时间：2023-09-03 14:57:19
导语：在能源化学工程专业方向的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合7.5亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。
二、生物质化学工程人才的知识结构
生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术方法、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。人才培养必须与产业发展相结合,生物质能源转化利用途径如图1所示,生物质资源(以植物为例)转化生成化学品的利用路线如图2所示。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。
三、生物质化学工程人才培养的探索与实践
(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围
2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的报告,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。
(二)理论与实验课程体系
根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。
关键词：绿色化学；工程工艺；化学工业节；应用
工业是国民经济的基础，随着社会经济的不断快速发展，对于工业生产也提出了更高的要求。然而，当前我国工业发展面临着资源价格飞涨，环境污染日益严峻的情况，这也使得全社会对于工业生产越来越关注。怎样有效的处理好工业污染物，防止其对环境的二次污染，怎么有效的利用好数量庞大的生活废品，是当前许多学者都在研究的问题。绿色化学工程是在社会迫切需要的情况下诞生的新型项目，这个项目的目标是：对日常化学生产当中的一些资源浪费及环境污染进行有效的处理，从而使得化工污染得到有效缓解，化工生产过程中的资源浪费得到很大的改善。
一、绿色化学工业的概念
绿色化学又被称为无污染化学，以此为理念而开发出的技术就是绿色化学工程技术，采用化学原理从根本上降低化学工业对环境造成的破坏。化工业发展的基础是绿色化学工程，它已成为了未来化学工业发展方向的重要研究目标之一，绿色化学具有以下两种特性：首先，绿色化学的根本思想在于保护环境，使自然资源可持续发展，让人与自然之间的关系和谐，人们对环境造成的破坏促使了对绿色化学的研究；其次，绿色化学是将环境改变的技术，发展下的绿色化学技术以逐渐可以应付各种环境下对自然的破坏。从根本上来说，绿色化学是预防环境污染；而环境化学则是对污染后的环境进行改善和治理。两者之间是根本不一样的，在最终目的上也是千差万别的。
目前，对绿色化学进行研究的重要发现和实践活动为绿色化工技术。基本原理是采用原料中的原子进行转化，这就使化学工业在进行工作时不会产生污染物，达到对化学工业污染物的零排放。并且，在进行化学工业工作时，不使用任何具有危害性和毒性的原材料，这样可以生产出对环境不造成破坏的产品。这种技术目前处于理论状况，但是在众多科研人员的努力探索下，还是可以逐渐实现此种设想的。
二、绿色化学工程与工艺的开发
在传统化学的生产过程中，在有毒、有害物质的处理上存在较为严重的滞后性，因此导致化学工艺一直处于被动生产。应用这样的化学工艺对污染物进行处理无法取得理想的效果，资源优化也无法得到有效实现。化学工艺的应用不但导致化学生产污染物成本提高，还导致污染物处理效率严重下降。绿色化学工程的应用可有效弥补传统化学工程中存在的缺陷，其通过对相关科学技术及先进方法的利用，对化工生产相关污染物进行除尘、脱硫等处理。绿色化学工程与工艺具体实施方法主要有以下几种。
（一）采用绿色化学原料
在化工生产工艺及具体流程中，化学生产原料是起着决定性作用的主要因素，在传统化学工程中，所用原料大部分为不可再生能源。采用这些原料不但大大提高国家不可再生能源的消耗，同时还导致污染物的排放量大大增加，加重生态环境污染程度。将绿色化学原料作为化工生产材料是绿色化学工程重要研发内容之一。在化工生产过程中，可使用绿色化学物质、自然物质等无染污、可再生的化学原料。典型的绿色化学原料主要有芦苇、苞米杆、纤维植物等。将这些作为原料投入到化工生产过程中，可使其转化为酮、醇、酸类等多种化学品。在整个转化反应过程中，这些原料仅会产生一定量的氢气，而不会有任何一种有害、有毒的物质产生。
（二）提高化学反应的选择性
在化学工程的物质反应中，化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中，合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高。对化学反应产生影响的因素有很多种，反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生，所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质，因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中，应用新型的反应形式，这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高，同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。
（三）使用无毒无害催化原料
随着化学工业发展速度的不断加快，将化学反应合理的应用于化工生产过程中已经成为促进工业可持续发展的重要前提之一。在化学反应过程中均离不开催化剂的使用。将催化剂应用于化学反应过程中，可有效加快反应速度，缩短法宁时间。所以，在化工生产过程中使用无毒无害的催化原料成为推动绿色化学工程与工艺不断深入发展的重要前提条件之一。目前，我国相关部门已经高度重视对催化原料的选择及应用进行深入研究。越来越多的催化剂得到开发和研制，化学反应过程中使用的催化原料不断得到改善，分子筛除催化剂等优良催化原料在化工生产过程中的应用越来越广泛。无毒无害催化原料的應用可有效提高化学反应效率，降低能源消耗量，同时也可减少环境污染。
三、结论
化学工程与工艺的发展不仅影响着现代社会的发展，而且有助于环境友好型社会的构建。当前世界面临着资源和能源的短缺，社会经济的发展不能以牺牲环境为代价，这就需要化学工程与化学工艺共同发展，满足我国资源节约和环境保护的需要。化学工程与工艺的行业领域需要积极配合国家提出的可持续发展战略。转变可持续发展的概念。重视化学工程与工艺发展的环保性，转变传统的化学工程与工艺，减少环境的污染，积极开发新能源，走环境友好型道路。
参考文献
[1]艾宁，计伟荣，项斌，等.化学工程与工艺专业人才培养模式改革的探索与实践[J].化工高等教育，2009，26（6）：28-31，35.
