化学工程与工艺发展现状精选(九篇)

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第1篇：化学工程与工艺发展现状范文

电化学专业实验是我校化工学院面向化学工程与工艺（电化学）专业大学四年级本科生开设的一门必修的专业实验课程，是本科生培养计划中的一个重要的实验教学环节。该实验课程开设的实验是综合性实验和设计性实验，是化学工程与工艺（电化学）专业的几门专业课的一些典型实验，其中既包括一些比较经典的实验方法和有关实验基本技能训练的实验，又涵盖了一些使用仪器设备比较复杂、实验方法比较先进、实验技巧难度比较大的实验内容。通过该实验环节的教学，使学生加深对课堂所学理论知识的理解与掌握，同时通过实验操作和数据处理环节使学生基本实验技能得到训练和提高，从而培养学生独立从事开发工作和科学研究工作的能力，并为学生设计与撰写毕业论文打下一定的理论基础和实验基础。该课程要求学生了解实验原理，掌握实验方法；掌握仪器的基本使用方法，测量线路的联接，独立完成实验的全过程；实验结果应数据准确，对实验结果有一定的分析能力，写出符合要求的实验报告。由于该专业实验在整个培养计划中起到很重要的作用，因此有必要进一步加强该实践环节的教学工作。

一、目前专业实验教学中存在的问题

通过几年的观察分析，我们发现我校化学工程与工艺（电化学）专业实验教学中主要存在以下几方面的问题。

1.实验内容设置不合理。原有的实验体系已沿用了近十年，有些实验内容如铅酸电池、镉镍电池方面的内容明显落后于现在电化学学科的发展，原有的实验内容已无法满足现在的人才培养需要。近些年，随着电化学领域的不断发展，一些新的实验方法、实验技术及新的电化学体系不断涌现，这些内容代表了电化学学科的发展趋势和发展方向，急需补充到现有实验教学内容中，从而提高实验教学的质量。

2.实验教学方法不利于发挥学生的主观能动性。传统实验教学往往以指导教师的讲授为主，讲授的要点主要根据实验讲义的内容而定。实验讲义上每个实验基本都有完整的实验目的、实验原理、操作步骤和数据分析处理等内容。教师主要讲解实验原理和操作步骤及数据的分析处理，学生根据实验讲义上给出的实验步骤和数据分析方法去完成实验。在整个实验过程中，学生很少有独立思考的空间，他们只能按照实验讲义中给出的实验方案进行实验，也就是说学生变成了实验方案的执行者，而不是实验方案的制订者或参与者，这不利于发挥学生的主观能动性和积极性。

3.实验考核方式不够科学。以往学生实验成绩主要根据实验报告的情况来决定，具体包括两部分：一是实验报告内容的完整性，包括实验目的、实验原理、实验步骤和数据处理等项目是否完整，实验参数是否准确；另一方面是实验的数据是否准确可靠，数据处理方法是否正确。这种考核方式只是根据实验报告提供的信息进行成绩的评定，而对实验过程中学生分析解决问题的能力、实验操作的能力没有进行考虑。这使得成绩的评定缺乏全面性和科学性。

二、专业实验教学过程中的一些改革与探索

针对上述实验教学中存在的问题，我们做了以下几方面的改革与探索。

1.实验内容的改革。实验内容是影响实验教学效果的决定性因素。专业实验教学必须结合专业发展现状，将学科的研究热点和教师的科研成果引入实验教学，这一方面体现在实验技术、实验方法的改进方面，另一方面体现在实验教学内容的更新方面。这样才能使学生在本科实验教学阶段接触到专业前沿领域，了解专业研究热点，掌握专业最新的研究方法和研究成果。将先进的实验内容引入实验教学有利于学生综合素质的提高，为其在今后的工作、学习和深造过程中尽快进入角色奠定坚实的专业基础。实验内容的设立应考虑以下几方面的因素。基本的实验知识和技能的培养，专业发展现状、发展趋势的了解，实验室软硬件的状况，经费情况等。实验内容的设立还应体现我校化学工程与工艺（电化学）专业的特色，即化学电源和表面处理领域的工程化。基于以上几方面的考虑，我校化学工程与工艺（电化学）专业实验包括以下几方面的内容：方波电流法、方波电位法、循环伏安法、线性电位扫描法、电化学阻抗谱等实验内容主要是让学生掌握电化学中的一些基本测试方法；电镀液的赫尔槽实验、电镀液分散能力实验、电镀液电流效率实验是为了让学生掌握电镀中常用的研究方法；旋转圆盘电极实验、微电极实验、电化学石英晶体微天平等实验的目的是让学生掌握电化学领域较先进的一些实验方法；化学电源设计和电镀车间设计方面开设了4个实验，主要目的是让学生接触专业领域的工程化问题，帮助其毕业后能尽快适应企业的生产环境。

2.教学方式的改革。实验教学方式直接影响实验教学的效果。科学的教学方式应能充分激发学生的学习自主性，由被动学习变为主动学习。同时应着重培养学生实际操作能力、协作能力、团队合作精神，提

转贴于

高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。为此，我们改变以往以教师为主体，主导整个实验教学的模式，而采用学生为主体、教师为主导的教学模式。每位指导教师负责2个实验项目，教师只把实验的总体要求和基本思路介绍给学生，由学生根据相关知识去设计实验方案，完成实验，并对数据进行分析处理。学生在实验过程若遇到问题，可以与指导教师讨论，指导教师提出解决问题的思路，由学生改进实验方案。在整个实验过程中，学生的实验积极性和主动性得到了充分发挥，创新能力和合作精神得到培养。实验成绩考核注重实验方案的设计能力、实验过程的操作能力。成绩评定中，实验方案设计和操作能力占50%，实验报告的质量占50%，其中实验报告的内容包括实验名称、实验目的、实验原理、实验步骤、数据处理及分析、结论及讨论等。为进一步保证实验教学的质量，我们对实验课的课程安排还进行了调整。把学生分成两个班，分别在上午和下午进行实验。每个班的学生又分成8组，每组2~3人。每次实验课同时开出8个不同实验，每组同学分别进行其中1个实验项目，8组之间依次轮换，8天完成8个实验。而后的实验依上述安排进行，直至完成全部实验。

3.实验指导教师队伍的建设。首先安排一名教师全职负责学生的实验教学工作，包括实验讲义的编写、修订；实验设备的保养、维护；实验试剂、药品和材料的采购和保管；实验室规章制度的编写、制订；以及日常实验室管理工作。开设实验课程时，抽调若干名专业骨干教师参与实验的准备和教学工作。所有抽调的教师必须有两年以上专业教学经历，至少具有硕士学位，博士学位率达到90%以上。新留校的教师或新调入的教师需经两年以上的辅助实验教学工作后，方可单独指导本科生的实验。

第2篇：化学工程与工艺发展现状范文

今年来，由于生物技术的快速发展，使得我国生物学工程的发展也在不断向前，并已有一定的基础。调查显示，当前生物化工的产品已经涉及到保健、医药、农药以及食品等各个领域与方面。①在医药方面，抗生素得到迅猛发展，并且在临床中的使用最普遍，相关数据表明，目前我国抗生素的产量达到世界首位，此数据还在不断增长；②在农药方面，生物化工的农药品种也层出不穷，主要包括井霉素、赤霉素以及苏云金杆菌等，该技术不断进步，并且逐步满足了我国农业生产的需要；③在食品与饲料方面，氨基酸、柠檬酸等的产量不断加大，并呈现数倍增产的趋势，该产品已经不只为了满足于本国市场，还出口到世界各国。

2、我国生物化学工程发展中所存在的问题

经过深入调查分析可知，由于各种因素的限制，使得我国生物化学工程在发展过程中也存在着许多问题与不足，也将面临着新的挑战，本文主要从以下几方面的问题着手分析：

（1）我国生物化学工程的产品结构布置不够科学，许多企业往往存在品种单一、低档次等问题，不能满足当今市场的需求。对于档次较高的医药生化产品例如激素类、干扰素、药用多肽等，在我国的生产技术还不完善，不能满足本土市场需求，每年还需花费大量资金从国外进口。

（2）当前我国的生物化工产业主要局限于轻工、医药、食品业等。所以，许多企业对生物化工产品尤其是精细化工产品这一领域的了解不足，不利于扩大生产，更不用说通过这些技术引领企业走向世界。此外因生物化学发展速度较快，我国相关部门对该行业的研究及规范还不成体系，导致生产过程中的能源消耗大，环境污染严重，技术在低水平徘徊。

（3）在生产技术上存在许多不足，生产设备与工艺配套不完善，上下游技术不配套，产物的收得率低，生产成本高企业效益低。相关数据表明，虽然目前我国的产品如柠檬酸、乳酸等的发酵水平较高，但其他绝大多数产品的技术明显低于国外。从而，某些企业为了引进新技术提高生产效率，只能每年都要投入大量资金从外国进口细胞破碎机、生物反应器、计算机监控设备以及生物传感器等，不利于企业的长期生产目标。

