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時間:2023-09-18 17:07:16
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【關鍵詞】3+2 培養目標 課程體系 實訓條件
一、化學工程與工藝專業“3+2”對口貫通分段培養與高職、本科培養目標比較
山東理工大學化學工程與工藝專業的培養目標為“通過四年理論學習、實驗及實踐訓練,培養德、智、體、美全面發展,具備化學工程與工藝方面的知識,具有創新意識、社會責任感和道德修養,能在化工、煉油、冶金、能源、材料、輕工、醫藥、食品、環保和軍工等部門從事工程設計、技術開發、工藝操作、技術管理與科學研究等方面工作的工程技術人才”。
淄博職業學院應用化工技術專業的培養目標為“培養擁護黨的基本路線,適應社會主義市場經濟生產、建設、管理和服務第一線需要,具有較強的就業競爭力和發展潛力,掌握應用化工技術專業的基本理論知識,具備化工總控工(中級)崗位操作能力,面向淄博市及周邊地區化工、醫藥及其相關產業,能勝任化工生產一線的化工工藝操作、工藝控制、設備維護保養、產品質量檢驗及化工生產一線管理等工作的高素質技能型應用人才”。
從培養目標對比看出,本科專業人才培養的目標更為寬廣,主要就業覆蓋面有層次;高職人才培養的目標更為具體,就業面向更有針對性。
“3+2”對口貫通分段培養的目標是兩者的綜合和有機結合,體現了省教高(2013)13號等一系列文件的意圖,既實現了人才分段培養的靈活性,又體現了人才聯合培養的貫通性。
二、化學工程與工藝專業“3+2”對口貫通分段培養與高職、本科課程體系比較
通過“3+2”對口貫通分段培養專業與高職、本科專業課程設置比較可以看出,高職應用化工技術專業執行方案共有35門課程,合計157學分;本科化學工程與工藝專業共有課程57門(選修按5門計算),合計184學分;“3+2”對口貫通分段培養專業擬設置61門課程,合計223學分。
“3+2”對口貫通分段培養專業方案的學分數比本科方案高出21.2%;比高職方案高出42%。由于“3+2”對口貫通分段培養專業學制為5年,比普通本科修業年限高25%,比高職修業年限高出67%,所以課程設置數量在合理的范圍內。
從課程設置模塊來看,三個專業人才培養方案中公共基礎課程的數量都在15門左右;但專業基礎課程和專業核心課程區別較大,“3+2”對口貫通分段培養專業比本科、高職相應專業要多,說明通過“3+2”對口貫通分段培養,循環提升了學生的專業理論知識和專業實踐技能。
三、山東理工大學與淄博職業學院實訓條件比較
1.山東理工大學化學工程與工藝專業實訓條件與特點
(1)產學研合作平臺為校內外實習實訓基本條件建設提供強有力的支撐
化學工程與工藝實驗中心實驗室面積約6000m2,教學儀器設備總值約2300萬元,擁有化工原理、化工工藝、分離工程、反應工程、化工仿真等8個實驗室。本專業在15家大中型化工企業建立了實習、實訓基地,能滿足在校生校內外實習實訓基本要求。
(2)“三層次、四模塊”的創新型綜合化實踐教學體系
本專業多年來致力于開創全新的集知識傳授、技能培訓與開拓自主創新潛力于一體的實驗教學模式,實踐教學體系按階段、分層次構成,將產、學、研結合作為主線貫穿于實踐教學體系之中,著力構建“三層次、四模塊”的創新型綜合化實踐教學體系。在傳統實踐教學體系的基礎上,通過增加實踐課比例,增設現場課教學、綜合設計討論課等特色教學手段,建立具有理論與實踐相結合、動腦與動手相結合、學懂與會用相結合的綜合運用能力培養模式。為培養學生的綜合運用知識的能力,在“化工工藝學”、“化學反應工程”、“化工原理”等課程中增設綜合設計討論課,從課堂講課、現場教學、課外科技活動等方面進行改革。通過精心安排現場討論課及綜合設計大作業等一系列教學環節,增強學生理論聯系實際、綜合分析問題與解決問題的能力。
(3)校內外實訓基地建設仍有較大提升空間
針對培養應用型高技能人才的培養目標,現有的實習實訓條件仍然存在較大的提升空間,校內實訓基地的建設還有較大空缺。對現有的實驗實訓室進行改建、擴建,提升功能以滿足學生基本操作技能訓練的需要;尚無或仍缺少部分實驗實訓條件的,力求逐年新建或補充建設,逐步填平補齊,以滿足學生基本的專業實踐教學需要;以準工廠模式,模擬企業化生產環境,構建對學生進行工程訓練的實踐教學平臺,充分結合專業特點和學生的認知規律,精練實習實訓內容,達到理論與實踐的統一,知識與能力的統一。
2.淄博職業學院應用化學工藝專業實訓條件與特點
現有實訓室面積3000多m2,設備價值1000多萬元,擁有無機物制備、有機物合成、儀器分析、工業分析、化工單元設備操作、管路安裝、化工仿真、化工儀表、化工工藝流程等20多個適應教學要求與各種技能培訓的實驗室與實訓實習場所,能夠滿足高技能人才培養的需求。本專業注重校、政、企三方合作,具有較強的社會服務能力,設有淄博市環保分析檢測中心、淄博市離子膜燒堿生產應用工程技術研究中心、淄博市化工人才培訓基地、化工行業特有工種職業技能鑒定站。
3.實習實訓條件共建共享
【摘 要】探索以石油煉制工程省精品資源課程為引領,以校企協同管理專業課程建設為原則,打破學科界限充分利用現代資源網絡化與信息化的特點,構建“油類”課程群平臺。整體優化教學內容,探索多層次的教學模式以及校企協同育人的途徑。開放的課程群平臺,促進了學生的個性化發展,有效地培養石油化工應用型工程技術人才,滿足我省及周邊地區對石油化工緊缺人才的需求。
關鍵詞 化工專業;“油類”課程群; 教學改革;課程群平臺
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2015)14-0049-02
