时间:2024-02-22 16:13:31
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇化学工程和化学工艺区别,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
中图分类号:TE08 文献标识码: A
前言:进入21世纪以来,环境问题越来越严重,而且,随着人口的继续增加,能源的持续减少,不可再生资源已经临近枯竭,生活垃圾核工业污染物也在无情的破坏着生态环境,人与自然的矛盾就这样不断被激化。在化学生产过程中,通过不再使用有毒、有害的物质,不再产生以及处理废物,生产无污染无伤害的目的正是绿色化学的设想。这虽然只是设想,但通过改进化学技术和方法,是可以达到减少有危害的化学产物的,绿色化学工程与工艺正是为了保证人类健康、生态环境,为促进化学工业节能目标而实施的。
一、绿色化学工业的概念
总结我们前面所阐述的,我们可以把其定义为无污染化学,所以在进行绿色化学工艺的过程中所产生的某种手段就是绿色化学工业技术,利用其原理从根源对普通化学反应产生的破坏进行整治。就绿色化学的特点来说,有以下两点,第一,绿色化学的本质就在于适中保持人与自然的和谐相处,近几年的快速发展而导致的环境破坏也就加速了绿色化学的快速发展;第二呢,绿色化学形成的结果是对环境友好的,绿色化学可以渐渐对付各种环境中产生的不利人类和自然发展
的因素。
但是究其根基,绿色化学是对环境的保护以及防范;而我们所说的环境化学就是对预防之后而无法达到效果的环境进行进一步的革新和处理,所以绿色化学和环境化学在起点和终点都是不一样的。那么在其反应过程中,对于有害物质进行摈弃,就可以制止不利产物的生成,但是在当前发展来看,这种想法只停留在表层,但是我们相信,通过科学家们的不断努力,这种想法终究会实现的。
二、传统化学与绿色化学的根本区别
化学可以理解为是研究从反应物向其生成物转化的的科学。传统化学在一定程度上是以资源过渡消耗和环境严重污染为代价的先污染后治理的化学工艺,其导致的危害是资源不可再生和环境污染,严重地威胁着人类生存和可持续发展,如目前全世界每年产生的废物达3-4 亿吨;而绿色化学(也称为环境友好化学)是从源头上防止环境污染的新兴科学。虽然传统的化学与绿色化学都为人类生活做出了巨大贡献,但绿色化学的根本思想是运用高选择性和原子经济性的反应,使用无毒无害的助剂、原料,生成环境友好的产品,而且经济合理,从而在节约资源的同时变废为宝。
绿色化学是对传统化学思维模式的革新和发展,也就是说,绿色化学可简单地描述为在化工生产反应过程中,改变了传统化学的“先污染后治理”,是“从源头上消除污染”,尽量不使用有毒有害物质,并减少或不生产废弃物和有毒有害物质。近年来的绿色化学发展,充分体现了绿色化学与可持续发展之间的密切关系,
因此,绿色化学也被称为“绿色与可持续化学”。
三、绿色化学应遵循的基本原则
1、污染预防优于末端治理污染;
2、尽可能的不用分离溶剂、试剂等辅助物质,若是不得已使用时,也应该是无毒、无害的;
3、在采用生产方法中尽量不使用和不产生对人类健康和对环境有毒有害的物质;
4、合成方法应具原子经济性(atom economy),原料分子中的原子更多或全部地进入最终的产品是原子经济性的核心目标。绿色化学的原子经济性有两个显著有点:一是最大程度地利用了原材料,二是最大程度地减少排放废弃物;
5、使用高选择性的催化剂优于化学计量试剂;
6、生产过程能耗应最低且在温和的压力和温度下进行;
7、设计具有高使用效益、低环境毒性的化学品;
8、在技术可行和经济合理的前提下,尽可能地使用可再生原料;
9、尽量减少或避免非必要的衍生反应步骤(如使用物理化学过程、屏蔽基团、保护复原的临时性变更等);
10、选择参与化学过程的物质,尽量避免发生意外事故的风险;
11、化学产品在使用完后应能降解成可以进入自然生态循环无害的物质;
12、发展适时分析技术以监控有害物质的形成。
四、绿色化学工程与工艺的开发
传统的化学工程与工艺对有害污染物的处理很被动,有滞后性,并且达不到根除污染物的效果,不但治理成本高,而且治标不治本。比如利用烟气除尘、脱硫,虽然净化了气体,却把污染物转化成了废渣废水,不但没有解决问题,反应复杂了处理方式。绿色化学工程与工艺,以零排放、清洁生产为原则,从化学反应着手,对污染进行有效的防止和控制。
1、采用绿色化学原料
化学生产原料是决定化学生产流程和工艺的主要因素,传统化学工程采用的绿色原料大多为不可再生能源,选取这种化学材料,不仅增大了我国不可再生能源的消耗量,同时也增加了化学生产污染物质的排放量,所以采用绿色化学原料是绿色化学工程重点研发项目,选用可再生、无污染的化学原料,如自然物质、绿色化学物质等。苞米杆、芦苇、纤维植物等农副产品废弃物,这些物质是典型的绿色化学原料,将其投入到化工生产中,可以转化成醇、酮、酸类的化学品,在转化过程中,这些化学原料只会产生氢气,不会产生任何有毒、有害物质。
2、采用高效高选择性的反应原料
对于化学工业来说,化学反应是决定化学工业生产过程中生产成本和生产难度、充分利用化学资源等各方面的重要性因素。可以降低工业生产的成本,而且能够提高产物纯度,减少无效反应产物的排放,节约化学资源,在化学工业中,有机物的反应复杂,研究机制不确定,所以选择合适的反应原料,不断提高工业技术是对化学工业的发展有着重要的意义。
3、提高化学反应的选择性
烃类选择性氧化是一类具有强放热性的反应,石油化工工业中时常发生这种反应,但是,它的生成物不稳定,很容易被进一步氧化,生成H2O和CO2。在各类的催化反应中,此反应一般不会被选择,因为有时生成物中还会存在同分异构提,不利于得到最终产物,所以,为了简化生产,一般都会使用选择性高的试剂。这样不仅可以降低分离产品和纯化产品的难度,还提高了反应的选择性,还能够起到降低成本,节约资源,减少环境污染的作用。所以加强这一方面的研究会有很强的实用性,比如开发载氧能力强、选择性好的新型催化剂,就可以应对不同的烃类氧化反应。
4、采用无毒无害的化学催化剂
近年来,化学反应越来越多的应用到了工业化的生产中,而催化剂对提高反应速率有着明显的效果,所以开发新型高效、无毒无害的催化剂以成为绿色化学工艺的发展方向之一。如今,相关部门都在研发新的烷基化固相催化剂,此外,分子筛催化剂也得到了很好的开发和应用。
五、寻找高效绿色的化学催化剂对提升工业生产水平的作用
1、 污染治理
目前,化学工业有其是石油、化工、煤炭等重工业对环境造成重大污染,危害生存环境,破坏原有生态平衡,威胁人类生存。引起国际上广泛关注,美国
1996年设立“绿色化学挑战奖”表彰在绿色化学领域中做出贡献的人。绿色化学的目标就是从化学生产的源头上实现环境治理,消除环境污染,绿色化学改变了传统化学工业先污染后治理的模式,实现预防、监测、零污染,预先环境治理,保护环境,资源可持续发展。
2、优化资源
化学工业绝大多数工艺都是上个世纪开发的,受技术发展的限制,化工领域是劳动密集型产业,高耗能、重污染、浪费原料、劳动力成本高,对大气、水和土壤等环境排放高。使产品成本中附带原料浪费、能源消耗、污染治理等成本。据统计,美国化工业1992年用于环保经费达1150亿美元,治理污染经费达7000亿美元,化学品销售中资源节约和环境治理成本提升。绿色化学从约资源方面,提高使用效率,减少环境破坏,降低新产品经济成本,有利于倡导节约型社会。
3、节能减排
节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。世界各国都制定了相关计划来实现这一目标,美国绿色化学目标:2020年将废弃物减少40-50%,化学生产行业消耗原材料降低20-25%。日本制定新阳光计划,在环境化学领域倡导绿色技术,减少环境污染,发展减排新技术应用。中国2006年提出降低能源消耗和对外石油依赖,希望2010年,单位GDP能耗比2005年降低两成、主要污染物排放减少一成。2013年国家发改委表示,为确保今后节能减排目标、推进绿色低碳发展,深入推进节能减排各项工作。绿色化学正是实现节能减排和环境保护重要工具。国家倡导在重点领域节能减排,推进企业节能低碳行动,开展绿色化工行动,加强环境治理,加大治理力度,引导循环经济,着力增强全民节能减排意识,实现共创和谐社会,建设美好家园。
