化工工艺过程范文

导语：如何才能写好一篇化工工艺过程，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】化工工艺；混合物；分离过程

1.化工分离过程的重要性

化工分离过程是把混合物分开组成各不相同的两种（或几种）产品的操作。一个标准的化工生产设备装置，主要是由一个反应器与具有提纯原料、中间产物与产品的多个分离设备构成；首先分离过程为化学反应供给符合品质的原料，去除有害物且使收率提高；再者对反应物在分离提纯时获得合格品，并使未反应的得到循环利用价值；另外，分离过程在资源的充分利用与保护环境方面发挥不可多得的作用，所以分离过程在化学工业生产中所占的地位非常明显。

2.分离过程的分类和特征

化工生产中常用的分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。机械分离过程的分离对象是由两相以上所组成的混合物。其目的只是简单地将各相加以分离，只要用简单的机械方法就可将两相分离，而两相间并无物质传递现象发生；例如，过滤、沉降、离心分离、旋风分离和静电除尘等。

而传质分离过程用于各种均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生，按所依据的物理化学原理不同，在工业上常用的传质分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程，也即是以能量与物质分离的过程。

2.1平衡分离过程

该过程是借助分离媒介使均相混合物系统变成两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不同等的分配为依据而实现分离。例如：蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、浸取、干燥、结晶、离子交换等。

例如在传统萃取的过程中，其能量无规 则地传递给萃取剂，接着萃取剂扩散到基体物质，最后由基体溶解或夹带多种成分扩散出来。微波萃取就是一种采取使微波能萃取效率得到提高的新型技术，因存在介电常数不同的物质， 在微波能吸收的程度会有所不同， 因此所产生的热 能与给周边环境传递的热能也存在异同。

在微波场中，其吸收能力的大小致使基体物质的部分区域被选择性的加热，从中使得被萃取物质经基体中分离出来，然后进入到微波吸收能力比较弱、介电常数相对较小的萃取剂中。

平衡分离过程经历了长时期的应用实践，随着科学技术的进步和高新产业的兴起，日趋完善不断发展，演变出多种具有特色的新型分离技术。在传统分离的过程中，精馏仍列为石油和化工分离过程的首位，因此强化方法在不断地研究和开发中。

2.2速率分离过程

速率分离过程是在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用下，有时在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。这类过程所处理的原料和产品通常属于同一相态，仅有组成上的差别。

膜分离技术原理是利用流体中各组分对膜的渗透速率的差别而实现组分分离的单元操作。膜可以是固态或液态，所处理的流体可以是液体或气体，过程的推动力可以是压力差、浓度差或电位差。

微滤、超滤、反渗透、渗析和电渗析为较成熟的膜分离技术，已有大规模的工业应用和市场。其中，前四种的共同点是用来分离含溶解的溶质或悬浮料的液体，溶剂或小分子溶质透过膜，溶质或大分子溶质被膜截留，不同膜过程所截留溶质粒子的大小不同。电渗析则采用荷电膜，在电场力的推动下，从水溶液中脱出或富集电解质。

气体分离和渗透蒸发是两种正在开发应用中的膜技术。气体分离更成熟些，工业规模的应用有空气中氧、氮的分离，从合成氨厂混合气中分离氢，以及天然气中二氧化碳与甲烷的分离等。渗透蒸发是有相变的膜分离过程，利用混合液体中不同组分在膜中溶解与扩散性能的差别而实现分离。由于它能用于脱除有机物中的微量水、水中的微量有机物，以及实现有机物之间的分离，应用前景广阔。

乳化液膜是液膜分离技术的一个分支，是以液膜为分离介质，以浓度差为推动力的膜分离操作。液膜分离涉及三相液体，含有被分离组分的原料相，接受被分离组分的产品相，处于上述两相之间的膜相。液膜分离主要应用于烃类分离、废水处理和金属离子的提取和回收等。

传质分离过程中的精馏、吸收、萃取等一些具有较长历史的单元操作已经应用很广，膜分离和场分离等新型分离技术在产品分离、节约能耗和环保等方面已显示出它们的优越性。

3.分离方法的类型与选用的原则

3.1分离方法的类型

物料的分离方法存在多种不同类型，那是因为有多种多样的化工生产物料，而在选择分离方法的过程中，往往是按照物料被分离中各种组分的化学与物理的不同性质来确定选择；按照化学与物理性质进行区分，有如下五种类型常见的分离方法：①固体混合物分离方法，②气固相混合物分离方法，③液体混合物分离方法，④液固相混合物分离方法，⑤气体混合物分离方法。

3.2分离方法选用的原则

在分离方法选用之时，需对产品的精细化程度与产品生产的产值进行考虑，对于精细化程度高与产值高的产品，不需考虑分离成本，可选用部分高效分离方法，对于一些相对较低产值而很大产量的产品，则需要对分离成本进行考虑，可以选用那些分离步骤较少或相对简便的分离方法。

尽量避免含有固体的物流在生产过程中出现，应尽可能预先除尽物流中的固体，由于它们在输送中能量的消耗相对较大，而且含液体或气体的物流相当容易形成管道堵塞。

在进行多种不同物质混合的物料分离时，其分离顺序应考虑的原则为：为避免其工艺过程受到影响，应尽量先分离易导致极其有害与副反应的物质，同时对需要高压方可分离的物质，也应考虑进行先分离；另外，首先被分离出来的是最容易分离的组分，而留到最后分离的是最难分离的组分。

选择分离方法的主要原则还是要从经济上的合理性与技术上的可靠性进行考虑。例如精馏与萃取两者均为分离液体混合物的方法，依技术成熟的程度而言，精馏在于萃取之上，若能够采取精 馏分离的物料，应尽可避免采用萃取，若混合 物的沸点出现较大偏差时，利用蒸馏即可简单进行分离，就勿需采用精 馏，如此的操作费用与选择投资都相对较低。

分离方法的选用一定要有针对性地进行，因为它是一项技术性相当强的工作，只有对被分离出物料的化学、物理性质，以及分离的要求均清楚把握后方可进行最佳的选择。

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关键词：化工工艺 乙烯催化氧化制环氧乙烷 过程

在催化剂存在下，乙烷与气态氧作用生成环氧乙烷。是典型的非均相催化氧化反应过程。本文对乙烯催化氧化制环氧乙烷过程进行简要的分析。 1.反应原理

乙烯氧化过程按氧化程度可分为选择氧化（部分氧化）和深度氧化（完全氧化）两种情况。乙烯分子中的碳碳双键具有突出的反应活性，在一定的氧化条件下可实现碳碳双键的选择氧化而生成环氧乙烷。但在通常的氧化条件下，乙烯的分子骨架很容易被破坏，发生深度氧化而生成二氧化碳和水。实践证明使用一般氧化催化剂，乙烯均被氧化成二氧化碳和水，只有银催化剂例外，故目前工业上乙烯环氧化制环氧乙烷的催化剂均为银。

2.工艺条件

影响乙烯环氧化过程的主要因素为温度、压力、空速、原料气纯度及配比。

2.1温度 完全氧化平行副反应是影响乙烯环氧化选择性的主要因素。动力学研究结果表明环氧乙烷反应的活化能小于完全氧化反应的活化能，故反应温度增高，这两个反应的反应速率的增长速率是不同的，完全氧化副反应的速度增长更快，因此选择性随温度升高而下降。当反应温度在100时，产物中几乎全部是环氧乙烷，选择性接近100%，但反应速率甚慢，转化率很小，没有现实意义。随着温度增加，反应速率加快，转化率增加，选择性下降，放出的热量也愈大，所以必须考虑移出反应热的措施。适宜的反应温度与催化剂活性有关，权衡转化率和选择性之间的关系，工业上反应温度一般控制在220～260℃。

2.2压力 乙烯直接氧化的主副反应在热力学上都不可逆，因此压力对主副反应的平衡和选择性无显著影响。但加压可提高反应器的生产能力，且也有利于从反应气体产物中回收环氧乙烷，故工业上大多是采用加压氧化法。但压力高，所需设备耐压程度高，投资费用增加，催化剂也易损坏。目前工业上采用的操作压力为2MPa左右。

2.3空间速度 空间速度的大小不仅影响转化率和选择性，也影响催化剂空时收率和单位时间的放热量，故必须全面衡量，目前工业上采用的混合气空速一般为7000h-1左右，也有更高的。单程转化的控制与所用氧化剂有关，当用空气作氧化剂时，单程转化率控制在30%～50%，选择性达70%左右，若用纯氧作氧化剂，转化率控制在12%～15%，选择性可达83%～84%。

2.4原料纯度及配比

2.4.1原料气的纯度。原料气中的杂质对氧化过程带来的不利影响主要有：一是催化剂中毒，例如，硫化物等能使银催化剂永久性中毒，乙炔能与银形成乙炔银，受热会发生爆炸性分解；二是选择性下降，例如，原料气中带有铁离子，会加速环氧乙烷异构化为乙醛的副反应，从而使选择性下降；三是反应热效应增大，四是影响爆炸极限。故原料气中上述各类有害杂质的含量必须严格控制。在原料乙烯中要求乙炔

