时间:2022-06-17 23:30:35
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化工技术,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
中图分类号:TQ54 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2017)07-0209-01
一、前言
煤炭资源曾经是世界上储量最多化石资源,但是随着人们不断的开发利用,煤炭资源的储备量越来越少。一直以来我国都倡导保护环境,减少污染,但是在使用煤炭的过程中仍会产生大量的污染物质,例如雾霾、煤化企业所排放出来的废水等。在这一背景下,遵守国家环保要求,通过对能源结构进行改变,不断发展煤化工技术以及开发新型煤化工技术,就变得尤为重要。
二、煤化工技术的发展
1.煤气化
煤炭在高温下与相关的化学试剂进行反应,通过反应将固态的煤炭转化为各种气体的混合物,碳氢化合物、水以及二氧化碳等气化剂都可以与煤炭进行气化反应。在煤炭气化反应之后产生的气态产物,例如水和二氧化碳等,还可以热炭产生化学反应。在煤气化的反应过程当中采用不同的气化方法,或者改变反应条件等,都会使煤气化产生的气体成分发生改变。不同的煤气炉有不同的特点,可以按照这些特点将煤气炉分为五个层次,分别是氢化带、还原带、干馏带、干燥带和灰层。煤炭在干馏带和干燥带当中通过回到高温加热,通过将煤炭中的水分蒸发掉,得到氧化反应后的产物。将氧化反应后的a物经过气化得到粗煤气,再通过净化加工等工序就可以得到各种化学品。
2.煤焦化
煤焦化也叫做煤干馏。通过将煤炭与空气隔离后进行加热,将煤进行分解,这个过程就叫做煤焦化。在煤化工技术中具有一次、二次化学加工以及深度的化学加工过程,通过这些过程可以生产出气化产品、液化产品、焦化产品等化工产品。这些化工产品往往与我们的生活关系密切,在日常的生产生活当中使用范围广泛,是我们日常生活当中必不可缺的。
3.煤液化
将煤炭中的有机物分解成流质产物,这个过程叫做煤液化。当前我国的煤液化技术中分为直接液化和间接液化两种,发展前景一片光明。通过提高相关的技术水平和生产工艺,使煤化工技术得到了长足的进步。
在1913年由德国科学家发明出了直接液化技术。这项技术是将煤炭与气态氢在高温的条件下进行反应,煤炭通过反应可以提高自身含氢量,最终可以生产出液体。在1927年,科学家通过将硫化坞和硫化铜作为反应的催化剂,将反应过程分为了两个阶段,分别是互相加氢和气相加氢。通过这一改进,煤的直接液化技术得到了快速发展,各地开始不断建造大型的煤直接液化厂。
科学家于1923年发明出了煤的间接液化法。用煤炭作为原料,通过气化反应生成氢气和二氧化碳,并将这些气体作为原料,在催化剂的作用下进行合成,最终生产出液化的烃类。
随着煤炭资源的不断利用,世界上已经开始了能源危机。为了改善这一情况,各国的科学家都开始大力发展煤的直接液化技术。目前最常见的技术有:EDS、SRC、H-Coal[1].
(1)EDS:EDS法也叫做供氢溶剂法,这种方法最早是在1966年由美国的一家工程公司提出的。这种方法在反应当中不加入催化剂,以防止煤炭中的一些物质对催化剂产生毒害作用,使一些高性能的催化剂的使用寿命得到了延长。其与SRC法的区别在于通过对循环溶剂单独进行催化加氢,可以有效的提高溶剂的供氧能力,通过提高液化油率得到产品轻质油和中质油。
(2)SRC:SRC法又叫做溶剂精制煤工艺。这种方法是在1962年由美国的煤炭研究局开发的。起初是为了将美国本土的高硫煤进行清洁利用而开发的一种煤液化转化技术,在反应当中不加入催化剂,同时反应条件也比较温和。通过利用每一次生的黄铁矿将煤转化为SRC-1,后来经过改进,加入了减压蒸馏法得到SRC-2。
(3)H-Coal:H-Coal技术是由美国的HRI公司在氢油法的基础上进行改进,开发出了与供氢溶剂法和溶剂精制煤工艺都不同的氢煤法。其反应环境在沸腾床反应器中,反应中加入高活性的催化剂,可以大大提高液化转化率,并且可以有效提高生产出粗油的品质。
三、新型煤化工技术
1.利用煤炭提炼出各种化工产品
当前生产甲醇的主要原料是天然气,但是我国的天然气储备量和化石储备量远远低于煤炭储备量,所以现在一般都是利用煤炭来进行生产甲醇。甲醇作为一种重要的化工原料,在我们的日常生活中也是必不可少的。通过对甲醇进行羟基化,可以提取出醋酸草酸和甲酸等酸类,这些都是重要的化工产品[2]。
2.新型煤气化技术
我国当前大多是通过使用德士古、鲁奇以及壳牌等煤气炉对煤进行气化。这种技术通过在化学反应当中加入多种催化剂,生产出的混合物中包含了约40%的甲醇和约60%的异丁醇,将生产出的异丁醇通过脱水反应生产出异丁烯。制作高辛烷的添加剂也是通过这种技术,利用天然气或者煤炭作为原料制得的。
3.利用煤合成各类烃化物
通过我国科学家的多年不断研究,在当今中国的相关技术已经得到了快速的发展,在世界上已经处于领先地位。但是这项技术还存在一些不足,虽然可以百分之百实现将甲醇裂解得到烯烃,但是其选择性还不能实现完全可选择,只能达到85%到90%。因为这些不足,所以通过这个方法制得的产品的纯度和产量也受到了一定的影响。所以科学家们还应当加大对这项技术的投入,不断寻找改进这项技术的方法[3]。
四、结束语
随着经济发展的需要,我国国民在日常的生产和生活当中需要消耗大量的能源物质。煤炭资源作为我们当今生活中使用最多的化石能源,随着我们多年来的不断使用储存量也不断减少。所以不断对煤化工技术进行发展和改进,并且积极开发新型煤化工技术,使煤炭资源更高效的使用,并且符合国家保护环境的要求。想要做到这一点,就需要相关工作人员不断努力,使我国的煤化工技术得到更好的发展。
参考文献
[1]杜铭华, 徐振刚, 郭治. 新型煤化工发展战略探讨[J]. 中国能源, 2015, 25(6):24-29.
