化學(xué)反應(yīng)工程研究方法精選(九篇)

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第1篇：化學(xué)反應(yīng)工程研究方法范文

關(guān)鍵詞：化學(xué)反應(yīng)工程；教學(xué)改革；實(shí)踐

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.200

化學(xué)反應(yīng)工程是化工類專業(yè)的一門核心課程。該課程以物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)等化工專業(yè)基礎(chǔ)課為先修課程，其主要研究物料從進(jìn)入反應(yīng)器到離開為止的全過程，主要解決過程中的反應(yīng)動力學(xué)和反應(yīng)器分析與設(shè)計(jì)兩個基本問題?；瘜W(xué)反應(yīng)工程內(nèi)容涉及多學(xué)科，理論較抽象，數(shù)學(xué)模型多，計(jì)算復(fù)雜繁瑣，有些方程只能通過數(shù)值計(jì)算求解。因此有不少學(xué)生把化學(xué)反應(yīng)工程認(rèn)為是大學(xué)中最難學(xué)的課程之一[1-3]。

重慶三峽學(xué)院是一所普通本科院校，學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才。在化學(xué)反應(yīng)工程的教學(xué)中，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，讓學(xué)生能系統(tǒng)掌握本課程的內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容達(dá)到較為合理的程度，力求把化學(xué)反應(yīng)工程基本觀點(diǎn)與相關(guān)基礎(chǔ)知識緊密聯(lián)系起來，著重培養(yǎng)寬口徑、厚基礎(chǔ)、應(yīng)用型化工高級人才。為此，以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識分析、解決實(shí)際問題的能力為目標(biāo)，把課程的理論研究與教學(xué)方法、手段等方面研究相結(jié)合，積極地進(jìn)行教學(xué)改革探索與實(shí)踐[4-6]。

1 教材的選擇和教學(xué)內(nèi)容的精選

優(yōu)秀的教材是課程教學(xué)的基本保證。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)工程的教材版本很多，體系編排差別較大，所涉及到的內(nèi)容大都符合教學(xué)大綱的規(guī)定，因此合理選擇教材對于教學(xué)和學(xué)習(xí)非常重要。根據(jù)我校的實(shí)際情況，在研究多個版本教材的基礎(chǔ)上，認(rèn)為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材、由陳甘棠教授主編的《化學(xué)反應(yīng)工程》（第三版）符合教學(xué)內(nèi)容及授課體系，該書定為我校化學(xué)反應(yīng)工程課程教材。該書內(nèi)容經(jīng)典系統(tǒng)，覆蓋面大，循序漸進(jìn)，篇幅較短，易于學(xué)生掌握。其它版本的教材當(dāng)中，朱炳辰教授主編的《化學(xué)反應(yīng)工程》更注重反應(yīng)工程研究方法介紹，并在相應(yīng)章節(jié)中論述了反應(yīng)工程學(xué)科的新進(jìn)展，便于讀者深入鉆研。兩本教材各有特色，可互為補(bǔ)充。另外選取優(yōu)秀的外文版教材譯本作為學(xué)生的參考書，讓學(xué)生涉獵到化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科的前沿知識，開拓視野。

課程教學(xué)內(nèi)容要力求體現(xiàn)本學(xué)科的科學(xué)性、先進(jìn)性和適用性。教師只有掌握了該課程的知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，才能夠抓住教學(xué)重、難點(diǎn)，精心選擇教學(xué)內(nèi)容。化學(xué)反應(yīng)工程課程的基本內(nèi)容包括反應(yīng)動力學(xué)和反應(yīng)器設(shè)計(jì)與分析兩個方面，依據(jù)化工過程中的化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)過程中的動量、熱量和質(zhì)量傳遞關(guān)系來講解，并對反應(yīng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，闡明反應(yīng)動力學(xué)基本原理。在實(shí)際的教學(xué)中，教師應(yīng)清楚課程各部分知識的結(jié)構(gòu)層次與相互關(guān)系，緊緊圍繞反應(yīng)工程學(xué)科的兩個基本問題，把基本觀點(diǎn)與基礎(chǔ)知識聯(lián)系起來，從工程分析的角度討論化學(xué)反應(yīng)工程中的重要概念。因此任課教師備課時必須認(rèn)真鉆研教材，了解本學(xué)科發(fā)展動態(tài)及前沿，精心組織講課內(nèi)容，合理安排，突出重難點(diǎn)，內(nèi)容詳實(shí)。重點(diǎn)講授氣-固相催化反應(yīng)本征動力學(xué)與宏觀動力學(xué)、理想流動反應(yīng)器、反應(yīng)器中的混合及對反應(yīng)的影響等章節(jié)，突出工程意識，增強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。對于氣-液反應(yīng)及反應(yīng)器、氣-液-固三相反應(yīng)工程和多流體相的反應(yīng)過程等內(nèi)容，進(jìn)行適當(dāng)講解。同時努力拓寬教學(xué)內(nèi)容信息，把學(xué)科研究的最新工業(yè)化成果向?qū)W生介紹，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識和工程意識。對于本課程與其他學(xué)科領(lǐng)域交叉形成的一些新的分支，如聚合反應(yīng)過程、生物反應(yīng)工程、電化學(xué)等，以學(xué)生自學(xué)為主，達(dá)到開拓學(xué)生的視野和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的目的。

2 采用靈活多樣化的課堂教學(xué)模式

課堂教學(xué)是化學(xué)反應(yīng)工程理論教學(xué)的主要環(huán)節(jié)。本課程涉及較多工程數(shù)學(xué)知識，且要求有一定的邏輯思維能力，由于學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱，專業(yè)基礎(chǔ)知識面也不寬，課堂講授的內(nèi)容和方法必須適當(dāng)，才能收到較好的教學(xué)效果。在化學(xué)反應(yīng)工程課程的教學(xué)過程中，采用多種多樣的n堂教學(xué)方法，改變完全以教師為中心的講授式教學(xué)為多種教學(xué)方法并用， 以達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高課堂教學(xué)效果。下面介紹主要采用的幾種教學(xué)方法。

2.1 講授式教學(xué)

教師系統(tǒng)地向?qū)W生傳授學(xué)科知識。教師在講授每一章時都可先用幾分鐘的時間，采用圖示的方法，概括本章主要內(nèi)容和基本理論結(jié)構(gòu)框架，讓學(xué)生領(lǐng)會教學(xué)目標(biāo)，明確教學(xué)思路和重、難點(diǎn)以及具體應(yīng)用實(shí)例，特別要聯(lián)系實(shí)際和知道如何應(yīng)用到相應(yīng)的具體計(jì)算當(dāng)中。在每一堂課開始時，都應(yīng)該有承上啟下的對上一節(jié)課的內(nèi)容相應(yīng)的總結(jié)，使學(xué)生能夠?qū)⒅R有機(jī)地結(jié)合起來。教師在講授過程中要詳細(xì)講解典型內(nèi)容，并要突出重、難點(diǎn)。如氣-固催化反應(yīng)和氣-液反應(yīng)過程，可以根據(jù)反應(yīng)物分子必須接觸碰撞才能進(jìn)行反應(yīng)的共同特點(diǎn)入手，講解其最基本的反應(yīng)步驟。讓學(xué)生了解其共性后，能夠舉一反三，推導(dǎo)出相應(yīng)的液-液、液-固反應(yīng)過程，既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又能使學(xué)生牢固掌握基本理論。

2.2 互動式教學(xué)

即授課過程中教學(xué)雙方經(jīng)常進(jìn)行交流互動。教師可以選出教材中較為典型的章節(jié)或例題，首先提出問題，由學(xué)生自行閱讀課本，讓學(xué)生帶著問題自主學(xué)習(xí)，以學(xué)習(xí)課程知識為重點(diǎn)，讓學(xué)生自行討論閱讀的內(nèi)容后，全班討論或小組討論，最后教師強(qiáng)調(diào)并總結(jié)該部分內(nèi)容中的關(guān)鍵概念和原理等。每次課程結(jié)束時，教師可以給學(xué)生布置總結(jié)本次課程內(nèi)容的任務(wù)，下次課上隨機(jī)抽出幾位學(xué)生對前一次課的內(nèi)容進(jìn)行提綱挈領(lǐng)式的回顧，由此達(dá)到督促學(xué)生課后自主復(fù)習(xí)，及時消化，保證知識的連貫性，達(dá)到溫故而知新的目的。互動式教學(xué)方法能夠促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，新問題的提出，又能刺激學(xué)生主動想法獲取問題答案，學(xué)生上課的積極性很快提高，取得了良好的教學(xué)效果。

2.3 歸納對比法教學(xué)

化學(xué)反應(yīng)工程教材中的概念抽象，公式繁多，教學(xué)推導(dǎo)過程復(fù)雜。歸納對比法在化學(xué)反應(yīng)工程的教學(xué)過程和指導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固知識過程中起著重要的作用，可以把零散的、不成系統(tǒng)的基本概念知識系統(tǒng)化、理論化。例如，將理想反應(yīng)器和非理想反應(yīng)器，連續(xù)反應(yīng)器和間歇反應(yīng)器，平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器，等溫恒容反應(yīng)與等溫變?nèi)莘磻?yīng)，流化床反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器等基本概念進(jìn)行對比。通過比較，找出概念的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，把相近的概念區(qū)別開來，從而達(dá)到簡化、概括和記憶的目的。除了本學(xué)科之內(nèi)的概念比較外，也可以不同學(xué)科進(jìn)行比較。如把反應(yīng)器中三傳問題與化工原理中的單元操作相比較，把宏觀動力學(xué)與物理化學(xué)課程的本征動力學(xué)相比較，有意將化學(xué)反應(yīng)工程和已經(jīng)學(xué)過的課程進(jìn)行聯(lián)系，以加深學(xué)生對該課程學(xué)習(xí)的興趣。將復(fù)雜的概念用列表、提綱等簡單明了的形式表達(dá)出來，使學(xué)生在“識同辨異”中增進(jìn)學(xué)習(xí)興趣，在“歸納”中滲透，在“對比”中鞏固，最終達(dá)到提高學(xué)習(xí)效率的目的。

2.4 案例教學(xué)法[7]

化學(xué)反應(yīng)工程教材中的很多化工案例，內(nèi)容過于簡略，學(xué)生很難從中真正領(lǐng)會到案例的作用。對于教學(xué)過程中選用的一些能夠反映技術(shù)發(fā)展前沿和創(chuàng)新科研的工業(yè)實(shí)例，可采用案例教學(xué)法。從化工實(shí)踐中選取合適的案例，進(jìn)行專題討論，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用，使他們通過積極的思維后主動獲取知識。在案例教學(xué)的討論中要注意教材中前后章節(jié)內(nèi)容的連貫性，不孤立分割每一章節(jié)內(nèi)容，要讓同學(xué)意識到，所學(xué)的知識不是獨(dú)力的而是共同為解決實(shí)際問題服務(wù)的。例如在講授固定床氣-固相催化反應(yīng)時，選擇學(xué)校實(shí)習(xí)基地宜化化工集團(tuán)公司合成氨多段絕熱固定床反應(yīng)器的案例，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)認(rèn)識，對固體催化劑的裝載具體要求，反應(yīng)器的具體實(shí)際類型和操作條件、操作方式等進(jìn)行詳細(xì)講解和討論，讓學(xué)生深刻體會氣-固相反應(yīng)的過程、固定床催化器的特點(diǎn)、使用情況和選型原則等，初步掌握化工生產(chǎn)過程分析問題和解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力。案例教學(xué)可以給學(xué)生留下深刻的印象，從而激發(fā)他們的創(chuàng)造欲，使他們成為推動學(xué)科發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步的新生力量。

3 理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)充分融合

在教學(xué)過程中，化學(xué)反應(yīng)工程課程組教師充分認(rèn)識到理論教學(xué)與化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)和化工設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性，理論知識能指導(dǎo)實(shí)踐，科學(xué)實(shí)踐又能幫助將感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識后，再應(yīng)用到實(shí)踐中去。抓住各實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的機(jī)會，將本課程中的理論融入實(shí)踐教學(xué)之中。

由于校院兩級投入的加大，實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)踐教學(xué)條件有了較大的發(fā)展。針對本課程所設(shè)置的教學(xué)實(shí)驗(yàn)有多釜串聯(lián)反應(yīng)器停留時間分布測定實(shí)驗(yàn)、管式反應(yīng)器烴類裂解反應(yīng)實(shí)驗(yàn)、苯酐合成實(shí)驗(yàn)、固定床與流化床的流動特性測定實(shí)驗(yàn)和乙苯脫氫制苯乙烯實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)在開設(shè)的化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)中，有很多實(shí)驗(yàn)是和理論課程緊密相連的，只要科學(xué)合理安排理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就能使二者有機(jī)結(jié)合，為本課程的實(shí)踐教學(xué)提供良好的支撐。進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻M(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生所學(xué)的理論知識，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)識真正的反應(yīng)器，并將所學(xué)理論知識運(yùn)用到反應(yīng)器的操控和數(shù)據(jù)的處理。改變那種老師“抱著走”的單一教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動性。

