化學反應工程原理精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇化學反應工程原理范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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關鍵詞:化學反應工程;教學改革;教材;實施方案

《化學反應工程》課程是化工類及相關專業的核心課程之一，屬于本專業重要的專業基礎課和必修課，在化工類學生的培養過程中起著舉足輕重的作用?；瘜W反應工程是一門研究與化學反應工程相關問題的一門科學技術，是從上世紀30年代初萌生到50年代末形成的一門由過程控制、傳遞工程、物理化學、化工熱力學、化工工藝學、催化劑等相關學科互相交叉互相滲透而演變成的一門邊緣學科［1］。通過近幾年的教學經驗和調查研究發現，學生普遍認為化學反應工程是大學課程中最難學的基礎課程之一，學習過程中發現理論計算公式復雜，反應器種類繁多，課程學習結束后感到一頭霧水，抓不住重點。因此，面對這樣一門課程，如何進行教學，讓學生理解起來更加形象生動，從更本上改變化學反應工程的教學現狀是我們目前的重要任務。本文結合不同種類高等學校選用教材的特點和差異，并根據我?；I的特色，提出了《化學反應工程》課程教學的側重點，從多方面對本課程的教學提出了改革實施方案。

1《化學反應工程》教學在化工專業中的作用

化學反應工程的主要任務是研究化工生產過程中反應器內的反應規律和傳遞現象，使化學反應實現工業化生產的一門技術科學，是提高化工生產技術所必需的科學技術理論。化學反應工程在化學化工領域中起著舉足輕重的作用，目前各種化學品的生產和應用無不借助于化學反應工程相關的理論知識。在20世紀40年代，一個化學反應過程的技術開發到真正的工業生產大概需要十年以上的時間，而現在只需要三到五年。此外，隨著計算機技術的快速發展，中試試驗的規模不斷縮小，試驗的次數也不斷減少，大大加快了化工廠建設的步伐，降低了投資建設的成本［2］。因此，作為一門理論教學課程，將化學反應工程這門課程作為化工專業方向的重點課程進行建設，對于高等學校教學改革的促進、本科教學質量的提高、優秀化工專業人才的培養具有十分重要的意義。濟南大學作為一所省部共建的大學，化學工程與工藝專業一直是本學校的特色學科，學校對化工類學生的培養目標一直是培養應用型高技術的人才，每年為我國的精細化工和石油化工行業輸送大約240名高水平人才，對精細化工和石油化工行業的發展起到重要的作用。為此在化學反應工程教學過程中，我們緊密結合我校的特點和化工實際生產的需要，著重提升學生的反應工程知識儲備，培養學生分析解決實際工程問題的能力，并在教學過程中不斷地進行教學改革和實踐，把課程、教材的理論研究和教學方法相結合，不斷提升《化學反應工程》的教學效果。

2不同類型高校選用教材的特點和差異

直到20世紀70年代，化學反應工程的相關研究成果才開始被大量地介紹到國內，其中華東理工大學的陳敏恒教授，天津大學的李紹芬教授，浙江大學的陳甘棠教授，四川大學的王建華教授等是國內最早從事反應工程教學的學者。到了80年代以后，國內從事化學反應工程學科教學研究的隊伍迅速壯大，并且化學反應工程的研究逐漸滲透到各種化工領域，與世界研究水平之間的差距也不斷縮小，不同版本的教科書和各種各樣的專著也相繼出版。反應工程已經成為我國化工類專業學生的一門非常重要的專業課程。目前國內已有120所大學和科研單位培養化工類相關專業的人才，例如清華大學、天津大學、華東理工大學、北京化工大學、中國石油大學、南京工業大學、浙江大學、大連理工大學、四川大學、華南理工大學和濟南大學等。目前化學反應工程學科正在蓬勃發展，由于國內高校地區和專業特色的不同，不同高校在化學反應工程教材選擇上也存在差異，各有各的特點。作者就不同高校所使用的《化學反應工程》教材進行了匯總和分析。首先介紹一下陳甘棠教授主編的《化學反應工程》(第三版)，這本教材是國內許多化工類高校選用的主要教材之一，隨著我國在化學反應工程這一重要學科的教育方面日漸普及，該部教材自1981年第一版問世以來，已經出版到了第三版，受到廣大化工類專業師生的好評［3］。該部教材的特點是著重基礎，本書共分為十章，分別介紹了均相反應過程，包括均相反應動力學基礎、均相反應器、非理想流動:非均相反應過程，包括氣—固相催化反應過程、非催化兩流體相反應過程、固定床反應器、流化床反應器;聚合反應過程，包括聚合過程的化學與動力學基礎;生化反應過程，包括生化動力學基礎、生化反應器。該部教材注重反應工程研究方法的介紹，在不同的章節內容中論述了反應工程學的發展方向，有助于讀者進一步深入研究。朱炳辰老師主編的《化學反應工程》也受到國內很多工科類高校化工專業老師和學生的青睞。本部教材的第一版是由化學工業出版社于1993年出版，截至目前本部教材已經出版到第四版，其中第三版累計發行量高達32000冊?！痘瘜W反應工程》第四版主要吸收了一些關于現代化學反應工程發展方向方面的知識，本部教材的主線是圍繞化學反應與動量、質量、熱量傳遞交互作用的共性歸納綜合的宏觀反應過程，以及如何解決反應裝置的工程分析和設計。該書對近年來出現的化學反應新概念、新理論和新方法做了大量闡述。另外，對于國內一些偏工科的化工類高等院校，選用的教材大多數以郭鍇老師主編的《化學反應工程》為主，本部教材的主要內容包括:均相單一反應動力學和理想反應器、復合反應和反應器選型、非理想流動反應器、氣固相催化反應本征動力學、氣固相催化反應宏觀動力學、氣固相催化反應固定床反應器、氣固相催化反應流化床反應器、氣液相反應過程與反應器、反應器的熱穩定性和參數靈敏性。本部教材的特點是主要突出了該門課程的重點和難點，刪除了一些與教學大綱聯系不是十分密切相關的內容，并著重講解解決化學工程問題的基本方法。除此之外，羅康碧老師主編的《化學反應工程》教材結合了理科和工科的綜合優勢，吸收了國內外相關教材的許多內容和好的經驗，增添了一些反應工程研究方面的最新成果。另外，本部教材在貫徹“少而精”的原則上更注意刪繁就簡，將重點放在化工專業領域內共性的基本問題上，并且同時體現了其教學性。本部教材先重點闡述基本概念和基本原理，然后結合實際生產，詳細論述各種常用反應器的設計方法，并列出詳細的例題和課后習題，用于幫助學生利用所學到的反應工程原理去分析和解決實際應用問題。近年來，梁斌等老師主編的《化學反應工程》第二版也受到國內許多化工類高校老師和學生的歡迎。在本部教材中，主要內容是以《化學反應工程》、《反應器理論分析》及國內外相關優秀教材為基礎，致力于培養學生的分析問題能力和提高學生的工程實際知識儲備，減少了教材內容在模型分析上的過程描述，加強學生在建立模型方面的訓練。另外，本部教材還增加了工業應用背景的實例分析和課后習題，在分析解答這些習題的過程中讓學生充分掌握反應工程的基本原理和相關知識，使教學內容盡量與科學研究和工程實踐同步。

