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時(shí)間：2023-07-04 09:26:11
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碳酸鹽巖層系中常伴有硫酸鹽巖的沉積，在一定溫度和壓力下，硫酸鹽巖跟干酪根降解生成的烴類接觸會(huì)發(fā)生熱化學(xué)還原反應(yīng)（Thermochemical Sulfate Reduction，簡(jiǎn)稱TSR）。TSR是油氣藏中有機(jī)流體-巖石相互作用的核心研究?jī)?nèi)容之一，對(duì)于油氣藏的次生變化具有重要的影響。目前有資料表明[1-5]，TSR可能會(huì)在油氣藏生成和運(yùn)移過程中發(fā)揮加硫作用生成有機(jī)硫化物，這些有機(jī)硫化物蘊(yùn)含豐富的地球化學(xué)信息，對(duì)于油氣對(duì)比，確定油氣成熟度方面具有重要意義。
近年來，隨著對(duì)碳酸鹽巖油氣藏中有機(jī)硫化物結(jié)構(gòu)、組成及TSR成因研究的深入，尤其是對(duì)噻吩類、苯并噻吩類和二苯并噻吩類化合物的研究發(fā)現(xiàn)[6-8]，在較高的溫度下，噻吩系列化合物可以轉(zhuǎn)換成苯并噻吩和二苯并噻吩系列化合物。二苯并噻吩由于具對(duì)稱的分子結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性很高，因此具有較寬的熱成熟度范圍[9-12]，如果二苯并噻吩類化合物隨熱演化而發(fā)生規(guī)律性的變化，則不失為一個(gè)良好的熱成熟度指標(biāo)[13]。但是，作為高-過成熟階段的碳酸鹽烴源巖噻吩系列、苯并噻吩系列和二苯并噻吩系列化合物的TSR成因及機(jī)理方面的研究國(guó)內(nèi)外鮮有報(bào)道。
原油與硫酸鹽發(fā)生TSR反應(yīng)油相產(chǎn)物中有機(jī)硫化物的種類和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，尤其是稠環(huán)硫醚和噻吩類性質(zhì)不活潑，與大量存在的飽和烴及芳香烴相似[14]；同時(shí)這類物質(zhì)沸點(diǎn)高、分子量大，超過氣相色譜的氣化極限（500℃），不能通過氣相色譜進(jìn)行分離，因此傳統(tǒng)的方法難以研究有機(jī)硫化物的組成和分布。傅里葉離子回旋共振質(zhì)譜儀（FT-ICR MS）是一種超高分辨能力的新型質(zhì)譜儀，可以從分子元素組成層次上研究有機(jī)硫化物的組成。有機(jī)硫化物經(jīng)甲基化反應(yīng)衍生為甲基锍鹽，然后通過正離子電噴霧（ESI）FT-ICR MS分析，得到硫化物的信息。锍鹽類化合物在質(zhì)譜圖中表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)譜峰的鑒定，以等效雙鍵值（DBE）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，DBE為雙鍵和環(huán)烷數(shù)之和。
文章利用FT-ICR MS分析原油與硫酸鎂反應(yīng)油相產(chǎn)物中的有機(jī)硫化物分布，并初步探討了有機(jī)硫化物的地質(zhì)成因。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 實(shí)驗(yàn)裝置和主要試劑
選用勝利原油與硫酸鎂的反應(yīng)體系進(jìn)行熱壓模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置主要由200mL高壓反應(yīng)釜、氣路和取樣分析系統(tǒng)組成。反應(yīng)釜為江蘇海安石油科研儀器有限公司W(wǎng)YF-1型高壓釜，控溫精度為±1℃。將20g原油、10g無(wú)水硫酸鎂及10ml去離子水依次加入到石英杯中，然后將石英杯置于高壓反應(yīng)釜內(nèi)抽真空。
無(wú)水硫酸鎂、1，2-二氯乙烷、二氯甲烷 碘甲烷、四氟硼酸銀、正己烷、甲苯和甲醇均為分析純，勝利原油的性質(zhì)見表1。
表1 勝利原油的性質(zhì)
1.2 實(shí)驗(yàn)條件與分析方法
熱模擬反應(yīng)溫度點(diǎn)為350℃、375℃、400℃、425℃、450℃，由于低溫時(shí)反應(yīng)較難進(jìn)行，室溫到250℃時(shí)對(duì)反應(yīng)釜采取滿負(fù)荷直接加熱的方法。250℃到最終的反應(yīng)溫度采取程序升溫的方法： 250℃～350 ℃，40h；250℃～375℃，35h；250℃～400 ℃，30h；250℃～425℃，25h；250℃～450℃，20h。程序升溫結(jié)束后，待高壓釜冷卻至室溫時(shí)，打開釜蓋，用移液管抽出釜中油水混合液，用微型分液漏斗對(duì)油、水兩相混合液進(jìn)行油、水分離。用庫(kù)侖儀對(duì)油相產(chǎn)物的總硫進(jìn)行分析，利用FT-ICR MS分析油相產(chǎn)物中有機(jī)硫化物的分布。
1.3 甲基衍生化反應(yīng)及樣品制備
油樣經(jīng)甲苯萃取脫水后取200mg，進(jìn)行三次重復(fù)反應(yīng)。單次反應(yīng)步驟如下：油樣由2mL二氯甲烷完全溶解后，加入50μL碘甲烷、2mL0.5mol/L的四氟硼酸銀的二氯乙烷溶液（g?L-1），超聲振蕩使其混合均勻；避光條件下靜置48h。將反應(yīng)后的混合物離心分離碘化銀沉淀后，得到甲基化產(chǎn)物。油相甲基化產(chǎn)物10mg溶于1mL二氯甲烷中，取5μL用1mL甲苯/甲醇/二氯甲烷（3：3：4）稀釋，進(jìn)行正離子ESI FT-ICR MS 質(zhì)譜分析。
1.4 儀器工作條件
使用中國(guó)江蘇科苑儀器公司XY-101 庫(kù)侖儀對(duì)油相產(chǎn)物總硫含量進(jìn)行分析，爐溫入口 500℃，爐溫出口 850℃，汽化室溫度60℃，燃?xì)饬魉?0mL?min-1，氮?dú)饬魉?60mL?min-1，試樣氣體流速30mL?min-1。
使用美國(guó)Bruker公司Apex-Ultra 9.4T型FT-ICR MS質(zhì)譜分析油相產(chǎn)物中有機(jī)硫化物的分布，進(jìn)樣流速150μL?h-1，極化電壓-2500V，毛細(xì)管入口電壓-3000V，毛細(xì)管出口電壓320V，離子源六極柱直流電壓2.4V，射頻電壓300Vpp；四級(jí)桿Q1=250Da，射頻400Vpp；碰撞池氦氣流量0.3L?s-1，碰撞能量-1.5V，貯集時(shí)間4s，離子導(dǎo)入分析池飛行時(shí)間1.3ms；采集質(zhì)量范圍200-750Da，采集點(diǎn)數(shù)4M，采集64次，激發(fā)衰減11.75db。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
圖1是勝利原油與硫酸鎂發(fā)生TSR反應(yīng)油相產(chǎn)物中總硫含量與溫度的關(guān)系。從圖1可知，隨著溫度的增加，油相產(chǎn)物中總硫含量先增加后降低，375℃以前，反應(yīng)后的油體產(chǎn)物中總硫含量均高于反應(yīng)前原油中的硫含量，原因可能是勝利原油中的硫化物多為硫醚、噻吩系列的相對(duì)較穩(wěn)定的硫化物，在較低溫度下這類硫化物很難分解，同時(shí)TSR產(chǎn)生的硫化氫會(huì)繼續(xù)與原油中的一些烴類發(fā)生加硫反應(yīng)，生成一部分硫化物，導(dǎo)致反應(yīng)后油相中的硫含量增加。當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到一定程度后，油相中相對(duì)穩(wěn)定的硫化物開始裂解，硫化物的生成速率彌補(bǔ)不了其分解速率，導(dǎo)致總硫含量降低。400℃以后，總硫降低的趨勢(shì)變緩，可能此時(shí)油相中的硫化物主要以在高溫下也較難分解的苯并噻吩系列為主。
圖2是勝利原油在450℃油相甲基化產(chǎn)物正離子FT-ICR MS質(zhì)譜圖，從圖中可知，質(zhì)量分布主要集中在200Da-500Da之間，質(zhì)量重心在280Da附近，選擇m/z=339的質(zhì)量點(diǎn)，在N1S1>O1S1>S2≈O2S1。雖然反應(yīng)后的油相化合物中含有很多含硫雜原子類型化合物，但S1類化合物的豐度仍然占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。不同雜原子及縮合度類型化合物的DBE及碳數(shù)分布圖見圖4。
圖3 油相甲基化產(chǎn)物不同雜原子類型化合物相對(duì)豐度
S1類化合物。S1類化合物等效雙鍵DBE值分布在1-18范圍內(nèi)，主要集中在6-10之間，碳數(shù)分布在C6-C12相對(duì)豐度較強(qiáng)。由于油相在較高溫度下受過熱化學(xué)作用，異構(gòu)化程度較低的鏈狀烷烴消失，S1類化合物的等效雙鍵DBE值最低為1，未鑒定出DBE=0的S1說明不存在鏈狀硫醚。DBE=1、2的硫化物分別為一元環(huán)和二元環(huán)硫醚。DBE=3硫化物對(duì)應(yīng)噻吩，DBE=6和9具有明顯的豐度優(yōu)勢(shì)，分別對(duì)應(yīng)苯并噻吩和二苯并噻吩。
S2類化合物。S2類化合物的DBE介于4-15之間，縮合度高于S1，傳統(tǒng)的方法難以分析。由圖5可知，DBE=5，8、11系列的相對(duì)豐度較高。DBE=5的硫化物可能是噻吩環(huán)上再并入一個(gè)環(huán)狀硫醚，DBE=8的硫化物可能是苯并二噻吩，而在二苯并噻吩骨架上再并入一個(gè)噻吩其分子縮合度DBE值剛好為11。S2類化合物中存在大量的噻吩型和硫醚型結(jié)構(gòu)在同一分子中的化合物。
O1S1類化合物。O1S1類化合物分布重心相對(duì)分散，縮合度分布范圍較寬，在1-18之間，DBE值在3、4的化合物優(yōu)勢(shì)比較明顯。DBE=3的硫化物可能是噻吩環(huán)上帶有一個(gè)羥基的化合物，或者是帶有羥基的三環(huán)環(huán)硫醚。DBE=4的硫化物可能是噻吩環(huán)上再并入一個(gè)帶有羥基的環(huán)。
O2S1類化合物。O2S1類化合物在ESI質(zhì)譜圖中顯示很強(qiáng)的豐度，對(duì)應(yīng)的化合物主要是環(huán)烷酸[15，16]，而含有一個(gè)硫原子的化合物又是原油中含量最多的硫化合物，所以O(shè)2S1類化合物是環(huán)烷酸分子中雜化一個(gè)硫原子或者含硫化合物被羧基取代形成的。在圖4中DBE=8的化合物豐度最高。其結(jié)構(gòu)可能是苯并噻吩分子結(jié)構(gòu)中并入二元環(huán)的環(huán)烷酸。
N1S1類化合物。N1S1類化合物DBE介于4-15之間，DBE=4系列的豐度較高，可能是一元環(huán)硫醚接到吡咯骨架上形成的產(chǎn)物。
圖5是勝利原油與硫酸鎂反應(yīng)體系油相產(chǎn)物在350℃-450℃下S1類化合物的各相對(duì)豐度。由圖中可知，隨著溫度的升高，豐度較高的硫化物DBE值也升高。在350℃時(shí)，DBE=1、2、3和5系列的豐度較高，此時(shí)的硫化物主要是環(huán)狀硫醚和噻吩系列。當(dāng)達(dá)到400℃時(shí)，DBE=1、2、3、6和9系列的豐度較高，此時(shí)硫化物主要組成不僅有環(huán)狀硫醚和噻吩系列，而且還有苯并噻吩系列和二苯并噻吩系列。當(dāng)溫度達(dá)到425℃時(shí)，DBE=6和9系列的硫化物豐度較高，DBE較低的硫化物含量逐漸失去優(yōu)勢(shì)。當(dāng)溫度達(dá)到450℃時(shí)，DBE= 9系列的硫化物豐度最高，說明此時(shí)油中硫化物主要是二苯并噻吩系列。因此，在模擬實(shí)驗(yàn)中隨著反應(yīng)溫度的升高，油相產(chǎn)物中有機(jī)硫化物的演變過程是一個(gè)由噻吩系列逐漸到苯并噻吩系列再到二苯并噻吩系列的過程。