英文名称:Technology & Development of Chemical Industry
主管单位:广西区经济委员会
主办单位:广西化工研究院
出版周期:月刊
出版地址:广西壮族自治区南宁市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1671-9905
国内刊号:45-1306/TQ
邮发代号:48-122
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1972
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
核心期刊:
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
[关键词]石油;化工技术;膜分离技术;研究
中图分类号:TQ028.8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0204-01
引言:膜分离的研发是在上个世纪初期的时候,在上个世纪六十年代的时候膜分离技术开始进行广泛应用,并且迅速崛起。其主要原理就是利用膜具有选择性分离功能的特性,对物质进行分离,而且膜分离技术能够应用于很多行业的生产中,而且通过这种技术还能够提高生产效率,提高分离质量,节约能源,环保。在石油化工技术中应用膜分离技术能够提高石油分离的效率,而且还能够节约在石油分离过程中使用的资源、能源,为石油化工企业带来了更好的社会效益和经济效益,进而使我国的石油产业能够持续发展。
一、膜分离技术概述
膜分离技术发展的基础阶段是上世纪5O年代,该时期主要是对膜分离技术基础理论进行研究。到了上世纪60年代至7O年代,膜分离技术已经在工业化生产中得到了广泛的发展与应用。80年代为拓展深化时期,逐步提高了工业化的膜分离技术的应用水平,拓宽了应用范围,加大了对尚未实现的工业化膜分离技术的开发力度,开拓出了更多现代化新型的膜分离技术。
膜分离技术主要有以下几个优点:
1.膜分离技术发生过程一般不需要从外界加入其他物质,达到了节约能源和保护环境的目的,同时多数膜分离过程没有相变发生,其消耗的能源较低。
2.膜分离技术实现了分离与浓缩、分离与反应,大大提高了反应的效率。
3.在温和条件下,膜分离技术比较适用于热敏性物质的分离、分级、浓缩与富集。
4.膜分离技术应用比较广泛,不仅适用于病毒、细菌以及微粒等有机物或者无机物的分离,还能应用于许多特殊溶液体系的分离,比如沸物的分离。
5.膜分离技术中的膜组件十分简单,能实现连续操作,比较容易与其他分离过程和反应过程耦合,能实现自控、维修以及扩大的目的;另外膜具有高度的灵活调节性能。
现如今发展的膜分离技术也存在一定的不足,比如在膜分离过程中会出现浓差极化和污染等问题,大大缩短了膜的使用寿命。通过常规方法不能体现分离的经济性和合理性时,膜分离过程会显示其特有的优势,通过与常规分离过程相耦合为一个单元来运用,能大大提高反应的效率。
二、膜分离技术在石油化工技术中的应用
(一)膜法水处理
在天然气勘探、开采、运输、加工以及石油化工生产加工等过程中,往往需要大量不同等级的水,也需要处理不同种类的废水。因此将膜分离技术应用至此,实现成本低、水质稳定、工艺流程标准的各种用水需求。
1.海水的淡化
由于我困石油资源多数处于沙漠和深海区域,在开采过程中人员和设备用水一直是比较重要的问题,传统的勘探和开采成本高,生产生活条件恶劣等,十分不利于石油的生产。因此将膜分离技术应用于此,反渗透装置流程简单、装置集成度高、比较容易运输和使用等,将其安装在海上平台,提高了海水淡化的效率,有效的缓解了上述问题。
2.油田回注过程用水处理
我国有很多油田都会使用二次采油或次采油工艺,经过脱水处理后的原油一般情况下都会出现非常多的废水。为了确保石油开采井附近的地质保持稳定,以及能够继续进行生产,就必须用高压水泵将水向地下层进行回注,等到回注完成后,在对其进行再次使用,进而提升了对水的利用,这样一来就能够在一定程度上提高石油企业的经济利益,所以说,膜分离技术在石油化工技术中的应用前景是非常好的。
(二)膜法处理有机废气
有机废气是石油化工中最常见的污染物。废气中的有机物为挥发性有机物(VOCs),多数具有毒性,对人类健康和环境均有危害。部分有机物已被列为致癌物,如苯、多环芳烃、氯乙烯、乙腈等。由于VOCs的危害,西方发达国家均颁布法令对VOCs排放进行控制。我国的“大气污染防治法”也要求对工业产生的可燃气体进行回收利用。传统的回收技术有冷凝法和炭吸附,冷凝法是最简单的方法,炭吸附法是目前使用最广的方法。有机气体膜分离是一种高效的新型分离技术,其流程简单、回收率高、能耗低,无二次污染,是一种非常有前途的技术。利用膜分离技术还可以防止冷凝法遇到的问题,如:冷凝低浓度和低沸点VOCs时而导致的低回收率;冷凝器需定期去霜;保持低冷凝温度的高额费用等问题。
(三)膜法脱除天然气中的水蒸气
目前用于脱除天然气中水的分离方法以甘醇法吸收为主,20世纪80年代大庆天然气公司从意大利CTIP公司引进8套天然气脱水装置都采用三甘醇吸收法。在深冷、浅冷等装置中也都采用注入乙二醇的方法来防止天然气中水在冷冻过程中凝结冻堵管线。虽然甘醇脱水法具有高自动化,操作方便、脱水效果好等优点,但此法在运行中也暴露出一些问题,如甘醇耗量大,增加了天然气加工的成本。膜分离技术的应用引起了天然气脱水工艺的巨大变化,大大降低了成本,据报道,在美国路易斯安那州一个较大的气体工厂中,安装了一套膜处理系统来代替现行的胺处理和乙二醇脱水装置,该系统不需要旋转设备,操作亦无人看管。为开发这一经济效益显著的新兴技术,天然气研究所与国内有关单位合作,于1990年开发展了该项目的研究工作,并在引进的100甘醇脱水工厂进行了现场试验。实验结果表明,天然气经膜分离处理后,露点降较大,最多可达17℃。
(四)膜法脱除天然气中的酸性气体
由于开采的天然气中含有二氧化碳、硫化氢等酸性气体,这些气体的存在不仅会影响商品的质量,还会形成酸液加快装置设备的腐蚀,导致设备、管线投入成本十分巨大,大大增加了生产成本,因此脱除天然气中的酸性气体十分有必要。膜分离技术应用于酸眭气体的处理,因其方便灵活、适应性强、处理成本低等优势,取得了不错的应用效果。另外膜系统具备结构简单、操作方便、重量轻、占地少、对环境影响小等优点。
结语:通过上文中的叙述,我们能够了解到,在石油化工技术中应用膜分离技术能够提高石油的分离效率,提高分离精度,节约资源能源,还能够对环境进行保护,因此,我们应该对膜分离技术进行大力推广,并将其应用在各行各业的生产中,提高人们的生活质量,促进社会经济的发展进步,使石油化工产业能够长期发展,符合我国的科学发展观和可持续发展理念。膜分离技术的优点非常多,使用设备占地小、分离过程稳定性好、相关人员操作简单、对环境有着保护作用等等,因此,膜分离技术在化工生产中可以大力的进行使用和推广,为我国的社会建设和经济发展带来强劲的动力。
参考文献
[1] 王庚平,吕建国.膜分离技术在石油化工废水深度处理中的应用[J].甘肃科技,2013,02:184-187.
[2] 张大伟,赵杉林,祝馨怡,田松柏,刘泽龙.蒸发光散射检测技术在石油化工领域中的应用[J].化学分析计量,2012,01:176-178.
[3] 李继香.膜分离技术在生物化工领域的应用[J].上海化工,2012,03:223-224.
关键词:化工设备安装施工 特点 问题
Abstract: to strengthen the construction of the chemical equipment installation and technical management. This paper introduces the present chemical equipment installation construction process of the main technical problems facing, combined with all kinds of problems more objective research and analysis, and a brief analysis of the construction management of the note.