2.4.2原料配比。由于所用氧化剂不同，对进反应器混合气体的组成要求也不同。用空气作氧化剂时，空气中有大量惰性气体氮存在，乙烯的质量分数以5%左右为宜，氧的质量分数为6%左右。当以纯氧为氧化剂时为使反应不致太剧烈，仍需采用稀释剂，一般是以氮作为稀释剂，进反应器的混合气中，乙烯的质量分数20%～30%，氧的质量分数7%～8%。二氧化碳对环氧化反应有抑制作用，但含量适当对提高反应的选择性有好处，且可提高氧的爆炸极限（质量分数），故在循环气中允许含有9%以下的二氧化碳。循环气中如含有环氧乙烷对反应也有抑制作用，并会造成氧化损失，故在循环气中的环氧乙烷应尽可能除去。

3.工艺流程

乙烯的直接氧化过程可用空气或氧气作为氧化剂。用空气进行氧化时，需要两个反应器，才能使乙烯获得最大利用率。用氧气进行氧化，则反应可一步完成，就只需要一个反应器。 自高空吸入的空气，经压缩机加压，再经碱洗塔及水洗塔进行净化，除去氯、硫等杂质，防止银催化剂中毒，然后按一定流量进入混合器。

纯度98%以上的乙烯与循环乙烯混合，经压缩机加压后，进入第一混合器，再与空气、微量二氯乙烷[约（1～2）×10-6]充分混合，控制乙烯的质量分数为3%～3.5%。原料气与反应器出来的反应气体进行换热后，进入第一反应器。

反应器为列管式固定床反应器，管内充填银催化剂，管间走热载体。乙烯与空气中的氧在240～290℃、1～2MPa及催化剂的作用下，生成环氧乙烷和一些副产物。乙烯的转化率约为30%，选择性65%～70%，收率约20%左右。反应时所放出的热量，由管间的载热体带走。

反应气经与原料气换热，再经串联的水冷却器及盐水冷却器将温度降低至5～10℃，然后进入第一吸收塔。该塔顶部用5～10℃的冷水喷淋，吸收反应气中含有的环氧乙烷。从吸收塔顶出来的尾气中还含有很多未反应的乙烯，经减压后，将其中约85%～90%的尾气回压缩机的增压段压缩后循环使用，其余部分送往第二混合器。

在第二混合器中通入部分新鲜乙烯、空气及微量二氯乙烷，控制乙烯的浓度为2%，混合气体经预热后进入第二反应器。混合气中的乙烯和空气中的氧在220～260℃、1MPa左右压力下进行反应。乙烯的转化率为60%～70%，选择性为65%左右，收率在47%以上。反应后的气体经换热及冷却后进入第二吸收塔，用5～10℃低温水吸收环氧乙烷，尾气放空。

第一、二吸收塔中的吸收液约含2%～3%的环氧乙烷，经减压后进汽提塔进行汽提，从塔顶得到85%～90%浓度的环氧乙烷，送至精馏系统先经脱轻组分塔除去轻馏分，再经精馏塔除去重组分，得到纯度为99%的环氧乙烷成品。

乙烯直接氧化法的产品质量高，对设备无腐蚀，但此法对乙烯的要求高，纯度必须在98%以上。

上述方法如果改用氧气进行氧化，操作条件基本相同，而反应可以一步完成，反应器和吸收塔各需要一个就行了。但是当用氧气代替空气时，生成CO2较多，因此需要在吸收塔与环氧乙烷精制系统之间，添置CO2吸收塔和解吸塔，以免影响产品的质量。

参考文献

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[关键词]碳化塔 氨盐水 清洗塔 工艺流程

中图分类号：R540 41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0014-02

引 言：在基本的化工原料中， 纯碱的用途十分广泛。它广泛应用于轻工、化工、国防、建材、冶金、纺织、造纸、等工业行业， 广泛应用于国民经济的各个方面， 一个国家的工业的发达程度， 往往以纯碱的产量和用量作为一个标志。

1.氨盐水碳酸化工艺流程

氨盐水的碳酸化一般分为 2步，在碳化塔内进行。第一步是伴随着清洗作业的氨盐水的预碳化；第二步是用碳化氨盐水制备碳酸氢钠晶浆。因此，碳化塔的作业因时间变化而有所不同。处于制碱期的碳化塔叫作制碱塔， 处于预碳化期的碳化塔叫作清洗塔。清洗塔具有清除制碱期积存的碱疤，同时使氨盐水溶解积碱并吸收清洗气 （窑气） 中的二氧化碳而起到预碳化的双重作用。具体工艺流程主要可以分为 3 步：

第一步清洗：由吸氨工段来的氨盐水通过成品氨盐水泵进入塔组中的清洗塔顶部 （27 圈），在塔内与清洗塔底圈来自压缩工段含 CO2 37%～40%的清洗气 （窑气） 逆流接触。一方面是将塔内的积碱和 NaHCO3 疤垢溶解，另一方面起到预碳酸化作用。氨盐水中的 CO2 含量因而逐渐增加， 从底圈出来的溶液称为预碳酸化液（中和水），温度在 45 ℃左右， CO2 含量在 55～65 tt 之间。用中和水制碱可以提高制碱塔的生产能力 5%～10%， 还可以使成品产量增加 2%～2.5%。

第二步制碱：由清洗塔塔底流进联络总管的中和水，通过中和水泵分别进入塔组中的制碱塔顶部（28圈），同时来自压缩工段含 CO2 37%～40%，温度 35～45 ℃的中段气 （窑气）和含 CO2 80%左右，温度28～35℃的下段气 （炉气） 分别进入碳化塔的中部 （5 圈） 和下部（底圈）。中和水在碳化塔中自上而下流动过程中，与上升的气体逆流接触， 逐渐吸收气体中的 CO2，达到过饱和后析出 NaHCO3 结晶，同时由于化学反应放热使得中部温度逐渐升高到 60～68 ℃，在碳化塔下部有 8 个冷却水箱， 用冷却水（循环水） 移走反应热。塔内液体下流过程中继续吸收 CO2， 同时生成较大的结晶。当塔内悬浮液到达塔底时，被冷却到 30 ℃左右，然后通过塔下出碱管自压至出碱槽后送入过滤工段进行固液分离。

第三步尾气洗涤：为了回收碳化塔顶和清洗塔顶出来的尾气中的 NH3 和 CO2，将来自碳化塔和清洗塔的尾气，通过塔顶进入尾气总管，进而流入碳化尾气净氨塔底部，同时来自盐水工段的精盐水进入碳化尾气净氨塔洗涤段顶部，在塔内向下流动， 与由塔底上升的碳化尾气逆流接触， 吸收碳化尾气中的 NH3 和 CO2。吸收后的溶液称为淡氨盐水，碳化尾气净氨塔底部出来的淡氨盐水送往吸氨工序，从净氨塔顶部出来的净氨尾气直接放空。

2.影响产率、效率和产品质量的因素

（1）碳化度：碳化度的理论值可以达到 200%，但受多种因素和条件的限制，实际生产中的碳化度一般只能达到 180%～190%。

（2）碳化塔的编组： 清洗时间长，换塔次数少，可以减少劳动力投入及因换塔带来的产量及原料损失；制碱时间长，塔的利用率就高，但易发生堵塞。每组中有一塔作为清洗塔，并将预碳化液分配给几个制碱塔碳化制碱。塔的编组有多种形式，最多的有八塔组合。塔组合数的多少和方法原则：清洗塔能清垢干净，换塔次数少，碳化制碱时间长。当塔的数量一定时，塔的制碱时间和清洗时间比例不变。

（3）反应温度： 碳化过程是一个复杂的物理化学过程，温度对其的影响是一个充满矛盾的综合因素。温度高虽然有利于二氧化碳与氨和氯化钠的反应速度，但是不利于氨盐水吸收二氧化碳，综合考虑，在开始时（即由塔的顶部往下） 液相反应温度逐步升高，中部 （约塔高的2/3 处）温度达到最高，再往下温度开始降低，但降温速度不易太快，以保持过饱和度的稳定，在塔的下部至接连底部的一段塔高内，降温速度可以稍快一些。因为此时反应速度已经很慢，过饱和度不大，降低温度可以提高产率。从保证质量，提高产量的角度出发， 塔内的温度分布应为上中下依次为低高低为宜。

（4）CO2 分压：为了适应生产过程和反应历程的需要，碳化进气为 2 段进气，即从塔底送入 CO2 质量分数为 80%左右的下段气，从塔的冷却段中部送入质量分数 40%左右 CO2 的中段气。这种进气排布更符合逆流原理，可以强化和提高吸收 CO2 的能力，提高碳化度和钠的转化率。实践证明，下段不宜采用 90%以上的纯炉气，应适当配以 40%左右 CO2 的窑气，使下段进气中CO2 的质量分数在 80%较为合适。因为进气中，CO2 质量分数降低，使进气量增大，塔板效率增加，碳化周期增长，转化率高而稳定。但下段进气量过大会使反应区下移，冷却水管结疤增多，反而缩短了碳化周期。因此维持进气中 CO2 质量分数在 80%左右可以提高转化率，保证产量稳定。