3我?；I的特點和教學側重點

濟南大學的化學工程與工藝專業屬于理論性和應用性兼顧的一門特色化工學科，本專業始建于1992年，前身為山東建材學院精細化工專業，1993年招生，是濟南大學重點學科的重要組成部分，2007年被學校授予校級特色專業，2012年成為山東省品牌(特色)專業，現為山東省氟化學化工材料重點實驗室依托專業之一。其中化學反應工程這門課是本專業重要的專業基礎課和必修課，另外，化學反應工程課程的理論教學是本專業本科教學的重要組成部分，起著理論指導和基礎知識培養的作用。另外，從學校每年安排的工程實習學時就可以看出，學校對學生的動手能力和實踐能力提出了更高的要求。例如學校每年組織化學工程與工藝專業大三學生去山東金城醫藥化工有限公司進行生產實習，主要參觀和學習2－甲氧羰基甲氧亞胺基－4－氯－3－氧代丁酸生產車間的反應器設計和工藝裝置流程圖。通過調研每年的學生生產實習效果發現:學生在學習完實際工業生產裝置后，對課本上的基本概念和原理理解的更加透徹。根據我?；I的特點，在《化學反應工程》的課程教學上，我們選擇的教材是郭鍇老師主編的《化學反應工程》第二版。在課堂教學過程中我們的教學目標為:通過對反應工程理論的學習，能夠運用化學反應工程的理論方法建立數學模型，優化設計反應器、或者改善化學反應場所、改進現有的化工生產工藝;進一步提高學生的理論聯系實際的能力，培養學生判斷和解決問題的能力，使學生學會研究的方法，為進入研究生學習打下良好的基礎;掌握由化學動力學特性建立動力學方程、建立數學模型、優化和設計反應器及改進化工工藝的理論;運用化學反應工程的知識，能夠進行基本化工反應裝置反應器的設計。

4擬采用或已經實施的教學方法

化學反應工程具有跨接多種學科的特點，結合本?；瘜W工程與工藝專業的特色和優勢，筆者從以下方面進行了教學方法的改進。(1)結合我校特點濟南大學在醫藥中間體工業化生產、氟化學材料合成、精細化學品制備和環境催化方向具有鮮明的特色和優勢，已經發展成為以新產品開發、新工藝設計、新技術應用為特色的精細化工和化工領域高級人才培養、科學研究和新技術開發的重要基地之一，并多次獲得國家科技進步獎和發明獎。因此，在本科教學過程中，要結合我校化工專業的特色，著重講解氣固相催化反應和氣液相反應過程，并要求學生能夠運用化學反應工程的知識進行基本化工反應裝置或反應器的設計，進一步提高學生的理論聯系實際的能力，培養學生判斷和解決問題的能力，為社會培養優秀的化學化工(醫藥中間體、氟化學材料和精細化學品)相關人才。(2)闡述方法和教學方式的改進目前全國高等學校的教學方式還是以灌輸式教學為主，老師主動講，學生盲目聽，導致課堂利用率低，學生學習效率不高。隨著計算機技術的不斷發展，多媒體技術在高校已經普遍使用，雖然這樣可以改善課堂教學方式，豐富課堂教學內容，提高學生的學習興趣，但是多媒體技術的使用導致每節課的授課內容大大增加，學生并不能高效率的吸收每節課中所有的知識點，導致在學期末時學生對這門課的了解程度并不高［4］。例如，我在第一次講授《化學反應工程》這門課程時，由于講課經驗和技巧都很欠缺，所以在整個課堂教學過程中完全按照多媒體上的內容進行閱讀，這樣生硬的填鴨式的教學模式，導致整個課堂教學效果很差。因此這樣的灌輸式教學模式會導致學生盲目聽從，其自主性和能動性大大缺失，所以在以后的教學過程中，我們要“授之以漁”，而非“授之以魚”，這需要我們在教學方式上加以引導［5］。筆者認為改變這種填鴨式的教學模式，主要的突破口就是讓學生參與到課堂教學過程中，充分調動學生的積極性并培養學生對本門課的學習興趣。針對這一措施，筆者在教學過程中進行了一些探索和改進，取得了很好的效果。具體探索過程如下:在闡述一些基本概念和原理的時候，可以在課前讓學生充分的查閱資料，然后在課堂上讓學生進行講解，在這過程中并進行充分討論，最后老師做總結，并糾正學生的錯誤觀點。這種“查閱資料－主題討論－問題反饋”的教學模式，能夠讓學生參與到課堂教學過程中，讓學生做課堂真正的主人，提高學生的主觀能動性，改變填鴨式教學的不足。(3)注重理論和實際的結合在高校的課堂教學過程中，教科書是一種不可或缺的教學工具，但也不能作為唯一的使用工具，教科書在本科教學過程中只能作為一種輔助的工具。這樣就要求老師在教學過程中要靈活應用教材，既不能完全拘泥于教材，也不能完全脫離教材，在講清楚基本原理和基本概念的基礎上，注重理論和實際相結合。在每一章的講述過程中，把每一個知識點都與實際工業應用相互關聯，并闡明其主要的熱量傳遞、動量傳遞、質量傳遞及化學反應在實際過程中是如何應用的，以加深學生對每一個知識點的理解。另外，還要注意結合科研成果，對學科前沿知識進行講解，讓學生了解目前化學反應工程的研究動向，例如在講解氣固相催化反應本征動力學時，可以引入最新發表的經典文獻，通過對文獻的講解，加深學生對氣固相反應本征動力學的理解，知道如何來研究一個催化劑的本征反應活性。通過這種理論與實際相結合的方法，可以大大提高學生在課堂上的學習效率。在對《化學反應工程》課程教學方法不斷改進后，獲得了良好的課堂效果，這不僅對教師的教學能力是一種轉變和提高，對化工類學生思維和能力的培養也具有重要的意義。