（4）我国生物化学工程的发展历史较短，基础研究的投入较薄弱，还没有形成一个完整的科研体系，技术创新能力不强，同时，相关企业的技术开发、技术吸收能力差。调查显示，当前该行业的生产发展多数依靠传统的粗放型扩大投资的增长模式，从而生产效益低下、市场竞争力不强，不利于企业的发展。

3、我国生物化学工程发展问题的解决建议

本文经过深入探究分析我国生物化学工程发展过程中所存在的问题，并借鉴国外先进技术，主要从以下几方面来解决当前的问题：

（1）合理调整产业化结构，扩大并发展高档次的产品。例如加大对医药生化产品、功能性食品及添加剂等高档产品的研发与生产。此外，使生物化学工程的发展呈现多元化，着重生产如生物色素、微生物多糖、工业酶制剂以及表面活性剂等多种精细化工产品以及采用传统技术无法生产的产品，从而提高企业的经济效益与市场竞争力。

（2）不断扩大生物化工的生产规模，提高竞争力。因此，我国相关部门应该出台更多有效措施来鼓励建设大型的生物化工企业，使之能够将研发、生产、销售融于一体，从而节省生产成本。尤其要加大力度去培育一批科技创新型企业，此外，还要鼓励那些具有发展生物化工产业的企业加入该技术发展行列，向着创新型生化公司的方向发展，并淘汰那些生产技术落后，市场竞争力低下的企业，从而提高我国整体生物化工行业的竞争力，并有利于扩大我国生物化工的产业规模。

第3篇：化学工程与工艺发展现状范文

    基于以上分析,我认为我校要培养满足市场需求的化工专业人才应该从下面几点来开展工作。

    1 调整培养计划,进行培养规范的整体设计

    专业规范对提高高等教育质量具有重要的现实意义,它是高等学校以专业人才培养模式改革研究为基础,在改革实践过程中对有关专业的课程体系、知识体系、实践教学体系和相应的参考指标进行整体设计,专业规范对专业人才设定培养规格,拟定培养目标。在高等院校进行教育教学改革过程中,对人才培养规范进行整体设计,是开展专业建设与深化改革的重要入手点[1]。

    应对当前的就业形势,制定化工专业的专业规范非常有必要。自1999年以来,高校外延发展迅速,新增高校、新增专业多了,人才培养难度更大,要求更高。另外,高等教育大众化阶段教育质量呈多元化,亟需制定专业规范,一般高校工科专业人才培养规格的定位决定了人才培养模式的基本框架。

    2 加速进行我校化学工程与工艺专业的认证工作

    化学工业是国民经济的支柱性行业,为了让高校能更好的为社会服务,高等院校为化工行业提供主要人力资源,教育部自2006年启动了化工专业认证试点工作,目前已有6个专业点进行了试点工作[2]。化工行业对人才的评价标准和要求,主要体现在以下几个方面:(1)有良好的职业道德,了解本行业的相关法律法规,体现出较好的人文素养。(2)数学、自然科学基础较好,工程基础知识扎实,掌握一定的经济管理知识;掌握化学工程、化学工艺学科的基本理论、基本知识,了解本专业的前沿发展现状和趋势;具备运用现代信息技术获取专业信息的能力。(3)具备化学与化工实验技能,有工程实践经历,具备计算机应用能力,接受过科学研究与工程设计方法的基本训练,能够运用所学知识和技术手段分析并解决工程问题。(4)具有较强的组织管理能力,表达流利,人际交往能力突出,有较强的团队协作精神。(5)具有终身学习能力和国际视野。与以上标准相对照,我校在培养化工人才方面还存在着明显的缺陷和不足。还有很多工作要做。结合行业要求分析,我校化工专业目前存在的问题主要有:(1)教师队伍中普遍经历单一,缺乏工程师经历。(2)实践教学环节不完善,学生工程实践能力较弱,创新创业能力不足,学校与工业界联系不够紧密。(3)缺乏对学生的团队精神的系统训练。(4)毕业生的调查与跟踪机制不够完善等。除此之外,缺乏科学的学生考评机制,缺乏毕业生跟踪与反馈体系。因此要针对这些问题,以专业认证为契机,有目的的开展工作。

    3 灵活设定培养方向

    专业方向的设置是高校人才培养的基础,开设什么样的专业方向,关系到培养什么样的专业人才,培养出来的人才是否符合社会的需求,这个问题关系到一个专业的前途命运。在充分利用我校资源的同时,在专业方向设置上体现差异,强化特色,做到以质量求生存,以特色求发展。在开设专业方向的问题上,要避免与周围同区域、同等水平的院校趋同,以减少资源的浪费,避免在人才培养上出现重复和过度竞争,充分体现差异[3]。

    4 优化各级结构,提高培养质量

    当前,大学生毕业后难就业已经成为社会主要关注的问题,也是每所高校所面临的最为严峻的挑战。要解决这个问题除了国家宏观上的一些制度和政策的支持外,高校还应该根据市场所需人才,有针对性的提高培养质量。提高培养质量,既要从宏观上把握高等教育的结构,明确学校、院系和学科的定位,满足地方经济社会的发展对高等教育的要求,另外,要从微观上、从学校本身把握高等教育的内部结构,理顺专业结构、学科结构与理论结构,使我们培养的人才和社会需求相一致[4]。

第4篇：化学工程与工艺发展现状范文

关键词：工艺安全管理；发展现状；建议

中图分类号：TU714文献标识码： A

一、工艺安全管理的发展历程及关键要素

1.发展历程

随着科学技术的不断革新，新工艺、新产品的不断涌现，装置规模的日益扩大，给化工、石化等产业带来了巨大的变化。紧接着，由于涉及的化学品种的增多，处理、储存数量的增大，应用工艺技术的复杂化，操作条件的苛刻化，导致工艺系统的危害也更加多。在全世界范围内，化工和石化行业发生的一系列重大的工艺安全事故，引起了世人对工艺安全的注意，同时，孕育了一系列的相应法规。

1977年发生在意大利塞维索的有毒蒸气泄漏事故，促成了欧洲第一部对于工艺安全法规的颁布，即1982年欧洲的 «Seveso I指令》。1985年，发生在印度博帕尔的事故举世震惊，这也促使美国化学工程师协会成立了一个专门的化工工艺安全中心即为CCPS ，该中心的设立为化工、石化等行业提供工艺安全技术及管理的方面的全面支持，防范重大工艺安全事故的发生，同时，出版了一系列安全导则。1992年，美国职业安全健康局(OSHA)，颁布了关于高度危险的化学品的工艺安全管理系统相关要求。1996年，欧洲的《Seves。I指令》修订为 《Seveso II指令》，它通过吸取博帕尔事故的教训教训， 更强调了对重大危害的控制，建立工艺安全管理系统的必要性。1996年，韩国政府也参考美国 0SHA的PSM体系，在韩国国内颁布了工艺安全管理系统要求。同时，1999年的美国环保局(EPA)在0SHA工艺安全管理系统的基础上，补充风险评价、应急预案的要求，颁布了《净化空气法案》。

工艺安全管理及技术自20世纪80年代以来，开始蓬勃发展。在进入20世纪 90年代以后逐渐发展成为一门独立的学科。目前的美国和欧洲非常重视工艺安全管理，强调运用系统方法、技术预防工艺安全事故的发生， 并且在高危险性的行业中强制推行工艺安全管理。

2.PSM基本要素

美国职业安全健康局(OSHA)、美国化学工程师协会化学工艺安全中心(CCPS)、美国化学协会 (ACC)和美国石油协会(API)均有为工艺安全管理系统定义的一系列不同的PSM组成要素。这些要素大多都是类似甚至相同的，都是为了预防重大的工艺安全事故并减轻后果。

其中，OSHA规定的PSM，主要应用于加工工业。它对“工艺”的定义是：使用、储存、加工、处理或在工厂范围内转移危险的化学品，或是上述综合活动。在PSM法规中，有一个危险化学品清单，其中包含130余种有毒或具有反应性的化学物品，同时对每种化学品进行一个数量标准的规定。如果工厂处理危险化学品的数量达到、超过表中的标准时，就需遵守PSM规定。但是PSM法规不适用于零售设施、油井设施、气井设施以及无人操作的设施。

二、国内外PSM实施情况

发达国家大型的化工、石化公司，均建立了完善的工艺安全管理系统并制订了相关法规及配套的实施指南，在工厂的各个时期严格执行。我国国内还在深入研究和积极推广的阶段。

1.美国PSM实施情况

在美国,这种管理系统是作为法规形式存在的，不仅有权威性，同时也说明工艺安全管理的必要性以及适用性。以陶氏化学为例。陶氏公司全球所有设施所执行的EHS管理体系 和标准均已达到OSHA PSM法案的绝大部分要求，在这些要素中，工艺危害的分析是陶氏化学的一个特色要素。

陶氏的工艺危害分析采用的主要是分级管理。这种方法的特点是将对工艺危害的分析按从简到繁、从定性到定量进行分级别管理，陶氏化学工艺的风险管理采用的是层进式风险分析方法，过程如图。