原油中含有大量的鏈狀化合物和含有側(cè)鏈的烴類化合物，這類物質(zhì)與TSR產(chǎn)生的無(wú)機(jī)硫（S，H2S或HS-）作用會(huì)生成噻吩，夏燕青的實(shí)驗(yàn)已驗(yàn)證這一點(diǎn)[6]。硫是強(qiáng)電負(fù)性元素，可以將烷烴等飽和鏈狀化合物逐步改造成烯烴、共軛雙烯以及共軛多烯。共軛雙烯與元素硫作用形成噻吩，共軛多烯形成后可以環(huán)化形成多種芳烴化合物。如果噻吩類化合物側(cè)鏈上還有鏈狀烴基或者帶苯環(huán)的結(jié)構(gòu)，在較高的溫度下會(huì)繼續(xù)向苯并噻吩類化合物轉(zhuǎn)變，這就是在模擬實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到高溫油相產(chǎn)物中苯并噻吩和二苯并噻吩豐度占優(yōu)勢(shì)的主要原因。在沉積條件相同的情況下，油氣藏中噻吩系列和苯并噻吩系列的相對(duì)含量可以作為成熟度的指標(biāo)。
3 結(jié)論
利用高壓釜反應(yīng)裝置，在高溫高壓含水條件下對(duì)勝利原油與硫酸鎂熱化學(xué)還原反應(yīng)體系進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究。利用傅里葉離子回旋共振質(zhì)譜儀對(duì)反應(yīng)后的油相產(chǎn)物的總硫變化和油相硫化物的組成分布進(jìn)行了分析。
外周中心靜脈置管（PICC）現(xiàn)已作為化療靜脈給藥的重要途徑，與傳統(tǒng)靜脈給藥和鎖骨下靜脈置管給藥相比，具有安全、可靠、留置時(shí)間長(zhǎng)、并發(fā)癥少等優(yōu)點(diǎn)，在臨床得到廣泛應(yīng)用，并取得顯著療效[1]。PICC置管有著不可預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)，可出現(xiàn)系列并發(fā)癥，導(dǎo)致留置管失敗。流程管理是對(duì)傳統(tǒng)的管理理念進(jìn)行改造、完善，以持續(xù)提高組織業(yè)務(wù)績(jī)效為目的的管理方法[2]。為了減少PICC患者的并發(fā)癥，控制置管風(fēng)險(xiǎn)，我科進(jìn)行了PICC流程管理再造，取得滿意效果，現(xiàn)報(bào)道如下。
1 資料與方法
1.1 臨床資料 收集我科2011年1月～2012年12月血液病化療患者PICC置管463例的相關(guān)資料，其中男243例，女220例；年齡18～76歲，平均（48.5±11.6）歲；白血病155例，淋巴瘤87例，多發(fā)性骨髓瘤82例，再生障礙性貧血75例，其它64例；首次化療124例，多次化療339次。將流程管理前（2011年1～12月）225例視為對(duì)照組，將流程管理后（2012年1月～12月）238例視為實(shí)驗(yàn)組，兩組患者性別、年齡、病情等比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p>0.05）。
1.2 方法
對(duì)照組按照PICC置管常規(guī)進(jìn)行護(hù)理及管理，即置管前宣教、置管中配合、置管后維護(hù)；實(shí)驗(yàn)組在對(duì)照組的基礎(chǔ)上進(jìn)行管理流程再造。
1.2.1 加強(qiáng)組織管理 成立PICC置管質(zhì)控護(hù)理小組，質(zhì)控組長(zhǎng)由護(hù)士長(zhǎng)擔(dān)任，副組長(zhǎng)由科室臨床護(hù)理經(jīng)驗(yàn)豐富、PICC置管技術(shù)過硬的高年資護(hù)士擔(dān)任，成員由科室專業(yè)護(hù)士組成。質(zhì)控小組根據(jù)我科置管現(xiàn)狀，結(jié)合PICC置管技術(shù)準(zhǔn)入要求，進(jìn)行PICC置管流程改進(jìn)，并制定流程管理考核標(biāo)準(zhǔn)。
1.2.2 培訓(xùn)及考核 通過參加外出、醫(yī)院及科室組織的“PICC置管臨床規(guī)范應(yīng)用”學(xué)術(shù)講座，原則上護(hù)師以上職稱人員需取得“PICC置管資質(zhì)證書”。要求每位專科護(hù)理人員必須掌握PICC置管相關(guān)知識(shí)及操作技能，能處理置管出現(xiàn)問題，有一定風(fēng)險(xiǎn)防范評(píng)估能力，質(zhì)控小組定期進(jìn)行目標(biāo)考核。
1.2.3 內(nèi)容 ①操作前：對(duì)需要進(jìn)行PICC置管的患者，主動(dòng)了解其情緒、病情，查看患者的血常規(guī)、出凝血時(shí)間報(bào)告單及收集其它基本資料；針對(duì)患者具體情況，做好患者宣教工作，讓其緩解負(fù)性情緒積極配合治療，靜脈給藥條件進(jìn)行評(píng)估，并匯報(bào)給PICC置管質(zhì)控小組，質(zhì)控小組進(jìn)行相應(yīng)會(huì)診，選擇首選靜脈和備用靜脈，進(jìn)行置管安全評(píng)估，制定風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避措施；準(zhǔn)備好PICC置管所需用物及環(huán)境；做好置管宣教工作，告知置管的配合事項(xiàng)，簽署知情同意書。②操作中：再次給予解釋、安慰，盡量讓患者取舒適位，操作者態(tài)度和藹，嚴(yán)肅認(rèn)真，嚴(yán)格按流程規(guī)范無(wú)菌操作。③操作后：置管成功后，建立維護(hù)登記本，進(jìn)行交接班，有利于管道及時(shí)維護(hù)，向患者發(fā)放PICC置管維護(hù)手冊(cè)，確保置管安全使用；護(hù)士長(zhǎng)及質(zhì)控副組長(zhǎng)定期檢查及詢問患者，內(nèi)容包括：責(zé)任護(hù)士健康教育是否到位？是否按要求進(jìn)行正壓封管、更換敷貼及肝素帽，對(duì)出血、靜脈炎、堵管、局部感染等并發(fā)癥的處理是否及時(shí)；科室定期召開質(zhì)控會(huì)議，進(jìn)行PICC置管風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行反饋、總結(jié)、分析、查找原因，提出整改措施，以利PICC置管質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)。
1.3 效果評(píng)價(jià) ①采用我院“PICC置管質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn)”及“化療患者護(hù)理工作滿意度調(diào)查表”進(jìn)行兩組患者PICC置管質(zhì)量及滿意度評(píng)價(jià)，總分均為100分。②統(tǒng)計(jì)兩組患者PICC置管并發(fā)癥。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析 采用PEMS3.1統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)，計(jì)量資料用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料用χ2檢驗(yàn)，p
2 結(jié)果
2.1 兩組患者PICC置管質(zhì)量考核及護(hù)理滿意度情況 見表1。
2.2 兩組患者PICC置管并發(fā)癥情況 實(shí)驗(yàn)組并發(fā)癥發(fā)生例次共18次，分別是穿刺點(diǎn)出血5例、靜脈炎4例、導(dǎo)管移位3例、穿刺上肢腫脹3例、血栓形成1例、導(dǎo)管阻塞1例、局部感染1例，對(duì)照組并發(fā)癥52例次，分別是靜脈炎13例、穿刺點(diǎn)出血10次、穿刺上肢腫脹9例、導(dǎo)管移位7例、導(dǎo)管脫落5例、血栓形成4例、導(dǎo)管堵塞3例、導(dǎo)管感染1例，兩組并發(fā)癥比較差異明顯（χ2=21.79 P
3 討論
PICC作為一種靜脈化療途徑在臨床應(yīng)用已突顯出許多優(yōu)勢(shì)，但PICC置管是一項(xiàng)侵入性操作，操作各過程中存在不可預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)管理可以降低風(fēng)險(xiǎn)中人為及系統(tǒng)因素[3，4]，進(jìn)行PICC置管流程再造是確保醫(yī)療安全，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理，提高護(hù)理質(zhì)量的有效途徑，也是減少醫(yī)療糾紛、提高患者滿意度采用優(yōu)質(zhì)護(hù)理服務(wù)的具體體現(xiàn)。
血液病化療患者靜脈用藥時(shí)間長(zhǎng)，藥物毒性大，且疾病及藥物原因致機(jī)體免疫力低下、凝血功能障礙，護(hù)理人員操作不規(guī)范等諸多因素，可能造成PICC置管感染、管道滑脫、穿刺部位出血、穿刺上肢腫脹等并發(fā)癥；如果護(hù)理健康教育不到位，既不能滿足患者對(duì)疾病及治療相關(guān)知識(shí)的了解，又緩解不了患者焦慮悲觀情緒，致使患者不能積極配合治療，治療依從性相對(duì)降低。通過流程再造，加強(qiáng)PICC置管質(zhì)量過程監(jiān)管，避免了因護(hù)士個(gè)人水平、能力不足而造成的缺陷[5]，讓護(hù)士主動(dòng)學(xué)習(xí)，業(yè)務(wù)水平提高，在PICC置管各階段規(guī)范操作及做好風(fēng)險(xiǎn)防控管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并能正確應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)，因此流程再造后考核實(shí)驗(yàn)組患者護(hù)理質(zhì)量明顯提高，置管并發(fā)癥明顯減少，前后比較差異有顯著性（p
重視PICC置管流程管理，嚴(yán)格操作規(guī)程，是控制護(hù)理風(fēng)險(xiǎn)，保證患者安全，減少并發(fā)癥，提高護(hù)理質(zhì)量的有效途徑，同時(shí)也符合提高病人滿意度的醫(yī)改政策，優(yōu)化流程管理是一項(xiàng)有效的醫(yī)療管理措施。
參考文獻(xiàn)
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Abstract: In the analysis of the chemical production pollution source, the chemical industry production process is divided into unit process, from a single process beginning understanding, analyzes checkmate, in order to understand the chemical production pollutant emission characteristics.