參考文獻

［1］金涌，程易，顏彬行.化學反應工程的前世、今生和未來［J］.化工學報，2013，64(1):34－43.

［2］王安杰，周裕之，趙蓓.化學反應工程［M］.北京:化學工業出版社，2005:1.

［3］陳甘棠.化學反應工程［M］.北京:化學工業出版社，2011:1－3.

［4］吳元欣，朱圣東，吳迎.以多尺度理念構建新的化學反應工程體系［J］.武漢工程大學學報，2011，33(1):2－3.

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關鍵詞：綠色化學；工程工藝；化學工業節；應用

工業是國民經濟的基礎，隨著社會經濟的不斷快速發展，對于工業生產也提出了更高的要求。然而，當前我國工業發展面臨著資源價格飛漲，環境污染日益嚴峻的情況，這也使得全社會對于工業生產越來越關注。怎樣有效的處理好工業污染物，防止其對環境的二次污染，怎么有效的利用好數量龐大的生活廢品，是當前許多學者都在研究的問題。綠色化學工程是在社會迫切需要的情況下誕生的新型項目，這個項目的目標是：對日?；瘜W生產當中的一些資源浪費及環境污染進行有效的處理，從而使得化工污染得到有效緩解，化工生產過程中的資源浪費得到很大的改善。

一、綠色化學工業的概念

綠色化學又被稱為無污染化學，以此為理念而開發出的技術就是綠色化學工程技術，采用化學原理從根本上降低化學工業對環境造成的破壞?；I發展的基礎是綠色化學工程，它已成為了未來化學工業發展方向的重要研究目標之一，綠色化學具有以下兩種特性：首先，綠色化學的根本思想在于保護環境，使自然資源可持續發展，讓人與自然之間的關系和諧，人們對環境造成的破壞促使了對綠色化學的研究；其次，綠色化學是將環境改變的技術，發展下的綠色化學技術以逐漸可以應付各種環境下對自然的破壞。從根本上來說，綠色化學是預防環境污染；而環境化學則是對污染后的環境進行改善和治理。兩者之間是根本不一樣的，在最終目的上也是千差萬別的。

目前，對綠色化學進行研究的重要發現和實踐活動為綠色化工技術?；驹硎遣捎迷现械脑舆M行轉化，這就使化學工業在進行工作時不會產生污染物，達到對化學工業污染物的零排放。并且，在進行化學工業工作時，不使用任何具有危害性和毒性的原材料，這樣可以生產出對環境不造成破壞的產品。這種技術目前處于理論狀況，但是在眾多科研人員的努力探索下，還是可以逐漸實現此種設想的。

二、綠色化學工程與工藝的開發

在傳統化學的生產過程中，在有毒、有害物質的處理上存在較為嚴重的滯后性，因此導致化學工藝一直處于被動生產。應用這樣的化學工藝對污染物進行處理無法取得理想的效果，資源優化也無法得到有效實現?；瘜W工藝的應用不但導致化學生產污染物成本提高，還導致污染物處理效率嚴重下降。綠色化學工程的應用可有效彌補傳統化學工程中存在的缺陷，其通過對相關科學技術及先進方法的利用，對化工生產相關污染物進行除塵、脫硫等處理。綠色化學工程與工藝具體實施方法主要有以下幾種。

（一）采用綠色化學原料

在化工生產工藝及具體流程中，化學生產原料是起著決定性作用的主要因素，在傳統化學工程中，所用原料大部分為不可再生能源。采用這些原料不但大大提高國家不可再生能源的消耗，同時還導致污染物的排放量大大增加，加重生態環境污染程度。將綠色化學原料作為化工生產材料是綠色化學工程重要研發內容之一。在化工生產過程中，可使用綠色化學物質、自然物質等無染污、可再生的化學原料。典型的綠色化學原料主要有蘆葦、苞米桿、纖維植物等。將這些作為原料投入到化工生產過程中，可使其轉化為酮、醇、酸類等多種化學品。在整個轉化反應過程中，這些原料僅會產生一定量的氫氣，而不會有任何一種有害、有毒的物質產生。

（二）提高化學反應的選擇性

在化學工程的物質反應中，化學反應作為必不可少的重要組成部分存在。所有化學原料的轉化均是需要化學反應才能得以實現。在化工生產過程中，合理選擇有效的化學反應形式可有效促進化學工程生產效率及質量得到提高。對化學反應產生影響的因素有很多種，反應原料、環境、時間、特點等均會對化學反應產生不同程度的影響。在化學生產過程中應用最為普遍的反應形式為氧化反應。在氧化反應過程中會有大量的熱產生，所有化學原料均會在熱的催化作用下發生變質，因此會大大降低化學品的生產質量。在綠色化學工程中，應用新型的反應形式，這種新型反應形式為烴類氧化反應。這種反應形式的應用不僅可促進催化物反應催化能力得到提高，同時還可有效促進生產物同分異構反應時間增加。