第1层，对所有的设施进行工艺危害分析，所采用的是火灾爆炸的危险指数、化学品的暴露指数 (CEI)、RC-PHA调查问卷、保护层(LOPA)的目标值等方法；第2层，对设施的特定单元操作采用因果成对鉴别、HAZOP、LOPA、建筑物的超压分析等方法，进行附加风险的检查；第3层，对目标工艺进行增强型的风险检查；第4层，选择少数的高风险活动场景进行QRA。根据分析的组合以及事故发生的频率来进行选择。

2.国内工艺安全管理的现状

在我国国内，只有很少的有关工艺(过程)安全管理体系的资料。还没有相关的法律法规标准。虽然，国内许多企业实施了 HSE 管理体系以及ISO体系，但这些体系没有相应法规的强制性要求，有些甚至还存在表里不一的现象。特别在这个化工和石化行业已经从引进成套技术逐渐转为自主设计、技术改进的阶段，问题显得尤为突出。近几年，国内的化工和石化行业中发生的重大事故，归根结底，都是工艺安全方面的问题。所以，现有项目以及新开发项目的整个生命周期的工艺安全管理已经成为了一个急需解决的问题。还有一个客观原因就是不同企业之间的工艺安全管理有较大的差异性，给政府的监管也带来了不便，同时也不利于同行业内关于工艺安全信息的交流，不利于安全水平的提高。总而言之，国内一方面缺乏工艺安全管理的有关研究，另一方面缺乏相关的法律法规。导致没有符合我国国情、与世界同步的工艺安全管理模式。因此，在国内化工和石化行业，建立、贯彻有效的工艺安全管理系统是十分必要的。

三 、工艺安全管理推行的建议

1.充分理解区别工艺安全管理与传统安全管理

工艺安全管理，是将技术、程序和管理实践整合在一起，形成以风险预防管理为重点的管理体系，主要对象是工艺介质本身以及涉及危险化学品的过程、厂站设施，通过控制工艺系统的动态变化，体现对工艺风险的“过程管理”。与传统的安全管理相比，在模式上更注重过程控制、与超前防范，对象上，不同于单纯关注人员作业风险的管理，更加强调了对工艺系统、设备设施的安全风险管理，在特点上，不再以经验管理为主，更重视了运用科学系统的分析方法，强调对风险的系统评估、合理控制以及响应程序等。

因为我国的多数化工企业还没有真正接触、了解工艺安全管理，因此，首先应该加强工艺安全管理的认识和培训，从转变理念入手，走出工艺安全管理第一步。

2.独立的组织机构支撑

在欧美等工业发达地区，工艺安全管理从20世纪80年代开始就已经发展成了了一门独立的学科，但我国国内最初并没有将工艺安全管理作为一门独立的学科。所以，我国国内企业应该从国外发达国家引进工艺安全管理的理念，在借鉴经验和做法的基础上，积极探索，形成具有自身特色的管理模式。

3.工艺安全管理人员的技能水平提升

工艺安全管理人员包括涉及实施所有工艺安全管理要素的专业技术、管理、操作人员、专业分析师等，工艺安全管理系统的有效运作，需要每个员工的参与。因此，在一定意义上，工艺安全管理人员的技能，往往决定着某个单位工艺安全管理工作的水平。

合理、有效的培训是提升工艺安全管理人员技能的主要途径，我国相应企业应该举办大量的包括风险评价方法以及专业技术知识在内的相关工艺安全的培训，可以用脱岗培训、在岗培训这两种培训方式，培养出一批高素质的工艺安全的管理人员。

4.工艺安全信息的有效利用

工艺安全信息产生于工艺装置使用的各个阶段，是进行危害辨识、风险控制的有效依据，是其它工艺安全要素推进的基础，同时工艺安全信息又是其它要素实施结果的“输入”终端。 因此，工艺安全信息的有效利用在某种程度上也反映了工艺安全管理的水平。

5.完备的技术标准支撑

工艺安全管理区别于传统安全管理的主要特征就是它具有的专业技术性，其管理目标 是实现工艺技术（设备）的本质安全。开展工艺安全的分析、工艺技术的变更、施工工艺安全的管理等要素活动，均与技术标准有千丝万缕的关系， 因此，要做好工艺安全管理，形成一套对企业适用性强、高标准的技术标准体系是很重要的。

6.定期开展评估审核

工艺安全审核可以有效评估和考核 各个工艺安全要素的落实情况，客观反映工艺安全管理水平，持续提高工艺 安全管理标准（制度）的执行力，对于工艺安全管理在整体深入过程中的不足，进行及时更正，制定有效的改进措施，不断提高工艺安全管理水平。

结语

我国国内与国外相比，不论在经济发展水平、运行方式、员工水平还是理念和文化等方面均存在差异，所以，不能直接照搬国外的工艺安全管理模式以及相关规定。而是需要根据我国的安全管理现状，积极借鉴国外的经验和做法，积极探索，不断努力，让工艺安全管理有更美好的明天。

参考文献

[1]粟镇宇.工艺安全管理与事故预防[M]，北京：中国石化出版社， 2008

第5篇：化学工程与工艺发展现状范文

关键词：化工分离工程；教学改革；教学实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）10-0133-02

分离工程是化学工程专业的一门重要专业课程，是研究化学工业和其他化学类型工业生产中混合物的分离与提纯的一门工程学科，是建立在高等数学、物理化学、化工原理、化工热力学等课程知识基础上的一门必修课程[1，2]。随着化工行业的迅速发展，分离工程在现代化学工业及相关工程领域中的应用越来越重要，高校的培养目标也由最初的单纯掌握教材知识转化为能够应用专业知识解决实际工程问题。这就要求教学目的要逐渐转化为应用与实践，摒弃“填鸭式”教学，引导学生主动掌握知识，培养学生的兴趣并自主发现解决问题。由于化工分离工程课程的实践性非常强，所涉及到的化学工程领域知识较多且杂，甚至有一些经验性的知识内容，新装置、新设备的不断涌现对高校教学提出了更高的要求，因此改传统专业课的教学模式、加强分离工程教学改革与实践、锻炼学生解决实际问题的能力显得尤为重要。围绕这一目标，本文探讨了在教学内容、教学方法改革、教学与实际结合等方面的一些尝试。

一、教材选择和内容安排

随着时代和技术的发展，化工分离工程课程的知识也在更新，学术内容越来越丰富多彩，因教学课时的限制，不能面面俱到的全部涉猎，因此教材的合理选择和教学内容的安排对提高本门课程的教学效果十分重要。近几年，化工分离工程的教材出版较多，重点内容如相平衡关系、多组分精馏、特殊精馏、多组分萃取、分离设备性能和效率、分离过程节能等传统知识基本都被涵盖在内，但一类侧重于工艺过程的学习，另一类借鉴国外教材，侧重于讲解理论知识[3]。新型分离技术由于发展较快，侧重点各有不同。综合考虑教材、学生基础以及实验室条件等因素，选择了陈洪钫、刘家w主编的卓越工程师教育培养计划系列教材《化工分离过程》第二版。该教材第一版1995年出版，在众多高校沿用20余年，2014年再版，该书对原有基础知识做了更优的安排，将陈旧技术进行了删除，修改增加了符合时展的新型分离技术；对教学内容也进行了新的安排，更容易让学生接受，课后主动去探讨问题的解决方法，提高教学效果。

针对这本教材，笔者在教学过程中对该课程的教学内容主要讲解以下章节：（1）传质分离过程的介绍。（2）单级平衡过程章节中介绍相平衡、物料衡算和传递速率的介绍。主要讲解相平衡关系、相平衡常数的计算、泡露点计算和绝热闪蒸。（3）多组分多级分离过程分析与简捷计算中介绍设计变量计算、多组分精馏、萃取精馏、反应精馏、间歇精馏的简捷计算。（4）多组分多级分离的严格计算章节中介绍平衡级理论模型、三对角矩阵法以及新型软件等知识，偏向实际问题的应用。（5）分离设备的性能和效率。（6）分离过程的节能。（7）新型分离技术和过程继承。针对以上7个主要章节进行讲解，按照课时要求精心设计教案，增加更多的实例讲解，深入浅出，在课堂上抓住学生的兴趣点和好奇心，逐步提高学生对概念的理解和对公式应用能力的把握。

