序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇化學(xué)工程的特點范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

其特點與作用有三:一是試題源于生產(chǎn)實際,以解決化學(xué)實際問題作思路進(jìn)行設(shè)問,使問題情境真實,能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際,學(xué)以致用的學(xué)習(xí)觀;二是試題內(nèi)容豐富,涉及化學(xué)基礎(chǔ)知識的方方面面,能考查學(xué)生化學(xué)雙基知識的掌握情況和應(yīng)用雙基知識解決化工生產(chǎn)中有關(guān)問題的遷移推理能力;三是試題新穎,一般較長,閱讀量大,能考查學(xué)生的閱讀能力和資料的收集處理能力.

二、解題方法

化學(xué)工藝生產(chǎn)主要解決的矛盾,歸納起來主要有六個方面問題:一是解決將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理;二是除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品;三是提高產(chǎn)量與產(chǎn)率;四是減少污染,考慮“綠色化學(xué)”生產(chǎn);五是原料的來源既要考慮豐富問題,又要考慮成本問題:六是生產(chǎn)設(shè)備簡單,生產(chǎn)工藝簡便可行等工藝生產(chǎn)問題.化學(xué)工藝流程題,一般也就圍繞以上六個方面設(shè)問求解.要準(zhǔn)確、順利解答化學(xué)工藝流程題,除了必須要掌握物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)之間相互作用的基本知識以及除雜分離提純物質(zhì)的基本技能外,最關(guān)鍵的問題要掌握和具備分析工藝生產(chǎn)流程的方法和能力.為此特提出下列四種解題基本方法,供參考.

1.首尾分析怯

對一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序)試題,首先對比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)原材料與最后一種物質(zhì)產(chǎn)品,從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜分離提純產(chǎn)品的化工工藝,然后再結(jié)合題設(shè)的問題,逐一推敲解答.

【例1】 (2008年,廣州高考一模23題)聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑,其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁[Al2(OH)nCl6-n].本實驗采用鋁鹽溶液水解絮凝法制堿式氯化鋁.其制備原料為分布廣、價格廉的高嶺土,化學(xué)組成為:Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%～50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)以及少量雜質(zhì)和水分.已知氧化鋁有多種結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)也有差異,且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化;高嶺土中的氧化鋁難溶于酸.制備堿式氯化鋁的實驗流程如下:

根據(jù)流程圖回答下列問題:

(1)“煅燒”的目的是 .

(2)配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的鹽酸需要200mL30%的濃鹽酸(密度約為1.15g/cm3)和 g蒸餾水,配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、 .

(3)“溶解”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 .

(4)加少量鋁粉的主要作用是 .

(5)“調(diào)節(jié)溶液pH在4.2～4.5”的過程中,除添加必要的試劑,還需借助的實驗用品是: ;“蒸發(fā)濃縮”需保持溫度在90~100℃,控制溫度的實驗方法是.

解析:對比原料與產(chǎn)品可知,該生產(chǎn)的主要工序:一是除去原料高嶺土中的雜質(zhì),二是將Al2O3利用水解絮凝法轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品.再進(jìn)一步分析,除鐵用鋁置換后過濾,高嶺土中的Al2O3不溶于酸,必須經(jīng)煅燒改變結(jié)構(gòu).該題經(jīng)這樣分析,題設(shè)的所有問題的答案就在分析之中.

參考答案:(1)改變高嶺土的結(jié)構(gòu),使其能溶于酸 (2)230 量筒

(3)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

(4)除去溶液中的鐵離子; (5)pH計(或精密pH試紙);水浴加熱

簡評:首尾分析法是一種解工藝流程題的常見方法,這種方法的特點是:簡單、直觀,很容易抓住解題的關(guān)鍵,用起來方便有效.使用這一方法解題,關(guān)鍵在于認(rèn)真對比分析原材料與產(chǎn)品組成,從中產(chǎn)生的將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所包含的雜質(zhì)的基本原理和所采用的工藝生產(chǎn)措施.當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了,圍繞生產(chǎn)主線所設(shè)計的系列問題,也就迎刃而解.

2.截段分析法

對于用同樣的原材料生產(chǎn)多種(兩種或兩種以上)產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點.

【例2】 (2007年,廣東高考第21題)以氯化鈉和硫酸鈉為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉,工藝流程如下:

氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如下圖所示.回答下列問題.

(1)欲制備10.7gNH4Cl,理論上需NaCl g.

(2)實驗室進(jìn)行蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有 、燒杯,玻璃棒、酒精燈等.

(3)“冷卻結(jié)晶”過程中,析出NH4Cl晶體的合適溫度為 .

(4)不用其他試劑,檢查NH4Cl產(chǎn)品是否純凈的方法及操作是 .

(5)若NH4Cl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì),進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是 .

解析:該生產(chǎn)流程的特點是:用同樣原材料既生產(chǎn)主要產(chǎn)品氯化銨,同時又生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸鈉.因此,為了弄清整個生產(chǎn)流程工藝,只能分段分析,即先分析流程線路中如何將原料轉(zhuǎn)化為硫酸鈉的,然后再分析又如何從生產(chǎn)硫酸鈉的母液中生產(chǎn)氯化銨,即將題供的流程路線截成兩段分析,這樣,便可以降低解題的難度.

結(jié)合流程示意圖和溶解度曲線圖分析,生產(chǎn)硫酸鈉只能用熱結(jié)晶法,生產(chǎn)氯化銨用冷結(jié)晶法,因為溫度降到35℃以下,結(jié)晶得到的產(chǎn)品為Na2SO4•10H2O.

參考答案:(1)11.7g (2)蒸發(fā)皿 (3)35℃(或33~40℃之間任意值) (4)加熱法.取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部,加熱,若試管底部無殘留物,表明氯化銨產(chǎn)品純凈 (5)重結(jié)晶.

簡評:用截斷分析法解工藝流程題是一種主流解題方法.因為當(dāng)前的化工生產(chǎn),為了降低成本,減少污染,增加效益,大都設(shè)計成綜合利用原材料,生產(chǎn)多種產(chǎn)品的工藝生產(chǎn)線.為此這種工藝流程題很多.用截斷分析法解工藝流程題關(guān)鍵在于選對屬型和如何截段,截幾段更合理.一般截段以生產(chǎn)的產(chǎn)品為準(zhǔn)點.但也不一定,特殊情況也很多,必須具體情況作具體分析.

3.交叉分析法

有些化工生產(chǎn)選用多組原材料,事先合成一種或幾種中間產(chǎn)品,再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品.以這種工藝生產(chǎn)方式設(shè)計的工藝流程題,為了便于分析掌握生產(chǎn)流程的原理,方便解題,最簡單的方法,就是將提供的工藝流程示意圖畫分成幾條生產(chǎn)流水線,上下交叉分析.

【例3】 某一化工廠的生產(chǎn)流程如下圖:

(1)L、M的名稱分別是_____ 、 .

(2)GH過程中為什么通入過量空氣: .

(3)用電子式表示J: .

(4)寫出飽和食鹽水、E、F生成J和K(此條件下K為沉淀)的化學(xué)方程式:_____ ,要實現(xiàn)該反應(yīng),你認(rèn)為應(yīng)該如何操作: .

解析:根據(jù)流程示意圖分析可知,用空氣、焦炭和水為原材料,最終生產(chǎn)產(chǎn)品L和J、M.首先必須生產(chǎn)中間產(chǎn)品E,這樣,主要生產(chǎn)流水線至少有兩條(液態(tài)空氣-E-M;焦炭-E-L).為了弄清該化工生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝,須將這兩條生產(chǎn)流水線交叉綜合分析,最終解答題設(shè)的有關(guān)問題.

參考答案:(1)硝酸銨;碳酸鈉 (2)提高NO的轉(zhuǎn)化率

(3)

(4)NH3+H2O+NaCl+CO2=NaHCO3+NH4Cl 向飽和的食鹽水中先通入足量的NH3,再通入足量的CO2

簡評:從本題分析得知,構(gòu)成交叉分析的題型,從提供的工藝流程上看,至少有三個因素(多組原材料、中間產(chǎn)品、多種產(chǎn)品)和兩條或多條生產(chǎn)流水線的化工生產(chǎn)工藝.利用交叉分析法解工藝流程題的關(guān)鍵,在于找準(zhǔn)中間產(chǎn)品(因為有時會出現(xiàn)多種中間產(chǎn)品)和流水生產(chǎn)的分線,在分析過程中,抓住中間物質(zhì)的關(guān)聯(lián)作用,逐一破解.

4.“瞻前顧后”分析法

有些化工生產(chǎn),為了充分利用原料,變廢為寶,設(shè)計的生產(chǎn)流水線除了主要考慮將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品外,同時還要考慮將生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為原料的循環(huán)生產(chǎn)工藝.解答這種類型題時宜用“瞻前顧后”分析法.“瞻前顧后”分析法,指分析工藝生產(chǎn)流程時,主要考慮原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的問題(瞻前),同時也要考慮原料的充分利用和再生產(chǎn)問題(顧后).

【例4】 利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下:

依據(jù)上述流程,完成下列填空:

(1)天然氣脫硫時的化學(xué)方程式是__________.

(2)nmolCH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO0.9nmol,產(chǎn)生H2 mol(用含n的代數(shù)式表示).

(3)K2CO3(aq)和CO2反應(yīng)在加壓下進(jìn)行,加壓的理論依據(jù)是 .

A.相似相容原理

B.勒夏特列原理

C.酸堿中和原理

(4)分析流程示意圖回答:該合成氨工藝主要原料是 ,輔助原料有 .

(5)請寫出由CH4為基本原料經(jīng)四次轉(zhuǎn)化為合成氨的N2、H2的化學(xué)反應(yīng)方程式 .

(6)整個流程有三處循環(huán),一是Fe(OH)3循環(huán),二是K2CO3(aq)循環(huán),請在上述流程圖上標(biāo)出第三處循環(huán)(循環(huán)方向和循環(huán)物質(zhì)).