Key words: chemical production; process flow; pollutant emission; general characteristics
中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）
一般來說化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程都比較復(fù)雜，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)工序多、操控要求高。有時(shí)要得到一個(gè)化工產(chǎn)品需要經(jīng)過幾十個(gè)工序，動(dòng)用上百個(gè)設(shè)備。但有一點(diǎn)是不變的，那就是任何化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程都包含若干個(gè)化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)物分離、物流輸送流程、熱量傳遞等單元式的生產(chǎn)過程。因此，為了便于對(duì)化工生產(chǎn)工藝流程中產(chǎn)排污一般特征的認(rèn)識(shí)，可將化工生產(chǎn)工藝流程分割成化學(xué)反應(yīng)、物料分離、物料輸送流程及熱量傳遞、物料的計(jì)量包裝等單元式的工藝流程。在認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)產(chǎn)排污一般特征時(shí)，從單個(gè)流程開始認(rèn)識(shí)，逐個(gè)分析擊破，最后再將污染源匯總，達(dá)到了解化工生產(chǎn)產(chǎn)排污特征的目的。
1 化工生產(chǎn)工藝流程的組成
化工生產(chǎn)工藝流程可分割成物料輸送、傳熱工藝、化學(xué)反應(yīng)工藝、物料分離工藝以及物料計(jì)量、包裝工藝等單元式組成部分，需要強(qiáng)調(diào)的是將化工生產(chǎn)工藝分割成單元式工藝流程只不過是為了便于認(rèn)識(shí)工藝流程產(chǎn)排污特征的一種理想化設(shè)想，在實(shí)際化工生產(chǎn)過程中這些單元式工藝流程之間并不存在嚴(yán)格界限，它們都是有機(jī)融合在一起的。
1.1物料輸送工藝流程
物料輸送是在化工生產(chǎn)過程中將物料從一個(gè)設(shè)備輸送到另一個(gè)設(shè)備工序安排的程序。在化工生產(chǎn)過程中會(huì)使用很多設(shè)備，也將需要將物料在各設(shè)備之間轉(zhuǎn)移的工序。由管路、儲(chǔ)罐和輸送設(shè)備組成的工藝流程即為化工生產(chǎn)過程中的物料輸送工藝流程。物料輸送工藝流程是化工生產(chǎn)工藝流程中的紐帶，是將各生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)系在一起的生命線，它的作用就好像生活中汽車、公路及橋梁，能及時(shí)將人們生產(chǎn)、學(xué)習(xí)、生活所需要的物資運(yùn)送到目的地。合理的輸送工藝流程不僅能提高生產(chǎn)效率而且能降低能耗，反之亦然。
1.2傳熱工藝流程
傳熱工藝是在化工生產(chǎn)工藝過程中控制溫度、壓力工序安排的程序?；瘜W(xué)反應(yīng)和反應(yīng)物料的分離都是在一定的溫度、壓力下進(jìn)行的，用來控制化工生產(chǎn)過程中溫度、壓力下進(jìn)行的，用來控制化工生產(chǎn)過程中溫度、壓力的工藝流程即為能量傳遞工藝流程。能量傳遞工藝流程包括熱量傳遞工藝流程和冷量傳遞工藝流程，能量傳遞工藝流程是化工生產(chǎn)工藝流程的控制部分，化工生產(chǎn)過程中的溫度、壓力可由它們來調(diào)節(jié)。合理的能量傳遞工藝流程能大大地提高生產(chǎn)效率而且能極大地減少能耗，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，它也是衡量該生產(chǎn)工藝水平的一個(gè)重要指標(biāo)。
1.3化學(xué)反應(yīng)工藝流程
化學(xué)反應(yīng)是化工原料在反應(yīng)裝置里進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)得到新產(chǎn)品工序安排的程序，它是化工生產(chǎn)工藝流程的核心部分，它的先進(jìn)與否直接關(guān)系到該生產(chǎn)工藝技術(shù)水平。很明顯，在化工生產(chǎn)過程中肯定會(huì)發(fā)生一個(gè)或多個(gè)化學(xué)反應(yīng)，只有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過程才是化工生產(chǎn)過程。
1.4物料分離工藝流程
物料分離是將化學(xué)反應(yīng)工藝流程中的生成物分離成高純度產(chǎn)品各項(xiàng)工序安排的程序，有時(shí)也稱之為傳質(zhì)工藝流程。原料在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)會(huì)同時(shí)發(fā)生很多副反應(yīng)，也就會(huì)產(chǎn)生很多副產(chǎn)物。而化工生產(chǎn)是要根據(jù)工藝要求得到較純物質(zhì)，因此，在化工生產(chǎn)過程中就必須將發(fā)生化學(xué)反應(yīng)得到的混合物進(jìn)行分離從而得到較純的物質(zhì)。實(shí)際上，之所以認(rèn)為化工生產(chǎn)過程復(fù)雜，主要表現(xiàn)在反應(yīng)混合物的分離過程復(fù)雜。一個(gè)產(chǎn)品的分離可能包含吸收、精餾、過濾、萃取、結(jié)晶、干燥等多個(gè)工序。因此在認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)物料分離工藝流程時(shí)可將分離工藝流程再分解成吸收、精餾、過濾、萃取、結(jié)晶、干燥等多個(gè)工序。因此在認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)物料分離工藝流程時(shí)可將分離工藝流程再分解成吸收、精餾、過濾、萃取、結(jié)晶、干燥等比較簡(jiǎn)單的單元式物料分離工藝流程?；どa(chǎn)物料分離工藝流程是化工生產(chǎn)工藝流程的主要部分，它的優(yōu)良與否直接關(guān)系到該產(chǎn)品的收率情況，也是衡量該生產(chǎn)工藝水平的主要指標(biāo)。
1.5物料計(jì)量、包裝工藝流程
計(jì)量就是在化工生產(chǎn)過程中對(duì)原料、中間產(chǎn)物、產(chǎn)品進(jìn)行量化的過程。包裝是為便于產(chǎn)品的儲(chǔ)運(yùn)、對(duì)外供應(yīng)而進(jìn)行的一種操作。在化工企業(yè)中，物料的計(jì)量、包裝是化工生產(chǎn)過程不可或缺的一部分。準(zhǔn)確、快速對(duì)物料計(jì)量、包裝對(duì)確保整個(gè)化工裝置生產(chǎn)過程的安全連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，有著非常密切的關(guān)系和重要作用。
2 產(chǎn)排污一般特征分析
分析化工生產(chǎn)中的產(chǎn)排污通過將化工生產(chǎn)工藝流程分割成單元式的工藝流程，從單個(gè)流程開始逐個(gè)分析認(rèn)識(shí)，將復(fù)雜的流程分段梳理，達(dá)到了解掌握整個(gè)生產(chǎn)流程產(chǎn)排污情況的目的。筆者以某公司天然氣制亞氨基二乙腈生產(chǎn)工藝為例，將化工生產(chǎn)根據(jù)單元式工藝流程分段劃分對(duì)其產(chǎn)排污一般特征進(jìn)行分析。
2.1物料輸送過程的產(chǎn)排污
物料輸送過程中的產(chǎn)排污主要指生產(chǎn)中所使用的易揮發(fā)原輔料，在生產(chǎn)過程中貯存、使用等環(huán)節(jié)，不可避免地產(chǎn)生揮發(fā)氣體，排放廢氣主要發(fā)生在兩部分：生產(chǎn)系統(tǒng)和儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，包括無(wú)組織逸散和有組織排放。將產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體通過管道集中收集處理后排放可轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織排放。
天然氣制亞氨基二乙腈項(xiàng)目生產(chǎn)系統(tǒng)排放集中在氫氰酸裝置液氨凈化工序、氫氰酸反應(yīng)工序、甲醛裝置甲醛合成工序、羥基乙腈裝置羥基乙腈合成工序產(chǎn)生的NH3、甲醇、甲醛等揮發(fā)性氣體，主要發(fā)生的節(jié)點(diǎn)在反應(yīng)釜閥門的泄漏及原料液輸送轉(zhuǎn)移過程。儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)排放集中在氨罐區(qū)、甲醇罐區(qū)、甲醛罐區(qū)等，主要污染物為NH3、甲醇、甲醛等揮發(fā)性氣體。
2.2傳熱工藝過程的產(chǎn)排污
傳熱工藝過程中的產(chǎn)排污主要指生產(chǎn)中的集中供熱、供汽系統(tǒng)所排放的污染物，天然氣制亞氨基二乙腈項(xiàng)目具體是指廢熱鍋爐（包括尾氣燃燒爐和有機(jī)廢液焚燒裝置）產(chǎn)生的鍋爐廢氣和鍋爐排污水。
2.3化學(xué)反應(yīng)過程的產(chǎn)排污
化學(xué)反應(yīng)過程通常是一個(gè)密閉的工藝系統(tǒng)，產(chǎn)排污一般特性為工藝過程產(chǎn)生的不凝氣體和反應(yīng)廢催化劑。天然氣制亞氨基二乙腈項(xiàng)目具體是指反應(yīng)裝置產(chǎn)生的尾氣和廢催化劑，其中尾氣成分以CH4、HCN、CO為主，屬可燃性氣體，處置手段為尾氣吸收后燃燒排放，主要污染因子包括煙塵、SO2、NOx等；廢催化劑包括氫氰酸裝置氫氰酸反應(yīng)器產(chǎn)生的廢催化劑、甲醛裝置甲醛合成產(chǎn)生的廢銀催化劑等。
2.4物料分離過程的產(chǎn)排污
物料分離過程由于化學(xué)反應(yīng)過程副反應(yīng)眾多，反應(yīng)混合物成分復(fù)雜，為得到較純物質(zhì)使得分離過程復(fù)雜，產(chǎn)排污點(diǎn)眾多。天然氣制亞氨基二乙腈項(xiàng)目廢氣污染環(huán)節(jié)包括亞氨基二乙腈裝置多次離心母液焚燒產(chǎn)生的焚燒廢氣、亞氨基二乙腈裝置晶體干燥、硫酸銨裝置晶體振動(dòng)干燥過程中產(chǎn)生粉塵，以及硫酸銨裝置硫銨液濃縮結(jié)晶過程產(chǎn)生濃縮蒸汽；廢水污染環(huán)節(jié)包括氫氰酸裝置天然氣預(yù)處理過程產(chǎn)生的水洗脫硫廢水、亞氨基二乙腈裝置原液結(jié)晶過程產(chǎn)生的分離廢水、亞氨基二乙腈裝置反應(yīng)液急冷、蒸發(fā)過程產(chǎn)生的急冷廢水；固廢污染環(huán)節(jié)包括原輔料天然氣、液氨過濾凈化產(chǎn)生的廢活性炭、有機(jī)廢液焚燒裝置產(chǎn)生的爐渣等。
2.5物料計(jì)量、包裝過程的產(chǎn)排污
物料計(jì)量、包裝過程中的產(chǎn)排污主要指生產(chǎn)的產(chǎn)品在計(jì)量包裝過程中排放的污染物，所排放的污染因子產(chǎn)品中所含成分為主，以氣態(tài)、粉塵的形式排出。
3 結(jié)論
通過將化工生產(chǎn)工藝流程分割成單元式的工藝流程，分析化工生產(chǎn)工藝流程產(chǎn)排污一般特征如下：
3.1 可將復(fù)雜的化工生產(chǎn)工藝流程分割成物料輸送流程、化學(xué)反應(yīng)、物料分離、熱量傳遞及物料的計(jì)量包裝等單元式的工藝流程；
3.2 物料輸送過程中的產(chǎn)排污一般為生產(chǎn)中所使用的易揮發(fā)原輔料，在生產(chǎn)過程中貯存、使用等環(huán)節(jié)產(chǎn)生揮發(fā)性氣體；
3.3 傳熱工藝過程中的產(chǎn)排污主要指生產(chǎn)中的集中供熱、供汽系統(tǒng)所排放的污染物，通常以鍋爐污染物為主；
3.4 化學(xué)反應(yīng)過程通常是一個(gè)密閉的工藝系統(tǒng)，產(chǎn)排污一般特性為工藝過程產(chǎn)生的不凝氣體和反應(yīng)廢催化劑；
3.5 物料分離過程由于化學(xué)反應(yīng)過程副反應(yīng)眾多，反應(yīng)混合物成分復(fù)雜，為得到較純物質(zhì)使得分離過程復(fù)雜，產(chǎn)排污點(diǎn)眾多；
3.6 物料計(jì)量、包裝過程中所排放的污染因子產(chǎn)品中所含成分為主，以氣態(tài)、粉塵的形式排出。