二、教学方法改进

课堂教学是化工分离工程专业课程的重要环节，各种典型的单元分离操作知识在此课程的先修课程中都接触过，如蒸馏、吸收等操作，深入系统的讲解典型的分离单元操作，使学生在能力上提高是本课程教学的关键。这就要求任课教师能利用各种教学方法调动学生的积极性，激发学生扩展已有知识，对实际反应物系、多远组分物系中的复杂问题进行探讨学习，如对比理想物系与真实物系、二元组分精馏与多组分精馏之间的区别，理论板数与进料比如何变化等问题[4]。重点对多组分物系进行介绍，提高学生对实际问题的处理能力，对泡露点计算、闪蒸计算、设计变量的计算、MESH方程的建立与求解以及多组分多级分离的严格计算，都进行详细的讲解，同时让学生根据自己的需求查阅相关文献资料，建立课堂讨论组，重点讨论通过学习后，在文献中仍然不理解的问题，提高学生的学习兴趣与动力，促进专业技能的培养。另外，结合工厂的实习，加强学生对化工分离工程理论的感性认识。本门课程学习前，学生已经进入工厂进行了认识实习，对实际生产过程有了一定的了解。通过实习，学生也增强了学习比较抽象的课堂知识的热情。任课教师通过针对典型的分离工艺制订详细的实习方案，让学生带有目的的去学习，既能开阔视野，又能增长知识。对实际生产过程中所遇到的一些典型问题，有针对性的了解学习，互相讨论研究解决方案。如有学生在学习了分离原理后对工厂塔原料反应有了浓厚兴趣，并结合软件进行一些数据的模拟，找出自己所学理论知识与实际应用中所需知识的差距；对现有工艺提出一些改造建议，极大地锻炼了学生处理实际问题的能力，也为后续的化工专业实验、毕业环节、工作等打好了基础。

三、教学与研究相结合

在教学过程中，教师结合自己的科研工作，把结合教材知识的实际应用内容传授给学生，对学生提高能力，甚至是考研都有一定的引导作用。对学生来说，最有吸引力的课程是教材中超临界萃取、膜分离等新兴分离技术，教师在实验室进行演示实验（合成气转化费托反应合成长链烷烃及烯烃），由于实验为气体转化为清洁燃料课题，气体产汽油让学生产生了好奇，便于引导学生课后查阅文献，提高专业知识。在分离检测方面给学生提供充足的支持，各种气相、液相产品经过分离后进行色谱检测，通过演示实验以及学生自己动手实践，以便对分离技术有更深的了解，并能扩展视野，从理论可行、经济可行等角度考虑实际问题，达到提高专业水平的目的。

四、考核方式的完善

对化工分离工程课程的考核，一般采用考试成绩与平时成绩相结合的方法，但平时成绩常常是由出勤、课堂作业成绩以及课堂表现组成，忽视了学生在课外时间对知识的学习。针对这一问题，将学生进行分组，要求学生将课后从技术原理、特点、研究进展、技术展望等方面查阅文献，以小组为单位形成报告，并在平时成绩中提高报告分数的比例。

这种考核方式有利于学生积极主动地进行化工分离工程课程的学习，也锻炼了查阅文献、总结知识的能力，引导学生自主分析，了解科技发展现状，为以后进行科研工作或考研打下基础，提高综合素质。

五、结语

对化工分离工程课程进行教学改革，使本课程更好的适应当代本科生工程教育的特点和学科发展趋势。通过实施以上教学方式，强化学生对理论知识的理解和应用能力，激发兴趣，提高素质以应对实际工程问题。化工分离工程是一个不断发展的应用学科，在未来的教学工作中我们还将继续加深对分离工程的研究，及时发现并完善教学上能够改进的地方，培养满足社会要求的化工人才。

参考文献：

[1]中国工程教育认证协会(筹)秘书处.工程教育认证工作指南(2013版)[Z].

[2]陈洪钫,刘家w.化工分离过程[M].北京:化学工业出版社,2014.

[3]曾.《化工分离过程》教学中提高学生工程能力的探索研究[J].广州化工,2014,13(42):216-217.

[4]曹平,李军,全学军.化工分离工程教学改革探索[J].广东化工,2012,39(11):199.

Reform and Exploration of Undergraduate Teaching in Chemical Separation Engineering

LV Peng1,2,XING Chuang1,2,GAI Xi-kun1,2,YANG Rui-qin1,2

(1.School of Biological and Chemical Engineering,Zhejiang University of Science and Technology,Hangzhou,Zhejiang 310023,China;

2.Zhejiang Province Key Laboratory of Agricultural Products Chemical and Biological Processing Technology,Hangzhou,Zhejiang 310023,China)

第6篇：化学工程与工艺发展现状范文

关键词 ：生物质气化 焦油 脱除转化

一、了解焦油的基本情况

在我们日常生活中你也许会常常用到焦油的产品，很多人对焦油的了解不多，焦油是有机物经过加热干馏的产物，常见的为煤焦油，木材干馏也产生木焦油，泥炭干馏和石油分馏也产生焦油。焦油产生的途径生物质是一种丰富的资源，它作为可再生能源受到人们的关注，随着能源危机意识的提高人们对其性能的研发不断深入。生物质热化学转化对于产生燃料、化学原料以及生物质的完全燃烧和充分利用都是一种很有效的方法。

煤焦油是焦化工业的重要产品，其组成很复杂，大多情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯并且利用，可分离出多种产品，目前提取的主要产品有：萘、酚、蒽、菲 、咔唑、沥青等几种。目前焦油精制厂家已经可以从焦油中提取230多种产品，并向大型化方向发展。

二、生物质气化及其过程

生物质气化是在一定的热力学下，借助空气、水蒸气的作用，使生物质发生热解、氧化和还原反应，最终转化为一氧化碳、低分子烃类等可燃气体的过程。

中国可用的固体生物质数量巨大，主要以农业和木材废物为主。生物质分布分散，收集和运输困难，在中国目前的条件下，难以采用大规模燃烧技术，所以200―5000kW的中小规模的生物质气化发电技术在中国有独特的优势。由于中国电力供应紧张，而生物质废弃物浪费严重，价格低廉，所以生物质气化发电的成本具备进入市场竞争的条件。中国已完成了多种气化炉的研制，已使用的气化炉有上下吸式、敞口式和流化床等。各种气化炉从原理上讲都可以用于气化发电，但目前研究完成并正常运转的主要有三种，即敞口下吸式，下吸式及循环流化床，发电功率可以从几千瓦到几千千瓦，这为气化发电技术的进一步发展提供了条件。气化发电比较适合中国当前的经济和发展现状。中国的生物质技术基础较好，解决二次污染后就具备与其他常规发电技术竞争的条件。为了发展并尽快推广生物质气化技术，应该研究焦油处理技术，彻底消除二次污染;改进气化发电技术与系统，提高整体效率，进一步降低发电成本;制定保证政策，鼓励生物质气化发电技术的应用，使大众较快得接受生物质气化发电。

三、重点推行热解工艺及影响因素

（一）热解工艺包含的类型

从对生物质的加热速率和完成反应所用时间的角度来看，生物质热解工艺基本上可以分为慢速热解和快速热解（反应时间少于0.5s时称为闪速热解）两种类型。由于工艺操作条件不同，生物质热解工艺又可分为慢速热解、快速热解和反应性热解几种。在慢速热解工艺中又可以分为炭化和常规热解。

慢速热解，传统上称干馏工艺、传统热解工艺，已经具有几千年的历史，是一种以生成木炭为目的的炭化过程，加热温度在500～580℃称为低温干馏，加热温度在660～750℃称为中温干馏，加热温度在900～1100℃称为高温干馏。将木材放在窑内加热，可以得到占原料质量30%～35%的木炭产量。

快速热解是将磨细的生物质原料放在快速热解装置中，严格控制加热速率（10～200℃/s左右）和反应温度（大概500℃左右），在缺氧并且被快速加热到较高温度时引发大分子的分解，产生了小分子气体和可凝性挥发分以及少量焦炭产物。可凝性挥发分被快速冷却成可流动的液体，成为生物油或焦油。快速热解在极短的时间内和强烈的热效应下直接产生热解产物，然后迅速淬冷至350℃以下，最大限度地增加了液态油。

常规热解是将所用原料放在常规的热解装置中，在中等温度及反应速率条件下，经过数小时的热解，得到占原料质量的20%～25%的生物质炭及10%～20%的生物油。

（二）热解影响因素

总的来讲，影响热解的主要因素包括化学和物理两大方面。化学因素包括一系列复杂的一次和二次反应;物理因素主要是反应过程中的传热、传质以及原料的物理特性等。具体的操作条件表现为：温度、物料特性、催化剂、滞留时间、压力和升温速率。

在生物质热解过程中，温度是一个很重要的影响因素， 它对热解产物分布、组分、产率和热解气热值都有很大的影响。生物质热解最终产物中气、油、炭各占比例的多少，随反应温度的高低和加热速度的快慢有很大差异。一般地说，低温、长期滞留的慢速热解主要用于最大限度地增加炭的产量，其质量产率和能量产率分别达到30%和50%。

温度小于600℃的常规热解时，采用中等反应速率，生物油、不可凝气体和炭的产率基本相等;闪速热解温度在500～650℃范围内，主要用来增加生物油的产量，生物油产率可达80%;同样的闪速热解，若温度高于700℃，在非常高的反应速率和极短的气相滞留期下，主要用于生产气体产物，其产率可达80%。当升温速率极快时，半纤维素和纤维素几乎不生成炭。