作者簡介:程麗華,女,教授,研究方向:化學工程與工藝專業;施永軍,男,實驗師,研究方向:計算機應用;洪曉瑛,女,實驗師,研究方向:化工專業實驗教學和石油化工產品分析;王琪,女,講師,研究方向:油氣儲運專業; 謝穎,女,教授,研究方向:化學工程與工藝專業。
基金項目:本文系2013年廣東省高等學校教學改革項目“立足‘卓越計劃’的‘油類’課程群教學模式的探索與實踐”(編號:GDUP201209)的研究成果。
石化產業是國家十大振興產業之一,是廣東三大支柱產業之一。隨著石油化工行業的迅速發展,石化企業中新技術和新設備不斷涌現,而且自動化程度和管理水平越來越高,屬于高度自動化,技術密集型現代化企業,這必將導致對石油化工急需人才的要求越來越高。因而,項目組根據學校發展定位、圍繞化工專業培養目標以及石油化工行業對人才的需求,提出立足“卓越計劃”的“油類”課程群教學模式的探索與實踐的研究課題,探索以石油煉制工程省精品資源課程為引領,打破學科界限構建“油類”課程群,以校企協同管理課程、協同培養人才為指導,面向石化企業發展需求,創新課程群教學模式,有效地培養石油化工應用型工程技術人才,滿足我省及周邊地區對石油化工緊缺人才的需求。
一、以省精品資源課程為引領,構建“油類”課程群
課程群建設是近年來高等院校課程建設實踐中出現的一項新的課程開發技術。我校化學工程與工藝專業(石油化工方向)具有雄厚的專業基礎、特有的石油化工特色,2009年被國家批準為國家級特色專業建設點,2011年被列為卓越工程師培養計劃試點專業,為我國石化行業輸送了大批高素質的應用型人才。該專業長期以來以彰顯石化特色的《石油煉制工程》專業主干課程為抓手進行專業課程的建設與改革。它是培養未來石油化工工程師的思維方式和工作方式的關鍵載體,也是理論聯系實際的重要橋梁,肩負著為服務廣東及周邊地區石油化工行業提供高級應用型人才的重任,2013年被列為廣東省精品資源共享課。為此我們以省精品資源共享課為引領,在深入對突出學校辦學特色的“油類”課程進行調研和分析基礎上,通過梳理各課程內容和課程間的關聯性,在對相關課程的內容進行優化整合的基礎上,組織校企專業課程建設委員會對“油類”課程群的知識內容進行進一步的研討,最后選擇滿足“卓越計劃”培養目標要求的《石油煉制工程》(含化工專業實驗)、《石油化工概論》、《石油化工工藝學》、《石油儲運基礎》等4門課程構建化學工程與工藝專業(簡稱化工專業)“油類”課程群。
二、以校企協同管理專業課程為原則,樹立課程群建設新理念
2011年化工專業被列為“卓越計劃”試點專業,這對課程建設尤其是專業課程如何改革以適應“卓越計劃”培養目標的實現提出了更多的思索。團隊經過多次調研與反復研究一致認為課程建設要與學校的人才培養目標、與行業所需人才緊密結合起來,樹立了與行業協同管理、協同育人的課程建設理念。
通過校企協同管理,使專業課程建設從目前學校的單方管理,轉變為學校、石化企業雙方協同管理。中國石油化工股份有限公司茂名分公司(以下簡稱茂名石化)是我國最大的石油化工基地,是我校國家級工程實踐教育中心,擁有大批高水平石化專家及先進的管理理念,對本行業技術前沿最了解,對行業發展趨勢最了解,對行業用人需求最了解。成立由企業專家組成的化學工程與工藝專業課程建設教學指導委員會,確定“油類”課程群建設主要目標,共同制定課程群建設方案、課程教學大綱及重點教學內容;共同構建四年不斷線的工程教育模式,以培養適應石化行業需求的緊缺人才。
三、按不同培養目標優化教學內容,避免內容交叉重復
在這四門課程中,石油煉制工程和石油化工工藝學是化工專業必修課,是專業基礎知識的綜合應用,具有較強的實踐性,化工專業實驗則將專業知識與理論知識融合起來。石油化工過程概論是全校的公選課,包含了石油加工和石油化工的基礎知識,石油儲運基礎是專業的選修課程,主要介紹石油及油品的儲存和運輸技術。這幾門課程“油味十足”,既有聯系,又有區別。為此,我們要按著不同層次優化教學內容,避免交叉性內容的重復。
筆者一直從事化學工程與工藝專業課的教學工作,為省石油煉制工程教學團隊負責人及省精品課程資源共享課程負責人。在教學研究過程中,真切地感受到各門課程是相互緊密聯系的,但有時又會出現課程內容的重復。如這幾門課程中都涉及到油品的基本性質,如何根據課程的培養目標合理安排教學內容就顯得非常重要。正是由于各門課程之間有千絲萬縷的聯系,各門課程的教學內容要進行合理安排,如果在教學安排上不注重教學內容的安排,只是簡單重復,勢必引起學生厭倦或厭學。
為此我們組織的油類課程群教學團隊將油類課程群作為一個整體來優化教學內容,在各門課程互通有無的基礎上,對于交叉性內容,不同的具體課程,共目標各有側重,并據此安排教學內容和課時。這樣不僅避免了簡單的重復,節省了學時,同時還激發了學生的學習興趣,提高了學習效果。
四、緊緊依托學科建設資源,教學內容緊跟學科發展步伐
化工專業充分依托茂名石化公司得天獨厚的產學研優勢,在石油化工領域取得了較好的科研成績,已形成一支學術水平較高、結構合理、合作精神和創新能力強的研究團隊,在同類型的院校中脫穎而出,從而使化學工藝學科成為廣東省重點特色學科。課堂上,團隊成員緊跟學科發展前沿,針對石油化工的最新發展,在課堂教學中及時補充和更新的理論和知識,增加一些能反映現代科學技術發展的前沿內容。例如,隨著環境保護的要求,清潔汽油、清潔柴油新技術的發展,在石油煉制工程中增加這方面的知識;隨著新產品、新工藝、新技術和新設備的涌現,在石油化工工藝學教學過程中不斷補充與課程相關的最新化工生產技術和科研成果。及時更新和補充專業課的教學內容,不僅拉近了教學與學科前沿的距離,還促進了學生對新知識和新技術的認知,拓寬了學生知識面,培養能夠適應石油化工行業的發展和社會需求的化工人才。
