展過程中找到特屬于我國化學工程的優勢及特點，利用化學工程實現可持續發展。在重視化學工程的同時需要注意分子工程。分子工程的發展可以推動化學工程的發展，另外分子工程與化學工程兩者為科學技術提供了很多可研究的課題，這些課題的解決就是科學技術的飛躍。
關鍵詞：化學工程；化工生產；工藝
1化工生產工藝流程分析
通過對相關文獻研究以及結合筆者工作實踐來看，化工生產工藝流程通常涉及三個方面：
1.1原材料預處理
為了確保化工生產中反應能夠充分地進行以及降低原材料使用量，通常各企業在生產前都需要進行原材料預處理。目前在化工生產中對原材料進行預處理的方法眾多，根據材料狀態可以將其分為三類：（1）固體原材料預處理。化工生產中固定原材料預處理環節主要是溶解、粉碎或混合；（2）液態原材料預處理。液態原材料預處理上通常為過濾、預熱蒸發；（3）氣體原材料預處理。氣體原材料預處理主要為凈化、加溫或加壓。對此，各化工企業在生產前應依據產品實際選擇適宜的原材料預處理方法，這樣一來既確保生產有效開展，同時對于降低成本也大有幫助。
1.2各步化學反應控制
化學反應是化工生產中重要環節，其反應情況直接決定了化工產品的質量，這就要求企業必須基于相關生產規范對各部化學反予以嚴格控制。從實際來看，化工生產中所涉及反應種類眾多，并且不少反應發生條件相互矛盾，比如某些化工生產反應過程中需要進行加溫，而另外一些則要冷卻，因而為了確保化工產品質量企業必須對各步化學反應進行準確控制。對此，化工企業首先需根據產品生產所涉及化工反應予以掌握，隨后在此基礎上對反應中所需儀器設備、條件等分析出來，之后根據化學反應不同環節制定出相對應的控制與保障措施，最后還需做好化學反應過程中的監控工作，從而確保生產中各步化學反應得到切實有效的控制。
1.3分離產物與精制
通過前面所進行的各項準備以及呼吸反應后，就可得到初步產物。然而這離預期想要獲得的產物還相差甚遠。因此，還需要對產物進行分離與精制。在分離完成后，切勿馬上將雜質當做廢物處理掉，因為大部分雜質還能夠重復利用，變廢為寶，在保護環境的同時還能夠提升原材料的利用率。由于產物的分離純化與最終產物的產率密切相關，并且在很大程度上關系著企業的經濟效益。所以在選擇化工生產設備時，企業必須要全面考慮到設備對化工工藝產品產率的影響，選取最佳反應設備，從而不斷提高化工生產的效益。
2提高化工工程中化工生產工藝探究
2.1對化工生產工藝技術進行優化
除了上述工藝之外，還需要從根本上對化工生產工藝技術進行優化，深入研究化工反應的一系列原理與條件。以乙烯為例，合成乙烯的方式多種多樣，可以通過將乙醇脫水、裂解石油品或是將長的碳鏈斷裂成短的碳鏈等多種方式來獲得。合成方式較多時，就有必要深入研究哪種原料來源更便利、哪種方式更節能、哪種工藝流程產率更高等。因為原料不同，其生產原料及方式均有所差別。所以在實際生產過程中，應當結合具體情況來選擇合適的工藝流程，以促使工業化生產更高效、節能、環保的開展。換而言之，我們應當對當前化工生產現狀進行深入研究，除去弊端并積極研發新工藝。
2.2進一步優化化工生產工藝條件
正如上文所述，反應條件不僅是保證化工工藝生產得以有效開展的環節，同時更是確保其產品質量的重點。另外，對化工生產工藝來說，良好的反應條件在提高生產效率與降低廢料生成方面發揮著積極作用。鑒于此，為了提升化工生產工藝成效，進一步優化反應條件就顯得十分必要。首先，化工企業在各種反應材料采購上除了要充分結合生產所需購進齊全外，材料質量也應要達到相應標準。其次，化工生產中所使用到的諸如催化劑、器皿以及設備等也需要根據要求準備齊全。最后，選擇最適宜的化工生產反應設備，比如精餾塔作用力出現變化，則會造成反應過程中回流比減小，而采用熱泵蒸餾則能夠降低反應使能力損失，對此各化工企業應當在充分結合自身產品、生產工藝等實際情況下，并基于國家、行業相關規定指導選擇最適宜的反應設備。