四、生物质的液化发展

世界石油储量在逐步减少，而经济快速发展对能源得需求越来越多，未来的一定时期内将需要煤炭和生物质液化等代替性液体燃料。煤炭丰富、石油缺乏、燃气匮乏是我国能源结构的基本特点，2000 年左右，我国探明可采石油储量可供开采二十年。我国煤炭占终端能源消费的比例高、煤炭消费方式落后、原煤转化利用程度低，因此，我国煤炭资源利用效率低，生态环境污染严重。煤炭是最主要的一次能源，世界各国越来越重视高效洁净能源的使用。煤液化技术是煤综合利用的一种有效途径，可以将煤炭转化成洁净高热值的燃料油，减轻污染，还可以得到珍贵的化工产品。我国是生物质资源丰富的农业大国，每年农作物秸秆、禽畜粪便总资源干物质、全国城市生活垃圾产量、林业废弃物和可资源利用的柴薪等生物质能资源约为五十亿吨标煤，充分利用生物质能是解决石油资源不足的重要途径。我国在生物质资源的利用方式主要通过直接燃烧来获得能量，效率低下，资源浪费，环境污染严重。因此，对煤和生物质的高效利用技术的开发与研究在中国显得迫切和重要。煤和生物质的液化技术在理论方面和一些工艺技术上没有得到很好的解决，主要包括：煤结构的研究及其与液化反应性的关系，催化剂的中毒、催化剂的研发、固固和固液分离及如何使反应条件温和化和产品的高附加值化。解决这些问题对发展煤化学理论、开发高效的煤液化工艺有重要的指导意义。

比如在不同的反应条件下，进行稻草的加氢液化，考察了催化剂、压力等因素对生物质加氢液化的影响。在反应温度为300℃的条件下，随着催化剂的量的增加转化率、油气收率显著增加而焦渣的产率下降，可知加入的催化剂有助于稻草的加氢液化。在氢压5.0Mp加入相同的催化剂的条件下，转化率和油气收率有所降低，焦渣和沥青烯的收率上升而前里清晰的收率下降表示温度的上升对稻草的加氢液化是不利的，由300℃和350℃的比较可知：此时温度对于稻草加氢液化的影响不大。在同一温度下、加入相同的催化剂条件下，在5%催化剂250℃条件下，转化和油气收率显著提高而焦渣收率降低。可知压力的上升对于稻草的加氢液化有着显著的提高，有利于稻草的加氢液化，而且沥青烯和前沥青烯的收率无明显的差别。。

参考文献：

第7篇：化学工程与工艺发展现状范文

关键词：大类培养；专业深入；人才培养；化学化工专业

1研究背景

党的报告指出，要加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展。本科教育是大学最重要的基础工作，有效地优化和提升本科教育水平，是高等学校内涵式发展的必然要求。大类培养逐渐成为高校人才培养改革的重要突破口。截至2020年，80%以上的“双一流”建设高校实行了大类培养模式。大类培养已然成为中国高校本科生教育的主流方式，大类培养能规避学院和专业建设与发展的壁垒，在课程开发、教学实施、师资队伍建设、学生管理以及第二课堂协同育人等一系列育人环节统一规划，使高校育人工作步入快车道[1-2]。

2大类培养过程中化学化工专业学生深入发展存在的困境和现实问题

太原理工大学化工大类包括化学工程与工艺、应用化学、精细化工三个专业。但是“在实践中的未完成性、在思想认识和理论研究中的待完善性”[3]，导致大类培养在实施中出现不同的问题，具体表现为以下几个方面。

2.1学生基础薄弱，导致后续发展能力不足

初入大学，一年级新生需要迅速转变学习方法与思维方式，培养自主学习能力，以适应大学的学习模式。但是由于缺乏相应的约束与引导，部分学生学习态度不端正，没有形成科学合理有效的学习方法。针对大学授课方式经过微信问卷调研发现：有14.06%的学生不适应大学授课方式，有64.51%的学生比较适应大学授课方式，只有21.43%的学生能适应大学的授课方式，致使大部分学生在大学一年级期间没有打下坚实的基础，影响其后续发展能力。

2.2课程设置及内容不合理，影响学生全面发展

化工专业课程偏多偏难，任务繁重，学生只局限于本专业课程学习，忽视了人文和社会科学知识等通识课程的了解，学生的视野受到限制。通识课程要求学生在专业课程之外，知识视野更加开阔，从而真正成长为全面发展的人，例如在智慧树平台上选课比例较高的“写作与沟通”“音乐鉴赏”的课程。

2.3师生考核评价体系陈旧、单一，不能完全激发教师教学热情与学生学习潜力

在教学一线的工作中，教师沿用传统教学模式，通过PPT或者板书进行填鸭式教学，学生厌学问题普遍存在，教学质量不高。学生课程考核的主要形式仍然以期末笔试为主来评估学生学习成效，考核内容拘泥于书本和讲义，忽视其他智力因素，如分析与解决问题能力、实践操作能力等；大部分学生平时不认真学习，临近期末靠突击复习依然可以取得较好的成绩。推出切实可行的教学评价办法对调动教师教学积极性势在必行。

2.4化工专业学生研究训练计划制度和科研立项制度不完善

在很多高等工科院校，学生的专业实训意识弱化趋势比较严重，导致工科毕业生很难快速胜任企业的工作，专业理论知识与工程实践脱节，动手能力差，影响学生就业率。究其原因是学校研究训练计划制度和科研立项制度不完善，使部分研究训练流于形式，达不到实质效果。

3教学管理模式的改革与探索

3.1整合人才培养方案，增加学生专业选择机会，确保专业可持续发展

为实现固本强基，夯实学生成长基础，太原理工大学成立求实学院将化学工程与工艺、应用化学、精细化工三个相近专业划分为化工大类。在“专业招生、大类培养”模式下，一年级学生在第一学期末设置20%的学生跨大类重新选择专业，第二学期末设置30%的学生在大类内部选择专业。转专业政策潜移默化地引导学生塑造自主测评的意识，在测评过程中注意培养学生自主观察、自主思维、自主创造的精神和能力。针对化工大类人才培养注重强化基础知识学习，狠抓学风、教风建设，充分调动教、管、学积极性，形成人才培养合力，为学生后续的专业学习奠定坚实的知识基础。

3.2改革课程体系、课程内容、课程比例以及教育模式

专业培养与大类培养的区别在于学生知识与技能的培养并非综合能力及素质的培养，在多数高校中，普遍存在着重专业教育而轻基础教育的问题。大类培养的目的在于夯实基础教育，拓宽专业口径，提高学生适应专业的能力，因此须全局考虑在通识教育阶段的课程学时及学分设置。从课程体系看，一年级期间主要修读基础核心课程。化工大类设置相同的或可互认的课程，形成面向化工大类的、与相应专业培养方案有效衔接的课程体系。随着教学改革的不断推进，新培养方案的制定与修改，太原理工大学通识课的课程总数呈现逐年增加趋势。在2020级新生中增加了“工程伦理”“写作与沟通”和“心理健康与安全教育”三门通识必修课程，同时增加了中华传统、世界文明、当代社会、文艺审美等通识选修类课程，将2019版培养方案中的“大类导论”课程顺延。通过修改培养方案能够让学生跨学科学习，在文学艺术、写作沟通、自然科学、信息技术、社会科学等方面得到综合培养。通过以上措施，既能夯实学生通识基础，又能增加学生对专业的认知。

3.3设置专业节，增强学生专业荣誉感

为全方位、多角度地向本科生展示学校学科专业建设成果、学术前沿成就、专业发展目标，引导学生了解不同专业承担的国家使命和社会责任，开拓学生专业选择的视野，提升学生专业决策的格局，学校举办了本科学生专业节。专业节设置了“专业博览会”“专业宣讲会”“实验室开放日”和“线上逛专业”等板块。“专业博览会”上，专业学院通过现场介绍、师生互动、实物展示、卡通招揽等方式全方位向同学们展示其学科建设、专业优势、特色和最新学术研究成果，使学生们广泛了解各专业建设成果和发展动态，提高对专业的认知和热爱，激发学生的专业兴趣和学习热情。“专业宣讲会”可以让大家更深入地了解各学院的历史、发展现状与未来发展趋势及各专业前景、课程与发展规划，还能聆听优秀学生分享自己的学习经历。在“实验室开放日”，可以到感兴趣的教学和科研实验平台参观，参加实验室组织的沙龙活动、实验互动、仪器设备体验等。“线上逛专业”采取线上媒体平台视频播放的形式，由各专业学院录制3min宣传视频，进行专业介绍，带领大家了解专业历史、建设成就、人才培养目标、研究项目、课程特色等。