Keywords: chemical equipment installation construction characteristic problem
中图分类号: TQ053 文献标识码:A 文章编号: 由于化工设备是一种比较特殊的设备,而且必须具有足够高的安装技术才能对其进行安装,这在很大程度上加大了化工设备安装的施工难度,在化工项目建设的过程当中,如果没能够合理的对设备的安装调试以及设备的试车验收过程进行管理,并且没能够在第一时间发现存在的问题并对问题进行解决,无疑将会对工程建设的进度构成影响;更为严重的是,如果因为质量原因使得有些设备安装完毕后没办法进行投运,就会给整个化工企业带来难以估计的损失。
1化工设备的安装特点
1.1较大的风险
化工设备采购合同具有资金巨大,加工耗时的特点,投资方的设备技术人员如果不在施工准备的前期严把设备质量关,加强设备材料验收、制造厂家调试验收、到厂设备验收(包括文字性材料如资质文件、质量证明、配件清单,设备实体及辅机配件按照合同约定验收等),往往会在试车的过程中遇到更难解决的问题。同时,如果运输的过程中发现存在的问题并返厂修理也存在很大的困难,由于设备加工各阶段都有既定的加工周期和加工工艺,退换货将在很大程度上影响了整个建设项目的进度。因此施工人员必须在设备加工和调试的各环节阶段性的分步骤严把验收关,保证到厂设备的质量,保证不因设备问题影响设备安装施工。1.2较高的技术含量
不同产品具有不同种类的的生产设备,这些设备又具有各自不同的构造,市场上的耐高温高压以及耐腐蚀设备也是琳琅满目,这些设备在制造的过程中均具有非常高的技术含量。而由于化工设备往往具有结构复杂及具有较高的自动化程度等特点,使得安装调试以及操作程序变得非常复杂,只有顺利的完成安装的情况下,才能使得建设项目按期进行投运并且使得其能够安全运行。而设备在制作的过程中经常会出现不可预知的问题,如设备上的开孔尺寸没能达到标准要求、设备各部件没能够正确的进行定位、没使用规定的材料等问题,如果我们等设备到了施工现场或者等到设备就位后再发现上述可能存在的问题,而没有提前有效的控制住这些关键点,这个时候处理起来将会非常的困难。
1.3较多的工种交叉
化工项目涉及到土木建设、管道安装、仪表设置、设备及电器等多种专业,在对每一套化工生产设备系统进行安装的过程中,都不可避免的使用土木建设、管道安装、仪表设置、设备及电器等专业知识进行辅助,同时还涉及到设计与制造、施工与监理、建设等不同的单位的共同参与,因此,化工项目是一项综合性的工程。
2、制定整体施工方案
以本工程的实际状况及其它不同专业工种有较多交叉配合等特点为基础,对排水、智能建筑、电气、通风设备安装施工制定了下列的方案:①准备阶段:带领和施工相关的人员对图纸进行细致的读阅然后进行图纸自会审、安全以及技术交底,对不同部门主要工序的施工策略以及工程在质量上具有的通病进行深刻的学习。②基础结构预埋阶段:和土木建设同一时间进行施工并进行相互之间的作业,保证工程按期进行。③装修墙体阶段:根据土木建设总体进度计划的要求,采用分段赶超,流水作业,交叉协调施工的方法,使得结构的被动配合转化成装修的主动配合,对工艺的搭接进行科学合理的安排。④根据土木建设施工网络图的要求,对施工网络图进行绘制并安装该图对设备进行安装。⑤对于具有决定性的项目要进行重点的施工,并对其施工质量进行跟踪管理。
3 化工设备施工管理
3.1 组织建设管理
一方面,化工项目涉及到土木建设、管道安装、仪表设置、设备及电器等多种专业,要求各方参与施工人员有较高的专业技能和专业素质,能在施工的过程中及时发现问题,并有能力及时解决;另一方面,项目实施过程涉及到设计与制造、施工与监理、建设等不同的单位的共同参与,在项目实施过程中容易出现不同部门指令矛盾影响组织系统运行的情况,要求管理人员能够根据项目特点,选择如“矩阵组织结构、线性组织结构、职能组织结构”等合适的组织结构,保证施工组织的顺畅运行。
3.2 质量控制与管理
在企业或组织的最高管理者质量方针的指引下,实行全面、全过程和全员参与的全面质量管理(TQC),编制切实可靠的工程项目施工质量计划,做好对劳动主体(工程各类参与人员的生产技能、文化素养、生理心理素质及经过合理组织的群体素质)、劳动对象(原材料、半成品及设备)、施工工艺、施工设备、施工环境的控制;
在施工作业质量目标控制方面应坚持:预防为主、重点控制(控制质量控制点)、坚持标准、记录完整;质量的控制点是指为了确保实际安装作业过程中化工设备质量而确定的重点控制对象,在施工的关键部位和薄弱的环节设置和实施质量控制点,可以有效的保证安装的化工设备质量。具体来说就是施工作业中在一定的期间内、一定的条件下对需要重点控制的质量特性、关键部位、薄弱环节,以及主导因素等采取特殊的管理措施和方法,实行强化管理,使工序处于良好控制状态,保证达到规定的质量要求。例如在拱顶油罐焊接组装过程中,底板焊缝的质量对整个油罐的施工质量有决定性的影响,如果在焊接壁板后才发现底板焊接不合格,将给工程造成极大的损失。因此保证焊接壁板前底板的焊接质量就成为重中之重,故而在罐底加工完成后及时检验罐底各检验项目就成为一个质量控制点。
同时在整个安装过程中必须注意,隐蔽工程必须进行验收合格后方可进入下一道工序,同时安装过程中要注意自检、交检,专检同步进行,做到严谨有序,在安装过程中还要注意使用的材料,备件有合格证明及检测合格报告等。
3.3 实施岗位责任制
前面讲到,一个化工设备的安装过程需要多人的共同协调,共同合作。每个人在设备安装过程中,都应该明确自己的工作内容和工作责任。每个人都应该竭尽所能保证自己工作部分的合格,因此在每次施工前,都必须对每位工人进行岗位分工,落实到具体的操作内容,周密安排。实施岗位责任制,树立起施工人员高度的责任感,自己施工,自己负责,一旦出现问题,责任到人,这有利于每个人充分发挥能动性。同时在施工中,大家要相互协助,如此才能保证工程顺利完工。
3.4 加强验收管理
化工设备安装项目的验收工作主要分三个阶段:竣工验收准备阶段、初步验收、正式验收,需分步做好检验批质量验收、分项工程验收、分部工程质量验收等工作。注意化工设备安装完后,检查附属装置安装情况,保证连接良好,附属装置安置合理。在水、电、准备完毕后,进行系统检测。在检测中需要严格按照试车和生产顺序进行,一般遵循先无负荷到负荷,由单机到机组,先主动系统后从动系统,先低速逐级升至高速,先手控、后遥控运转,最后进行自控的原则。当初步验收检查结果符合竣工验收要求时,建设方组织进行正式验收并及时提出工程竣工验收报告。
4 结语
化工设备对于安全性的要求比较高,而化工设备的安全性的高低,在很大的程度上取决于化工设备在实际安装过程中的安装质量。所有参与化工设备安装建设工程的单位以及其工作人员,都必须充分认识到设备安装建设质量的重要性。作为管理人员必须做到带头落实规范,履行管理职责,只有合理的管理才能充分调动工作人员的积极性,同时促进劳动力的有效分配。
总之,加强对化工设备安装的施工管理,是化工设备安装自身技术特点的要求。管理的效果直接关系到整个工程的成败。施工单位需要从施工的实情出发,培养工人素质、落实责任制、关注质量控制点,同时做好工程的验收工作。只有从施工管理的各个方面统筹考虑,才能保证工程的顺利进行。
参考文献:
[1]田金信,等,建设工程质量控制,北京:中国建筑工业出版社,2007年7月。
[2]赵宏飞,简述化工设备的安装管理,化学工程与装备,2009年11月第11期。
关键词:煤化工技术;能源;节能降耗;新型
引言
煤在历史上相当长时间内都是一种重要的能源化工资源,随着科学技术的进步,逐渐发展出一套完整的以汽化、液化和干馏的物理或电石乙炔化的化学加工为技术手段的成熟煤化工产业链条,特别是弱化煤的能源属性之后,更加强调把煤作为一种化工原料,通过与材料科学、工程科学的交叉融合逐渐形成了众多新型煤化工技术。
1传统与新型煤化工技术发展现状
