化学工艺概论全文(5篇)

1构建完善的工程设计课程体系

以强化学生的工程设计能力、实践能力与创新能力为核心，重新修订教学大纲，整合相关课程，对应工程设计内容体系，构建完善的工程设计课程体系。大一为工程设计启蒙阶段，以激发兴趣为主，课程为生物工程(化学工程)概论;大二为单元设计和工程设计技能培训阶段，包含:化工原理、化工热力学、化工制图、化工仪表自动化;大三为产品设计、工艺设计和设备设计阶段，包含:生物工程(化学工程)设备、分离工程、化工设计与模拟、工艺学课程(化工工艺学、发酵工程、制药工艺学、酿酒工艺学等);大四为工厂设计和综合实训阶段，主要进行生物工程(化学工程)工厂设计和毕业设计。为适应行业的需求和时展，在各课程教学中突出工程思维和工程方法学的同时，着力介绍行业规范、标准以及新产品、新工艺、新技术、新设备，并将计算机辅助制图、计算机仿真模拟、计算机辅助设计作为主要技能进行培养。

2构建完整的工程设计实践环节

工程设计是面向对象的综合性实践活动，只有突出实践环节才能让学生锻炼能力、积累经验、有所感悟。整个工程实践环节包括化工AutoCAD制图、化工原理课程设计、化工设计Aspen仿真模拟、生物工程(制药工程)创新综合性大实验、湖北省化工设计大赛、全国“三井杯”化工设计大赛、全国大学生制药工程设计竞赛、生产实习、工厂设计项目、毕业设计。工程设计以校企组合的校内生产性实训基地(如尿素仿真实训平台、啤酒发酵实训基地、药物制剂实训平台)和校外企业实习基地(如安琪酵母生物工程专业国家级工程实践教育中心)为依托，注重选题的针对性(面向地方企业)、设计的规范性(符合行业标准)、操作的可行性(绿色、经济与安全)，并将化工设计竞赛、制药工程设计竞赛融入人才培养的教学体系中，大力提高实践教学环节的实效性。

3构建合适的工程设计评价体系和管理模式

工程设计的系统性、协作性较强，因此在工厂设计和毕业设计中采用小组制、导师制、课题制进行管理、操作和评价，以培养学生的团队合作精神，即每小组5～7名学生和1～2名指导老师，每个学生完成每组设计项目下的一项子课题，最后采用学生答辩与互评、教师评价、企业专家点评等构成综合评价体系。另外，建立健全激励约束机制，考虑给予竞赛获奖和设计达优秀等级的学生相应的创新实践学分，代替相关选修课的学分，以此激发更多的学生参与工程设计的学习。

4结语

化工产业的高质量发展离不开强有力的人力支撑，为推进我国化工产业站在国际价值链高端，培养具有国际视野的化工人才队伍就显得十分必要。因此，掌握一门国际性语言对化工领域人才来说就显得十分必要，但掌握语言绝不仅限于学术交流或者简单应用，我们需要的是能将我国化工领域的突破性成果介绍到世界，讲好中国化工领域高质量发展故事的人才，也需要能读懂国外化工领域最新科研成果的专业文献并能促进我国在相关方面消化吸收的人才。因此，阅读，无论是从语言学习的初衷来说，还是从化工领域人才在工作、交流等方面的深度应用来说，就显得十分必要。化学工业出版社于2011年9月出版的《化工英语阅读教程》（张媛媛、杨昌炎著，ISBN：9787122117205，定价：189元）在培养我国化工领域人才深度阅读并理解国外化工领域的进展的相关文献方面具有一定作用，在引导化工领域学生国外科研思路和国内科研思路方面具有开拓性作用。本书将理解化工专业词汇与理解化工专业文献进行了较好的结合，能起到词汇类书籍所不具备的提高化工领域学生的整体思维、科学思维的作用。整体上，本书从化学基础、化学工程、材料和精细化工、能源和环境保护、食品和生物化工等五大部分介绍了化工领域的专业词汇。全书共18个单元，系统、概括地介绍了化工领域各细分学科的专业词汇，能帮助学生提高专业知识，为后续学习打下良好基础。