3盡可能降低生產過程中的動力能耗
3.1積極采用變頻控制
一般情況下，電機拖動系統常常被運用于化工生產過程中。然而在使用過程中，電機拖動系統往往需要耗費大量電能，而變頻節能調速則能夠對普通的閥門靜態調節技術起到改善的作用，從而讓電動拖機系統的輸出與輸入均可以維持動態平衡，以降低生產過程中的電能損耗。所以在生產過程中可以選用變頻控制進行調速以起到節能的效果。
3.2升級與改造供熱系統
在實際操作過程中，化學工藝需要熱能來促成反應，因此在生產過程中需要耗費大量的熱能。在升級與改造供熱系統過程中，應當突破以往單套裝置的約束，在整體上優化組合裝置，從而在根本上解決“高熱低用”的問題，將熱能的利用率發揮到最大化。
4結束語
總而言之，化工生產是化學工程中的重要組成部分，如何有效提升其生產效率與質量，并有效解決其對環境所造成的影響是當前擺在化工企業面前的重要課題。為此，本文通過對化學工程中化工生產工藝進行解析，希望能為促進化工生產進步以及化工企業的發展貢獻一份力量。
參考文獻
[1]張愛國.化學工程中化工生產的工藝解析[J].城市建設理論研究：電子版，2015，（2）.
[2]孫英.淺談化學工程中化工生產的工藝解析[J].中國廚衛：建筑與電氣，2015，（7）：66.
沈陽化工大學是二本。沈陽化工大學是一所以工為主，以化工為特色，工、理、管、經、文、法、醫等7大學科門類相結合的高等學府。學校為遼寧省“雙一流”重點建設高校。
沈陽化工大學介紹
沈陽化工大學是一所以工為主，以化工為特色，工、理、管、經、文、法、醫等7大學科門類相結合的高等學府。學校為遼寧省“雙一流”（一流大學、一流學科）重點建設高校，國家“中西部高校基礎能力建設工程”（小“211”）重點建設高校。
沈陽化工大學重點學科
國家級特色專業：高分子材料與工程、化學工程與工藝、過程裝備與控制工程、無機非金屬材料與工程
遼寧省示范性專業：化學工程與工藝專業、過程裝備與控制工程專業、高分子材料與工程專業
原國家級重點學科（2個）：精細化工、自動化
省級重點學科：化學工藝、控制理論與控制工程、材料學、化工過程機械、應用化學
（來源：文章屋網 ）
超臨界流體技術一般是控制溫度和壓力的條件下，或者加入其他物資的情況下改變體系的傳質系數、傳熱系數及化學反應特征的，這能更加高效清潔地進行化學生產，有的在超臨界的狀態下能節省能耗，所以超臨界流體技術也被稱為超級綠色化學技術。超臨界液體技術（SCF）現在廣泛應用到了材料制備中。早在上世紀九十年代該技術就已經開始應用，把二氧化碳制備成超臨界的狀態，以它為介質來制取特氟龍；還有聚丙烯工藝中也應用了SCF技術，利用丙烷的特點來做稀釋劑，該技術也是做PE的升級版。當下，超臨界流體技術則更多地應用在了高分子材料，復合材料，不易粉碎的無機物材料，以及提取不太容易溶解在單一超臨界液體中的有機物。現在應用的超臨界流體技術的方法主要有一下幾種：
1、快速膨脹法，該方法主要用于固體顆粒狀的物質的制備；
2、壓縮抗溶劑發，主要用于制備微孔、微球類的物質，所以在藥物分子及聚合物共沉上應用較多，也較成熟；
3、抗溶劑法，通常該方法會應用在制備爆炸性物質和不溶于單一超臨界流體的有機物上等。除了以上在制備材料方面的突出貢獻，超臨界流體技術還在分析化學中大展拳腳。它與色譜技術相結合，能在色譜研究中得到比氣象色譜更高效，比液相色譜更精準的超臨界流體色譜。更由于它的高效和低成本使得超臨界流體技術在石油化工、環境保護還有醫藥化學等多個領域得到廣泛使用。
2綠色化學工程技術的應用