解析:該生產(chǎn)工藝屬于多處循環(huán)生產(chǎn)工藝,因此分析工藝流程示意圖時,分析的主線是弄清基本原材料CH4轉(zhuǎn)化為合成氨的基本原料N2和H2的工藝生產(chǎn)原理.但還要回頭分析循環(huán)生產(chǎn)的理由和循環(huán)生產(chǎn)的工藝生產(chǎn)段.通過這樣既考慮產(chǎn)品的合成,又考慮原料的充分利用,該題所涉及的問題也就可以解答了.

參考答案:(1)3H2S+2Fe(OH)3=Fe2S3+6H2O

(2)2.7n (3)B (4)CH4、H2O、空氣;K2CO3、Fe(OH)3

(5)CH4+H2O=CO+3H2;

2CH4+3O2=2CO+4H2O;

CO+H2O=CO2+H2;

篇（2）

1 工藝流程題的結(jié)構(gòu)、特點和作用

化學(xué)工藝流程題,顧名思議,就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段用框圖流程形式表示出來,并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識步步設(shè)問,形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。工藝流程題的結(jié)構(gòu)分題頭、題干和題尾三部分。題頭一般簡單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括附產(chǎn)品);題干部分主要用框圖形式表示從原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程;題尾則是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及到的化學(xué)知識設(shè)計成系列問題,構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。

其特點與作用有三:一是試題源于生產(chǎn)實際,以解決化學(xué)實際問題作思路進(jìn)行設(shè)問,使問題情境真實,以培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際,學(xué)以致用的學(xué)習(xí)觀;二是試題內(nèi)容豐富,涉及多方面的化學(xué)基礎(chǔ),能考查學(xué)生化學(xué)雙基知識的掌握情況和應(yīng)用雙基解決化工生產(chǎn)中有關(guān)問題的遷移推理能力;三是試題新穎,一般較長,閱讀量大,能考查學(xué)生的閱讀能力和資料的收集處理能力。

2 化學(xué)工藝流程題的分類

就目前已有試題來看,從化工工藝來分可分為基礎(chǔ)化工和精細(xì)化工題;以生產(chǎn)過程中主要工序可分為除雜提純工藝流程題(如海水純化工藝流程題)、原材料轉(zhuǎn)化流程題、電解流程題、有機(jī)合成題和資源能源綜合利用生產(chǎn)流程題等;按資源的不同,可將工藝流程分為利用空氣資源(如合成氨工藝流程)、利用水資源生產(chǎn)的(如海水制鹽、氯堿工業(yè)、海水提溴碘、海水提鎂等)、利用礦產(chǎn)資源生產(chǎn)的(工業(yè)制硫酸、交通法規(guī)鐵煉鋼等)、利用化石燃料生產(chǎn)的工藝流程題(如有機(jī)合成工藝題)等。本文偏重于以原料轉(zhuǎn)化為依據(jù)的分類方法,這樣,更方便于學(xué)生聯(lián)系已學(xué)化學(xué)知識并進(jìn)行歸類、分析,有利于掌握解題技巧。

3 解題方法

化學(xué)工藝生產(chǎn)主要解決的矛盾,歸納起來主要有六個方面:一是解決將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理;二是除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品;三是提高產(chǎn)量與產(chǎn)率;四是減少污染,實施“綠色化學(xué)”生產(chǎn);五是原料的來源既要豐富,還要考慮成本問題;六是生產(chǎn)設(shè)備簡單,生產(chǎn)工藝簡便可行等工藝生產(chǎn)問題?；ち鞒填},一般也就圍繞這六個方面設(shè)問求解。為要準(zhǔn)確、順利解題,學(xué)生除了必須掌握物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)之間相互作用的基本知識以及除雜分離提純物質(zhì)的基本技能外,最關(guān)鍵的問題要具備分析工藝生產(chǎn)流程的方法和能力。為此,特提出下列四種解題基本方法供參考。

3.1首尾分析法

對一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序)試題,首先對比分析流程圖(見圖1)中第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品),從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn)品的化工工藝,然后再結(jié)合題設(shè)的問題,逐一推敲解答。

例1(廣州2008 年高考一模23題)聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑,其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁[Al2(OH)nCl6-n]。該實驗采用鋁鹽溶液水解絮凝法制堿式氯化鋁。其制備原料為分布廣、價格廉的高嶺土,化學(xué)組成為:Al2O3(25 %～34 %)、SiO2(40 %～50 %)、 Fe2O3(0.5 %～3.0 %)以及少量雜質(zhì)和水分。已知氧化鋁有多種結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)也有差異,且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化;高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。制備堿式氯化鋁的實驗流程如下:

根據(jù)流程圖回答下列問題:

(1)“燃燒”的目的是________________。

(2)配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)15 %的鹽酸需要200 mL 30 %的濃鹽酸(密度約為1.15 g/cm3)和____g蒸餾水,配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、______。

(3)“溶解”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________。

(4)加少量鋁粉的主要作用是_________。

(5)“調(diào)節(jié)溶液pH在4.2～4.5”的過程中,除添加必要時試劑,還需借助的實驗用品是_________;“蒸發(fā)濃縮”需保持溫度在90～100 ℃,控制溫度的實驗方法是______。

解析:對比原料與產(chǎn)品可知,該生產(chǎn)的主要工序:一是除去原料高嶺土中的雜質(zhì),二是將Al2O3難溶于酸,必須經(jīng)過煅燒以改變其結(jié)構(gòu)。該題經(jīng)這樣分析,題設(shè)的所有問題的答案便在分析之中。

參考答案:(1)改變高嶺土的結(jié)構(gòu),使其能溶于酸。(2)230;量筒。

(3)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

(4)除去溶液中的鐵離子;

(5)pH計(或精密pH試紙);水浴加熱

[點評]首尾分析法是一種解讀工藝流程題的常見方法,該法特點:簡單、直觀,容易抓住解題的關(guān)鍵,用起來方便有效。使用這一方法解題,關(guān)鍵在于認(rèn)真對比分析原材料與產(chǎn)品的組成,從中產(chǎn)生將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所含雜質(zhì)的基本原理和所用工藝的生產(chǎn)措施。當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了,圍繞這條主線所設(shè)計的系列問題,也就可解答了。

3.2截段分析法

對于用同樣的原材料生產(chǎn)多種(兩種或兩種以上)產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點。

例2(廣東2007 年高考第21題)以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉,工藝流程如下:

氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如圖1所示?；卮鹣铝袉栴}:

(1)欲制備10.7 g NH4Cl,理論上需NaCl____g。

(2)實驗室進(jìn)行蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有_____、燒杯、玻璃棒、酒精燈等。

(3)“冷卻結(jié)晶”過程中,析出NH4Cl晶體的合適溫度為_____。

(4)不用其他試劑,檢查NH4Cl產(chǎn)品是否純凈的方法及操作是_______。

(5)若NH4Cl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì),進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是_____________。

解析:該生產(chǎn)流程的特點:用同樣原材料既生產(chǎn)主要產(chǎn)品氯化銨,同時又要生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸鈉。因此,為了弄清整個生產(chǎn)流程工藝,只能分段分析,即先分析流程線路中如何將原料轉(zhuǎn)化為硫酸鈉的,然后再分析如何從生產(chǎn)硫酸鈉的母液中生產(chǎn)氯化銨。如此,將題供的流程路線截成兩段分析,這樣,便可以降低解題的難度。

結(jié)合溶解度曲線和流程示意圖分析,生產(chǎn)硫酸鈉用的是熱結(jié)晶法,而生產(chǎn)氯化銨必須用冷結(jié)晶法,因為溫度降到35 ℃以下,結(jié)晶得到的產(chǎn)品為Na2SO4?10H2O。

參考答案:(1)11.7 g;(2)蒸發(fā)皿;(3)35 ℃(或33℃～40 ℃之間);(4)加熱法。取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部,加熱,若試管底部無殘留物,表明氯化銨產(chǎn)品純凈。(5)重結(jié)晶。

[簡評]用截斷分析法解工藝流程題是一種主流解題方法。因為當(dāng)前化工生產(chǎn),為了降低成本,減少污染,增加效益,都設(shè)計成綜合利用原材料,生產(chǎn)多種產(chǎn)品的工藝生產(chǎn)線。用截斷分析法解工藝流程題關(guān)鍵在于看清主副產(chǎn)品是如何分開的,以此確定如何截段,截幾段更合理。一般截段以生產(chǎn)的產(chǎn)品為準(zhǔn)點。但也不一定,必須對情況作具體分析。學(xué)生必須好好總結(jié)一下物質(zhì)的分離、提純的各種方法及其所依托的化學(xué)原理。

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3.3交叉分析法

有些化工生產(chǎn)選用多組原材料,率先合成一種或幾種中間產(chǎn)品,再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品。為了便于分析以這種生產(chǎn)方式設(shè)計的工藝流程題,掌握生產(chǎn)流程的原理,最簡單的方法,就是將提供的工藝流程示意圖結(jié)合常見化合物的制取原理畫分成幾條生產(chǎn)流水線,然后上下交叉分析。

例3.某一化工廠的生產(chǎn)流程如下(圖2)

(1)L、M的名稱分別是______、________。

(2)GH過程中為什么通入過量空氣:____。

(3)用電子式表示J:___________________。

(4)寫出飽和食鹽水、E、F生成J和K(此條件下K為沉淀)的化學(xué)方程式:__________,要實現(xiàn)該反應(yīng),你認(rèn)為應(yīng)該如何操作:______________。

解析:根據(jù)流程示意圖,若用空氣、焦炭和水為原材料,最終生產(chǎn)L和J、M產(chǎn)品,首先,必須生產(chǎn)中間產(chǎn)物E。這樣,主要生產(chǎn)流水線至少有兩條(液態(tài)空氣―E―L;焦炭―E―F―JM)。為了弄清該化工生產(chǎn)的工藝,須將這兩條生產(chǎn)流水線,進(jìn)行交叉綜合分析,最終解答題設(shè)的有關(guān)問題。