3.4革新教学评价，激发教师和学生内生动力

教学评价具有诊断、调控、激励、发展与导向等重要功能，关涉教师教学水平的提升与学生各种能力的培养和发展，是教育教学的指挥棒，直接影响着教育质量[4]。大类培养模式下，实行统一的教学计划，为保证教学效果，实行小班教学，同时为调动教师积极性，引导教师潜心进行教学研究，创新教学方法促进教学质量提升。求实学院革新了教师和学生的评价方案，对于承担大学一年级的核心基础课程教师实行全新的量化评价体系，将督导评价、学生评价、业绩评价纳入评价体系，三类评价各占一定比例，以数字化结果表征教师的授课质量。注重学生的过程性考核，完善过程性考核与结果性考核有机结合的学业考评制度。通过过程考核及时跟踪学生平时学习效果，及时发现课程教学和学生学习过程中存在的问题，督促教师根据学生知识掌握情况调整教学方案，引导学生学会自我评估，及时调整学习方法，切实提高学习效率。

3.5完善以及配套的专业实训相关制度

发挥区域经济优势，签约合作企业，并对创新设计实验室进行重点投入建设，为学生在校内外创建创新实践基地。建立和完善化工专业学生研究训练计划制度和科研立项制度。充分利用学校丰富的化工类仪器设备和师资力量，实施开放式实验教学方法并应用于课堂教学、实验技能竞赛、创新实验设计竞赛、高等学校大学生创新创业训练项目等。改革和完善实验课程成绩的科学评价体系以及实验室管理运行机制，探索开放式的实验室管理体制。规范科技论文竞赛、实验技能竞赛、创新实验设计竞赛、光电子设计竞赛、实验模型制作等竞赛的制度，并定期进行各种比赛，创建良好的创新环境和创新氛围，引导和激励学生进行创新精神和创新能力的培养。

4结论

化学工程专业作为太原理工大学的“双一流”学科，要求教师们发挥一流师资队伍的支撑引领作用，着力培养具有国家使命感和社会责任心并富有创新精神和实践能力的创新型、应用型、复合型的优秀人才。通过实施大类培养模式，致力于培养“厚基础、宽口径、强能力、高素质”人才；重新架构有利于夯实基础与专业深入的课程体系、课程内容、课程比例及教育模式；实行以教学效果为中心的量化评价体系以及过程性考核与结果性考核有机结合的学业考评制度，让教师回归教学、学生回归学习；建设专业实训基地和平台，制定相应的专业实训制度，确保学生专业训练的配套措施，促进其专业素养、专业实践能力与创新能力的提升。

参考文献：

［1］牟蕾，杨益新，闫春更，等.高校大类培养改革实践：内容、实施与评价问题［J］.中国大学教学，2019（11）：70-74.

［2］孙向晨，刘丽华.如何让通识教育真正扎根中国大学——中国大学通识教育的挑战与应对［J］.中国大学教学，2019（Suppl1）：41-46.

［3］黄晓波.高校“大类招生培养”改革反思［J］.华南师范大学学报（社会科学版），2013（6）：43-48.

第8篇：化学工程与工艺发展现状范文

生物化学工程（又叫生化工程或生物化工）是化学工程与生物技术相结合的产物。生物化工是生物技术的重要分支。与传统化学工业相比，生物化工有某些突出特点：①主要以可再生资源作原料；②反应条件温和，多为常温、常压、能耗低、选择性好、效率高的生产过程；③环境污染较少；④投资较小；⑤能生产目前不能生产的或用化学法生产较困难的性能优异的产品。由于这些特点，生物化工已成为化工领域重点发展的行业。

1. 世界生物化工行业的现状

生物化工发展至今已经历了半个多世纪，最早主要是生产抗生素；随后，是为氨基酸发酵、舀体激素的生物转化、维生素的生物法生产、单细胞蛋白生产及淀粉糖生产等工业化服务。自20世纪80年代起，随着现代生物技术的兴起，生物化工又利用重组微生物、动植物细胞大规模培养等手段生产药用多肽、蛋白、疫苗、干扰素等。而且，生物化工的应用已涉及到人民生活的方方面面，包括农业生产、化轻原料生产、医药卫生、食品、环境保护、资源和能源的开发等各领域。随着生物化工上游技术——生物工程技术的进步以及化学工程、信息技术（IT）和生物信息学（bioinformatics）等学科技术的发展，生物化工将迎来又一个崭新的发展时期。

生物化工行业经过50多年的发展，已形成了一个完整的工业体系，整个行业也出现了一些新的发展态势。下面简要描述生物化工行业的现状。

1．1工业结构

由于生物化工涉及面广，涉及的行业多，所以从事生物化工的企业较多。据报道，90年代中期，美国生物化工企业有：000多家，西欧有580多家，日本有300多家。近年来，虽然由于行业竞争日趋激烈，生物化工企业有较大幅度减少，但与生命科学（主要指医药和农业生化技术）诸侯割据的局面相比，生物化工行业依然是百花齐放，百家争鸣。既有象诺华、捷利康等从事生命科学的世界性大公司，也有象DSM、诺和诺德等大型的精细化工公司，当然也有在某一方面有专长的小公司如Altus等。而且，由于世界大公司正把注意力向生命科学部分转移，生物化工行业百花齐放的局面在很长一段时间内不会有什么改变。

1．2产品结构

传统的生物化工行业主要是指抗生素（如青霉素等）、食品（如酒精、味精等）等行业，而在目前，它已几乎渗透到人民生活的各方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。同时，生物化工产品也得到了极大的拓展：医药方面有各种新型抗生素、干扰素、胰岛素、生长激素、各种生长因子、疫苗等；氨基酸和多肽方面有赖氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、苏氨酸、脯氨酸等以及各种多肽；酶制剂有160多种，主要有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、青霉素酶、过氧化氢酶等；生物农药有Bt、春日霉素、多氧霉素、井岗霉素等；有机酸有柠檬酸、乳酸、苹果酸、衣康酸、延胡索酸、已二酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亚麻酸、透明质酸等。还有微生物法1，3．丙二醇、丙烯酞胺等。

目前，全球生物化工年销售额在400亿美元左右，每年约以7％～8％的速率增长。从产品结构来看，生物化工领域生产规模范围极广，市场年需求量仅为千克级的干扰素、促红细胞生长素等昂贵产品（价格可达数万美元／g）与年需求量逾万吨的抗生素、酶、食品与饲料添加剂、日用与农业生化制品等低价位产品（部分价格不到：美元／g）几乎平分秋色。高价位的产品市场份额在50％～60％，低价位的产品市场份额在40％～50％。而且，根据近年来生物化工的发展趋势及人们对医药卫生的重视来看，高价位产品的发展速率高于低价位产品。

1．3技术水平

生物化工经过80年代以后的蓬勃发展，不仅整个行业技术水平有大幅度提高，而且许多新技术也得到广泛应用。

1．3．1发酵工程技术已见成效

据估计，全球发酵产品的市场有120～130亿美元，其中抗生素占46％，氨基酸占16.3％，有机酸占13．2％，酶占10％，其它占14．5％。发酵产品市场的增大与发酵技术的进步分不开。现代生物技术的进展推动了发酵工业的发展，发酵工业的收率和纯度都比过去有了极大的提高。目前世界最大的串联发酵装置已达75 m＼许多公司对发酵工艺进行了调整，从而降低了生产成本。如ADM（Archer Danie1s Mid1and）和Cargill公司在20世纪90年代初对其发酵装置进行改造，将以碳水化合物为原料的生产工艺改为以玉米粉为原料，从而降低了生产成本，ADM公司生产的赖氨酸成本比原先降低了一半。

1．3．2酶工程技术有了长足的进步

酶工程技术包括酶源开发、酶制剂生产、酶分离提纯和固定化技术、酶反应器与酶的应用。目前世界酶制剂从酶源开发到酶的应用都已进入了良性发展阶段，各阶段生产企业和用户关系密切，合作广泛。据报道，1998年全球工业酶制剂的销售额为13亿美元，预计到2010年将增长到30亿美元，每年以6．5％的速率增长。其中食用酶占40％，洗涤用酶占33％，其它（主要是纺织、造纸和饲料等用酶）占27％。

1．3．3分离与纯化技术也有很大进步

影响生化产品价格的因素，首当其冲的是分离与纯化过程，其费用通常占生产成本的50％～70％，有的甚至高达90％。分离步骤多、耗时长，往往成为制约生产的“瓶颈”。寻求经济适用的分离纯化技术，已成为生物化工领域的热点。已大规模应用的分离纯化技术有：双水相革取、新型电泳分离、大规模制备色谱、膜分离等。

1．3．4上游技术广泛应用于下游生产

利用基因工程技术，不但成倍地提高了酶的活力，而且还可以将生物酶基因克隆到微生物中，构建基因菌产生酶。利用基因工程，使多种淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、氨基酸合成途径的关键酶得到改造、克隆，使酶的催化活性、稳定性得到提高，氨基酸合成的代谢流得以拓宽，产量提高。随着基因重组技术的发展，被称为第二代基因工程的蛋白质工程发展迅速，显示出巨大潜力和光辉前景。利用蛋白质工程，将可以生产具有特定氨基酸顺序、高级结构、理化性质和生理功能的新型蛋白质，可以定向改造酶的性能，从而生产出新型生化产品。