參考文獻(xiàn)：
二、多媒體技術(shù)使化學(xué)世界更精彩
一般的化學(xué)反應(yīng)都是涉及原子的置換，在化學(xué)反應(yīng)的過程中都伴隨著物質(zhì)的生成和變換，這些都導(dǎo)致從宏觀世界看來是非常奇妙的，但是又無(wú)法理解，因此這對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)來說是一道難以邁過的門檻，因此我們可以利用多媒體技術(shù)，多媒體技術(shù)可以很好的模擬出化學(xué)反應(yīng)中的微觀反應(yīng)，同時(shí)一些平時(shí)比較有趣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)實(shí)生活中做起來受到資源，方法實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制很難做出來，但是這些多媒體技術(shù)統(tǒng)統(tǒng)能夠包攬，通過多媒體技術(shù)展現(xiàn)化學(xué)世界微觀粒子的奧秘，同時(shí)讓學(xué)生能夠清晰地看到化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，這樣對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)方程式也是大有裨益的，當(dāng)學(xué)生學(xué)會(huì)從微觀的角度去看化學(xué)反應(yīng)，做起來題來就能夠抓住問題的本質(zhì)，快速的解決化學(xué)問題。
三、多媒體技術(shù)使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更優(yōu)化
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)的考查在近幾年的中考中所占的比例也越來越大，但同時(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)教學(xué)中一個(gè)很高的山峰，既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)即考驗(yàn)學(xué)生的理論知識(shí)的掌握程度，同時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚩简?yàn)學(xué)生的實(shí)踐能力，觀察能力，遇到問題并解決問題的能力。但是在實(shí)際情況中，考慮到學(xué)生的安全，實(shí)驗(yàn)儀器，設(shè)備的安全，學(xué)校的資源，因此對(duì)于課本中的每個(gè)實(shí)驗(yàn)都不能做到每個(gè)學(xué)生親自操作它，這導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)這里是一塊短板，因此學(xué)生在考試中面對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)分析題時(shí)得分率很低，但是多媒體技術(shù)的運(yùn)用，可以很形象的模擬出實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程。例如在進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)的，酸和堿都是強(qiáng)腐蝕性的物體，因此在化學(xué)課堂中考慮到學(xué)生的安全是實(shí)驗(yàn)操作能力較低，并不能讓學(xué)生真正去實(shí)際的操作動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，但是如果我們借助多媒體可以再現(xiàn)濃硫酸在稀釋的過程中出現(xiàn)的水溫上升甚至沸騰，同時(shí)在讓學(xué)生觀看多媒體實(shí)驗(yàn)的過程中，可以很形象的觀察到實(shí)驗(yàn)藥品的操作先后順序，并且對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的注意點(diǎn)都能夠狠形象的看到，因此多媒體在節(jié)約化學(xué)藥品的同時(shí)，還能夠保護(hù)學(xué)生的安全，提高學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的能力。
四、多媒體技術(shù)使化學(xué)工藝更直觀
為了提高學(xué)生應(yīng)用化學(xué)的能力，教師在進(jìn)行化學(xué)授課的時(shí)候，可以通過課本中的化學(xué)反應(yīng)舉出相應(yīng)的工業(yè)流程，例如氯化鐵和鐵在工業(yè)中被用來制作電路板，在初中的化學(xué)課本中對(duì)于該反應(yīng)講得很籠統(tǒng)，我們可以利用多媒體技術(shù)將工業(yè)中電路板制作的工藝流程形象化的反映出來，并且針對(duì)部分工藝進(jìn)行分析，通過這樣的流程我們可以讓學(xué)生了解到自己所學(xué)的知識(shí)可以被應(yīng)用到日常的生活中，又例如在學(xué)生學(xué)習(xí)制取氧氣的過程中，教師可以通過分析工業(yè)中通過沸點(diǎn)的不同來將空氣液化并制取氧氣的方法，讓學(xué)生全面了解化學(xué)的應(yīng)用是性價(jià)比的結(jié)合，有助于學(xué)生了解社會(huì)，學(xué)會(huì)將化學(xué)反應(yīng)應(yīng)用到生活中去，為生活服務(wù)。激發(fā)了學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提高了學(xué)生對(duì)化學(xué)這門科目的認(rèn)識(shí)，拓展了學(xué)生的知識(shí)面。
認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)工藝流程就是我們通常說的摸流程，它是化工技術(shù)類專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)和訓(xùn)練主要的內(nèi)容之一，也是要成為合格化工生產(chǎn)工作者首先必須完成的任務(wù)之一。和很多在大型化工企業(yè)工作畢業(yè)生交流過程中得知，他們進(jìn)入企業(yè)后首先要做的就是接收培訓(xùn)，主要內(nèi)容就是對(duì)工藝流程的熟悉，最終要求是達(dá)到對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)每一個(gè)管道內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)的所有信息（名稱、流向、溫度、物化性質(zhì)等）都要知道，對(duì)管路中的閥門、儀表的運(yùn)行狀況也要非常清楚，經(jīng)多次考核合格后才能取得上崗資格?？梢娀どa(chǎn)企業(yè)對(duì)員工是否掌握生產(chǎn)工藝流程的要求是非常高的，在他們看來熟練掌握化工生產(chǎn)工藝流程是最基本的工作能力。
事實(shí)上，當(dāng)一個(gè)化工生產(chǎn)的初學(xué)者來到化工生產(chǎn)車間時(shí)，面對(duì)形形的管道、各色各樣的設(shè)備，就好像劉姥姥是進(jìn)入了大觀園，什么也摸不著頭腦，有些人還會(huì)產(chǎn)生恐懼感。而對(duì)一個(gè)優(yōu)秀的化工生產(chǎn)工作者來說，面前的一切，就猶如一頭牛在庖丁眼里一樣，對(duì)其結(jié)構(gòu)成竹在胸。目前在國(guó)內(nèi)尚沒有形成教學(xué)生如何摸流程的方法，學(xué)生間摸流程時(shí)，往往總是不得要領(lǐng)，同時(shí)也給實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師和工廠的工人師傅帶來了很多煩惱。怎樣摸流程、如何摸流程便成了擋在學(xué)生面前的一只攔路虎。為了能讓學(xué)生在實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)過程中，有一個(gè)引路的牌子，少走一些彎路，達(dá)到事半功倍的效果，必須尋找出一個(gè)合理的認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)工藝流程的方法。
二、研究過程及認(rèn)識(shí)方法的建立
（一）確認(rèn)化工生產(chǎn)工藝流程的組成
化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程都比較復(fù)雜，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)工序多、操控要求高。有時(shí)要得到一個(gè)化工產(chǎn)品需要經(jīng)過幾十個(gè)工序，動(dòng)用上百個(gè)設(shè)備。但一點(diǎn)是不變的，那就是任何化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程都包含若干個(gè)化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)物分離、物料輸送流程、熱量傳遞等單元式的生產(chǎn)過程，因此，為了便于對(duì)化工生產(chǎn)工藝流程的認(rèn)識(shí)，可將化工生產(chǎn)工藝流程分割成化學(xué)反應(yīng)、物料分離、物料輸送流程及熱量傳遞、物料的計(jì)量包裝等單元式的工藝流程。
1、物料輸送工藝流程
是在化工生產(chǎn)過程中將物料從一個(gè)設(shè)備輸送到另一個(gè)設(shè)備工序安排的程序。在化工生產(chǎn)過程中會(huì)使用很多設(shè)備，也就需要將物料在各設(shè)備之間轉(zhuǎn)移的工序。
2、傳熱工藝流程
包括熱量傳遞工藝流程和冷量傳遞工藝流程，傳熱工藝流程是化工生產(chǎn)工藝流程的控制部分，化工生產(chǎn)過程中的溫度、壓力可由它們來調(diào)節(jié)的。
3、化學(xué)反應(yīng)工藝流程
是化工原料在反應(yīng)裝置里進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)得到新產(chǎn)品工序安排的程序，它是化工生產(chǎn)工藝流程的核心部分。
4、物料分離工藝流程
是將化學(xué)反應(yīng)工藝流程中的生成物分離成高純度產(chǎn)品各項(xiàng)工序安排的程序，有時(shí)也稱之為傳質(zhì)工藝流程。能包含吸收、精餾、過濾、萃取、結(jié)晶、干燥等多個(gè)工序。因此在認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)物料分離工藝流程時(shí)可將分離工藝流程再分解成吸收、精餾、過濾、淬取、結(jié)晶、干燥等比較簡(jiǎn)單的單元式物料分離工藝流程。
5、物料計(jì)量、包裝工藝流程
計(jì)量就是在化工生產(chǎn)過程中對(duì)原料、中間產(chǎn)物、產(chǎn)品進(jìn)行量化的過程。包裝是為便于產(chǎn)品的儲(chǔ)運(yùn)、對(duì)外供應(yīng)而進(jìn)行的一種操作。在化工企業(yè)中，物料的計(jì)量、包裝是化工生產(chǎn)過程不可活缺的一部分。準(zhǔn)確、快速對(duì)物料計(jì)量、包裝對(duì)確保整個(gè)化工裝置生產(chǎn)過程的安全連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，起著非常密切的關(guān)系和重要作用。
需要強(qiáng)調(diào)是將化工生產(chǎn)工藝流程分割成單元式工藝流程只不過是為了便于認(rèn)識(shí)生產(chǎn)流程的一種理想化設(shè)想，在實(shí)際化工生產(chǎn)過程中這些單元式工藝流程之間并不存在嚴(yán)格界限，因此，在進(jìn)行流程分割時(shí)千萬(wàn)不能死搬教條，流程的分割沒有標(biāo)準(zhǔn)的答案，流程分割的唯一目的就是為了方便認(rèn)識(shí)流程，也就是說怎樣認(rèn)識(shí)流程方便就怎樣分割流程，否則就沒有任何實(shí)際意義。
（二）確立構(gòu)成化工生產(chǎn)工藝流程的基本要素
為了能使認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)工藝流程有一個(gè)比較明確的原則和步驟，尋找一個(gè)切入口，特確定關(guān)鍵設(shè)備、化工管路、測(cè)量顯示儀表為構(gòu)成化工生產(chǎn)工藝流程的三個(gè)基本要素。
1、關(guān)鍵設(shè)備