4、化学工业中绿色化学的应用
绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染,做到完全无公害无污染,因此它又被称为清洁化学,应用范围广泛,它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科。工业中化学反应发生的条件一般都是高温高压,在反应过程中,只有适宜的温度和压力才能使用现代化学工业的技术,另外加上绿色化学的高效催化剂,这项工程才得以不断发展。例如上文提到的低维材料碳纳米管,催化裂解反应中有很大的化学功效。
5、化学工业中绿色化学和现代生物结合的应用。
讲到了催化剂,这就涉及到另外的技术性学科生物技术。生物技术的就是高科技与高端专业知识结合的产物,学科内又分为细胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化学产业中主要应用于生物化学。在化学工业生产过程中,选取有机的生物材料,主要是动植物的原料,另外也会采用他们经过上千年演变的产物―地下的煤炭等。催化剂主要由人工催化剂和自然催化剂,分别由人工合成以及采用天然动植物的生物酶。这样能够满足现代化学工业发展的需要,同时也能切合可持续发展的指导思想,节约能源,维持现在生态平衡的状态,推动化学工业发展。
六、结束语
综上所述,可持续发展在当今社会显得越来越重要,因此化学工业生产中也要遵循这个指导性思想,采用选择性高的原材料,节能减排,利用高新化学催化剂,最大程度的减少污染物排放,不断增高有效产物纯度,在资源有限的前提下,保护生态环境,维护现有的生态平衡。绿色化学在整个化学工业的发展中,有着实质性的意义,高新技术性产物催化剂的使用能改变现有产业结构和传统的生产过程,加速化学工业发展。
参考文献:
[1]于贺. 论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J]. 科技与企业,2013,05.
[2]李丽,王超. 论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J]. 化工管理,2014,05.
本文阐述了化工工艺设计的内容与特点,对于化工工艺设计中安全危险问题的策略进行了分析。
【关键词】
化工工艺设计;安全危险问题;问题策略
1前言
化工工艺设计主要是指工艺工程师根据一个或是几个化学反应来将化学材料转化为客户要求的产品的化学生产流程。在这一设计工作中工艺工程师所需要考虑的不仅仅包括了成本、产量、效率、时间等因素,安全危险问题的发现与控制更是化学工艺设计中的重中之重。
2化工工艺设计简析
2.1化工工艺设计内容化工工艺设计包括了许多方面的内容。众所周知安全问题是化工领域中各个行业都需要给予高度重视的行业。在这一过程中由于化工工艺设计工作有着自身的特殊性,因此这导致了工艺工程师需要对于其给予更高的重视程度。其次,工艺工程师在思考化工工艺设计内容时还应当进一步的熟悉设计工作的基本原则和精神,从而能够在此基础上更好的将其贯彻到整个设计工作中去。与此同时,工艺工程师在进行化工工艺设计内容确定时还需要把化工工艺设计中的细节进行灵活运用,从而能够在保证其符合化学工艺生产规范的同时也不会影响到化工产品的高效高质生产。
2.2化工工艺设计类型化工工艺设计的类型是以不同的概念进行区分的。工艺工程师在选择化工工艺设计类型时首先应当做好必要的概念设计工作。通常来说概念设计也被称为假象设计,这一设计实际上是按照规模工业生产装置进行的。此外,由于概念设计主要是在中试前进行,这一设计的主要目的在于更好的检查工艺条件和生产路线是否存在问题,并且进一步的确定数据和小试补充的内容。与此同时,工艺工程师在选择化工工艺设计类型时还应当对于试制产品考核的使用性能有着清晰的了解,从而能够在此基础上精确的判定出工艺系统连续运转可靠性。
2.3化工工艺设计步骤化工工艺设计的步骤总体而言较为繁琐。设计人员在进行设计步骤分解的过程中首先应当根据基础设计和批准的设计任务书和厂址选择报告来对于工程在技术和经济上进行总体研究与计算的具体建设方案。此外,设计人员在进行设计步骤分解时还需要确保初步设计结果能够有效的满足项目审查和施工准备的规定,并且能够给建厂投资提供足够的依据。与此同时,设计人员在进行设计步骤分解时还应当做好相应的施工图设计,在这一流程中应当依据上级对初步设计的审批意见来进一步的确定的设计原则和方案,然后在此基础上根据建筑与非标准设备制作的要求来解决初步设计阶段待定的各项问题。
2.4化工工艺设计特征化工工艺设计有着自身独特的特征。设计人员在分析化工工艺设计特征时应当根据化工工艺设计新技术含量高、工艺流程独特等特点来进行相应的设计工作。此外,设计人员在分析化工工艺设计特征时还对于必要的基础设计资料进行完善与优化,从而能够在此基础上提升试验数据的完善性与可靠性。其次,工艺工程师在考虑设计特征时还应当努力的使数据的可靠性和完整性达到常规装置,从而能够对于总体投资进行持续的优化,最终能够保持设计的优越性。
2.5化工工艺设计规模化工工艺设计的规模实际上大小不一。一般而言化工生产装置的规模有着各自的区别,但是工艺工程师在进行化工工艺设计时为了能够更加有效的节约投资,则应当理解到部分设计环节实际上是无法完全按照规范规定来做的。此外,工艺工程师有时为了测得所需的工程数据或获得一定的产量,部分情况下也需要对于工艺的规模进行调整与优化。与此同时,由于部分化工产品的设计周期短,因此企业为了能够尽快的占领市场,则青睐于缩短设计周期,因此这导致了工艺工程师在确定设计规模时受到了一定的现在?,这实际上对于设计安全造成了一定程度上的不利影响。
3化工工艺设计中安全危险问题控制策略
3.1安全问题识别方法化工工艺设计中安全控制的第一步就是做好安全问题识别工作。设计人员在进行安全识别的过程中首先应当理解到危险因素的定义。通常来说化学工艺设计过程中的危险因素主要是指生产中的事故隐患,并且可以将其具体到生产中存在的可能导致事故和损失的不安全条件。其次,设计人员在进行安全识别的过程中还应当对于项目生产工艺的全过程和配套的公辅设施的生产过程进行细致的检查和分析,从而能够在此基础上摸清危险因素和有害因素产生的方式与种类,最终能够有效的提升化工工艺设计的安全水平。
3.2采取工艺防护措施化工工艺设计中安全控制离不开工艺防护措施的有效支持。设计人员在采取工艺防护措施时首先可以从设计和工艺上考虑采取安全防护措施,从而能够促使存在的危险因素不至于进一步的激化。其次,设计人员在采取工艺防护措施时还应当努力的保证设计的安全性,例如设计人员可以在理化性质、稳定性、化学反应活性、燃烧及爆炸特性等方面采取对应的措施来获得良好的防护效果。与此同时,设计人员在采取工艺防护措施还应当全面的考虑采用哪条路线才能消除或减少危险物质的量,从而能够确保各种危险性因素不会在化学产品生产的过程中出现。
3.3控制化学反应装置化工工艺设计中安全控制的关键是化学反应装置的控制。工艺工程师在控制化学反应装置时应当深刻的理解到化学反应是整个产品生产的核心,因此其本身必然会有着许多危险性因素。因此这意味着工艺工程师应当在反应器的设计和选型前需要想到可能发生最严重的事故是什么。此外,由于化学反应的种类繁多,并且反应的速度也较快,因此一旦出现较为严重的失控反应时,工艺工程师应当努力的寻找降低反应速度的方法,从而能够在此基础上切实的提升反应装置的应用水平。
3.4整体园区设计工作化工工艺设计中安全控制还应当适度的从园区整体设计上面来着手。企业在优化整体园区时首先应当考虑到自身的监管能力和职工的工作水平,从而能够在此基础上避免监管力度滞后于化工产品生产的现象。此外,企业在优化整体园区时还应当努力的减少和预防化工工艺设计中的安全危险问题,并且进一步的创建完整性的安全生产标准,最终能够将安全危险有效控制在预期的范围内。
4结语
化工工艺设计是一项具有一定危险性的设计工作,因此考虑设计的安全性就是每一个工艺工程师所必须进行的工作了。工艺工程师在减少化学工艺设计的危险性时应当秉持着从宏观到微观的原则,从园区设计到工艺防护到方程选择等不同的方面着手,就能够有效的提升化工工艺设计的安全性与可靠性。
参考文献:
[1]朱晓东.浅析化工工艺设计中安全危险的问题[J].化学工程与装备,2014,06(15):45~47.
