發布時間:2023-11-07 10:04:16
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化學工程與工藝。化學工程與工藝專業為廣東省名牌專業,培養從事化工生產、科學研究、產品開發、管理、營銷等工作的高級工程技術人員。本專業要求學生掌握化工生產過程的基本原理、方法、工藝和設備的特點和規律,既可在化學反應工程、傳質與分離工程等傳統化工領域從事科研和設計,又可在生物化工、環境化工、精細化工、能源化工、高分子化工等相關領域從事新工藝、新產品、新技術的研究與開發。主要課程:物理化學、流體力學與傳熱、傳質與分離工程、化工熱力學、化學反應工程、化工系統工程、精細化工、化學工藝學、生物化學工程、現代分離技術、環境工程、能源工程、新材料導論、化工商務、現代化工物流技術、化工自動控制、計算機應用等專業基礎課程和專業課程。畢業生可在基礎化工、石油化工、生物化工、輕工、冶金、能源、環境、化工物流、化工貿易等部門從事生產、設計、科研和產品開發、管理、教學、營銷等工作,也可到金融、商檢、外貿、海關、公安、政府部門等從事相關工作,或攻讀更高的學位。畢業生適應面廣,能力強,深受用人單位的歡迎,近年來一次就業率多次達到100%。
應用化學。創辦于上世紀80年代初,為國內最早創辦的應用化學專業之一,2005年被評為廣東省名牌專業。目標是培養具有較系統的化學理論基礎和實驗技能以及良好的綜合素質和創新精神,能夠進行應用化學領域的研究、開發、生產、管理的高級科技人才。要求學生在較扎實地掌握工科公共基礎、外語、計算機技能的基礎上,系統地學習化學方面的基礎知識、基本理論、基本技能以及相關的工程技術知識,受到應用基礎研究方面的科學思維和科學實驗訓練,能從事應用化學專業,尤其是精細化學品化學、工業分析,應用電化學和現代測試技術等專業方向的實際工作和研究工作。主要課程:無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、儀器分析、流體力學與傳熱、傳質與分離工程、化工原理實驗、結構化學、分離化學、無機功能材料、無機合成、精細化學品概論、有機合成、有機分析、環境化學、工業分析、商品理化檢驗、膠體與界面化學、催化及能源化學等專業基礎課程和專業課程。畢業生可在商品檢驗、食品檢驗、環境保護、環境監測、化工安全評估、涂料、醫藥、洗滌用品、化妝品等相當廣闊的領域就業,近年來一次就業率近100%。也可以攻讀更高學位。
能源工程及自動化。本專業培養具備能源基礎理論和工程知識,能從事在石油化工、天然氣輸送及利用、電力生產及自動化、制冷與空調等傳統能源領域及太陽能、生物質能、風能等可再生及新能源領域進行研發、工程建設及運行管理工作的跨學科復合型高級人才。能源工業是國民經濟的支柱產業,廣東省是能源消耗大省,且一次能源匱乏,電力產業發展迅速,夏季時間長,空調和食品冷藏需求旺盛,液化天然氣(LNG)的引入及惠州、湛江等幾個石油化工基地的建設將使廣東能源結構發生很大的變化。本專業將為能源工程領域培養急需的高級專門人才。本專業主要學習:化工原理、工程熱力學,流體力學,傳熱學,換熱器原理與設計,制冷技術、工業催化、天然氣開采與利用、燃氣輸配、燃氣燃燒與應用、石油煉制等基礎及專 24業課程。學生將在專業學習階段分為石油化工及天然氣利用兩個模塊。畢業生可在石油煉制、天然氣輸配、電力生產、制冷空調、能源化工、可再生能源開發、高等院校等從事生產、管理、設計、營銷、教學、科研工作,也可攻讀更高學位。自2004年創辦以來,本專業畢業生供不應求,一次就業率均為100%。
制藥工程。本專業培養德、智、體全面發展,適應21世紀制藥工程發展需要,具有制藥工程專業知識,能在醫藥、農藥、生物化工、精細化工、輕工和環境保護等部門從事醫藥產品生產工藝、新藥研究與開發、醫藥企業管理、醫藥產品營銷等方面工作的高級工程技術人才和管理人才。學生主要學習有機化學、物理化學、藥物化學、藥理學、制劑學、生物化學、化工原理、制藥工藝學、制藥工程學、制藥分離技術、制藥過程控制原理與儀表、計算機應用、藥品營銷、藥事管理與法規等。畢業生可在制藥企業、醫藥公司、醫療衛生、高等院校從事生產、管理、設計、營銷、教學、科研和藥品開發工作,也可到金融、商檢、外貿、海關、公安、政府部門等從事相關工作,或攻讀更高學位。制藥工程專業涉及化學制藥、生物制藥和天然產物(包括中藥)制藥三大方向。本專業將在專業知識,創新能力和業務素質三方面對學生進行綜合素質的培養和訓練。畢業生知識面寬、適應能力強,就業前景廣闊,近年來一次就業率均為98%。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞:化學反應工程;工程意識;安全意識;經濟意識