（5）氨盐比：氨盐水中含 NaCl 及自由氨浓度越高，则化学反应进行越完全，生成的 NaHCO3 越多，但 NH3与 Cl- 应有一定比例，出碱液中 NH3 与 Cl- 理论比例为1∶1。在碳化反应过程中，氨盐水中约有 10%～13.5%的氨被塔顶排出的尾气所带出（塔顶排气温度低， 被带出的 NH3 较少；反之则被带出的 NH3 较多）。故氨盐水中含 NH3 与 Cl- 之比应保持较高，正常在 1.13～1.19，同时要保持氨盐水温度在 38～42 ℃，才能达到较高的转化率。氨盐水中含游离氨 99～103 tt，含 Cl- 88～90 tt，含游离氨过低则 NaCl 转化率低，如果含游离氨过高则不但降低了 Cl- 的浓度及使 NH3 的转化率降低，而且会造成碳酸化制碱塔的 “堵塔”现象发生，因有大量的过剩NH4HCO3 生成结晶，使塔的内壁、菌帽和冷却管等堵塞。

（6）过饱和度及 NaHCO3 结晶：过饱和度对结晶过程起着重要作用，是晶核生长和长大的推动力，而碳化液在制碱塔中部之前极易形成 NaHCO3 的过饱和溶液，这里需要指出的是， 过饱和溶液是不稳定的，当温度降低时极易析出结晶，特别是过饱和溶液冷却过快时，极易产生大量的细晶体，在碳化过程必须极力避免。因此在实际生产中， 要将制碱塔内开始生成结晶时的温度（即中部温度）控制在 65 ℃左右，在塔中部以下，以调整冷却水量和控制适宜的中段气温度为重要手段，对碳化液进行较为平缓的冷却，以获得粗大均匀的结晶。只有制得颗粒粗大均匀的 NaHCO3 结晶，才能具有良好的过滤性能，减少洗水用量，降低溶解和穿透损失，而且能使煅烧处理能力增大，节省能源，便于包装和运输。如果结晶不好，往往难以过滤，导致物料损失大，能源消耗高，设备效率利用低，从而影响生产过程的顺利进行。

（7）碳化塔液面高度：碳酸化塔上部的液面应保持较高，距塔顶 0.8～1.5 m，出气温度应保持在 52 ℃以下，尾气 CO2 保持在 2%～8%。液面过高，会造成出气带液现象严重， 氨盐水损失增大，会使气液分离器液面过满，氨盐水进入尾气总管，会造成尾气总管生成NaHCO3 结晶，堵塞尾气总管。液面过低则出气 CO2 浓度高，使 CO2 损失加大，并使碳酸化塔容积利用系数降低，降低了碳酸化塔的生产能力。出气温度过高，则出气含 NH3高，塔顶氨损失大，造成 NaCl 转化率低。塔顶出气含 CO2 浓度应低于 8%，否则 CO2 损失大， 浪费了压缩机的生产能力； 出气含 CO2 浓度过低， 则碳酸化塔的生产能力不能充分发挥，并可使制碱塔的中部温度降低，不但降低了产量，而且使 NaCl 转化率降低。

（8）出碱温度： 碳化出碱温度一般维持在 28～30 ℃为宜，在这样一个合适的温度下， 可以在允许析出少量NH4HCO3 时析出较多较粗的 NaHCO3 晶体，氯化钠转化率得到提高， 产量也会相应增加；但温度过低会导致冷却水量大大增加，引起堵塔，缩短制碱周期，同时出碱温度主要由调节冷却水量来控制，调节时增减不宜过快过猛，特别是当冷却过快时会造成结晶细、多而堵塔。

3.结语

总之，碳化工序作为纯碱生产的关键工段之一，在纯碱生产过程中对产品的质量、消耗影响较大， 因此必须逐一优化工艺过程控制， 加强操作管理，消除生产工艺中存在的缺陷， 采用新设备、新技术，以稳定质量，降低消耗和能耗，提高企业在市场中的竞争力。

参考文献：

[1] 张海雄.试析纯碱生产蒸氨过程先进性控制策略[J].科技创业家.2014（06）.

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关键词：现代化工;仪表;自动化

现阶段，国内精细化工产品已初步可以满足市场需求，一些产品还能够满足出口市场需要。但是国内精细化工相关产业仍旧存在一些问题，尤其是在发达国家化工产业的严峻挑战环境下，我国精细化工产业发展形势严峻。所以应该不断加强现代化工仪表及其自动化控制的研究，这对化工产业的发展具有重要意义。

1化工自动化的概念以及重要意义

所谓化工自动化就是指在那些能够进行化工生产的相关设备上安装一些仪表或设备实现自动化操作，取代人工操作，从而达到可以进行自动化生产的目的。目前我国国民经济得到了快速发展，化学工业是支撑国民经济的支柱产业，在国民经济中占据非常重要的地位。一般来说，化学工业往往是在具有特定封闭条件下进行。很大程度上影响了人工操作。除此之外，由于化学药品具有一定的危险性和毒性，同时化学生产化工生产往往是在封闭条件下进行，因此对于人工来说具有一定的危害。想要的降低员工可能受到的危害以及减少对环境的污染，所以需要加强对化工工艺的研究和监督控制，因此有必要加强对化工仪表自动化的研究。

2现代化工仪表及化工自动化过程控制

2.1建立自动化仪表系统

自动化仪表已经在煤化工行业中得到普遍应用，并得到了界内人士的认可。与此同时，自动化仪表发挥了重要的作用。但是，当前自动化仪表存在一些缺陷，主要体现在仪表接口衔接上存在兼容性以及开放性问题。因此，这就势必建立出一个完整的仪表自动化系统，形成一个整体，建立联系，方便进行信息的传递和传输。与此同时，根据我国现阶段的+发展趋势不难看出，在化工行业中广泛使用自动化技术已经愈发普遍。

2.2DCS系统应用

1）关于集散控制系统。当前，我国的煤化工企业的计算控制系统在实际运行过程中，普遍会有故障问题存在。集散控制系统即DCS，属于硬件设备。简单来说就是工业控制计算机参照实际化工装置的特点以及相关用户的需求，通过构成的工业以太网，实现对整体装置的集中控制。2）DCS通讯接口。该通讯接口能够和其他系统之间完成便捷通讯，但是在这个过程中仍旧存在一些问题，也就是说接口与系统之间不能进行稳定的信息传输，若是有紧急的化工事故出现，就会引发一系列影响。因此，建议在化工厂内各个位置设置记录DCS情况的记录点，与此同时，合理规划整体设计，避免通讯接口重复出现导致的错误覆盖情况。3）报警系统。应用DCS系统存在薄弱环节，即其报警系统相对薄弱。人们想要的是具有人性化智能化的信息报警系统。目前，这个愿望并未实现。当前的报警系统就是一旦有问题情况出现就会发出报警信号，但是只会显示出问题发生原因，对于所有的报警条目无法进行全面列出，警报智能化没有得到实现。人们一直加强对DCS系统的研究，而研究重点就是警报系统，目前的研究新课题就是如何关联报警状态以及设备运行参数，确保报警系统能够有效的发挥自身作用和功能。

2.3sis安全仪表实现自动化全面监控

煤化工控制系统中所构建出的实时数据中心需要以openplantTM为数据核心核心，在所有控制系统一级实时数据库的相关网络之间，通过使用满足电力二次防护需要的物理隔离系统对网络进行安全隔离，这样一来，可以在物理结构上使得数据能够完成从辅网系统单向传输到实时系统。把DCS、PLC等系统的数据传输到实时数据库。把所有采集的数据，进行数据压缩，便于长期储存。与此同时，提供简单易操作的客户端程序以及相关的数据接口，例如API、SDK等，帮助企业达到全厂范围内进行实时数据共享和传递，这样就可以实现对整个生产过程的全面监督和控制管理。通过故障诊断分析、数据库的计算、合理的生产调度等业务过程，为确保煤化工企业能够长远稳步发展奠定坚实基础。安全仪表系统从气动系统发展到继电器系统，之后，向固态继电器系统发展，最后发展到现阶段的plc系统。安全仪表系统的主要目标是生产过程具有更高的可行性，同时降低维护成本。从简单层面来说，安全仪表系统具有系统的普遍性，不可避免的会有故障问题出现。使用SIS可以有效提高化工装置的安全程度，进而确保整个生产过程能够安全稳定运行，尽量减少由于系统过程失控导致的设备损坏以及人身伤害。在将来SIS系统会继续向智能化方向发展。通过使用逻辑控制器实现与现场智能仪表的数字通讯，这样一来就可以确保装置在跳车之前对操作人员或者是维修人员进行提醒，方便了解掌握设备的故障问题，有效提高系统的使用效率。