課程設(shè)計(jì)是完成課程教學(xué)后對該課程基本知識和技能進(jìn)行綜合應(yīng)用的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力和知識的綜合應(yīng)用能力。為了進(jìn)一步深化學(xué)生對化工反應(yīng)器的認(rèn)識，建成了仿真計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，仿真實(shí)驗(yàn)室安裝有化工設(shè)計(jì)模擬軟件，為學(xué)生化工設(shè)計(jì)實(shí)踐提供了良好條件。化學(xué)反應(yīng)工程課程的主講教師也是化工設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師，學(xué)生以小組為單位，教師提出設(shè)計(jì)課題，學(xué)生查閱工程手冊等資料，采用CAD 繪制設(shè)計(jì)圖紙，并通過答辯完成課題設(shè)計(jì)。通過反應(yīng)工程的課程設(shè)計(jì)，初步培養(yǎng)學(xué)生的工程理念。

化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生都必須要經(jīng)歷認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)?；瘜W(xué)反應(yīng)工程課程組教師充分利用這些實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生把課程理論知識與現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。例如在實(shí)習(xí)中，給學(xué)生下達(dá)任務(wù)，了解相關(guān)工業(yè)反應(yīng)器的形式和特點(diǎn)，其中所發(fā)生反應(yīng)的類型和特點(diǎn)，記錄反應(yīng)器進(jìn)出物料組成和流量等數(shù)據(jù)，利用該數(shù)據(jù)進(jìn)行物料衡算，計(jì)算主產(chǎn)物的收率、選擇性等，使學(xué)生利用所學(xué)知識，體會到所學(xué)知識在實(shí)際工作中的作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)理論與工程實(shí)際的緊密結(jié)合。

4 改革考核方式

考試具有測評教師教學(xué)水平和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的功能，還有引導(dǎo)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的“無形指揮棒”作用?？荚囍贫鹊母母锟梢酝瑫r有效促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、方法和手段的改革。考試通常有開卷和閉卷兩種，各有特點(diǎn)。本課程采用平時成績（占20 %）和期末考試成績（占80 %）相結(jié)合的考核方法。化學(xué)反應(yīng)工程課程試題多年來一直堅(jiān)持教考分離，每次考試試卷由其他教師按基本要求從試題庫出70%的考題，主講教師根據(jù)各自的講課特點(diǎn)出30%的考題組合而成。這種命題方式既考慮了課程的基本要求，實(shí)施教考分離，又能充分發(fā)揮各主講教師自己的講課特色，要求學(xué)生體會課堂教學(xué)的內(nèi)容。

平時成績按照學(xué)生平時出勤、作業(yè)、課堂回答問題及課堂練習(xí)考核、寫小論文、寫專題報告等情況綜合評定給出。平時學(xué)生可以上學(xué)?；瘜W(xué)反應(yīng)工程精品課程網(wǎng)站，自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得以提高。

期末筆試考核學(xué)生必須掌握和熟記的基本理論、數(shù)學(xué)模型與計(jì)算方法等，按照期末筆試答題情況給出期末成績。這種綜合評定成績方式督促學(xué)生注重綜合素質(zhì)的提高，對學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)建設(shè)起到了促進(jìn)作用。任課教師在每次考試后，要求必須對試卷進(jìn)行詳細(xì)分析和課程總結(jié)，找出試卷中學(xué)生存在的共性問題和薄弱環(huán)節(jié)，為下一輪教學(xué)起到借鑒和促進(jìn)作用，并注意在教學(xué)過程中不斷改進(jìn)和完善，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)兩方面共同提高。

5 結(jié)束語

在當(dāng)今實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的社會大背景下，化學(xué)反應(yīng)工程作為一門工程學(xué)科，要求學(xué)生系統(tǒng)掌握反應(yīng)工程課程的內(nèi)容，能夠把反應(yīng)工程基本觀點(diǎn)與工程知識緊密聯(lián)系起來，從工程應(yīng)用分析的角度來討論重要的工程概念。通過課堂教學(xué)與專業(yè)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合以及創(chuàng)建課外實(shí)踐教學(xué)活動平臺和考試形式等多方面的教學(xué)改革，并比較了改進(jìn)前后的教學(xué)方法對教學(xué)效果的影響進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)不同的內(nèi)容采取相應(yīng)的教學(xué)方法，學(xué)生更便于理解掌握教學(xué)內(nèi)容，收到了良好的教學(xué)效果?；瘜W(xué)反應(yīng)工程的教學(xué)改革還只做了初步的改革探索與實(shí)踐，每個學(xué)校具體情況都不一樣，應(yīng)根據(jù)自己的專業(yè)方向和辦學(xué)特色做進(jìn)一步的探討。

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第2篇：化學(xué)反應(yīng)工程研究方法范文

關(guān)鍵詞：化學(xué)反應(yīng)工程 教學(xué)水平 案例教學(xué)法 專題講座

化學(xué)反應(yīng)工程這門學(xué)科主要是針對工業(yè)規(guī)模化學(xué)反應(yīng)過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制進(jìn)行研究的。它的綜合性非常強(qiáng)，涉及的知識面也非常廣，因此對于教學(xué)的要求就顯得非常的高，是化工專業(yè)的一門重點(diǎn)專業(yè)學(xué)科。針對各方面要求都比較高的一門專業(yè)學(xué)科，老師如何教好這門課程，如何能讓學(xué)生學(xué)到課程的精髓，需要老師在多年的工作教學(xué)中，不斷總結(jié)各種教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來提升教學(xué)水平。筆者通過多年的工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了如下提升《化學(xué)反應(yīng)工程》教學(xué)水平的創(chuàng)新策略方法。

一、加強(qiáng)問題教學(xué)法與案例教學(xué)法的使用

教學(xué)方法的改進(jìn)對于教學(xué)水平的提高具有重要的作用。在多年的教學(xué)工作中，發(fā)現(xiàn)問題教學(xué)法和案例教學(xué)法對于教學(xué)水平的提升效果明顯。因此，在化學(xué)反應(yīng)工程課的教學(xué)中，要加強(qiáng)問題教學(xué)法與案例教學(xué)法的使用。

問題教學(xué)法是指圍繞問題展開教學(xué)雙方互動。一般的思路就是：首先提出問題，接著思考并討論問題，然后經(jīng)過相互討論找出答案，最后進(jìn)行歸納總結(jié)。舉例說明：在教授多級CSTR串聯(lián)的計(jì)算和優(yōu)化時，我們可以提出如下問題：如何求解串聯(lián)體系的轉(zhuǎn)化率。針對這個問題，老師和學(xué)生展開討論，然后學(xué)生利用所學(xué)知識點(diǎn)已經(jīng)討論的結(jié)果來尋求答案，最后老師對問題進(jìn)行歸納總結(jié)。通過這個過程，運(yùn)用問題教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，不但活躍了課堂氣氛，還深化了學(xué)生對于學(xué)習(xí)知識的認(rèn)識。

所謂案例教學(xué)法就是運(yùn)用實(shí)踐中的實(shí)際案例來分析所學(xué)知識，做到學(xué)以致用，加強(qiáng)學(xué)生對于所學(xué)知識的認(rèn)識。其教學(xué)過程一般為：首先進(jìn)行案例的描述，接著讓學(xué)生進(jìn)行嘗試性的解決，老師在此過程中設(shè)置懸念，然后再進(jìn)行這方面的理論知識學(xué)習(xí)，最后就行方案的剖析。舉例說明：講授反應(yīng)器中的混合及對反應(yīng)的影響這章時我們可以充分利用案例教學(xué)法，通過案例教學(xué)法啟發(fā)學(xué)生學(xué)會根據(jù)所測得的停留時間分布情況以及如何解決實(shí)際的工程操作以及設(shè)計(jì)問題。

二、加強(qiáng)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合

對于化學(xué)反應(yīng)工程這門學(xué)科來講，它是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，所以必須要加強(qiáng)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合。通過理論和實(shí)際的結(jié)合，讓學(xué)生深入學(xué)習(xí)其理論知識，并能通過實(shí)驗(yàn)學(xué)到更多的實(shí)際知識，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。

為此，對于學(xué)校來說，要針對化學(xué)反應(yīng)工程這門學(xué)科，來增加硬件設(shè)施，給學(xué)生提供良好的實(shí)踐場所。比如學(xué)校可以配備如下實(shí)驗(yàn)裝置：固定床反應(yīng)器、多釜串聯(lián)反應(yīng)器以及流體床反應(yīng)器等等。這樣在講解了相關(guān)的理論知識之后，可以在實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體會到這個過程，這樣就能提高學(xué)生對理論的深入了解，同時也強(qiáng)化了其動手能力。另外，老師可以階段性地給學(xué)生設(shè)置一些設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生經(jīng)常進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，不僅能夠很好地檢驗(yàn)學(xué)生對于理論知識的掌握情況，還能解決其在學(xué)習(xí)中常遇到的問題。

三、教學(xué)中要密切聯(lián)系學(xué)科發(fā)展的前沿

化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)是一門不斷發(fā)展的學(xué)科，知識量也在不斷的增多。所以，在教授化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)時，要密切聯(lián)系學(xué)科發(fā)展的前沿，這對于學(xué)生以后的工作具有非常重要的意義，也是提升化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)水平的一種創(chuàng)新方法。目前，化學(xué)反應(yīng)工程發(fā)展呈現(xiàn)如下趨勢：第一，考察現(xiàn)象的時空尺度向兩級發(fā)展，這種現(xiàn)象主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面隨著各種試驗(yàn)儀器的快速發(fā)展，觀察事物的尺度也變得越來越小，這就讓我們更加容易了解事物的本質(zhì)；另一方面時空考慮的尺度逐漸增大，并開始在更大范圍考慮諸如可持續(xù)性發(fā)展這方面的問題。第二，研究重點(diǎn)從各類大宗化學(xué)品逐漸向各種產(chǎn)量較少的專用品方向發(fā)展，這也是近年來大宗化學(xué)品不斷飽和而導(dǎo)致的。而我國還沒有完全完成從各類大宗化學(xué)品向各種產(chǎn)量較少的專用品方向發(fā)展的轉(zhuǎn)變，不過也在逐步變化中，多種小產(chǎn)量、高附加值的專用產(chǎn)品越來越受重視。第三，隨著科學(xué)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，以往各種相對困難的理論知識也得到了相應(yīng)的解決，比如非線性分析問題隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也逐漸變成可能。這些疑難問題的逐步解決有利于化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科的發(fā)展。第四，對于化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科，已經(jīng)由過程導(dǎo)向性學(xué)科向產(chǎn)品導(dǎo)向性學(xué)科發(fā)展，化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科的主要研究目標(biāo)也有追求時空效率和物能利用的最大化向以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能的可控化方向拓展。因此，為了更好地學(xué)習(xí)該課程，必須在教學(xué)中密切聯(lián)系學(xué)科前沿知識。

四、加強(qiáng)教師自身修養(yǎng)

要想提升化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)水平，教師水平的提高必不可少。教師自身修養(yǎng)如果上不去，其他教學(xué)方面配套再完善，也無濟(jì)于事。為了提升教師的自身修養(yǎng)和化學(xué)化工相關(guān)專業(yè)知識能力，必須做到以下幾點(diǎn)：第一，制訂短期培訓(xùn)班，內(nèi)容包括專業(yè)知識的培訓(xùn)以及自身素質(zhì)的培訓(xùn)。第二，各個學(xué)校之間加強(qiáng)學(xué)科聯(lián)系，老師之間應(yīng)多溝通，多觀摩學(xué)習(xí)，多切磋，尋找出最適合學(xué)生的教學(xué)與方法。第三，促進(jìn)學(xué)校與相關(guān)企業(yè)進(jìn)行交流與合作，讓老師有機(jī)會進(jìn)入工廠參觀與學(xué)習(xí)，深入了解企業(yè)的一些基本運(yùn)作模式，運(yùn)用所學(xué)知識，理論與實(shí)踐相結(jié)合，在很大程度上起到事半功倍的作用。由此可見，通過這些方面的提升，不斷地加強(qiáng)老師的能力，對于課程的教學(xué)也是非常有益的。

五、開設(shè)專題講座

專題講座可以開拓學(xué)生的視野，提升學(xué)生解決問題的能力。因此我們要定期開設(shè)與化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科相關(guān)的專題講座，這些專題講座可以是一些前言知識也可以是一些實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)例。在講座中積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，通過專題講座這一形式，來提升學(xué)生解決問題的能力。由此可見，開設(shè)專題講座，可以強(qiáng)化理論與生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系，是提升化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科教學(xué)水平的好方法。