[2]李珊珊.化工工艺设计中的安全危险问题与策略分析[J].山西化工,2014,12(15):61~63.
关键词:化学工程;发展情况;措施
1引言
化学工程技术是一个复杂的工程性学科,它是采用一系列科学研究方法对化学过程进行深入研究的物理或者化学过程,它还包括对原有设备的优化和改进以及对新技术的研究。它以化学为指导思想,将科学理论和工程实际结合在一起,它包括有机化学、无机化学、以及石油化工等领域。化学工程是国民经济建设中的重要工程,它大大推动了社会进步的步伐,同时化学工程也与高精尖技术联系密切,目前化学工程技术正朝着连续化、集约化、高效化、精细化和自动化方向发展。化学工程技术不仅和工业产生联系密切,它和日常生活也有大的关系,因此对化学工程技术进行探索和研究具有十分重要的意义。对化学工程技术的发展进行研究不仅有利于吸收国内外最新的技术成果,还有利于改进生产设备,提高生产效率。
2新型化学工程技术的研究
2.1绿色化学技术
绿色化学技术是指采用对高新技术使化学反应在进行的过程中不会对环境造成污染,并且有利于环境保护的绿色化学技术。它的理念是在化学反应的过程中采用化学的技术和方法减少或者消除人类健康有害、对生态环境产生不良影响的化学原料或者溶剂等。绿色化学不同于传统的环境保护技术,它是从源头上来消除污染的,因此很彻底。它的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,将反应物的原子全部转化为期望的最终产物。近年来,随着环境污染的加剧和能源的日益枯竭,环境保护已经得到世界各国的重视,我国也在“十二五”规划中也明确提出了环境保护的要求,因此绿色化学技术必将有广阔的发展空间。
2.2超临界化学技术
超临界液体是指当温度和压力处在临界点时,物体会处于一种介于气体和液体之间的特殊状态,这时物体有气体和液体的双重性质。这种超临界状态的液体在化学工业、生物工业、食品工业等有着广泛的应用,尤其是在医药工业领域更有广阔的应用空间。目前,超临界液体的各种性质已经显示出巨大的魅力,发展前景十分诱人。而超临界的化学技术就是与超临界液体相关的化学技术,化学界已经将超临界水氧化法成功的应用到了环境保护的领域。目前,超临界化学技术还处于发展阶段,很多技术还不够成熟。
2.3新的分离技术
在化学工业中常常运用物理法和化学法对化学物质进行分离,例如,利用物质的沸点将不同的物质从分离塔中分离出来,另外还可以根据物质化学性质的不同对其进行分离。这些都是传统的分离方法,这些方法技术比较简单,操作起来也比较简单,但是这些分离方法的效率比较低,分离过程也比较慢,越来越不能满足未来化学工业发展的需要。随着信息技术的不断发展,化学工业中的分离技术也不断的完善,将信息技术和传统的化学技术相结合就形成新的分离技术。例如,在传统的半透膜分离技术中加入了一些新的控制方法,这种新型的分离技术大大加快了分离的速度和效率。
2.4与计算机技术相结合的化学技术
化学技术在发展时遇到了大量的数据计算和数据采集的问题,用传统的方法对这些数据进行处理势必会严重影响化学技术的发展。随着计算技术的发展,化学技术中采用了大量的计算机处理技术使得数据的计算和处理变的非常快捷,在提高效率的同时还节省了大量的物力和财力。计算机技术的在化学中的应用主要体现在在流体力学和数值传热学上,它主要采用数值模拟法进行研究,这种方法需要大量的数据和大量的实验作为支撑,然后利用计算机对数据进行计算和分析,并将数据直观的表示出现。这种方法节约了大量的时间,同时也大大减少了研究人员的工作量,提高了工作效率。总之,与计算机技术相结合的化学技术一定是未来的一个发展方向。
3化学工程技术发展的优化措施
化学工程技术近年来取得了巨大的发展和进步,但是随着时代的发展和进步,传统的化学工程技术也有很多不适合化学产业发展的地方,所以在化学工程技术发展过程中要采取以下几种优化措施:
3.1加强化学工程基础应用的研究
化学工程技术在发展时除了要紧跟科技发展的前沿外,还要对必要的基础应用展开研究。众所周知,基础应用研究投资大,研发时间长,短期内很难看到经济效益,但是从长远出发为了化学工程技术的可持续发展必须加强基础应用研究。另外,在引进外来先进技术时要注意消化吸收其中的基础技术,做好自己的技术储备工作。
3.2利用化学工程技术对现有的化学流程和工艺进行改造
在化学工业中,我们长期都是引进外国的产生工艺和生产线,缺乏独立开发自己生产线的能力。因此,以后我们在引用外国先进技术时要注意消化吸收他们的先进技术,并在此基础上形成自己核心技术。另外,要充分利用过程模拟技术对现有的生产设备进行仔细的分析,找出其中的关键问题所在,根据实际生产的需要对现有的生产线进行改造。
3.3加强高校、研究所和企业之间的联系
高校和研究所搞的项目的和技术往往偏向于理论和研究,实际应用的项目不多,而在企业中往往都是实际的应用项目,但是这些项目缺精确的理论指导。这样就在高校、研究所和企业之间发生了脱节现象,以后必须要加强他们之间的联系,可以根据实际情况在三者之间建立一个有效的合作机制。将企业中的更多的实际课题拿到高校和研究所去做,这样既解决了企业项目理论性不足的问题,也解决了高校和研究所项目过于偏向理论的问题。目前,很多高校和企业都签署了合作协议,建立了校企合作制度,这极大的促进了化学工程技术的发展。所以,只有加强这三者之间的合作和交流才能更好的促进化学工程技术的发展。
3.4加强绿色化学技术的研究
当今世界面临的环境问题日益增多,目前我国也已经意识到了这个问题,明确提出了保护环境,减少能源消耗的目标。而传统的化学工业作为污染的主要来源更要加强技术技术改造,减少对环境的污染。所以,加强绿色化学技术的研究已经变得刻不容缓。它的发展对我们保护环境减少污染有非常重要的意义。
3.5做好人才工程的建设
21世纪国际社会的竞争实质上就是以科技实力为基础的综合国力的竞争,谁在科技上遥遥领先谁就掌握了国民经济发展制高点。而科技的竞争归根到底还是人才的竞争,人才是科技发展的根本动力。而化学工程技术的发展也需要大批的优秀人才作为支撑,因此,我们要加强化学工程的高等教育,以培养出更多的优秀的化学工程人才。另外,还要提高化学工程人员的待遇,稳定化学工程研究队伍,加强国际和国内的学术交流活动。最后还要鼓励创新精神,创新是科技发展的灵魂,做好创新工作也是化学工程技术发展中很重要的一个环节。目前化学工程技术正处速发展的时期,随着化学工业过程技术开发力度的加大,化学工程技术必将以全新的面貌和辉煌的成就呈现在大家面前。
4结束语
现在的化学工程技术与以前传统的化学技术已经有很大的区别,它在发展的过程中采用了很多的新技术,例如绿色化学技术、超临界化学技术、新的分离技术、计算机技术等等。我国的化学工程技术近年来发展很快,取得了很大的成就,很多技术达到了国际先进水平,但是在一些关键领域还比较落后。因此,我们还要调动各种积极因素,采取各种措施促进我国化学工程技术的发展,并且促进我国国民经济的发展。
参考文献:
[1]房鼎业.化学工程的技术进展与化学工业的发展趋势[J].化工生产与技术,2008,(05):33-36.