我国资源现状是贫油少气、煤炭资源丰富,煤炭消费占比超70%,其中绝大多数用于发电和燃料用途,化工利用率不到10%。同时另一种能源,石油依赖进口占用整个石油消费的比值达45%以上并呈上升趋势。这种颠倒趋势会威胁我国能源安全[1]。因此,从战略意义上考虑,在我国丰富的煤炭资源基础上,应以深度、清洁和高效的洁净能源和化学品作为目标产品,研发高新技术和进行产业整顿,走新型工业化道路。1)煤焦化技术煤焦化又称煤炭高温干馏,在隔绝空气条件下,将煤加热到950℃再干馏生产出焦炭,用于冶金或产出其他化学产品[2]。据统计,我国炼焦煤资源总量占世界炼焦煤总量11.33%,可采储量占15.78%。尽管有可观的采用资源,但因产业难以集中,单产量小,同时整个环境又产能过剩。针对这些问题,从2004年之后我国出台政策法规调整产业,遏制无竞争力厂家发展数量,推广新型工艺技术和倡导使用高端装备,全面突破了煤焦炭技术的深加工和综合利用率,同时起到节能降耗作用。考虑到政策走向和成本预算,建设焦炉大型化装备才是上上之策,与煤焦化密切相关技术都需重点利用以及进行深加工处理,尤其需要研发新型焦化技术,采取有目标有侧重的扶持相关熄焦、半焦及后续综合利用技术和废水处理技术。从而实现扩张现代化煤焦化生产工艺的目标,获得煤炭资源焦化利用率的最大化和集成化格局[3]。2)煤气化技术煤化工技术各式各样,所需条件各不相同,其使用价值也有主次之分,煤气化技术是主干技术之一。其需在高温高压条件下通过氧气、二氧化碳等气化剂,把煤转化为气体,得到粗制水煤气后,经过净化和加工得到所需精致气体。气化技术可以说千差万别,需高熔手段的有熔浴床气化,需施压的有鲁奇加压气化,需独特气流处理的有Texaco气流床气化和K-T气流床气化等,不同方法的区分主要在于气化炉内煤料与气化剂的接触方式。目前,我国主要采用水煤浆加压气化法、粉煤气化法和灰熔聚气化法等。在我国最为成熟的气化技术当中,无论其设备、施工、生产等方面经验都颇为丰富的要数水煤浆加压气化法,但是除国产设备其它关键设备仍需进口供应[4]。由于所需气体产品不同需采用不同气化技术,因此选择合适的气化设备尤为重要。如现行的煤粉气化技术主要来自国外的壳牌公司煤粉气化炉设备,国内较好的研发设备主要有二段煤粉气化炉、HT-L炉,它们都是用于新近开发的干粉煤气化技术。在我国,相应厂家的发展目标更多指向低投资、集约型、大型化的规模化道路,扩大煤种适应性,节约能源降低能耗,最终实现高产能的发展目标,因此煤气化技术的选取各不相同,集中于水煤浆气化技术、固定床加压气化技术、粉煤气化和灰熔聚气化技术。3)煤液化技术煤液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为烃类燃料、醇类燃料、化工原料和产品的净煤技术。最早开发煤液化技术并使用直接液化技术的是德国,不过煤直接液化技术需要特殊煤种,极度标准和高难度的反应条件,对于低成本、规模化、大型化的生产要求难以实现。目前,我国在煤直接液化技术方面已经卓有成效,于2008年投入使用百万t级煤炭直接液化工程,并成功产出所需合格产品。这是世界上首次成功使用百万t级煤炭直接液化关键技术,成为我国引以为豪的煤化工技术之一。煤液化除了直接液化,还有一种是间接液化技术,这项技术在全国范围内仍处于试验调试阶段,但已经实现5000t级低温实验装置配备,不久之后,万t级高温实验装置将建成投入使用。尽管成绩傲人,但无论是直接液化技术还是间接液化技术都有一个最大的缺点,就是需要耗费大量原水,这就导致了原水加工使用过程中产生的高能耗问题。因此,低水耗、低能耗是今后需要攻克的难关,同时仍需保持自主研发的态势毫不放松,完善上述已有的直接和间接液化的装备技术,大幅度提高我国煤炭液化产量。4)合成氨技术合成氨的原料选择范围相对于其他化学合成产品更为宽广,不仅仅限于煤和煤炭,还有气体原料天然气、焦炉气,液体原料石脑油和重质油。其原理是应用上述原料,加温加压到特定程度,通过催化剂的将氮和氢混合压缩最后合成氨,如图1所示。解放前,我国合成氨厂仅普通规模2家,建国后合成氨工业迅速发展,从最初0.62万t产量上升到八十年代的1020.96万t,中国也由此上升为世界上高产国家之一。氨作为无机化工产品占据着国民经济的重要地位,其80%产量用于农业施工,其余用作化工产品原料。氨作为农业施工原料主要用于制造尿素、硝酸铵、磷酸铵等氮肥和复合肥料。氨在工农产业上占据世界产量一半以上的用量,因此继续提高合成氨产量尤为重要,特别是将煤作为原料生产合成氨大有可为,淘汰低产能工矿企业,建立大型集成煤气化合成氨技术生产基地。5)煤化工联产技术煤化工联产技术是煤化工技术的的系统工程,其操作方式更为复杂。需要集成上述多种煤气化技术,整合优势,互补所缺,因此是煤化工技术转变新型发展道路的主要方向。煤化工联产技术要求综合利用各项资源和能源,不断优化工艺。这种方式可大大降低建设、生产成本,并在环保作用上具有重要意义。最为普遍的方式如F-T合成与甲醇合成技术联产等。由此可见,我国更应加快生产单位试验步骤,尽早成立专门机构,统筹规划,动员各方面力量,开发新型单联产或多联产煤化工技术,阶梯式的利用煤炭资源,从而创造更高价值,实现经济效益最大化、环境更友好的目标。6)其他新型煤化工技术还包括了二甲醚合成、甲醇合成及甲醇制烯烃技术等,这些都是生产工艺再度优化的技术成果,有效拉长整个工业链,能够将煤炭资源利用更完备,获取更多更符合市场使用需求的目标产品。
2结语
综上所述,随着传统煤化工技术的长效开发工作不断推进,新型煤化工技术开发的必要性也日益凸显,这样才能打造多元化化工原料格局,使得工业供给源源不断。在不久的将来大型煤化工技术产业基地的建成能起到卓越的示范作用,为国民经济增长再次助力。
参考文献:
[1]何绪文,王春荣.新型煤化工废水零排放技术问题与解决思路[J].煤炭科学技术,2015,43(1):120-124.
[2]陈乐,李立,马越.新型煤化工产业技术及经济性分析[J].现代化工,2015,35(1):6-10.
[3]郭宁.新型煤化工废水零排放技术问题与解决思路[J].工程技术:引文版,2016,43(1):00254.
本文作者:刘永邓蜀平钱新荣蒋云峰宋惠森工作单位:中国科学院山西煤炭化学研究所信息战略与工程咨询中心
1(略)
2(略)
煤化工技术经济数据库既可为科技工作者提供有关技术研发方面的信息,也可为能源决策部门提供必要决策依据,是进行煤化工项目前期的战略规划、可行性研究、决策分析不可缺少的工具。数据库还能为广泛采用的系统分析方法、线性规划、投入产出模型、动态分析等提供充分的条件,把从事这方面工作的研究人员分散和重复的劳动,转化为数据库的一次性信息收集,达到信息共享[2]。这样,既节省了人力物力,又提高了信息和数据的准确性和科学性,更有利于交流和利用[2]。
3构建煤化工技术经济数据库的内容
为了便于检索、使用、管理、维护以及后期的开发扩展,参照当前国家煤炭化学领域与行业分类标准,数据库将煤化工技术分成10个专项技术数据集合,基础框架见图1。算公式和方法;也注意对煤化工项目的工程概算、工艺流程以及运营期间的各反应设备的运行与操作参数等相关技术经济数据进行整理与储存;还及时跟踪国内外煤化工技术研究进展、相关政策、法规与标准。入库资料均需经过符合性、可靠性检验,注明出处、链接和参考文献,使得入库资料准确、科学、有依据;当使用者希望对有关问题深入了解时,可方便地查阅相关文献资料。数据库内容来源广泛(见图2)。入库数据来源国内外有关煤化工技术的专业网站专业文献数据库维普中文科技期刊数据库中国学术期刊全文数据库中国博硕士学位论文全文数据库国内外标准文献库协作企业提供的技术、经济资料专业化工报刊、杂志数据库建设单位自有资源年鉴、行业统计年报国家统计机构的信息、年报
4煤化工技术经济数据库的功能及实现平台