（三）使用無毒無害催化原料

隨著化學工業發展速度的不斷加快，將化學反應合理的應用于化工生產過程中已經成為促進工業可持續發展的重要前提之一。在化學反應過程中均離不開催化劑的使用。將催化劑應用于化學反應過程中，可有效加快反應速度，縮短法寧時間。所以，在化工生產過程中使用無毒無害的催化原料成為推動綠色化學工程與工藝不斷深入發展的重要前提條件之一。目前，我國相關部門已經高度重視對催化原料的選擇及應用進行深入研究。越來越多的催化劑得到開發和研制，化學反應過程中使用的催化原料不斷得到改善，分子篩除催化劑等優良催化原料在化工生產過程中的應用越來越廣泛。無毒無害催化原料的應用可有效提高化學反應效率，降低能源消耗量，同時也可減少環境污染。

三、結論

化學工程與工藝的發展不僅影響著現代社會的發展，而且有助于環境友好型社會的構建。當前世界面臨著資源和能源的短缺，社會經濟的發展不能以犧牲環境為代價，這就需要化學工程與化學工藝共同發展，滿足我國資源節約和環境保護的需要?；瘜W工程與工藝的行業領域需要積極配合國家提出的可持續發展戰略。轉變可持續發展的概念。重視化學工程與工藝發展的環保性，轉變傳統的化學工程與工藝，減少環境的污染，積極開發新能源，走環境友好型道路。

參考文獻 

[1]艾寧，計偉榮，項斌，等.化學工程與工藝專業人才培養模式改革的探索與實踐[J].化工高等教育，2009，26（6）：28-31，35. 

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化工原理系列課程包括：理論課、實驗課、生產或仿真實習和課程設計四個環節。其中化工單元操作過程設計方法、操作原理及其計算是理論課程教學的重要內容，而迅速準確地進行工程計算是課程設計的基礎，所以組織好化工原理理論課程教學是落實化工原理整體教學的關鍵。目前，化工原理主要授課內容：流體流動、流體輸送機械、非均相物系的分離和固體流態化、傳熱、精餾、吸收、萃取、干燥等單元的基本概念、原理和工程計算方法，而通用過程模擬軟件中幾乎包括所有常見的化工單元基本模塊，在講課過程中，教師可以在講授基本原理后，使用軟件中的相關計算模塊對其工作特性進行模擬展示。東南大學化學化工學院肖國民、李浩揚等，利用Fluent、Aspenplus軟件應用于講授和解決“三傳”問題。其中利用Fluent軟件，對固定床反應器進行動量模擬，結合反應動力學模型和對流傳熱模型等，研究反應器內一氧化碳與硝酸二乙酯偶聯反應，從而獲得反應器內速度、溫度和各物質濃度的分布情況，模擬結果與實驗數據吻合良好。這一過程給學生清晰的展示了：不僅固定床反應器內部的“三傳”均和反應的進行程度相輔相成，而且若想準確計算、設計或優化一個單元操作過程，實驗情況與計算模擬必須相互反饋，相得益彰。利用Aspenplus軟件對二苯基甲烷二異氰酸酯換熱器進行設計和工程開發，與傳統的換熱器設計計算方法相比，結果具有可靠性高、計算用時少、繪圖快、和各專業集成效應強等優勢。通過對甲醇—水精餾過程模擬，說明該軟件可用于質量傳遞方面的計算。教學實踐證明，該方法不僅可以全面反映塔內物料組成、質量分布狀況等工藝計算結果，而且還可通過系統內置板式塔或填料塔的各種塔內件參數，得到塔結構詳細設計，另外學生還可以通過改變模擬計算條件，綜合考察各因素對分離效果的影響，便于教學。中國石油大學（華東）化學工程學院劉相、王蘭娟利用軟件：Mathcad、Aspenplus和AutoCAD與傳統的課程設計相結合的教學方式，簡化繁瑣的計算過程，強化學生的工程意識和制圖規范，使化工原理課程設計逐步走入規范化軌道。中國石油大學（華東）化學工程學院孫蘭義，張月明等，選擇烯烴分離裝置作為研究對象應用于化工原理課程設計教學之中，利用Aspenplus、ProII獲得了最佳回流比、理論板數等重要數據，計算機教學的引入為化工原理課程設計教學注入了新的活力。江蘇技術師范學院化學與環境工程學院張春勇，鄭純智等利用Aspenplus軟件在流體流動和輸送機械、傳熱、精餾、吸收與脫吸中應用，在教學過程中使學生看到的都是工程實例，充分踐行了理論聯系實際這一教學原則。嘉興學院生物與化學工程學院韋曉燕，譚軍等，山東科技大學化學與環境工程學院張治山、高軍[21]等將Aspenplus過程模擬系統有目、有步驟地應用于化工原理系列課程教學，通過單元模型操作型問題、實際案例分析和課程設計三個階段的訓練，使學生加深對化工單元設計的理解，達到培養“知識”+“能力”型人才的目的。另外，北京石油化工學院化學工程系葛明蘭，李翠清等和安陽大學化工系李安林，張換平等將ChemCAD軟件應用與化工課程設計和簡捷精餾模型，青海大學化工學院李曉昆，張宏等將ECSS軟件應用在板式精餾塔工藝計算中。華南理工大學化學與化工學院鄭秀玉，李瓊還將過程模擬系統應用于化工仿真實習教學的改革與實踐當中，取得了寶貴的教學經驗。實際工程問題的解決方案通常是多方面因素綜合，且呈非線性關系作用的結果，解答需要經過多次運算與討論分析。如操作型計算，盡管與設計型應用的原理是一樣的，但是因為思考問題的角度不同，使得此類問題復雜、靈活，綜合條件的選擇計算不是一次完成，而是需要多次試算，反復迭代，加之公式復雜，計算步驟繁多，計算量很大。模擬軟件的應用是解決這類問題行之有效的捷徑，既幫助學生加深了對各化工單元的認識與理解，又培養了他們解決實際工程問題的能力。