參考答案:(1)硝酸銨;碳酸鈉;(2)提高NO的轉(zhuǎn)化率

(4)NH3+H2O+NaCl+CO2=NaHCO3+NH4Cl

向飽和的食鹽水中先通入足量的NH3,再通入足的CO2。

[簡評]從本題構(gòu)成交叉分析的題形,從提供的工藝流程看至少有三個因素(多組原材料;有中間產(chǎn)品;多種產(chǎn)品)和兩條或多條生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)工藝。利用交叉分析法解工藝流程題的關(guān)鍵,在于找準(zhǔn)中間產(chǎn)品(因為有時會出現(xiàn)多種中間產(chǎn)品)和生產(chǎn)流程中的幾條分線,在分析過程中,需抓住中間物質(zhì)的關(guān)聯(lián)作用,結(jié)合已學(xué)化學(xué)物質(zhì)的制取方法逐一破解。

3.4“瞻前顧后”分析法

有些化工生產(chǎn),為了充分利用原料,變廢為寶,設(shè)計的生產(chǎn)流水線除了主要考慮將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品外,還要考慮將生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為原料的循環(huán)生產(chǎn)工藝。解答這類題型,可用“瞻前顧后”分析法。瞻前顧后,指分析流程時,不僅要考慮原料轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品(瞻前),同時也要考慮原料的充分利用和再生產(chǎn)問題(顧后)。

例4.(上海2001 年高考第21題)利用天然氣合成氨的工藝流程示意如下:

依據(jù)上述流程,完成下列填空:

(1)天然氣脫流時的化學(xué)方程式是________。

(2)n mol CH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO 0.9 n mol,產(chǎn)生H2_______mol(用含n的代數(shù)式表示)。

(3)K2CO3(aq)和CO2反應(yīng)在加壓下進(jìn)行,加壓的理論依據(jù)是_______

A. 相似相容原理B. 勒沙特列原理

C. 酸堿中和原理

(4)分析流程示意圖回答,該合成氨工藝主要原料是_____輔助原料有______。

(5)請寫出由CH4為基本原料經(jīng)四次轉(zhuǎn)化得到N2、H2的方程式_____________。

(6)整個流程有三處循環(huán),一是Fe(OH)3 循環(huán), 二是K2CO3(aq)循環(huán),請在上述流程圖上標(biāo)出第三處循環(huán)(循環(huán)方向和循環(huán)物質(zhì))。

解析:本題對原高考題稍作了改編。該生產(chǎn)工藝屬于循環(huán)生產(chǎn)工藝,因此分析工藝流程示意圖時,分析的主線是弄清基本原料CH4轉(zhuǎn)化為合成氨的原料氣N2和H2的生產(chǎn)工藝原理。但還要回頭分析循環(huán)生產(chǎn)的理由和工藝。通過這樣的考慮,試題的問題也就可以解答了。

參考答案:(1)3H2S+2Fe(OH)3=Fe2S3+6H2O; (2)2.7 n; (3)B; (4)CH4、H2O、空氣; K2CO3; Fe(OH)3;(5)CH4+H2O=CO+3H2; 2CH4+3O2=2CO+4H2OCO2+H2O+K2CO3=2KHCO3

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中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）07-0104-02

《電工電子技術(shù)》課程是中高等職業(yè)學(xué)校工學(xué)類專業(yè)不可或缺的一門重要的基礎(chǔ)課程，學(xué)生基礎(chǔ)的好壞、學(xué)習(xí)興趣的高低、對電工電子基礎(chǔ)知識掌握的程度、實驗實踐技能的高低等，都將直接影響著其他后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。因此，職校教師應(yīng)在學(xué)生基礎(chǔ)差、學(xué)習(xí)興趣動力不大的環(huán)境下，在職業(yè)教育大力推行“教學(xué)做”一體化教學(xué)模式的前提下，充分利用《電工電子技術(shù)》課程理論聯(lián)系實際，實驗實踐課比重大等特點，從提高學(xué)生興趣入手，將培養(yǎng)學(xué)生實驗實踐能力作為教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)，為學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)打通關(guān)節(jié)，架好橋梁，順利完成課程教學(xué)大綱的要求。筆者在《電工電子技術(shù)》課程教學(xué)中進(jìn)行了改革，旨在通過有效的教學(xué)手段，提高該課程的教學(xué)效果，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生興趣、提高學(xué)生能力的雙重效果。

《電工電子技術(shù)》課程的特點

《電工電子技術(shù)》課是一門理論聯(lián)系實際，實踐與實驗性很強(qiáng)的課程，該課程概念抽象、公式較多，又與專業(yè)課和電工類實際工作結(jié)合緊密。雖然學(xué)生在中學(xué)物理課程中接觸過電學(xué)方面的知識，但由于職校學(xué)生基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)積極性、主動性不強(qiáng)。而電專業(yè)學(xué)生在以后的實際工作中，離不開對電學(xué)基本概念的正確掌握，對定義的準(zhǔn)確理解，對各種計算公式的準(zhǔn)確運用和各種器件參數(shù)、安裝使用規(guī)則的了解，以及安全用電規(guī)則的遵守和執(zhí)行等。否則，不可能完成電器（氣）安裝或維修工作，甚至?xí)聿豢上胂蟮暮蠊?。例如，簡單的熔斷器（保險）的更換，若不按要求更換，就可能造成嚴(yán)重的安全隱患。因此，在教學(xué)中，教師要積極采用理實結(jié)合的課程模式和多媒體教學(xué)手段，增強(qiáng)學(xué)生對電工電子技術(shù)的感性認(rèn)識，加強(qiáng)實踐實驗教學(xué)，提高教學(xué)的趣味性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將職業(yè)技能培養(yǎng)放在首位，方能取得較好的教學(xué)效果。

理實一體化教學(xué)的方法與實施

充分利用實驗實踐條件，實施理實結(jié)合的教學(xué)課程模式 筆者從事過電工和電器修理工作若干年，有著比較豐富的電器（氣）安裝、維修的實踐經(jīng)驗，符合現(xiàn)階段對“雙師型”教師的要求，且《電工電子技術(shù)》是一門實踐性很強(qiáng)的課程。根據(jù)理實結(jié)合，“教學(xué)做”一體化教學(xué)模式的要求和思路，對2010級機(jī)電專業(yè)該課程的教學(xué)進(jìn)行了大膽改革——嘗試將教室搬到實驗室去，采取理論實踐一體化的教學(xué)方法，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。如在講授電子元器件時，在實驗室里可對照實物進(jìn)行講解，讓學(xué)生邊聽，邊識別色環(huán)、型號、規(guī)格、參數(shù)等，并可以使用萬用表進(jìn)行測量比較，這樣學(xué)生就有興趣了，學(xué)習(xí)起來就比較容易了。學(xué)習(xí)電路時，直接在實驗室讓學(xué)生自己連接串并聯(lián)電路（不指定電阻數(shù)量及阻值大?。?，學(xué)會用萬用表等儀器儀表測量電路的電壓、電流、電阻值，并總結(jié)串并聯(lián)電路特點。又如，電機(jī)控制中電動機(jī)按鈕互鎖控制正反轉(zhuǎn)電路，工作原理分析難度較大，但在實訓(xùn)室中，讓學(xué)生看演示效果，然后參與操作訓(xùn)練，學(xué)生便很快掌握了其工作原理。這樣做可以把技能教學(xué)自然地滲透到理論教學(xué)中，使理論教學(xué)與技能教學(xué)最大限度地融合起來，不僅節(jié)省了時間，而且激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，教學(xué)效果非常顯著。

分階段實施教學(xué)目標(biāo) 在理實結(jié)合的教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生對知識和技能掌握的程度不同和教學(xué)大綱的要求，可以把理論教學(xué)分解到實驗實訓(xùn)教學(xué)中，并把整個教學(xué)目標(biāo)分階段實施（也可與《電子電工技能培訓(xùn)》課程結(jié)合進(jìn)行）：第一階段，以最常用的電工工具、儀器儀表及元器件的一般識別使用和熟識為教學(xué)目標(biāo)，要求學(xué)生能熟練使用儀器儀表，會對元器件極性、管腳進(jìn)行判別性的測量，會對元器件性能的好壞進(jìn)行測試判別。第二階段，要求學(xué)生安裝及檢測實際電路，由簡單的串并聯(lián)電路入手，學(xué)習(xí)自動調(diào)光電路、機(jī)床控制電路、放大電路的安裝調(diào)試，使學(xué)生掌握電路安裝的規(guī)范操作要領(lǐng)及借助儀器儀表檢測的方法步驟。第三階段，設(shè)置簡單故障教學(xué)，鍛煉學(xué)生電器（氣）檢測維修的實踐能力，以此來實現(xiàn)學(xué)生綜合能力的提高。第四階段，采用模擬考核形式，訓(xùn)練學(xué)生的實戰(zhàn)能力。通過以上四個階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生既明確了各階段的目標(biāo)，又分解了教學(xué)難度，既能使學(xué)生樹立自信，又能使教師有的放矢，還有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。如果教師不能在訓(xùn)練環(huán)節(jié)上嚴(yán)格管理和要求，不能根據(jù)學(xué)生的情況做到因材施教、循序漸進(jìn)，學(xué)生就會無從下手，久而久之就會產(chǎn)生厭學(xué)的念頭。

重視學(xué)生實踐技能的培養(yǎng) 大量的感性知識是由觀察后分析推理而獲得的，因此，教學(xué)中應(yīng)注意把培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力、動手能力貫穿其中。例如，在電容器充放電實驗中，要求學(xué)生用指針式萬用表先練習(xí)對電容器質(zhì)量進(jìn)行判斷。讓學(xué)生具體觀察電容器短路、斷路、質(zhì)量不佳（漏電）以及容量是否減少等方面的情況。引導(dǎo)學(xué)生思考，從各種示數(shù)中觀察相對的變化與區(qū)別，即透過現(xiàn)象看到事物的本質(zhì)。然后再用經(jīng)自己判斷容量合格的電容器做充放電實驗，由此開拓學(xué)生的思維。