4.1基本功能为满足用户与管理者对数据库系统使用、管理的要求,煤化工数据库需具备以下基本功能。a)实现煤化工项目工程概况、工艺流程、物料消耗、污染物治理、技术经济指标、国家标准等多方面数据的输入、修改、增删等操作功能;b)实现以煤化工建设项目名称、性质、生产规模、建设地点、工艺流程、建设时间等为查询条件,进行工程信息单条件或多条件的组合查询;c)实现以煤化工技术名称、工艺条件、原料、产品方案等为查询条件,进行工艺信息单条件或多条件的组合查询;d)在完成数据输入或查询出所需的记录后,实现打印与下载功能;对查询出的数据作一定的统计处理,绘制统计结果图;通过查询结果直接链接显示工程物料、能量的平衡图、工艺流程图、污染物治理工艺流程图等相关图件;e)拥有完备的安全防护功能,保证系统正常运行,降低恶意攻击、恶意修改或盗取资料的可能性;f)拥有强大有效的备份恢复功能,在系统受到恶意攻击、感染病毒或发生重大、不可逆转的错误时,通过及时导入备份文件,重新构建系统,有效保证数据库数据的安全与正常调用。4.2软件平台的选择和功能煤化工技术经济数据库系统可用多种数据库语言编制,要有多种访问方法,如,ODBC,RDO,DAO,ADO等[3]。数据库建设单位目前的资金、人员、时间不充裕,数据资源量不丰富,且仅限于单位内部共享的条件下,可使用CrossdayDiscuzBoard论坛软件系统(以下简称Discuz)来搭建系统。Discuz是一套通用的社区论坛软件系统,用户不需要任何编程的基础上,通过简单的设置和安装,在单位内部局域网上搭建具备完善功能、强负载能力和高度定制的信息与交互服务系统[4]。煤化工技术经济数据库使用Discuz软件系统构建,不仅可以降低数据库建设的资金投入和建设周期,还可充分利用Discuz本身强大的功能,达到事半功倍的效果。中国科学院煤炭化工研究所信息战略与工程咨询中心利用Discuz软件系统构建了煤化工技术经济数据库(见图3)。实践证明,该系统充分满足数据库系统对软件平台的要求,可方便地进行数据的录入、修改、删除、查询和备份。图3中国科学院煤炭化工研究所开发的煤化工技术经济数据库首页4.3数据库功能的实现4.3.1数据的访问数据库管理者通过数据库系统的访问控制功能,实现对数据资源使用的控制,利用注册用户名、IP地址、权限等技术手段,保障数据资源的安全访问[5-6]。4.3.2数据的录入修改与删除数据资源使用发表新话题的方法录入。当资源中有PDF或其他格式文件时,可利用系统的附件功能,将其上传至数据库链接显示。使用者有多种选择,可自行设定文件格式和大小。系统设有数据编辑选项,不同等级的管理者根据其权限,可对相应等级的数据资源进行修改与删除操作。4.3.3数据的查询与下载数据库系统提供了2种查询方式。根据实际需要可选用标题、关键字与全文查询。使用者利用系统的搜索引擎,输入检索条件或组合,即可完成数据的查询操作。不同等级的使用者可下载相应等级的数据资源,同时,系统自动对其操作进行实时统计。4.3.4数据备份数据库中数据安全性由系统的备份与恢复功能保障。数据库系统备份文件还可及时导出,利于系统的进一步维护和转换。
5结语
利用Discuz软件系统初步构建供内部使用的煤化工技术经济数据库的实践证明,该数据库系统可满足本单位的工作需求,基本实现了数据的录入、修改、查询等功能,具有较高的可操作性。
关键词:化工技术类竞赛;高职教育;人才培养
高职院校各类技能竞赛蓬勃发展,自教育部2002年首次举办全国性的职业院校技能大赛以来,职业技能竞赛良好地推动了高职人才培养改革的发展。化工技术类专业竞赛作为竞赛的主要工种比赛,主要参照了化工行业企业岗位需求,将竞赛内容设置与工种职业资格要求相结合,竞赛评分标准设计科学、可操作性强,符合化工行业高技能、新技术、发展型人才的要求。面向国内高职院校的化工技术类竞赛以教育部主办的全国职业院校技能大赛普惠性较高、影响力较大,为全国的化工类专业中、高职院校提供了交流学习和同台竞技的平台,成为师生交流和企业参与人才培养的窗口。
1专业竞赛对高职人才培养的影响
经过多年的发展,在技能竞赛的导向下高职人才培养质量更加注重岗位技能训练,强调理论知识对岗位综合能力形成的基础作用,规范学生技能的考核方式,培养学生的职业素养、促进人才培养改革等方面起到了较好的促进性。
1.1竞赛影响人才规格的标准
高职培养化工专业人才规格的标准按照化工技术类企业的职业工种和工作岗位相结合,即对应于国家职业分类大典所列的职业工种可概括为两大类:化工产品生产通用职业工种和专属化工领域生产职业工种。因此学校的人才培养目标要求高职学生应具有就业岗位所必需的专业能力(技能)、职业素质和知识能力;在企业中岗位职责较为明确,需求人才类型较为专业;现行的化工技术类竞赛选取了企业中较为通用的岗位操作作为竞赛项目,具有普适性和通用性,在竞赛推广中能得到企业的支持和学校的认同。化工技术类竞赛在国赛中主要有工业分析检验、化工生产技术、化工设备维修、化工仪表自动化、精细化工生产技术等赛项。技能竞赛的操作技能对应了高职院校的人才培养目标的职业岗位和岗位技能,体现选手技能水平,如工业分析检验赛项考查了学生对化学品的常规测定、微量测定的标准规范能力;化工生产技术赛项考查了学生对化工装置的规范操作、紧急事故的处理能力;化工设备维修赛项考查了学生对化工设备装备技术的应用能力;化工仪表自动化赛项考查了学生对仪表设备的校验、控制系统的运行调试能力;精细化工生产技术赛项考查学生对精细化学品生产、产品分析能力。在教学中,教师与学生可参照比赛要求共同完成一个完整的“比赛项目”,使学生学习完整的操作过程以及工艺流程,实现了教学内容的项目化,使学习内容体现企业实际需要。
1.2竞赛促进考核方式的标准化、客观化、合理化
突出学生实际操作能力和分析能力,是高职人才培养考核评价方式的改革方向,在注重过程考核中应强调考核的标准化、客观化、合理化;考核项目设计体现知识能力的综合性与模块化,在竞赛项目考核方式设置主要由行业企业专家、职业技能鉴定专家、专业教师和竞赛组织者共同开发制定考核细则,并经大赛实施修订;选择有代表性、体现某一完整职业岗位技能的项目作为考核项目,如化工生产技术赛项中以化工企业中较为常见的精馏操作为实操考核项目,并以乙醇-水为介质,符合化工生产装置的代表性、化工环保要求;考核评价方式注重评价指标的标准化、精细化,评价主体为第三方(竞赛裁判),评价合理化,如精馏操作考核中,其中电脑技术分项指标自动评分项占85%,减少裁判评分比例。
1.3竞赛规范了学生职业素质培养
化工行业具有高危、易燃、易爆的特点,不仅需要从业人员具有过硬的专业知识,更需要具有严格的职业素养,在校生可通过生产性实训、职业技能考证等形式,加强学生职业素养的形成,通过竞赛可以强化和规范学生职业素质,如在化工生产技术竞赛中,其中专门针对安全着装、工艺记录规范、规范操作,团结协作等职业能力要求。
1.4竞赛促使人才培养改革
技能竞赛营造了重视技能、尊重技能人才的社会氛围,提高行业技能型人才在社会中的影响力和认知度;通过竞赛,教师可以看到整个化工行业的发展情况和趋势,学生们能看到最先进的器材、设备,见识最先进的技能技术,并得到相应的训练,学校在竞赛过程中学习到高水平院校的培训模式,将其用于本单位的人才培养改革中,扩大了竞赛的影响力,推动了化工行业的职业教育教学模式和人才培养模式改革。
2技能大赛存在问题分析
化工专业技能竞赛实施以来,高职院校踊跃备战参加技能大赛,企业积极参与有效推动了职业院校技能竞赛的标准化和高职教育改革深化,为社会经济产业提供高技能、职业素养高的“精英蓝领”,提高了学校的社会知名度。随着竞赛的发展,一些问题也暴露出来。
2.1竞赛选拔机制违背了大赛初衷
竞赛作为人才培养的较量平台,各高职院校高度重视,为了取得好成绩对极少数精英进行集中“开小灶”封闭式训练,甚至可以打乱元教学的课程计划,最后难免搞成“应赛教育”,违背了大赛促进师生职业技能全面发展的初衷。
2.2竞赛公平性不够,企业参与竞赛力度不够
目前承办院校参与选拔赛竞争,而承办院校的选手在平常训练设备即是比赛设备,自然对大赛设备了如指掌,往往更能取得好成绩,从历年来竞赛结果看承办方选手成绩都是胜过其他选手。因此为了体现竞赛的公正,应该让企业更深入参与到竞赛中,可选择在企业承办比赛形式,以保证比赛的公平。竞赛题目应由企业制定,企业可以将新技术、新工艺、新方法等融入到比赛设置中,这样高职院校师生能够通过竞赛掌握最新企业的实际需求,也体现了高职教育为企业服务的宗旨。
2.3化工技能竞赛的开放性不够
虽然化工技能竞赛提供了对外单位院校简短熟悉设备、场地的时间,但无论是国赛还是省赛,现阶段只是在比赛前一天才公布操作规程或开放设备参观,而这种参观仅仅停留在眼看,而不能动手操作,致使外单位选手在比赛日难以适应实际工况。以化工生产技术赛项化工操作项目为例,该精馏设备属于高危、易损设备,由于设备的批次不同,操作性上也会出现不同,容易造成参赛选手在正式比赛中出现操作错误,如果在比赛中出现错误难免造成比赛被迫中止,甚至使整个比赛功亏于溃。
2.4化工技能竞赛的赛后反馈机制还未建立