校企联合培养模式将高校的教育科研优势与企业的工程实践优势结合起来,兼顾了化学工程专业硕士在基础知识水平及应用能力上的培养要求,并已在专业硕士培养中起到了突出作用。但不可否认的是,目前校企联合培养仍存在一些问题。
(一)校企合作形式与内容
校企合作形式是影响联合培养的最重要因素。重点大学及行业特色型大学由于其品牌和行业影响力而在校企合作培养研究生方面有显著的优势。以中国石油大学为例,该校立足于石油石化行业和领域,面向东营胜利油田和青岛近海油气田及两地相关产业开展人才培养,是国内化学工程专业硕士校企合作效果最好的高校之一。然而,国内大部分地方高校与企业之间的合作形式仍较为初级,特别是地方高校受到学校科研实力、学校办学层次和软硬件条件等因素的制约,校企之间的相互联系多建立在项目合作和个人感情联系的基础上,未形成长效机制。如果企业负责人离职或合作项目中断,则联合培养将大受影响甚至停滞。此外,部分地方企业创新意识不强或过分追求“短平快”的项目,都将影响人才持续培养机制,无法实现良性循环。从人才需求角度来看,地方经济状况的优劣也会明显影响企业的人才需求,进而直接影响校企合作的基础。
(二)导师
很多高校的校内导师过度倚重发表学术论文,或者一直从事基础理论研究,缺乏应用研究项目和研究经验。该类导师在指导专业学位研究生时往往延续过去的研究思路和方向,以学术型研究生模式培养专业学位研究生,最终导致毕业生与企业要求相差甚远。此外,很多校外导师是企业的高管或主要负责人,日常事务繁忙,对自己负责的学生疏于管理和指导。学生在企业或沦为廉价劳动力,或实践流于形式,达不到应有的效果。
(三)培养过程
国内各高校的化学工程专业硕士的主要管理和培养政策已经基本齐备,但仍有部分政策还在修改和制订过程中。很多高校在课程体系构建、考核方式、实践内容等方面没有将专业学位研究生与学术型研究生加以区别,未能体现出专业学位职业性、应用性的特点。与企业生产实际密切相关的课程开设不足也是目前国内高校化学工程专业硕士培养普遍存在的问题。
(四)生源
对于重点高校,无论是学术型硕士或专业学位硕士均呈现“供大于求”的局面,学校可以从容择优录取。而地方高校的专业学位认可度普遍较低,直接导致部分优秀生源流失,毕业生质量也因此受到影响。
(五)其他问题
部分地方高校在导师激励政策、学生奖励机制等方面不够完善,由此产生了导师因专业学位学生花费多、产出少而不愿意接受专业学位学生的情况;学生也因在奖学金等方面无法与学术型研究生竞争而影响了科研积极性。
二、方针与措施
鉴于以上问题,我们以山西大学与三维集团合作构建的“山西省催化技术研究生教育创新中心”为平台,通过深入探索山西煤化工转型对化学工程专业研究生教育的影响,从合作模式、导师管理、课程体系构建、健全和完善各项制度等方面进行改革,并力图构建一种符合山西省化工行业需求的化学工程专业学位研究生培养模式。
(一)校企合作平台的构建
构建校企合作平台是稳定专业学位硕士培养质量的根本措施。2002年,化学化工学院的研究生就因项目需要而在三维集团进行数月至一年的工业侧线实验。随着双方项目合作的深入,进入企业实践的学生人数不断增多,而企业的技术人员也积极参加山西大学的博士或在职工程硕士考试,双方实现了人才培养上的互动。在此基础上,2004年双方共建了“精细化工催化与反应工艺共建实验室”,实现了校企层面的科研平台构建。2007年底,经山西省经委、山西省教育厅、山西省产学研工程领导组批准,校企双方通过政府层面建立了“山西省催化技术研究生教育创新中心”。随着相关管理制度逐步完善,该中心不但成为研究生培养的创新实践平台,也逐渐成为高校和企业间的技术、人才交流平台,并为企业技术带头人的知识更新和产业技术升级提供了支撑。近年来,山西大学积极开展“煤基资源高值循环利用协同创新中心”的建设,拓展多方合作关系。目前研究生教育创新中心的企业平台已包括阳煤集团、潞安集团、河南煤业集团等大型煤化工企业,未来还将探索与中科院山西煤化所、中科院大连化物所、中科院过程所等研究所合作培养研究生的可能性。综上所述,山西大学化学工程领域的校企合作经历了如下发展历程:校企合作项目牵引建立校企层面的科研合作平台建立政府层面的研究生教育创新中心建立多方参与的校企科研教育合作平台。其中,多方平台的建立不但解决了科研项目延续性、科学性的问题,更有利于实现校企联合培养的长效性和持续性。
(二)管理体制创新
为进一步提高专业学位研究生教育水平,我们就专业学位研究生的管理体制方面开展了改革创新。研究生院成立了“专业学位管理办公室”,负责与专业学位相关的政策制订、学科建设、品牌建设,以及对各培养单位进行管理、督导和服务等工作。学院成立了相关的“专业学位教育中心”,负责相关专业学位研究生的招生、培养、师资队伍建设、实践基地建设等工作。化学化工学院以“山西省催化技术研究生教育创新中心”为基础,吸纳了相关学科负责人和校外导师,共同承担化学工程专业学位教育中心的职责。上述举措有利于各培养单位积极发挥主观能动性,形成符合各自专业实践特点的培养模式。
(三)导师遴选及评聘制度改革
山西大学研究生院根据各专业学位培养单位的具体情况,制订了详细的校内导师、企业导师评聘制度。特别是对企业导师实行“一年一考核,三年一聘”的管理办法。在学院教育中心层次上,化学化工学院成立了化学工程硕士指导小组,以“山西省催化技术研究生教育创新中心”为核心,吸纳其他理科或相关学科导师,实现导师之间的理工优势互补,在一定程度上解决了理科环境中开展应用实践的问题。此外,学院教育中心强化了企业导师的归属感和责任感,通过让企业导师参与课程设计及研究生选课、确定科研课题、开设学术讲座和专业特色选修课程等方式,进一步让企业导师融入学生培养过程。
(四)课程体系构建
2013年,山西大学根据教育部相关文件,结合各专业具体情况,对硕士研究生培养方案进行了详细的修订。在课程设置中,我们将课程分为公共基础课、专业基础课、专业应用课、选修课4类,各类课程均采用了教授授课、双语教学等模式,特别突出工程应用类型的课程。由于化学工程专业硕士的导师的知识存在多学科、多研究方向的交叉,因此,我们在课程设置上采取丰富选修课的方法解决这一问题。为了避免重复设课或课程内容重叠,各专业领域均可选择化学学科或其他专业领域的课程作为选修课。师资力量和师资水平方面,由于山西大学工科师资力量不足,我们采用“外校聘请+本校培养”的模式逐步提高师资水平。此外,学校还通过请企业导师或行业知名专家开设学术讲座、特色专业选修课等方式,使学生获悉国内外化工行业发展的最新动向。
(五)奖学金制度