理實一體化教學(xué)實施的八項要求

通過一個教學(xué)環(huán)節(jié)的實施，取得了意想不到的良好效果，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，迎合了學(xué)生好動和好奇的特點，順利地完成了教學(xué)任務(wù)。根據(jù)筆者在教學(xué)中的體會，這種教學(xué)方式的實施必須要求：（1）課程教學(xué)要由具有“雙師”資質(zhì)的教師擔(dān)任，或由理論課教師與經(jīng)驗豐富的實驗教師共同擔(dān)任；（2）學(xué)生分組時，注意動手能力強(qiáng)弱和男女生的搭配；（3）將教學(xué)任務(wù)按理論+實踐的模式分解到每堂課上，先理論，后實踐，并讓學(xué)生了解該堂課的目標(biāo)和任務(wù)；（4）由于職校學(xué)生學(xué)習(xí)主動性較差，教師要耐心引導(dǎo)，運用教師手把手、學(xué)生熟手帶生手的方法，不斷鼓勵學(xué)生大膽實踐并及時發(fā)現(xiàn)鼓勵學(xué)生的進(jìn)步和提高；（5）對學(xué)生實驗時出現(xiàn)的錯誤要及時加以糾正，有共性的問題可作為例子進(jìn)行現(xiàn)場分析，應(yīng)包括產(chǎn)生原因、產(chǎn)生后果及解決方法等，同時提倡學(xué)生間的互幫互學(xué)；（6）將理論考核改為以實踐技能考核為主的課程考核方式，并可在適當(dāng)時間采用實驗實踐競賽等方式激勵學(xué)生修煉技術(shù)，提高本領(lǐng)；（7）要做好課堂考勤、考核，對每個學(xué)生每堂課的出勤、紀(jì)律、聽課及實踐（實驗）完成情況等做好考核記錄，以便了解每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況；（8）對學(xué)生作業(yè)、實驗報告要認(rèn)真批閱，并做好總結(jié)。

工學(xué)結(jié)合、理實結(jié)合“教學(xué)做”一體化的教學(xué)模式并非高深的教學(xué)理論模式，其實施也有規(guī)律可循。只要我們從自己的實際教學(xué)過程出發(fā)，從思想上解放自己，勇于打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，修正從教觀念，樹立以師帶徒的角色定位，不斷提高自己的技術(shù)本領(lǐng)，不斷嘗試新的教學(xué)方法并堅持學(xué)習(xí)、實踐、探索、改進(jìn)和提高，一定會總結(jié)出適合自己學(xué)校、專業(yè)、課程的工學(xué)結(jié)合、理實結(jié)合的教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱曉慧.基于工作過程的電工電子技術(shù)的課程改革[J].職業(yè)教育研究，2008（8）.

[2]孫成林.《電工基礎(chǔ)》課教學(xué)的做中教與做中學(xué)[J].職業(yè)教育研究，2010（10）.

[3]王穎.在電子實訓(xùn)中如何提高學(xué)生操作技能[J].職業(yè)教育研究，2011（S1）.

篇（4）

化學(xué)工程與工藝就是對材料進(jìn)行加工處理，然后進(jìn)行再次利用實現(xiàn)能量的傳遞，這樣高效環(huán)保完成資源的優(yōu)化配置，優(yōu)化產(chǎn)品加工生產(chǎn)的過程。化學(xué)工程與工藝的發(fā)展由來已久，它以化學(xué)工程相關(guān)理論還有實際的一些運用為指導(dǎo)，利用這一學(xué)科知識對各種產(chǎn)品進(jìn)行研究、開發(fā)跟生產(chǎn)。化工工程領(lǐng)域的相關(guān)行業(yè)非常多，比如石油化工、生物化工、材料化工、冶煉化工等相關(guān)行業(yè)?；瘜W(xué)工程領(lǐng)域相關(guān)的行業(yè)都是關(guān)乎我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要領(lǐng)域，化工工程還與一些高新科技領(lǐng)域相互影響作用，共同推動著科技的發(fā)展，促進(jìn)社會的進(jìn)步。目前化學(xué)工程領(lǐng)域正向著自動集約化、高效精細(xì)化方向發(fā)展?？偠灾すこ毯w的專業(yè)領(lǐng)域范圍非常廣，因此，加強(qiáng)對化工工程與工藝發(fā)展研究時非常有必要的。

一、化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展特點趨勢

1.化學(xué)工程與工藝特點

化學(xué)工程簡稱化工，是研究以化學(xué)為代表的相關(guān)工業(yè)的，化學(xué)工程與工藝這門學(xué)科是一門工業(yè)特色十分顯著學(xué)科，化學(xué)工程與工藝的研究范圍廣，是一門應(yīng)用十分寬泛的專業(yè)。如一些食品加工業(yè)、印刷業(yè)、冶煉業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)、材料化工等都是建立在化學(xué)工程與化學(xué)工藝的基礎(chǔ)之上。化學(xué)工程與工藝這門課就是培養(yǎng)學(xué)習(xí)化學(xué)工程與化學(xué)工藝方面的理論知識，想要在這一門學(xué)科能夠為我國各個行業(yè)都做出貢獻(xiàn)，就必須要組織構(gòu)建一個能夠發(fā)展化學(xué)工程與工藝學(xué)科的研究基地。構(gòu)建適合專業(yè)特點的，有利于人才培養(yǎng)的創(chuàng)新型體系。

2.化學(xué)工程與工藝研究對環(huán)境保護(hù)的意義

化學(xué)工程與工藝這門學(xué)科是一門工業(yè)特色明顯的專業(yè)，它覆蓋了原有的各種化學(xué)相關(guān)的專業(yè)?，F(xiàn)階段，環(huán)保已經(jīng)是人們普遍追求的一種生活方式跟生活態(tài)度?；瘜W(xué)工程與化學(xué)工藝的相關(guān)研究是實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能這一理念的重要實現(xiàn)途徑。對于化學(xué)工程跟化學(xué)工藝的研究發(fā)現(xiàn)，人類在降低污染節(jié)約能源的時候可以實現(xiàn)利益的最大化，這樣的前提條件下，人們都愿意進(jìn)行節(jié)能環(huán)保方面的嘗試。很多跨國大型企業(yè)都針對這種情況成立專門的科研小組，進(jìn)行相關(guān)綠色環(huán)保方面的研究。社會的發(fā)展離不開科技的發(fā)展，科技發(fā)展不能以犧牲環(huán)境為代價。這就要求綠色環(huán)保的概念?？萍嫉陌l(fā)展過程中化學(xué)工程與化學(xué)工藝的發(fā)展一定會占據(jù)重要位置。針對這樣的情況，應(yīng)該積極改變策略加大對化學(xué)工程與化學(xué)工藝方面的研究。

二、相關(guān)新興化學(xué)工程與工藝的技術(shù)研究

1.綠色化學(xué)工程

綠色化學(xué)也就是現(xiàn)今的人們所說的環(huán)境友好化學(xué)，這種化學(xué)方面的術(shù)語是現(xiàn)如今最為流行的術(shù)語。綠色化學(xué)就是環(huán)保，降低污染，用一些化學(xué)方面的技術(shù)還有方法來減少對生態(tài)環(huán)境的影響，降低環(huán)境污染對人類健康的影響。運用化學(xué)工程與化學(xué)工藝減少一些有害的原料還有催化劑等的生產(chǎn)還有使用。從根本上杜絕環(huán)境污染的產(chǎn)生，綠色化學(xué)的技術(shù)就是從源頭來阻止污染的產(chǎn)生，用無毒無害的原料，并且對一些廢棄物進(jìn)行回收再利用。

2.化學(xué)工程與化學(xué)工藝的分離工程

分離工程就是使物質(zhì)從無序向有序轉(zhuǎn)變的一種非自發(fā)的過程，在一些重力、壓力還有一些溫度、電的影響下由外力的作用，這是一個消耗能量的過程，并且這也是化學(xué)工程與化學(xué)工藝分離工程研究的重要內(nèi)容之一?，F(xiàn)今使用比較多的分離工程方法就是蒸餾法，我國在蒸餾分離方法方面的研究已經(jīng)有了非常深厚的理論依據(jù)跟實踐經(jīng)驗，但是蒸餾分離方法在速度方面還是要進(jìn)一步的改善。并且在一些蒸餾設(shè)備上也值得改進(jìn)，蒸餾分離法如果在設(shè)備上采用現(xiàn)今新型的材料會取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。并且對于提高蒸餾吸收的效率，降低蒸餾分離時間上，可以采用新型的吸收劑，吸收劑對蒸餾時間的長短也有很大的影響，因此，吸收劑的研究開發(fā)也是值得關(guān)注的。

膜分離技術(shù)也是現(xiàn)今比較流行的分離技術(shù)，膜分離具有節(jié)能、高效、易于清理等一些特點，被許多國家的科學(xué)家認(rèn)為是當(dāng)下最有發(fā)展?jié)摿Φ姆蛛x技術(shù)。膜分離就是吸附分離，這種吸附分離的辦法被廣泛運用一些氣體的干燥、廢水等污染物的處理等等。膜分離的研究重點在于新型吸附劑的開發(fā)，膜分離的主要問題就是膜的污染還有防治。膜分離的研究必須要實現(xiàn)膜使用的長壽還有高效。

3.Supercritical Fluid，SCF（超臨界流體）

Supercritical Fluid，SCF（超臨界流體）是一種溫度還有壓力都在臨界點之上的無氣體液體的相界面，同時具有液體跟氣體性質(zhì)的一種流體。這一技術(shù)在化工、食品加工還有生物醫(yī)藥工程中都有非常廣泛的應(yīng)用。SCF質(zhì)量高、工藝要求高。開發(fā)附加值高使其有著廣闊的發(fā)展前景十分誘人的發(fā)展利潤。近幾年來，SCWO（超臨界水氧化法）用于環(huán)境治療保護(hù)方面的研究比較多，在化學(xué)工程與化學(xué)工藝方面的研究較少，還處于研究試驗期。