每年的职业技能竞赛调动了数百学校、成千上万选手的精力,而比赛过后,除了自己学校的反思、吸取教训外,真正获得好成绩的学校如何分享成功经历?竞赛设计了哪些新工艺、新方法是企业最迫切需要的?企业是如何参与到竞赛中以及校企合作带来影响等,这些赛后的反馈机制没有建立,尤其是没有机会参加国赛的绝大部分学校。化工技能竞赛来源于行业、企业,通过技能竞赛对人才培养的改革为化工行业提供了大量优质的高素质技能型人才,取得的成绩有目共睹,只有企业真正参与到竞赛中,将更多的企业技术、企业需求融入到竞赛中,并将大赛成果的融入到常规人才培养模式,才能在高职人才培养方面发挥更大的作用。
参考文献
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关键词:煤化工;经济;发展
中图分类号:C35文献标识码: A
1、现代煤化工技术及应用
1.1、煤炭的气化
煤炭气化在煤化工技术中起着很重要的作用,煤炭的其他各种变化离不开煤炭气化。国内的煤气化技术起步较晚,根据自身煤质、煤种的特点,可以结合国外引进的先进技术,开发适合自己的炉型、工艺及煤气化领域。比如:GSP干煤粉加压气化技术、气化技术、多喷嘴对置式煤气化技术及产业化应用等。煤制天然气技术,因其技术相对成熟且节能、节水、环保,已成为新的投资领域。煤气化联合循环发电技术,将煤气化过程与发电过程联合,实现了能源的高效利用且可以副产大量高品质蒸汽供应用户。
1.2、煤炭的液化
煤炭液化是将固态的煤转化为液体燃料的过程。我国已经逐渐将煤液化的相关技术引入,气流反应器、浆态床反应器、固定床反应器已逐渐在煤炭间接液化中投入使用,辅助国内煤炭液化的发展。
1.3、煤炭的焦化
煤炭焦化是发展最为成熟的煤化工方法,其主要目的是制取冶金用焦炭,同时副产煤气和其他化学品等。我国焦炭工业主要分布在炼焦煤产地和钢铁大省。目前,全国共有焦炭生产企业的生产能力处于过剩状态,煤焦化在调控产能结构的同时,走高等级焦炭。另外,焦油加工工艺、焦炉气制甲醇及发展下游产品路线将成为主要发展方向。
1.4、用煤作为原材料产出各种化工产品
目前,大部分企业主要以天然气作为合成甲醇的原材料,但是我国煤炭储备量远远超过了天然气,以煤炭作为原材料生产甲醇将成为企业进一步发展的主要途径。甲醇作为一种重要的化工原料,羰基化处理后可合成出醋酸酐、醋酸、草酸以及甲酸等其他重要的化工产品。
2、煤化工产业链的运行驱动因素分析
2.1、资源驱动
对于煤化工产业链上游的煤炭开采企业来说,企业运行的驱动因素主要体现在矿产资源的占有上,在这个“资源为王”的时代,只有拥有的资源,也就拥有了话语权和决策权,它直接制约和限制着煤化工产业链上中、下游企业的生存和发展,同时它也是煤化工产业链上价值分布最大的环节,因此,煤炭开采企业在煤化工产业链上的地位显得十分关键和重要。
2.2、创新驱动
煤化工企业在市场上的竞争优势来自于企业所提供煤化工产品以及深加工产品的质量、功能以及单位成本等方面。为了获取这些竞争优势,煤化工企业需要进行技术创新,采用先进的生产工艺和设备,提高产品的质量和生产效率;同时采取差异化经营的策略,用以满足下游消费群体的多样化需求;还要对管理理念和管理手段进行创新,用以提高煤化工企业整合资源和高效运作的能力,从而用质优价廉的产品扩大市场容量,提高市场占有率,凸显企业的竞争优势。
2.3、品牌驱动
煤化工产品以及深加工的产品的分销很大程度上取决于消费群体对煤化工企业或是煤化工产业链的下游企业以及对其生产产品的认知程度,打造一个知名品牌能够使企业获得持久的竞争优势。因而针对煤化工产业链下游的产品出售企业而言,只有通过优化产品结构、提高技术含量和强化科学管理以及通过强大的分销渠道将自身的产品展示和提供给消费群体,并赢得消费群体的认可和信任,才能赢得企业的长久发展。
3、现代煤化工产品链及市场分析
3.1、煤制油、气产业链及主要产品市场
煤制油(包括煤炭直接液化和间接液化)的主要产品是石脑油、柴油、液化石油气,煤制天然气的主要产品是天然气,直接作为燃料。油气联产为煤炭间接液化项目产品方案多样性提供了另一种选择,即采用固定床气化技术生产的煤气,通过气体分离生产天然气,再通过费托合成生产油品。从理论分析,油气联产方案能够提升项目综合能源效率和经济性。
3.2、煤制烯烃产业链及主要产品市场
煤制烯烃是煤经甲醇制乙烯、丙烯,乙烯和丙烯下游加工生产聚乙烯、聚丙烯等聚合化合物。国内运行和在建的煤制烯烃项目主要生产聚乙烯、聚丙烯,乙烯下游也可生产EVA树脂(乙烯和醋酸乙烯共聚物)、乙丙橡胶(乙烯和丙烯共聚物)等,丙烯下游也可生产是ABS树脂(丙烯睛、丁二烯、苯乙烯共聚物)、尼龙66(己二睛、己二酸的共聚物)、聚碳酸酷(线型碳酸聚酷)等。煤制烯烃常见的几种下游产品如图1所示。
图1煤制烯烃产品链
3.3、煤制乙二醇、芳烃产业链及主要产品市场
煤制乙二醇与煤制芳烃可联产聚酯,此外芳烃下游产品还有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等,煤制乙二醇、芳烃产品链如图2所示。
图2煤制乙二醇、芳烃产品链
4、新型煤化工的关键技术应用
4.1、煤炭转化技术
新型煤化工的核心关键就是将煤炭资源转化为不同形态的气体、液体、固体的洁净性能源,其中最常见的工艺过程主要体现在炼焦技术的运用上。所谓炼焦实际上就是把炼焦所用的煤炭放置到隔离空气条件下进行1000摄氏度的加热工作。新型煤化工运用炼焦技术的直接目的就是为了扩充焦用煤的使用范围,避免出现劣质的高焦炭,将生产成本控制在一定范围之内。煤炭炼焦中要优先采用大容积的焦炉,这样更加容易控制炼焦过程里的自动化水平,同时也需要考虑到节能环保的因素,降低炼焦污染物的排放,实施捣固炼焦等炼焦新技术,提高炼焦化产业的发展。
4.2、煤炭后加工技术
在煤炭已经完成气体、液体、固体的煤转化技术之后,我们仍然需要对其进行再加工活动,从而完成对产品工艺过程的生产。化工合成技术就是后加工技术中一项重要的内容,总体来说,化工合成包含了很多具体化的合成工艺,利用不同的催化剂和改变外部操作环境都会对合成原料气体的转化成功率以及合成产物的收益产量造成重要的影响。现阶段化工合成的主要技术是一氧化碳和氢气为原料合成烃类的方法,该合成技术又可以细分为高温合成和低温合成等一系列的合成工艺。
4.3、煤炭配套技术
煤炭化工配套技术是依附于煤转化技术和后加工技术而存在的,其中的主要技术表现为催化剂技术、分离提纯技术等。其中,催化剂技术无疑对煤化工生产的过程效率产生着重大的影响,特别是在煤炭直接转化为液态以及煤炭的化工合成,催化剂都是必不可少的影响因素,成熟的催化剂技术仍然是处在不断创新的新时代,它直接决定了煤化工产业效益的发展。
总言之,随着国内技术水平的不断提高与工业示范项目的逐步完善,我国的现代煤化工行业将具有更加广阔的发展空间。但考虑到我国煤炭供需地域的特殊情况,现代煤化工需要同时考虑煤炭资源、水资源、环境状况、资金投入、交通运输、废物处理等诸多因素的影响。展望未来,煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇、应加大力度,鼓励发展;煤制油应限制发展;煤制醇醚燃料应谨慎发展;IGCC联合循环发电应沿着煤化工与热、电结合的方向稳步前行。
参考文献
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在化工企业调研中发现,企业认为目前高职化工技术类专业学生的创新能力比较薄弱和非常薄弱的比例达90%,认为学校开展创新能力培养非常重要和比较需要的比例达到80%。由此可见,企业对高职学生的创新能力有着迫切的需要,学校对高职学生创新能力的培养不容忽视。因此,建立合理的创新能力评价方法,科学地评价高职学生的创新能力,并找到提高高职学生创新能力培养的方法是一个值得深度研究的问题。
二、创新能力评价方法的建立