内容上，本书词汇覆盖范围广，适合不同基础的专业工作者学习，能引导学生较好地将专业学习和英语学习结合起来，提高学生实际运用语言的能力，促进学生从英语学习过渡到有效应用，提高交流能力和理解专业文献的能力。本书第一部分，从化学基础和化学家的层面介绍了化学领域应掌握的基础知识。其中，专设章节介绍了我国化学工业的先驱———侯德榜。参照外文文献介绍了以氯化钠、二氧化碳、氨和水为原料，制取纯碱，副产氯化铵的过程，即侯氏制碱法，又称联合制碱法。虽然内容及原理与中文相关介绍几本一致，但通过外国文献的相关表述，学生从中更能了解中国当时面临的制碱窘境。侯氏制碱法的横空出世，是侯德榜先生严谨求实、惟新是求的科学精神和协作同仁、吸收他国优秀成果的人文精神联合激励下的科技成果，使中国人生产出中国人自己的碱，给民族工业插上“翅膀”，进而使中国制碱业得以跨入世界先进行列。回顾历史的同时，本书第一部分第五单元介绍了气相色谱法这一测定血液酒精含量的方法。文章指出，乙醇具有易挥发性，运用空气相色谱火焰离子化检测器进行检测，将之与乙醇对照品比较，在保留一段时间后，就可以进行定性分析了；以峰面积为依据，用内标法定量。测试步骤上，分为7步，其中，第2步———定性测试，在实际操作中，测试误差在2％内，正常情况下，样品内标物色谱峰正常但要无乙醇的色谱峰，否则的话，可以认为样品中含有乙醇；必要时，针对不同的色谱条件，气相色谱质谱法可以确证标物色谱峰正常，检测结果为阴性时一般会显示无乙醇的色谱峰。第二部分所选文章注重构建学生从整体上认识化学工程的知识框架。系统介绍了化学工艺概论、化学工艺设计、化学工艺模型。化学工艺方面，本书指出，早起手工艺式的化学生产过程中，经验起了重要的作用；现代生产技术介入后，经验性的生产在化学物质转换中仍然存在，但科学理论所起的作用越来越大。

另外，本书立足高校教学实际，指出高等院校一般设有工业化学和化学工艺学两门课程，这两门课程在内容上相近。化学工业的趋势在本篇文章中也有体现，即伴随着大型化的化学工业生产日益普遍，一些副产物必须得到充分利用，因此，采用新原料路线和新催化剂（包括新反应）能促使能源消耗的降低，降低生产过程中对环境的破坏，进而实现生产自动化和要素配置最优化等。要做好化学工业设计，首先要弄清化学生产过程的主要步骤。一般来说，原料预处理或处理都是首要的，针对处理的工艺材料的不同，可分类别采用或净化、或提浓、或混合、或乳化或粉碎（对固体原料）等多种处理方法；原材料处理后，就进入了化学工业的关键步骤———化学反应阶段，在这一阶段，我们要考虑氧化、还原、复分解、磺化、异构化、聚合、焙烧等不同的化学反应后所得到的混合物，还要考虑化学反应所需的温度、压力等各种条件，这样做的目的是使该化学反应的转化率和回收率合格；第二阶段过后，就进入了产品制作阶段，想要获得合格的化学制品，分离出副产物或杂质是必不可少的步骤。本书结合上述步骤在教学和化学生产实际中的应用，指出了化学工艺设计的一般步骤，即设计准备、确定方法、流程设计、施工图设计、车间布置、说明书编制等。其中，设计准备环节，作者指出了需要考虑的几个要素：①对设计任务、设计内容比较熟悉，能够全面理解课题提出的设计要求；②注重搜集资料，合理安排生产计划和生产工艺过程控制计划；③查阅以下资料：文献资料，工艺路线、工艺流程和重点设备有关资料，并要十分明确相关资料的适用范围，进行筛选；④要主动深入生产现场，进行调查研究，适时进行消化并归类整理。化学工艺模型方面，作者在介绍中除了常规介绍外，还不忘一个重要的估算系统，这个系统能起到控制化学工艺模型的重要作用，这个系统中既包含了库，也有估算关联模型的物性估算系统，基础物性数据（如分子量、密度、临界压力、临界温度、标准沸点、偏心因子等）存储于该数据库中，计算时可随时调用；在计算状态方程、液相活度系数的关联式、热焓和自由能的关联式时，物性估算能给出匹配各种给定条件的方程。第三部分，作者对材料和精细化学品进行了详细论述。论述中，作者就精细化学用品领域的新发展提出了自己的思考，认为原来的定义———产量小、纯度高、价格贵的化工产品，如医药、染料、涂料等，已经不适合我国跟上世界化工产业发展趋势的步伐；我国在对精细化学用品进行归类时，必须考虑欧美一些国家把产量小、按不同化学结构进行生产和销售的化学物质，称为精细化学品（finechemicals）等事实。当下，中国结合自身国情，把这两类产品统称为精细化学品，日本也是如此。本部分末尾，作者指出了精细化工的特点和发展趋势，认为在发展传统化学品的基础上，在有余力的条件下，我国不妨采取间歇式生产工艺的形式，生产周期短、实用性强的高技术精细化工品，推动我国化工产业在高端领域占有一席之地。第四部分所选文章中，作者对我国目前在国民经济中占有相当比重的煤化工着墨很重，从煤燃烧、煤的气化、煤的液化等方面对我国煤化工产业的现状及发展趋势提出了自己的思考。传统层面的煤燃烧，作者在所选文章中对煤燃烧原理及应用的讲述富有生活气息，例子举得也很是恰当，这使本书显示除了超脱专业教材的潜质，在化工知识普及领域兴许也可以有一番作为。煤的气化、液化是清洁用煤的技术结晶，本书所选文章指出，加氢气化法可以使煤直接气化。这种通过加氢裂化转变为液体燃料的过程，生产过程中一般被称为直接液化。这类液化的直接表现是：烃类分子分裂，成为几个较小分子。