將在化工生產(chǎn)工藝流程中起主導(dǎo)、決定性作用的設(shè)備計(jì)之為關(guān)鍵設(shè)備?？蓪⒎磻?yīng)釜、反應(yīng)器、反應(yīng)塔等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備認(rèn)為是化學(xué)反應(yīng)工藝流程中的關(guān)鍵設(shè)備；泵為流體輸送工藝流程中的關(guān)鍵設(shè)備，換熱器為能量傳遞工藝流程中的關(guān)鍵設(shè)備；精餾塔、吸收塔、過濾器、干燥器等為分離工藝流程中關(guān)鍵設(shè)備。
2、化工管路
化工管路是將化工設(shè)備有機(jī)、科學(xué)聯(lián)系在一起的紐帶，也是物料轉(zhuǎn)移的通道。它主要由管子、管件和閥件三部分組成，另外，還有附屬于管路的管架、管卡、管撐等管件組成。在化工生產(chǎn)工藝流程中就靠管路把各關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)在一起，維持著生產(chǎn)的正常進(jìn)行。正因?yàn)楣苈吩诹鞒讨衅鸬氖羌~帶作用，因此在認(rèn)識(shí)流程時(shí)就應(yīng)該順著管路去找設(shè)備，確認(rèn)流程的走向。
3、化工測(cè)量?jī)x表
測(cè)量顯示儀表是對(duì)化工生產(chǎn)過程中的壓力、流量、溫度、液位等進(jìn)行測(cè)量顯示的工具，通過儀表測(cè)量的數(shù)值可以顯示化工生產(chǎn)過程進(jìn)展情況。在認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)工藝流程時(shí)也可以利用測(cè)量顯示儀表功能幫助認(rèn)識(shí)流程。例如，可以通過管路中兩個(gè)壓力表顯示的數(shù)值來判斷管內(nèi)物料的走向，利用流量計(jì)也可直接了解管內(nèi)物料走向及流量的大小；利用液位計(jì)數(shù)值的變化可以明白該容器進(jìn)出料情況；借助溫度測(cè)量?jī)x表可推斷熱量傳遞的方向。
（三）認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)工藝流程的方法簡(jiǎn)介
1、基本信息的采集
（1）原料、產(chǎn)品信息的采集
原料和產(chǎn)品是指在化工生產(chǎn)過程中所使用的主、輔材料和通過生產(chǎn)得到主、副產(chǎn)品。它們的相關(guān)信息主要包含物料的名稱、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。
（2）生產(chǎn)設(shè)備及操作方式信息的采集
生產(chǎn)設(shè)備的信息主要是指化工生產(chǎn)過程中所使用設(shè)備的名稱、型號(hào)等相關(guān)信息。操作方式信息是指各化工單元操作所選用方式的信息，例如傳熱單元，它的操作信息主要是指?jìng)鳠峤橘|(zhì)、傳熱方式等信息。
（3）化學(xué)反應(yīng)信息的采集
化學(xué)反應(yīng)信息是指在化工生產(chǎn)過程中所發(fā)生的化學(xué)變化的相關(guān)信息。化學(xué)反應(yīng)信息主要包括：化工生產(chǎn)過程中發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)（用化學(xué)反應(yīng)方式來表示），化學(xué)反應(yīng)的類型，是化合反應(yīng)還是裂解反應(yīng)，是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)等。
2、關(guān)鍵設(shè)備的查找和識(shí)別
在化工生產(chǎn)過程中起主導(dǎo)、決定性作用的設(shè)備計(jì)之為關(guān)鍵設(shè)備。通常情況下將化工生產(chǎn)過程中使用的泵、換熱器、反應(yīng)器、蒸餾釜、精餾塔、吸收塔等設(shè)備確定為關(guān)鍵設(shè)備，因?yàn)檫@些設(shè)備在生產(chǎn)過程中對(duì)生產(chǎn)都起到了決定行的作用。如何查找和識(shí)別這些設(shè)備呢？最簡(jiǎn)單的方法就是依據(jù)安裝在設(shè)備上的銘牌或設(shè)備的外形來查找這些設(shè)備。
3、流程的分解
為了便于對(duì)化工生產(chǎn)工藝流程的認(rèn)識(shí)，依據(jù)關(guān)鍵設(shè)備將該生產(chǎn)工藝流程分解成若干個(gè)小的、單元式的工藝流程，有幾個(gè)關(guān)鍵設(shè)備就可以分成幾個(gè)小的工藝流程。一個(gè)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程通?？煞纸鉃槲锪系挠?jì)量、輸送、傳熱、化學(xué)反應(yīng)、精餾、吸收、過濾、干燥、包裝等單元式的工藝流程。
4、確定管路中物料的名稱及其走向
了解管路中物料的名稱及其走向是認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)工藝流程的主要任務(wù)之一。一個(gè)合格的化工生產(chǎn)工作者是能隨時(shí)隨地說出任何管路中的物料的名稱及其走向的。
管路中物料的名稱主要以采集的基本信息來加以確定。管路中的物料的走向的判斷通常是以關(guān)鍵設(shè)備為起點(diǎn)，沿著管路的走向，借助管路中的閥門、測(cè)量?jī)x表確定管路中物料的走向。例如截止閥的安裝具有方向性、輸送泵的出口通常安裝壓力表，利用這些信息可以幫助我們來確定管路中的物料走向。
5、繪制單元式化工工藝流程圖
化工工藝流程圖是用來表達(dá)一個(gè)化工廠或化工生產(chǎn)車間工藝流程與相關(guān)設(shè)備、輔助裝置、儀表與控制要求的基本概況，可供化學(xué)工程、化工工藝等各專業(yè)技術(shù)人員使用與參考，是化工企業(yè)工程技術(shù)人員和管理技術(shù)人員使用最多、最頻繁的一類圖紙。也是即將成為化工生產(chǎn)技術(shù)人員了解化工生產(chǎn)過程的最簡(jiǎn)單、最直接的工具。所以，在我們認(rèn)識(shí)了化工生產(chǎn)工藝流程后就必須要繪制出化工工藝流程圖，更是作為一個(gè)認(rèn)識(shí)、研究化工生產(chǎn)工藝流程的主要成果。
6、流程的組合并繪制工藝流程總圖
依據(jù)所了解知識(shí)和掌握的信息將已經(jīng)認(rèn)識(shí)的分解成若干個(gè)單元式工藝流程合理的組合在一起，對(duì)該化工生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行全面的了解和認(rèn)識(shí)。最后畫出完整的化工生產(chǎn)工藝流程圖。
三、結(jié)語(yǔ)
總之，要認(rèn)識(shí)好化工生產(chǎn)工藝流程，必須先采集相關(guān)的基本信息，然后根據(jù)設(shè)備銘牌和設(shè)備外形來查找關(guān)鍵設(shè)備，依靠相應(yīng)的管路及所用測(cè)量?jī)x表，將整個(gè)流程由大化小、各個(gè)擊破。牛在庖丁眼里不是一條完整的牛，而是形形的骨頭和各式各樣的器官。最后再由小成大、從片面到全面，徹底認(rèn)識(shí)該生產(chǎn)工藝流程。
特別說明：以上建立的認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)工藝流程的方法和步驟是針對(duì)初學(xué)者而言的，對(duì)掌握了一些化工知識(shí)的人在認(rèn)識(shí)流程時(shí)，也不一定非得依照這些方法和步驟，可從生產(chǎn)的原料儲(chǔ)罐開始，沿著管路一路摸索下去，一直到產(chǎn)品的出料、包裝，這樣會(huì)簡(jiǎn)單、快捷許多。
一、引言
隨著精細(xì)化工和生命科學(xué)的發(fā)展與演變，化工分離手段在現(xiàn)代化化工生產(chǎn)流程中得到了廣泛的應(yīng)用，逐漸完善了相關(guān)科學(xué)理論，使生產(chǎn)技術(shù)和水平不斷提升。萃取是一種廣泛使用的分離方法，在萃取劑的作用下，將親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏水性物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的目的。萃取劑選擇的合理性直接影響著萃取操作能否正常進(jìn)行，因此在化工生產(chǎn)流程中，若想提高萃取工作的效率，確保萃取的有效性和可靠性，就必須遵循萃取劑選擇的原則，選擇恰當(dāng)、合適的萃取劑，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的預(yù)期目標(biāo)，確保化工生產(chǎn)順利進(jìn)行。
二、化工工藝流程簡(jiǎn)介
化工工藝流程實(shí)質(zhì)就是化工生產(chǎn)技術(shù)，是將原料通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品的過程、方法以及全過程采取的措施。化學(xué)生產(chǎn)過程一般分為以下三個(gè)步驟：
1.原料處理：根據(jù)化工生產(chǎn)實(shí)際情況，不同原料往往需要經(jīng)過凈化、混合、乳化等多道工序的預(yù)處理，這樣才能使原料盡可能符合進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所要求的規(guī)格與狀態(tài)。
2.化學(xué)反應(yīng)：化工生產(chǎn)中，化學(xué)反應(yīng)作為生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟，在特定的溫度、壓強(qiáng)等條件下，將經(jīng)過預(yù)處理的原料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以期達(dá)到所要求的反應(yīng)轉(zhuǎn)換率?；瘜W(xué)反應(yīng)的類型較多，一般包括還原、氧化、聚合、碳化、復(fù)分解等，通過這些化學(xué)反應(yīng)，可以獲得目的產(chǎn)物或者混合物。
3.產(chǎn)品精制：這個(gè)工序主要是將由化學(xué)反應(yīng)得到了混合物進(jìn)行分離，從而除去部分雜質(zhì)和副產(chǎn)物，以便獲得符合規(guī)格和組成的產(chǎn)品。
化學(xué)工藝生產(chǎn)流程的每一道工序都必須在特定的設(shè)備和一定的操作條件下完成所要求的化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)?；瘜W(xué)生產(chǎn)技術(shù)具有個(gè)別生產(chǎn)的特殊性，其涉及到的內(nèi)容一般需要選擇適合的生產(chǎn)方法和原料，比如流程組織、各種儀器的作用、催化劑的影響、操作條件的確定、產(chǎn)品規(guī)格以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)等問題。
三、化學(xué)工藝流程中萃取劑的選擇原則與方法
1.選擇原則
1.1.確保萃取劑良好的物理性質(zhì)
化學(xué)生產(chǎn)中所選用的萃取劑不僅需要具備良好的化學(xué)性質(zhì)，還需要穩(wěn)定的物理性質(zhì)，這樣有利于確保物質(zhì)的萃取質(zhì)量，提高萃取劑選擇的有效性。
1.2.確保萃取劑良好的選擇性
在化工工藝中，萃取劑的選擇直接關(guān)系到萃取操作工序是否能順利進(jìn)行。因此在選擇萃取劑時(shí)，應(yīng)確保其具有良好的選擇性，保證物質(zhì)分離系數(shù)，以便順利的完成物體的分離。通常情況下，物質(zhì)分離系數(shù)越大，萃取劑選擇的優(yōu)良性就越好。
1.3.確保萃取劑良好的萃取速度
在萃取工序中，所選擇的萃取劑必須具備良好的萃取速度，以符合物質(zhì)萃取的要求。在選擇萃取劑中，并不是價(jià)格越高就越好，反而有些價(jià)格相對(duì)低廉的萃取劑萃取效果更好，因此需要根據(jù)化學(xué)生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
1.4.確保萃取劑的無(wú)毒性
在實(shí)施每一道化工生產(chǎn)工藝中，都必須堅(jiān)持“安全至上”的原則。因此在萃取劑選擇中，必須控制好萃取的安全，確保所選用的萃取劑的無(wú)毒無(wú)害的，避免在化工生產(chǎn)過程中發(fā)生安全事故。
2.選擇方法
2.1.運(yùn)用正規(guī)溶液理論對(duì)溶劑進(jìn)行選擇