化学工程与工艺。化学工程与工艺专业为广东省名牌专业，培养从事化工生产、科学研究、产品开发、管理、营销等工作的高级工程技术人员。本专业要求学生掌握化工生产过程的基本原理、方法、工艺和设备的特点和规律，既可在化学反应工程、传质与分离工程等传统化工领域从事科研和设计，又可在生物化工、环境化工、精细化工、能源化工、高分子化工等相关领域从事新工艺、新产品、新技术的研究与开发。主要课程：物理化学、流体力学与传热、传质与分离工程、化工热力学、化学反应工程、化工系统工程、精细化工、化学工艺学、生物化学工程、现代分离技术、环境工程、能源工程、新材料导论、化工商务、现代化工物流技术、化工自动控制、计算机应用等专业基础课程和专业课程。毕业生可在基础化工、石油化工、生物化工、轻工、冶金、能源、环境、化工物流、化工贸易等部门从事生产、设计、科研和产品开发、管理、教学、营销等工作，也可到金融、商检、外贸、海关、公安、政府部门等从事相关工作，或攻读更高的学位。毕业生适应面广，能力强，深受用人单位的欢迎，近年来一次就业率多次达到100%。
应用化学。创办于上世纪80年代初，为国内最早创办的应用化学专业之一，2005年被评为广东省名牌专业。目标是培养具有较系统的化学理论基础和实验技能以及良好的综合素质和创新精神，能够进行应用化学领域的研究、开发、生产、管理的高级科技人才。要求学生在较扎实地掌握工科公共基础、外语、计算机技能的基础上，系统地学习化学方面的基础知识、基本理论、基本技能以及相关的工程技术知识，受到应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，能从事应用化学专业，尤其是精细化学品化学、工业分析，应用电化学和现代测试技术等专业方向的实际工作和研究工作。主要课程：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、仪器分析、流体力学与传热、传质与分离工程、化工原理实验、结构化学、分离化学、无机功能材料、无机合成、精细化学品概论、有机合成、有机分析、环境化学、工业分析、商品理化检验、胶体与界面化学、催化及能源化学等专业基础课程和专业课程。毕业生可在商品检验、食品检验、环境保护、环境监测、化工安全评估、涂料、医药、洗涤用品、化妆品等相当广阔的领域就业，近年来一次就业率近100％。也可以攻读更高学位。
能源工程及自动化。本专业培养具备能源基础理论和工程知识，能从事在石油化工、天然气输送及利用、电力生产及自动化、制冷与空调等传统能源领域及太阳能、生物质能、风能等可再生及新能源领域进行研发、工程建设及运行管理工作的跨学科复合型高级人才。能源工业是国民经济的支柱产业，广东省是能源消耗大省，且一次能源匮乏，电力产业发展迅速，夏季时间长，空调和食品冷藏需求旺盛，液化天然气（LNG）的引入及惠州、湛江等几个石油化工基地的建设将使广东能源结构发生很大的变化。本专业将为能源工程领域培养急需的高级专门人才。本专业主要学习：化工原理、工程热力学，流体力学，传热学，换热器原理与设计，制冷技术、工业催化、天然气开采与利用、燃气输配、燃气燃烧与应用、石油炼制等基础及专 24业课程。学生将在专业学习阶段分为石油化工及天然气利用两个模块。毕业生可在石油炼制、天然气输配、电力生产、制冷空调、能源化工、可再生能源开发、高等院校等从事生产、管理、设计、营销、教学、科研工作，也可攻读更高学位。自2004年创办以来，本专业毕业生供不应求，一次就业率均为100%。
制药工程。本专业培养德、智、体全面发展，适应21世纪制药工程发展需要，具有制药工程专业知识，能在医药、农药、生物化工、精细化工、轻工和环境保护等部门从事医药产品生产工艺、新药研究与开发、医药企业管理、医药产品营销等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。学生主要学习有机化学、物理化学、药物化学、药理学、制剂学、生物化学、化工原理、制药工艺学、制药工程学、制药分离技术、制药过程控制原理与仪表、计算机应用、药品营销、药事管理与法规等。毕业生可在制药企业、医药公司、医疗卫生、高等院校从事生产、管理、设计、营销、教学、科研和药品开发工作，也可到金融、商检、外贸、海关、公安、政府部门等从事相关工作，或攻读更高学位。制药工程专业涉及化学制药、生物制药和天然产物（包括中药）制药三大方向。本专业将在专业知识，创新能力和业务素质三方面对学生进行综合素质的培养和训练。毕业生知识面宽、适应能力强，就业前景广阔，近年来一次就业率均为98%。
（来源：文章屋网 ）
从广义上说,分离强化首先是对设备的强化,然后是对生产工艺的强化,综合起来说就是只要能将设备变小、将能量转化效率提高的技术都是化工分离技术强化的结果,有利于实现可持续发展,这也是化工分离技术的主要趋势之一.古老的化工分离技术原理:利用沸点的不同,将不同的组分从分离塔里分离出来.随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术,具有广阔的发展前景,但是这些在应用中同样也存在着很多问题,那就是:此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少,没有在理论上充分说明和指导,对设计刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究.随着信息技术的不断进步,分离技术也不断得到改善,取得了长足的进步,逐渐信息技术引入到分离技术的研究与开发上,例如在研究热力学和传递的性质、多相流等方面,这些都是信息技术发生功效的主要分离技术,再如分子模拟大大提高了预测热力学平衡和传递性质的水平.对分子的设计加速了可以加速分离,因此对研究和开发新的高效的分离剂有深远的意义.信息技术的引进有利于新的分离过程的深入,提高工作效率.