3结束语

对于现代化工仪表及其自动化控制的研究，可以参照现代化工特点，结合使用现状以及相关理论进行系统性的研究探讨。主要是对控制主站系统以及自动化装置的研究，简单来说就是对整个化工机械的整体运行状态的实时研究。提供相应的事故应急处理措施，解决可能会出现的故障问题，使用权威计划的内部设施取代传统的化工仪表硬件，使得故障检修以及维护、排查的速率得到提升，最大程度上降低由于事故发生引发的经济损失。

参考文献

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[关键词]化工仪表；自动化控制；分析

中图分类号：TQ056 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0136-01

在化工生产中，时常需要各种各样的仪表来辅助生产，而人工操作不仅不方便，并且有一定的危险。因此为了整个企业的安全生产过程，并且实现对化学工艺指标的科学控制，化学仪表的自动化在企业生产中得到了广泛应用。自动化仪表技术有效减少了对人力、物力的消耗，简化了传统化工企业生产的复杂性，且日趋智能化。这就在很大程度上降低了投资成本，在有限时间和空间内实现了企业利润的最大化，仪表自动化的使用对化工生产来说具有重要的意义。本文就主要分析了化工自动化仪表的发展和应用，以为相关人士提供一点借鉴。

一、化工自动化仪表的重要性

化工仪表是化工生产自动化的心脏，在化工企业中广泛应用。在对化工生产进行处理时，多数步骤与自动化仪表有很大的关系；自动化仪表可以进行不间断性的记录和控制，依照相关的程序给予与之对应的计算和检测，确保各个系统设备能达到最佳的协作状态，在很大程度上提升生产效率。由于实际生产时会出现数据与仪表设置的数据存在误差，仪表展开连续的对比之后，可以及时给予调整，确保生产的产品质量最优。仪表也可以依照所设置的数据展开检测与报警，便于及时对生产事故进行处理，防止出现重大失误。因此，在现代化化工生产过程中，自动化仪表发挥着不可替代的作用。

二、当前常用化工仪表的类型

在化学工业进行自动化生产的过程中， 会广泛使用化工仪表，而主要的化学仪表可以根据不同的特点大致分为以下几种类型：

2.1 温度类仪表

化学工业在生产过程中，因原料与产品的特殊性，对温度具有较高的要求，一般情况下，生产过程中的温度都要控制在零下200℃到1800℃之间，在整个化工产品生产时，划分到化工温度仪表中使用频率最高的便是热电偶与热电阻两种仪表。其基本原理是依托于总线技术，将相关信息输入到DCS与其他温度采集装置中，以完成对化工生产温度上的自动控制。

2.2 压力类仪表

在化学工业生产过程中，压力是除温度以外的另一种必要的化学反应因素，如果在整个生产过程中没有控制好压力，那么整个生产的效果也会大打折扣。与此同时，化工生产设备也会在一定程度上受到压力的影响， 因此，在化工生产的过程中，压力仪表的运用也是必不可少的。压力仪表的类型也比较多，如特种压力表、压力传感器、变送器等。

2.3 化工物位仪表

所谓物位仪表在整个化学工业生产中所起到的主要作用便是控制化工生产的原料量，也是整个化工生产过程中所必不可少的，在整个化工产品生产时，划分到化工物位仪表的主要有超声波、直读、电接触、浮力、激光辐射、差压以及电容等诸多方式，而其中使用最为广泛且具有较强精确度的主要有矩阵涡流式、雷达式以及磁极伸缩时三种类型。

2.4 流量类仪表

化工流量仪表也是化工生产中必不可少的仪表之一，其测量原理主要有容积与速度两种方法，在测量体积流量方面比较合适，而质量流量则普遍采用推导法或直接法进行测量。

化工流量仪表中流量的含义与普通的流速存在一定的差异，流量指的是有效截面在单位面积留过的流体的体积以及质量，有时还要借助积算仪对某段时期内的流量进行计算，而对流量的测量则要结合实际情况进行，有的要求大口径的流量，有时候则是微小的流量，此外，一些固体的接遏制的流量和多相及脉动流量等在介质上都体现出了不同性质 。

除以上四种仪表之外，还有一种在线过程分析仪表，主要用于相对高端的分析仪器，在普通的化学生产过程中，并不经常用到。

三、化工仪表的主要应用情况

随着工业化进程的不断加快，化工生产越来越趋向于密集化和数字化的发展方向，各个机械设备之间的协作更加复杂，采用自动化仪表替代操作人员进行繁重、危险的操作成为日后化工生产发展的基本走向。化工自动化控制仪表最明显的特点是运用比较先进的微电脑芯片及其技术，缩小体积，从而提升其抗干扰性和可靠性能。

在科学技术不断发展的前提下，当前化工仪表需要随着时代的发展也拥有了越来越多的功能，主要体现在以下几方面：

3.1 化工仪表的记忆功能

在传统的化工仪表中，只能做到在指定的某一时刻做出最简单的记忆，而且记忆不能够被完整保存，具有较大的缺陷。但将自动化设备加入到化学仪表中去，则能够利用计算机中的存储器，将仪表所显示的信息做出完整记录，且将其系统保存， 以便目后查看。例如，微机引入仪表后，存储器就能够对前段状态的信息进行记忆并将其保存下来，在需要的时候可以对存储记忆进行重现。

3.2 化工仪表的可编程功能

在化学仪表中，将运用大量的高科技软件取代体积庞大的仪表硬件，并在电路控制的过程中，运用芯片位控技术，控制相对繁杂的系统功能，进行比较简单的软件编程 。

3.3 化工仪表数据处理功能

在化工生产的实际操作中，化学仪表不可避免的会遇到自动检测与校准、线性化处理、工程测量值相互转换等一系列问题，而且还会时不时的伴随着外界干扰。而在化工仪表中运

用科学的计算机装置， 便能够有效的运用软件来规避以上问题，使化工生产中的硬件负担更小，在数据的处理方面更加优化。

3.4 化工仪表计算功能

计算机的运用也意味着计算功能的实现，在化学仪表中运用微型计算机，不仅能够计算相对复杂的数据，还能够在很大程度上提升计算结构的精确性，而计算功能的实现能够帮助化学仪表完成以下比较复杂的计算任务，以确定化工生产中的极大极小值等。

3.5 复杂控制功能

与普通的化学仪表相比，实现化工仪表自动化功能之后，能够做到很多以前无法实现的功能，例如在化工色谱仪器中，运用自动化的化工仪表便能够通过色层分离的方法来实现相对复杂混合物的分离工作，进而确定混合物中化学成分的含量。

3.6 仪表自动化监控

仪表的自动化故障监督仪表显示以及记录的是整个化工过程中的相关数据，基于现代化工自动化下的仪表，由于拥有了微机处理系统，能够较为精细的找到故障数据，为相关故障排除与检修人员带来便利，既节省了维修检查时间，又在一定程度上提高了化工生产的效率，并且有效地保障现代化工的稳定性、安全性以及经济性。

3.7 过程控制检测仪表智能化

在化工生产中，过程检测控制仪表是其重要的组成部分。过程检测控制仪表主要是指对其变化的参数进行记录、检测及控制的一种仪表。现代化控制仪表逐渐趋于智能化和精密化，在仪表检测时，积极采用超声波、激光等高科技技术，不仅大大提高了精确度，还有效促进了仪表的安装和维护工作。

四、结束语

化学工业的自动化涉及多种综合性技术，能够为化工生产过程提供更好服务。在未来的化工生产中，现代化工仪表需要与化工自动化形成一个系统结构，以提升化工仪表的准确性，促进化工生产的自动化进程。

参考文献

[1] 李志斌.谈化工生产控制自动化仪表[J].中国科技博览.2014（9）：318-319.

[2] 于斌.化工生产控制过程中自动化仪表探讨[J].中国石油和化工标准与质量.2012，33（16）：128-130.