三、結(jié)束語

當(dāng)今世界面臨著資源還有能源的短缺，全球國家都指出社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不能以犧牲環(huán)境為代價，并且提出資源的節(jié)約還有保護(hù)環(huán)境的要求，這就需要化學(xué)工程與化學(xué)工藝的配合共同發(fā)展，我國在此基礎(chǔ)上提出了轉(zhuǎn)變可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的概念，所以，相關(guān)的化學(xué)工程與化學(xué)工藝的行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)該要積極配合，對于化學(xué)工程與化學(xué)工藝的相關(guān)技術(shù)研究必須要重視其發(fā)展的環(huán)保性，推動傳統(tǒng)的化學(xué)工程與化學(xué)工藝成為綠色的工藝。最大限度的減少環(huán)境污染，節(jié)約資源，積極研究開發(fā)新能源，走科技發(fā)展與環(huán)境友好的道路。

參考文獻(xiàn)：

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1.化學(xué)工程與工藝專業(yè)的性質(zhì)及培養(yǎng)模式

化學(xué)工程與工藝專業(yè)屬于工科專業(yè),授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位。由于化學(xué)工業(yè)的相關(guān)領(lǐng)域極為廣泛,化學(xué)工程與工藝專業(yè)涉及的專業(yè)方向也就非常多樣化,各高校的化學(xué)工程與工藝專業(yè)特點亦不盡相同。我校近年來根據(jù)社會經(jīng)濟(jì)、工業(yè)發(fā)展的需求趨勢,兄弟院校化學(xué)工程與工藝專業(yè)方向的設(shè)置,以及我校原有的相近專業(yè)優(yōu)勢,設(shè)置了能夠體現(xiàn)我校特色的化學(xué)工程與工藝專業(yè)方向,逐步建立了適合我?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)的教育培養(yǎng)模式。2008年,我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)已有7屆本科畢業(yè)生,其學(xué)生就業(yè)形勢良好,社會反饋積極.在制定教學(xué)計劃的工作中加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革,加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié),目的在于進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)適應(yīng)能力更強(qiáng)的化學(xué)工程與工藝人才。

2.化學(xué)工程與工藝專業(yè)的任務(wù)

根據(jù)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的性質(zhì),化學(xué)工程與工藝專業(yè)的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)習(xí)化學(xué)工程學(xué)與化學(xué)工藝學(xué)等方面的基本理論和基本知識,受到化學(xué)與化工實驗技能、工程實踐、計算機(jī)應(yīng)用、科學(xué)研究與工程設(shè)計方法的基本訓(xùn)練.具有對現(xiàn)有企業(yè)的生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬優(yōu)化、革新改造,對新過程進(jìn)行開發(fā)設(shè)計和對新產(chǎn)品進(jìn)行研制的基本能力。由于涉及化工的學(xué)科和領(lǐng)域很多,化學(xué)工程與工藝專業(yè)除了讓學(xué)生學(xué)習(xí)一般應(yīng)用化工的基本知識和基本技能外,還應(yīng)該結(jié)合本地區(qū)、本行業(yè)及本校的實際情況,重點學(xué)習(xí)化工在某個或某幾個領(lǐng)域中的具體應(yīng)用,以便形成不同高校應(yīng)用化工專業(yè)的特色專業(yè)方向.

3.化學(xué)工程與工藝專業(yè)的業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標(biāo)

本專業(yè)培養(yǎng)具備化學(xué)工程與化學(xué)工藝方面的知識,能在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保和軍工等部門從事工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學(xué)研究等方面工作的工程技術(shù)人才。

4.化學(xué)工程與工藝專業(yè)的課程設(shè)置

為了使不同高校既有統(tǒng)一的規(guī)范,又有不同的專業(yè)特色,根據(jù)應(yīng)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的任務(wù)和業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標(biāo),化學(xué)工程與工藝專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該具有較扎實的化工理論基礎(chǔ),較寬的化工應(yīng)用知識以及一定的工程技術(shù)基礎(chǔ),從而該專業(yè)的課程設(shè)置(公共課、基礎(chǔ)課除外)應(yīng)由基礎(chǔ)化學(xué)課、工程基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課3部分組成。基礎(chǔ)化學(xué)課包括:無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等。工程基礎(chǔ)課主要包括:化工儀表與自動化、化學(xué)工程基礎(chǔ)、電工電子學(xué)等。專業(yè)方向課:可根據(jù)具體方向選擇專業(yè)化學(xué)課,如電化學(xué)工程方向可選理論電化學(xué)、化學(xué)電源工藝學(xué)、電解工程和電鍍工程等。精細(xì)化工方向可選擇化工工藝學(xué)、化工分離工程、化學(xué)反應(yīng)工程等。另外實踐性環(huán)節(jié)包括基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、提高實驗、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)論文等。

我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)方向

篇（6）

綠色化學(xué)這個詞匯已被人們所熟知。綠色化學(xué)是通過化學(xué)工程與工藝實現(xiàn)的。研究化學(xué)工程與工藝不僅能夠使人們獲得最大的利益，而且減少消耗資源和環(huán)境的污染。許多國內(nèi)外的公司運用化學(xué)工程與工藝，研發(fā)符合公司要求的綠色產(chǎn)品?；瘜W(xué)工程與工藝促進(jìn)了化學(xué)的發(fā)展。運用化學(xué)工程與化學(xué)工藝能夠減少催化劑等有害的原料的使用。綠色化學(xué)的技術(shù)就是在源頭上阻止環(huán)境污染的產(chǎn)生，從根本上杜絕產(chǎn)生環(huán)境污染，并且回收再利用一些廢棄物品。

1.2分離工程

物質(zhì)在一些重力、壓力還有溫度和電的影響下，通過外力的作用，將物質(zhì)自發(fā)的從無序轉(zhuǎn)變成有序的過程被稱為分離工程。化學(xué)工程與化學(xué)工藝的分離工程是一個消耗能量的過程，分離工程是化學(xué)工程與化學(xué)工藝研究的重點之一。目前使用最多的分離工程方法就是蒸餾法，雖然我國在蒸餾分離法方面的研究已經(jīng)有深厚的理論依據(jù)和實踐經(jīng)驗，但是蒸餾分離方法在蒸餾速度方面需要進(jìn)一步改善。除了改進(jìn)蒸餾速度外，還要采用最先進(jìn)的蒸餾設(shè)備，采用新型的材料才會獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。采用新型的吸收劑不僅能夠影響蒸餾時間的長短，而且能夠提高蒸餾吸收的效率。膜分離技術(shù)因其具有節(jié)能、高效、易于清理等特點，成為現(xiàn)如今比較流行的分離技術(shù)，備受各個國家的科學(xué)家關(guān)注。膜分離的吸附分離法在氣體干燥、廢水等污染物的處理等方面得到了廣泛的運用。膜分離重點開發(fā)新型吸附劑和實現(xiàn)膜的高效的使用壽命，但是膜分離存在著膜的污染和防治。

1.3SupereriticalFluid,SCF（超臨界流體）

超臨界流體是一種具有液體和氣體的性質(zhì)的一種流體，在溫度和壓力臨界點之上的無氣體液體的相界面。這項技術(shù)廣泛應(yīng)用在化工、食品加工、生物醫(yī)藥工程中。對質(zhì)量和工藝的要求較高。開發(fā)超臨界流體有著廣泛的發(fā)展前景，并且會為企業(yè)帶來豐富的發(fā)展利潤。近幾年來，超臨界水氧化法在環(huán)境治療保護(hù)方面的研究較多，但是在化學(xué)工程與工藝方面的研究較少，現(xiàn)如今處于研究試驗期。

篇（7）

二、化工專業(yè)生物化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)中存在的問題

鑒于該課程屬于學(xué)科交叉，在教材選擇、實驗配套、講解內(nèi)容難易程度把握等方面，均需要不斷地探討和摸索。目前，該課程教學(xué)過程中存在的重點和難點問題主要有：如何在現(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上豐富教學(xué)內(nèi)容，利用多媒體等手段，及時地更新課程內(nèi)容并介紹最新的發(fā)展動態(tài)；如何把握教學(xué)過程中深度與廣度的平衡；如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使他們能夠主動深入地探討生物工程與化學(xué)工程學(xué)科交叉所帶來的機(jī)會與挑戰(zhàn)；如何能夠?qū)⒄n程講解內(nèi)容與生產(chǎn)實際結(jié)合起來，讓同學(xué)們切實體會到化學(xué)工程在生物產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的應(yīng)用；如何鼓勵學(xué)生在假期或平時尋找一切機(jī)會去生物制品生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行實踐，從中體會化學(xué)工程技術(shù)在生物產(chǎn)品生產(chǎn)中的具體應(yīng)用。

1.教材很難在深度和廣度間平衡

目前，本課程所選教材為化工出版社的《生物化學(xué)工程基礎(chǔ)》（工科專業(yè)適用，李再資主編，2006年版本），該教材在國內(nèi)高?；瘜W(xué)工程專業(yè)有較為廣泛的應(yīng)用，具有簡單明了、講解清楚的特點，適合于生物工程專業(yè)以外的其他專業(yè)使用。但是該教材也存在諸多不足之處，如教材內(nèi)容仍然沒有擺脫理科教學(xué)的模式和框架，生物工程原理的講解深度不足，同時，教材對于化學(xué)工程與生物工程如何結(jié)合方面的內(nèi)容也講解得太少。為了做好生物化工導(dǎo)論的教學(xué)工作，必需結(jié)合化學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的特點和研究應(yīng)用實例，選擇相關(guān)學(xué)科的教材作為補(bǔ)充，以便在授課過程中增加相應(yīng)的內(nèi)容，進(jìn)而提高學(xué)生的理解和吸收程度。