传热过程的一些新的研究进展和方向
1微细尺度传热学研究进展
微细尺度是从空间尺度和时间尺度微细的探讨和研究传热学规律,现在在传热学中已经自成一个分支,发展前景广阔.当物体的特征尺寸远大于载体粒子的平均尺寸即连续介质时假定依然会成立,但是由于尺度的微细,原来的假设的影响因素也会相对的发生变化,这就导致了流动和传入规律发生着惟妙惟肖的变化.目前,微米、纳米科学已经取得长足的进步,受到人们的广泛关注,诸多领域都是围绕微细尺度传热学进行研究的.其中高集成度电子设备、微型热管、多空介质流动传热等多项研究都是微热尺度传热学研究取得的丰硕成果.
2传热设备研究进展
通过近十年的研究,利用翅片可以达到促进和增强传热的效果
3强化传热过程的研究进展
这项研究主要是从改进换热器设备的形式入手,提高传热的效率,并想办法改进设备使其持续对外放热,这种改进包括发明新的传热材料和改进生产工艺,将过去的设计进行优化等方法.
4传热理论研究进展
近年来,传热研究者一直都致力于滴状冷凝在工业生产上的应用,但至今仍未能很好的实现,主要问题是如何获得实现滴状冷凝,并且使其冷凝表面寿命延长.改变冷凝界面的性质,将滴状冷凝应用到工业上进行传热改造是传播热学研究的主要热点之一.沸腾的传热方式不仅在机械、动力和石油化工等传统的工业之中广泛使用,而且在航空航天技术等高科技领域也广泛的应用着.长期以来,人们都在对液体发生核态沸腾的原因和具有高换热强度的机理进行着深入的探究.由于沸腾的现象是复杂和多变的,这些都导致了我们不能利用常规的计算方法来计算出沸腾所能传输的热量.到现在为止,加热器表面受到水沸腾时产生的气泡的影响,这一问题是最需要得到解决的,也是研究的重点所在,对沸腾传热进行计算大都采用机理模型,这种方法存在严重的缺陷就是计算的准确率很低,而且需要大量的实验做基础,所以目前应用的范围较窄,目前没有能较准确计算沸腾传热的计算式,因此我们有另辟蹊径,从新的角度来探究和研究问题,从基本理论出发,提出新的理论与计算方法或研究出新的模型,将数学与之相结合计算出沸腾所传出的热量,这将成为今后研究的重中之重.
5与计算机技术相结合
计算机技术的进步使化学中大量的计算问题和数据采集分析的问题得到了解决,同时解决了人力物力和财力,也增加了数据的准确度与精确度,主要表现在计算机技术对计算流体力学和数值传热学上的主要贡献,其主要的研究方法是数值模拟法.这种方法的特点是需要大量的数据计算,而且需要大量的实验作为补充,采用计算机进行分析和计算,有利于将数据直观的表现出来,方式更加灵活多变,费用更加低廉,并且得出结论的周期比较短,对于应对此类问题计算机技术是最好的选择.
化学工程学科未来的发展动态
1将化工过程与系统过程研究相结合
化学变化是一个复杂的过程,这是因为性质决定的,其非对称性和不平衡性打破了人们的惯性思维,使其控制因素增多,结构尺度变多,其中结构是对过程工程研究的中心问题,主要解决办法是简化其结构,使复杂的结构变得简单,更具有使用价值;首先研究特殊系统,然后推理出一般性的结论,进而推而广之,这些都为解决结构问题打下了良好的基础,解决了复杂系统不容易被分析的问题,采用整体法和还原法研究复杂的系统有利于把握系统的主要变换方向,多尺度的思考问题的方式可以将过程问题转换成平时的时间和空间问题,对研究化学工程的复杂结构有好处.化学工程的这一转变趋势预示着化学正在向着应用领域进行扩张,更加注重其实用性和价值性,而非学科本身理论的研究.这也在化学课堂上出现了明显的改革,从只有实验和理论两个过程的化学转换成有实验、有计算最后才产生结论的过程,这就需要化学与数学物理等相结合,甚至与计算机技术相结合,进而实现化学过程的更好研究.