綜上所述，要想提升化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科的教學(xué)水平，需要學(xué)校和任課老師不斷努力，通過各種創(chuàng)新策略方法，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，真正讓學(xué)生從課程學(xué)習(xí)中學(xué)到實(shí)際的本領(lǐng)，為以后的工作打下堅(jiān)定的基礎(chǔ)。

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第3篇：化學(xué)反應(yīng)工程研究方法范文

關(guān)鍵詞：化學(xué)反應(yīng)工程；實(shí)踐教學(xué)；改革

中圖分類號：G642.423　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A　文章編號：1671-0568(2012)41-0136-02

化學(xué)反應(yīng)過程是化工生產(chǎn)過程的核心，流程中反應(yīng)器的投資不一定最大，但反應(yīng)器的設(shè)計(jì)精度、操作控制精度均要高于其它設(shè)備，是決定最終產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵部位?；瘜W(xué)反應(yīng)工程是一門研究工業(yè)反應(yīng)過程的開發(fā)和反應(yīng)器設(shè)計(jì)、優(yōu)化、放大的工程學(xué)科。目標(biāo)是通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生分析、解決工業(yè)反應(yīng)器設(shè)計(jì)、操作和控制中遇到的實(shí)際工程問題的能力?；瘜W(xué)反應(yīng)工程是人類從科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)發(fā)展起來的，它離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐。學(xué)生在學(xué)習(xí)時普遍感到理論抽象、數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁瑣、工程問題多，不少學(xué)生認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)工程課程是大學(xué)中最難學(xué)習(xí)的課程之一。本科生的工程背景知識不足，僅靠理論教學(xué)難易將反應(yīng)工程基本原理與工業(yè)反應(yīng)過程有效結(jié)合，難易將知識內(nèi)化為學(xué)生的能力。開好這樣一門課程，改革實(shí)踐教學(xué)是深化書本理論知識、強(qiáng)化工程應(yīng)用能力的有效途徑之一。為此，青海大學(xué)化工學(xué)院(以下簡稱“我院”)在加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)方面進(jìn)行了一系列的探索，采取加大課程實(shí)驗(yàn)、開設(shè)課程設(shè)計(jì)、開展反應(yīng)器操作仿真實(shí)訓(xùn)、鼓勵學(xué)生參加科研活動等一系列改革措施，取得良好的教學(xué)效果，顯著加深了學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)工程基本原理的理解，有效提高了學(xué)生在反應(yīng)器設(shè)計(jì)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究、反應(yīng)器操作等方面的實(shí)踐動手能力。

一、開設(shè)課程設(shè)計(jì)、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識和反應(yīng)器優(yōu)化設(shè)計(jì)的能力

我院開設(shè)了為期2周的化學(xué)反應(yīng)工程課程設(shè)計(jì)，要求每個學(xué)生獨(dú)立完成硫酸轉(zhuǎn)化器設(shè)計(jì)，采用二轉(zhuǎn)二吸中的“3+1”或“2+2”式工藝、四段間接換熱絕熱式固定床催化反應(yīng)器。每個學(xué)生的設(shè)計(jì)規(guī)模、進(jìn)一段的原料氣組成、凈化率、轉(zhuǎn)化率、吸收率不相同，學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)資料、查找設(shè)計(jì)方法、搜集計(jì)算公式、選擇工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。完成后撰寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括設(shè)計(jì)任務(wù)書、目錄、設(shè)計(jì)方案簡介、工藝計(jì)算、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總、設(shè)計(jì)評述與討論、參考文獻(xiàn)，等等。設(shè)計(jì)過程中學(xué)生之間廣泛討論，商討設(shè)計(jì)方法，學(xué)習(xí)氛圍濃厚。雖然過程相似，但設(shè)計(jì)條件不同，每個學(xué)生都要單獨(dú)完成自己的設(shè)計(jì)任務(wù)。通過該課程設(shè)計(jì)，學(xué)生對固定床催化反應(yīng)器的形式和特點(diǎn)，固體催化劑的性能、內(nèi)擴(kuò)散有效因子的概念和計(jì)算方法，平衡溫度、平衡溫度曲線的概念和繪圖方法，最佳溫度、最佳溫度曲線的概念和繪圖方法，各段進(jìn)出口溫度、進(jìn)出口轉(zhuǎn)化率的最佳分配方法，利用本征動力學(xué)方程，通過數(shù)值積分計(jì)算反應(yīng)時間的方法，催化劑用量的計(jì)算及校正方法，反應(yīng)器直徑、高度及其它附件尺寸的計(jì)算方法等知識點(diǎn)，有了深刻的理解和較好的掌握。

二、逐步加大實(shí)驗(yàn)、鞏固所學(xué)知識、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動手能力

對于化學(xué)反應(yīng)工程這種實(shí)踐性很強(qiáng)的工程學(xué)科來說，實(shí)驗(yàn)是學(xué)生參加實(shí)踐獲取知識所必需的學(xué)習(xí)途徑。而化學(xué)反應(yīng)工程的主要研究方法也是應(yīng)用理論推演和實(shí)驗(yàn)研究工業(yè)反應(yīng)過程的規(guī)律而建立的數(shù)學(xué)模型方法。所以教會學(xué)生如何建立各類實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器，如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、反應(yīng)條件選擇和數(shù)據(jù)處理非常有用。為此在課程建設(shè)中，我院通過專業(yè)實(shí)驗(yàn)課、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)課，逐步加大與化學(xué)反應(yīng)工程有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。目前開設(shè)多釜串聯(lián)流動特性的測定、管式反應(yīng)器流動特性測定兩個驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)；開設(shè)乙酸乙脂水解反應(yīng)動力學(xué)的測定、乙醇催化裂解制乙烯反應(yīng)動力學(xué)測定、乙苯脫氫制苯乙烯、反應(yīng)精餾制乙酸乙酯等四個綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對返混、脈沖法、階躍法的概念以及停留時間分布的測定方法，多釜串聯(lián)模型、軸向混合模型的流動特性，理想流動反應(yīng)器與實(shí)際反應(yīng)器停留時間分布的區(qū)別，連續(xù)均相流動反應(yīng)器的非理想流動情況及產(chǎn)生返混原因，全混釜中連續(xù)操作條件下反應(yīng)器內(nèi)測定均相反應(yīng)動力學(xué)的原理和方法，反應(yīng)精餾與常規(guī)精餾的區(qū)別，連續(xù)流動反應(yīng)體系中氣――固相催化反應(yīng)動力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究方法，溫度、濃度、進(jìn)料流量對不同反應(yīng)結(jié)果的影響，轉(zhuǎn)化率、選擇性及收率的概念及計(jì)算方法等知識點(diǎn)，有了透徹的理解。課堂上學(xué)習(xí)的理論知識，不但在實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證和鞏固，而且得到了應(yīng)用，掌握了反應(yīng)動力學(xué)的實(shí)驗(yàn)測定和相關(guān)設(shè)備的使用方法。

三、開展仿真實(shí)訓(xùn)、培養(yǎng)實(shí)踐操作能力

我院以前有四周生產(chǎn)實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)中遇到企業(yè)為了安全和效益等因素不允許學(xué)生親自動手操作時，學(xué)生得不到實(shí)際操作設(shè)備的鍛煉機(jī)會；一般實(shí)習(xí)一個化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，學(xué)生掌握了工藝流程、生產(chǎn)原理之后，實(shí)習(xí)后期學(xué)習(xí)興趣、主動性降低，影響實(shí)習(xí)效果等問題。而且目前大部分化工企業(yè)采用DCS控制，技術(shù)員主要在控制室通過電腦操作控制生產(chǎn)過程。隨著信息時代的到來，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，采用仿真技術(shù)將復(fù)雜的工業(yè)反應(yīng)過程虛擬化，從而在計(jì)算機(jī)上以“慢速”再現(xiàn)反應(yīng)過程及變化特征，將“抽象”化為“形象”，動態(tài)演示工業(yè)生產(chǎn)過程。并且，仿真實(shí)訓(xùn)具有無消耗、無污染、可重復(fù)操作等優(yōu)點(diǎn)。為此我院購買了北京東方仿真軟件技術(shù)有限公司的化工培訓(xùn)軟件，在校內(nèi)建立仿真實(shí)驗(yàn)室，開展仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)。將以前四周全在企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)改為前兩周在企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)習(xí)，后兩周在校仿真實(shí)驗(yàn)室開展仿真實(shí)訓(xùn)。目前我院開設(shè)的與化學(xué)反應(yīng)工程有關(guān)的仿真實(shí)習(xí)項(xiàng)目有固定床反應(yīng)器單元、流化床反應(yīng)器單元、間歇反應(yīng)釜單元，以及30萬噸合成氨生產(chǎn)工藝中的反應(yīng)部分、甲醇生產(chǎn)工藝中的反應(yīng)部分，等等。學(xué)生要進(jìn)行冷態(tài)開車操作、正常生產(chǎn)操作、停車操作、故障處理操作，以及單人單工段、多人單工段、多人多工段等操作環(huán)節(jié)的實(shí)訓(xùn)。通過仿真操作訓(xùn)練對于學(xué)生了解化工反應(yīng)過程、以及工藝和控制系統(tǒng)的動態(tài)特性、提高對化工生產(chǎn)過程的運(yùn)行和控制能力具有特殊效果。這種運(yùn)行、調(diào)整和控制能力，集中反映了學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的水平。所以，仿真訓(xùn)練是運(yùn)用高科技手段強(qiáng)化學(xué)生掌握知識和理論聯(lián)系實(shí)際的新型教學(xué)方法。

四、參與科研活動、培養(yǎng)創(chuàng)新能力

第4篇：化學(xué)反應(yīng)工程研究方法范文

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各學(xué)科的每一個領(lǐng)域之中，各學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展對計(jì)算機(jī)的依賴程度越來越高，化學(xué)工程學(xué)科也不例外。目前，計(jì)算機(jī)已經(jīng)深入應(yīng)用到化工模擬、計(jì)算化學(xué)和化工制圖等化學(xué)工程學(xué)科的各個層面之中，對化學(xué)工程的發(fā)展起著巨大的促進(jìn)推動作用?；瘜W(xué)工作者應(yīng)該抓住機(jī)遇，在新時期努力學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識、熟練掌握運(yùn)用計(jì)算機(jī)，將其應(yīng)用到化工設(shè)計(jì)、化學(xué)本文由收集整理計(jì)算中去，使化工學(xué)科能夠更快地發(fā)展。

化學(xué)工程作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，長期以來是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，是一門理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的學(xué)科。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，化學(xué)工程的研究中又增加了計(jì)算與計(jì)算機(jī)模擬的方法，它已經(jīng)逐漸成為化學(xué)工程中最富有生命力的研究方法。隨著電子計(jì)算機(jī)在化學(xué)工程中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的化學(xué)工程學(xué)科已逐漸成為一門集實(shí)驗(yàn)、計(jì)算、理論于一體的綜合性學(xué)科。

從20世紀(jì)50年代開始，科研工作者就利用計(jì)算機(jī)解算化工過程的數(shù)學(xué)模型，使研究方法出現(xiàn)了一個革新。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，化工過程模擬已經(jīng)成為普遍采用的常規(guī)手段，被廣泛應(yīng)用于化工過程的研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)操作的控制與優(yōu)化、操作培訓(xùn)和技術(shù)改造之中。

一、流程模擬

化工過程流程模擬或流程模擬是根據(jù)化工過程的數(shù)據(jù)，諸如物料的壓力、溫度、流量、組成和有關(guān)的工藝操作條件、工藝規(guī)定、產(chǎn)品規(guī)格以及一定的設(shè)備參數(shù)，如蒸餾塔的板數(shù)、進(jìn)料位置等，采用適當(dāng)?shù)哪M軟件，將一個有許多個單元過程組成的化工流程用數(shù)學(xué)模擬描述，用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際生產(chǎn)過程，并在計(jì)算機(jī)上通過改變各種有效條件得到所需要的結(jié)果，其中包括最受關(guān)心的原材料消耗、公用工程消耗和產(chǎn)品、副產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量等重要數(shù)據(jù)。

流程模擬就是在計(jì)算機(jī)上“再現(xiàn)”實(shí)際生產(chǎn)過程，由于這一“再現(xiàn)”過程不涉及實(shí)際裝置的任何管線、設(shè)備以及能源的變動，因此給化工模擬人員最大的自由度，可以在計(jì)算機(jī)上任意進(jìn)行不同方案和工藝條件的探討、分析。流程模擬式計(jì)算機(jī)技術(shù)是化工方面的最重要應(yīng)用之一。應(yīng)用流程模擬系統(tǒng)不僅可以節(jié)省時間，也可節(jié)省大量資金和操作費(fèi)用，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，降低消耗。流程模擬系統(tǒng)還可以對經(jīng)濟(jì)效益、過程優(yōu)化、環(huán)境評價進(jìn)行全面地分析和精確評估，并可以對化工過程的規(guī)劃、研究和開發(fā)及技術(shù)可靠性做出分析，并快速準(zhǔn)確地對多種流程方案進(jìn)行分析和對比。