同時,注重教學與科研相結合,以專業實驗為載體,促進專業理論知識的學習。專業實驗教學內容的改革是本課程群建設的重要內容。我?;瘜W工程與工藝專業實驗一直獨立設課,內容上偏重驗證,不能行之有效地檢驗和運用課程群的知識。為此,在實驗內容的精選和安排上,我們注意引進老師的科研成果,這不僅豐富了教學內容,提高教學效果,還增加了學生對老師科研情況的了解,培養學生的科研興趣,使學生盡早地加入老師的科研課題,進行團隊工作,并借助課題培養學生系統地思考問題的能力以及提高創新能力。
五、校企共建教學資源,協同培養石油化工類人才
在課程建設機制上,堅持校企(為石油石化企業服務)聯合辦學。廣東石油化工學院與中國石油石化企業一直有著天然的密切聯系,是廣東省人民政府與中國石油化工集團公司、中國石油天然所集團公司、中國海洋石油總公司共建高校,長期依托的三大企業——中石油、中石化、中海油都是世界500強的跨國集團。學校坐落在“南方油城”——茂名,與中石化屬下的“茂名石化”有著血濃于水的情感。茂名石化煉油加工能力1350萬噸/年,有60多套煉油工藝,掌握著最先進的技術裝備和生產工藝,有真實的工程實踐條件和環境,同時,還擁有先進的典型煉油工藝模擬仿真系統。我校在60年的辦學歷史中,有30多年屬石化行業公司主管,依托這種得天獨厚的優勢,通過校企協同育人,使工程技術人才培養從高校培養轉變為高校和企業聯合培養。在企業的深度參與下培養的石化工程師能更有效地滿足石化產業對人才的特殊需求。學校與茂名石化公司共建國家級工程實踐教育中心,為深化專業課程改革提供了重大機遇,近幾年在專業課程建設方面創建了企業深度參與人才培養特色,體現在與企業共建教學資源包括共同編寫了教材、實習指導書、典型事故案例分析、共同拍攝典型煉油工藝過程教學片等。這些與實際結合緊密的教學資源,對有效地培養石油化工類工程技術人才提供了良好的條件保障。這種面向石化,依托企業的工程教育有效地提高了教育教學質量。
六、構建課程群平臺,探索多種教學模式
關鍵詞:化工設備機械基礎 “專轉本” 教學探索
隨著國民經濟的又好又快發展,我國產業結構不斷調整升級,越來越多的行業急需能將科技成果迅速轉化為效益的高級技術性和應用型人才,客觀上要求職業教育向本科或更高層次教育接軌?!皩^D本”不僅是??茖哟螌W生繼續深造的重要途徑,而且也是我國深化高等教育改革,推動高等職業教育發展的有益探索和具體實踐。
與普通本科班學生相比,“專轉本”班學生往往具有不同的專業背景、地域分布較廣泛、學生專業知識程度相差大等特點。筆者承擔了本?;瘜W工程與工藝專業“專轉本”班級化工設備機械基礎課程的教學工作,在教學過程中發現按照傳統教學方法對“專轉本”學生進行教學,存在較多的問題和困難。為有效做到因材施教,切實提高課程教學質量,筆者在課程教學過程中,較為深入地了解了“專轉本”學生的特點和學習狀況,對其進行了總結分析,并結合化工設備機械基礎課程的特點,有針對性地對課程教學進行了探索。
一、“專轉本”學生學習和心理特點分析
“專轉本”學生一般先由??茖W習兩到三年,再通過“專轉本”考試轉入本科院校學習,其與普通本科學生相比具有特殊的求學背景和經歷,因而在專業背景、學習目的等方面有著比較鮮明的群體特征。
1.專業背景差異大,學習基礎參差不齊
由于“專轉本”考試專業方向的限制,“專轉本”班學生在??圃盒K鶎W專業與轉入本科院校后所學專業不盡相同,其受專業差異、課程差異、教材差異和學習水平差異等因素的影響,“專轉本”班級學生的學習基礎參差不齊。筆者所教2009級化學工程與工藝專業“專轉本”班學生就呈現較大的專業跨度,比如從教育、管理類等專業到工科專業均有。相對而言,他們經過“專轉本”選拔考試,提高了自己的學歷層次,普遍更加珍惜轉本后的學習機會,學習態度認真,但由于學習基礎參差不齊,容易導致兩極分化。此外,“專轉本”學生進入本科階段后,很容易延續??茣r的學習思路,比較注重動手實踐能力的培養和學習的短期效應,而忽視專業理論基礎知識的學習積累。
2.學習過渡期短,社交封閉性與敏感性并存
“專轉本”學生在高等教育階段經歷了專科和本科兩種不同的教育模式,其與同級的專科學生相比,因轉本成功而具有較強的心理優勢,但與普通本科生相比又有著差距。轉本學生直接參加本科三年級的課程學習,且需同時補學前兩年的基礎專業知識,學習環境陌生,學習任務重,使得部分適應能力欠缺的學生產生較強的危機感,心理波動較大,自我認同出現困難。學??紤]到“專轉本”學生的特殊情況,對其采取了不同的方式、方法和制度,但這種正常的區別往往導致其對新學校缺乏歸屬感,加重了他們與新環境融合的障礙和敏感性。
3.學習功利性較強,注重短期效應
“專轉本”學生在學習方面還表現出較強的功利性,主要原因有兩方面:一方面是因為原高等??平逃囵B目標是應用型人才,易使其在??齐A段學習過程中養成帶有功利性色彩的學習動機,更多地重視學習的短期效應;另一方面,由于其經過“專轉本”選拔考試,普遍更加珍惜轉本后的學習機會,使得轉本的學生學習目標明確,時間觀念較強。學習的功利性是一把雙刃劍,學生在進入本科院校后,深知低學歷的苦楚,通過努力學習,實現自己的夢想;與此同時,由于??齐A段養成的學習動機使其易忽視基礎理論學習,進而可能在學習基礎、認知能力、智能結構等方面出現銜接困難。
二、化工設備機械基礎課程的特點