2将化学工程与材料科学研究相结合
科学的进步使大量新的技术和产品能源不断涌现,并且在先进技术的引导下得到了广泛的应用,这就为化学工程的研究提出了新的问题那就是如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务并不断形成新的完整的理论,化学工程的发展就此进入老人一个新的发展阶段.在学科研究的方法上更多的注重学科的交叉,更多的研究材料其中包括信息和化学、生物与化学、能源与化学、环境与化学相结合的工程学科,这些都为化学工程的发展提出了新的发展方向和研究课题,为化学的发展做了良好的铺垫.
3将化学工程与信息工程研究相结合
化学工程技术的热点是将化学工程与信息工程研究相结合,随着信息技术的发展,信息技术已经深入各行各业,通过计算机技术可以收集大量信息,并对此进行精细的计算,随着大量的数据的统计和分析,可以得出很多重要的规律和结论,这些规律可以用来作为提高效率和生产效益的理论依据,同时可以预见,将化学工程和材料科学结合起来进行分析必将是化学工程领域的重点研究课题,必将成为引领化学研究的主要方向.
20世纪前叶，一批重大化学工艺出现使得化学工程这个学科在学术界崭露头角，而煤和石油迅速发展也要求有透彻的理论指导与专业知识，因此作为化学工程的一级学科应运而生。经过几十年的发展，化工学科逐渐走向成熟，目前国内各大地方院校中，绝大部分开设了化工工程专业及其类似专业，为我国化学工业培养了大批人才。但是随着时代的发展，高校化工教育也面临着一些问题和挑战，这也成为我们亟待改革教学模式的原因。
（一）化学工程与高新技术学科交叉发展
化学工程涉及面广，且涉及品种多、数量大，不仅关系到人们生活的方方面面，也是提高人们生活质量的“载体”和“桥梁”。而化工在学科上与材料、能源、化学等学科联系越来越紧密和深入，因此在人才的培养上也应该遵循学科发展规律，培养专业化、多样性复合人才。目前，我国高校专业教育仍然停留在过去传统教学方式，与高新技术发展的现实有所脱节，学科交叉引起专业界限的淡化，因此在教学过程中不应在仅仅强调本专业知识的把握，更应着眼于未来，打造化工与生物技术、计算机技术等交叉发展的新型教学模式，培养多层次、复合型人才。
（二）人才就业观念和培养模式改革
这就要求高校化工教育人员转变教学模式，从化学教育深层理念创新入手，扩大学科内涵，改变教学设置和教学方法，开展以理论教学作为基础，以实践训练为载体的教学模式，努力提高化工学科教学质量。就目前情况来看，“平台加方向”实为不错的选择。近年来，我们以主动适应经济社会发展需求的人才培养模式，以深化改革教学模式与实践等教学项目为依托，进行了人才培养模式改革的探索和实践。根据社会需求，调整学科专业，压缩冷门内容，采取专业互补的形式，拓宽专业发展方向，尽可能增加知识含量。此外，化学工程专业应紧密与生产实践相结合，通过建立不同种类的培训基地，在打好基础理论知识前提之外，尽可能增加实际操作的经验，以便毕业后很快适应工作环境。
（三）教育模式落后，学生创新能力不足
人才的竞争是一切竞争的核心。教学模式的落后直接导致学生创新能力不足，难以承担新领域开发和高新技术研发的重任。高校教学仍然遵循过去传统的教学模式，单一的授课模式容易导致学生缺乏学习化学工业的热情，进而导致学生缺乏创新意识。这也是目前高校教学中存在的主要问题之一。针对上述情况，未来高校必须在人才培养以及课程教学方面有所改变，适应当今社会对化工人才的要求和化工产业未来的发展方向。具体说来，可从基础专业知识和课程改革入手，打造高素质专业人才。
二、高校化工类人才培养模式及课程改革探讨
（一）适应社会发展，拓展专业外延和内涵
1.重视新兴专业，与社会接轨。近年来，高新科技发展突飞猛进，与人们生活有关的各种新科技层出不穷，特别是生物化工与新能源等发展十分迅速，在日常生活与生产方面发挥越来越大的作用。我们高等教育院校应该抓住当前发展契机，重视新兴产业的出现和发展，努力调整专业课程，与社会发展接轨。特别是生物制药、节能减排、环境保护等作为人类的重要课题，近年来引起了人们的极大重视，这些都是当前化学工程未来的发展方向和重要领域。高校教育应及时了解行业最深动态，调整教学方案，以适应当前化工行业发展的现状。
2.把握发展趋势，发掘专业内涵。化学工程最早包括“化学工程”、“化工自动化”等几个板块，但就目前的形式看，仅仅围绕这几个传统板块展开教学已不能满足现在的产业发展现状，应在原有基础上发掘专业内涵，确保传统人才培养紧跟学科发展趋势，不断充实基础知识和专业知识。另外，根据信息技术在化工领域应用的愈加广泛的特点，一方面将其纳入传统课程体系，另一方面，与信息学院、生物学院等展开合作，探索和实践复合型人才培养模式，使化学工程焕发新的生机。
（二）深化教学改革，提升人才培养质量