篇6

关键词：化工分析与检测 一体化教学改革 举措

随着国家对职业教育重视程度的提高，各类职业院校、技工院校都陆续加入了一体化教学改革的大军。教学改革的推进对大部分学校的教学方式、师资队伍，场地设备等提出了巨大的挑战，对学校的教学资源整合、教学管理提出了新的要求。一体化教学改革的推动和现有教学资源、教学管理之间的矛盾逐渐凸显，改革过程出现的问题也日益增多。如何应对教学改革过程中出现的问题，对确保教学改革继续向前发展，显得尤为必要和迫切。笔者以化工分析与检测专业为例，针对教学改革的过程进行了系统研究，以促进该专业教学改革工作的可持续发展。

一、化工分析与检测专业一体化教学改革的背景

化工分析与检测专业是一个专业性强、对安全操作以及精细化操作有特殊要求的理工类专业。传统的教学以分析实验为重点学习内容，教学通常以现有成品作为分析对象进行含量分析，强调的是学生掌握分析技术的水平，却忽略了学生的实验设计能力、自我学习能力以及通用关键能力的培养。在企业生产过程中，从原材料的运输、检验，到生产过程的半成品分析、副产品分析等，均是一个复杂的分析测定过程，需要结合定性、定量、微量、痕量以及杂质成分处理、废物的回收再利用等等进行综合考虑，化学物质种类繁多，分析方法也千差万别。学生就业后，遇到在校学习时未分析过的样品时就会束手无策，也很少能够适应化验室以外的岗位工作，直接导致毕业生就业面较窄，自我提升空间较小，招生规模长期停滞不前，专业建设也困难重重。

化工分析与检测专业在笔者学校是一个教学场地、设备相对独立，师资队伍与其他专业交叉影响较小的专业，也是学校的传统优势专业，在当地的影响力较大，校企合作工作开展得比较早。经过专业建设小组对学校现有资源的充分分析和讨论，学校决定以化工分析与检测专业为试点，进行一体化教学改革。

二、化工分析与检测专业一体化教学改革成效分析

从2012年到现在，通过对不同企业的调研总结以及教学实践，化工分析与检测专业的人才培养目标和教学计划已经基本成型。随着教学实施的推进，教改成效明显，主要体现在以下几个方面。

1.重建专业课程体系

以无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析、化工生产基础等主干课程为基础，在大量企业调研的基础上，将原有专业课程体系整合为分析实验室基本技术、分析化学技术、仪器分析技术、工业分析技术四大一体化项目任务，将原有各门课程的理论知识点与技能点分散后再重新整合分配到各个项目任务中，形成新的工学一体化专业课程体系。

2.促进教学资源的优化配置

以企业生产实践为参考，场地、设备、师资、教材、学材等教学资源均按照项目任务，参考企业管理流程整合分配，设置基础分析一体化实训室、仪器分析一体化实训室、工业分析一体化实训室、药品试剂仓库、天平室等，试剂、损耗性仪器等以小组为单位按需领取，教学过程中根据“方案―取样―分析―报告”进行整体评价。

3.促进师资队伍综合素质提升

为较好地把握一体化课程项目的教学实施，教师不仅需要掌握项目所需理论知识和技能操作规范，还需要具备引导学生进行方案设计、结果汇报、协调小组分工、实验室管理、企业管理等各方面能力。一体化教学改革促进了教师自身综合能力的提升，也是教师积极参加企业实践的推动力。

4.促进学生的学习主动性和关键能力的形成

一体化项目任务以小组分工为基础，促进了学生责任心的形成，学生在任务驱动下学会了主动学习。一体化评价模式也促进了学生在学习过程中的社会能力培养。学生除了学习外，与人沟通、分工合作能力、汇报总结等关键能力都得到了提升，为学生毕业后进入企业和社会打下了良好的基础。

三、化工分析与检测专业一体化教学改革过程中的问题分析

一体化教学改革对提高教学质量、促进专业建设的作用无疑是巨大的，但是在实施过程中也存在一些问题，主要体现在以下几个方面。

1.教学场地的改造和设备的投入成本较高

从2012年至今，学校总共投入了300多万元用来新增实训室和对原有实验室进行改造，但是仍然无法满足一体化教学对场地的要求。由于教学场地的局限，按照一体化教学场地的要求，在确保实验操作安全和排三废的条件下，应设置学习讨论区和实操训练区，而在场地面积较小的情况下无法满足功能分区的设置。在教学实践中，各小组和指导教师之间的讨论组间干扰及较大，影响了教学进度。

2.师生比难以满足教学需求

按照传统教学要求，化工分析与检测专业的师生比为1∶20，一个约40名学生的教学班，只需配备2名专业教师。而一体化教学实施过程中，由于各小组的进度不同，方案的讨论、实施（巡回指导）均需要教师的角色参与，为确保课程顺利进行，需要压缩讨论时间或者几个小组一起讨论，或者在评价环节再根据班级的整体情况进行评价，无法发挥一体化教学方式的主要优势。

3.教师队伍难以适应一体化教改的师资要求

化工分析与检测专业要求一体化教师必须掌握化工生产基础、化工生产工艺、化学分析、仪器分析、化工分析质量保证、化工企业管理等多门课程的知识和技能，并具备课程资源的整合能力和综合运用能力。而长期以传统教学方式教学的老师，一般只是具备部分曾经任课课程的知识和技能储备，难免会出现对课程自身的重难点把握不准的情况，重知识技能，而轻关键能力和岗位意识培养。

4.教学过程中学生出现强者恒强、弱者恒弱的现象

一体化教学通常采取小组合作的方式，综合能力较强的学生为了能够获得较好的评价，或者基础较差的学生又过于懒散，小组成员中组长会经常有大包大揽的情况发生，从实验方案的设计、实验过程的仪器试剂的准备、甚至到实验结果的报出。而后进生也乐得跟着蒙混过关，仅仅是机械地跟着完成几次样品的测定工作。

5.评价过程难以做到公平公正

在传统教学的影响下，教师的评价是绝对权威的，而一体化课程要求评价应由自评、互评和教师点评组成。在评价过程中，学生之间友好评分，或者参考教师评分的现象普遍存在。

三、教材、学材的开发进度缓慢

一体化教学改革是一个系统工作，教师队伍团队精神的欠缺、沟通交流的不足以及繁重的教学任务压力，导致教师各自为政，无法对一个项目进行充分讨论，仅以承担该教学任务的老师的理解为基础，教材和学材的设计缺乏普遍性推广的意义。

四、一体化教学改革过程控制应对举措

通过对教改成效和问题的分析，要确保发挥一体化教学模式的优势，减少和控制教学改革实施过程中的问题，笔者认为，可以从以下几个方面进行控制。

1.加强教学实施环节控制

教学实施是教改的一线阵地，实施环节的控制是影响教改质量的主要因素。实施前主要应针对教学设计、教学场地设备、材料、安全防护措施的准备情况进行详细具体的安排。实施过程中应主要把握教学进度。一体化教学以学生为主体，学生的能力和进步、各小组的综合水平对教学进度的影响较大，应建立详细具体的进度表，适时引导，允许不同进度的任务同时存在，对不同学生应有不同要求，采取不同方式，形成你追我赶的竞争局面，因材施教，重视学生的个性成长。实施后期应主要是教学环节的总结、教学资料的积累，定期讨论，博采众长，促进教师队伍合作意识的形成，同时促进教师较好较快地构建自身的一体化课程体系。

2.过程评价环节应根据项目内容分别设计

化工分析与检测专业对精细化操作要求的特殊性，决定了实验结果的精密度和准确度是项目评价的重要内容。如何不惟实验结果为定论，同时又较好地引入其他评价方法，是需要好好衡量的关键点。不同项目的评价表应根据组织环节、技能要点分别设置评价方式，针对不同的项目，把握结果分所占的比例，正确引导学生体会企业模式下不同岗位对综合能力的不同要求，促进后进生的成长。

3.持续深入开展校企合作

笔者学校与当地某股份有限公司建立了长期的合作关系。该公司的新材料、制药、电解、电化产业在行业内处于领先地位。为更好地促进学校化工分析与检测专业的发展，学校应定期派遣专业教师前往企业调研，合作参与企业的技术攻坚工作，适时反馈行业新动态、企业管理的新理念等，提升教师的技术应用能力，促进专业课程内容的动态调整。

4.教学管理方面

形成物质和人文关怀，从物质和精神层面去提升教师课改的信心，形成人人关注、个个参与的氛围；建立教改指导委员会，形成帮扶机制，条件允许的情况下应设置教改专项经费；应特别重视对骨干教师的鼓励和支持，减小他们的教学工作量，侧重骨干教师在教学上的总结和积累，较快较好地形成可普遍推广的教学指导资料。

5.加强教学理念的不断渗透

教学改革的关键是教学理念的改革，人的思想一旦转变了，工作实施就有了目标和方向。加强专业之间的沟通交流，开阔眼界，不断深化教师对一体化教学的理解。化工分析与检测专业应特别注意不同岗位之间的有机结合，在教学过程中应根据知识技能和关键能力的培养，促进学生发现其自身的优势，培养学生对不同岗位的适应能力，拓展学生的发展空间。

五、小结

从以上研究来看，化工分析与检测专业实施一体化教改的优势是明显的，实施过程中的问题也是存在的。要持续推动教改的前进步伐，对实施过程的控制是必不可少的。教学改革是一项复杂的系统性工作，应从重要环节抓起，才能做到有的放矢，事半功倍，促进一体化教学改革稳步发展。

参考文献：

[1]展惠英，王进喜，李乔.基于职业导向的工业分析与检验专业课程体系的构建与探讨[J].甘肃联合大学学报， 2011（11）.