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)16-0159-02
化學反應工程課程是一門涉及物理化學、化工熱力學、化工原理、優化與控制等知識領域,內容新穎而難點較多的專業基礎課,是理論性、綜合性和工程性都很強的課程,是化學工程與工藝專業的核心課程。該課程對于培養學生的工程能力,提高學生分析、解決實際工程問題的綜合能力具有十分重要的作用。化學反應工程的研究對象是工業反應過程,其基本內容包括反應動力學和反應器設計與分析兩大部分。工業反應過程中的動力學不僅包含反應的本征動力學,還涉及工業反應過程中的流動、傳熱及傳質;反應器設計與分析,不僅要進行反應器結構設計、反應體積計算,還要根據工藝過程的特點和工程實際情況,進行最優操作條件確定、最佳工況分析控制等。此外,該課程還涉及到工藝過程的安全性和經濟性。由此看來,該課程的內容涉及多門學科、交叉性強。因此,教師在課堂教學中,不僅要向學生傳授化學反應工程的基礎知識,還要潛移默化地強化學生的工程意識、安全意識以及經濟意識,提高學生分析問題和解決問題的綜合能力,使學生畢業后能夠學以致用,更好地適應社會需要,成為高素質的化工技術人才。
一、工程意識的強化
作為一門工程性很強的課程,讓學生建立起工程觀念和掌握解決工程問題的方法顯得尤為重要。作為教師,在課堂教學過程中,應結合課程的具體內容,系統地闡述、剖析和總結所涉及的工程實際問題,給學生以啟迪和引導,強化學生的工程實踐意識。化工過程的工程性尤其表現在實際問題上,往往涉及多種工程因素,各種因素之間存在著交互影響。在處理問題時常采取合理的近似,抓住主要矛盾,揭示過程的基本規律,以指導解決工程問題。例如,氣固相催化反應過程的宏觀反應速率,不僅受到反應物濃度、溫度等的影響,還受到催化劑結構以及傳質、傳熱等因素的影響。反應工程采用的處理方法是:引入內擴散有效因子來反映催化劑顆粒內傳遞過程對反應的影響,用曲折因子描述催化劑內復雜的孔結構,對球型或無限長圓柱或薄片催化劑建立其內擴散的一維模型,從而得到等溫一級不可逆反應內擴散有效因子的解析。由此可以揭示內擴散過程的基本規律,表明宏觀反應速率與本征反應以及內、外擴散之間的關系,給工業催化劑顆粒大小、形狀和結構設計指明方向。工程問題的研究往往是從理想化模型入手,然后再一步步深化到復雜的實際問題。例如,對連續流動反應器的設計計算,首先從兩種理想情況――全混流反應器(CSTR)和活塞流反應器(PFR)入手,建立其理想化的模型方程,對模型方程進行求解計算。但是,并不是所有的連續釜式反應器都具有CSTR的特性,也不是所有的管式反應器都符合PFR的假設。要計算非理想流動反應器的轉化率及收率,應該依據反應器的停留時間分布,采用對理想流動模型進行修正,或者是將理想流動模型與滯留區、溝流、短路等作不同組合的方法,建立適宜的流動模型,然后進行求解計算。由理想流動模型到非理想流動模型設計計算的轉變,學生往往不易接受和掌握,這是在授課過程中尤其要強調的。對工業反應過程進行研究,要注重將對過程中本征化學反應的研究以及對過程中諸如返混、傳質、傳熱等物理過程的研究相結合,即將化學因素和工程因素相結合,進行綜合分析,指導反應器設計及操作。例如,對于中間產物P為目的產物的連串反應:APQ,要提高目的產物P的選擇性,需要在較高的反應物A濃度和較低的中間產物P濃度下進行。而反應器中的返混會造成反應物濃度普遍降低、生成物濃度普遍升高,因此返混對該連串反應是不利的。采用連續操作時,應該選擇接近活塞流的管式反應器,或接近全混流的多級釜式反應器串聯;在加料方式上,分段或分批加料會使反應器中A濃度下降,不利于P選擇性的提高。諸如此類化學因素與工程因素的結合,往往是學生的薄弱環節,應通過教學過程中多個類似事例的分析總結,逐步強化學生的工程意識,提高綜合分析能力。
二、安全意識的強化