2.實驗環(huán)節(jié)缺乏

現(xiàn)在的課堂教學(xué)仍然以教師講授為主，學(xué)生處于被動接受的狀態(tài)。由于生物化工導(dǎo)論是理論與實踐緊密結(jié)合的課程，而教學(xué)實驗環(huán)節(jié)缺乏，學(xué)生往往很難理解生化反應(yīng)及其應(yīng)用過程。所以，需要進(jìn)一步改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，可以采用講授與討論相結(jié)合、課堂內(nèi)外相結(jié)合、理論與實際相聯(lián)系等多種教學(xué)形式，利用先進(jìn)的多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，豐富和活躍教學(xué)過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高整體教學(xué)質(zhì)量。同時，也可以通過講解學(xué)生身邊的研究實例，調(diào)動學(xué)生的積極性，并且配備一些實驗講解及生產(chǎn)實習(xí)來提升學(xué)生的興趣和理解程度。

三、生物化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)的幾點體會

筆者從2001年開始一直從事生物化學(xué)工程基礎(chǔ)的教學(xué)工作，課程面向?qū)ο笾饕獮榛瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)、過程控制專業(yè)及分子工程專業(yè)的學(xué)生，每年選修人數(shù)在200人以上。在授課過程中，注重以產(chǎn)品為例，說明化學(xué)工程技術(shù)在生物產(chǎn)品開發(fā)過程中的重要性，從而加強(qiáng)了學(xué)生對于化學(xué)工程知識應(yīng)用于生物工程領(lǐng)域的信心。另外，注重將理論內(nèi)容與本?；W(xué)院及兄弟院系的科研內(nèi)容進(jìn)行融會貫通地講授，大大提高了同學(xué)們對于該課程的理解和熱愛，也促進(jìn)了學(xué)生對于生物工程與化學(xué)工程有機(jī)結(jié)合的全新認(rèn)識。在教學(xué)實踐中，結(jié)合介紹天津市著名生物工程企業(yè)大量需要化學(xué)工程的實例，力求讓同學(xué)們明白，生物工程的下游產(chǎn)業(yè)化的實質(zhì)就是化學(xué)工程的應(yīng)用。教學(xué)實踐也使筆者體會到，要完成好該課程的教學(xué)任務(wù)，需要授課教師熟悉生物化學(xué)、生物工程、化工原理等教學(xué)內(nèi)容，更需要授課教師不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，以便逐步提高教學(xué)質(zhì)量。

1.建設(shè)教學(xué)團(tuán)隊，認(rèn)真調(diào)研學(xué)習(xí)

授課教師需要組織強(qiáng)有力的課程建設(shè)小組，對國內(nèi)外工科類生物化工導(dǎo)論課程進(jìn)行調(diào)研，包括其他院校的教改情況、已有的化工類的生物化工導(dǎo)論教材、學(xué)生本人對課程內(nèi)容及授課方式的期望、相關(guān)專業(yè)對該課程的反饋信息等諸多方面。授課教師還需要吸收先進(jìn)的教學(xué)思想、技術(shù)與內(nèi)容，借鑒國內(nèi)外其他院校教學(xué)情況，結(jié)合專業(yè)設(shè)置的特點和實際，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗與效果。針對面向21世紀(jì)的教學(xué)和培養(yǎng)要求，要認(rèn)真總結(jié)化工類本科生生物化學(xué)工程基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)計劃及教學(xué)方式及教學(xué)中的注意事項，要通過對其他優(yōu)秀或重點課程的學(xué)習(xí)觀摩或邀請教學(xué)經(jīng)驗豐富的老教授親臨課堂指導(dǎo)等多種途徑，進(jìn)行教育素質(zhì)訓(xùn)練，以提高教師的授課水平。

2.提供并選好主講教材和高水平的輔助教材

針對現(xiàn)有的試用教材，及時引入前沿科學(xué)和技術(shù)的最新成果，篩選、引進(jìn)配套的輔助教材（包括國外教材），編寫與之相配的教學(xué)大綱。李再資老師主編的生物化學(xué)工程基礎(chǔ)教材知識點全面，重點內(nèi)容詳盡。除此之外，我們還注重推薦國內(nèi)知名的生物化學(xué)、生物工程、工業(yè)微生物學(xué)等相關(guān)教程以及國外英文原版教材作為課外輔助教材，建議學(xué)生每人手里都有一本英文原版教材。另外，在每次授課結(jié)束時，都提前告之下次課程內(nèi)容的基本點和重點，要求學(xué)生提前做好預(yù)習(xí)或難點標(biāo)注，注重發(fā)揮學(xué)生自身學(xué)習(xí)的主動性和積極性，使他們永葆學(xué)習(xí)的熱情和動力。實踐表明，學(xué)生通過使用英文教材獨立預(yù)習(xí)課程，他們的專業(yè)英語水平也會得到快速提高，為今后使用英語完成相關(guān)工作任務(wù)打下良好的基礎(chǔ)。

3.探索新的授課模式和教學(xué)手段

多媒體教學(xué)可以讓學(xué)生通過圖和動畫直觀地理解生物過程和反應(yīng)機(jī)理，也可以直觀地學(xué)習(xí)生物工程科學(xué)研究和生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。為此，要完善多媒體系統(tǒng)，適時增加課堂教學(xué)信息量。同時，可以采用啟發(fā)式、討論式、研究式等教學(xué)方法，將課堂講授與課外輔導(dǎo)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新與自學(xué)能力。如果能夠?qū)⒄n程講解內(nèi)容與生產(chǎn)實際結(jié)合，將課堂講授內(nèi)容與具體的實驗相結(jié)合，加強(qiáng)與學(xué)生交流，深入探討生物工程與化學(xué)工程學(xué)科交叉所帶來的機(jī)會與挑戰(zhàn)，必將會進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)質(zhì)量。

4.課堂講授內(nèi)容與前沿性專業(yè)知識緊密結(jié)合

在大學(xué)課堂里，讓學(xué)生隨時了解相關(guān)學(xué)科的前沿進(jìn)展是一個重要的授課內(nèi)容。因此，在每節(jié)課學(xué)習(xí)重點知識的過程中，需要用最新發(fā)表的相關(guān)研究進(jìn)展信息豐富課堂內(nèi)容，使學(xué)生了解學(xué)科前沿和發(fā)展方向。比如，在介紹酶的開發(fā)過程時，可介紹量子力學(xué)、分子動力學(xué)和計算機(jī)工具在研究酶的反應(yīng)過程和機(jī)理中的應(yīng)用，并且把研究中的困難展示給大家，激發(fā)學(xué)生探究和追尋科學(xué)發(fā)展的欲望，吸引他們投入到生命科學(xué)的研究和生物技術(shù)的開發(fā)中去。同時，也可以介紹酶的生產(chǎn)過程中所面臨的問題和挑戰(zhàn)，鼓勵學(xué)生用化工知識嘗試解決生產(chǎn)中的問題。

5.鼓勵課堂教學(xué)和生產(chǎn)實踐結(jié)合

生物化學(xué)工程基礎(chǔ)偏向?qū)嶋H應(yīng)用，課堂講授內(nèi)容需要與具體的生產(chǎn)實踐相結(jié)合，因此，要讓同學(xué)們切實體會到化學(xué)工程的知識在生物制品生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。另外，要積極聯(lián)系生物工程方面的生產(chǎn)企業(yè)，組織同學(xué)們進(jìn)行參觀，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，讓同學(xué)們充分體會到化學(xué)工程技術(shù)與生物工程技術(shù)學(xué)科交叉的意義和重要性，鼓勵感興趣的同學(xué)去相關(guān)的生物工程企業(yè)進(jìn)行短期實習(xí)，了解生物工程產(chǎn)品的生產(chǎn)原理、生產(chǎn)流程和注意事項，體會化學(xué)工程技術(shù)在生物產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)過程中的重要地位。

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中圖分類號：O652 文章編號：1009-2374（2015）09-0059-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0785

1 MATLAB軟件

MATLAB軟件最早由美國的Mathworks公司提出，其主要面對科學(xué)計算、可視化以及交互式程序設(shè)計的高科技計算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計語言的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計算軟件的先進(jìn)水平。近年來MATLAB軟件逐漸被用于化學(xué)工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理中，極大地提高了數(shù)據(jù)處理的效率。

2 化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理

化學(xué)工程與工藝實驗不同于普通的化學(xué)實驗只重視一個原理的求證，它的目的是為了解決工業(yè)中的化工問題，其特點主要有實驗時間長、實驗規(guī)模大和實驗數(shù)據(jù)處理繁雜等。在整個化學(xué)工程與工藝實驗里數(shù)據(jù)處理是必不可少的階段，也是印證化學(xué)實驗成果是否行之有效的必要手段，但是由于實驗數(shù)據(jù)過于龐大，實驗當(dāng)中相關(guān)的參數(shù)關(guān)系大多是非線性的，單單依靠傳統(tǒng)的手工計算不僅速度慢，還容易出現(xiàn)計算失誤的情況，根本無法滿足實際的需求，因此，將MATLAB軟件融入實驗數(shù)據(jù)的處理中刻不容緩，它能有效地將繁瑣的計算步驟化解成簡單的計算，提高工作效率，讓實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性達(dá)到最高值，避免誤差的產(chǎn)生。以下通過研究兩個化學(xué)工程與工藝實驗，分析MATLAB軟件在處理實驗數(shù)據(jù)時與傳統(tǒng)的手工計算有什么優(yōu)勢和便利。

3 化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理設(shè)計

3.1 數(shù)據(jù)處理的程序框架

因為每一個化學(xué)工程與工藝實驗的目的都不相同，因此其處理的步驟以及涉及的化學(xué)公式也不盡相同，不可能以一個程序來概括，但是經(jīng)過大量的實驗研究和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)不同的化工實驗中都會有其相似之處，它們都可以由圖1來概述：