现阶段山西大学研究生奖学金主要为国家奖学金和学业奖学金,原有奖学金评价主要基于学生学习成绩和科研成果的考量。化学化工学院将专业学位研究生与学术型研究生分开评比。专业学位研究生的科研成果可以是学术论文、专利、负责项目、实践报告、调查报告等多种形式,特别强调学术论文、专利、项目等必须具有应用背景。此外,针对专业学位研究生科研结果无法量化的问题,我们采用“预审+集中答辩”的方式,由答辩委员会评出获奖等级。上述评审制度的实施明显调动了专业学位研究生的科研积极性。
三、发展与方向
尽管我们在化学工程专业研究生培养方面进
行了许多改革,但仍有很多方面需要高校、企业及地方政府进一步协调改进。我们将目前改革探索的方向归纳如下,这既是我们的努力目标,也希望能够给予其他高校一些启发。
(一)提高学科认可度,创出专业品牌效应
优质的生源是研究生培养和学科发展的大前提,没有良好的生源,校企联合培养将成为无本之木、无源之水。近年来,山西大学通过增加推免生名额比例,明显提升了专业学位研究生的生源素质;与此同时,山西大学通过鼓励校企合作科研,建立多方参与的协同创新中心,进一步扩大了学校、学科的业内影响力。未来,山西大学将以校企协同创新中心为发展核心,以高水平人才队伍建设为发展动力,通过科研成果和科研团队创出专业品牌效应。
(二)深化校企人才技术交流平台建设,实现人才培养的良性循环
校企双方只有真正实现技术流、人才流的双向流动才能培养出真正的应用型人才。因此,我们需要建立完善的涉及项目合作、利益分配、人才交流等体制机制,进一步强化企业研究生实践中心的构建,通过校企合作项目引领、扩大平台的影响力,提升平台自我“造血”能力,逐步引导校企合作由“项目带动”发展到“人才+技术混合带动”,最终实现人才培养的良性循环。
(三)改革奖励制度,激励学科发展
关键词:工艺安全管理;发展现状;建议
中图分类号:TU714文献标识码: A
一、工艺安全管理的发展历程及关键要素
1.发展历程
随着科学技术的不断革新,新工艺、新产品的不断涌现,装置规模的日益扩大,给化工、石化等产业带来了巨大的变化。紧接着,由于涉及的化学品种的增多,处理、储存数量的增大,应用工艺技术的复杂化,操作条件的苛刻化,导致工艺系统的危害也更加多。在全世界范围内,化工和石化行业发生的一系列重大的工艺安全事故,引起了世人对工艺安全的注意,同时,孕育了一系列的相应法规。
1977年发生在意大利塞维索的有毒蒸气泄漏事故,促成了欧洲第一部对于工艺安全法规的颁布,即1982年欧洲的 «Seveso I指令》。1985年,发生在印度博帕尔的事故举世震惊,这也促使美国化学工程师协会成立了一个专门的化工工艺安全中心即为CCPS ,该中心的设立为化工、石化等行业提供工艺安全技术及管理的方面的全面支持,防范重大工艺安全事故的发生,同时,出版了一系列安全导则。1992年,美国职业安全健康局(OSHA),颁布了关于高度危险的化学品的工艺安全管理系统相关要求。1996年,欧洲的《Seves。I指令》修订为 《Seveso II指令》,它通过吸取博帕尔事故的教训教训, 更强调了对重大危害的控制,建立工艺安全管理系统的必要性。1996年,韩国政府也参考美国 0SHA的PSM体系,在韩国国内颁布了工艺安全管理系统要求。同时,1999年的美国环保局(EPA)在0SHA工艺安全管理系统的基础上,补充风险评价、应急预案的要求,颁布了《净化空气法案》。
工艺安全管理及技术自20世纪80年代以来,开始蓬勃发展。在进入20世纪 90年代以后逐渐发展成为一门独立的学科。目前的美国和欧洲非常重视工艺安全管理,强调运用系统方法、技术预防工艺安全事故的发生, 并且在高危险性的行业中强制推行工艺安全管理。
2.PSM基本要素
美国职业安全健康局(OSHA)、美国化学工程师协会化学工艺安全中心(CCPS)、美国化学协会 (ACC)和美国石油协会(API)均有为工艺安全管理系统定义的一系列不同的PSM组成要素。这些要素大多都是类似甚至相同的,都是为了预防重大的工艺安全事故并减轻后果。
其中,OSHA规定的PSM,主要应用于加工工业。它对“工艺”的定义是:使用、储存、加工、处理或在工厂范围内转移危险的化学品,或是上述综合活动。在PSM法规中,有一个危险化学品清单,其中包含130余种有毒或具有反应性的化学物品,同时对每种化学品进行一个数量标准的规定。如果工厂处理危险化学品的数量达到、超过表中的标准时,就需遵守PSM规定。但是PSM法规不适用于零售设施、油井设施、气井设施以及无人操作的设施。
二、国内外PSM实施情况
发达国家大型的化工、石化公司,均建立了完善的工艺安全管理系统并制订了相关法规及配套的实施指南,在工厂的各个时期严格执行。我国国内还在深入研究和积极推广的阶段。
1.美国PSM实施情况
在美国,这种管理系统是作为法规形式存在的,不仅有权威性,同时也说明工艺安全管理的必要性以及适用性。以陶氏化学为例。陶氏公司全球所有设施所执行的EHS管理体系 和标准均已达到OSHA PSM法案的绝大部分要求,在这些要素中,工艺危害的分析是陶氏化学的一个特色要素。
陶氏的工艺危害分析采用的主要是分级管理。这种方法的特点是将对工艺危害的分析按从简到繁、从定性到定量进行分级别管理,陶氏化学工艺的风险管理采用的是层进式风险分析方法,过程如图。
第1层,对所有的设施进行工艺危害分析,所采用的是火灾爆炸的危险指数、化学品的暴露指数 (CEI)、RC-PHA调查问卷、保护层(LOPA)的目标值等方法;第2层,对设施的特定单元操作采用因果成对鉴别、HAZOP、LOPA、建筑物的超压分析等方法,进行附加风险的检查;第3层,对目标工艺进行增强型的风险检查;第4层,选择少数的高风险活动场景进行QRA。根据分析的组合以及事故发生的频率来进行选择。
2.国内工艺安全管理的现状
在我国国内,只有很少的有关工艺(过程)安全管理体系的资料。还没有相关的法律法规标准。虽然,国内许多企业实施了 HSE 管理体系以及ISO体系,但这些体系没有相应法规的强制性要求,有些甚至还存在表里不一的现象。特别在这个化工和石化行业已经从引进成套技术逐渐转为自主设计、技术改进的阶段,问题显得尤为突出。近几年,国内的化工和石化行业中发生的重大事故,归根结底,都是工艺安全方面的问题。所以,现有项目以及新开发项目的整个生命周期的工艺安全管理已经成为了一个急需解决的问题。还有一个客观原因就是不同企业之间的工艺安全管理有较大的差异性,给政府的监管也带来了不便,同时也不利于同行业内关于工艺安全信息的交流,不利于安全水平的提高。总而言之,国内一方面缺乏工艺安全管理的有关研究,另一方面缺乏相关的法律法规。导致没有符合我国国情、与世界同步的工艺安全管理模式。因此,在国内化工和石化行业,建立、贯彻有效的工艺安全管理系统是十分必要的。
三 、工艺安全管理推行的建议
1.充分理解区别工艺安全管理与传统安全管理