化工設備機械基礎是高等學校為化工類專業及相近非機械專業(如輕工)專業設置的技術基礎課,我國絕大多數有關高校開設此課程。本課程涉及多門學科,但自上世紀80年代起,隨著學分制的逐步實行、專業調整、信息技術對專業課程的滲透以及人才培養模式的改革,教學課時由初期的100學時以上被逐步壓縮至32~48學時。其主要特點是內容涉及面廣、實踐性強、更新性快。本課程是一門工科綜合基礎課,包括了理論力學、材料力學、金屬材料和容器分析與設計等課程的部分內容,總體內容涉及面廣,知識點多。實踐性強是指課程內容涉及化工生產過程中廣泛使用的各種機械和設備,設備是實現化工工藝過程的基礎,其與化學工程與工藝緊密相連?;ぴO備機械基礎與實踐應用密切結合,隨著新材料、新工藝、新設備、新標準等的不斷出現,本課程涉及的內容也在不斷發展和完善,因此需要在教學過程中關注課程相關內容的更新和發展,及時更新和補充課程內容。
三、“專轉本”班級化工設備機械基礎課程教學探索
“專轉本”學生專業背景差異大,學習基礎參差不齊,其學習化工設備機械基礎這樣一門綜合性強的專業基礎課程已經存在較大困難;同時課程本身又存在課程學時少、內容涉及面廣、實踐性強等不利客觀條件。本文依據“專轉本”學生的特點,有針對性的對傳統的教學方法、教學手段等方面進行改進探索,以期“專轉本”學生能揚長補短,加強他們對基礎理論知識的掌握,鍛煉他們發現問題、解決問題的能力,增強他們的自信心,使其更好的適應本科學校的學習和生活,以利于其今后的進一步發展。
1.教學內容方面的改進
關鍵詞:卓越工程師;化工分離過程;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)32-0054-02
化工分離過程是化學工程與工藝專業的學生一門重要的專業課,是理論性和應用性較強的課程,具有鮮明的工程特點。伴隨著化學工業及其相關領域的技術進步,新的分離方法、技術不斷產生,化工分離技術在石油化工、資源環境、能源、材料、生物醫藥等諸多領域持續發揮著重要作用,是化學工業實現清潔工藝的重要手段。在“卓越計劃”的背景下,以強化學生的工程實踐應用能力與創新能力為目標,培養寬口徑、厚基礎、復合型的化工高級人才,必須根據該課程的特點和時代的要求,構建新的人才培養模式,改革課程教學內容與教學方法[1]。目前,化工專業人才培養方案總體上還是傾向于理論型模式,專業課程教學內容缺少整合性和工程性[2],化工分離過程課程同樣存在教學內容老化、教學體系不完善、工程訓練與生產現場脫離嚴重、教學主體的新生代教師對工程教育思想缺乏系統的研究和足夠的重視等問題。因此,筆者在化工分離過程的教學中,以大工程觀和集成式的課程改革和“卓越計劃”的精神為指導,在教學內容、教學方法、教學與實踐相結合等方面做了一些嘗試工作,取得了較好的效果。
一、精心設計教學方案、優化教學內容
分離工程主要從分離過程的共性出發,討論化工分離過程的基本概論、本質及其變化規律。從教學內容而言,分離工程是一個學術內容十分豐富的領域,既包括傳統分離過程基本理論原理方法的學習,同時各種新型分離技術的不斷涌現,要求跟上時代和技術發展的步伐,教學內容必須與時俱進,及時更新與補充教學內容,擴展課程教學環節。
1.合理組織教學課堂。要使課堂教學更具有現實性和新意,充分調動學生的求知欲望,優化教學內容至關重要。在教學過程中,避免課程的割裂與重復,對課程內容進行組織、設計、重塑與整合。教師按學科發展,從基礎、原理、特性到應用及發展的順序進行講授內容的安排和多媒體課件的制作;按照問題、案例和原理相結合的方式組織教學內容;結合化工企業項目的實際和教師工程實踐、科學研究以及學生實習,介紹常見分離技術。
2.積極整合教學內容。教師注意課程與專業基礎課如物理化學、化工熱力學、化工原理等的銜接和關聯;在教學實踐中對本課程與“化工熱力學”、“化工原理”、“物理化學”等專業基礎課程中有關內容進行有機銜接與融合,讓學生很自然地完成基礎理論到專業知識的過渡與應用;增加新型化工分離技術,如超離子液體技術、膜分離技術、雙水相技術等;把企業典型工程案例引入課程教學中,使課堂教學更具有現實性和新意?;痉蛛x方法與化工原理的融合在化工生產中涉及的分離對象幾乎都是多組分體系,而目前一般高等院?;ぴ斫虒W中因學時有限,大多側重于雙組分的分離問題。這就要求在進行分離過程的教學時要做好與化工原理教學的融合問題。如對化工原理教材中已涉及到的基本原理,教師對雙組分精餾、吸附和結晶等不做專門介紹,重點講解多組分體系的工程計算問題,將有關的基礎及計算機應用在耦合與集成過程設計中體現出來;減少與化工原理內容的重復,培養學生利用化工單元操作的基本原理解決實際復雜體系分離問題的能力。
3.有效延伸課程環節?;し蛛x工程本身具有較強的工程背景的同時還兼有較強的理論性。在“以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心”的傳統教學模式中,化工分離工程的教學使學生認為化工分離工程是“一大堆的方程、繁多的數據和大量的計算和循環迭代[3]。為了促進學生對課程的學習,將課堂教學延伸至課外,如實習過程中、課程設計中及其他的化工實踐如創新實驗、化工競賽等過程中,布置作業、小組討論及綜合設計等,加深學生對已學的化工分離技術原理的理解,學會進行分離方法的選擇優化,以及新型分離技術的拓展。
4.強調選擇優秀教材。要在有限的教學時限中,達到良好的教學效果,如何選擇教材和教學內容對提高本課程的教學效果就顯得十分重要[4]。劉家琪主編的面向21世紀的教材《分離過程》,該教材在內容和體系上體現了創新精神,注重拓寬基礎,強調能力培養,并在教學內容上作了重新安排;按教學規律的發展,從基礎、原理、特性到應用及發展的順序分章節;主要章節(如多組分精餾和特殊精餾)中逐一介紹各種精餾方法的特性和應用;選擇典型的分離方法展開講授化學工程的研究方法及其進展。這樣安的排結合了兩種教材編排方式的優點,思路簡潔清楚,學生易于接受,教學效果良好[5]。
二、采取研究性教學模式,改革教學方法