美、英、德等西方发达主义国家早就将“通识教育”作为高等教育的核心内容，澳大利亚也明确指出到2020年高等教育的使命是输送符合国家和全球劳动力市场需求的、有知识、技能和适应能力的优秀人才。我国紧跟世界发展步伐，也将提高教学质量作为未来一段时间教育领域发展的重要领域来把握。尤其当前我国“世界工厂”的地位，导致对于人才需求的变化速度非常快，毕业生也面临日益严峻的就业压力，因此，深化教学改革，提升人才培养质量成为当前教育领域的重点。
1.变革课程体系，注重课程质量。本着务实专业基础，注重能力培养的原则，高等院校，特别是石油高校应认真梳理与优化传统化工课程，同时根据现代化工发展方向和发展重点，打造适应化工人才培养的专业课程体系，这不仅要求高校对传统课程进行整合，更要抓住重点，利用化工学科与其他学科的交叉点，拓展化工专业课程，与其他课程相互支撑，形成一个有机整理，以满足新形式下的化学工程技术发展要求。努力提高课程质量也是当下高校发展需着重考虑的重要方面，如何将枯燥的原理课程讲得精彩、生动，培养学生对于化工产业的热爱并激发学生投身化工实业的热情，这是衡量课程质量的一个重要标准。根据一项研究调查显示，在化工专业毕业生对高校教学效果等评价中，与世界总平均值相比，中国化工教育只有教师优秀与敬业精神一项略高于平均值，而包括教师激励作用、就业所需课程深度、授业满意度以及课程组织优劣等其他四项评选，中国的得分全部低于世界平均值。这其中尤其需要警惕的是，中国学生学习化工专业愉悦程度仅仅为67%，这一成绩远远低于美国、澳大利亚以及英国等同类学生，这一调查结果也给我们化工教育从业人员敲响了警钟。
2.加强创新实践教学环节。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。实践教学环节对于学生创新能力的培养非常重要，高校可利用自身资源和外部条件，从实验教学和实习教学两方面加强学生实践能力。高校可利用现有实验室，开设大量综合性、设计性、研究性等实验项目，将创新能力培养融入实验教学过程中，启发学生主动探索创新，增强学生的创新意识。实习教学作为化工专业极为重要的一个环节，在培养学生实践能力的过程中也起到极为重要的作用。过于单一、落后的教学模式很难适应当前瞬息万变的就业环境，必须积极的组织实习教学，建立高效与高新技术企业之间的合作关系，通过人才输送等渠道加强学生与企业之间的联系，有效调动学生学习的积极性、主动性，并在实习教学过程中及时发现问题、解决问题。
3.构建优良育人环境。在我国高校教育领域，过去往往过分强调“教书”，而忽略了“育人”；过分强调“教学”，而忽略了“教育”。这种情况导致的结果就是，高校毕业生很多时候不能适应社会发展的需求，所学专业仅仅局限于课本知识，缺乏应有的动手操作能力，或者所学知识与社会脱节，最终不得不背弃自己所学专业。西方教育在之前的发展过程中也曾出现过类似情况，而中国目前这种情况则相当突出。我们如何吸取发达国家的经验教训，将可迁移性技能培养作为基础知识领域外的重要环节，努力培养学生可迁移性技能是高校教育的必由之路。除了这些基础知识的培养外，更应该注重大学生心理健康与道德品质方面的培养，学生可通过良好的素质进行自觉地学习与提升，很快适应未来的就业岗位与就业环境，这是高校未来人才的培养方向。在高校课程设置过程中，以专业知识为主线，以可迁移性技能培养为辅线，增加学生团队合作的机会，进一步提高学生合作精神和交流理解水平，不断提高大学生解决实际问题的能力，使其成为社会与企业放心人才。
三、结语
今年来，由于生物技术的快速发展，使得我国生物学工程的发展也在不断向前，并已有一定的基础。调查显示，当前生物化工的产品已经涉及到保健、医药、农药以及食品等各个领域与方面。①在医药方面，抗生素得到迅猛发展，并且在临床中的使用最普遍，相关数据表明，目前我国抗生素的产量达到世界首位，此数据还在不断增长；②在农药方面，生物化工的农药品种也层出不穷，主要包括井霉素、赤霉素以及苏云金杆菌等，该技术不断进步，并且逐步满足了我国农业生产的需要；③在食品与饲料方面，氨基酸、柠檬酸等的产量不断加大，并呈现数倍增产的趋势，该产品已经不只为了满足于本国市场，还出口到世界各国。
2、我国生物化学工程发展中所存在的问题
经过深入调查分析可知，由于各种因素的限制，使得我国生物化学工程在发展过程中也存在着许多问题与不足，也将面临着新的挑战，本文主要从以下几方面的问题着手分析：
（1）我国生物化学工程的产品结构布置不够科学，许多企业往往存在品种单一、低档次等问题，不能满足当今市场的需求。对于档次较高的医药生化产品例如激素类、干扰素、药用多肽等，在我国的生产技术还不完善，不能满足本土市场需求，每年还需花费大量资金从国外进口。
（2）当前我国的生物化工产业主要局限于轻工、医药、食品业等。所以，许多企业对生物化工产品尤其是精细化工产品这一领域的了解不足，不利于扩大生产，更不用说通过这些技术引领企业走向世界。此外因生物化学发展速度较快，我国相关部门对该行业的研究及规范还不成体系，导致生产过程中的能源消耗大，环境污染严重，技术在低水平徘徊。