建立科学、合理的评价指标体系直接影响到综合评价的结果。常用的方法有德尔菲法和层次分析法。德尔菲法和层次分析法都是根据对一定客观现实的主观判断,各层次因素进行两两比较,经过数学计算及一致性检验,获得最低层次对最高层次的相对重要性权数。本文选取5名化工企业的高级工程师,3名专业教师,2名TRIZ创新工程师作为指标项确定专家,通过问卷调查的方式进行重要性评判,经过对专家意见集中度、协调度的计算和分析,得到高职化工技术类专业创新能力评价指标体系(见表1)。在已构建评价指标体系的基础上,利用模糊综合评价法进行评价,其基本思想是应用模糊关系合成的原理,根据多个因素对被评价对象本身存在的形态或类属上的亦此亦彼性,从数量上对其所属程度给予刻画和描述。模糊综合评价法主要步骤:1.确定因数集F和评定(语)集E。因素集F即评价项目或指标的集合,一般有F={fi},i=1,2,3,…n。评定集或评语集E即评价等级的集合,一般有E={ej},j=1,2,3,…n。2.确定单因素评价隶属度向量,形成隶属度矩阵R。隶属度rij,是指多个评价主体对某个评价对象在fi方面作出ej评价的可能性程度。隶属度向量Ri=(ri1,ri2,…rim),i=1,2,3,…n,隶属度矩阵R=(R1,R2,…,Rn)T=(rij)。3.确定权重向量WF等。WF为评价项目或指标的权重或权系数向量。评定语集的数值化结果(标准满意度向量)W’E。使用WF和W’E是“总分法”评定评价结果。4.计算综合评定向量S及综合评定值(综合得分)。综合评定向量S=WFRμ=W’ES。
三、化工技术类专业学生创新能力调研
本文以苏州健雄职业技术学院化工技术类专业所有学生为对象,进行创新能力的调查。发放调查问卷353份,回收有效问卷320份。将以上统计结果采用模糊评价法进行计算。根据“创新学习能力”、“创新思维能力”、“创新知识能力”、“创新实践能力”和“创新非智力因素”的二级权重W,得到综合评定向量:S1=(0.0098,0.1902,0.1401,0.06193);S2=(0.000344,0.06744,0.03782,0.03641)S3=(0.0035,0.008,0.03394,0.00225);S4=(0,0.1134,0.1423,0.03225)S5=(0,0.04231,0.04406,0.03663)由评定集数值化结果(标准满意度向量):W’E=(85,75,65,55),E={强(90~81),较强(80~71),一般(70~61),较差(60以下)}得到精细化学品生产技术专业学生的综合评分为:综合评分=W’ES=(85,75,65,55)(0.0136,0.4142,0.3982,0.1695)=67.43由该综合评分看,目前苏州健雄职业技术学院化工技术类专业学生的创新能力为一般。
四、创新能力调研结果分析与对策
以上对化工技术类专业学生的创新能力的调研结果可以从一定程度上体现目前苏州健雄职业技术学院高职学生的创新能力水平,结合教育环境、学生自身两大方面,深入分析制约创新能力发展的原因:从教育环境来讲,学校的共性教育与学生的个性发展不相吻合,制约了学生创新能力的发展。目前学校共性教育的特点是:教学的模式化;评价的标准化;教材的统一化。教育的模式化表现为大班教学,在这一环境下,墨守成规的学生往往得到教师的好评,而思维活跃具有扩散思考能力的学生不但不被重视,反而被认为不听话,扼杀了学生创造精神的萌芽。评价的标准化体现在大部分课程的考核都是以试卷这一形式使得学生只学习要考的知识,对课堂以外的知识,没精力也没有兴趣学习,从而造成了理论修养差、知识面窄、综合能力弱等创新者所必备的功底。教材统一化使任课教师对教材的选择没有任何的自,只能被动地接受指定的教材。考试内容也框定在教材当中。从学生自身来讲,心理、意志脆弱是创新能力发展的绊脚石。目前大学生中独生子女的比例直线上升,自我中心主义严重,往往不需要竞争和努力就得到家庭所给予的一切,形成了他们意志薄弱、怕受挫折、怕担风险的性格。事实上,每一个高职学生都具有独特的价值,蕴藏着巨大的创新潜能,只是我们对高职学生创新能力的培养不够重视,提高高职学生的创新能力可以从以下几个方面进行:
1.营造创新氛围,提升创新意识。高职院校要加强培养学生创新能力的舆论宣传,创造出人人想创新的舆论氛围。学校的科研、教务管理部门和学生处、团委可组建学生创新活动领导小组,有计划地组织开展学生科协、社团活动,在教师指导下开展课外科技制作、调研及相应的竞赛活动,培养学生创新毅力和责任心,发挥学生的创造才能。
2.优化课程体系,改革教学方法。高职院校要不断优化课程体系,根据创新人才的需要和学生创新思维与技能提高的需求,开设专门的创新课程,传授创新理论和方法,有意识地对学生进行创新训练。教师要保护学生的质疑精神、创新精神,让学生敢于对教材上的内容质疑,敢于对教师的讲解质疑,鼓励学生打破常规,进行质疑,勇于实践,寻求解决问题之途径。
3.创建实践基地,丰富第二课堂。第二课堂是课堂内创新活动的延伸,给学生提供了更为广阔的空间,具有探索性、灵活性、实践性等特点。活动可以多样化,如社团活动、创新大赛等,以化工技术类专业为例,可以充分利用学校的实验室创建实践基地,让青年教师担任导师,开展各类与专业相关的创新活动,为学生以后的职业生涯发展奠定基础。
五、结论
绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法,对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质,实现废物零排放,减少其对人类健康和生态环境的危害,建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术,研究出新型环保产品,及绿色工艺技术的运用实现清洁生产,从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪,绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中,绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。
2绿色化工技术的开发
2.1原料的选用
绿色化工科技的发展,如果不从化工污染、化学反应的源头着手,那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中,选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则,有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为:野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维,以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等,都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。
2.2无毒害催化剂的选用
在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中,无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂,在无溶剂的条件下对1,3-二羰基化合物进行直接烷基化反应,反应后处理步骤简单,且催化体系可以循环使用,四次催化循环后收率仍然能大于84%。
3绿色化工技术在化学工业中的应用
3.1清洁生产技术
清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术,包括辐射热加工技术,绿色催化技术,临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如,海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状,还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离,在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响,也没有对生态环境造成伤害。而且,在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品,具有非常广阔的发展前景。
3.2生物技术