在講授理論知識的同時,教師要引導學生從社會生活中選擇并確定研究專題,主動地投入到課程學習中去,應用所學知識解決實際問題;并在學習討論中獲取知識、發展技能、培養能力,強調學習者的主動探究和親身體驗[6]。這樣,改變過去由老師單一講解的方式,可讓學生有問題隨時提出、分析和討論。本人在教學過程中以研究性教學[7]為指導思想,采取多樣化的教學方式,初顯成效。
1.討論式教學,調動學生的積極性。為加強化工分離工程與化工原理等基礎課的銜接與融合,課前通過小班討論課,復習回顧掌握已學基礎課程的相關內容,并與該課程的內容進行對比分析概括和總結。例如,在講多組分精餾過程時,教師在介紹完兩個極限條件及進料位置的選取之后,讓學生討論簡捷的計算方法的步驟和應用,并與二組分精餾進行對比分析,既加深了學生對所學知識的理解和鞏固,又加強了學生知識體系的完整性。教學中,結合一些實例,讓學生參與討論,鞏固學生對基本概念和原理的理解,開闊學生視野,擴散學生學習思維,讓學生感受到該課程對生產實際的指導作用,培養學生的實際應用能力。例如,在特殊精餾教學中引入當地某藥企乙腈廢水的后處理技術,并結合企業生產情況,考慮能耗和溶劑的實際應用情況進行綜合分析討論。
2.虛擬式仿真,提升學生解決問題能力。以成熟的流程模擬軟件為主線引導學生學習實踐。在教學中,引入成熟的化工流程模擬軟件的應用部分內容,有助于學生越過煩瑣復雜的技術細節,用分離工程的思維方法解決實際問題。讓學生學會利用成熟的軟件解決工業生產中的實際問題,從而提高學生解決實際問題的能力。如學生在對某藥企乙腈廢水的后處理工藝經過討論優化,然后通過流程模擬軟件如Aspenplus等進行模擬優化,實現現代計算機模擬與實踐教學的結合。
3.導向型討論,引導學生自主學習。近十余年來,新型化工分離技術發展迅速,不少技術如各類膜分離技術、超臨界萃取技術及新型吸附技術已趨成熟,其應用的體系也已經向醫藥、食品、生化、環境等領域擴展。但由于新型分離技術涉及面廣泛,學生基礎及興趣不一,教學中不能面面俱到。本人在教學中開展導向性的討論,采取教師引導,學生自學討論的方法將學生領到學科的最前沿,通過典型研究成果的介紹,讓學生掌握相關技術的基礎和方法,學會分析創新思路,培養學生創新和應變能力,以適應人才市場的需求。例如,在教學中引導學生開展天然產物分離專題的研究和討論。在討論教學中,筆者從天然產物的新型分離方法、特定天然產物的分離研究進展等方面立題,鼓勵學生選擇自己感興趣的專題如醫藥、香精香料等的分離研究進展,撰寫小論文進行交流。這樣,學生不僅學會了利用圖書館及網絡資源查找與所選專題相關的文獻資料,并且通過文獻整理、綜合、歸納和專題論文的撰寫,有助于學生拓寬知識面、了解學科發展前沿,學會解決實際問題。
三、理論與實踐教學有機結合
卓越工程師培養與傳統人才培養模式的顯著區別之一就是強調實踐。所謂“授之以魚,不如授之以漁”,實踐不僅能使學生增長經驗,把學到的知識與工程實踐和社會需求對接,而且能夠觸動學生心靈,使其產生開拓創新的激情與靈感。經過實踐歷練的學生可以把僵化的書本知識內化成為活的創新能力。在教學中,將教材與實際工業生產相結合,豐富了課堂教學內容,加深了學生對所學的化工分離工程知識的理解,提高了學習的積極性,激發了他們的求知欲和探索精神,有利于培養學生創新思維方法和能力[8]。
1.強調課堂教學理論聯系實際。學生學習該課程之前經歷了認識實習和生產實習,對化工企業中分離過程的工藝過程及應用已有一些了解,但缺乏利用理論知識分析問題的能力,在課程教學中注重舉例,對實習中接觸到的分離過程結合分離原理進行詳細分析。如在多組分精餾的課堂教學中,結合實習車間橡膠生產溶劑回收工段的理論與工藝進行講解,既直觀,又切合實際;讓學生在理解分離方法、分離原理的同時,還學會從經濟、能源及生產實際的角度考慮分離工藝的優化。
2.有效延伸課程實踐環節。把工程現場轉化為實習、實訓基地,在知識傳授與實踐歷練的交融中進行。一方面,利用所建立的產學研聯合培養平臺,讓學生通過參與課外實踐項目,或參與到教師的科研項目中去,通過工程實踐來加深對分離方法原理的理解和認識。另一方面,在認識實習和生產實習中,教師通過布置分析討論題、撰寫小討論文等方式,讓學生學會分析討論選擇生產實際中的分離技術,對實習中接觸到的分離過程結合分離原理進行詳細分析,對課堂教學有很大幫助。反過來,課堂教學也加深了學生對實際過程的認識,并能舉一反三。
3.聘請企業專家參與教學。“卓越工程師教育培養計劃”的師資隊伍是關鍵,通過“走出去、引進來”的模式,加強課程教學教師工程教學能力的提升。除了聘請優秀的企業專家參與教學任務外,任課教師還需通過承擔或參與企目項目的改造或研發、指導生產實習和畢業實習、指導各類化工創新競賽等實踐教學活動增強自身的工程能力,把工業實際生產的案例同教材中的理論知識聯系起來,避免了空洞說教,使課堂教學更具有現實性和生動性。
四、注重教學過程管理,改革考核評價體系
考試是教學過程中的不可缺少的重要環節,涉及到對學生學習效果的綜合評判。在課程教學考核評價過程中,主要引導學生從注重“學習成績”向注重“學習成效”轉變,從“注重考試結果”向注重“學習過程”轉變。課程考核形式采用期末考試、平時學習與專題討論結合起來的評判方式,改變過去一份期末考試卷一錘定音方式。成績由平時成績(包括平時討論情況和作業情況)、實踐成績(實習中作業完成情況、小論文寫作與講解)、考試等部分構成。
平時成績主要包含課堂討論思維能力、回答問題情況、作業完成情況、學習態度等,小論文主要針對課堂理論知識引導學生系統歸納、掌握某一方面知識,通過論文的完成加深了學生對課堂理論知識系統理解,同時鍛煉了學生撰寫論文能力。考試的內容分三個層次:識記、理解、應用,涵蓋了學科相關的基礎知識、基本原理、以及運用所學知識解決問題的綜合試題。