（3）在生产技术上存在许多不足，生产设备与工艺配套不完善，上下游技术不配套，产物的收得率低，生产成本高企业效益低。相关数据表明，虽然目前我国的产品如柠檬酸、乳酸等的发酵水平较高，但其他绝大多数产品的技术明显低于国外。从而，某些企业为了引进新技术提高生产效率，只能每年都要投入大量资金从外国进口细胞破碎机、生物反应器、计算机监控设备以及生物传感器等，不利于企业的长期生产目标。
（4）我国生物化学工程的发展历史较短，基础研究的投入较薄弱，还没有形成一个完整的科研体系，技术创新能力不强，同时，相关企业的技术开发、技术吸收能力差。调查显示，当前该行业的生产发展多数依靠传统的粗放型扩大投资的增长模式，从而生产效益低下、市场竞争力不强，不利于企业的发展。
3、我国生物化学工程发展问题的解决建议
本文经过深入探究分析我国生物化学工程发展过程中所存在的问题，并借鉴国外先进技术，主要从以下几方面来解决当前的问题：
（1）合理调整产业化结构，扩大并发展高档次的产品。例如加大对医药生化产品、功能性食品及添加剂等高档产品的研发与生产。此外，使生物化学工程的发展呈现多元化，着重生产如生物色素、微生物多糖、工业酶制剂以及表面活性剂等多种精细化工产品以及采用传统技术无法生产的产品，从而提高企业的经济效益与市场竞争力。
（2）不断扩大生物化工的生产规模，提高竞争力。因此，我国相关部门应该出台更多有效措施来鼓励建设大型的生物化工企业，使之能够将研发、生产、销售融于一体，从而节省生产成本。尤其要加大力度去培育一批科技创新型企业，此外，还要鼓励那些具有发展生物化工产业的企业加入该技术发展行列，向着创新型生化公司的方向发展，并淘汰那些生产技术落后，市场竞争力低下的企业，从而提高我国整体生物化工行业的竞争力，并有利于扩大我国生物化工的产业规模。
【关键词】化学工艺学 教学改革 石油化工
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2012）16－0001－02
广东石油化工学院坐落于中国南方最大的石油生产基地——广东省茂名市，为华南地区唯一一所石油化工特色院校。学校的化学工程与工艺专业是国家级特色专业建设点，毕业生遍布全国各地的石油化工行业，就业具有很强的针对性，深受用人单位欢迎。广东石油化工学院化学工程与工艺专业人才培养的目标是为社会输送具备化学工程与工艺基本理论、基本知识和基本技能，具有较强工程实践能力、良好的创新意识和较高综合工程素质的人才。毕业生能在石油炼制、石油化工、能源、环保、材料等部门从事工程设计、技术开发、生产管理等方面的工作。化学工艺学作为该专业一门重要的专业课，是基础化学、化工热力学、化学反应工程、化工原理等课程的综合应用。通过该课程的学习，要求学生掌握化工生产的基本原理、主要化工产品的生产方法、工艺流程等。在化学工艺学课程教学中，应注重强化学生的工程意识和基础知识的实际应用能力。
一 结合石油化工特色，创建课程群
从人才培养的角度看，石油化工高校培养的毕业生应具有较强的工程实践能力、良好的创新意识和较高的综合工程素质，以适应石油炼制或石油化工等相关行业的人才需求。毕业生不但要懂得某一专业的基础理论，还要具有某一岗位所需要的生产操作和组织能力，并能在现场进行技术操作和改进，解决生产实际问题。因此，广东石油化工学院石油化工专业所培养的人才具有基层性、实用性和技术性，这是本专业区别于其他普通高校教育的一大特色。根据本专业的特点和学生的基础及接受能力，以培养学生的综合实践操作能力和创新能力为主线，可将石油炼制工程、石油化工产品分析技术、石油产品应用技术与开发、石油储运基础等课程创建一个课程群，围绕本专业人才培养目标，对各课程的主要内容进行精选优化，调整化学工艺学的教学内容。可从这些主干课程中选择一些典型的石化产品，作为化学工艺学的教学案例，分析这些石化产品的生产方法、工艺流程、工艺参数、条件影响等。这种处理方式对课程群里面其他的课程教学可起到辅助和巩固的作用。
二 优化和更新化学工艺学的教学内容
根据教学大纲对教学内容进行处理，把各章节内容按照了解、掌握、应用、设计等不同要求作详细的定位。例如，对于工业生产中已经不采用的生产方法，只要求学生了解某种工业过程可能有多种生产方法即可；对需掌握的内容，可以要求学生对各种生产方法进行比较，分析其适用范围、效果、操作条件、能耗等，从技术经济的角度选择生产方法。学生不仅要掌握教材介绍的几种基本化工产品的生产，而且其生产--方法要会应用，能够举一反三，要能设计出一些简单的生产工艺。例如，在讲授合成氨时，可以先引入哈伯法合成氨工艺的历史及哈伯本人的一些简介，既可以提起学生对合成氨工艺的学习兴趣，又可以了解一些名人的事迹。当学生有了兴趣之后，可以从不同的原料角度，引入不同的生产工艺，如以煤为原料，以天然气为原料，以重油为原料的合成氨工艺，其各自的工段均有所不同，可以在讲授完后让学生总结各不同原料合成氨工艺的异同，这样学生学完之后印象深刻，可以吃透这部分内容。