2在化學反應工程、分離工程教學中的應用

化學反應工程和化工分離工程皆為化學工程與工藝專業本科生必修的專業基礎課程。其主要研究內容的共性為過程開發、工藝設計以及實際生產操作過程中遇到的工程問題。在化工生產過程中，化學反應是生產的核心，而分離過程則是其前的原料凈化和其后的產品精制，一般來說分離裝置的費用占總投資的70%以上。過程模擬系統中，基本上包含了教學過程中所包含的各式反應器模型，另外系統還集成了用戶自定義模塊，用戶可根據實際需求二次開發反應器模塊子程序。而對于化工分離過程的模擬無論是從可模擬介質的種類和塔器的形式上，還是從模擬結果的精度上，都堪稱化工模擬技術發展的代表。如：在AspenPlus中用于模擬所有類型的多級汽-液、液-液平衡為例，其計算分為簡捷、嚴格法兩種。簡捷法計算單元模塊庫有三類：簡捷法精餾設計、簡捷法精餾核算和石油簡捷蒸餾。嚴格法計算單元模塊庫有六類：嚴格精餾、復雜塔嚴格精餾、石油嚴格蒸餾、基于質量傳遞速率蒸餾、嚴格間歇蒸餾和嚴格液-液萃取，每一類單元模塊庫中又有多個以進料、加熱器（冷凝器）和側線物流等不同組合形式，如：嚴格精餾不僅可用于兩相(汽-液)計算，還可用于三相(汽-液-液)計算，即可模擬：普通蒸餾、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精餾、平衡和反應比例控制蒸餾等工藝過程，而石油嚴格蒸餾庫中就有近50種形式可選，所以過程模擬系統不僅可以滿足化工分離工程課程主要內容的需要，而且對其后繼石化、煉化等工藝課程，也有較大的幫助。天津科技大學王彥飛，朱亮等采用教學內容與AspenPlus軟件相結合以提高教學質量，討論環氧丙烷水解絕熱連續攪拌釜式反應器模型的多解性，在課堂上非?？焖僦庇^的讓學生清楚了解多定態現象以及產生的原因，有助于學生對反應過程的理解，并通過軟件使用可以回答，“如果改變某些條件，那么對于結果有哪些影響？”這樣的問題。南京化工職業技術學院化工系戴斌，徐宏利用化工過程模擬系統ChemCAD二次開發工具，在SO2轉化反應器的工藝設計上，通過使用VBA語言編程，實現有復雜反應動力學方程的反應器工藝設計。變換不同的SO2轉化工藝條件，計算得到與之對應的反應器體積，從而為裝置技改、去瓶頸和優化提供依據。上海應用技術學院吳錫慧，郁平等對化學反應工程教學改革和實踐，在實驗中引入AspenPlus軟件強化計算機應用，提高了學生們的設計和綜合分析能力。該軟件也正被學生用在大學生化工設計競賽、畢業設計和科技創新等環節。天津大學化工學院李士雨，齊向娟給出了應用ChemCAD模擬軟件更新分離過程教學內容的初步方案包括：分離過程熱力學、自由度分析的原理和方法、單級平衡和多級平衡模擬計算等。得出：無論從國內外化工分離過程教學內容的更新趨勢上看，還是從工業界對分離過程教學內容需求的變化上看，在分離過程教學內容中增加計算機模擬分析方法是大勢所趨。華東理工大學化工學院李偉，朱家文等采用模擬軟件ProII在化工分離習題課上，同時改變熱力學方法、閃蒸條件、壓力等，完成不同條件下的多種閃蒸計算。進行丙烯精制塔精確計算可對塔操作參數進行多方案計算和比較，實現整體優化；通過調節操作參數實現產品的純度和塔的能耗比較，在其之間建立量化概念，這對于思考許多分離基本問題是十分有益的。江蘇石油化工學院朱建軍、林西平等利用AspenPlus軟件對醋酸與乙醇催化反應精餾塔進行模擬，回流比、進料組成、進料位置等對醋酸與乙醇收率的影響進行了分析，結果表明：運用AspenPlus軟件可以有效、快捷、方便地模擬脂化反應精餾過程，結果可靠,精度高。江漢大學化學與環境工程學院吳宇瓊將AspenPlus軟件引入分離工程課程及實驗教學中。通過演示軟件操作錄像、學習模擬經典實例等方法，使學生迅速掌握并使用軟件，借此求解泡、露點及塔板數等。廣西大學化學化工學院秦祖贈，葛利等利用ProII對膨脹器的氣體加工裝置進行模擬，福建農林大學材料工程學院盧澤湘，范立維等利用AspenPlus對甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反應精餾工藝進行模擬，并進行教學演示和講解。著重在混合物熱力學性質的計算、多組分平衡分離過程計算上，真正做到了“嚴格計算”。同時指出軟件對化工熱力學、化工設計等課程的學習也會有較大的幫助，連續三年化工專業本科生對過程模擬系統的學習興趣調查中“，學習興趣強烈”的分別占到總人數：72.8%、83.2%、86.8%。將過程模擬系統應用于化學反應工程教學，避免了大量計算公式推導、復雜數值計算等問題，可以在少用課時的情況下，盡量全面地展示化學反應工程的核心內容。多組分多平衡級分離的嚴格計算，是設計分離設備和優化操作過程的必要計算手段，也是化工分離工程教學的主要內容。使用過程模擬系統，在進行MESH方程推導及基本算法介紹的同時，使得塔的精確計算和將熱力學中相對獨立的知識運用到具體的分離過程中，解決其工程實際問題成為可能，并且可以對塔的操作參數、分離要求和設備投資、運行費用等問題進行分析計算，極大地提高了學習的深度與廣度，使學生更加主動積極，綜合分析和解決實際工程問題的能力明顯提高。