二、單元模擬

化工工業(yè)處理的過程是以質(zhì)量、動量和能量的連續(xù)流動為特征，傳統(tǒng)手段對這一過程的處理很大程度上是依靠經(jīng)驗(yàn)以及一些宏觀參數(shù)表達(dá)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式。現(xiàn)代流程模擬技術(shù)中，絕大部分單元過程仍被處理為“黑箱”模型，對流動、傳質(zhì)、熱、反應(yīng)比較敏感的單元過程的設(shè)計(jì)、放大，需要了解有關(guān)質(zhì)量、動量、能量流更多微觀和深入的信息，單元模擬技術(shù)就是為了解決這一問題而產(chǎn)生的。

在單元模擬過程中，單元內(nèi)部的介質(zhì)基本是多組分或多相的，傳質(zhì)、傳熱、反應(yīng)過程相互耦合。單元模擬技術(shù)通過離散方法求解這一耦合體系，以獲得空間和時間的速度分布、溫度分布、壓力分布、濃度分布、相分?jǐn)?shù)分布等。單元模擬技術(shù)可以提供傳統(tǒng)手段難以獲得的大量信息，如單元過程內(nèi)部所有參數(shù)的空間分布和動態(tài)變化，通過這些信息可以深入理解單元過程內(nèi)部的機(jī)理，在發(fā)生異常時亦有助于分析原因。因此，它是一種低成本的調(diào)優(yōu)手段，當(dāng)結(jié)構(gòu)形式或結(jié)構(gòu)參數(shù)變化后，單元過程內(nèi)部隨工藝參數(shù)和操作參數(shù)而變化的過程，可以在計(jì)算機(jī)上很方便地進(jìn)行試驗(yàn)，直接用于優(yōu)化和改造手段，而且單元模擬的計(jì)算不是經(jīng)驗(yàn)性的，比較可靠，目前單元模擬主要用于化工生產(chǎn)的工程放大、優(yōu)化設(shè)計(jì)、診斷及擴(kuò)能改造、生產(chǎn)調(diào)優(yōu)及控制四個方面。

三、反應(yīng)動力學(xué)模擬

化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)是一門研究各種因素對反應(yīng)速率的影響規(guī)律和反應(yīng)機(jī)理的科學(xué)，在根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和對反應(yīng)機(jī)理研究的基礎(chǔ)上建立了化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程，它們對反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、最優(yōu)化條件的選擇都是必不可少的理論基礎(chǔ)。

目前所采用的物理化學(xué)教材對一系列對峙、平行、連

續(xù)等復(fù)雜反應(yīng)的動力學(xué)方程僅給出分離變量法或消元法等單一的數(shù)學(xué)處理方法，這種方法對于非常簡單的復(fù)雜反應(yīng)可以求出解析解，但大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理非常復(fù)雜，由于從反應(yīng)機(jī)理得到的微分方程組，非常不便求解，因此借助電子計(jì)算機(jī)用數(shù)值解法，可以方便地求解從反應(yīng)機(jī)理得到的微分方程組。

計(jì)算機(jī)模擬在復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的計(jì)算中有著廣泛的應(yīng)用，通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算得到的結(jié)果可以預(yù)知反應(yīng)過程中各反應(yīng)物質(zhì)濃度的變化，通過對連續(xù)反應(yīng)最佳時間的計(jì)算可以控制反應(yīng)時間以得到所需要的物質(zhì)的最大濃度，通過計(jì)算平行反應(yīng)和對峙放熱反應(yīng)最佳溫度，可以控制反應(yīng)溫度，優(yōu)化反應(yīng)條件，使生成產(chǎn)物的速率達(dá)到最大值，這些計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算的數(shù)值可以為實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中工藝條件的控制以及反應(yīng)器的設(shè)計(jì)提供重要的參考數(shù)據(jù)。

四、分子模擬

從分子水平來研究化工過程及產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計(jì)，無疑是21 世紀(jì)化學(xué)工程的一個重要方向，計(jì)算機(jī)模擬研究已漸成為與實(shí)驗(yàn)研究及理論研究相平衡的認(rèn)識自然規(guī)律的第三種重要方法?；崃W(xué)數(shù)據(jù)對于化學(xué)工業(yè)過程的設(shè)計(jì)、操作以及優(yōu)化具有重要的作用。熱力學(xué)數(shù)據(jù)一般通過三個途徑取得：即實(shí)驗(yàn)測定、理論總結(jié)及計(jì)算機(jī)分子模擬。通過計(jì)算機(jī)分子模擬，可以較為嚴(yán)格地從流體的微觀相互作用出發(fā)，預(yù)測流體的宏觀熱力學(xué)性質(zhì)。特別是在一些極端的條件（如高溫、高壓、劇毒）下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是很困難的，計(jì)算機(jī)模擬則較易實(shí)現(xiàn)，并且比較經(jīng)濟(jì)。采用計(jì)算機(jī)分子模擬方法，可以得到相當(dāng)可靠的熱力學(xué)體系的徑向分布函數(shù)、宏觀熱力學(xué)性質(zhì)以及輸運(yùn)性質(zhì)，這為我們建立與改進(jìn)各種描述實(shí)際現(xiàn)象的理論或模型提供可靠的依據(jù)。

化學(xué)是一門基礎(chǔ)性學(xué)科，是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的學(xué)科，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)學(xué)科中的廣泛應(yīng)用，逐漸形成了應(yīng)用計(jì)算機(jī)研究化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)變化的獨(dú)立學(xué)科，它以計(jì)算機(jī)為技術(shù)手段，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)方面的數(shù)值計(jì)算，這就是計(jì)算化學(xué)。

計(jì)算化學(xué)是理論化學(xué)的重要分支，是利用電子計(jì)算機(jī)、通過數(shù)值計(jì)算解決化學(xué)問題的一門方法學(xué)。計(jì)算化學(xué)是一門新興的、多學(xué)科交叉的邊緣科學(xué)，它運(yùn)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)與計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的方法，進(jìn)行化學(xué)方面的理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)與信息處理、分類、分析和預(yù)測。隨著化學(xué)儀器對自動化要求越來越高，許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程用人工進(jìn)行控制相當(dāng)困難，需要可靠的控制技術(shù)系統(tǒng)，因此計(jì)算機(jī)計(jì)算模擬技術(shù)從根本上改變了化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

計(jì)算化學(xué)以數(shù)值計(jì)算為基礎(chǔ)，用高級語言及其編程技術(shù)，解決化學(xué)中的數(shù)值計(jì)算問題，它將數(shù)學(xué)的計(jì)算方法通過計(jì)算機(jī)程序具體地應(yīng)用于化學(xué)過程中，通常用來研究化學(xué)中一些常用的、共同的、較為常見的計(jì)算方法，是化學(xué)計(jì)算的核心。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的內(nèi)插、函數(shù)擬合、線性方程組求解、高階方程組求解、解微分方程組、求本征值與本征向量等，它們均與化學(xué)中量子化學(xué)、分析化學(xué)、化學(xué)平衡、化學(xué)動力學(xué)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等密切相關(guān)?，F(xiàn)代計(jì)算化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)能夠?qū)⒏鞣N化學(xué)性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系定量地聯(lián)系起來，化學(xué)因此正從實(shí)驗(yàn)科學(xué)邁向?qū)嶒?yàn)、計(jì)算、理論相結(jié)合的綜合性學(xué)科，化學(xué)已經(jīng)由多實(shí)驗(yàn)少計(jì)算，演變?yōu)橄葘?shí)驗(yàn)再計(jì)算，也必將逐步演變?yōu)橄扔?jì)算再實(shí)驗(yàn)。

目前計(jì)算化學(xué)在無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)中都有廣泛地運(yùn)用，具體來說，計(jì)算化學(xué)要完成的任務(wù)主要有量子結(jié)構(gòu)計(jì)算、分子從頭計(jì)算、半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算和分子力學(xué)計(jì)算等量子化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)范疇，以及物理化學(xué)參數(shù)計(jì)算，包括反應(yīng)焓、偶極距、振動頻率、光譜熵、反應(yīng)自由能、反應(yīng)速率等理論計(jì)算，這些屬于化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)及統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)范疇。在計(jì)算化學(xué)中，數(shù)值計(jì)算是最根本的任務(wù)，其目的是將已知參數(shù)通過適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)計(jì)算得到一個預(yù)期的結(jié)果，這個結(jié)果可以和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較，也可以和前人的研究成果相比較，最終得出結(jié)論，用來指導(dǎo)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施。

化學(xué)工程設(shè)計(jì)具體的任務(wù)涉及物料衡算、能量衡算、廠區(qū)布置圖繪制、車間布置圖繪制、設(shè)備裝備圖繪制、管道布置圖繪制、帶控制點(diǎn)工藝流程圖繪制、設(shè)備選型及強(qiáng)度校核計(jì)算等許多工作，如此眾多繁雜的工作，如能引入計(jì)算機(jī)輔助，將大大減輕化工設(shè)計(jì)工作的強(qiáng)度。

過去那種利用普通紙筆繪制化工圖樣、利用計(jì)算尺和計(jì)算器進(jìn)行的各種計(jì)算將被計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用所取代。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制圖和普通制圖相比不僅具有繪制精確、圖面整潔等優(yōu)點(diǎn)，而且還具有隨意修改、重復(fù)利用、按需打印等普通手工繪制無法具備的特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

進(jìn)行化工工程圖繪制已經(jīng)是21世紀(jì)的基本趨勢。

第5篇：化學(xué)反應(yīng)工程研究方法范文

關(guān)鍵詞：反應(yīng)精餾塔，優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)

一、反應(yīng)精餾塔簡介

如果將化學(xué)反應(yīng)以及精餾過程合二為一，即在一個設(shè)備中同時進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)以及精餾過程，這樣便產(chǎn)生了一個新的概念――反應(yīng)精餾。

反應(yīng)精餾（Reactive distillation process）是化學(xué)反應(yīng)和分離在同一精餾設(shè)備中完成的過程。目前有皂化、酯化、醚化等多種生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)精餾的集成化操作。這種操作既可以對難以用普通精餾過程分離的系統(tǒng)，通過添加某種組分，使之與被分離組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)混合物體系的分離；又可使反應(yīng)混合體系中的某種組分不斷從塔中分離出來，改變系統(tǒng)的相平衡和化學(xué)平衡，使之反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，提高轉(zhuǎn)化率。

（一）反應(yīng)精餾塔的優(yōu)點(diǎn)

反應(yīng)精餾過程可以縮短生產(chǎn)流程、減少成本投資；對于多數(shù)放熱反應(yīng)還可以利用反應(yīng)熱供分離所需，降低所需能耗；同時作為一種新型分離技術(shù)，還可用于某些特殊精餾。因此，研究反應(yīng)精餾過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和實(shí)用價值。

（二）反應(yīng)精餾塔過程設(shè)計(jì)

Backhaus在1921年提出有關(guān)反應(yīng)精餾的思想。由于在精餾塔中反應(yīng)的分離之間存在許多影響因素，即使板數(shù)、傳熱、速率、進(jìn)料位置、停留時間、催化劑、副產(chǎn)物濃度以及反應(yīng)物進(jìn)料配比等參數(shù)的很小變化，都可能對過程產(chǎn)生很大影響，所以對該集成過程的研究要困難得多。因此，早期在反應(yīng)精餾領(lǐng)域的研究一直以特定體系的數(shù)學(xué)模擬和實(shí)驗(yàn)探索為主。

當(dāng)生產(chǎn)過程的反應(yīng)和分離條件與要求確定后，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和精餾過程集成化設(shè)計(jì)的目的是為了確定過程的可行性，合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。要更好地發(fā)揮反應(yīng)精餾過程的優(yōu)點(diǎn)，從技術(shù)上考慮，反應(yīng)精餾設(shè)備的選型，工藝流程和關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)的選定起著十分關(guān)鍵的作用。目前提出的設(shè)計(jì)方法主要有：

1、直觀法。直觀推斷法是基于反應(yīng)精餾系統(tǒng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和物理化學(xué)知識提出的一種結(jié)構(gòu)綜合的決策規(guī)則。

2、混合整數(shù)非線性規(guī)劃法。該法是通過混合整數(shù)非線性規(guī)劃對反應(yīng)精餾設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化研究的方法。其優(yōu)點(diǎn)在于可提供模型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并進(jìn)行同時優(yōu)化，但必須是事先給出各種可能的組合。