同样，在煤的液化方面，生产过程中一般也有直接和间接两种方法：间接液化———以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程；直接液化则离不开催化剂的作用，这种催化剂的主要成分是氢气。作者认为，气化、液化后使用煤，不仅克服了直接烧固体煤热率低、浪费大、释放有害气体等不足，实现了煤的高效利用，还在发电、加热及化工合成中有极大应用。在日本，液化煤或将成为代替石油能源的“核心”。正是世界范围内这种清洁使用能源的大趋势，使我国不得不加大对煤气化、液化的重视，保护环境的同时有利于提高我国能源的安全。第五部分，作者就生态和食品领域的化工应用进行了分析，在本部分开篇就提出了事物化学元素摄取量的评价问题。作者指出，“安全”是相对的，体现了一定条件下不同群体的不同摄入量个体差异，但我们要注重“平均剂量”这一概念，摄取量不宜超过“平均剂量”。平均剂量的选取则兼顾了能够使这些特定毒性反应的动物数达到最多和该群动物对毒性反应性最高两项指标。一般，达到这两项标准时的毒量就是能够引起实验动物死亡的平均剂量。我国的食品安全标准规定的食品添加剂剂量肯定是大大少于这个“平均剂量”的，还有一点作者给我们提醒了，部分食品添加剂是天然提取的。一般对人体没什么危害，因为都能参与人体新陈代谢，排出体外。本部分最后，作者介绍了食品辐照的相关情况，指出这种用特定物质对粮、蔬、果、肉、调味品、药品等进行灭菌的做法，在生产中已经初现显著效果。据不完全统计，中国生产的相关产品约占全球的三分之一。因为辐照能通过杀死食品和其中的昆虫、它们的卵及幼虫等方法消除危害全球人类健康的食源性疾病，保障舌尖上的安全，延长食品的货架期。作者意在告诉我们，大胆地吃国家备书的用辐照方法保鲜的食品，这也是目前来说较先进的方法，我国在这个领域也已跻身世界前列，为居民舌尖上的安全做足了技术保障。本书引导学生在阅读中了解专业词汇，在阅读中从整体上对专业文献有所把握。