化工生產一般都具有易燃、易爆、易中毒等特點,大型化工企業生產過程多具有工藝復雜、連續性強、安全隱患多的特點,一旦發生事故則波及面廣、影響范圍大、后果嚴重。安全生產要貫穿于生產的全過程,從項目的設計、施工、安裝到竣工驗收、試運轉、投入生產,各個環節都應以安全為前提。在課堂教學過程中,要強化安全意識,使學生懂得安全與生產技術密切相關,設備設計計算、操作條件的確立和優化必須以安全為主。在講授到反應器的飛溫及參數敏感性時,尤其要強調安全的重要性,一個設計合理的反應器必須在穩定而又不敏感的狀態下操作。許多石油化工產品的生產采用催化氧化工藝,例如,乙烯在銀催化劑上氧化合成環氧乙烷是強放熱復合反應,主要副反應是深度氧化生成二氧化碳和水,副反應的熱效應和活化能都大于主反應,一旦反應溫度超過某一數值,副反應加劇,溫度劇烈升高,又加劇了深度氧化副反應,造成系統溫度迅速升高的飛溫現象,控制不當,會引起爆炸。另外,在實際工業過程中,各種工藝參數如進料溫度、進料濃度、進料流量、冷卻介質溫度和空速等不可避免地存在著擾動,如果在參數敏感區域操作,微小的波動就可能導致“熱點”溫度發生很大的變化,甚至造成飛溫和事故。對于具有強放熱深度氧化副反應的有機物催化氧化反應,這一點必須重視[1]。因此,在反應器設計及操作中,應首先考慮穩定性和參數敏感性條件的限制,這是關系到生產安全的大問題。在講授反應器熱穩定性內容時,涉及到著火點與熄火點,教師應引導學生分析著火與熄火現象對反應器操作控制的重要性,特別是開停工的時候尤其應該重視。例如,在熄火點附近操作時,操作條件稍有波動,則易產生降溫以致溫度過低,會造成反應速率降低甚至終止反應。操作溫度若是在著火點附近,進料溫度稍有改變,便會產生超溫,可能出現燒壞催化劑或者發生爆炸事故[2]。因此,從設備設計到操作條件的確定,都應以安全作為前提。從課程學習階段就培養學生的安全意識尤為重要。
三、經濟意識的強化
一種化工產品的獲得常常有多種途徑,不同途徑所消耗的資源是不同的。對于確定的工藝路徑,如果所采用反應器的型式、操作條件、催化劑結構等不同,所消耗的人力、物力、財力等就會有相當大的差別。因此,要對化工過程進行優化,即在滿足安全(如爆炸限、催化劑、設備材質的耐溫極限)、環保(如有害物質的最高排放量)、產品質量等方面的前提下,尋求能達到最經濟的過程結構、設備型式和設備尺寸以及操作條件。反應器的操作狀況對化工生產過程的技術經濟指標往往具有決定性的影響,而經濟指標歸根結底又是由技術指標決定的[3]。化工工藝人員進行化工設計的主要任務就是根據工藝過程的特點,確定設備型式和設備尺寸、最佳操作條件等內容。因此,對學生進行經濟意識的強化是很有必要的。在工藝條件的確定方面所涉及到的基礎知識,學生一般都學過,關鍵是不知何時用或者如何應用,不會綜合分析,這就需要教師多用事例進行分析說明,使之潛移默化地逐漸掌握。例如,關于氣固相催化反應最佳操作壓力的確定:反應壓力影響工藝過程的動力消耗以及設備投資,最佳操作壓力的大小與工藝過程的特點、催化劑的活性溫度等有關。①從能耗上看:壓力大小將影響原料氣壓縮功、循環氣壓縮功以及產品分離的功消耗。②從催化劑活性溫度來看:對于體積減小、可逆放熱的氣固相催化反應,壓力升高,對平衡有利,溫度升高對平衡不利。但若由于催化劑溫度范圍的限制,必須達到一定的反應溫度,則只能用提高壓力,以提高平衡常數來達到較高出口轉化率的要求。此時,其后續分離過程、循環過程有可能簡化,以降低設備費用及操作成本。因此,最佳操作壓力的高低,應綜合考慮多種因素,按著總體經濟效果最優的原則來確定。又比如,對氣固相催化反應,固體催化劑顆粒尺寸(相當直徑ds)是一個重要參數,它影響到宏觀反應速率和反應器壓降。如ds小,則內擴散影響小,宏觀反應速率高,催化劑用量減少。但ds小,床層空隙率低,對于體積流速一定的氣體通過床層時的壓力增大,從而增加過程的動力消耗。因此,ds的大小,要考慮到氣流、床層特性以及其他具體情況,綜合分析來確定。
在化學反應工程課堂教學中,教師不僅要向學生傳授化學反應工程的基礎知識,更應該通過對具體事例的分析,啟發學生認識工程問題的特點,掌握將基礎理論應用于解決實際工程問題的方法;使學生意識到工藝過程的設計計算、操作條件的確立要以安全生產為前提;要學會按著工藝過程的特點進行綜合分析,以確定工藝過程的技術指標,使工藝過程更加經濟可行。總之,要強化學生的工程意識、安全意識以及經濟意識,培養學生分析問題、解決問題的綜合能力,使學生畢業后能夠學以致用,很快地滿足工作需要。
參考文獻:
[1]朱炳辰.化學反應工程[M].北京:化學工業出版社,2007:167.