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一、目前高職院校職業技能鑒定存在的問題
1.高職院校實行“雙證制”,其中一項就是職業資格證書
在具體的實施過程中,在校生職業技能鑒定的培訓與考核主要由每個學校的技能鑒定所(站)完成,這樣做能夠有效利用學校的資源,節約了成本。但在實際操作過程中,當地的人力資源部門只負責最基本的監督,缺少行業、企業第三方認證。學生獲得的職業資格證書得不到用人單位的認可,上崗前需重新培訓考核,周期較長。
為了使高職區別于中職,很多地區、學校已經開始在高職院校中進行高級工考核,當地的職能部門也給予了政策上的支持,但依舊存在問題,學生在學校獲得的高級工證書,在企業看來,含金量更低,即使獲得高一級的證書,進入企業后,相關的工資待遇也得不到體現。
學生對職業資格證書認識模糊不清。學校將“雙證制”作為畢業的必要條件,卻忽視了行業對人才規格的需求。大多數學生獲得的證書僅是從畢業角度出發,并不能真正將職業資格證書與所學專業需要的職業技能要求有效地結合在一起。職業資格證書是“專業”與“職業”之間的橋梁,將職業資格證書與學生所從事職業的具體要求密切結合,能更直接、更準確地反映特定職業實際工作的技術標準和操作規范的能力,能明確地反映學生自身技術、技能水平和職業資格。
隨著經濟發展和產業結構鏈的調整,用人單位在注重學歷證書的同時,同樣注重職業資格證書的重要性,職業資格證書的有效性和實用性能讓企業選擇到合適的人才,對于學生而言,也能學以致用,提高對口就業率。
二、高職化工類專業職業技能鑒定體系改革措施
我們必須認識到,對學生開展職業技能鑒定,是提高學生實踐能力、創新能力和拓寬就業空間的有效途徑,也是高職院校適應新形勢、確保高質量、辦出新特色的重要舉措。化工行業屬于特種行業,揚州工業職業技術學院化學工程學院高度重視化工類專業技能鑒定,并積極進行改革實踐。
1.考核工種的選擇應針對學生專業和就業
化學工程學院現有九大專業,在校生近兩千人,本著“寬基礎、共平臺”的原則,學院將學生的專業分為“石油化工”、“精細化工”和“工業分析”三大類,主要組織學生進行“化工總控工”和“化學檢驗工”工種的中級工技能鑒定。這兩個工種在化工行業中應用廣泛,它的推廣主要用于強化學生的基礎操作技能。同時,根據學生所學具體專業不同,學院從現行的國家職業資格標準出發,結合自身的實驗實訓設施,先后增設了“塑料注塑工”、“藥物制劑工”、“有機合成工”等工種的職業技能鑒定。從學生剛進校,就由專業負責人給學生進行專業介紹,使學生明確自己今后的就業方向,從所學專業出發,更有針對性地選擇相應鑒定工種,強化自身專業技能學習,使學生獲得的證書能夠與專業緊密結合,提高自身的職業技能。
從學生就業角度,每年的9月份,會有用人單位來學校預定下一年的畢業生,學院根據用人單位提供的就業崗位,聯系企業的行業標準,在應屆畢業生中進行“第二技能證書”的考核工作。讓學生結合就業崗位群,在專業大類下相近的專業間選擇合適的工種并主動申請鑒定。同一個工種可申請參加高級工工種鑒定,這極大調動了學生的積極性,學生受益的同時,用人單位也得到了專業技能熟練的應用型人才。該項制度已在2012屆、2013屆畢業生中進行了嘗試,得到企業和學生的廣泛認可。[2]
2.考核方式的選擇
職業技能鑒定分為理論考核和實操考核,目前,高職院校的在校生均采用理論免考的方式,我們針對不同的工種,以學生所學專業的三門主干課的平均成績作為理論考核成績的依據。例如:化工總控工選擇“基礎化學”、“工程制圖”和“化工原理”三門課程;化學檢驗工選擇“基礎化學”、“常量組分分析”和“微量組分分析”三門課程。這就要求學校必須將職業技能鑒定的要求、職業素養的培養融入到日常的教學過程中,單純的從題庫選擇性出題進行理論考核或者利用學校有限的儀器設備進行實操考核,這只是過關性的考試,在實際工業生產中,會遇到各式各樣的問題,這就要求學生能夠解決實際生產一線中遇到的工藝問題,并不僅僅是生產一線的實際操作工人,而是成為能夠提高勞動生產率的現場工藝工程師,高職教育的最終目標是要培養這種高素質的應用型專門人才。[3,4]
3.利用職業技能鑒定,通過“校企合作”,推進教育教學改革
社會、用人單位對高職院校職業技能鑒定的認可與否,是檢驗高職院校辦學成功的關鍵。學院根據職業技能、職業要求調整專業教學內容,增加針對性,及時了解行業動態。通過定期召開“專家指導委員會”,從行業、企業的專家口中了解企業對人才的要求,讓企業參與到人才培養方案的制定中,實時更新教學內容。及時走訪學生就業單位,了解學生工作情況,對崗位適應情況以及所學內容在崗位中發揮的作用,建立人才評價反饋機制,最終使學校教育能夠和行業需求密切聯系。
4.通過政企聯合,承 辦企業職工培訓,建立健全考核管理制度
學院的緊密合作企業“江蘇揚農化工集團有限公司”多年來一直將企業青年職工的培訓及職工比武大賽交由化工學院承辦,并于2011年由揚州市人力資源和社會保障局牽頭,將企業的“化工總控工”高級工的理論與實操培訓一起由化工學院教師承擔,培訓結束后,由揚州市人力資源和社會保障局組織進行相應工種的高級工考核,取得了良好的效果。這種“校企合作,第三方認證”的考核方式嚴格遵循了“考培分離”的原則,獲得的證書具有權威認證性,也是對學校教育教學能力和實驗實訓裝置建設的肯定。