当然，本书所列专业词汇及篇幅只是化学领域英语阅读的极小一部分，囊括化学领域英语阅读的书籍也不具有存在的现实可能性。作者依据产生于实践基础上的科学的分类方法，把化学领域的英语阅读尽可能地以简练、涉及广泛的方式列出，能够让学生在阅读中更好领略化学的魅力，对世界前沿化学技艺有初步的认识，激发起学生浓厚的学习兴趣。另外，放眼世界化学工业也不只是初步熟悉英语就能做到的，作者只是考虑到英语在全球使用的广泛性和我国化学工业发展的现状，提出了我国化学工作可以借鉴的部分先进制程和技术，至于其他语种，有余力的学生自然可以继续学习，本书只是一个引子，旨在激发起学生和化工领域从业者浓厚的好奇心，培养能使我国化学工业站在全球价值链高端的人才，推动中国化学工业供给侧结构性改革和高质量发展。

作者：李欣 单位：焦作师范高等专科学校

一、煤化工特色的背景

武汉科技大学化学工程与工艺专业始建于1958年，原名为“炼焦化学专业”，1985年改为“煤化工专业”。1992年，按“煤化工”“、城市燃气”和“炭素材料”三个专业分别招收新生。1996年，随着教育部大学本科专业目录的调整，“煤化工”“、城市燃气”和“炭素材料”三个专业归并为“化学工程与工艺”专业。尽管名称几经变化，但始终坚持煤化工培养方向和煤焦化的特色。其原因主要是由于武汉科技大学的前身“武汉钢铁学院”和“武汉冶金科技大学”原来隶属于冶金工业部，毕业生主要面向钢铁冶金系统；培养目标针对性、学生的工程意识和实践能力较强，受到钢铁冶金行业焦化企业、科研院所的认可。目前，武汉科技大学化学工程与工艺专业为国家级特色专业，拥有化学工程与技术一级博士点和化学工程与技术博士后科研流动站。经过几代人的辛勤努力，学校化学工程与工艺专业的教学和科学研究规模及水平均有了显著的提高。在化工专业“宽口径”培养模式下，坚持煤化工方向特色有着重要的现实意义。首先，中国是以煤为主要能源的国家，在一次能源中，煤炭占70%左右，在较长的时期内这一能源结构不会改变[4]。大力发展煤化工产业，推广洁净煤技术，保证国家的能源安全，是中国的一项基本能源政策。其次，煤焦化是煤化工中技术最成熟、应用最广泛的一种煤炭综合利用方法。至少在50年内，采用高炉，利用焦炭作为炼铁的主要燃料、还原剂和料柱支撑体的技术仍将是钢铁冶金的主流技术。再次，“节能减排”是中国的重要战略任务，也是全世界面对的主要挑战。面对以煤烟型污染为主和焦化行业普遍污染严重的现实，从煤炭利用源头减少污染是实现“节能减排”的必由之路。最后，煤化工（包括焦化）行业涉及到中国能源供应和安全、钢铁行业的生存和发展以及节能减排的实现，当前以致今后相当长的时期仍是中国国民经济的主战场。因此，武汉科技大学的“化学工程与工艺”专业坚持煤化工方向特色是非常必要的；理顺两者的关系，既具有理论意义，也具有实际价值。

二、特色专业建设的基本原则

进行具有煤化工特色的化学工程与工艺专业建设，是优化专业学科结构，推进教学改革，加强内涵建设，提高人才培养质量，提升专业竞争力的重要举措。这不但有利于促进学校教学基本建设，进一步改善办学条件，巩固办学特色，而且有利于提高办学实力，更好地适应以煤化工为主的经济社会发展的需要[5-6]。

（一）市场导向

目前，中国大学生就业已完全走向市场，学生和用人单位之间进行“双向选择”，大学毕业生的一次就业率已经成为评价一所大学教学质量和综合竞争力的主要指标之一。要提高就业率，就必须瞄准市场对人才的需求，特色专业建设也必须以市场为导向，培养市场需要的专业人才。

（二）自主创新

［摘要］当前世界上各种环境问题参差出现，极大程度地威胁和危害着人类的健康和发展，更危及地球的命运和人类的前途。为此，需要把环境保护放到重要的位置，加强环境保护意识，走可持续发展道路。因此，提高高校学生的环保意识势在必行，特别在非环境专业中开设环境相关课程可以让学生充分认识到保护生态环境的重要性。以环境保护概论课程为例探讨在非环境的新工科专业讲授环保知识的必要性，提出要密切结合专业知识、融入课程思政、转化授课模式的思想，从课程概述、授课过程中挖掘出的课程思政点和丰富教学方法等方面进行了分析研究，为非环境专业环境保护概论课程的教学实践提供参考。