由于萃取形式和過程比較簡(jiǎn)單，可以從純物質(zhì)的性質(zhì)對(duì)混合物性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，因此正規(guī)溶劑理論備受關(guān)注。由于物質(zhì)分子間的力比較復(fù)雜，對(duì)于分子力為色散力的極性分子來講，該理論比較適用。但是對(duì)于一般極性分子來說，正規(guī)溶液理論應(yīng)用誤差較大。
2.2.使用基團(tuán)貢獻(xiàn)法模型對(duì)溶劑進(jìn)行選擇
有機(jī)物總類繁多，往往由幾十種基團(tuán)組成?；鶊F(tuán)貢獻(xiàn)法往往分為兩個(gè)概念，即局部組成概念和基團(tuán)溶液。局部組成概念是通過諸多學(xué)者共同研究，不斷改進(jìn)和補(bǔ)充，不斷提高模型預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度的選擇方式。這種方式比較簡(jiǎn)單，能方便地得到體系內(nèi)某組分無(wú)限稀釋活度系數(shù)，在溶劑的選擇上比較便利。而基團(tuán)溶液概念是建立在基團(tuán)構(gòu)建模式基礎(chǔ)上的。
四、對(duì)化工工藝流程中萃取劑選擇的幾點(diǎn)思考
1.考慮萃取劑與料液的互溶性
在選擇萃取劑時(shí)，往往涉及到的料液是水，萃取劑的水溶性要小、油溶性要大，也就是說在水中的溶解度要小，而在稀釋劑中的溶解度要大。在這樣的條件下，萃取劑容易與水分層，避免產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，這樣有利于提高分離效果。
2.考慮萃取劑具有穩(wěn)定的化學(xué)特性
選用的萃取劑應(yīng)具備沸點(diǎn)熔點(diǎn)低、相對(duì)密度小、腐蝕性低等性質(zhì)，具有這些性質(zhì)的萃取劑往往化學(xué)及熱穩(wěn)定性較好，有利于萃取劑發(fā)揮更好的分離效果。比如煤化工污水中含有大量的酚有害物質(zhì)，需要采用恰當(dāng)?shù)妮腿┻M(jìn)行分離，以降低其含量，避免造成環(huán)境污染。目前煤化工溶劑油重苯、二異丙基醚、重苯溶劑油等，這些萃取劑的萃取效率能高達(dá)90%。由于二異丙基醚沸點(diǎn)高不以發(fā)揮，其他物質(zhì)易發(fā)揮，容易造成二次污染，綜合考慮后選用二異丙基醚為煤化工污水處理的最佳萃取劑。
五、結(jié)束語(yǔ)
在化工工藝生產(chǎn)過程中，萃取劑選擇的合理性直接決定了萃取操作能否正常進(jìn)行。因此在萃取劑選擇過程中，應(yīng)時(shí)刻遵循選擇的原則和方式，根據(jù)化工生產(chǎn)實(shí)際特點(diǎn)，選擇化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)、低互溶性和具有較高萃取容量的萃取劑。同時(shí)嚴(yán)格遵守安全生產(chǎn)流程，改進(jìn)萃取工序的效率和質(zhì)量，促使化工萃取工藝經(jīng)濟(jì)性和合理性得到進(jìn)一步提高。
參考文獻(xiàn)：
最近這些年，生產(chǎn)安全問題受到了越來越多的人的重視，可以說安全生產(chǎn)意識(shí)已經(jīng)在不斷的深入到各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中，并成為每個(gè)行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中必須重視的大問題。化工行業(yè)作為經(jīng)常與危險(xiǎn)物品打交道的行業(yè)，其在安全危險(xiǎn)這個(gè)問題上，應(yīng)該更為嚴(yán)格，提升生產(chǎn)安全意識(shí)，以及安全防護(hù)措施十分必要。在本文中，對(duì)化工工藝當(dāng)中涉及的內(nèi)容作了分析，并針對(duì)這些內(nèi)容來如何提高化工工藝中的設(shè)計(jì)安全危險(xiǎn)意識(shí)作了分析。
1.化工工藝設(shè)計(jì)中安全危險(xiǎn)要素具體分析
化工工藝設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，與安全危險(xiǎn)相關(guān)的有以下幾個(gè)方面：（1）工藝流程。工藝流程也就是整個(gè)工藝的運(yùn)行過程。在工藝流程還有路線的選擇上，應(yīng)該從使用的化工物質(zhì)的危險(xiǎn)性考慮，在充分滿足生產(chǎn)需要的前提下盡可能的采用可以有效降低危險(xiǎn)系數(shù)的原料，使得化工工藝整個(gè)過程的危險(xiǎn)性能夠降低。為了更好的降低反應(yīng)的條件可以在化工工藝的設(shè)計(jì)過程中，選擇一些催化劑或者緩沖物放置在整個(gè)反應(yīng)物當(dāng)中，這樣可以有效的使反應(yīng)發(fā)生在一個(gè)相對(duì)比較平穩(wěn)的情況下。同時(shí)也可以更新技術(shù)，使用新的設(shè)備或者新的工藝來降低反應(yīng)物中的危險(xiǎn)物質(zhì)的含量。另外，在廢料回收這塊，要給予足夠的重視，將廢料、廢液、廢渣等做到分類收集，這樣做不僅可以避免廢料發(fā)生二次反應(yīng)出現(xiàn)危險(xiǎn)，而且可以節(jié)省能源，有效控制成本。 （2）反應(yīng)設(shè)備。反應(yīng)用的設(shè)備直接的關(guān)系到了反應(yīng)物的質(zhì)量還有反應(yīng)流程的穩(wěn)定。在選擇反應(yīng)器具的時(shí)候，要中和考慮反應(yīng)器具和工藝的匹配度，還有安全性，綜合反應(yīng)的工藝特點(diǎn)和操作要求來確認(rèn)使用的反應(yīng)設(shè)備的型號(hào)。選擇合適的設(shè)備材料對(duì)于保證設(shè)備的穩(wěn)定性，以及反應(yīng)物在其中的穩(wěn)定性有很大的意義。另外，對(duì)反應(yīng)設(shè)備的機(jī)械加工性要有一個(gè)準(zhǔn)確的判斷，尤其是高溫屬性，對(duì)于設(shè)備的高溫高壓部分一定要具有好的密封性和結(jié)構(gòu)性，避免在反應(yīng)過程當(dāng)中因?yàn)樵O(shè)備強(qiáng)度不夠發(fā)生設(shè)備爆裂等事情。 （3）物料。化工生產(chǎn)過程當(dāng)中會(huì)涉及到很多的物料，包括反應(yīng)原料、半成品還有副產(chǎn)品等，類型有氣體、液體、固體這三種。這些反應(yīng)物料不管是在物理性質(zhì)還是化學(xué)性質(zhì)都有很大的差別，所以在使用的時(shí)候一定要對(duì)物料有一個(gè)詳細(xì)的了解，特別是物料的性質(zhì)，一定要準(zhǔn)確把握，這樣才能保證在生產(chǎn)過程中選對(duì)物料，保證反應(yīng)的穩(wěn)定性。 （4）電氣設(shè)計(jì)：在化工生產(chǎn)的電氣設(shè)計(jì)方面，一定要避免危險(xiǎn)環(huán)境，采用必要的保護(hù)措施來保護(hù)電路的穩(wěn)定運(yùn)行，做到在發(fā)生意外的時(shí)候可以將損失控制在最低。
2化工工藝設(shè)計(jì)的安全危險(xiǎn)問題識(shí)別和控制
2.1工藝物料
在化工工藝生產(chǎn)中，會(huì)使用到很多物料，原材料、半成品、成品以及副產(chǎn)品等，這些物料以液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)這三種狀態(tài)存在，具有不同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，危害性也各不相同。因此，在化工企業(yè)工作的人員，一定要對(duì)危險(xiǎn)物有一個(gè)識(shí)別和分辨能力，并且對(duì)于不同危險(xiǎn)物可能帶來的危害有一個(gè)了解。這樣可以很好的保證各類物質(zhì)可以得到有效的保存，避免危險(xiǎn)的發(fā)生。
2.2 工藝線路
在化工工藝路線的選擇上，安全危害性必須首要考慮，盡可能使用一些危險(xiǎn)性低或無(wú)毒的物質(zhì)來做物料，更新化工工藝來改善化工工藝中一些嚴(yán)苛的操作要求。如果必須使用有毒有害物質(zhì)，那么要做到利用化學(xué)反應(yīng)原理來稀釋毒性，或者是將毒害物質(zhì)緩和，減少危險(xiǎn)性。另外，可以通過使用新技術(shù)、新設(shè)備來減少對(duì)于有害物質(zhì)的儲(chǔ)藏，也可以通過廢料回收等方式，來降低消耗，改善工藝。
2.3 化學(xué)反應(yīng)裝置
化學(xué)反應(yīng)裝置根據(jù)物料進(jìn)去情況可以分為連續(xù)化學(xué)反應(yīng)裝置和間歇性化學(xué)反應(yīng)裝置，按照物理流程劃分可以分為循環(huán)化學(xué)反應(yīng)裝置和單程化學(xué)反應(yīng)裝置。通常來說，化學(xué)反應(yīng)裝置的工藝流程和設(shè)備的特性，確定了化學(xué)反應(yīng)裝置的特性。在選擇化學(xué)反應(yīng)裝置的時(shí)候，要根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)來分析工藝的操作，然后確定反應(yīng)裝置的型號(hào)。
化工反應(yīng)設(shè)備的選擇中，要充分考慮到流速、工藝流體以及反應(yīng)特性和腐蝕性等，可能對(duì)工藝設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響，設(shè)備要選擇強(qiáng)度高、抗腐蝕、機(jī)械性好的裝備。在設(shè)備中可能對(duì)化學(xué)反應(yīng)溫度產(chǎn)生影響的物質(zhì)要重視，以免在操作過程中，影響化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，導(dǎo)致危險(xiǎn)的發(fā)生。一些用來測(cè)溫測(cè)壓的物質(zhì)，有可能會(huì)起到催化劑的功效，因此，化工企業(yè)在使用的時(shí)候一定要多加注意。
在化工生產(chǎn)中，化學(xué)反應(yīng)控制是為了盡可能的防止化學(xué)反應(yīng)失控，通過多段反應(yīng)和外循環(huán)冷卻器等，可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)做到有效的控制。另外，為了提高化學(xué)反應(yīng)的可靠性，對(duì)于化學(xué)反應(yīng)裝置，尤其是高壓設(shè)備，不僅要具備足夠的強(qiáng)度而且還能做到密封，避免因?yàn)槲镔|(zhì)泄漏造成危險(xiǎn)。
2.4 管道和閥門
管道主要用在對(duì)一些腐蝕性強(qiáng)、易燃、易爆等物質(zhì)的運(yùn)輸，以免發(fā)生危險(xiǎn)。在管道設(shè)計(jì)的時(shí)候需要從管道材料、管道分布以及管道的應(yīng)力設(shè)計(jì)等方面做綜合的考慮，以防出現(xiàn)泄露。在化工工藝設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要充分了解生產(chǎn)流程，對(duì)于不同物質(zhì)的性質(zhì)也要很好的了解，保證管道和閥門的安全。另外，對(duì)于化工用的管道和閥門要做到定期檢查。
2.5提高工藝設(shè)計(jì)安全性
化工工藝設(shè)計(jì)中，路徑設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的部分，路徑設(shè)計(jì)具有連續(xù)性特征，要做到嚴(yán)格的執(zhí)行，保證操作準(zhǔn)確這樣才能保證設(shè)計(jì)的完整性?；ぴO(shè)計(jì)的整體性要求比較高，如果其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，那么就有可能引發(fā)大規(guī)模的安全事故，影響生產(chǎn)。在化工工作當(dāng)中，對(duì)于工藝設(shè)計(jì)要做到以下三點(diǎn)：第一，對(duì)于路徑設(shè)計(jì)一定要盡可能完善，本著將危險(xiǎn)降到最低的原則來進(jìn)行設(shè)計(jì)。在化工工藝中有些危險(xiǎn)是沒有辦法完全消除的，只能搭配一些路徑設(shè)計(jì)來盡可能的降低危險(xiǎn)。第二，在路徑設(shè)計(jì)完成以后，一定要做安全試驗(yàn)。通過安全試驗(yàn)可以檢測(cè)出路徑的安全度，對(duì)于那些可能會(huì)出現(xiàn)泄漏的路徑可以重點(diǎn)強(qiáng)化。第三，在保證安全的前提下，盡可能的簡(jiǎn)化工藝設(shè)計(jì)，降低復(fù)雜性，確保工藝設(shè)計(jì)的通暢。