3結語

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1.1由于化學反應工程公式較多，完全采用多媒體教學，學生感到眼花繚亂，采用板書教學，更能幫助學生掌握化學反應工程的基本理論。在教學中始終強調物料衡算和熱量衡算，它們貫穿反應工程理論公式推導的全部。雖然在化工原理和物理化學中都學過這些基本方法，但在運用中學生還不能熟練掌握。在釜式反應器與理想反應器的計算中，每一個公式的推導中都從基本出發，培養學生的基本功，只要掌握了基本方法，對于非恒溫反應過程的問題也能很好的解決［6］。在教學中注重類比方法，減少學生記憶公式的負擔。例如在講解第二章的內擴散有效因子時需建立物料和熱量傳遞的微分方程，注重球形顆粒物料反應－擴散方程的基本方法，強調推導過程中易出現的問題，再通過類比的方法得到熱量反應－擴散的方程。改變方程的形式，給出球形、柱狀、片狀催化劑統一的反應擴散方程，便于學生類比記憶，減少公式推導的繁瑣。在講解氣固相催化反應工程時，再把柱狀催化劑的反應擴散方程類比引申到二維固定床反應器的計算。講解均勻表面吸附動力學時，類比反應物吸附和產物脫附動力學的最終形式，便于理解過程的推動力，使學生更深入的了解反應推動力和平衡的概念。

1.2在教學過程中，第五、六章、流化床反應器的內容采用多媒體教學，在教學過程中更多的展示各類工業反應器的結構，特別是顯示反應器的內部結構，并以實際化工生產中的實例反應器為例說明反應器各部件的作用。由于工業反應器的設計計算較為復雜，在這部分主要介紹計算方法，采用多媒體能節約教學時間。在教學中注重討論互動，雖然化學反應工程更多的強調計算，但對實際反應器的性能分析是提高工業生產效率的有效方法［7］。比如以汽車工業的尾氣凈化器為例，介紹尾氣的溫度，發動機的工作情況、實際催化轉化器的活性組成和形狀，發動學生討論汽車尾氣凈化器所包含的化學反應工程知識?；ぶ蟹磻鞯亩嗑S設計計算基本上都是通過計算機完成的，很少有人工計算設計整個工藝，利用計算機設計可以對不同的反應參數進行對比以達到節能、經濟的目的。由于教學條件和學生能力的限制，現階段只能采用由老師在電腦上演示利用計算軟件進行反應器的設計計算和優化，可以采用AspenPlus、PROii等成熟的化工流程模擬軟件計算穩態操作條件下的反應器的工藝參數，也可以采用FEMLAB計算多維反應器的模擬計算，把學生從枯燥的計算工作中解放出來，使學生有更多的時間去分析反應器的性能和優化，提高學生對反應工程的興趣［8］。

2改變考核方法

篇(5)

本科《化學反應工程》課程的教學目標要求教師應從教材內容的組成，章節的編排體系，各部分內容的份量和側重等方面，依據不同專業學習的特點，對課程進行適當的梳理。我校現用教課書為陳甘棠主編的“十一五”國家級規劃教材《化學反應工程》第三版，此書內容系統，易于掌握。同時還選擇李紹芬教授編寫的“九五”國家級重點教材《反應工程》作為教學參考書，此書最大的特點是編入大量生產實際反應的例題和習題，這種理論聯系實際的題型，能提高學生的學習興趣和聯系實際的能力。這兩本書的編排體系有所不同，學生在學習過程中可以通過比較，更深地理解反應工程的實質。在教授內容的選擇上，《化學反應工程》的基礎知識，教師應該重點講授，教學上可安排較多學時，為后續的學習打下堅實的基礎。在其他課程學習過的內容如化學反應速度等概念，教師應做概括性介紹，把主要精力放在新知識和學過知識的應用拓展上。部分章節學生可在教師的安排指導下有目的、有計劃地在課外進行自學。生化反應工程基礎等章節則可以完全不講。與此同時，學校還根據我校煤化工的特點，以講座形式聘請客座教授為學生授課，列舉典型生產實例進行講解和分析，提高學生分析和解決實際生產問題的能力。應用化學專業進行科研實踐周活動，讓學生在科研實踐周里熟悉反應器的選型與優化操作。通過對課程內容的精選和課程線索的梳理，使學生在學習過程中具有很強的針對性，大多數學生都能很好的掌握課程的重點內容和要求。

二、精心組織教學方法，采用多種教學手段

《化學反應工程》內容繁雜，難點較多，有基本的概念描述，也有枯燥的公式演繹。為了保證學生對基本概念能準確理解，基本方法能學以致用，就要對教學方法和教學手段進行改革。教師要精心研究教學方法，采用多種教學手段，滿足少學時多內容的教學任務，做到各章節重點和難點突出，使學生易于理解和掌握。首先，在講課方式上，應用不同的教學方法，充分體現教師“啟發引導”和學生“積極主動”的現代教育基本原則。采用啟發式教學法，使學生在學習過程中始終處于積極的思維狀態。在啟發式教學的基礎上，針對不同章節可采用對比法、歸納法、提問法等方法來調動學生的學習積極性和主動性。如通過具體事例的講解，應用對比與歸納法結合的方法對均相反應器型式和操作方法進行評選。對于某些有難度同時又在幾種情況下反復出現的概念，采取學生和老師現場探討形式，而后由學生自己總結結果。這樣活躍了課堂教學氣氛，提高了教學效果。再次，采用靈活多樣的教學手段是教學方法改革的重要措施。根據授課內容的特點，有選擇性地使用多種手段進行教學可以起到事半功倍的效果。多媒體在教學上應用，可以將工廠一些實際例子和生產現場搬到課堂，學生通過逼真的影像資訊不僅可以看清楚反應器的內部結構，同時也能了解反應器內傳質與傳熱狀況，對于反應器的設計、放大與優化建立必要的感性認識。如對合成氨反應器內部結構和流體流動的展示，激發了學生對反應工程課程的學習興趣和學習熱情。經過近兩年多位老師的共同努力，本課程多媒體教案制作完成，經過課堂的使用，同學們反應良好，可以明顯地提高教學效率。