［关键词］环境保护概论；非环境专业；课程思政；教学研究

随着工业的迅速发展和人类活动的影响，人们对自然资源的需求量日益增大，同时，迅速发展的社会经济与急剧上升的人口数量导致出现的环境不断恶化。环境污染、生态破坏、资源短缺、酸雨蔓延、全球气候变化、臭氧层出现空洞等都是人类在经济和社会发展中超出了自然环境的承载能力导致的结果[1]。以来，一直强调，绿水青山就是金山银山，这深刻揭示了生态环境保护与经济社会发展之间的辩证统一关系，阐明了保护生态环境就是保护生产力、改善生态环境就是发展生产力的道理[2]。把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局，把建设美丽中国纳入全面建设社会主义现代化国家奋斗目标，把坚持人与自然和谐共生纳入新时代坚持和发展中国特色社会主义基本方略，把绿色发展纳入新发展理念，对生态文明建设提出一系列新思想、新论断、新要求，为新时展建设美丽中国，实现中华民族永续发展提供了根本遵循[3]。此外，2017年2月至6月，教育部相继在复旦大学、天津大学和北京召开新工科建设相关会议，其中，也特别指出，要提高工科学生的生态意识[4]，这充分说明环境保护作为一项基本国策是当代中国发展必须坚持的策略，也给高校非环境专业学生环境保护教育提供了契机。生态环境保护势在必行，每个人都应该加入环境保护的行动中，加大环境保护教育的宣传力度，激发人们保护环境的意识，尤其是在高校大学生群体中，应充分发挥大学生的作用，由此可见高等院校关于环境保护教育的普及问题尤为重要。因此，应加强非环境专业环境保护概论课程教学研究，提升教学效果，培养综合人才[4]。本文将以化学工程与工艺及生物工程类新工科专业为例，在新工科背景下就如何面向非环境专业开设环境保护概论课程进行探讨。

一、环境保护概论课程概述

针对非环境专业，高校开设的环境保护概论大多为选修课程，具有综合性的特点。这种课程的定位使非环境专业学生对环境保护概论课程的认知不足，大多数学生认为该课程开设的必要性不大，与自身所学的课程也没有密切关系，学习主动性并不强，课堂教学效果不佳[5]。对于上述现象，高校应针对不同专业，明确环境保护概论课程的性质以及定位，让学生认识到该课程的重要作用。环境保护概论课程之所以在非环境专业中开设，就是要让高校学生了解当前我国及世界范围内环境污染现状，了解环境与人类之间的关系，关注环境保护问题，增强学生的环保意识，知道如何从身边做起，改善环境状况。

二、环境科学概论课程教学改进与探索

（一）密切结合专业知识

[摘要]工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，对促进本科专业建设和工程人才培养质量具有重要意义。本文以北部湾大学能源化学工程专业为例，从专业定位、能源特色打造、学科基础能力培养、工程基础及实践课程体系、工程师综合素质培养课程体系等多个方面阐述了结合学校定位及所处区域特点进行专业人才培养方案修订的思路和探索，以期为能源化学工程专业的建设和专业认证提供参考。