2.6整體園區(qū)
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，高科技也進(jìn)人了教學(xué)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)成為教學(xué)過程中的普遍使用的教學(xué)工具，計(jì)算機(jī)作為教學(xué)媒體，在教學(xué)中的引人，它以圖文并茂、聲像俱佳、動(dòng)靜皆宜，把學(xué)生帶進(jìn)了聲、像、圖、文并茂的新天地，為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，特別是對(duì)抽象的概念，通過形象的方法表現(xiàn)出來，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提高記憶，從而大大提高課堂教學(xué)效果。下面我談?wù)勗诟咧谢瘜W(xué)教學(xué)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)教學(xué)媒體提高課堂教學(xué)效果的幾點(diǎn)體會(huì):
一、運(yùn)用計(jì)算機(jī)教學(xué)媒體創(chuàng)設(shè)情境引入激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效果
愛因斯坦說過“興趣”是最好的老師，學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)的最佳動(dòng)力，興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力，是學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)中最現(xiàn)實(shí)、最活躍的成分。興趣產(chǎn)生動(dòng)機(jī)，能引起注意，激起情感，促使思想活躍，想象豐富，印象深刻，記憶牢固。從這說明興趣對(duì)于學(xué)習(xí)的重要性，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與興趣是成正比關(guān)系的，如何提高課堂教學(xué)效果，首先要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，計(jì)算機(jī)教學(xué)媒體正是引發(fā)這一興趣的最好工具，它把文字、圖像、聲音、動(dòng)畫等集于一體，圖文并茂，視聽一體，形象生動(dòng)，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的興趣。而好的開頭是成功的一半，利用計(jì)算機(jī)教學(xué)媒體導(dǎo)人新課，能創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)氛圍，導(dǎo)之以情，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如選修《化學(xué)反應(yīng)原理》中有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的授課，在引人化學(xué)反應(yīng)速率之前，利用計(jì)算機(jī)教學(xué)媒體播放有關(guān)1999年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)“用飛秒分光技術(shù)觀察化學(xué)反應(yīng)過渡狀態(tài)”的資料，介紹飛秒分光技術(shù)觀察化學(xué)反應(yīng)過渡狀態(tài)是化學(xué)動(dòng)力學(xué)發(fā)展方向的科技成果，化學(xué)反應(yīng)速率就是從動(dòng)力學(xué)角度描述化學(xué)反應(yīng)的快慢，是化學(xué)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，把學(xué)生的注意力從震撼人心的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)轉(zhuǎn)移到化學(xué)反應(yīng)速率上，產(chǎn)生進(jìn)一步探討學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率的愿望，對(duì)研究化學(xué)反應(yīng)的過程產(chǎn)生濃厚的興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)活動(dòng)中來，主動(dòng)攝取知識(shí)，在愉悅的心境中學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率從而提高課堂教學(xué)效果。
二、運(yùn)用計(jì)算機(jī)教學(xué)媒體模擬微觀世界，提高課堂教學(xué)效果
課堂教學(xué)效果的好壞，最終反映在學(xué)生對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的掌握程度上，學(xué)生對(duì)所授知識(shí)的理解、記憶影響到課堂教學(xué)效果。實(shí)踐證明，多種感覺器官的并用，可提高學(xué)習(xí)效率，人類獲得知識(shí)主要來自于視覺和聽覺。高中化學(xué)知識(shí)以理論知識(shí)為主，對(duì)于分子、原子等微觀世界的知識(shí)較抽象，為了使學(xué)生更易理解、記憶、掌握，可利用計(jì)算機(jī)教學(xué)媒體的特點(diǎn)，用色彩圖形，把抽象的內(nèi)容變得動(dòng)態(tài)、直觀，從不同角度進(jìn)行多方位展示，使學(xué)生看得更清楚，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、記憶，從而提高課堂教學(xué)效果。如在《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材中關(guān)于原子核外電子運(yùn)動(dòng)特征的教學(xué)，如果單獨(dú)靠教材中提供的氫原子的電子云示意圖來授課，學(xué)生是很難理解的。在這里可利用計(jì)算機(jī)教學(xué)媒體播放，在屏幕上畫出一個(gè)氫原子的原子核，一個(gè)原子核的核外電子，模擬核外電子在原子核的核外做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。再借助計(jì)算機(jī)教學(xué)媒體模擬給氫原子進(jìn)行拍照，在屏幕的左側(cè)顯示瞬時(shí)照片，屏幕的右側(cè)顯示瞬時(shí)照片的疊放，使照片不斷的疊加到一定數(shù)量時(shí)，便出現(xiàn)了核外電子在原子核周圍出現(xiàn)機(jī)會(huì)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果—電子云圖形。這樣利用計(jì)算機(jī)教學(xué)媒體模擬微觀世界，通過逼真、形象、生動(dòng)的動(dòng)畫模擬，把學(xué)生的思維帶進(jìn)微觀世界中，使原本抽象、枯燥乏味的學(xué)習(xí)內(nèi)容變得生動(dòng)活潑、豐富多彩、科學(xué)可視的材料，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、記憶和鞏固，從而提高課堂教學(xué)效果。
引言
隨著國(guó)家對(duì)職業(yè)教育工作會(huì)議的發(fā)展，并落實(shí)全教會(huì)精神的各個(gè)省市，中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育快速發(fā)展。根據(jù)高等職業(yè)教育培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才的辦學(xué)特色，選擇合適的教學(xué)材料，建立具有高職教育特色的教學(xué)方法，提高就業(yè)率是教學(xué)工作的重中之重，也是高職院校生存之道。
《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》作為高職院校應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)學(xué)科，在基本概念、理論的基礎(chǔ)上，聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)過程，詳述化學(xué)反應(yīng)過程所用設(shè)備的操作與控制。
1高職教育的教學(xué)現(xiàn)狀簡(jiǎn)析
1.1 高職教育的處境
高職教育占據(jù)了高等教育的“半壁江山”，目前高等教育存在下滑的趨勢(shì)，比如教學(xué)過程中師生互動(dòng)差、教學(xué)環(huán)境有待提高、考核方式陳舊、學(xué)生實(shí)踐能力不足、學(xué)生潛力有待挖掘、全面發(fā)展的學(xué)生比重小等，這些現(xiàn)象制約著高職教育的有效發(fā)展和深化，針對(duì)這些問題進(jìn)行探析、改進(jìn)，是高職院校提高教學(xué)質(zhì)量切實(shí)可行的方法。
1.2 高職學(xué)生的特點(diǎn)
高職學(xué)生本身具有一些優(yōu)點(diǎn)，比如正直善良、思想活躍、活潑好動(dòng)、積極性高、動(dòng)手能力強(qiáng)、適應(yīng)能力強(qiáng)等，但是也存在著一些缺點(diǎn)，如知識(shí)儲(chǔ)備相對(duì)薄弱、理論知識(shí)吸收相對(duì)緩慢、缺乏抽象思維、自身的學(xué)習(xí)勁頭不足、學(xué)習(xí)上缺乏創(chuàng)新精神，這樣使得教和學(xué)、供和需產(chǎn)生了極大的矛盾，也給高職院校的發(fā)展與提高帶來很大的壓力。因此，高職教學(xué)推行 “以能力為主導(dǎo)，以就業(yè)為導(dǎo)向”發(fā)展的方向已迫在眉睫。
1.3 《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》課程的特點(diǎn)
隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)的不斷調(diào)整，化學(xué)工業(yè)的節(jié)能減排要求不斷提高，淘汰了許多落后的化工生產(chǎn)技術(shù)、工藝、設(shè)備，這樣一來化學(xué)工業(yè)中新技術(shù)，新材料，新設(shè)備被廣泛應(yīng)用，使得化學(xué)工業(yè)的技術(shù)含量有了很大的提高。
我校《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》所使用的教材是化學(xué)工業(yè)出版社出版的“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材，本課程既著重基本概念、基本理論和技術(shù)應(yīng)用的闡述，更要著重講述各類反應(yīng)的不同特點(diǎn)，并突出各種常見反應(yīng)器的日常運(yùn)行和操作內(nèi)容，以“表達(dá)知識(shí)、傳授知識(shí)、消化知識(shí)、理解知識(shí)、記憶知識(shí)、再現(xiàn)知識(shí)”為己任，并注重學(xué)生的能力培養(yǎng)，提高學(xué)生的做事本領(lǐng)，完成職業(yè)崗位工作任務(wù)，強(qiáng)化實(shí)踐技能培養(yǎng)[1]。讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用。
2《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》課程的培養(yǎng)目標(biāo)
本課程教學(xué)過程中，以能力培養(yǎng)為核心、項(xiàng)目任務(wù)為載體、知識(shí)儲(chǔ)備為輔助、態(tài)度紀(jì)律為抓手。
知識(shí)目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，能掌握各種反應(yīng)器的基本結(jié)構(gòu)、類型、特點(diǎn)，了解各種反應(yīng)器的工業(yè)應(yīng)用，掌握各種反應(yīng)器的工藝設(shè)計(jì)方法，能根據(jù)反應(yīng)特征和生產(chǎn)條件選擇反應(yīng)器。