1．3．5新技术在生物化工中也得到了极大的应用

比如，在超临界液体状态下进行酶反应，从而大大降低酶反应过程的传质阻力，提高酶反应速率。超临界C02无毒、不可燃、化学情性、易与反应底物分离。利用超临界CO2取代有机溶剂进行酶反应，具有极大的发展潜力。又比如，微胶羹技术已被广泛用于动物细胞的大规模培养、细胞和酶的固定化以及蛋白质等物质的分离方面。

2．世界生物化工行业的发展趋势

2．1工业结构

行业与行业间的划分将日趋模糊，企业间的合作将加大。目前，许多从事医药、农业、环境、能源等方面生产的企业，正在从事生物化工生产。特别是某些从事传统化工行业的生产厂家，也纷纷涉足生物化工领域。如杜邦公司，长期以来主要从事有机化工和聚合材料的生产，现在正加大生物化工的开发力度，已开发成功了生物法生产1，3-丙二醇工艺，并正在开发用改性大肠杆菌生产己二酸工艺。DSM公司以前主要从事抗菌素方面的生产，现也加大了生物化工的投资力度。

由于生物化工涉及面广，许多生化公司都有自己的专长，它们之间为了商业利益的合作也非常活跃。此外，随着从事传统行业的生产厂家的加入，由于技术与生产方面的原因，它们与从事生物化工开发与生产的企业合作也很频繁。所有这一切，都使生物化工行业的合作越来越广泛。如杜邦公司与杰宁科乐公司合作开发用生物法生产1，）丙二醇，进一步生产PTT树脂。荷兰的Purac公司与美国Cagill公司合资建设年产3．4万tL。乳酸装置，并计划进一步发展到6．8万V入DSM公司与美国Maxygen公司签定了三年的研究合同，以利用Maxygen的DNA重排和分子培养技术，开发在7一ADCA和其它青霉素生产中使用的酶和菌种。

2．2产品结构

生物化工产品正向专业化、高科技含量、高附加值方向发展。传统的低价位产品受到冷落，而高价位产品如生化药物、保健品、生化催化剂等则备受青睐。许多公司为了追求较高利润，都将低附加值的产品剥离。如日本武田药品工业公司不再生产味精，转而生产其它高附加值的调味品如肌甘酸二钠（IMP）和鸟甘酸二钠（GwtP）。另外，生物化工将涉足它以前很少涉足的领域如高分子材料和表面活性剂等。

生化药物由于附加值高而成为今后生物化工领域发展的重点。1997年生化药物市场销售额达130亿美元，其中细胞分裂素80亿美元，激素30亿美元，其它20亿美元；就具体药物而论，促红细胞生长素35亿美元，人胰岛素18亿美元，粒性白细胞克隆刺激因子16亿美元，人生长激素15亿美元，小干扰素11亿美元。预计今后其市场销售额还将以8％的速率增长。

在氨基酸方面，虽然用于药物合成氨基酸的量相对较小，但其发展潜力很大。据报道，500种主要药物中，有18％含有氨基酸或其衍生物的合成。在药物合成中，使用最广泛的是L。脯氨酸、r苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸。L。脯氨酸用于血管紧张素转化酶（ACE）的合成，匹苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸用于抗生素的合成。另外，多肽也是今后的发展重点之一。多肽是指有2以上氨基酸用肽键组成的化合物，在临床上使用非常广泛，主要用于治疗癌症、HIV病毒和兔疫系统功能减退、对传统抗生素产生抗体的感染以及疫苗等。全球合成多肽原药的产量在100kg左右，但销售额达2．5亿～3亿美元，而做成制剂的销售额则达25亿～30亿美元。多肽原药需求量的年增长率在10％以上。

碳水化合物方面，用于临床的碳水化合物受到人们越来越多的关注。但是，用于临床的碳水化合物结构复杂，如一对单糖，其不同的化学键就多达22种。因此，用化学法合成复杂的碳水化合物比较困难，难以实现工业化，而用酶法合成则是一条切实可行的途径。

作为生化催化剂的酶，也将是今后发展的重点。1997年，生化用催化剂销售额约1．3亿美元，在过去的3～5年间，每年增长速率在8％～9％，预计在未来的3～5年间，将以同样速度增长。生化催化剂主要用于手性药物的合成。当前，手性药物已成为国际新药研究与开发的新方向之一。

1997年手性药物制剂世界市场的销售额为879亿美元，占药品市场的28．3％，到2000年将达到900亿美元。在未来的25年内，约有一半的手性药物要通过生化催化合成，因此，生化催化剂无论从需求量和需求种类来看，都具有很大的发展潜力。

生化表面活性剂由于具有无毒、生物降解性好等优点，今后可能成为表面活性剂的升级换代产品，但目前还处于探索阶段。

生物化工在高分子材料、特殊化学品、生物晶片、环保等方面也将有极大的发展潜力。

2．3技术水平

不断提高菌株活力、发酵水平、生化反应过程、分离纯化水平，依然是生物化工面临的课题。

在菌种开发方面，由于从20世纪70年代以来从自然界中筛选菌种以获得新的代谢产物的机会明显减少，人们便考虑利用已知菌种经适当改变其代谢特性后生产新的产品。如日本协和发酵公司已成功地把生产谷氨酸的菌种改为生产色氨酸。

在生化反应器方面，反应器放大一直是一个老大难的问题。因此，利用计算机技术对整个生化反应过程进行数字化处理，从而优化反应过程，是今后的发展方向之一。

在分离纯化方面，亲和层析受到广泛重视，并有人研制了一种综合专家系统软件包，可在几分钟内告知对方被分离物系的分离方法和顺序，以便根据产品所需进行取舍。

另外，在生化过程的在线检测和控制方面，利用生物传感器和计算机监控，依然是今后的发展方向。

在酶催化反应中将发展有机溶剂中的催化反应。

生物上游技术的发展，将对生物化工产生深远影响。人们对从病毒、细菌、植物、动物到人类基因组顺序测定工作十分重视，并在此基础上形成了基因许多产品一哄而上，盲目上马，遍地开花，最终形成恶性竞争，许多企业破产倒闭。在竞争中生存下来的企业，也是元气大伤，难以进一步组织技术改造。如仅江苏省停产的发酵生产线就多达上百条。另外，行业内企业间的生产水平相差悬殊，企业技术装备水平达到20世纪80年代以后国际先进水平的仅占20％～30％，多数处于20世纪60～70年代水平。

二是产品结构不合理，品种单一，低档次产品重复生产，不能适应需求。在我国高档的医药生化产品如激素、生长因子、干扰素、药用多肽等，有的产量很小，有的没有生产，因此每年都需进口。

三是在生产技术上，工艺、设备不配套，上下游技术不配套，产物的收得率低。我国虽然某些产品如柠檬酸、乳酸等发酵水平较高，但大多数产品的收率都低于国外，酶制剂的活力也明显低于国外，生化反应器和分离纯化技术更是落后国外15～20年。每年都要花费大量资金从国外进口生物反应器、细胞破碎机、分离纯化设备及分离介质、生物传感器和计算机监控设备。

四是有些产品投入产出比达15／＝以上，造成严重的资源浪费和环境污染。

五是基础研究薄弱，技术创新能力不强，企业的技术开发、技术吸收能力差，生产发展多数依靠传统的夕蜒型、粗放型扩大投资的增长模式，效益低、市场竞争力低。

3．2 建议针对我国生物化工行业存在的问题，笔者有以下建议：

3．2．1 扩大经济规模，提高竞争力要鼓励建设大型的生物化工企业集团公司，使之集科研、开发、生产、销售干一体。尤其要培育一批科技创新型企业。同时，也要鼓励在某些方面有一定特色的小型技术创新型生化公司的发展，并淘汰一批生产规模小、生产技术落后、没有市场竞争力的企业，从整体上优化我国生物化工的产业结构。

3．2．2 调整产品结构要发展高档产品，如高档医药生化产品、功能性食品及添加剂（主要有低热值、低胆固醇、低脂肪、提高免疫功能、抗炎、抗癌等产品）、生化催化剂等。另外，也应发展众多精细化工产品及用化学法无法生产或很难生产的产品，如微生物多糖、生物色素、工业酶制剂、甜味剂、表面活性剂、高分子材料等。

3．2．3 节约有限资源，强化环境保护在生化生产组学（genomics）。近年来又在信息学（informatics）的基础上建立了生物信息学（bioinformatics）。信息学的内容包括信息科学十生物技术十生物工程十生物动力学等的综合信息系统。可以预见，基因组学和生物信息学在生物化工中应用的商业前景极为可观。

另外，其它行业的新技术如分子蒸馏技术、组合化学（combinatorical chemistry）等，也将在生物化工中得到应用。

3. 我国生物化工的发层现状及建议

3．1发展现状

我国生物化工行业经过长期发展，已有一定基础。特别是改革开放以后，生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品也涉及医药、保健、农药、食品与饲料、有机酸等各个方面。

在医药方面，抗生素得到迅猛发展61998年我国抗生素的产量达到33 486h青霉素的产量居世界首位。其它生化药物中，初步形成产业化规模的有干扰素、白细胞介素。2、乙型肝炎工程疫苗。