工艺安全管理,是将技术、程序和管理实践整合在一起,形成以风险预防管理为重点的管理体系,主要对象是工艺介质本身以及涉及危险化学品的过程、厂站设施,通过控制工艺系统的动态变化,体现对工艺风险的“过程管理”。与传统的安全管理相比,在模式上更注重过程控制、与超前防范,对象上,不同于单纯关注人员作业风险的管理,更加强调了对工艺系统、设备设施的安全风险管理,在特点上,不再以经验管理为主,更重视了运用科学系统的分析方法,强调对风险的系统评估、合理控制以及响应程序等。
因为我国的多数化工企业还没有真正接触、了解工艺安全管理,因此,首先应该加强工艺安全管理的认识和培训,从转变理念入手,走出工艺安全管理第一步。
2.独立的组织机构支撑
在欧美等工业发达地区,工艺安全管理从20世纪80年代开始就已经发展成了了一门独立的学科,但我国国内最初并没有将工艺安全管理作为一门独立的学科。所以,我国国内企业应该从国外发达国家引进工艺安全管理的理念,在借鉴经验和做法的基础上,积极探索,形成具有自身特色的管理模式。
3.工艺安全管理人员的技能水平提升
工艺安全管理人员包括涉及实施所有工艺安全管理要素的专业技术、管理、操作人员、专业分析师等,工艺安全管理系统的有效运作,需要每个员工的参与。因此,在一定意义上,工艺安全管理人员的技能,往往决定着某个单位工艺安全管理工作的水平。
合理、有效的培训是提升工艺安全管理人员技能的主要途径,我国相应企业应该举办大量的包括风险评价方法以及专业技术知识在内的相关工艺安全的培训,可以用脱岗培训、在岗培训这两种培训方式,培养出一批高素质的工艺安全的管理人员。
4.工艺安全信息的有效利用
工艺安全信息产生于工艺装置使用的各个阶段,是进行危害辨识、风险控制的有效依据,是其它工艺安全要素推进的基础,同时工艺安全信息又是其它要素实施结果的“输入”终端。 因此,工艺安全信息的有效利用在某种程度上也反映了工艺安全管理的水平。
5.完备的技术标准支撑
工艺安全管理区别于传统安全管理的主要特征就是它具有的专业技术性,其管理目标 是实现工艺技术(设备)的本质安全。开展工艺安全的分析、工艺技术的变更、施工工艺安全的管理等要素活动,均与技术标准有千丝万缕的关系, 因此,要做好工艺安全管理,形成一套对企业适用性强、高标准的技术标准体系是很重要的。
6.定期开展评估审核
工艺安全审核可以有效评估和考核 各个工艺安全要素的落实情况,客观反映工艺安全管理水平,持续提高工艺 安全管理标准(制度)的执行力,对于工艺安全管理在整体深入过程中的不足,进行及时更正,制定有效的改进措施,不断提高工艺安全管理水平。
结语
我国国内与国外相比,不论在经济发展水平、运行方式、员工水平还是理念和文化等方面均存在差异,所以,不能直接照搬国外的工艺安全管理模式以及相关规定。而是需要根据我国的安全管理现状,积极借鉴国外的经验和做法,积极探索,不断努力,让工艺安全管理有更美好的明天。
参考文献
[1]粟镇宇.工艺安全管理与事故预防[M],北京:中国石化出版社, 2008
1.1突出实践能力的培养
研究生的培养是一个系统工程,研究生培养过程的各个环节必须紧密配合,才能培养出合格的、受社会热捧的人才。特别是对于全日制工程硕士的培养来说更是如此。根据全日制工程硕士的特点,把研究生关闭在校园里培养已不能满足社会对人才的要求,异地培养,多地培养成为必然。必须把实践能力的培养作为主线贯穿于全日制工程硕士“培养链”的各个环节。在招生环节,我们对全日制化学工程工程硕士的考生的面试采取了与科学学位考生不同的方式,把对考生的实践经验作为主要的面试内容,让考生感受到实践经验的重要性,许多考生面试后积极主动地到工厂企业锻炼,入学后带着在实践中遇到的问题来学习,增强了解决实际问题的能力。在课程培养环节,我们的课程设置体现理论与实践相结合的原则,分为公共课,专业核心课,专业拓展课,专业实践教学四个模块。我们加大了公共课的比重,利用我校的有效资源,合理整合了专业学位研究生的计算机与管理类课程。无论是公共课还是专业课,都把实践教学内容贯穿其中,理论课中包含实践知识,实践课中包含理论知识。在实践培养环节,我们建立了湖南化工研究院、湖南海利化工有限公司、国家农药创制工程技术研究中心、湖南四达试剂有限公司等多个培养基地,实践条件得到了有力的保证。另外,鼓励研究生在学校组织的集中实践之外增加自主分散实践。在学位论文环节,我们要求化学工程工程硕士研究生在开题前认真查阅文献,尽量了解国内外相关的最新研究成果,选择直接来源于具有实际应用价值的应用技术课题和现实问题的课题。同时,聘请企业的专家、学者参加开题报告会,对选题进行严格审定,多角度考虑选题的合理性、可行性及实用价值。学位论文形式采用产品开发、工程或工艺设计、工程放大及新技术工程应用报告、典型案例分析等多种形式。
1.2突出课程教师和导师的主导地位
应用型人才的培养首先要通过相关课程和案例的学习和研讨来提升其解决实际问题的能力,我们通过聘请企业专家来校担任课程教师,通过改进教学方式方法加强课程教学。如研究生自主参与教学、由多位教师担任一门课程的“拼盘式”教学模式等等。在课程建设方面,学院加大了研究生教师编写适合我院工程硕士实践的教材或讲义的支持力度,加强了研究生精品课程的建设。研究生的培养离不开导师的主导作用,特别是全日制工程硕士的导师最少两位,或多位导师,无论哪个培养环节都需要导师的指导与配合,校企导师分工配合,共同提高研究生的培养质量。在导师的选择上,我们把有横向课题,应用实践经验丰富的教师选作化学工程工程硕士的导师和授课教师,把与培养基地联系较密切的老师选为校内导师,有利地促进了校企导师之间的交流与沟通,也能及时准确掌握论文选题的进展情况等等。
1.3突出工程硕士研究生的主体地位
工程硕士的培养目标是培养具有宽广知识结构的复合型应用型专门技术人才或技术管理人才,能独立从事专业技术工作和技术管理工作。如何实现这个目标,除了学校为研究生营造合理的宽松的环境,搭建良好的学习实践平台外,只能靠研究生自己长期的积累和持续的训练,知识结构的改善,实践能力的提高,学位论文设计都需要独立完成,最终自我实现培养目标。
1.4重视工程硕士培养管理制度和管理机制
尽管化学工程工程硕士培养时间短,但我校研究生教育历史悠久,有完整的研究生管理文件,管理制度也较为健全。我校研究生处成立了专业学位培养科,负责工程硕士的宏观管理与控制,学位论文的质量标准由研究生处学位办负责管理与控制,化学化工学院成立了由科研副院长负责的化学工程领域工程硕士培养管理小组以及由院长、教授、领域带头人、企业专家组成的学位分委员会。
2全日制化学工程工程硕士培养的困境
2.1生源问题
就我们这两年的招生情况来看,生源问题非常严重,直接报考化学工程工程硕士的比例相当少,大多是其他专业调剂过来的,与我院同类专业学位教育硕士相比,化学工程工程硕士推免生只占其1/10。
2.2工程硕士学制问题