綠色化學指用化學的技術和方法，再結合其他學科的知識來減少或者消除化學對于人類的危害、社會的危害以及環境的危害。從源頭的原材料開始，到生產過程中的試劑和介質還有催化劑，到最后的產物及副產物都要求綠色、環保、無毒害，還有就是“原子經濟性”的“零排放”。像在綠色無毒原料控制方面，石油化工原料就可以改變成生物原料的。制作尼龍可以不用含苯的石油化工原料，改成生物原料，生物原料的淀粉及纖維素等在酶催化反映下也能形成己二酸，這樣一樣可以制作尼龍，而且對人體和環境都危害極小。再比如在反應過程中對介質、溶劑等的控制，也要求無毒無害，在有機反應中水就是很好的溶劑，不僅對環境無害還能節省到有機反應中的官能團的保護還有去保護等環節，所以也省工藝省時間了。還有反應中用的綠色催化劑，綠色催化劑能更加正對性，更加高效地參與化學反應，并且得到的副產物少。在有機合成反應中，綠色催化劑的應用顯得尤為重要。像不對稱合成反應中，催化劑不僅為化學農藥和精細化工提供反應需要的中間體，有的還能為反應提供綠色的合成技術。比如酶催化反應、氫酯化反應、還有不對稱酮反應等。
3化學工程技術中的傳熱研究
化學反應中傳熱的研究是化學工程的重要內容，因為它嚴重影響著一個反應的能耗，反應的進程等。在微細尺度傳熱研究中，由于尺度微細，原有的傳熱假設及會發生變化，其流動還有傳入的規律也會發生變化。目前在納米、微米、集成電子設備還有微型熱管領域中該傳熱研究交深入，取得了較不錯的成果。而我們在改進傳熱工藝和設備上也做足了研究，為了提高傳熱效率，我們可以改進設備的性能，使其持續對外傳熱的能力提高，改變里面的傳熱材料和工藝的設計來實現傳熱的效率。然而我們現在投入很多精力的滴狀冷凝技術的研究還沒能取得很好的成果。由于我們不能在維持物質在滴狀的時候冷凝，同時冷凝表面壽命延長,所以目前這個難題還很難突破。還有就是我們在計算沸騰時的傳熱存在很多弊端，復雜的沸騰狀態不適用目前所有的傳熱計算方式，就研究沸騰傳熱的計算方法也是一大塊難題的，所以就滴狀傳熱技術的研究也將會是我們傳熱研究領域的一個重要課題，如果該研究獲得進展必將改變現在很多的化學生產工藝形式，將會帶領化學生產進入一個新的時代。
4結語
【關鍵詞】華峰班 CDIO 工程教育
【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2011）09－0001－03
20世紀的工程教育課程主要是提高學生的動手實踐，使學生掌握相關的專業知識和解決工程實際問題的能力。然而，隨著世界經濟全球化以及科學知識的發展，工程教育課程的教育偏向了“厚基礎、寬專業”的工程科學的培養模式，從而削弱了對學生解決工程實際問題的能力培養。這種培養方式導致了學生缺乏對現實工程情況應有的認知程度。為了解決這個難題，2000年由麻省理工學院Crawley等人通過4年的探索創立了CDIO工程教育理念。CDIO作為一種新的工程教育理念，主張以產品研發的CDIO全過程，即構思（ConcEive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）為載體，以工程項目生命周期全過程為載體培養學生的工程能力、學生的職業道德、學術知識和運用知識解決實際問題的能力，以及具備終生學習和團隊交流能力。
化學工程與技術作為化學工業的主要學科領域，擔負著促進化學工業及相關行業發展與進步的重要使命，因此培養出具有解決實際化工過程問題能力和創新能力的人才是非常重要的。本文以溫州大學化學工程與工藝專業的學生作為教學改革培養對象，將CDIO工程教育理念與化學工程與工藝的專業教育有機地結合，探索適合于以服務浙江及周邊地區經濟為導向的化學工程與工藝專業教學模式的改革與實踐。
一 工科人才教育培養現狀