另外，在组织化学工艺学教学内容时，应着重突出石油化工特色。在第一次化学工艺学讲授过程中，让大家认识到本门课程的针对性、重要性及实用性。在第一章“绪论”部分组织讲授材料的时候，可以结合茂名炼油产业链，围绕几个关键词如石油化工、石油炼制、乙烯工业、茂名乙烯、石化工业区等展开内容学习。例如，乙烯工业是指以石油馏分为原料裂解生产乙烯为主，同时生产丙烯、丁烯、芳烃等产品的生产过程。乙烯是石油化工的基本有机原料，目前约有75%的石油化工产品由乙烯生产。乙烯主要用来生产聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯等多种重要的有机化工产品，乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的标志。再如，对乙烯产品结构的介绍（塑料类、合成橡胶类、液体化工类）；对长三角、珠三角、环渤海湾大型炼化一体化企业集群及沿长江产业带分布的介绍等，这些内容可以让学生清晰地认识未来的就业方向、就业区域和就业前景。在这种情况下，学生会充分认识到化学工艺学这门课程的针对性和重要性，在后面的时间里自然会重视这门课程的学习，因为这些内容的学习与他们未来的就业息息相关。
围绕本专业人才培养目标，针对毕业生的就业特点，广东石油化工学院的化学工艺学这门课应该调整教学内容，注重重点内容的凝练。其重点内容应围绕乙烯工业展开。
如以茂名石化乙烯为例，学习乙烯生产原理、工艺技术、产品应用等基本知识；以茂名石化工业区为例，学习乙烯下游产业链、产品应用等基本知识。
乙烯生产原理主要包括乙烯生产过程中的化学反应规律、反应机理、热力学及动力学分析，乙烯生产的工艺参数和操作指标（如原料性质及评价、裂解温度、烃分压、停留时间、裂解深度等）及乙烯生产的工艺过程等。
三 适当引入双语教学
朱家华，2011年“国家优秀自费留学生奖学金”获得者。1983年出生，2006年获扬州大学应用化学工科学士学位，2009年获南京工业大学化学工程硕士学位。同年起于美国拉马尔大学攻读化学工程博士学位。博士期间主攻先进纳米聚合物复合材料的制备、表征以及在能源储存和环境保护方面的应用。目前已在Macromolecules、Chemical Communication等SCI期刊40余篇。参与《半导体纳米技术百科全书》等书籍的编写工作。多次在国际会议上介绍研究成果并作口头报告。
获得自费生奖学金对我是一项崇高的荣誉。在国外攻读博士学位期间，遇到了种种的困难，包括语言障碍、仪器操作、撰写论文等，但是在导师的指导、家人的关爱和朋友的帮助下，克服了所有的难题。在此特别感谢所有帮助过我的人，尤其要感谢祖国的支持与培养。——白振华
白振华，2011年“国家优秀自费留学生奖学金”获奖者。1983年出生，2005年获内蒙古大学电子科学与技术专业学士学位，2008年获河北工业大学微电子学与固体电子学专业硕士学位，2012年获日本神户大学光学工程专业博士学位。毕业后在新加坡南洋理工大学进行1年博士后研究，目前在美国艾奥瓦州立大学继续研究工作。研究方向为开发高效的可见及红外光区域荧光纳米材料，应用于激光及生物成像方面。留学期间，在国际知名学术期刊上发表文章13篇，其中7篇为第一作者。
在美国留学的5年，是学业充实的5年，也是充满艰辛和坎坷的5年。能够获得自费生奖学金，我十分感激国家对海外学子的殷切关怀。它不仅是对我们学业成就的一种肯定，更激励着我们今后在科研的道路上披荆斩棘，有朝一日运用自己所学为祖国的繁荣发展添砖加瓦。——盛
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盛，2011年“国家优秀自费留学生奖学金”获得者。1985年出生，2007年于南京大学化学化工学院获得理学学士学位，分别于2010年、2012年获美国加州大学洛杉矶分校化学与生化系硕士、博士学位。研究方向为锰超氧化物歧化酶的结构与机理，铜锌超氧化物歧化酶的沉淀机理以及其诱发肌萎缩性侧索硬化症的原因。留学期间，研究成果发表在Proc. Nat. Acad. Sci.，J. Am. Chem. Soc.等国际学术期刊。
技术成就市场领先地位
市场领先地位：公司在化工、石油化工工程承包市场居于领先地位。目前国内化工、石油化工工程市场，形成了以三大央企占据市场份额50%的相对垄断特征。三大央企包括中国化学、中石油下属的中国石油（601857）建设工程公司和中石化集团下属的中国石化（600028）工程建设公司。其中，中国石油建设工程公司和中石化建设工程公司主要承接集团公司内开发的石化工程项目，定位于集团公司投资项目的建设。中国化学在市场份额方面具有相对垄断地位，除部分承接一些石化双雄的业务标段外，主要客户还包括神华集团、中煤集团、中电集团、大唐国际等。