學院地處長三角,周邊化工企業很多,除了承擔類似的職工培訓外,學院還根據這些企業要求,陸續開辦了“揚農班”、“中石化金陵班”、“中海油沙桐班”等訂單班,在為這些班級單獨制定教學計劃時,相應的人才培養計劃中職業技能鑒定部分也應遵循這一原則。本著從企業需求出發,從學生就業出發的宗旨,完善自身的職業技能鑒定體系,形成職業技能鑒定與企業實際、學校人才培養方案三方有機結合的有效運行機制。為最終提高學生的就業競爭力,滿足企業崗位需求,提高社會服務能力,為區域行業經濟發展提供了有力保證。
5.考評員隊伍的建設與管理
職業技能鑒定的考評員多為學院的專業課教師,除了正常的考評工作外,教師更多時候是在日常教學工作中指導學生的學習實踐,因此,教師也要在理論和實踐方面不斷提高修養。通過參加“訪問工程師”深入企業一線密切聯系行業產業,通過參加行業協會、省教育廳和高教部組織的技師、高級技師等各項培訓,熟悉行業前沿和職業技能鑒定的相關知識,豐富專業實踐經驗。在實際考評過程中,由職業技能鑒定部門隨機抽取校外考評員參加技能鑒定工作,杜絕作弊行為。
學院自身也承擔同類職業院校教師的“化學檢驗工”技師、高級技師培訓考評工作,使相應的職業技能鑒定體系更加成熟、完善,在同行技能鑒定工作起到了示范作用。
三、總 結
從2005年起,國內由化工教育協會牽頭,每年在職業院校中組織“化工總控工”、“化工檢驗工”等化工類工種的技能競賽,獲獎選手可獲得相應工種的高級工或技師資格證書,該項賽事得到國內一些大型化工企業的贊助,并已先后得到國家人力資源保障部和教育部認可。但從高職院校自身出發,比賽僅僅是手段,更重要的是要以此為契機,將技能大賽這種考核機制引用到學校的技能鑒定體系中去,這樣學校所頒發的技能證書才能得到社會及用人單位的廣泛認可,培養出來的學生才能得到企業的青睞。[5]
【關鍵詞】化工原理 精餾塔 板分離能力
【中圖分類號】TQ54 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)08-0228-02
在化工原理教學中,有關精餾塔板分析是液體精餾這一章的的重要內容之一, 也是難點之一。在教學工作中,深深地體會到學生們對精餾塔設計和操作性分析掌握存在較大的難度,以至于阻礙了學生對該章內容的掌握。這是由于精餾塔分析過程中,因為所涉及的影響因素的復雜性而導致了此類問題的多樣化。目前有相關文獻對其操作性分析進行了探討[1-7],但迄今為止,還未見系統報道設計型和操作型分析的系統報道。教學工作中,如果一題一解就更容易使學生感到此類問題的繁雜,往往是解了這道題,不會解另一道題,不利于掌握精餾塔操作型討論題的實質。本文針對精餾塔的設計和操作性分析教學難點,將與教學有關的各種要素有機地聯系起來,系統總結出了一套符合學生認知特點的教學策略及教學實施方案。讓學生對此類問題有一個清晰的認識,以達到強化教學內容,增強教學效果的目的。
1.兩類命題方式的區別
在“精餾”章節的題庫和習題集中,有關精餾塔設計和操作的常見題型精一般以討論的形式出現。
(1)對精餾塔設計型命題通常為:“在精餾塔設計中,若保持進料組成和分離要求,即維持xF,xD,xW不變,改變P,F,α,R,q中的一個參數,討論對其精餾塔板數的影響”。
(2)對精餾塔操作型命題通常為:“在精餾塔的操作中,若維持在設備(精餾段板數及全塔理論板數)已定條件下,改變操作參數中P,T,F,α,R,q,xF中任意一個,預計精餾操作的結果xD和xW變化趨勢。
2.影響精餾塔板分析參數的討論
理論板N的計算方法逐板法圖解法捷算法 (10)
精餾塔板數分析涉及精餾段和提餾段的操作線方程,全塔物料衡算、相平衡方程等公式,另外還涉及到加料熱狀況和回流比選擇等因素。公式多、計算麻煩,具有一定的難度;此外,影響參數較多,而教材對精塔的分析運用方面講解較少,學生難以全面理解。
3.教學中心——板分離能力
這么多的參數如何在分析過程中靈活使用,這是一個教學難點,也是學生學習的一個難點。經過多年的教學總結,現總結出一條簡單有效的教學方法,即將所有的影響因素最終歸結為板分離能力這一個中心??梢宰寣W生簡單掌握分析精餾塔設計型和操作型討論型問題。
在板式塔分析討論中,通常是用梯級圖解法來分析[8],即在相平衡線和兩段操作線作梯級,見圖2所示。在操作線和平衡線中的一個梯級代表著一塊理論板的分離程度,縱向距離代表著汽相增濃程度,橫向距離代表液相減濃程度。換句話說,一個梯級也就代表著一塊理論的分離能力。圍繞板分離能力這個中心,可以快速定性分析設計型和操作型的討論題。板分離能力變差,對于設計型問題就代表著理論板數增加,而對于操作型問題則代表著分離效果變差,即精餾段的餾出液xD減小,提餾段的餾出液xW增加。反之,影響板分離能力是梯級的梯度,而梯級的梯度是受相平衡線和操作線的共同影響。當操作線偏向平衡線,說明梯度減小,板分離能力變差;當操作線偏離平衡線,梯度增加,板分離能力變強。影響相平衡線的主要影響是壓力和溫度,溫度升高,壓力降低,可使平衡線偏離操作線,導致板分離能力增強,即分離效果增加。而影響操作線的影響就較多,可以見圖1所示,這時一般要將精餾段和提餾段分開來討論。
4.教學實例
5.小結
抓住精餾板式塔分析的核心,即板分離能力的好壞,能快速分析設計型和操作型題,將理論塔板數所涉及的知識點形
圖4 板式塔分析網絡圖
成網絡狀,以生動準確的形式來展示,如圖4所示,能夠對所涉及的參數進入歸納和關聯,根據實際要求來對一個精餾塔來進行設計型和操作型分析,以此培養學生的“舉一反三”,“觸類旁通”創造性思維。
符號說明
F - 進料量;D -塔頂產品量;W —塔底產物量;xF-進料組成;xD-塔頂產品組成;xW-塔底產物組成;N -理論板數;L-精餾段下降液體量;V-精餾段上升蒸氣量;L′—提餾段下降液體量;V′-提餾段上升蒸氣量;q- 進料狀態參數;r-回流比;—— 增加;——下降。