我國傳統的教學模式是以教師為中心、以課堂講授為主，以理論考試成績來評價學生的模式。當前，我國工程教育是通識教育模式和蘇聯教育模式的結合體。解放前，我國的先進高等工科教育主要是來自西方一些教會式的大學教育。建國后，由于化學工業發展的需要，我國效仿蘇聯搞起了專業教育。這種專業教育培養模式為我國的現代化建設作出了較大的貢獻。其缺點是過于強調教材和教學大綱的統一，影響了教育工作者的思維活躍性，也阻礙了對工科學生創新能力的培養。因此，教育家們對蘇聯教育模式進行了回顧和反思，制定了通識教育和專業教育相結合的工科通識教育模式。然而，隨著我國產業的進一步升級以及高校的持續擴招，導致了大量的工科畢業生找不到適合自己的工作，這可能是因為通識教育過于強調基礎科學理論，而弱化了專業內容和工程實踐，導致了工科畢業生只了解一些表面的理論，缺乏工程應具備的實踐創新能力。
在辦學機制上，一方面，高校過于強調科研業績考核，許多具備豐富工程經驗的老師很少參與到實際的教學過程中，而參與教學的教師又與企業的聯系不緊密。負責教學的教師缺乏產業經驗，工程教學過程又缺乏與企業的有效溝通，造成了工程教育和社會需求的嚴重脫節。另一方面，雖然在教學上安排了生產見習、畢業實習等環節，但是不少學校在實踐教學環節上是比較薄弱的，這是因為見習、實習的時間一般比較短，相應的考核制度也不健全。
綜上所述，我國工科教育從教學模式、辦學機制等眾多方面都存在著與產業發展脫節的問題，嚴重影響了人才培養的質量。尤其是理論脫離實際、實踐環節薄弱、產學脫節的問題直接導致了學生找不到適合自己的工作崗位以及企業有崗位找不到合適的人才。由此可見，我國的工科人才培養模式已經不能滿足產業升級的需求。為了更好地培養適合產業升級所需的人才，我們從培養模式上進行了改革探索。
二 化學工程與工藝專業CDIO工程教育改革探索
CDIO工程教育模式改革旨在培養學生系統工程技術能力，尤其是項目的構思、設計、開發和實施能力，以及較強的自學、組織溝通和協調能力。CDIO模式以工程項目全生命周期的要求來組織教、學、做，學生需要掌握各門課程知識之間的聯系，并用于解決綜合問題。因此，課程體系的建設要突出課程之間的關聯性，這就必須打破教師單打獨斗的傳統教學方法，而圍繞CDIO工程項目的實施進行教學計劃和課程關聯工作。
1．化工核心課程群的組織與教師隊伍建設
核心課程群由化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程、化學工藝學、化工設計6門課程組成，構成了化學工程與工藝核心專業課的主體。化工設計以其他五門課程為基礎，對提高學生分析問題、解決問題的綜合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是講述單元操作的基本原理，是學好其他專業課程的基礎；化工熱力學則建立在分離工程的基礎之上，闡述工業條件下各種流體熱力學性質的計算；化學反應工程以傳遞過程為基礎，傳遞現象和化學反應工程利用數學的方法，從微觀角度闡述化學反應過程、設備設計的共性科學問題；化工工藝是關于化學品生產方法的技術科學，它以自然科學和工程科學規律為基礎，使化學反應達到工業化應用水平。由此可見，核心課程群的各門專業課是相輔相成的。
在課程群建設中，涉及專業課教學的老師主要通過進修、企業實踐、參加會議三種方式提高業務水平，對化工專業工程教育模式做到整體的認識，同時要求參與指導學生的化工設計。利用校企合作的機會，與企業方面的人才進行專業知識和其他方面的交流與溝通。其具體的組織與實施過程如下：
第一，教學方法改革的探索。首先，按照CDIO的教育理念，要逐步形成教師引導和以學生為主體的思想，使教師從教育者轉變為引導者，教師不再是簡單地賣知識，而是引導學生學習知識，把主要任務放到教會學生學習方法上來。在教學方面的改革要得到全校上下的支持才可能順利進行。溫州大學為課程體系建設和師資建設提供了很好的平臺，在化工核心課程群教改的過程中提供了強有力的物質基礎和政策鼓勵。在這種良好的環境下，教師也愿意投入更多的時間去聽課評課，吸納好的教學手段和方法。由于化工班都屬于小班上課（30人左右），對部分課程如化工專業英語、精細化工工藝學實施角色互換教學模式，讓學生參與到化工教學的過程中。這些課程的效果反映較好，對化工原理等課程中的部分章節，我們也將逐步展開開放式的教學方法。