篇7

“十五”期间，北京化工大学以第一单位（个人）获国家技术发明奖3项，国家科技进步奖7项，获省部级奖励36项。申报发明专利280项，授权101项。被SCI收录论文1050篇，被EI收录论文706篇，被ISTP收录论文187篇。据教育部科技发展中心统计，2004年学校被SCI收录论文244篇，居全国高校第35位，比2000年前进了50位，2005年SCI收录论文413篇；特别是在SCI被引次数由2000年的18篇次、名列63名，上升到了2004年的288篇次、名列全国高校第36名。这对于一个只有800多名专任教师队伍的学校来说是殊为不易的。

以基础、应用基础为先导 构建知识、技术创新的平台

近年来，插入化学这一概念已逐渐被国际学术界认可并成为研究热点，十年间发表的SCI论文数目几乎增加了一倍，2004年达到2029篇。以长江学者段雪教授领衔的科研团队通过这一前沿领域的研究，在国内外著名学术刊物上发表被SCI收录研究论文100余篇，为完善和丰富超分子插层组装理论做出了贡献，奠定了在国际、国内相关研究领域的学术地位；近5年以来,共申报国际发明专利17项（已公开5项，并有2项进入国家阶段），申报国家发明专利99项，授权国家发明专利32项、公开国家发明专利29项，针对结构与技术创新构筑了较为完整的自主知识产权体系。基于应用基础研究和工程化及产业化的科技成果，2004年获国家技术发明二等奖1项，2001年获国家科技进步二等奖1项，还先后获得省部级成果奖励5项，形成了稳定的、有特色的、具有国际影响力的优势研究方向。

开发共性、关键技术 为行业科技进步服务

作为一家具有行业特色的高校，学校针对行业中一些关键、共性技术，组织研究、攻关，并将成果及时在企业中推广应用，这些成果在解决经济建设、社会发展和国防建设中的重大问题方面做出了突出贡献，产生了显著的经济效益和社会效益。

如，“丁基橡胶生产技术“于2002年8月用于工业生产中，生产结果表明，该技术已处于国际先进水平。这一关键技术的攻克为企业创造了5亿多元的经济效益。“大型高效搅拌槽/反应器的成套技术及装置”这一共性技术的开发，结束了我国关键的大型搅拌槽/反应器设备长期依赖进口的历史，与国内外技术相比，具有适应性强、单台设备生产能力高、操作弹性大、性能价格比高等特点，有明显的竞争优势。“特殊物料分离技术”已应用在高粘度、易自聚、含固体颗粒物料等270多套装置中。2003年对应用该技术的10家企业近三年的情况作了调查，他们开具的证明表明，三年内取得经济效益13亿元，节省蒸汽一百多万吨，减少化学污染物料排放约4万多吨。这一共性技术的开发应用，对推动行业的科技进步，大幅度提高生产能力、产品质量和经济效益，减少能耗物耗和污染物排放等方面做出了重要贡献。

上述案例说明，关键技术、共性技术对推动行业的科技进步，提高行业的国际竞争力有着十分重要的作用。与企业不同，学校开发的这类技术不求自身独占，而总是力求让更多企业使用，以充分发挥它在推动经济和社会发展中的作用。

扶植、培育新的生长点 加强对高新技术的研究开发

近几年，学校生物化工技术的研究开发得到了长足的发展，环境领域项目明显增加，计算机应用技术研究持续发展，农业工程有关的研究工作开始显现成效。在生物技术加工过程，特别是微生物发酵平台技术和脂肪酶催化，在国内有一定的优势。在生物资源和生物能源领域，开发了从青霉素菌丝体中提取麦角固醇、壳聚糖和氨基葡萄糖的新工艺，先后获得2001年中国石油化工科技进步二等奖，2002年国家发明二等奖。酶法合成生物柴油的小试已于2004年1月通过了技术鉴定。在分离工程和中药现代化方面，开发了中药连续多级逆流多级萃取设备及工艺，获中国商业联合会科学技术进步一等奖、2005年国家科技进步二等奖。

依靠现代化工技术 改造和建立新型化工产业

现代化工技术主要特点是“绿色化，资源高效、集约化，进而改善产品结构，降低资源消耗并从根本上减少环境污染。”利用现代化工技术改造传统化工基地，建立新型化工产业，提高其竞争力具有举足轻重的作用。如：具有国际领先或先进水平的研究成果超重力技术，在长江学者陈建峰教授的带领下，在较宽领域中进行了大量有关超重力高新技术的研究。学校首创超重力法制备纳米材料技术，成功合成出纳米碳酸钙、纳米阻燃剂、纳米电子化学品、纳米白碳黑、复合纳米材料等产品，并成功实现纳米碳酸钙的大规模工业化生产；在世界上首先实现了超重力法油田注水脱氧的商业运行；协助美国Dow Chemical公司建成了世界上最大的超重力反应分离装置，取得了巨大的经济效益；多项超重力反应与分离示范技术已出口美国、新加坡和台湾地区。中心在超重力反应与分离、制备纳米材料技术以及高技术产业化方面走在世界的前列，取得了一批具有国际影响的成果：2001年获北京市科技进步一等奖、2002年获中国高校科学技术（发明）二等奖、2003年获国家技术发明二等奖，近200篇，申请国际发明专利9项（已授权2项），申请国家发明专利35项（已授权10项）。

积极开展科研组织的创新

结合当前国家经济社会发展的重大需求，在基地、团队建设基础上，学校组建安全科学与监控工程中心、国防新材料研究中心、资源与环境研究中心、能源工程研究中心。在这四个中心建设的指导思想中，首先改变了学科建设以学科点申报为导向和目标的习惯做法，其所涉及研究领域大多数尚未完整体现于现有学科专业分类体系中，而是紧密结合了经济社会发展面临的重大问题。学科专业是知识划分和知识生产制度化的产物，学科制度通过规范有效地推动了学科新知识的增长，但同时形成了学科之间相对封闭甚至冲突，不利于学科之间的交流，从而在一定程度上抑制了学科内部的知识创新活力。其次，打破现行人员行政隶属关系的壁垒，包括绩效考核体系、利益分配管理办法等方面对学科交叉与融合形成的人为阻滞因素。第三，通过人事聘任制度的深化改革，加强学科建设中个体责任意识，大力扶植各层次科技创新团队。

加强统筹、协调 实现集成科学和技术、工程的重点突破

由于历史原因，学校在科研基地建设方面相对薄弱。通过努力，学校近年新增2个北京市重点实验室、2个教育部重点实验室和1个教育部工程中心。

全球性资源匮乏和行业资源消耗高，已成为制约化学工业发展乃至国民经济发展的首要矛盾。学校以“可控化学反应科学与技术基础可控化学反应科学与技术基础”教育部重点实验室为基础，瞄准化工与资源的学科交叉点――化工资源有效利用，积极组织协调，按照以化工手段解决资源问题为主导思想，充分利用学校化工、材料和化学3个一级学科布局紧凑、专业方向完整的优势，通过化学、化工及材料等学科间的交叉、渗透和整合，形成以化工资源有效利用为特色方向，“化工资源有效利用”国家重点实验室已经纳入建设计划。

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【关键词】煤化工；工艺条件；反应体系；有效气体；化学平衡；评价指标；综合效益

0 引言

气流床气化过程实际上是煤炭在高温下的热化学反应过程，涉及气化剂与煤之间的反应，以及反应产物与煤、反应产物之间的化学反应，因此，气流床煤气化反应是一个及其复杂的反应体系。在此反应体系中，煤会发生一系列复杂的物理变化和化学变化，主要过程有粉煤的干燥、裂解，挥发分的析出、燃烧，以及煤焦、挥发分与气化剂的反应等。这些变化主要取决于煤种，同时也受温度、压力和气化炉型式等的影响。

1 气化过程的主要反应

1.1 热解过程的主要反应

煤热解的化学反应异常复杂，其间反应途径甚多。煤热解反应通常包括裂解和缩聚两大类反应。在热解前期以裂解反应为主，而热解后期以缩聚反应为主。一般来讲，热解反应的宏观形式为：

1.1.1 裂解反应

根据煤的结构特点，裂解反应大致有四类。

1）桥键断裂生成自由基。桥键的作用在于联系煤的结构单元，在煤的结构中，主要的桥键有：- CH2 - CH2 -，- CH2 -，- CH2 -O-，-O-，-S-S-等。它们是煤结构中最薄弱的环节，受热后很容易裂解生成自由基。并在此后与其他产物结合，或自身相互结合。

2）脂肪侧链的裂解。煤中的脂肪侧链受热后容易裂解，生成气态烃，如CH4，C2H6，C2H4等。

3）含氧官能团的裂解。-OH煤中含氧官能团的稳定性顺序为：-CH>=C=O>-COOH

羟基（-OH）最稳定，在高温和有氢存在时，可生成水。碳基（=C-O）在400℃左右可裂解生成一氧化碳。羧基（-COOH）在200℃以上即能分解，生成二氧化碳。含氧杂环在500℃以上也有可能断开，放出一氧化碳。

4）低分子化什物的裂解。煤中以脂肪结构为主的低分子化合物受热后熔化，并不断裂解，生成较多的挥发性产物。

通常煤在热解过程中释出挥发分的次序依次为：H2O，CO2，CO，C2H6，CH4，焦油，H2。

上述热分解产物通常称为一次分解产物。

1.1.2 二次热分解反应

一次热分解产物中的挥发件成分在析出过程中，如受到更高温度的作用，就会产生二次热分解反应。主要的二次热分解反应有以下四类：裂解反应、芳构化反应、加氢反应、缩合反应。因此，煤热解产物的组成不仅与最终加热温度有关，还与是否发生二次热分解反应有很大关系。