强大的EPC工程承包能力：公司之所以处于市场领先地位，在于以技术创新为核心的强大的EPC工程承包能力。不同于一般建筑施工承包，化工工程承包具有专业性强、技术含量高、建设难度大的特点，因此多表现为EPC工程承包。其竞争主要表现在专有的核心工艺技术、工程转化能力和为业主提供全过程、多功能、全方位的服务能力上，拥有较高的技术和资金门槛。公司拥有雄厚的研发实力、先进的技术、良好的商业信誉及丰富的投融资经验，在国内化工、石油化工行业、煤化工行业、多晶硅行业的工业工程领域拥有较强的竞争优势。目前公司拥有工程设计综合甲级资质4项，工程勘察综合甲级资质3项，行业工程勘察、工程设计甲级资质17项，一级施工总承包资质27项，一级施工专业资质32项。
强大的技术实力：通过自主创新、集成创新和引进消化吸收再创新以及工程实践，公司储备了大量的工艺、工程、施工和项目管理技术，具备较强的工艺技术研发、工程转化能力。公司在化工及石油化工工程领域拥有强大的核心技术优势，在石油能源的替代产品如甲醇等、太阳能能源涉及的硅材料等能源产品工业化领域拥有一批专有技术或技术专长，使得公司成为国内少数能运作超大型超复杂项目的工业工程公司之一。
丰厚的技术储备：预计在2010年前将取得重大突破的科研项目共有52项，其中包括市场普遍关注的煤化工前沿技术，如FMTP（甲醇制丙烯）、MTA（甲醇转化制芳烃）、IGCC（大型煤制合成氨、制氢和制油品以及联合循环发电），以及尼龙-11树脂、多晶硅工艺、大体积超密集钢筋砼施工技术等新领域、新工程工艺技术。
技术创新机制：为巩固和扩大公司的专业技术优势，公司确立了技术创新的战略地位。在创新机制方面，形成了统一规划、合理分工并以项目方式运作的技术开发机制、多元化的技术研发费用投入机制、技术创新的考核激励机制，通过与高等院校、科研单位和相关产业企业建立战略合作关系，组成产学研技术创新战略联盟。
开拓国际市场
公司的国际业务主要集中在南亚、东南亚、中东和非洲等地区，大概占总收入的14.64%左右。
国际工程承包市场的发展机遇：随着亚非地区经济的不断发展，亚、非各国的基础建设工程需求逐年增加。这些国家拥有丰富的石油和矿产资源，但受到自身技术、人才、资金等资源的限制，无法独立完成工程建设任务，这为公司拓展国际市场提供了良好的市场机遇。
国际市场发展战略：公司将大力开发海外市场，以提升海外业务的业绩贡献。通过建立境外经营网络，巩固发展公司的传统市场，重点开发潜在市场，特别是关注具有能源、资源战略意义和具有政治外交意义的重大项目；在亚洲（特别是中亚、中东、东南亚、南亚）、澳洲、非洲、北美和南美等地区培植当地人士或有影响的华人为稳定的中间商，在已有基础且市场前景好的国家和地区设立公司的驻外办事机构。
产业链一体化
近年来，在确保传统优势项目化工、石油化工工程承包市场份额的前提下，公司不断向有技术、设计优势的上下游产业拓展。目前，工业工程承包拓展到煤化工、多晶硅以及其他工程承包业务；未来将加大向上游装备制造业、下游资源类项目的拓展。工程设备、工程材料成本占工程总成本的比重约40%-50%，且呈逐步上升态势。目前公司所用工程工程装备主要采用以下采购形式：标准设备以国内订购为主，部分国外订购；非标准设备主要由自己生产，目前承建项目中自制设备占到约1/3。公司计划未来将加强工程装备制造业务，以丰富产业链。
新兴工程业务增长迅猛
在传统化工、石化工程领域，历史上公司曾负责承建了吉林、大庆、兰州、齐鲁、南京、上海、大连、太原、乌鲁木齐等大型化工、石化基地；在大型化肥、复合肥、精细化工、日用化工、甲醇、新型材料、农药、碱类、酸类等类型的工程领域处于国内领先地位。“十五”期间单独或者参与建设国家、行业和地方重点工程项目100余项。
化工、石油化工工程建设通常具有高温、高压、易燃、易爆等特点，从设计到施工的整个过程中均有很高的技术要求；同时，在一个完整工厂的建设中，还包括电力供应、污染处理甚至住宅建设等各个方面的工程。公司凭借在化学工程领域长期的经验累积、雄厚的研发实力、先进的技术，能够比较容易地进入其他相关工程领域，使本公司的业务具有很强的延展性，一旦遇到单一市场的紧缩，可以很快调整方向，开创新的工程市场领域。
近年来，公司加大了业务多元化的步伐，在确保化工石化传统市场份额的前提下，不断向有技术、设计优势的上下游产业拓展。目前，公司主营业务包括工程、勘探设计，其中工程根据行业特性除了传统的化工及石化之外，还包括了煤化工、多晶硅以及其他工程承包业务。
投资建议
化工工程最坏的时候可能已经过去，西部大开发和兴东北老工业基地的战略的持续推进加快了化工新项目（煤化工、大型石化项目等）的上马，中国化学进入新的发展阶段。
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