為了達到各門課程的知識體系能夠很好地銜接，通過教研室教師集體備課，相互切磋，討論每門課程講授的重點，個別章節內容的舍棄和補充，做到教學的知識體系完整、重點難點突出、學時合理分配，真正做到精選、精講教學內容。摒棄了過去教學活動中的單打獨斗，改為教學團隊授課，使各門課程有機地銜接起來。通過相互聽課并課后集體討論，指出教師課堂教學中存在的問題與不足，相互交流教學經驗，討論改進的方法與策略，使教師的整體教學水平迅速得到提升。
第二，教師工程素質的培養。不少高校在引進人才方面主要考慮的是教師科研水平，其次關注人才的企業實踐經驗。鑒于科研壓力，假期教師也不能到企業去參與實踐或者工作。此外，許多教師只對與自己科研相關的專業課非常熟悉，對其他的專業課則非常生疏。因此，利用現有的教學資源，培養教學團隊的建設是很重要的一環。溫州大學化學工程與工藝教研所以化工設計為主線，基于地方化工企事業單位為依托，派遣年輕教師每年到相關的化工企業實踐兩個月，逐步培養教師的專業水平。近幾年，利用學習、調研以及下派科技特派員的方式，到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安華峰等不同類型的企業參觀學習，不斷地提高老師的業務水平。同時，為了讓教師能夠很好地參與到企業生產實踐中，溫州大學對擔任科技特派員的教師提出教學科研任務減半、考核優先等政策鼓勵。僅2010年，我們派年輕老師帶隊到衢州巨化學習15天，杭州化工研究院學習3天，華峰學習7天，溫州本地化工企業實踐1個月左右，有效地提高了教師的工程素質。教師工程素質的增強也使學生收益頗豐，在2010年省化工設計大賽和全國“三井杯”化工設計大賽中多次獲獎。轉貼于 2．學生工程能力和團隊合作的培養
作為地方院校，溫州大學化學工程與工藝專業的辦學宗旨是以培養創新應用型人才為主，服務地方經濟和社會的發展。經過對近兩年該專業的畢業生調查的情況來看，目前該專業存在以下問題：（1）畢業生雖然掌握較多的書本知識，但實踐能力不強，導致他們從學校到公司需要較長的“崗位過渡時間”；（2）畢業生普遍缺乏對現代企業工作流程和文化的了解，缺乏團隊工作經驗、溝通能力和創新能力；（3）工程職業道德、敬業精神等人文素質薄弱，責任感不強。具體體現在：工作不踏實、心浮氣躁、做工程不細心、不愿承擔責任，客觀上他們的實踐能力與企業要求存在較大差距，而主觀上又不能沉下心來虛心向前輩學習。
從以上的調查結果來看，以目前的培養方案和評價標準來指導學生的專業教育經不起企業用人單位的考驗。為了更好地培養適應地方經濟社會發展的人才，實現對學生創新思維、創新方法和創新能力的培養，我們與溫州地區最大的化工企業華峰集團實行校企聯合培養本科生，實施“華峰特色班”戰略。目前，“華峰班”的學生采用“3＋1”模式培養方案（即學生前三年在學校集中學習理論知識并完成實踐教學，最后一年到企業，接受企業的培訓，并在企業盯班盯崗接受生產實踐活動）。同時在工程專家的指導下，根據企業的需要對培養方案進行部分修改，增設華峰提出的部分課程，使得學生在校期間所學的基本知識和專業理論更貼近于華峰實際的應用。在這種戰略方針下，學生在企業的環境中真正做到知識和能力之間的無縫連接，縮短了“崗位過渡時間”，增加了學生的工程實踐能力，有效地推進了CDIO教學改革。在2010屆的化工專業畢業生中，華峰集團招聘了7名華峰班學生。提升了學生的工程能力、團隊合作精神以及專業素養。
3．逐步建立適合CDIO工程理念的考核制度