生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴,其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂,具有高效、转移性,可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外,化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术,可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料,到后来以石油和煤炭作为原料。例如,在绿色化学工程与工艺中,制备丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且没有污染环境副产物产生。由此可见,利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂,与工业酶及一般的化学催化剂相比,自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。
3.3生产环境友好型产品
在实践教学中,学生在大一首先进行化学与生物物料识用,对工厂生产过程缺乏系统了解,这需要在后面的生物化工综合实训中加强实践动手操作。“生物化工生产运行与操控”是为化工学院生物化工工艺专业配置的生产技术类专业课程,学习情境以典型生物化工产品生产工艺、流程、装置和生产操作技术等知识和技能组成。为此选择学生在生活中的啤酒和化工中常用试剂乙醇的生产过程作为实训项目,这两个项目不仅是生化过程的典型案例,而且能够激发学生学习其生产过程的兴趣。以淀粉为原料的酒精生产过程,学生可以学习菌种扩大培养、糊化、糖化、发酵、精馏等多个工序,操作空消、实消、发酵罐控制系统,精馏等。在啤酒的发酵过程中,学生能够进行低温发酵,变温控制、吸附过滤等操作,达到了以情境学习,项目实践操作培养学生实际动手操作能力,加强了对理论知识的消化。
2工程化、职场化、生产型的工学结合实训平台建设
2.1菌种扩大培养按照无菌要求建设无菌操作室,缓冲更衣间、传递窗,采用消毒剂和紫外灯消毒,在无菌操作台中进行无菌操作。培养室配置了光照培养箱和恒温震荡培养箱,能够进行各类微生物培养。可开展微生物形态观察、微生物计数、菌种扩大培养、菌种分离纯化等实训。本系统除了空调净化系统缺陷外,其他均按照生产实际建设。
2.2酒精生产线建设酒精生产线按照淀粉质原料生产工艺,如图1所示,在发酵罐内采用双酶法进行淀粉的糊化、糖化,配置两级种子培养发酵罐,发酵结束后,对发酵液进行过滤和精馏,通过精馏可获得医用酒精或工业酒精。此系统除了能够满足酒精发酵外,还配置空气净化系统、溶氧电极、pH电极、补料系统等,能够进行其他生化产品的好氧发酵。公用工程建设了一套空气压缩系统、蒸汽发生系统,能够同时满足整个实训室发酵罐系统需求。
2.3啤酒生产线建设啤酒生产装置包括糖化锅(煮沸锅)、啤酒发酵罐、麦芽汁过滤系统、板框过滤系统。该系统直接采用麦芽粉进行糖化、过滤、麦汁煮沸、酒花添加、低温发酵、过滤等操作,满足啤酒酿造工艺要求,如图2所示。啤酒发酵采用低温发酵,设置主发酵温度9~9.5℃(上限10℃,下限9℃),主发酵结束后,以2℃/天的速度降温至4℃,后保持24小时,2℃分4次降温,每次0.5℃。最后以3小时/℃的速度将发酵罐降温至1~1.5℃,保持此温度3~5天(贮酒)后,最终获得鲜啤酒。
3使用实效
3.1学生实训学生在该实训平台中能够进行基础的微生物功能与应用实训、生物化工生产运行与操控综合实训以及相关制药专业生物化工技术综合实训,学生能够熟悉培养基配制、微生物培养、微生物纯化、染色、形态观察、计数等操作,在发酵系统方面,熟悉发酵过程工艺参数控制、生产工艺流程、公用工程。该实训平台能够满足学生实训需要,学生职场化氛围浓厚,普遍反应较好。
3.2教师科研在该实训平台基础上,采用工学结合、校企合作模式,申请并建设了一个省级工程研发中心-江苏省生物环境工程技术研究开发中心,在与精细化工综合实训平台共享的基础上,成立了两个科技服务团队,完成了近十项校企合作横向课题,进行了“生物生产运行与操控”课程改革,完成其精品课程建设。实训平台为本专业教改和科研服务,所建设的仪器设备要能够满足教师进行科研的需求,为教师进行教学改革和进行科研试验提供物质保障。同时,实训平台为师资队伍培养奠定了坚实的基石,特别是为“双师”型教师培养提供了物质保障。
4结语
关键词:化学工程;工艺;绿色化工技术;应用
所谓的绿色化工技术就是经过改善已有的化学技术,以及通过对化学理论的使用与工程技术运用减少化工原料与溶剂等污染环境的物质,从而达到零排放的目的,降低对人和环境的危害,构建良好的生态环境。因而,下面就此分析了绿色化工技术的运用。
一、化学工程和工艺中绿色化工技术研发
(一)提高化学反应选择性
在绿色化工技术详细研发的过程中,应当提升化学反应选择性,以此来达到事半功倍的效果。在保证环境污染减少的标准规定条件下,还应当大大降低化学工业生产成本,提升资源使用率。例如,石油化学工业里面,一般会采用烃类选择性氧化物,由于烃类选择性氧化物化学反应很容易产生氧化,在生成物产生这一方面有着一定的损害与污染程度。因而,对于深化化学反应选择性,应当将有效预防出现损害生成物的反应当成是核心关注点,从而让化学工业进行绿色生产,减小对环境污染的危害。
(二)合理选择化学原料
随着绿色化工科学技术的持续发展,假设不从化学反应的源头以及化工污染方面下手,则一直是治标不治本且非常被动的举措。那么化工科学技术和工艺发展的时候,选取没有害或者没有毒的物质、原材料、催化剂等原料开展化工产品制作、化工生产达到零污染以及零排放的清洁生产与加工准则,预防与控制化学污染问题出现。而近期很常见的没有害的物质的化学原料就是农作物以及野生植物等物质。把树木等自然野生植物纤维、麦秸、稻草等农业副产品的废弃物当成是原料,进而加工酸、醇化工原料等。再者采用生物质气化产生氢气,均是绿色化工技术里面原料挑选运用的经典案例。
二、化学工程和工艺中绿色化工技术运用
(一)运用环境友好型产品
随着环境污染问题日趋加重,从而影响到了各个行业的发展,因此,需要增加对环境友好型社会的构建,是现如今亟待解决的问题之一,是社会发展的需求。绿色化工技术在生活与工作中的广泛运用,帮助人们解决了生活和工作中难题,体现出了自己的优点。环境友好型产品在进行生产的时候,不会对环境造成严重的污染,可以减轻环境污染。比如汽油燃烧对于空气造成了很大的污染,还会威胁到人们身体健康,不益于保护环境。生活中部分产品里面有很多的氟利昂,造成大气的臭氧层被损坏,直接影响到了人们的安全,进而产生安全事故问题。塑料产品在生活中是非常常见的,给人们带来了方便之处,与此同时也污染了环境。而环境被污染就会影响大气质量,必须要实时处理好大气污染的问题,研制出可以替代污染的产品。
(二)生物技术的采用
生物技术行业包括的技术范围一般有细胞、微生物技术、基因技术等,而生物技术最主要使用在化学仿生学以及生物化工这样几个方面中。而生物酶是生物体内的一种催化剂,具备一定的转移性与高效性,能够参加到每个生物化工合成过程中。除此以外,化学放生学里面的膜化学技术同样是生物技术领域中运用比较广泛的一种生物技术。在化学工程与工艺中绿色化工技术之中使用生物技术,能够采用再生资源将化学品进行合成。在早年来自动植物里面的有机化合物材料,到之后将石油以及煤炭当成原材料。打个比方,在绿色化学工程以及工艺之中,制作和准备丙烯酰胺,采用大自然中的生物酶来代替丙烯腈催化剂,进而合成丙烯酰胺以后,可以将能源消耗大大减少。从这里可以了解到,采用广泛存在于大自然中的生物酶作为催化剂,和工业酶与普普通通的化学催化剂比较起来自然中的酶更加有优势。
(三)清洁技术的运用
清洁技术就是没有污染、无害、没有废物排放的一种绿色化工技术,包含了辐射热加工技术、临界流体、绿色催化技术等等。在印染工业、煤气化行业、冶金行业、垃圾处理行业等均得到了广泛的使用。除此以外,先进的垃圾制沼气、清洁煤气化、风能太阳能技术等均是采用了清洁技术。打个比方,海水淡化技术的采用不但处理好了中国淡水资源紧缺的问题,并且还采用了高效的化学方式把海水里面的盐水分离。在海水淡化的预处理时候不会出现任何对环境的不良影响,也未对生态环境造成不好的影响。并且,在海水淡化预处理时候所出现的氢氧化镁是一种非常廉价并且工艺简单,不会出现二次污染的清洁产品,有着很好的发展前景。
三、结语
化学工程与工艺可以促使各个行业高速发展,给每一个行业提供所需能源与资料,可是同样地也会带来不好的影响,比如污染环境。伴随着社会经济的持续发展,人类意识到了环境污染的危害性,通过使用绿色化工技术,解决了环境污染问题。
参考文献:
[1]杨贺勤,刘志成,谢在库.绿色化工技术研究新进展[J].化工进展,2016.