我校化学工程全日制工程硕士学制为两年至三年的弹性学制,我们目前先按两年的计划安排课程学习、实践和学位论文,然后根据学位论文的进展情况安排论文答辩或适当延长学位论文的时间。普遍存在的问题是,在国家的全日制工程硕士的学位标准还未广泛宣传执行之前,导师对工程硕士的学位论文还是沿用科学学位研究生的学位标准,而学校研究生处在办理各种证件时(如学生证、毕业证)都只体现两年学制,普遍反映两年的时间培养既要实践能力强保证充足的实践时间又按时完成高质量学位论文的人才导师压力相当大。为了保证全日制工程硕士的培养质量,以免出现矮化工程硕士的现象,现在大多数工科院校都把全日制工程硕士的学制确定到了三年。
2.3课程体系建设问题
课程体系建设是一个长期的开放的系统工程,需要持续不断的更新。课程建设是高校人才培养永恒的主题,目前我们在课程体系建设方面还主要借鉴科学学位的课程体系,需要政府、企业、高校、教师等多方面的热情参与。
3建议
3.1加强宣传力度,改变观念和教育理念
全日制工程硕士教育是为了适应社会经济发展对高水平应用型人才的迫切需要而开设的专业学位研究生教育类型,但无论是导师、研究生本人还是社会,对此都没有足够的认识,在我院关于“科学学位与专业学位的本质内涵与区别”的小型调查中,非常了解的导师只占9%,了解和比较了解的导师各占36%,不太了解的导师还占18%。由于工程硕士的生源大都是调剂生,研究生本人也是不自愿接受工程硕士教育的,重学术轻专业的倾向普遍存在。因此需要政府、高校,用人单位、宣传媒体等都要发挥其作用。
3.2推进职业资格认证
职业资格认证考试不仅是对从业人员接受职业教育和专业知识水平的考核,也是对行业发展趋势和职业技术要求的导向,是高校调整人才培养方案的依据。是课程体系建设的指挥棒,方向标。推进职业资格认证,是全日制专业学位教育持续发展的得力助手。在这方面,教育硕士就比较规范,工程硕士可以借鉴其他专业学位的经验。
3.3加强师资队伍建设
人才培养离不开教师、导师,要加强专门的工程硕士导师队伍建设,对新导师要及时培训,了解工程硕士的特点和培养目标。要改革教学方式,要大力研究完善与经济社会相适应的课程体系等等都离不开师资队伍建设。师资队伍建设是高校发展的关键。
3.4加强产学研合作,加强高校间实践基地平台共享
关键词:工艺安全管理;基本要素;安全标准
1.发展历程
随着科学技术的发展,化学品种类变得越来越多,而且危险性也变的越来越大,同时,各个企业和工厂的操作工艺和条件变得越来越苛刻。上世纪末发生了一系列对人类和环境具有影响的重大安全事故,这些事故引起了各国政府对化工企业和工厂的工艺安全管理的思考,一系列关于企业安全的法律法规得以出台。1984年,印度博帕尔发生严重的毒气泄漏事件,为此美国专门成立了化工过程安全中心,主要帮助企业降低化工事故发生的风险。上世纪90年代美国职业安全健康管理局了高危化学品工艺安全管理系统的法律法规。1996年,为加强对事故风险的控制,美国环境保护局又将环境与公众安全纳入了监管范围。从上世纪80年代开始,工艺安全管理体系(PSM)在发达国家变的逐渐完善,PSM体系已经成为了化工企业的工艺安全管理的标准。
2.发达国家PSM实施情况
美国职业安全管理局为PSM体系规定了14个基本要素(如右图所示)。美国化学工程师协会化学工艺安全中心为其规定了12个基本要素(如下图所示)。这些要素大部分都是相同的,都是为采取有效防范措施以规避工艺安全潜在的危险隐患,进而使企业安全管理水平得到提高。
3.国内安全标准化体系
我国的工艺安全体系发展起步较晚,改革开放以来,我国工艺水平有了很大的提高,化工行业得到蓬勃发展,但是也发生了很多安全管理事故。为了有效遏制化学事故的发生,国家安全生产监督管理总局规定了危险化学品从业单位安全标准化通用规范(AQ3013-2008)。明确了高危化学品生产使用企业实行工艺安全标准化的总体原则、过程以及要求,它被使用于指导高危化学品生产和使用单位安全标准化系列的编制和实施,适用于国内高危化学品生产、储存和使用的企业。我国安全标准化体系包含了10个关键要素如下图所示)我国安全标准化体系的10个要素包含了PSM体系里所有的基本要素,与PSM体系是一个有机统一的整体。
4.安全管理案例分析
阿尔法平台大爆炸事故(规程不完善)。1988年7月6号英国北海阿尔法平台天然气生产平台发生爆炸,事故共造成176人死亡,大火燃烧7天才被扑灭。造成人员巨大伤亡的一个主要原因就是受当时认识的限制,人们对阿尔法存在的风险认识不足,平台设计工程师认为平台的钢铁结构足以承受任何重大事故的发生。石油公司认为即使事故发生,工人也有足够的时间坐直升机安全逃生,所以,当时认为人们在平台上的风险是可以控制的,对人员救援的风险重点是预防直升机坠毁。规程要求一旦发生安全事故,员工必须在宿舍区等待直升机来救援。正是这个规定导致了严重的后果,平台上的人们等待直升机的救援,耽误了逃生时间,从而酿成严重后果。从事故中可以看到,正是因为工艺安全管理规程的不完善,人们对潜在风险认识不足,对事故发生后安全逃生做出错误判断,从而酿成重大伤亡,因此推行工艺安全管理势在必行。
5.我国推行工艺安全管理注意事项
首先,我们应该充分认识到传统工艺安全与工艺安全管理的区别。传统的安全主要是指使用各类防护用品和建立相应的规章制度来保护作业人员,防止事故的发生。工艺安全管理强调采用科学系统的方法对工艺危害进行辨识,根据工厂不同生命周期的的特点采取不同的方式来辨别潜在的危害,并以此为基础,设法消除危害以避免事故的发生。工艺安全管理应该重视以往的经验教训,强调严格执行相关的设计标准和规范。工艺安全管理现在已经发展成为一门专业学科,所以在推行的过程中,需要政府和企业的大力支持。工艺安全管理最终是由人来实际操作的,所以我们需要提高管理人员和作业人员的安全管理意识和安全操作规范。工艺安全管理信息是提高工艺安全管理水平的重要条件之一,它是工艺安全管理的基础,是工艺安全管理的第一步。我们需要完善的技术标准作为工艺安全管理的坚实后盾。同时我们应该定期进行检查与自评,时刻保障工艺管理的时效性。
6.建议
由工艺安全管理要素可以看出,国内外所称的安全管理实际上是一个大概念,管理要素贯穿于生产的全过程。因此,在推广工艺安全管理体系时不能将其生搬硬套入我们的管理组织中。我们应该积极借鉴和吸收发达国家的工艺管理经验,大力发展我国的安全标准化体系,帮助国内企业识别、把控高危工艺中的风险,发展和完善国内企业的工艺安全标准化体系。
作者:苏崇永 单位:东北石油大学
【参考文献】
[1]白永忠,于安峰,党文义,武志峰.工艺安全管理系统的发展现状及建议[J].安全、健康和环境,2009,9(1):2-5.
[2]孙文勇,许芝瑞,邓德利,赵东风.工艺安全管理系统中的工艺危害分析方法比较[J].中国安全生产科学技术,2011,7(11):115-120.