在煤热解的后期以缩聚反应为主。当温度在550-600℃范围内时，主要是胶质体再固化过程中的缩聚反应，反应的结果是生成了半焦。当温度更高时，芳香结构脱氢缩聚，即从半焦转变为焦炭。

1.2 气化过程的主要反应

气化反应按反应物相态的不同而划分为两种类型的反应，即非均相反应和均相反应。前者是气化剂或气态反应产物与固体煤的反应；后者是气态反应产物之间相互反应或与气化剂的反应。在气化装置中，由于气化剂的不同而发生不同的气化反应，亦存在平行反应和连串反应。煤气化反应一般分为三种类型碳一氧之间的反应、水蒸气分解反应和甲烷生成反应。

1.2.1 碳一氧之间的反应碳与氧之间的化学反应主要有：

C+O2=CO2

2C+O2=2CO

C+CO2=2CO

2CO+O2=2CO2

上述反应中，碳与二氧化碳之间的反应C+CO2=2CO是一较强的吸热反应需在高温条件才能进行反应。除此反应外，其他三个反应均为放热反应。

1.2.2 碳与水蒸气的反应

在一定温度下，碳与水蒸气之间发生下列反应：

C+H2O=C0+H2

C+2H2O=C02+2H2

上述两反应均为吸热反应。反应生成的一氧化碳可进一步和水蒸气发生如下一氧化碳变换反应：

CO+H2O=CO2+H2

该反应为一放热反应。

1.2.3 甲烷生成反应

煤气中的甲烷，一部分来自煤中挥发物的热分解，另一部分则是气化炉内的碳与煤气中的氢气反应以及气体产物之间反应的结果。

C+2H2=CH4

3H2+CO=CH4+2H2O

2CO+2H2=CH4+CO2

CO2+4H2=CH4+2H2O

上述生成甲烷的反应，均为放热反应。

1.2.4 煤炭中还含有少量元素氮（N）和硫（S）等

它们与气化剂以及反应中生成的气态反应产物之间可能进行的反应如下：

S+O2=SO2

SO2+3H2=H2S+2H2O

SO2+2CO=S+2CO2

2H2S+SO2=3S+2H2O

C+2S=CS2

CO+S=COS

N2+3H2=2NH3

N2+H2O+2C0=2HCN+1.5O2

N2+xO2=2NOx

由此产生了煤气中的含硫和含氟产物。这些产物有可能产生腐蚀和污染，在气体净化时必须除去。其中含硫化合物主要是H2S，COS、CS2和其他含硫化合物仅占次要地位。在含氮化合物中，NH3是主要产物，NOx（主要是NO以及微量的NO2）和HCN为次要产物。上述反应对气化反应的化学平衡及能量平衡并不起重要作用。气化反应为煤炭气化的基本化学反应。不同气化过程即由上述或其中部分反应以串联或平行的方式组合而成。上述反应方程式指出了反应的初终状态，能用来进行物料衡算和热量街算，同时也能用来计算由这些反应方程式所表示反应的平衡常数。但是，这些反应力程式并不能说明反应本身的机理。

2 气流床煤气化工艺性能主要评价指标

2.1 有效气体成分含量

煤气是CO、H2、CO2、CH4、N2、NOx、H2S、SO2等多组分混合气体，同时还含有未完全反应的O2和水蒸气，CO和H2是煤气中的主要成分气体，其总量一般在70%以上。对于煤气燃烧利用而言，CO和H2是煤气中关键的可燃成分，增加CO和H2的含量，可以提高煤气的热值。同时，对于合成氨、甲醇等煤化工工业而言，CO和H2是重要的原料气。在煤化工生产过程中煤气中的CO需先经变换工段与水发生变换反应，生成H2和CO2，再对CO2进行脱除，H2用于氨/醇合成。因此，CO%，H2%以及（CO+H2）%反映了煤气的有效成分的结构构成，是煤气质量效果评价的极为重要指标。其计算公式如下：

2.4 煤气化消耗指标

煤气化消耗指标是反应气化过程经济性的评价指标。煤气化消耗指标是指生产单位煤气有效成分（CO+H2）所消耗的煤炭量或气化剂量。工业上，单位煤气有效成分常采用1000m3的（CO+H2）为单位。煤气消耗指标主要包括比煤耗、比氧耗、比汽耗。其计算公式如下：

考察上述煤气化性能评价指标，可以看出这些气化性能评价指标并不完全独立。其中有效气体含量指标（CO+H2）%与CO%和H2%完全相关，而各类消耗指标比煤耗、比氧耗和比汽耗与产气率、碳转化率及己知的工艺条件如投煤量、氧量和蒸汽量等相关。鉴于此，本文研究所涉及的煤气化性能评价指标仅取相互独立的评价指标，具体为CO%、H2%、产气率和碳转化率。

3 结束语

总之，为了实现高碳资源的低碳化利用，我们必须逐步改变当前这种传统意义的煤炭转化利用方式转而促进能够有效提高煤炭转化效率和质量，且环保效益好的以煤气化为核心的新型煤化工的有序发展，而气流床煤气化技术将在新型煤化工中发挥着重要作用。

【参考文献】

[1]廖汉湘.现代煤炭转化与煤化工新技术新工艺实用全书[M].合肥：安徽文化音像出版社，2004.

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关键词:工作过程系统化;学习领域;课程设计

在高职教育加强内涵建设、提高教学质量的今天,进行课程改革、重构课程体系,转向以基于工作过程系统化的行动体系课程改革已是大势所趋。十堰职业技术学院自2006年以来,大力开展职业教育改革,深入加强内涵建设,经过探索和实践后逐渐形成了具有鲜明特色的基于工作过程系统化的“211”(公共平台+专业基础平台+学习领域+拓展)高职课程体系,并且全面进行学习领域课程开发建设工作,现已开发了47门课程,实施效果良好,深受学生喜欢。现以《电子产品工艺》课程为例介绍如何进行基于工作过程系统化学习领域的课程设计。

一、课程定位

1.课程性质

本课程是我院应用电子技术专业的一门学习领域课程,是通过调研毕业生就业岗位,分析归纳岗位中的工作任务,从中提炼出典型工作任务――电子产品工艺,然后将其转化成学习领域课程。本课程针对电子产品生产技术员、工艺员等工作所从事的识读和编制电子产品工艺文件、测试电子元器件、焊接电子线路板、装配整机、检验产品质量等工作任务进行分析后,归纳总结出来其所需求的电子产品组装、调试、检测等能力要求而设置的学习领域课程。

2.课程作用

通过本课程学习,学生能够结合工艺规范,掌握现代电子产品生产企业的产品制造设备操作方法、电子产品装配工艺、SMT技术等方面知识,完成电子产品装配与检测,编写工艺文件,进行工艺过程管理等工作任务,为学生将来在电子产品工艺技术岗位工作奠定基础。

二、课程设计理念和思路

1.课程设计理念

充分体现工作过程系统化学习领域课程的特性,具体是:基于电子产品工艺工作过程来设计课程的理念;职业技能训练与职业素质培养并重的理念;将职业资格证书融入学习领域课程的理念;教、学、做合一的理念;校企合作,联合设计、开发和实施课程的理念;课程资源充分共享的理念。

2.课程设计思路

本课程设计开发以“电子产品工艺”典型工作任务为依据,按照工作过程系统化对从业人员工作职业能力要求先确定学习内容,然后选择合适的课程载体和学习载体,再设计学习情境,采用教、学、做合一的教学模式,完成学习性工作任务,培养学生电子产品工艺的职业能力,具备从事该工作的职业素质。

三、课程能力和课程目标的确定

1.能力目标

能按照工艺要求进行元器件检验、元器件插装;能手工或使用设备完成焊接、装配,并进行质量检验;能识读和编制装配指导书、检验作业指导书、产品调试作业指导书等工艺文件;能选择并使用测试仪器进行产品功能测试,并能评价测试结果。

2.知识目标

掌握电子产品生产有关专业术语和质量校验标准,并能使用专业术语与人交流;掌握电子产品生产工艺流程和工艺设计方法;掌握SMT技术的基本理论和SMT工艺流程;了解电子工艺国家标准和行业标准。

3.素质目标

具有能适应企业环境,融入企业文化的能力,严明的纪律性和对企业足够忠诚度;具有团队协作精神、产品质量和环境保护意识、工作责任心、良好的社会责任感。

4.证书目标

完成本学习领域学习后,鼓励学生通过考试,获取电子产品装接工职业资格证书。

四、课程内容的选取

主要内容包括4个部分(表1),教师根据实际情况将这4个部分合理安排在相应学习情境中去。

五、载体的选择

课程内容确定后,在工作过程中需要有合适的载体承载这些学习内容,怎么选择呢?根据载体的“三性”,一是典型性,即能满足课程的能力目标和知识目标的实现,适合实际教学要求,起到举一反三的效果;二是真实性,即真实的企业产品生产工艺过程;三是可迁移性,即根据工作过程构建的学习情境,学生掌握的知识和技能,在另外一个企业和岗位还可以继续使用,有利于学生就业。据此,我们选择电子产品生产企业类型为课程载体,以小企业产品(稳压电源)、中企业产品(FM调频收音机)、大企业产品(微控制器)为学习载体。