3、數(shù)學(xué)模擬法。數(shù)學(xué)模擬法是在精餾過程模擬的數(shù)學(xué)模型中引入化學(xué)反應(yīng)平衡項(xiàng)，并假定塔的操作參數(shù)已知，對大型非線性方程進(jìn)行求解，得出塔內(nèi)溫度、流量、轉(zhuǎn)化率等分布參數(shù)。這樣得到的結(jié)果雖比較準(zhǔn)確可靠，但計(jì)算量大，特別是要憑經(jīng)驗(yàn)確定塔的初值和操作參數(shù)。

4、圖解設(shè)計(jì)法。圖解設(shè)計(jì)法根據(jù)反應(yīng)和精餾過程的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和公式繪制算圖用于反應(yīng)精餾過程的設(shè)計(jì)，可簡化某些繁瑣的計(jì)算過程，為數(shù)學(xué)模擬提供較為準(zhǔn)確的初值，并可為不便于數(shù)學(xué)表達(dá)的復(fù)雜問題提供分析手段、策略和方法。

（三）對反應(yīng)精餾操作以及工藝條件的選擇

由于反應(yīng)精餾不同于其他一般的精餾過程，反應(yīng)精餾的復(fù)雜性使過程的設(shè)計(jì)、放大、操作性能和控制方案的研究等方面均存在較大的困難，上述這些反應(yīng)精餾過程的初步設(shè)計(jì)方法目前還未形成全面有效的理論體系要在這一領(lǐng)域里開展深入的研究工作，應(yīng)該從理論上進(jìn)行分析探討。但是在實(shí)際情況中，還不得不靠經(jīng)驗(yàn)來處理某些問題。ChemCAD就可解決上述問題。

二、ChemCAD軟件簡介

（一）ChemCAD化工模擬系統(tǒng)的簡介

ChemCAD是美國CHEMSTATIONS公司開發(fā)的化工模擬軟件。它可以用嚴(yán)格的和最新的計(jì)算方法進(jìn)行單元操作乃至全過程的模擬計(jì)算，對現(xiàn)有裝置進(jìn)行評價，為企業(yè)提供可靠的相關(guān)依據(jù)，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)和操作的目的。

ChemCAD軟件提供了包括鹽、堿、烴類、電解質(zhì)（共有220種不同的電解質(zhì)）、酸或其它精細(xì)化工應(yīng)用方面的所有內(nèi)容的大量最新的熱力學(xué)計(jì)算方法，共有30多種K值和12種H值的計(jì)算方法，還有不同的粘度方法、熵方法、密度方法、蒸汽壓方法，以及計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)和表面張力的方法可供選擇。這些給用戶帶來了很多的方便。

目前，國內(nèi)主要應(yīng)用于精餾操作。在ChemCAD內(nèi)部，精餾模塊分為嚴(yán)格型和簡捷型兩種。簡捷型以Fenske-Underwood-Gilliland模擬為基礎(chǔ)，只能解決單塔的簡單精餾操作。嚴(yán)格型包括SCDS（Simultaneous Correction Distillation System）、Tower和Tower Plus 三種計(jì)算模塊。ChemCAD推薦標(biāo)準(zhǔn)塔（即1個輸入物流和2個產(chǎn)品物流）可使用Tower，對于帶有熱交換器、循環(huán)泵和側(cè)線采出的塔則使用Tower Plus。SDCS通常用來模擬非理想體系，它使用的是牛頓-拉普拉斯法收斂計(jì)算，允許氣液兩相中存在20多個組分。它不僅能夠模擬簡單塔的計(jì)算，還可以處理5個側(cè)線進(jìn)料和4個側(cè)線采出的復(fù)雜精餾情況，提供了Murphee板效率選擇項(xiàng)。此外，該模型還提供了冷凝器和再沸器的多種選擇。較之前兩類，SCDC功能強(qiáng)大，但運(yùn)算時間較長，特別是組分?jǐn)?shù)≥10.

（二）ChemCAD模擬化工流程的一般步驟

1、新建一個流程。在ChemCAD中新建一個流程很簡單，只要單擊File菜單下的New命令，你可以選擇合適的路徑存儲這個新流程。

ChemCAD是一個綜合性的過程模擬程序，化學(xué)工程師熟悉的幾乎所有的單元操作，包括像嚴(yán)格的反應(yīng)器、換熱器、精餾塔、壓縮機(jī)、混合器等單元裝置的流程圖，都可在Windows下通過使用ChemCAD來模擬。

選擇流程圖計(jì)算所需要的單元操作，并把它們放在主窗口中，物流是工藝過程計(jì)算的連接器，通過物流信息由一個單元操作傳遞到另一個單元操作。

第6篇：化學(xué)反應(yīng)工程研究方法范文

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程；綠色化工技術(shù)；工藝

經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的環(huán)境問題受到全世界人民的關(guān)注，各國的專家們都在尋找一條既可以發(fā)展經(jīng)濟(jì)又不會對環(huán)境造成重大污染的道路。化學(xué)工程工藝中的綠色化工技術(shù)就是在這樣的形勢下產(chǎn)生發(fā)展而來的，綠色化工技術(shù)的重點(diǎn)在于綠色二字，其能夠充分溶解資源消耗時產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，對人類的可持續(xù)發(fā)展有極大的幫助。因此對于這樣的綠色化工技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是非常有意義的。

1關(guān)于綠色化工技術(shù)

綠色化工技術(shù)的作用是減少化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的過程中無形的或有形的給環(huán)境造成的污染，通過技術(shù)的創(chuàng)新和改造完善化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)作方法。如此一來，化學(xué)技術(shù)中使用的化學(xué)原料以及化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物對環(huán)境的污染就會有所減少。而且在這一方法的應(yīng)用下，化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)過程向空氣中排放的廢氣、向河流中排放的廢水中的有毒物質(zhì)就會減少許多。另外綠色化工技術(shù)在一定程度上將資源的回收利用程度提高了，減少了資源的浪費(fèi)，從而對環(huán)境問題的解決有極大的益處。

2化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)的開發(fā)要點(diǎn)

2.1選用合適的化學(xué)原料化學(xué)原料的性質(zhì)決定了整個化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)作?；瘜W(xué)原料是化學(xué)工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，而且是污染的來源，因此重視化學(xué)原料的選取是重中之重。從源頭上控制污染，是快速有效解決環(huán)境污染問題的方法。值得注意的是，研發(fā)的新型的化工原料盡管是綠色無污染的，但是不可能讓化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生絲毫環(huán)境污染的問題。從這一點(diǎn)無法避免的問題出發(fā)，現(xiàn)在的技術(shù)飛速發(fā)展，化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)著手研發(fā)更加清潔的原料，盡量選取那些沒有任何毒性或者是毒性較少的化學(xué)原料進(jìn)行化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)，逐漸降低化學(xué)藥劑的使用頻率，采用一些天然的植物或者是農(nóng)作物作為無毒害性材料，是一個不錯的選擇。2.2選用綠色化學(xué)催化劑化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)過程中經(jīng)常會用到化學(xué)催化劑加速化學(xué)反應(yīng)完成整個化學(xué)生產(chǎn)，提高化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的效率。盡管可以帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，為社會積累財富，但是很明顯這種財富不會長久，因?yàn)榛瘜W(xué)催化劑給環(huán)境造成的污染非常大。因此研發(fā)出毒性低的化學(xué)催化劑降低有毒物質(zhì)的排放以及排放量，是當(dāng)前化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的目標(biāo)。縱觀現(xiàn)在的綠色化工技術(shù)行業(yè)，其關(guān)注點(diǎn)都在研發(fā)無毒化學(xué)催化劑上，爭取研發(fā)出的催化劑既可以加快化學(xué)反應(yīng)又可以減少對環(huán)境的污染，努力朝著綠色化學(xué)催化劑的方向努力。依照現(xiàn)在的研發(fā)進(jìn)度來看，烷基化固相催化劑這一種催化劑的研究成果較為可觀，實(shí)驗(yàn)表明烷基化固相催化劑是沒有毒性的，對環(huán)境不會造成污染，可以推廣到化學(xué)生產(chǎn)工業(yè)中，有不錯的使用價值。但值得一提的是，烷基化固相催化劑這一類催化劑在研發(fā)過程中，研發(fā)人員要針對廢棄物的排放標(biāo)準(zhǔn)問題準(zhǔn)備參考數(shù)據(jù)，盡量達(dá)到生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物也可以循環(huán)利用的效果，進(jìn)而促進(jìn)資源的利用率。2.3選擇性強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的選擇性也是綠色化工技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)，若是研發(fā)人員可以完善這一內(nèi)容，化學(xué)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生物的提取會更加高效，也會更加便捷。也就是說強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)的選擇性不僅可以讓化學(xué)工業(yè)的環(huán)境污染降低，還可以降低化學(xué)工業(yè)所需成本，如此一來還節(jié)約了資源。例如在石油開發(fā)這一類化學(xué)工業(yè)中經(jīng)常會選擇烴類選擇性氧化物，這一種氧化物會對環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，因?yàn)檫@種氧化物可以讓化學(xué)反應(yīng)非常容易就出現(xiàn)明顯的氧化反應(yīng)。由此可以知道，為了達(dá)到化學(xué)工業(yè)綠色生產(chǎn)的目的，減少環(huán)境污染，一定要選擇性強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)。

3化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用范圍有冶金、淡化海水、處理垃圾還有發(fā)電等，一般情況下都不會產(chǎn)生毒害性。正因?yàn)檫@種獨(dú)特的優(yōu)勢，在現(xiàn)代的化學(xué)工業(yè)中備受推崇。例如在海水淡化時，清潔生產(chǎn)技術(shù)可以將海水中鹽分分離，甚至可以分離海水中的其他物質(zhì)，使海水成為人們的生活用水。3.2應(yīng)用生物技術(shù)生物化工中常常應(yīng)用生物技術(shù)，在實(shí)際生活中應(yīng)用的比較廣泛的是生物技術(shù)中膜化學(xué)技術(shù)。生物技術(shù)一般是通過將可再生的資源有效地轉(zhuǎn)化成可以為生產(chǎn)生活利用的化學(xué)品。例如常見的酶成分，這樣一種催化劑在化學(xué)反應(yīng)中有非常好的效果，而且最好的一點(diǎn)是不會給環(huán)境帶來無法消融的廢棄物。3.3應(yīng)用環(huán)境友好型產(chǎn)品環(huán)境友好型產(chǎn)品強(qiáng)調(diào)的是不影響環(huán)境和人類的生產(chǎn)生活，杜絕污染強(qiáng)度大的產(chǎn)品的使用。比如增加使用那些綠色汽油、燃料、能源，降低化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)給環(huán)境和人類帶來的危害，逐漸提高資源合理利用，增加效率。

4結(jié)束語

經(jīng)過對化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的分析可以發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)可以減少對環(huán)境的污染破壞，提高資源再利用效率，以及提升資源溶解的程度，能推動整個行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]井博勛.淺議綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的應(yīng)用[J].天津化工,2015（3）.