圖1

3.2 數(shù)據(jù)處理的程序編制

3.2.1 數(shù)據(jù)輸入?；瘜W(xué)工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)輸入主要依靠提示的函數(shù)input實現(xiàn)，比如以溫度為例子，則其輸入函數(shù)為：t=input（‘請輸入實驗的溫度（攝氏度）：’），其中輸入函數(shù)大多是以矩陣的輸入形式為主。

3.2.2 處理和作圖。化學(xué)工程與工藝實驗中得到的數(shù)據(jù)時常會存在離散的情況，必須經(jīng)由多種擬合的方法將它們結(jié)合成一條或多條連合的曲線，而其中最常用的擬合方式是最小二乘法，因此本實驗設(shè)計中的擬合方式也采用最小二乘法的方式。

設(shè)實驗的離散數(shù)據(jù)（x1，y1）通過最小二乘法將其擬合成因變量y，自變量x，輸入的函數(shù)關(guān)系為y=f（x），函數(shù)關(guān)系的主要思路是讓離散數(shù)據(jù)中的x1的殘差平方以及Σ（f（x1）-y1）2達(dá)到最小值。因為在得出化工實驗數(shù)據(jù)中多少會因為外界的因素存在著一些誤差，因此最小二乘法可以無需使輸入函數(shù)y=f（x）必須經(jīng)過全部的離散數(shù)據(jù)（x1，y1），但是殘差平方和必須達(dá)到最小值。根據(jù)最小二乘法的擬合方法可知，最小二乘法可以滿足化工實驗數(shù)據(jù)處理中的擬合應(yīng)用需求。

在化學(xué)工程與工藝實驗中會涉及到流體的流動阻力研究，研究主要是通過測試流體的流動阻力，在經(jīng)過特定的計算之后得出摩擦系數(shù)（λ）和雷諾準(zhǔn)數(shù)（Re）的離散數(shù)據(jù)，再同理，經(jīng)過最小二乘法擬合出連續(xù)的曲線，并根據(jù)其畫出相對應(yīng)的圖形。因為摩擦系數(shù)（λ）和雷諾準(zhǔn)數(shù)（Re）屬于成雙對數(shù)函數(shù)，則：

λ=aReb+c （1）

當(dāng)a，b，c是常數(shù)時，則可以設(shè)c=0：

λ=aReb （2）

因為λ與Re屬于成雙對數(shù)函數(shù)，則：

Logλ=blogRe+loga （3）

得出上述式子之后可以將MATLAB里的函數(shù)polyfit（）進(jìn)行線性的擬合，以作為化工數(shù)據(jù)處理的程序

原理。

3.2.3 建立數(shù)據(jù)庫。因為經(jīng)過上述的設(shè)計，化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理只能得知在特定的溫度下（比如10℃、20℃以及30℃等）實驗的物性數(shù)據(jù)，但

是在實際的生產(chǎn)中，工業(yè)生產(chǎn)所涉及的溫度多變，不單單只停留在設(shè)計好的溫度當(dāng)中，因此，這就需要我們在數(shù)據(jù)中選擇最相近的數(shù)據(jù)，假設(shè)它們屬于線性的關(guān)系，再利用內(nèi)插或者外推的方式計算出實驗的物性數(shù)據(jù)常數(shù)。在本文的化工實驗中，編寫的程序已經(jīng)將實驗溫度和密度以及實驗的溫度與黏度進(jìn)行多次的實驗擬合，建立出了一個相對完整的數(shù)據(jù)庫，在工作中只需將溫度輸入進(jìn)系統(tǒng)，則程序可以自動跳出在特定溫度下的物性數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)處理效率。

3.3 程序的運行

在編制完成化學(xué)工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理程序，且建立數(shù)據(jù)庫之后，便應(yīng)該輸入數(shù)據(jù)以驗證程序是否能有效地處理實驗數(shù)據(jù)。在化學(xué)工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理中，MATLAB軟件的應(yīng)用是十分重要的，經(jīng)過實驗可知，在化工實驗當(dāng)中會出現(xiàn)大量的離散數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過擬合的方式進(jìn)行處理，其處理過程中不僅工作量大，而且十分繁瑣，一旦出現(xiàn)差錯則必須重新重來，浪費大量的人力物力資源，而且在處理好實驗數(shù)據(jù)之后，在查看實驗當(dāng)中還要將化工實驗數(shù)據(jù)重新計算一次，看結(jié)果是否與原先的計算結(jié)果相同，工作量十分重，但是如果運用MATLAB軟件則大大降低了數(shù)據(jù)處理難度，只要在MATLAB軟件中輸入相應(yīng)的化工實驗數(shù)據(jù)，就可以得到結(jié)果，節(jié)省了時間，提高了工作效率。

4 結(jié)語

在實際的應(yīng)用中，化學(xué)工程與工藝實驗所要處理的數(shù)據(jù)十分龐大，而且涉及的計算公式也十分多，甚至很多時候為了將數(shù)據(jù)的計算公式導(dǎo)出來還要建立復(fù)雜的模型，一旦有一個步驟出現(xiàn)差錯則會直接影響到實驗的成果，如果使用傳統(tǒng)的手工計算方式，為了避免差錯則必須對每一個數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)進(jìn)行反復(fù)計算，降低了工作效率，因此MATLAB軟件的應(yīng)用對于化學(xué)工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理十分重要，它不僅將復(fù)雜的計算變得簡單，也讓事后的實驗驗證效率得到提高，促進(jìn)了化工實驗的

發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙新強(qiáng)，謝英慧，曹吉林，李國玲.化學(xué)工程與工藝教學(xué)實踐[J].河北工業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院學(xué)報，2014，6（1）.

篇（9）

關(guān)鍵詞：

化學(xué)工程技術(shù)；化學(xué)生產(chǎn)；有效應(yīng)用

化學(xué)工業(yè)一直是推動我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，在化學(xué)生產(chǎn)中通過不斷創(chuàng)新和優(yōu)化化學(xué)工程技術(shù)，降低能源和原材料消耗，保障產(chǎn)品質(zhì)量，提高化學(xué)生產(chǎn)效率，所以化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用具有非常重要的現(xiàn)實意義，在未來發(fā)展過程中應(yīng)加大對化學(xué)工程技術(shù)的研究，進(jìn)一步提高化學(xué)生產(chǎn)效益。

1化學(xué)生產(chǎn)中化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用

1.1超臨界流體技術(shù)超臨界流體是一種處于氣態(tài)和液體之間狀態(tài)、壓力和溫度都位于臨界點周圍的液體，其具有液體和氣體的雙重特性，具有氣體的壓縮性和高擴(kuò)散能力，又具有液體的良好溶解能力，其粘度幾乎等于氣體，密度幾乎等于液體，其擴(kuò)散性能處于氣體和液體之間。在化學(xué)生產(chǎn)中運用超臨界流體技術(shù)，運用超臨界流體的特性，改變化學(xué)反應(yīng)特征，優(yōu)化傳熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)，合理控制壓力和溫度，可以有效降低化學(xué)生產(chǎn)的能耗。另外，超臨界液體技術(shù)在加工無機(jī)物材料、復(fù)合材料、高分子材料中發(fā)揮著重要作用，最常見的技術(shù)方法包括以下幾種：其一，抗溶劑法，在制備超臨界流體有機(jī)物和爆炸性物質(zhì)時主要應(yīng)用抗溶劑法；其二，壓縮抗溶劑法，這種方法主要用于加工微球類或者微孔類物質(zhì)，在聚合物和藥物分子共沉中應(yīng)用廣泛，技術(shù)方法比較簡單成熟；其三，快速膨脹法，用于制備固體顆粒狀化學(xué)產(chǎn)品。超臨界技術(shù)不僅應(yīng)用在材料制備方面，而且還被廣泛地瑩瑩在化學(xué)分析中，例如，色譜技術(shù)和超臨界技術(shù)的相互結(jié)合，和氣象色譜相比，這種色譜研究方法更加準(zhǔn)確、高效，并且超臨界液體色譜比液相色譜更加準(zhǔn)確。

1.2傳熱技術(shù)近年來，相關(guān)研究人員對于強(qiáng)化傳熱和微細(xì)尺度傳熱的研究越來越多，在傳熱學(xué)中微細(xì)尺度傳熱是一個獨立的專業(yè)學(xué)科，其主要探索和研究時間尺度、空間尺度的傳熱學(xué)規(guī)律，重點包含微重力傳熱傳質(zhì)、相變傳熱、熱輻射、熱傳導(dǎo)。對流傳熱等內(nèi)容。當(dāng)前，我國的傳熱技術(shù)研究主要是集中在數(shù)值模擬、實驗研究和機(jī)理研究三方面。在化學(xué)生產(chǎn)中應(yīng)用傳熱技術(shù)，可以通過改進(jìn)和優(yōu)化換熱器設(shè)備，有效提升換熱的持續(xù)放熱能力和傳熱效率，從而提高化學(xué)生產(chǎn)水平。并且微細(xì)尺度傳熱和強(qiáng)化傳熱技術(shù)在微型熱管、集成電子設(shè)備、微米、納米等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，相關(guān)技術(shù)成果已經(jīng)比較成熟，對于化學(xué)工業(yè)應(yīng)加強(qiáng)傳熱技術(shù)和化學(xué)生產(chǎn)的配合研究，充分發(fā)揮傳熱技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，有效提高化學(xué)生產(chǎn)效率。