[关键词]专业认证；能源化学工程；人才培养方案；课程体系；工程师素养

能源化学工程专业属于战略型新兴产业专业，北部湾大学毗邻中国(广西)自由贸易试验区钦州港片区和中国化工园区20强的钦州石化产业园，区位优势明显，以广西优先重点发展石油与化工千亿元产业为契机[1]，北部湾大学申请开办能源化学工程专业，并于2015年开始招生，已为社会和企业输送了大量专业人才，有力推动了地方经济发展，但在进一步满足国家、行业、企业的需求和毕业生综合能力的培养要求方面，专业的建设也存在诸多的问题和瓶颈，制约着专业向高水平高质量高层次方向发展。这些问题和瓶颈主要有以下几点：(1)专业培养目标和毕业要求定位不清晰，难以准确全面的体现行业企业的需求；(2)专业能源特色不明显，与同属化工与制药类学科的化学工程与工艺专业的区分度较弱；(3)在课程设置方面，侧重对学生工程实践能力培养的课程较少，且体系化程度弱；(4)对学生在工程师综合素质与创新能力的培养方面关注不足，毕业生离合格工程师的要求差距较大；(5)课程教学方面，侧重于学科和教材导向，考核方式单一，对学生利用知识解决工程问题的能力关注不够，导致学生知识迁移能力偏弱。国内很多高校和专业也在一定程度上存在类似问题并进行了深入研究[2-7]。工程教育专业认证是以《华盛顿协议》为基础开展的对工程教育本科专业的认证工作，贯彻OBE(Outcome-BasedEducation，成果导向教育)理念，促使专业培养出能够胜任行业、企业工作的合格的工程技术人才[8]。北部湾大学能源化学工程教研室开展了能源化学工程专业人才培养方案的修订工作，此次修订的指导思想是全面贯彻工程教育专业认证理念、注重学生的工程师综合素质和创新能力的培养，广泛收集了行业、企业意见和建议，几易其稿，得到了最终的2020版能源化学工程专业人才培养方案(以下简称2020版人培)。本文从以下几个方面对本次修订工作的探索与实践进行了总结。

1专业定位

北部湾大学作为一所新建应用型地方本科院校，致力于把学生培养成为具有较强的实践能力、创新能力、高度社会责任感的新时代高素质复合型、应用型人才，毕业生就业主要集中于广西区内，特别是北部湾经济区。学校毗邻的广西钦州石化产业园对能源化工人才需求旺盛，但能源化学工程专业招收的学生高考分数普遍不高，毕业后选择直接工作的比例很高，考研率偏低。以上这些因素决定了能源化学工程专业必须选择合适的定位和培养目标，经过深入调研和分析，将能源化学工程专业的培养目标修订为：立足北部湾经济区，服务区域能源化工产业和地方经济建设，培养德智体美劳全面发展，拥有一定创新意识，具备扎实的能源化学工程专业知识，较熟练掌握能源化工生产过程的基本原理、专业技能和研究方法，能够在能源化工及相关领域从事生产运行与管理、工程设计、工艺和技术的改进与开发等工作的高素质应用型工程技术人才，并成长为中国特色社会主义事业的合格建设者和可靠接班人。另外，针对毕业生5年左右达到的预期目标，专业从人文素养、专业能力、社会能力、自我发展等方面进行了细化。并依据工程教育认证通用标准，对课程结构进行了深度优化，构建了合理的课程支撑体系。

2专业能源特色的打造

在旧版人才培养方案中，能源化学工程专业的课程体系与化学工程与工艺专业较为接近，没有体现出专业本身的能源特色，对于地方能源化工产业的支撑不足，为此，此次修订过程中将能源特色课程的优化作为了首要目标。针对钦州石化产业园中石油石化企业众多的现状，并且近年来中国石油广西石化二期、华谊、桐昆、恒逸、四川能投等企业陆续进驻和开工建设现代煤化工项目、芳烃及乙烯项目，对相关能源化工人才需求旺盛，为此除在《能源化学工程专业导论》中通过理论和实践向学生介绍能源化工技术、现状和发展趋势外，在专业必修课方面在第五学期开设《石油炼制工程》、《现代煤化工技术》和第七学期开设《能源催化转化原理》，讲解石油一次加工和二次加工、煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烃、煤制乙二醇等新型煤化工技术以及在这些工艺过程中的催化技术。在能源化工专业实验中优化了油品、煤性质分析实验项目和工艺转化综合实验，在选修课方面第六、七学期开设《石油化工工艺学》、《高分子材料》两门侧重讲解石化下游技术和产品的课程。除石化企业外，北部湾经济区内还有大量生产新能源电池及其原材料、生物质能源相关产品的企业，因此学生掌握新能源方面的专业知识也是非常必要的，为此专业在第七学期开设《新能源技术与应用》、《储能技术概论》、《生物质能源技术》、《新能源材料》四门选修课程，学生通过学习可以掌握多种类型的新型能源的知识。将《能源化工专业实验》调整为2学分、2周的集中实践课程，以方便耗时较长实验项目的开展。在内容方面，优化开设的实验项目，涵盖两方面的实验内容，一方面主要开展石油、煤相关原料及产品性能测试实验，另一方面主要开展能源化工转化的综合性、设计性的实验项目，有效保证了课程的能源化工特色。