第7篇：化學(xué)反應(yīng)工程研究方法范文

【關(guān)鍵詞】復(fù)合教學(xué)法 研究 應(yīng)用 化學(xué)反應(yīng)工程

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674－4810（2011）23－0001－02

復(fù)合教學(xué)是進(jìn)行文化知識教學(xué)的有效方法，它既符合學(xué)科知識綜合化的趨勢，又順應(yīng)大學(xué)畢業(yè)生職業(yè)市場的變化。復(fù)合教學(xué)在西方發(fā)達(dá)國家大學(xué)中已廣泛流行二十余年，如STS課程即“科學(xué)――技術(shù)――社會”相統(tǒng)一的課程，就加強(qiáng)了自然科學(xué)的人文趨向。國內(nèi)許多綜合性大學(xué)在進(jìn)行課程體系設(shè)置和教學(xué)改革時對此也已涉及。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，學(xué)科間的交叉與相互滲透不斷加大，尤其是專業(yè)課，其內(nèi)容涵蓋了基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課等多個學(xué)科，其教學(xué)過程包括多個教學(xué)環(huán)節(jié)，注重能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高的復(fù)合教學(xué)在教學(xué)中的作用更顯突出。針對專業(yè)課的這一特點(diǎn)，我們嘗試對專業(yè)課及與之相關(guān)的多學(xué)科、多個教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行整合教育，對“復(fù)合教學(xué)法”進(jìn)行了大膽的探索與實(shí)踐，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、開闊了學(xué)生的視野、豐富了學(xué)生的知識，而且培養(yǎng)了學(xué)生多方面的能力、提高了學(xué)生的整體素質(zhì)，取得了較好的教學(xué)效果。在化學(xué)工程與工藝專業(yè)課《化學(xué)反應(yīng)工程》的教學(xué)中，我們所采用的復(fù)合教學(xué)模式主要包括“十個結(jié)合”。

一 課程教學(xué)與教材建設(shè)相結(jié)合

結(jié)合地方高校學(xué)生特點(diǎn)開展教材建設(shè)。為適應(yīng)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要，教學(xué)團(tuán)隊(duì)與國內(nèi)其他地方高校合作，編寫了《化學(xué)反應(yīng)工程》教材，教材側(cè)重于工程應(yīng)用，并將最新科研成果編入化學(xué)反應(yīng)工程新進(jìn)展，強(qiáng)化教材的實(shí)用性。該教材由化學(xué)工業(yè)出版社于2009年1月出版，作為新世紀(jì)化工類應(yīng)用型工科人才培養(yǎng)的系列教材之一，被教育部高等學(xué)?；瘜W(xué)工程與工藝教學(xué)指導(dǎo)委員會列為推薦教材，目前已被蘭州大學(xué)、河北科技大學(xué)、長春工業(yè)大學(xué)、廣西大學(xué)等國內(nèi)近十余所高校采用。教材建設(shè)對教學(xué)質(zhì)量的提高起到了保證和推動作用。

二 課程教學(xué)與專業(yè)外語相結(jié)合

在《化學(xué)反應(yīng)工程》教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在重基礎(chǔ)英語，輕專業(yè)英語；專業(yè)詞匯相對貧乏；閱讀專業(yè)文獻(xiàn)少；對專業(yè)英語在文體、語法、修辭等方面的規(guī)律認(rèn)識不足等諸多問題。為了提高學(xué)生的專業(yè)外語水平，在教學(xué)過程中，我們堅(jiān)持與專業(yè)外語相結(jié)合，具體做法：第一，關(guān)鍵詞匯英文化。在專業(yè)課的教學(xué)過程中，首先把課程涉及的專業(yè)術(shù)語、關(guān)鍵詞匯等用英文給學(xué)生寫出，這樣便于后續(xù)的雙語教學(xué)。第二，板書內(nèi)容英文化。在關(guān)鍵詞匯英文化的基礎(chǔ)上，選取部分教材內(nèi)容，全部采用英文板書，保證了專業(yè)詞匯的重現(xiàn)性以及教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性，為學(xué)生下一步閱讀原版教材奠定基礎(chǔ)。第三，指導(dǎo)學(xué)生閱讀英文原版教材，教學(xué)雙語化。為了便于學(xué)生閱讀原版教材，指導(dǎo)學(xué)生將其與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，即選擇與課堂教學(xué)緊密相關(guān)的部分章節(jié)閱讀，這樣不僅提高了閱讀速度與質(zhì)量，而且也鞏固了課堂教學(xué)內(nèi)容。對學(xué)生在閱讀中遇到的問題及時給予解答，并經(jīng)常和學(xué)生交流閱讀經(jīng)驗(yàn)、體會等。課堂教學(xué)中板書及口語表達(dá)以英語為主。

三 課程教學(xué)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用相結(jié)合

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用的普及，當(dāng)今社會對大學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平也提出了較高的要求。《化學(xué)反應(yīng)工程》學(xué)科與計(jì)算機(jī)應(yīng)用密切相關(guān)，在該學(xué)科中反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方法主要有兩種，即經(jīng)驗(yàn)法和數(shù)學(xué)模型法。經(jīng)驗(yàn)法比較粗略，不能高倍放大；數(shù)學(xué)模型法是從過程的內(nèi)在規(guī)律出發(fā)，更好地反映了過程的本質(zhì)，放大周期短，放大費(fèi)用低，可以高倍放大。但數(shù)學(xué)模型一般都比較復(fù)雜，必須借助計(jì)算機(jī)才能求解，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步使數(shù)學(xué)模型法得到迅速發(fā)展。為了使課堂教學(xué)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用相結(jié)合，在多年的教學(xué)實(shí)踐中，我們主要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行以下幾個方面的訓(xùn)練：（1）建立反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型及邊界條件；（2）繪制數(shù)學(xué)模型法計(jì)算框圖；（3）編寫數(shù)學(xué)模型計(jì)算程序；（4）利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算。

四 課程教學(xué)與文獻(xiàn)檢索相結(jié)合

文獻(xiàn)檢索是科技工作者的基本能力，尤其在當(dāng)今信息爆炸的時代更是如此。在教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生雖然掌握了文獻(xiàn)檢索的基本知識和方法，但熟練程度不夠，對本專業(yè)具有代表性的文獻(xiàn)種類及常用檢索工具了解不夠全面。鑒于此，我們在專業(yè)課教學(xué)中堅(jiān)持與文獻(xiàn)檢索相結(jié)合，具體的做法是：在介紹參考文獻(xiàn)時，將本學(xué)科有代表性的學(xué)者、著作、刊物、常用檢索工具等全部介紹給學(xué)生，以便于學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)檢索。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，開展有針對性的檢索訓(xùn)練，我們擬定幾個本課程的專題，把學(xué)生分成幾個小組進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，再把檢索到的文獻(xiàn)進(jìn)行分類整理，加工提煉，撰寫專題綜述。實(shí)踐證明，通過此項(xiàng)訓(xùn)練確實(shí)提高了學(xué)生的文獻(xiàn)檢索能力。

五 課程教學(xué)與科技寫作相結(jié)合

科技寫作是從寫作學(xué)科體系中派生出來的新學(xué)科，承擔(dān)著科學(xué)技術(shù)信息和成果的總結(jié)、交流、傳播和貯存任務(wù)?？萍紝懽魇强萍脊ぷ髡弑貍涞幕舅刭|(zhì)。為了提高學(xué)生的科技寫作水平，我們要在專業(yè)課教學(xué)中堅(jiān)持與科技寫作相結(jié)合。具體做法是：將課程的重點(diǎn)內(nèi)容分成幾個專題，讓學(xué)生首先進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，在此基礎(chǔ)上按照科技論文規(guī)范撰寫專題報告。整個過程中，教師給予幫助、指導(dǎo)。指導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行文獻(xiàn)檢索；對檢索到的文獻(xiàn)資料如何進(jìn)行整理分類、加工提煉；如何把握論文的整體架構(gòu)；如何展開正文部分；如何撰寫論文的中、英文摘要；如何選擇論文的關(guān)鍵詞等。為使各個專題組之間進(jìn)行相互學(xué)習(xí)和交流，舉辦專題報告會。這樣，同學(xué)們不僅鞏固了在課堂所學(xué)的知識，而且文獻(xiàn)檢索、科技寫作、課件制作、上臺演講等多方面的能力都得到了提高，教學(xué)效果很好。

六 課程教學(xué)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)相結(jié)合

作為《化學(xué)反應(yīng)工程》學(xué)科，其主要任務(wù)是對反應(yīng)器進(jìn)行正確選型、有效放大、最佳控制。所制定的技術(shù)方案必須滿足“技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理，生產(chǎn)上安全可靠”，由此可見，本學(xué)科與技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)聯(lián)系緊密。因此，在這門課程的教學(xué)過程中，堅(jiān)持與技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)相結(jié)合。在教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生樹立工程觀點(diǎn)，工程問題涉及諸多因素，因此工程問題是一個系統(tǒng)工程。在進(jìn)行反應(yīng)技術(shù)開發(fā)、反應(yīng)器的放大設(shè)計(jì)、反應(yīng)過程的控制時都要利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的知識，使效益最大化。同一化工生產(chǎn)過程往往有多個不同的技術(shù)方案，在教學(xué)中，注意啟發(fā)學(xué)生對不同方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最優(yōu)方案。同時，通過多方案比較習(xí)題，對學(xué)生進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練，使學(xué)生能夠自覺地利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的知識，分析和解決反應(yīng)器設(shè)計(jì)中的各種問題。

七 課程教學(xué)與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合

縱觀近年的畢業(yè)環(huán)節(jié)，學(xué)生基本上是以做畢業(yè)論文為主。而對化工專業(yè)的學(xué)生來說，畢業(yè)以后的主要去向是化工企業(yè)，從事工作以后，無論是新工藝的技術(shù)開發(fā)，還是老工藝的技術(shù)改造，都離不開化工設(shè)計(jì)。雖然化工原理有課程設(shè)計(jì)，但其主要是針對單元操作的物理過程，不是一個完整的化工設(shè)計(jì)。化工專業(yè)的學(xué)生缺少了化工設(shè)計(jì)這一基本訓(xùn)練，對今后從事化工設(shè)計(jì)工作顯然是不利的。對歷屆畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查結(jié)果也說明了這一點(diǎn)。為了扭轉(zhuǎn)這個局面，在《化學(xué)反應(yīng)工程》教學(xué)中安排了課程設(shè)計(jì)。具體做法是選取“某一化工生產(chǎn)過程的工藝設(shè)計(jì)”作為課程設(shè)計(jì)的題目，要求學(xué)生完成查閱資料、制訂方案、工藝計(jì)算、設(shè)備設(shè)計(jì)、繪圖和設(shè)計(jì)說明書編寫的化工設(shè)計(jì)全過程。經(jīng)過課程設(shè)計(jì)，學(xué)生五個方面的能力都得到了提高：（1）搜集和整理技術(shù)資料的能力；（2）工程計(jì)算能力；（3）技術(shù)方案比較和選擇的能力；（4）工程制圖能力；（5）科技寫作能力。

八 課程教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合

為了配合課堂教學(xué)，搞好實(shí)踐教學(xué)，構(gòu)建了以實(shí)踐教學(xué)工程觀摩中心為主體的校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)平臺，和以企業(yè)實(shí)踐教學(xué)基地和社會實(shí)踐基地的校外實(shí)踐教學(xué)平臺，做到“校內(nèi)與校外相結(jié)合”，以滿足貫穿于學(xué)生整個培養(yǎng)過程的實(shí)踐教學(xué)的要求。實(shí)踐教學(xué)工程觀摩中心有化工設(shè)備展及配件區(qū)、工業(yè)催化劑展區(qū)、塔填料展區(qū)、典型工藝流程動態(tài)模型展區(qū)、化工管道安裝實(shí)訓(xùn)展區(qū)。學(xué)生通過在實(shí)踐教學(xué)工程觀摩中心的參觀學(xué)習(xí)，對化工工藝過程及設(shè)備有了比較直觀的了解和認(rèn)識，有利于其工程概念的建立，也有利于課堂教學(xué)。校外實(shí)踐教學(xué)平臺的建立，主要是選擇一些具有典型反應(yīng)設(shè)備的化工企業(yè)作為實(shí)習(xí)基地，如石家莊金石化肥集團(tuán)、石家莊制藥集團(tuán)、石家莊化纖化工有限公司、山西三維集團(tuán)公司、山東金嶺集團(tuán)公司、河北冀榮氨基酸公司等，他們所具有的典型反應(yīng)設(shè)備有：固定床反應(yīng)器、氣液反應(yīng)器、均相反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、反應(yīng)精餾裝置等。在校外實(shí)習(xí)基地，根據(jù)不同情況，學(xué)生可以采取參觀、短期實(shí)習(xí)、頂崗實(shí)習(xí)等多種實(shí)習(xí)方式。

九 課程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合

實(shí)驗(yàn)設(shè)置的指導(dǎo)思想是：重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，改變了實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué)的傳統(tǒng)觀念，而是理論教學(xué)的有機(jī)補(bǔ)充和提高；注重對學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、探索精神的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施方案為：課程組利用學(xué)校和學(xué)院設(shè)立的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究項(xiàng)目基金，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究，推動實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；篩選出了“基本技能―現(xiàn)代技術(shù)、綜合應(yīng)用―創(chuàng)新能力”綜合培養(yǎng)的有特色的實(shí)驗(yàn)；建立了多層次、開放式的實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)類型分為演示性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、開放創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。演示性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)著重培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力和動手能力，鞏固學(xué)生所學(xué)的理論知識，使學(xué)生達(dá)到工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的基本要求。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、開放創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)著重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和協(xié)作精神。學(xué)生可自主選擇課題或選擇指導(dǎo)教師提供的課題，開展科技創(chuàng)新活動。

十 課程教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合

本著“寓教于研、以研促教、研教融貫、教研相長”的教學(xué)理念，注重教學(xué)與科研相結(jié)合，將科技成果與技術(shù)轉(zhuǎn)化為教學(xué)優(yōu)勢資源，分別從理念、成果、方法和手段等多途徑與教學(xué)結(jié)合，滲透于教材編寫、理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)習(xí)與畢業(yè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了科研向教學(xué)的多方位轉(zhuǎn)化。同時，言之有物的教學(xué)內(nèi)容又促進(jìn)了學(xué)生科研水平的提高。我們的具體做法是：