三、加強工程技術觀念，做到理論實踐結合

篇(6)

關鍵詞：綠色化工技術；化學生產；應用分析

一、引言

隨著社會經濟的快速發展，化工行業也日益蓬勃壯大，生產規模和產量逐步擴大，污染物的排放對環境造成的污染越來越嚴重，同時極大的影響了人類的身體健康和生命安全，不利于化工產業的可持續性發展。綠色化工技術成為當前化工行業急需的新技術，應用化學原理，采取相應的措施最大限度地控制化工生產過程中污染物的排放，降低排放物中的有毒有害物質，有效的解決化學工業對空氣、土壤、水源等環境造成的污染問題。

二、綠色化工技術的優勢

1、科學利用化工原料

在綠色化工技術中科學利用化工原料是首要的優勢，也是研發綠色化工技術的關鍵步驟。在化學生產過程中選用無毒無害的原材料，可以有效地降低化學生產過程中有毒有害物質的生成，極大的減少污染物的排放量，對解決環境污染問題具有重要的作用。隨著科學技術的不斷進步與發展，許多新型的無毒無害的原材料和添加劑、催化劑、溶劑等被研制和生產出來，例如天然的植物、生物等原材料代替有毒有害的化學原料，既保證了原材料的綠色環保無毒無害，還能夠降低生產成本。

2、合理的使用催化劑

在傳統的化學生產過程中大量的使用催化劑用來加快化學反應速度，提高生產效率，但過量的使用催化劑也會增加廢棄物的排放，加大對環境的污染。在綠色化工技術開發過程中重點研究了無毒無害催化劑的使用，比如對烷基化固相催化劑的研發，這項技術能夠使催化劑達到無毒無害綠色環保，用此代替傳統的催化劑，可以降低化學反應中污染物的生成，同時還可以將排放的廢棄物進行收集處理后再次利用，提高利用效率，促進化學生產的可持續發展。

3、強化化學反應的選擇

在石油化學生產過程中通常使用的烴類選擇性氧化，這個化學反應產生的物質非常容易產生氧化現象，嚴重破壞了化學反應生成物。為了避免這種現象的發生，使化學生產更加環保健康，產品質量能夠得到有效的保證，就要采用綠色化工技術，強化化學反應的選擇性，使化學反應的生成物能夠得到有效的提取和凈化，降低生產成本和能源消耗，減少廢棄物的排放，實現化學生產的綠色環保。

三、在化學生產中廣泛應用的綠色化工技術

1、清潔生產技術的應用

在綠色化工技術中采用綠色催化技術、輻射熱加工技術等新型科學技術進行化學工業生產，實現無毒無害、無污染的現代化清潔生產技術。在垃圾處理過程中采用這項清潔化工技術可以有效的降低垃圾中有毒有害物質的生成和擴散，同時將垃圾再處理加工成可以利用的沼氣，實現廢棄物的循環再利用，既減少了垃圾對環境的污染，還可提高資源的利用率。同樣在清潔煤氣化的化工生產過程中清潔生產技術可以有效的降低污染物的生成，減少對大氣的污染。在海水淡化生產過程中利用清潔生產技術生成的氫氧化鎂，不僅生產成本低，而且不會產生污染環境的物質，有效的避免了二次污染，解決了我國淡水資源短缺的問題。目前清潔生產技術已經被廣泛的應用到冶金工業、印染企業、風能和太陽能發電、煤氣化和垃圾處理等化學生產領域中，取得了良好的效果。

2、生物化學技術的應用

隨著化工產業的發展，化學原料的大量使用加劇了不可再生資源的消耗，同時嚴重的污染了環境，影響了人類身體健康。綠色化工技術中的生物化學技術涉及了基因、細胞和酶等先進的科學技術，利用植物、生物等體內的生物酶和生物催化劑，降低化學生產過程中污染物的生成和排放，這些原材料來源于動植物，來源廣泛成本低。比如利用自然界中的生物酶代替丙烯腈制成丙烯酰胺不僅可以減少環境污染還可以降低能源消耗。在石油化工生產過程中就是采用了氯離子、葡萄糖、丙烯和過氧化氫等作為原料利用生物發酵法制成環氧丙烷和環氧乙烷，。化學反應的生成物是左旋果糖，不會產生氯化鈣等廢棄物，化學反應的生成物成本低，使用性能好有很高的生產和利用價值。

3、光催化技術的應用

化學物在光和催化劑的共同作用下進行的光化學反應與催化反應的有機結合，使化學反應速度得到極大的提高。在氧氣、氧化鋅、硫化鋅、二氧化鈦等常見的光催化劑中尤其是二氧化鈦的效果是最顯著的，被廣泛的應用到化學生產過程中。將二氧化鈦作為功能材料復合到塑料、皮革、纖維、涂料等材料中研制成無毒無害、無污染的二氧化鈦光催化綠色復合材料，能夠充分發揮降解有機污染物的抗菌作用達到除臭和凈化的功效，在建筑材料、室內裝飾材料、家俱以及家用產品的生產過程中被廣泛的采用，為人們生活環境的凈化和環保開辟了新的天地。

四、結語

綜上所述，隨著綠色化工技術的不斷進步與發展，在化學生產過程中被廣泛的應用，極大的減少有毒有害污染物的生成和排放，降低對大氣、土壤、水源等環境的污染，減少不可再生資源的消耗，有效的推動化工產業的可持續化、綠色化健康發展，實現最大的經濟效益、社會效益和環保效益，對社會進步和經濟發展具在積極的促進作用。

作者: 單位:沈陽師范大學化學化工學院

參考文獻:

[1]朱明喬，謝方友，吳廷華.綠色化學與技術在化學工業中的應用[J].化工生產與技術，2002年第9卷第4期.