在农药方面，生物农药品种达12种，主要有苏云金杆菌、井岗霉素、赤霉素等。其中，井岗霉素的产量居世界第一位。

在食品与饲料方面，作为三大发酵制品的味精、柠檬酸、酶制剂的产量也有很大的增加／1998年味精产量从1990年的22．3万、增加到56．4万一柠檬酸产量从1990年的6．13万、增加到56．4万一酶制剂从1990年的8．5万t增加到24万t。酵母及淀粉糖的产量也有明显增加。我国的味精生产和消费居世界第一，柠檬酸的生产和出口也居世界第一。另外，1998年乳酸的产量在1．5万t左右，赖氨酸的产量在2万t左右，卜苹果酸的产量在6000t。

在有机酸方面，衣康酸的产量达5000乙我国开发的生物法长链二元酸工艺居世界领先地位，目前生产能力达500Va以上，并有数家企业有建设长链二元酸生产装置的意向。

在保健品方面，我国已能用生物法生产多种氨基酸、维生素和核酸等。另外，我国生物法丙烯酞胺的生产能力达到2万V山与日本同处于世界领先地位。

但是与发达国家相比，我国生物化工行业存在着许多问题：

一是我国的生物化工产业主要以医药、轻工、食品业为主。部分企业对生物化工产品大都是精细化工产品这一点了解不够，加之行业规范也不够，导致过程中，应选择合适的原料，以降低成本与消耗，并加强废物处理，减少环境污染。

3．2．4提高生产技术水平，特别是下游技术水平因为我国生物技术上游技术水平与国外相差仅3～5年，而下游技术水平则比国外相差15年以上，改造传统发酵产品生产技术，不断提高发酵法产品的生产技术水平，开发生物反应器，提高我国生物化工产品分离和提纯技术，大规模开发生物化工装备等应首先提上议事日程。另外，还应积极采用微生物法代替化学法，开发基础化工新产品的工业化生产技术。

3．2．5加强产学研结合，注重上下游结合国内生物化工技术力量分散，为了做到优势互补，应加强产学研结合。另外在生物化工生产过程中遇到的很多问题，都是由于上、下游结合不够紧密而影响技术经济指标。因此，在人力和财力的投入上，应考虑上下游结合，以加快生物化工产业的发展。

第9篇：化学工程与工艺发展现状范文

[关键词]机械设计技术；发展现状；趋势

中图分类号：TU712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0058-01

引言

机械设计的流程是建立在对工作原理、机械结构、运动方式和力及能量传递、制造零件的材料、形制大小和方法等了解的基础之上，再根据具体的数据测试进行人工制造，这就需要较强的机械设计技术来完成。为此，本文将对机械设计技术的发展现状与发展趋势展开探讨，以供参考。

1 机械设计技术的发展现状

1.1 发展前景

在我国，机械制造业作为基础性的产业能够反映出整个国家制造业的水平好坏，虽然其较早地得到了国家的重视，但在发展过程中出现的各种问题也着实令人头疼。中国目前的汽车产业就是最生动的实例，相比机械制造业来说，汽车产业的产品质量和生产效率都十分之高，但也却是来源于机械制造业的技术支撑和零件供给。改革开放努力的结果使得中国对外开放的程度大大加深，机械制造业也迎来了发展的新契机。机遇与挑战并存，因此我国的机械制造技术面临着广阔的发展前景。通过中国制造业的现状来看机械工业，中国制造的成果不断显现&这从侧面反映了我国装备制造业的发展成果，特别是机械和汽车领域。以机械为代表的重工业发展势头良好，为轻工业各类日用品的生产提供前提和基础，也使得中国成为世界工厂。现代装备业在信息技术的支持下有了更多新的发展趋势，也有了新的发展需求，而机械装备制造业更被提到了社会进步和产业升级所主张的首位，它在高新技术产业领域对社会发展有着极为重要的地位。

1.2 l展中存在的问题

我国的机械制造技术在发展中存在着一些问题，同国外的技术在产品结构%生产投入结构和产业组织结构方面都有着不小的差距，不仅制约了我国机械制造业的产品结构，制约了我国机械制造业的生产投入结构，同时也制约了我国机械制造业的产业组织结构。我国的机械制造业整体落后的原因不是简单的某一个具体原因，它是由诸多的因素所汇集而成的，具体总结如下：（1）管理模式的落后.我国的企业市场化程度总体相对较低，管理仍采用的是粗放式管理模式或者是家族式管理模式。只有很少的企业引入了现代企业管理模式，真正做到企业管理的市场化和合理化。（2）设计人员整体水平的落后.我国的机械制造类企业的设计人员在进行设计的时候往往依靠的是过往的设计经验，而国外的设计人员则是更多的依靠计算机技术。（3）工艺设备的装备水平较低。我国的机械制造企业的设备装备水平整体较低，产品也十分落后，往往只是进行内销。我国是一个人口大国，虽然是一个经济大国，却谈不上是一个经济强国。在我国这样的国家中，诸如机械制造业和加工业这样的基础性行业在我国的经济增长点和总量中都占有不可忽视的作用。

2 机械自动化设计遵循的原则分析

机械自动化设计工作中，要遵循相应的原则，这样才对设计水平的提高起到促进作用。在设计中要注重遵循操作方便的原则，传统机械设计在人性化的理念融入方面没有充分重视，一些机械设备的型体比较大，操作过程中也有着诸多的不便，这就影响了机械自动化的程度提高[。所以在新的发展阶段，就要注重设计的人性化，要能方便实际的操作，这样才能有助于提高机械自动化的作用发挥。机械自动化设计要注重多功能原则遵循。在实际设计过程中，一些产品都是小规模生产的，从而来提供给客户运用。不同的客户就会有不同的产品要求，所以机械自动化设计中，就要充分重视功能设计的多样化，要尽可能的满足各个要求的用户。在设计中对机械的结构优化以及功能的完善方面充分重视，保障整体设计的完整性。只有在这些方面得到了充分重视，才能有助于机械设备自动化作用的发挥。

3 我国机械设计技术的未来发展趋势分析

3.1 智能化

智能化是当前机械设计的另一发展趋势，各种智能技术、自动化技术的应用促进了机械设计系统的智能化发展。在机械设计过程中，为了有效提升机械的工作效率，减轻工作人员的工作压力和工作量，大规模的拥有独立计算和智能逻辑推理功能的智能化机械设计系统已经被用于了设计师的工作过程中。并且，智能化亦是整个社会发展的大方向，机械设计技术的智能化发展符合社会发展潮流，与时展衔接紧密。

3.2 网络化趋势

网络化的发展主要表现为设计制图环节，传统的机械行业都是通过人工进行手绘制图，绘制过程中很容易出现误差，且不利于修改和保存，而计算机技术很好的解决了这一问题，它可以通过软件设计并纠正，操作起来方便、实用，同时，利用互联网技术，可以实现不同区域相同行业的互动交流，为行业的共同发展提供帮助。

3.3 采用可靠性设计技术，增强机械设计的可靠度

可靠性设计技术使用的主要对象是机械工程的零部件设计，迄今为止，可靠性设计技术发展时间还比较短，应用领域相对狭窄，还是一门比较新颖的机械设计技术。在机械设计过程中，对于那些对工作时间、工作条件以及所要达到的机械功能要求比较严格的机械零部件，通常需要采用可靠性设计技术进行设计。对机械设计材料强度、零部件材料应力、材料尺寸以及机械产品的疲劳寿命等设计变量进行可靠性把控，是可靠性设计技术的主要特征。通常采用的设计技术分析方法是概率中的随机变量分析法，通过概率计算、统计分析后确定零部件使用的最终材料尺寸和变量的结构参数，以确保零部件设计的可靠性要求。

3.4 节能化

节能和低排是当今全球经济发展的最为重要的指标之一，现代机械制造技术类企业亦是如此。曾经的盲目追求经济数据的技术逐渐被市场和相关的政策所淘汰，一批新的节能、低排技术伴随着市场需求而诞生。一些不重视环保节能技术的机械制造企业面临的或者是转型，或者是被淘汰。放眼国内外，机械制造行业都在进行节能减排，向高效发展。我国的钢铁行业和煤炭行业之所以现在面临诸多的困境，一方面是全球整个的经济环境的影响，另一方面还是这些行业的高污染，高能耗的问题，这就促使这些企业想方设法的去实现企业的低碳、环保和节能。

结束语

综上所述，我们就机械设计技术的发展现状与发展趋势展开了研究，在当代社会，机械设计技术关系到了机械制造业的发展，因此值得我们加以研究，发现其发展现状，推测其发展趋势，从而把握好机械设计技术的发展方向。

参考文献

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[2] 闫海.浅谈机械电子技术的发展现状及未来趋势[J].橡塑技术与装备，2016，14：35-37.

[3] 杨天阔.先进机械制造技术的发展现状和发展趋势[J].信息记录材料，2016，04：13-14.