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關鍵詞:大型化工;儲罐區管道工藝;配管技術
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.017
與一般化工廠罐區管道設計相比,大型化工儲罐區管道工藝與配管存有類似的地方,也存有諸多不同之處。本文以某儲運公司化工儲罐區項目為主,在了解了此儲運公司管道輸送介質需要定期更換的特征后,分析了大型化工儲罐區的工藝與配管技術及軟管交換站等相關問題,以此更好地優化工藝流程。
1 項目案例
某儲運公司化工罐區工程工藝系統儲罐區內的固定頂、內浮頂儲罐數量37個,化工儲罐分別屬于2500m?、3000m?、5000m?。火災類別為甲B類,乙二醇、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醇等為儲存介質,儲罐區工程量為12.9萬m?。項目建設中,不但要與國家標準及規范相符,還應與大型儲罐區物料品種更換速度較多的特征相符。為此,必須嚴格按照相關施工規定及客戶生產要求,進行軟管交換站及管道清洗球工藝方案探討。
2 儲罐區管道工藝
不同儲存物質,其儲存形式也有所不同,常見的主要包含球罐、內浮頂儲罐等。且將檢測報警措施安設到儲罐、輸送泵及管道等位置,如液位、壓力等。為避免罐區物料泄漏,將雙閥設置到儲罐進出料管道內。設計時,儲罐進出口管、管墩必須對罐體下沉等問題進行充分考慮,此時,可將金屬軟管設置到儲罐進出口管線第一個閥門后面。安裝金屬軟管時,其中一端為固定支撐,則滑動支撐為另一端,軟管內無需進行管架設置。該項目因其具有較大管徑,及較長的管線,為避免陽光過度照射,導致管道內物料受熱膨脹,為避免儲罐內流入膨脹的介質,需將DN25旁通管道設置到罐子進出料管道上,且將DN50旁通管道設置到裝車泵進出口管道。
在化工生產時,軟管交換站使用較多。本工程儲罐較多,管道數量也隨之增加,這種情況下,不僅增加施工量,更會增加造價。因此,可將軟管交換站設置到3個儲罐區之外,各個罐區交換站與總交換鏈接的管道只有1根,這樣不僅符合工藝需求,還能降低管道使用數量,進而減少成本。因該工程管道具有較大直徑,設計軟管交換站時,連接軟管的空間應充足,且進行圍堰設置,避免物料外泄。
3 大型化工儲罐區配管技術分析
罐區在石化裝置中起到過渡作用。根據其功能進行劃分,可為三類:原料罐區、中間原料罐區及成品罐區。其中罐組、裝卸區等為典型完整罐區。本文針對煉油儲運系統中,儲罐布置及罐區配管進行了分析與探究,具體如下:
(1)火災危險性分類。根據《石油化工企業設計防火規范》(以下簡稱《規范》)規定,需對儲罐介質進行火災危險性分類。(2)儲罐的布置。第一,防火間距。儲罐布置必須與《規范》相關要求相符,需成組布置儲罐。不同介質,可分為2類:其一為可燃液體的地上儲罐;其二為液化烴、可燃氣體及助燃氣體的地上儲罐。布置儲罐時,需與規定內防火間距要求相符。第二,布置防火堤。防火堤的有效容積應與《規范》相符,其計算公式如下:
V=AHj-(V1+V2+V3+V4)
其中,防火堤有效容積由V表示;通過防護堤中心線圍成的水平投影面積由A表示;設計液面高度由Hj表示;防火堤內設計液面高度一個最大油罐的基礎體積可由V1表示;最大油罐除外,防火堤內的其余油罐在防火堤設計液面高度中的液體體積及油罐基礎體系總和由V2表示;防火堤中心線之內設計液面高度內的防火堤體積和內培土體積總和由V3表示;設計液面高度內的隔堤、配管等體積總和由V4表示。
第三,儲罐管口布置。在斜梯下方設置常壓立式儲罐下部人孔,180°為頂部、下部人孔所呈現的方向,且設置到頂平臺周圍。側向人孔具有較高高度時,其方位需為由斜梯向人孔靠近提供便利。要求將一個人孔分別設置到球形儲罐頂部與底部位置,且按照平臺配管做好布設工作。要求在頂部人孔周圍設置常壓立式儲罐浮子式液位指示計接口。根據具體需求,可進行液位控制器等設置。除此之外,為降低設備開口情況,需進行液位計聯箱管設置。在物料進出口位置,不得設置聯箱管連接設備接口,一般設置到接臺或梯子等位置,這樣能夠為安裝、維修儀表提供便利。將集液槽的排液管設置到立式儲槽底部,并留設溝槽。要求在排液總管一邊設置排液口方位。為便于空氣流通,必須合理設置液化石油氣儲罐底部接管最低點和地坪之間的距離。
第四,儲罐區的配管。要求集中布置罐區范圍內的全部管道。通過敷設管墩,與地面相比墩頂必須多出一些,如300mm以上,根據管徑最小管道規定跨距進行管墩之間距離的合理設置,最大限度減少連接所有罐支管出現交叉現象。并將跨橋設置到管帶合理部位,且在80mm以上控制橋底面最低位置和管頂之間的距離。將切斷閥、插板設置到所有物料總管進出界區位置,并集中安設到防火堤外容易接近的位置。同時,還需集中設置儲罐內操作頻繁的閥門。介質不同則存在極大區別,如下凹袋形情況不得出現在液化石油氣儲罐氣相返回管道內,防止U形液封問題出現。當允許液化石油氣儲罐頂部安全閥出口可向大氣直接排放時,需垂直設置排放口,且將放凈口安設到排放管低點位置,通過管道向收集槽、安全位置引至。但氣體屬于重組分時,需向密閉系統、火炬內排入。
4 結束語
綜上所述,伴隨社會經濟的快速發展及科學技術的不斷進步,我國石油化工行業也得到了極大的發展。在石油化工行業持續發展過程中,罐區具有顯著的作用。加大大型化儲罐區管道工藝及配管技術研究力度,可提高化工設計的合理性、科學性及安全性。本文通過具體案例,對化工儲罐區管道工藝及配管技術相關內容進行了簡要地分析,并與筆者自身多年工作經驗相結合,對儲罐布置及罐區配管進行了總結,以期為后期工作研究提供強有力的依據。
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