正確、公平、合理且科學有效的考核制度對本專業的健康發展起著至關重要的作用，它應當是對教學效果做出真實和客觀的評價，同時有利于提高學生學習的積極性和主動性。現行的課程考核方法主要是通過期中和期末考試成績來評定，它能在一定程度上反映學生掌握知識的程度以及教師上課的教學效果，但不能很好地促進學生學習的主動性。部分學生比較反感現行的考核制度，這是因為現行的考核方法存在比較單一、部分學生在學習上投機取巧也能獲得高分而影響其他學生學習的積極性、不能全面反應學生的綜合應用能力等問題。
CDIO教學模式以能力培養為目標，其主要培養的是學生的理論知識、職業技能、人際交流以及產品研發的CDIO全過程。采用CDIO教學模式，評價方法則應側重能力的考核，能力本位的教學觀貫穿課程設置和教學實踐的全過程。我們進行教改，其目的是提高學生的工程實際能力，因此我們的考核將使用過程能力評測替代以往單一的成績評定。
我們現階段的具體做法是：（1）選題：在學生進入大三學習開始，從企業選出一些與本專業相關的課題以及近兩年化工設計大賽的課題，讓學生自動組成4～5人的小團隊；（2）專業學習：上專業課的老師或工程師把握好主要的授課內容，然后將大部分時間留給學生，讓他們針對自己的課題與本課程相關的知識點進行思考、提問、討論；（3）階段性測試：上完某些知識點后，老師或者企業工程師根據學生所做的課題和所學的專業知識進行評價，其中主要包括面試、答辯、自我評價、團隊合作能力等方面；（4）中期成績總結：這次總結是比較重要的，一般在大三上學期結束后，包括階段性測試的成績、平時的表現、專家化工設計大賽作品的評價、企業對學生課題的反饋等進行中期總結，由學校老師和企業專家對學生現階段的學習進行方法論指導，提出下學期的目標；（5）最后專業課成績評定：最后專業課成績進行A、B、C、D四個等級進行劃分，其中階段性測試占40%、中期成績總結10%、企業專家評價10%、課題完成情況10%、專業綜合能力20%、化工設計大賽10%。目前，整個評價體系尚在完善中。
三 結束語
化學工程與工藝專業學生的工程概念、分析和解決工程問題的培養對我國高等工科教育可持續發展以及化學工業的產業化升級起著非常重要的作用。本文就溫州大學化學工程與工藝專業的畢業生進行調研，發現學生在所學的知識和培養的能力和企業所需的人才具有一定的差距。本文以服務浙江及其周邊地區的經濟作為出發點，初步建立了溫州大學化學工程與工藝專業的CDIO工程教育理念，獲得了一些正面的成果，為將來進行深入教學改革奠定了基礎。同時，我們的改革嘗試也為CDIO工程理念在化學工程與工藝專業的教育改革提供了一些思路。
參考文獻
［1］孫曉瑩.德國職業教育對我國職業教育發展的啟示［J］.教學研究，2006（5）：384～387
［2］查建中.工程教育改革戰略“CDIO”與產學合作和國家化［J］.中國大學教學，2008（5）：16～19
［3］Edward F. Crawley， Johan Malmqvist， S?ren ?stlund， Doris Brodeur: Rethinking Engineering Education: the CDIO Approach［M］. Springer， 2007
［4］余國琮、李士雨.化學工程與工藝專業創新人才培養方案的制定與實踐［J］.天津大學學報，2004（1）：1～4
［5］夏淑倩、張金利、傅虹、王保國.培養化工類專業創新人才的探索［J］.化工高等教育，2010（3）：10～12
［6］劉長久.適應經濟社會發展需求的化工類人才培養改革探索與實踐［J］.高教論壇，2009（3）：17～19
［7］吳洪達、李利軍.化學工程與工藝專業實踐性課程體系的構建［J］.高教論壇，2007（6）：105～107
［8］馮建軍、李為忠.教育發展的根本之道在于尊重教育規律［J］.教育縱橫，2009（2）：53～56