六、学习情境的设计

载体确定后,根据课程内容,要设计每个学习情境,基于工作过程系统化的课程学习情境,强调的是如何使学生学会工作,其设计从实际工作出发,不仅要引起学生的学习兴趣和探究欲望,而且还要让学生按照实际工作的操作过程和规范来解决问题。下面以学习情境三为例,见表2。

七、课程实施

1.教学组织

在整个教学活动中应以学生为主体,让学生全面参与咨询、计划、决策、实施、检查、评估的教学全过程,培养学生自主学习的习惯,教师仅是教学过程的组织者、咨询者和伙伴。

具体采用的教学组织形式为:一是采用“生产线教学”,分组实施,学做合一:将班级学生6-8人分为一组,组成生产线的每个组选出一位线长,线长负责本线的生产、组织与管理,学生分工合作,协同工作、相互学习,完成任务;教师主要充当技术主管的角色,进行整个线的过程监控、反馈处理、技术咨询、故障处理,让学生身为“准员工”体会真实的工作环境和工作工程进行学习。二是课内、课外相结合:较大的任务可利用部分课外时间完成,以此培养学生自我学习、自我调控的能力。还可组织能力较强、学习积极性高的学生参加电子创新小组,参与实际设计与生产工作。

2.实施条件(师资要求、设备要求)

教学团队要求:教学团队控制在师生比1:10左右,专兼职教师比例在1:1;熟悉电子产品生产工艺;熟悉电子产品生产过程;具有电子产品生产管理的实践经验;具有丰富的教学经验。

设备要求:能满足8人为一组的电子产品组装、装配、焊接、返修等流程的电子工艺设备。

3.学习场所

理实一体化教学和任务训练在多媒体电子工艺实训中心进行;电子产品制造工艺参观、生产实习在校外实训基地进行。

八、考核与评价

1.学业考核(以学习情境三为例)

教师或师傅根据学生完成任务情况:产品质量(15%)、工作态度(15%)、记录与报告(15%)、现场答辩或汇报(15%)、笔试(40%)进行过程和水平相结合的考核。

2.教学评价与效果

对教学过程及预期效果的评价采用如下方式进行:

一是学生评价:利用学生信息员制度及时反馈教师日常教学情况,学期末由学生对课程进行教学评价,占教学评价的60%。二是系(部)评价:由教学督导和系评价小组对教学环节进行3-5次定期或不定期的测评,占教学评价的40%。本课程经过在我院应用电子技术专业2007级和2008级学生实施后,有60%-85%的学生在专业兴趣、操作能力和职业能力上明显提高,教学评价优秀。

参考文献:

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【关键词】公共利益；表现；方向

在经济高速增长和社会转型的背景下，我国城市发展重点由单纯的外部扩张逐步转向外部扩张与内部挖潜并进，对城市规划提出了新的要求。公共利益作为城市规划工作的目的，也是工作过程当中必然涉及到的多项政策工具的必要前提和基础。《物权法》的出台标志着国家对保护私人财产权利进入一个新的阶段。而由于对公共利益衡量标准的法律空白，及对其理解的莫衷一是，导致城市规划在落实过程中困难重重。

1 在我国．最近几年来地方规划局被市民已经不是什么新鲜事了．其中出现频率最高的是居民为了维护自己的采光权、通风权等基本权益规划局，其次是业主或开发商状告规划局行政不作为。作为行政主管部门，我们可以把其特点概括为以下几个方面：

1.1 公共利益的统一性与冲突性。在城市规划中, 某些宏观公共政策如城市发展方向、城市性质、战略目标等比较容易得到公众认可, 取得所有利益主体认同的公共选择当然体现了公共利益, 这时的决策体现了公共利益的统一性。但是, 城市规划中很少再有符合所有人利益的政策, 几乎所有决策都处在各种利益的冲突之中,基于自身利益或价值判断, 各方利益主体围绕某一城市问题提出不同的主张, 并试图通过各种方式影响城市规划, 使规划决策导向利于自己。所以, 城市规划决策中冲突无时不在, 无时不有。

1.2 公共利益的公共性和非盈利性。公共物品和公共服务是公共利益主要的、现实的物质表现形式。同时, 城市规划中所涉及的基础设施和公共空间的基本特征是不与经济利益挂钩, 非盈利性,保证城市市民能够公平、合理、非排他性地享用。

1.3 公共利益的长期性与短期性。城市规划管理维护的公共利益(合理用地,绿地建设, 城市景观, 环境保护等) 是需要长期发生影响、间接才对社会起作用的“软”利益。因此, 城市规划中公众利益的实现是一个过程, 在其间必然有长期和短期的矛盾;公众利益的实现不能一蹴而就,需要分建设时序逐步完成的。

1.4 公共利益与公众代价。城市规划作为公共政策的一部分, 就其性质和功能来说, 公共政策带来的利益和付出的代价并不需要, 事实上也很难集中于同一社会群体身上, 城市规划需要从全社会的角度来统筹公众利益。

2 结合以上城市规划中设计的利益问题，结合四个特点，提供以下方式用以衔接利益群的关系：

2.1 从规划师角度：

在现实生活中，每个人都有一定的利益追求，规划师也不例外。实际上他们一直处于一种公共利益价值观与个人私利追求的矛盾之中。虽然规划教育和职业道德约束总是在培养着规划师的社会责任感．但是，人们对于自身利益的追求是一种根深蒂固、与生俱来的欲望。人首先是自利的，其次才是公利的，尤其在一个经济尚不够发达、法制还不够健全、社会价值观正处于急剧变化之中的转型社会，人们的这种自利性往往有可能会不断膨胀．乃至发展到影响他人利益和公共利益的地步。比如，一名规划师可能为了自己的经济收入或实现升迁的愿望而放弃规划原则，也有可能为了换取某种特权而不恰当地泄露某些信息．比如向开发商透露规划的某些内部决策．开发商因此获得巨大经济利益．他也因此可能得到某种形式的回报，更不用说一些规划师违纪国法．．凭借手中的权力，换取个人私利．走向腐败与犯罪的不归路。值得一提的是，随着各地规划设计院开始转制。也随着注册规划师制度的逐步推行，我国相当一部分规划师的工作性质正在悄然发生着变化。他们不再是受雇于政府、对于城市整体发展负责的专业人员．而是受雇于机构．其职业的首要目标是服务于就职的机构，他们在遵守国家有关法律法规的前提下，致力于实现其雇主(所在规划院、规划咨询与设计公司)利益的最大化，并从中获得自身利益的相应回报。这样一种基于经济承包原则的关系既有可能带来社会公共利益的最大化．也有可能与社会公共利益相冲突。这些年来一些规划院自身的产值和利润成倍增长．而他们所编制的规划并没有真正起到应有的社会作用，这固然有客观的原因，但是不可否认的事实是，在这样一种体制条件下．规划师个人的自利性得到了极大的调动．如果没有必要的职业道德约束，公共利益极有可能被置于一个不恰当的位置上。

作为知识阶层的一部分，规划师是当今社会利益集团的一个组成部分，这个利益集团有着自身的利益追求。关于当今社会利益集团的划分．不同的学者有着不同的看法．有人将其划分为四种利益集团，即权力集团、资本集团、劳动力集团和知识集团。具体到城市规划师而言，他们既可能是属于知识集团中的专业技术人士．又可能有一些属于权力集团的范畴。一部分规划师本身在政府部门工作，手中掌控着大量的行政资源，特别是规划审批权也有一部分规划师虽然在技术部门或企业单位工作．但是由于其与政府行政部门千丝万缕的联系．也在客观上扮演着“准管理者”的角色。事实上属于权力集团的一员或者兼具权力集团与知识集团的优势。

2.2 从社会机制方面：

城市规划必须研究社会利益机制问题，尤其是必须研究社会主义市场经济体制下的产权制度问题。只有充分了解社会的需求，了解了社会个体的需求， 才有可能从中发现，达成社会公共利益，才有可能通过土地利用，空间开发等媒介来维护和实现公共利益。

2.3 从社会宏观政策方面：

城市规划学科要实现从技术科学向政策科学的转变。引进政治学，经济学和社会学的研究成果，更好的学会将城市规划放在其运行的社会经济环境中加以研究，学会从社会的本源上研究土地利用与空间发展问题，这才有可能真正实现城市规划的科学化。

2.4 从利益自身出发：

必须在法律上明确，在实际操作中确立城市规划中的利益诉求机制。既然规划的核心问题是利益协调问题，那么就不能按照一般的技术问题或工程问题进行规划决策，要从制度上保证社会不同利益群体有公平的机会参与到规划决策程序中来，必须彻底改变由少数社会精英把持城市规划的局面。

由此可见，在社会大的背景条件下，政府宏观调控各种利益关系，规范规划师道德水平，从利益群自身出发都是实现社会利益、民众利益、规划利益统一的必要因素。

参考文献