第一，科研成果進(jìn)教材。團(tuán)隊(duì)鼓勵教師撰寫教材、講義，并將最新研究成果融入教材之中。在編寫《化學(xué)反應(yīng)工程》教材過程中將微反應(yīng)器方面取得的科研成果引入第四章《非理想反應(yīng)器設(shè)計(jì)》中，將在超重力反應(yīng)技術(shù)方面取得的科研成果寫入第十章《反應(yīng)工程新進(jìn)展》中，將在催化反應(yīng)新工藝開發(fā)過程中的科研成果引入第六章《氣固相反應(yīng)器設(shè)計(jì)》中。

第二，科研成果進(jìn)課堂。團(tuán)隊(duì)將專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的前沿科技和教師本人最新研究成果如離子液體中的化學(xué)反應(yīng)、微反應(yīng)器的開發(fā)、流化床反應(yīng)器的實(shí)際應(yīng)用等引入課堂，在第三章《理想反應(yīng)器設(shè)計(jì)》的授課中，以“返混”和“平推流”為主線，講授了團(tuán)隊(duì)開展的工業(yè)反應(yīng)器改造的實(shí)例，開拓了學(xué)生的知識視野、激發(fā)了學(xué)生的學(xué)科興趣。

第三，科研成果進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。教學(xué)團(tuán)隊(duì)著力于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置的開發(fā)研究，將多年積累的科研成果與技術(shù)融入其中，開發(fā)了多項(xiàng)科研成果轉(zhuǎn)化而來的綜合型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，針對反應(yīng)工程課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，開發(fā)了多釜串聯(lián)特性實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)精餾實(shí)驗(yàn)、氣固相催化反應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)以及超重力反應(yīng)器性能測定實(shí)驗(yàn)等多個綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)裝置，加深了學(xué)生對課程的理解，鍛煉了學(xué)生的動手能力。

第四，科研成果進(jìn)畢業(yè)環(huán)節(jié)。團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持將學(xué)生的畢業(yè)環(huán)節(jié)與教師的科研項(xiàng)目緊密相連，畢業(yè)環(huán)節(jié)論文題目80%以上來自縱橫向科研課題，真實(shí)的科研課題增強(qiáng)了學(xué)生的責(zé)任心、鍛煉了學(xué)生的科研實(shí)踐和知識運(yùn)用能力，使得畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量顯著提高。

第8篇：化學(xué)反應(yīng)工程研究方法范文

本文闡述了化工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容與特點(diǎn)，對于化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險問題的策略進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】

化工工藝設(shè)計(jì)；安全危險問題；問題策略

1前言

化工工藝設(shè)計(jì)主要是指工藝工程師根據(jù)一個或是幾個化學(xué)反應(yīng)來將化學(xué)材料轉(zhuǎn)化為客戶要求的產(chǎn)品的化學(xué)生產(chǎn)流程。在這一設(shè)計(jì)工作中工藝工程師所需要考慮的不僅僅包括了成本、產(chǎn)量、效率、時間等因素，安全危險問題的發(fā)現(xiàn)與控制更是化學(xué)工藝設(shè)計(jì)中的重中之重。

2化工工藝設(shè)計(jì)簡析

2．1化工工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容化工工藝設(shè)計(jì)包括了許多方面的內(nèi)容。眾所周知安全問題是化工領(lǐng)域中各個行業(yè)都需要給予高度重視的行業(yè)。在這一過程中由于化工工藝設(shè)計(jì)工作有著自身的特殊性，因此這導(dǎo)致了工藝工程師需要對于其給予更高的重視程度。其次，工藝工程師在思考化工工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容時還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步的熟悉設(shè)計(jì)工作的基本原則和精神，從而能夠在此基礎(chǔ)上更好的將其貫徹到整個設(shè)計(jì)工作中去。與此同時，工藝工程師在進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容確定時還需要把化工工藝設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)進(jìn)行靈活運(yùn)用，從而能夠在保證其符合化學(xué)工藝生產(chǎn)規(guī)范的同時也不會影響到化工產(chǎn)品的高效高質(zhì)生產(chǎn)。

2．2化工工藝設(shè)計(jì)類型化工工藝設(shè)計(jì)的類型是以不同的概念進(jìn)行區(qū)分的。工藝工程師在選擇化工工藝設(shè)計(jì)類型時首先應(yīng)當(dāng)做好必要的概念設(shè)計(jì)工作。通常來說概念設(shè)計(jì)也被稱為假象設(shè)計(jì)，這一設(shè)計(jì)實(shí)際上是按照規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)裝置進(jìn)行的。此外，由于概念設(shè)計(jì)主要是在中試前進(jìn)行，這一設(shè)計(jì)的主要目的在于更好的檢查工藝條件和生產(chǎn)路線是否存在問題，并且進(jìn)一步的確定數(shù)據(jù)和小試補(bǔ)充的內(nèi)容。與此同時，工藝工程師在選擇化工工藝設(shè)計(jì)類型時還應(yīng)當(dāng)對于試制產(chǎn)品考核的使用性能有著清晰的了解，從而能夠在此基礎(chǔ)上精確的判定出工藝系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。

2．3化工工藝設(shè)計(jì)步驟化工工藝設(shè)計(jì)的步驟總體而言較為繁瑣。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)步驟分解的過程中首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書和廠址選擇報告來對于工程在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行總體研究與計(jì)算的具體建設(shè)方案。此外，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)步驟分解時還需要確保初步設(shè)計(jì)結(jié)果能夠有效的滿足項(xiàng)目審查和施工準(zhǔn)備的規(guī)定，并且能夠給建廠投資提供足夠的依據(jù)。與此同時，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)步驟分解時還應(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)的施工圖設(shè)計(jì)，在這一流程中應(yīng)當(dāng)依據(jù)上級對初步設(shè)計(jì)的審批意見來進(jìn)一步的確定的設(shè)計(jì)原則和方案，然后在此基礎(chǔ)上根據(jù)建筑與非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制作的要求來解決初步設(shè)計(jì)階段待定的各項(xiàng)問題。

2．4化工工藝設(shè)計(jì)特征化工工藝設(shè)計(jì)有著自身獨(dú)特的特征。設(shè)計(jì)人員在分析化工工藝設(shè)計(jì)特征時應(yīng)當(dāng)根據(jù)化工工藝設(shè)計(jì)新技術(shù)含量高、工藝流程獨(dú)特等特點(diǎn)來進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作。此外，設(shè)計(jì)人員在分析化工工藝設(shè)計(jì)特征時還對于必要的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行完善與優(yōu)化，從而能夠在此基礎(chǔ)上提升試驗(yàn)數(shù)據(jù)的完善性與可靠性。其次，工藝工程師在考慮設(shè)計(jì)特征時還應(yīng)當(dāng)努力的使數(shù)據(jù)的可靠性和完整性達(dá)到常規(guī)裝置，從而能夠?qū)τ诳傮w投資進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化，最終能夠保持設(shè)計(jì)的優(yōu)越性。

2．5化工工藝設(shè)計(jì)規(guī)?；すに囋O(shè)計(jì)的規(guī)模實(shí)際上大小不一。一般而言化工生產(chǎn)裝置的規(guī)模有著各自的區(qū)別，但是工藝工程師在進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)時為了能夠更加有效的節(jié)約投資，則應(yīng)當(dāng)理解到部分設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)實(shí)際上是無法完全按照規(guī)范規(guī)定來做的。此外，工藝工程師有時為了測得所需的工程數(shù)據(jù)或獲得一定的產(chǎn)量，部分情況下也需要對于工藝的規(guī)模進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化。與此同時，由于部分化工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期短，因此企業(yè)為了能夠盡快的占領(lǐng)市場，則青睞于縮短設(shè)計(jì)周期，因此這導(dǎo)致了工藝工程師在確定設(shè)計(jì)規(guī)模時受到了一定的現(xiàn)在?，這實(shí)際上對于設(shè)計(jì)安全造成了一定程度上的不利影響。

3化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險問題控制策略

3．1安全問題識別方法化工工藝設(shè)計(jì)中安全控制的第一步就是做好安全問題識別工作。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行安全識別的過程中首先應(yīng)當(dāng)理解到危險因素的定義。通常來說化學(xué)工藝設(shè)計(jì)過程中的危險因素主要是指生產(chǎn)中的事故隱患，并且可以將其具體到生產(chǎn)中存在的可能導(dǎo)致事故和損失的不安全條件。其次，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行安全識別的過程中還應(yīng)當(dāng)對于項(xiàng)目生產(chǎn)工藝的全過程和配套的公輔設(shè)施的生產(chǎn)過程進(jìn)行細(xì)致的檢查和分析，從而能夠在此基礎(chǔ)上摸清危險因素和有害因素產(chǎn)生的方式與種類，最終能夠有效的提升化工工藝設(shè)計(jì)的安全水平。

3．2采取工藝防護(hù)措施化工工藝設(shè)計(jì)中安全控制離不開工藝防護(hù)措施的有效支持。設(shè)計(jì)人員在采取工藝防護(hù)措施時首先可以從設(shè)計(jì)和工藝上考慮采取安全防護(hù)措施，從而能夠促使存在的危險因素不至于進(jìn)一步的激化。其次，設(shè)計(jì)人員在采取工藝防護(hù)措施時還應(yīng)當(dāng)努力的保證設(shè)計(jì)的安全性，例如設(shè)計(jì)人員可以在理化性質(zhì)、穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)活性、燃燒及爆炸特性等方面采取對應(yīng)的措施來獲得良好的防護(hù)效果。與此同時，設(shè)計(jì)人員在采取工藝防護(hù)措施還應(yīng)當(dāng)全面的考慮采用哪條路線才能消除或減少危險物質(zhì)的量，從而能夠確保各種危險性因素不會在化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中出現(xiàn)。

3．3控制化學(xué)反應(yīng)裝置化工工藝設(shè)計(jì)中安全控制的關(guān)鍵是化學(xué)反應(yīng)裝置的控制。工藝工程師在控制化學(xué)反應(yīng)裝置時應(yīng)當(dāng)深刻的理解到化學(xué)反應(yīng)是整個產(chǎn)品生產(chǎn)的核心，因此其本身必然會有著許多危險性因素。因此這意味著工藝工程師應(yīng)當(dāng)在反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和選型前需要想到可能發(fā)生最嚴(yán)重的事故是什么。此外，由于化學(xué)反應(yīng)的種類繁多，并且反應(yīng)的速度也較快，因此一旦出現(xiàn)較為嚴(yán)重的失控反應(yīng)時，工藝工程師應(yīng)當(dāng)努力的尋找降低反應(yīng)速度的方法，從而能夠在此基礎(chǔ)上切實(shí)的提升反應(yīng)裝置的應(yīng)用水平。

3．4整體園區(qū)設(shè)計(jì)工作化工工藝設(shè)計(jì)中安全控制還應(yīng)當(dāng)適度的從園區(qū)整體設(shè)計(jì)上面來著手。企業(yè)在優(yōu)化整體園區(qū)時首先應(yīng)當(dāng)考慮到自身的監(jiān)管能力和職工的工作水平，從而能夠在此基礎(chǔ)上避免監(jiān)管力度滯后于化工產(chǎn)品生產(chǎn)的現(xiàn)象。此外，企業(yè)在優(yōu)化整體園區(qū)時還應(yīng)當(dāng)努力的減少和預(yù)防化工工藝設(shè)計(jì)中的安全危險問題，并且進(jìn)一步的創(chuàng)建完整性的安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，最終能夠?qū)踩ｋU有效控制在預(yù)期的范圍內(nèi)。

4結(jié)語

化工工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)具有一定危險性的設(shè)計(jì)工作，因此考慮設(shè)計(jì)的安全性就是每一個工藝工程師所必須進(jìn)行的工作了。工藝工程師在減少化學(xué)工藝設(shè)計(jì)的危險性時應(yīng)當(dāng)秉持著從宏觀到微觀的原則，從園區(qū)設(shè)計(jì)到工藝防護(hù)到方程選擇等不同的方面著手，就能夠有效的提升化工工藝設(shè)計(jì)的安全性與可靠性。

參考文獻(xiàn):

［1］朱曉東．淺析化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險的問題［J］．化學(xué)工程與裝備，2014，06(15):45～47．