1.3綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)在綠色食品生產(chǎn)中綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用，當(dāng)前我國積極倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排理念，人們的綠色生態(tài)環(huán)保意識越來越高，綠色食品主要是指綠色沒有受到污染侵害的食品，這種食品最主要的特點是營養(yǎng)價值高、品質(zhì)優(yōu)良、衛(wèi)生安全指標(biāo)高，是未來發(fā)展過程中的新興產(chǎn)業(yè)。綠色食品加工生產(chǎn)過程中對于化肥和農(nóng)藥的使用量有著嚴(yán)格限制，而且還需要提高農(nóng)作物產(chǎn)量，保障食品營養(yǎng)價值，降低成本，所以綠色產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)常面臨量和質(zhì)的矛盾?，F(xiàn)代化生物化學(xué)通過充分利用基因工程技術(shù)和綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)，保障食品安全，增加農(nóng)作物產(chǎn)量，確保食品營養(yǎng)。具體應(yīng)用如下：其一，在農(nóng)作物生長過程中，運用生物化學(xué)技術(shù)，減少污染農(nóng)作物和污染環(huán)境的氮肥使用量，運用固氨來替代氮肥，通過應(yīng)用生物化學(xué)技術(shù)，不需要施加氮肥，也可以保障農(nóng)作物的正常生長發(fā)育，不僅節(jié)約了種植成本，而且有效提高了農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量；其二，當(dāng)農(nóng)作物出現(xiàn)病蟲害時，運用生物化學(xué)技術(shù)，特別是基因工程技術(shù)，在主要農(nóng)作物上轉(zhuǎn)移各種病蟲害基因，減少化學(xué)殺蟲劑使用量，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，提高抗病蟲害能力。

2化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)展建議

2.1培養(yǎng)化學(xué)技術(shù)人才化學(xué)技術(shù)人員對于推動化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展有著重要意義，因此我國應(yīng)重視化學(xué)技術(shù)人才的培養(yǎng)，不僅要加強(qiáng)理論知識學(xué)習(xí)，還應(yīng)強(qiáng)化鉆研創(chuàng)新精神，積累豐富的實踐經(jīng)驗，全面提高化學(xué)工程技術(shù)科研水平和綜合素質(zhì)。

2.2進(jìn)一步提高化學(xué)工程技術(shù)水平我國化學(xué)工程技術(shù)面臨著滴狀冷凝的難題，在未來發(fā)展過程中應(yīng)加大對化學(xué)工程技術(shù)的研究，重點解決這個問題，推動傳熱技術(shù)在航空航天、石油化工、動力、機(jī)械等領(lǐng)域的應(yīng)用，進(jìn)一步提高化學(xué)工程技術(shù)水平。

3結(jié)語

在化學(xué)生產(chǎn)中應(yīng)用化學(xué)工程技術(shù)有助于促進(jìn)化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，應(yīng)積極優(yōu)化各種化學(xué)工程技術(shù)應(yīng)用，培養(yǎng)大量化學(xué)工程技術(shù)人才，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯海霞,柯楊,王勝壁.解析化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2015,14:91.

篇（10）

化學(xué)工程，簡稱化工，是研究以化學(xué)工業(yè)為代表的，以及其他過程工業(yè)生產(chǎn)過程中有關(guān)化學(xué)過程與物理過程的一般原理和規(guī)律，如石油煉制工業(yè)、冶金工業(yè)、食品工業(yè)、印染工業(yè)等，并應(yīng)用這些規(guī)律來解決過程及裝置開發(fā)、設(shè)計、操作等問題，它是以數(shù)學(xué)及少量的物理觀念為基礎(chǔ)應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)上，主要研究大規(guī)模改變物料中的化學(xué)組成及其機(jī)械和物理性質(zhì)，來替生產(chǎn)化學(xué)品或是物料工廠提供一個反應(yīng)流程設(shè)計方式。實驗研究、本文由收集整理理論分析和科學(xué)計算已經(jīng)成為當(dāng)代化工研究中不可或缺的三種主要手段。

化學(xué)工程的研究領(lǐng)域最初只是化工單元操作，如：輸送現(xiàn)象（為化工學(xué)科當(dāng)中“單元操作”的理論基礎(chǔ)）、化工熱力學(xué)輸送現(xiàn)象。隨著發(fā)展，后來又發(fā)展出一些新的分支，化學(xué)工程領(lǐng)域的分支龐大，可應(yīng)用在各類化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究及實務(wù)上的操作，因應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，以化工的知識背景為基礎(chǔ)，例如半導(dǎo)體工業(yè)。隨計算機(jī)的快速發(fā)展，數(shù)值模擬（cfd）在化工的發(fā)展占據(jù)重要的地位。

2 化學(xué)工程與工藝專業(yè)簡介

2.1 化學(xué)工程與工藝任務(wù)。根據(jù)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的性質(zhì)，化學(xué)工程與工藝專業(yè)的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)習(xí)化學(xué)工程學(xué)與化學(xué)工藝學(xué)等方面的基本理論和基本知識，受到化學(xué)與化工實驗技能、工程實踐、計算機(jī)應(yīng)用、科學(xué)研究與工程設(shè)計方法的基本訓(xùn)練.具有對現(xiàn)有企業(yè)的生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬優(yōu)化、革新改造，對新過程進(jìn)行開發(fā)設(shè)計和對新產(chǎn)品進(jìn)行研制的基本能力。由于涉及化工的學(xué)科和領(lǐng)域很多，化學(xué)工程與工藝專業(yè)除了讓學(xué)生學(xué)習(xí)一般應(yīng)用化工的基本知識和基本技能外，還應(yīng)該結(jié)合本地區(qū)、本行業(yè)及本校的實際情況，重點學(xué)習(xí)化工在某個或某幾個領(lǐng)域中的具體應(yīng)用，以便形成不同高校應(yīng)用化工專業(yè)的特色專業(yè)方向。

2.2 化學(xué)工程以及化學(xué)工業(yè)的一些特點。以物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，并結(jié)合工業(yè)經(jīng)濟(jì)基本法則，研究化工單元操作以及有關(guān)的流體力學(xué)、傳熱和傳質(zhì)原理、熱力學(xué)和化學(xué)動力學(xué)等在化學(xué)工業(yè)上的應(yīng)用，以指導(dǎo)各種過程及其設(shè)備的開發(fā)、改進(jìn)和發(fā)展屬于化學(xué)工程學(xué)的內(nèi)容?；瘜W(xué)工程是隨著化學(xué)工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)展而形成的。化學(xué)工程包括過程動態(tài)學(xué)及控制、化工系統(tǒng)工程、傳遞過程、單元操作、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程等方面。化學(xué)反應(yīng)是化工生產(chǎn)的核心部分，提供過程分析和設(shè)計所需的有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，研究傳遞過程的方向和極限，化工熱力學(xué)是單元操作和反應(yīng)工程的理論基礎(chǔ)，它決定著產(chǎn)品的收率，對生產(chǎn)成本產(chǎn)生重要影響。對單元操作的研究，可用來指導(dǎo)各類產(chǎn)品的生產(chǎn)和化工設(shè)備的設(shè)計；傳遞過程是單元操作和反應(yīng)工程的共同基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)在新的形勢下要求處于化學(xué)核心地位的催化技術(shù)和化學(xué)工程都必須用跨學(xué)科的戰(zhàn)略進(jìn)行多學(xué)科的研究。動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞，這三種傳遞，實質(zhì)上就是各種單元操作設(shè)備和反應(yīng)裝置中進(jìn)行的物理過程。

合成化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的核心，化學(xué)家不僅發(fā)現(xiàn)和合成了眾多天然存在的化合物，同時也創(chuàng)造了大量非天然的化合物，使人類社會所有的化合物達(dá)到2230萬個（美國化學(xué)文摘1999年12月10日收錄的化合物數(shù)），并且以幾個月就有100萬個的速度發(fā)展，大量新化合物的產(chǎn)生是化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)。信息技術(shù)及工程技術(shù)的進(jìn)步為設(shè)備和工藝創(chuàng)新創(chuàng)造了條件，推動了化工行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。 化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和許多深度加工的產(chǎn)品更新?lián)Q代快，要求化學(xué)工業(yè)必須不斷發(fā)展和采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，從而提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。不斷尋求技術(shù)上最先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)上最合理的方法、原理、流程和設(shè)備是化學(xué)工業(yè)工藝創(chuàng)新追求的目標(biāo)。化工新技術(shù)開發(fā)程序是一套科學(xué)的程序，它是以市場為導(dǎo)向、以創(chuàng)新為宗旨，以工業(yè)化和商業(yè)化為目的的創(chuàng)新過程。世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家化學(xué)工業(yè)的研究開發(fā)費用、科研人員以及專利和文獻(xiàn)的數(shù)量都居各工業(yè)部門的前列。

3 化學(xué)工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理分析

傳統(tǒng)的化工實驗的數(shù)據(jù)處理是相當(dāng)復(fù)雜的，需要花費大量的人力物力，由于化工實驗需要平行實驗，數(shù)據(jù)處理過程的重復(fù)性也非常大。借助matlab軟件的應(yīng)用，可以使人們從大量的數(shù)據(jù)處理當(dāng)中解脫出來。

化學(xué)工程與工藝專業(yè)實驗是初步了解、學(xué)習(xí)和掌握化學(xué)工程與工藝科學(xué)實驗研究方法的一個重要的實踐性環(huán)節(jié)?；嶒灥奶攸c流程較長，規(guī)模較大，數(shù)據(jù)處理也較為復(fù)雜。因此依靠計算機(jī)處理數(shù)據(jù)會使繁瑣的數(shù)據(jù)處理過程變得簡單快捷，大大提高工作效率。數(shù)據(jù)處理是每一個化學(xué)工程實驗必不可少的步驟，也是至關(guān)重要的一個步驟。通過實驗可以建立過程模型、分析工藝技術(shù)的可行條件。但是化工實驗數(shù)據(jù)的處理往往并不是那么簡單，它需要通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算，若僅僅依靠手工計算則需要花費大量的時間，而且化工實驗數(shù)據(jù)的處理量很大、重現(xiàn)性很高，因此應(yīng)用計算機(jī)來處理實驗數(shù)據(jù)可以大大提高工作效率?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)是一個以實驗為基礎(chǔ)的專業(yè)學(xué)科。實驗的目的是通過有限的實驗點去尋找某一對象或某一過程中各參數(shù)之間的定量關(guān)系，從而揭示某化工過程所遵循的客觀規(guī)律。