[3]孙一轩.浅谈国内欧美化工企业中工艺安全管理体系与安全标准化体系的整合[J].吉林省教育学院学报,2013,9(29):149-150.
[4]王新龙.浅谈我国安全生产管理的发展[J].安徽建筑,2014,4:246-247.
关键词:化工分离工程;教学改革;教学实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)10-0133-02
分离工程是化学工程专业的一门重要专业课程,是研究化学工业和其他化学类型工业生产中混合物的分离与提纯的一门工程学科,是建立在高等数学、物理化学、化工原理、化工热力学等课程知识基础上的一门必修课程[1,2]。随着化工行业的迅速发展,分离工程在现代化学工业及相关工程领域中的应用越来越重要,高校的培养目标也由最初的单纯掌握教材知识转化为能够应用专业知识解决实际工程问题。这就要求教学目的要逐渐转化为应用与实践,摒弃“填鸭式”教学,引导学生主动掌握知识,培养学生的兴趣并自主发现解决问题。由于化工分离工程课程的实践性非常强,所涉及到的化学工程领域知识较多且杂,甚至有一些经验性的知识内容,新装置、新设备的不断涌现对高校教学提出了更高的要求,因此改传统专业课的教学模式、加强分离工程教学改革与实践、锻炼学生解决实际问题的能力显得尤为重要。围绕这一目标,本文探讨了在教学内容、教学方法改革、教学与实际结合等方面的一些尝试。
一、教材选择和内容安排
随着时代和技术的发展,化工分离工程课程的知识也在更新,学术内容越来越丰富多彩,因教学课时的限制,不能面面俱到的全部涉猎,因此教材的合理选择和教学内容的安排对提高本门课程的教学效果十分重要。近几年,化工分离工程的教材出版较多,重点内容如相平衡关系、多组分精馏、特殊精馏、多组分萃取、分离设备性能和效率、分离过程节能等传统知识基本都被涵盖在内,但一类侧重于工艺过程的学习,另一类借鉴国外教材,侧重于讲解理论知识[3]。新型分离技术由于发展较快,侧重点各有不同。综合考虑教材、学生基础以及实验室条件等因素,选择了陈洪钫、刘家w主编的卓越工程师教育培养计划系列教材《化工分离过程》第二版。该教材第一版1995年出版,在众多高校沿用20余年,2014年再版,该书对原有基础知识做了更优的安排,将陈旧技术进行了删除,修改增加了符合时展的新型分离技术;对教学内容也进行了新的安排,更容易让学生接受,课后主动去探讨问题的解决方法,提高教学效果。
针对这本教材,笔者在教学过程中对该课程的教学内容主要讲解以下章节:(1)传质分离过程的介绍。(2)单级平衡过程章节中介绍相平衡、物料衡算和传递速率的介绍。主要讲解相平衡关系、相平衡常数的计算、泡露点计算和绝热闪蒸。(3)多组分多级分离过程分析与简捷计算中介绍设计变量计算、多组分精馏、萃取精馏、反应精馏、间歇精馏的简捷计算。(4)多组分多级分离的严格计算章节中介绍平衡级理论模型、三对角矩阵法以及新型软件等知识,偏向实际问题的应用。(5)分离设备的性能和效率。(6)分离过程的节能。(7)新型分离技术和过程继承。针对以上7个主要章节进行讲解,按照课时要求精心设计教案,增加更多的实例讲解,深入浅出,在课堂上抓住学生的兴趣点和好奇心,逐步提高学生对概念的理解和对公式应用能力的把握。
二、教学方法改进
课堂教学是化工分离工程专业课程的重要环节,各种典型的单元分离操作知识在此课程的先修课程中都接触过,如蒸馏、吸收等操作,深入系统的讲解典型的分离单元操作,使学生在能力上提高是本课程教学的关键。这就要求任课教师能利用各种教学方法调动学生的积极性,激发学生扩展已有知识,对实际反应物系、多远组分物系中的复杂问题进行探讨学习,如对比理想物系与真实物系、二元组分精馏与多组分精馏之间的区别,理论板数与进料比如何变化等问题[4]。重点对多组分物系进行介绍,提高学生对实际问题的处理能力,对泡露点计算、闪蒸计算、设计变量的计算、MESH方程的建立与求解以及多组分多级分离的严格计算,都进行详细的讲解,同时让学生根据自己的需求查阅相关文献资料,建立课堂讨论组,重点讨论通过学习后,在文献中仍然不理解的问题,提高学生的学习兴趣与动力,促进专业技能的培养。另外,结合工厂的实习,加强学生对化工分离工程理论的感性认识。本门课程学习前,学生已经进入工厂进行了认识实习,对实际生产过程有了一定的了解。通过实习,学生也增强了学习比较抽象的课堂知识的热情。任课教师通过针对典型的分离工艺制订详细的实习方案,让学生带有目的的去学习,既能开阔视野,又能增长知识。对实际生产过程中所遇到的一些典型问题,有针对性的了解学习,互相讨论研究解决方案。如有学生在学习了分离原理后对工厂塔原料反应有了浓厚兴趣,并结合软件进行一些数据的模拟,找出自己所学理论知识与实际应用中所需知识的差距;对现有工艺提出一些改造建议,极大地锻炼了学生处理实际问题的能力,也为后续的化工专业实验、毕业环节、工作等打好了基础。
三、教学与研究相结合
在教学过程中,教师结合自己的科研工作,把结合教材知识的实际应用内容传授给学生,对学生提高能力,甚至是考研都有一定的引导作用。对学生来说,最有吸引力的课程是教材中超临界萃取、膜分离等新兴分离技术,教师在实验室进行演示实验(合成气转化费托反应合成长链烷烃及烯烃),由于实验为气体转化为清洁燃料课题,气体产汽油让学生产生了好奇,便于引导学生课后查阅文献,提高专业知识。在分离检测方面给学生提供充足的支持,各种气相、液相产品经过分离后进行色谱检测,通过演示实验以及学生自己动手实践,以便对分离技术有更深的了解,并能扩展视野,从理论可行、经济可行等角度考虑实际问题,达到提高专业水平的目的。
四、考核方式的完善
对化工分离工程课程的考核,一般采用考试成绩与平时成绩相结合的方法,但平时成绩常常是由出勤、课堂作业成绩以及课堂表现组成,忽视了学生在课外时间对知识的学习。针对这一问题,将学生进行分组,要求学生将课后从技术原理、特点、研究进展、技术展望等方面查阅文献,以小组为单位形成报告,并在平时成绩中提高报告分数的比例。
这种考核方式有利于学生积极主动地进行化工分离工程课程的学习,也锻炼了查阅文献、总结知识的能力,引导学生自主分析,了解科技发展现状,为以后进行科研工作或考研打下基础,提高综合素质。
五、结语
对化工分离工程课程进行教学改革,使本课程更好的适应当代本科生工程教育的特点和学科发展趋势。通过实施以上教学方式,强化学生对理论知识的理解和应用能力,激发兴趣,提高素质以应对实际工程问题。化工分离工程是一个不断发展的应用学科,在未来的教学工作中我们还将继续加深对分离工程的研究,及时发现并完善教学上能够改进的地方,培养满足社会要求的化工人才。
参考文献:
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[4]曹平,李军,全学军.化工分离工程教学改革探索[J].广东化工,2012,39(11):199.
Reform and Exploration of Undergraduate Teaching in Chemical Separation Engineering
LV Peng1,2,XING Chuang1,2,GAI Xi-kun1,2,YANG Rui-qin1,2
(1.School of Biological and Chemical Engineering,Zhejiang University of Science and Technology,Hangzhou,Zhejiang 310023,China;
2.Zhejiang Province Key Laboratory of Agricultural Products Chemical and Biological Processing Technology,Hangzhou,Zhejiang 310023,China)