［2］李珊珊．化工工藝設(shè)計(jì)中的安全危險問題與策略分析［J］．山西化工，2014，12(15):61～63．

第9篇：化學(xué)反應(yīng)工程研究方法范文

一、認(rèn)識化工生產(chǎn)工藝流程的重要性

認(rèn)識化工生產(chǎn)工藝流程就是我們通常說的摸流程，它是化工技術(shù)類專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)和訓(xùn)練主要的內(nèi)容之一，也是要成為合格化工生產(chǎn)工作者首先必須完成的任務(wù)之一。和很多在大型化工企業(yè)工作畢業(yè)生交流過程中得知，他們進(jìn)入企業(yè)后首先要做的就是接收培訓(xùn)，主要內(nèi)容就是對工藝流程的熟悉，最終要求是達(dá)到對生產(chǎn)現(xiàn)場每一個管道內(nèi)流動介質(zhì)的所有信息（名稱、流向、溫度、物化性質(zhì)等）都要知道，對管路中的閥門、儀表的運(yùn)行狀況也要非常清楚，經(jīng)多次考核合格后才能取得上崗資格。可見化工生產(chǎn)企業(yè)對員工是否掌握生產(chǎn)工藝流程的要求是非常高的，在他們看來熟練掌握化工生產(chǎn)工藝流程是最基本的工作能力。

事實(shí)上，當(dāng)一個化工生產(chǎn)的初學(xué)者來到化工生產(chǎn)車間時，面對形形的管道、各色各樣的設(shè)備，就好像劉姥姥是進(jìn)入了大觀園，什么也摸不著頭腦，有些人還會產(chǎn)生恐懼感。而對一個優(yōu)秀的化工生產(chǎn)工作者來說，面前的一切，就猶如一頭牛在庖丁眼里一樣，對其結(jié)構(gòu)成竹在胸。目前在國內(nèi)尚沒有形成教學(xué)生如何摸流程的方法，學(xué)生間摸流程時，往往總是不得要領(lǐng)，同時也給實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師和工廠的工人師傅帶來了很多煩惱。怎樣摸流程、如何摸流程便成了擋在學(xué)生面前的一只攔路虎。為了能讓學(xué)生在實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)過程中，有一個引路的牌子，少走一些彎路，達(dá)到事半功倍的效果，必須尋找出一個合理的認(rèn)識化工生產(chǎn)工藝流程的方法。

二、研究過程及認(rèn)識方法的建立

（一）確認(rèn)化工生產(chǎn)工藝流程的組成

化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程都比較復(fù)雜，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)工序多、操控要求高。有時要得到一個化工產(chǎn)品需要經(jīng)過幾十個工序，動用上百個設(shè)備。但一點(diǎn)是不變的，那就是任何化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程都包含若干個化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)物分離、物料輸送流程、熱量傳遞等單元式的生產(chǎn)過程，因此，為了便于對化工生產(chǎn)工藝流程的認(rèn)識，可將化工生產(chǎn)工藝流程分割成化學(xué)反應(yīng)、物料分離、物料輸送流程及熱量傳遞、物料的計(jì)量包裝等單元式的工藝流程。

1、物料輸送工藝流程

是在化工生產(chǎn)過程中將物料從一個設(shè)備輸送到另一個設(shè)備工序安排的程序。在化工生產(chǎn)過程中會使用很多設(shè)備，也就需要將物料在各設(shè)備之間轉(zhuǎn)移的工序。

2、傳熱工藝流程

包括熱量傳遞工藝流程和冷量傳遞工藝流程，傳熱工藝流程是化工生產(chǎn)工藝流程的控制部分，化工生產(chǎn)過程中的溫度、壓力可由它們來調(diào)節(jié)的。

3、化學(xué)反應(yīng)工藝流程

是化工原料在反應(yīng)裝置里進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)得到新產(chǎn)品工序安排的程序，它是化工生產(chǎn)工藝流程的核心部分。

4、物料分離工藝流程

是將化學(xué)反應(yīng)工藝流程中的生成物分離成高純度產(chǎn)品各項(xiàng)工序安排的程序，有時也稱之為傳質(zhì)工藝流程。能包含吸收、精餾、過濾、萃取、結(jié)晶、干燥等多個工序。因此在認(rèn)識化工生產(chǎn)物料分離工藝流程時可將分離工藝流程再分解成吸收、精餾、過濾、淬取、結(jié)晶、干燥等比較簡單的單元式物料分離工藝流程。

5、物料計(jì)量、包裝工藝流程

計(jì)量就是在化工生產(chǎn)過程中對原料、中間產(chǎn)物、產(chǎn)品進(jìn)行量化的過程。包裝是為便于產(chǎn)品的儲運(yùn)、對外供應(yīng)而進(jìn)行的一種操作。在化工企業(yè)中，物料的計(jì)量、包裝是化工生產(chǎn)過程不可活缺的一部分。準(zhǔn)確、快速對物料計(jì)量、包裝對確保整個化工裝置生產(chǎn)過程的安全連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，起著非常密切的關(guān)系和重要作用。

需要強(qiáng)調(diào)是將化工生產(chǎn)工藝流程分割成單元式工藝流程只不過是為了便于認(rèn)識生產(chǎn)流程的一種理想化設(shè)想，在實(shí)際化工生產(chǎn)過程中這些單元式工藝流程之間并不存在嚴(yán)格界限，因此，在進(jìn)行流程分割時千萬不能死搬教條，流程的分割沒有標(biāo)準(zhǔn)的答案，流程分割的唯一目的就是為了方便認(rèn)識流程，也就是說怎樣認(rèn)識流程方便就怎樣分割流程，否則就沒有任何實(shí)際意義。

（二）確立構(gòu)成化工生產(chǎn)工藝流程的基本要素

為了能使認(rèn)識化工生產(chǎn)工藝流程有一個比較明確的原則和步驟，尋找一個切入口，特確定關(guān)鍵設(shè)備、化工管路、測量顯示儀表為構(gòu)成化工生產(chǎn)工藝流程的三個基本要素。

1、關(guān)鍵設(shè)備

將在化工生產(chǎn)工藝流程中起主導(dǎo)、決定性作用的設(shè)備計(jì)之為關(guān)鍵設(shè)備。可將反應(yīng)釜、反應(yīng)器、反應(yīng)塔等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備認(rèn)為是化學(xué)反應(yīng)工藝流程中的關(guān)鍵設(shè)備；泵為流體輸送工藝流程中的關(guān)鍵設(shè)備，換熱器為能量傳遞工藝流程中的關(guān)鍵設(shè)備；精餾塔、吸收塔、過濾器、干燥器等為分離工藝流程中關(guān)鍵設(shè)備。

2、化工管路

化工管路是將化工設(shè)備有機(jī)、科學(xué)聯(lián)系在一起的紐帶，也是物料轉(zhuǎn)移的通道。它主要由管子、管件和閥件三部分組成，另外，還有附屬于管路的管架、管卡、管撐等管件組成。在化工生產(chǎn)工藝流程中就靠管路把各關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)在一起，維持著生產(chǎn)的正常進(jìn)行。正因?yàn)楣苈吩诹鞒讨衅鸬氖羌~帶作用，因此在認(rèn)識流程時就應(yīng)該順著管路去找設(shè)備，確認(rèn)流程的走向。

3、化工測量儀表

測量顯示儀表是對化工生產(chǎn)過程中的壓力、流量、溫度、液位等進(jìn)行測量顯示的工具，通過儀表測量的數(shù)值可以顯示化工生產(chǎn)過程進(jìn)展情況。在認(rèn)識化工生產(chǎn)工藝流程時也可以利用測量顯示儀表功能幫助認(rèn)識流程。例如，可以通過管路中兩個壓力表顯示的數(shù)值來判斷管內(nèi)物料的走向，利用流量計(jì)也可直接了解管內(nèi)物料走向及流量的大??；利用液位計(jì)數(shù)值的變化可以明白該容器進(jìn)出料情況；借助溫度測量儀表可推斷熱量傳遞的方向。

（三）認(rèn)識化工生產(chǎn)工藝流程的方法簡介

1、基本信息的采集

（1）原料、產(chǎn)品信息的采集

原料和產(chǎn)品是指在化工生產(chǎn)過程中所使用的主、輔材料和通過生產(chǎn)得到主、副產(chǎn)品。它們的相關(guān)信息主要包含物料的名稱、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

（2）生產(chǎn)設(shè)備及操作方式信息的采集

生產(chǎn)設(shè)備的信息主要是指化工生產(chǎn)過程中所使用設(shè)備的名稱、型號等相關(guān)信息。操作方式信息是指各化工單元操作所選用方式的信息，例如傳熱單元，它的操作信息主要是指傳熱介質(zhì)、傳熱方式等信息。

（3）化學(xué)反應(yīng)信息的采集

化學(xué)反應(yīng)信息是指在化工生產(chǎn)過程中所發(fā)生的化學(xué)變化的相關(guān)信息?；瘜W(xué)反應(yīng)信息主要包括：化工生產(chǎn)過程中發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)（用化學(xué)反應(yīng)方式來表示），化學(xué)反應(yīng)的類型，是化合反應(yīng)還是裂解反應(yīng)，是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)等。

2、關(guān)鍵設(shè)備的查找和識別

在化工生產(chǎn)過程中起主導(dǎo)、決定性作用的設(shè)備計(jì)之為關(guān)鍵設(shè)備。通常情況下將化工生產(chǎn)過程中使用的泵、換熱器、反應(yīng)器、蒸餾釜、精餾塔、吸收塔等設(shè)備確定為關(guān)鍵設(shè)備，因?yàn)檫@些設(shè)備在生產(chǎn)過程中對生產(chǎn)都起到了決定行的作用。如何查找和識別這些設(shè)備呢？最簡單的方法就是依據(jù)安裝在設(shè)備上的銘牌或設(shè)備的外形來查找這些設(shè)備。

3、流程的分解

為了便于對化工生產(chǎn)工藝流程的認(rèn)識，依據(jù)關(guān)鍵設(shè)備將該生產(chǎn)工藝流程分解成若干個小的、單元式的工藝流程，有幾個關(guān)鍵設(shè)備就可以分成幾個小的工藝流程。一個化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程通?？煞纸鉃槲锪系挠?jì)量、輸送、傳熱、化學(xué)反應(yīng)、精餾、吸收、過濾、干燥、包裝等單元式的工藝流程。

4、確定管路中物料的名稱及其走向

了解管路中物料的名稱及其走向是認(rèn)識化工生產(chǎn)工藝流程的主要任務(wù)之一。一個合格的化工生產(chǎn)工作者是能隨時隨地說出任何管路中的物料的名稱及其走向的。

管路中物料的名稱主要以采集的基本信息來加以確定。管路中的物料的走向的判斷通常是以關(guān)鍵設(shè)備為起點(diǎn)，沿著管路的走向，借助管路中的閥門、測量儀表確定管路中物料的走向。例如截止閥的安裝具有方向性、輸送泵的出口通常安裝壓力表，利用這些信息可以幫助我們來確定管路中的物料走向。

5、繪制單元式化工工藝流程圖

化工工藝流程圖是用來表達(dá)一個化工廠或化工生產(chǎn)車間工藝流程與相關(guān)設(shè)備、輔助裝置、儀表與控制要求的基本概況，可供化學(xué)工程、化工工藝等各專業(yè)技術(shù)人員使用與參考，是化工企業(yè)工程技術(shù)人員和管理技術(shù)人員使用最多、最頻繁的一類圖紙。也是即將成為化工生產(chǎn)技術(shù)人員了解化工生產(chǎn)過程的最簡單、最直接的工具。所以，在我們認(rèn)識了化工生產(chǎn)工藝流程后就必須要繪制出化工工藝流程圖，更是作為一個認(rèn)識、研究化工生產(chǎn)工藝流程的主要成果。

6、流程的組合并繪制工藝流程總圖

依據(jù)所了解知識和掌握的信息將已經(jīng)認(rèn)識的分解成若干個單元式工藝流程合理的組合在一起，對該化工生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行全面的了解和認(rèn)識。最后畫出完整的化工生產(chǎn)工藝流程圖。

三、結(jié)語

總之，要認(rèn)識好化工生產(chǎn)工藝流程，必須先采集相關(guān)的基本信息，然后根據(jù)設(shè)備銘牌和設(shè)備外形來查找關(guān)鍵設(shè)備，依靠相應(yīng)的管路及所用測量儀表，將整個流程由大化小、各個擊破。牛在庖丁眼里不是一條完整的牛，而是形形的骨頭和各式各樣的器官。最后再由小成大、從片面到全面，徹底認(rèn)識該生產(chǎn)工藝流程。

特別說明：以上建立的認(rèn)識化工生產(chǎn)工藝流程的方法和步驟是針對初學(xué)者而言的，對掌握了一些化工知識的人在認(rèn)識流程時，也不一定非得依照這些方法和步驟，可從生產(chǎn)的原料儲罐開始，沿著管路一路摸索下去，一直到產(chǎn)品的出料、包裝，這樣會簡單、快捷許多。

課題項(xiàng)目：本文為“高職應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)核心課程資源庫建設(shè)研究”的論文（常州科教城院?；痦?xiàng)目K2011331）。