[2]任學洪.淺議綠色化工技術在化學工程工藝中的應用[J].科學中國人，2016年12月.

篇(7)

【關鍵詞】化工 排放處理 分析 策略

1 引言

化學生產有著其獨特的工業優勢，化學工廠的主要生產原理就是化學的各種反應。通過反應原料的化學反應，給予適當的反應條件，就可以高效生產出想要得到的產品?；瘜W生產的優勢在于可以進行化學預算，從而得到想要的產品?；瘜W肥料，就是一種非常重要的化學產品。因此，化學與人們的生產息息相關，并在很大程度上影響著人們的生產與生活。但是，化學生產的最大弊端就在于其化學反應過后會同時產生廢料。大量的化學元素以及化學產物成為了廢料，一些化工廠出于成本和利益的考慮，不加任何處理的就將化學排放物直接排放到環境中。這對生態環境而言，是非常不利的。因此，本文從化學的排放問題著手，重點研究其排放的處理策略。

2 化學污染的排放類別解析

化學生產的排放物從類別上需要進行一定的區分，因此化學反應也有很多中，其產物也非常復雜。因此，要解決化學到污染排放問題，首先要解決的是分析化學的污染排放物有哪些。

化工廠的污染排放物?；S是化工生產的重要聚集地，對于人類生活影響最大的就是化工廠的化學生產。例如，化工廠一般都會設立在比較偏遠的地方，目的就是為了能夠遠離人們生活的區域。但是，就目前而言，化工廠設置在郊區地段，依然對人類的生活造成了影響。其中，最為重要的就是化工污水排放，造成了人們生活飲用水的污染。此外，化學生產的過程中會產生大量氣體。例如在進行燃燒反應中，氣體是必不可少的生產物。而如果反應物中存在硫元素等，就會產生有害氣體，從而影響人們的生活。不僅如此，化工生產中影響最大的就是污水的排放。由于化學反應過程中，會產生大量的廢水，而水中一般都會存在大量的游離的離子。這些離子可以溶于水，并且會隨著水流進行傳播。當水中含有鉻、氯等元素的時候，就會對生活有所影響，從而危及人們的生產與安全。

總之，化學污染的排放不僅僅只是氣體，更多的是污水的排放，對這些排污的種類進行劃分，也是為了能夠更好的了解污染源，從而能夠有針對性的進行處理。

3 化學排放的處理策略分析

以上的內容中主要分析了化工生產造成的污染物的種類以及類別。實際上，化學排放的處理就是建立在以此為基礎上的。對于不同的化學污染源而言，其處理的方法是不同的。并且，針對其排放的階段，處理的方式也有所不同。下面就對常用的化學排放處理策略進行分析與探究。

首先，從化學反應中就進行化學污染的處理?；瘜W反應是可以通過化學反應方程式來進行分析的，我們為了能夠達到某種產物生產的目的，就會對其中的一些反應原理進行研究。因此，對于化學反應過程中會產生的一些物質，我們是可以進行預測的。因此，可以通過在化學反應中添加綜合的物質，來從源頭上進行污染的處理。也就是通常所說的，從源頭進行化學污染排放的處理。最簡單的例子就是，煤炭的燃燒就是一種化學反應。因為煤炭中的可燃物質是碳元素。因此，在燃燒的過程中主要的產物就是二氧化碳。但是，因為自然界中是不會存在百分百的純凈物的。煤炭中一般都會存在硫元素，硫元素在燃燒的時候會產生二氧化硫氣體。二氧化硫氣體是有害氣體，對于人們的生活會造成不利影響。因此，需要進行硫元素的綜合。在煤炭加工中，經常會提到除硫。除硫實際上就是一種能夠從化工生產的源頭進行防治的一種措施。這是從反應原料進行分析的結果，因此也稱為源頭處理方法。

其次，反應條件的阻止法。還是以煤炭的燃燒為例，煤炭燃燒是有一定的條件的。煤炭如果沒有進行充分的燃燒，那么就會由于不充分燃燒而產生一氧化碳。一氧化碳是有毒氣體，對于人類的生活影響非常大。尤其是在家用生活中的一氧化碳的產生，甚至會危及人們的生命的。因此，可以通過反應條件的防治進行處理。例如減小不充分燃燒的概率，從而將產生一氧化碳的概率降低，從而有效緩解了有害氣體的形成。

最后，從生成物中分析其處理的策略。這是最為常見的化工排放處理辦法，例如在進行化學反應后，尤其是產生液體的化工生產。其中，一些有毒元素都會以離子的方式存在，而離子是可以溶于水的。那么，如果這些離子通過化工廠的排水系統直接排放到大自然中，勢必會對地下水以及溪流等水資源造成影響。因此，化工廠的污水排放處理是最為重要的處理方式。一般情況下，都是需要先對所排放的污水進行化學鑒定。通過沉淀法，將污水中的離子沉淀下來，從而減少其含量，并減輕其危害。

總之，處理化工生產過程中的污染排放物，需要從源頭、反應條件以及生產物等三個方面進行綜合考慮，從而將排放物的污染系數降到最低，保證人們正常的生產與生活。

4 結語

化學生產對于我國工業而言，其重要地位毋庸置疑。但是，化工生產給環境帶來的污染以及壓力，也同樣嚴重的影響著人們的生活。因此，化工生產實際上是一把雙刃劍。本文通過對化學排放污染物的分析，了解到不同化學污染排放方式，并通過對其危險性進行了分析，了解到化學污染的排放對人們的生產以及生活而言，影響是非常大的。通過進一步分析化學污染物的排放問題，從根本上解決化學污染的排放，并最大限度阻止化學排放對于人們生活環境的影響。

參考文獻

[1] 呂建國，雙膜法深度處理石油化工排放水[J].石化技術與應用，2006（04）：303-306

[2] 潘書娥，解琨，艾丹，許湘津，于洋，物聯網技術在危險化工產品倉儲中的應用研究――以云天化硫磺倉儲為例[J].物流科技，2013（01）：67-69