能力目標(biāo)：樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、安全第一的職業(yè)意識(shí)，初步掌握各種反應(yīng)器的基本操作和基本維護(hù)方法;能夠進(jìn)行反應(yīng)器的優(yōu)化、操作與控制，能判斷和排除反應(yīng)器故障;具備信息檢索和加工能力，具有發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題能力。
素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生誠(chéng)實(shí)守信、富有愛心的思想品質(zhì);實(shí)事求是、尊重科學(xué)的理念;吃苦耐勞、善于溝通，團(tuán)結(jié)合作的職業(yè)素養(yǎng);勤于思考、敢于創(chuàng)新的意識(shí)。使學(xué)生具備良好的職業(yè)態(tài)度和職業(yè)道德，形成良好的職業(yè)行為，最終形成化工生產(chǎn)的職業(yè)綜合能力。
3《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》教學(xué)策略
3.1 加強(qiáng)教師培訓(xùn)，提高教師自身專業(yè)水平
轉(zhuǎn)變?cè)杏^念，樹立正確的高職教育質(zhì)量觀[2]，能夠巧妙創(chuàng)設(shè)情景，輕松導(dǎo)入到教學(xué)中去，教師應(yīng)順應(yīng)時(shí)展的方向，力爭(zhēng)成為“雙師型”教師，在教學(xué)工作中采用綜合教法，除了平時(shí)廣泛采用的講授法、演示法，還應(yīng)逐漸滲透討論法，設(shè)計(jì)有層次的訓(xùn)練內(nèi)容。除了傳統(tǒng)的板書教學(xué)，還采用多媒體手段為學(xué)生提供更多的信息量，拓展學(xué)生思維。目前，微課堂、天空課堂、信息化教學(xué)設(shè)計(jì)大賽此起彼伏，這樣就需要教師對(duì)專業(yè)知識(shí)能夠熟練掌握，并能精煉地概括總結(jié)，對(duì)教師計(jì)算機(jī)水平的要求也逐漸提高，由此可見，現(xiàn)代的高職教育對(duì)教師的專業(yè)要求較以前有明顯提高，加強(qiáng)教師的專業(yè)培訓(xùn)必不可少。
3.2 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)[3]
愛因斯坦曾說過“興趣是最好的老師”。如今教學(xué)廣泛采用多媒體技術(shù)，為學(xué)生提供更為直觀、更加生動(dòng)的課堂，擴(kuò)大信息的傳輸量，通過讓學(xué)生觀察、思考、互相討論、探究發(fā)現(xiàn)、分析推理等為主的多邊教學(xué)，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生掌握探究方法，激發(fā)學(xué)生探究和發(fā)現(xiàn)問題的動(dòng)機(jī)和興趣，為學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)造理想的問題情境。整個(gè)課堂設(shè)計(jì)緊湊、邏輯嚴(yán)密、前后呼應(yīng)。
為了增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師應(yīng)做到教學(xué)設(shè)計(jì)合理，層次清晰，環(huán)節(jié)過渡自然。能依據(jù)本節(jié)課的知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生實(shí)際，確定本節(jié)課采用探究式教學(xué)法。在課堂上改變?cè)械摹肮噍斀逃苯虒W(xué)方法，改為“啟發(fā)式教育”的教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生思考鉆研的積極性，增強(qiáng)學(xué)生的自我創(chuàng)造力，讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的技巧，這樣不僅有利于他們對(duì)專業(yè)知識(shí)的記憶和運(yùn)用，還能激發(fā)他們的創(chuàng)新思維[4]，不僅學(xué)會(huì)，還要會(huì)學(xué)。在教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生成為課堂上的主人公，使不同層次的學(xué)生都有較大的提高。
3.3 增加實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生操作能力
社會(huì)的快速發(fā)展，大學(xué)生的就業(yè)壓力，使得單純理論知識(shí)已不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。高職學(xué)生的強(qiáng)項(xiàng)是社會(huì)實(shí)踐能力，《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》主要講述均相反應(yīng)器、氣固相反應(yīng)器及氣液反應(yīng)器的選擇、設(shè)計(jì)、操作與控制。在理論課堂，重點(diǎn)講解反應(yīng)器的選擇和設(shè)計(jì)，而操作與控制安排相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)課，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐。比如間歇反應(yīng)釜、填料塔、換熱器是我校已經(jīng)具備的實(shí)訓(xùn)條件。間歇反應(yīng)釜實(shí)訓(xùn)要求學(xué)生掌握流程，會(huì)畫流程圖，掌握其控制過程。填料塔要求學(xué)生分組進(jìn)行操作，掌握填料方式，了解吸附-脫附過程，綜合傳熱裝置中介紹各種換熱器的特點(diǎn)及優(yōu)、缺點(diǎn)，結(jié)合化工生產(chǎn)實(shí)際，側(cè)重對(duì)管路與流程的掌握。另外，為提高學(xué)生的動(dòng)手能力，我校還打算開設(shè)管式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器的實(shí)訓(xùn)課，為學(xué)生將來走上工作崗位打?qū)嵒A(chǔ)。
3.4 考核方式靈活多樣
考核是對(duì)學(xué)習(xí)效果以及教學(xué)目標(biāo)的檢驗(yàn)[5]，傳統(tǒng)的筆試形式的期末考試已經(jīng)不能充分體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中各項(xiàng)技能的掌握，針對(duì)《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》的課程特點(diǎn)，知識(shí)考核以期末考試筆試的形式進(jìn)行，另外，能力考核在實(shí)訓(xùn)過程中考核學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神以及對(duì)流程的總體掌握情況。過程考核包括兩部分，即過程學(xué)習(xí)成效評(píng)測(cè)和素質(zhì)評(píng)價(jià)。前者主要考核學(xué)生考勤、作業(yè)完成情況、以及課堂答問表現(xiàn)。后者主要包括學(xué)生的思想態(tài)度、行為規(guī)范、個(gè)人品質(zhì)、敬業(yè)精神、專業(yè)精神等，過程考核貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過程。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）18-0176-02
化學(xué)反應(yīng)工程是關(guān)于如何在工業(yè)規(guī)模上實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)過程，以期最有效地把原料轉(zhuǎn)化為盡可能多的目標(biāo)產(chǎn)品，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)需要的一門學(xué)科。它的研究對(duì)象為工業(yè)反應(yīng)過程，研究過程速率及其變化規(guī)律、傳遞規(guī)律及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響。其研究方法是結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過模型化方法解決反應(yīng)器的開發(fā)放大、結(jié)構(gòu)選型、尺寸設(shè)計(jì)、操作優(yōu)化等實(shí)際問題[1，2]。化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括反應(yīng)動(dòng)力學(xué)測(cè)定、反應(yīng)器流動(dòng)狀態(tài)測(cè)定等實(shí)驗(yàn)。采用真實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，存在實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)參數(shù)不易確定，生成物檢測(cè)困難等問題，而且一般同種設(shè)備只有一套，數(shù)個(gè)學(xué)生共同操作一個(gè)實(shí)驗(yàn)，不能進(jìn)行充分的鍛煉。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用輔助軟件進(jìn)行教學(xué)以越來越顯示出其優(yōu)越性[3，4，5]。在化學(xué)反應(yīng)工程這門課程中，可以采用化工虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件和流程模擬軟件Aspen進(jìn)行輔助教學(xué)，并取得了良好的輔助效果。
一、化工虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件
虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要補(bǔ)充，具有直觀性、系統(tǒng)性、綜合性、安全性、經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)，能給學(xué)生提供全面的技能訓(xùn)練，獲取完善的知識(shí)體系、完備的綜合能力。
在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中由于受教學(xué)資金的限制，實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)不足或設(shè)備陳舊，學(xué)生實(shí)驗(yàn)難以充分開展。而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以快速擴(kuò)容、更新升級(jí)。在真實(shí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，部分按照人才培養(yǎng)計(jì)劃要求必須開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由于高危險(xiǎn)、高成本、高消耗及高污染等問題無(wú)法開展。采用虛擬仿真軟件，可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，以安全環(huán)保的形式強(qiáng)化實(shí)踐訓(xùn)練。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)方法陳舊不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)考核來代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)，讓學(xué)生自主通過虛擬實(shí)驗(yàn)知識(shí)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，完成對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)；同時(shí)在仿真軟件中練習(xí)操作，操作過程中后臺(tái)會(huì)對(duì)操作結(jié)果自動(dòng)評(píng)分，學(xué)生完成操作后可以提交虛擬實(shí)驗(yàn)仿真報(bào)告，從而大大提高預(yù)習(xí)效果。
反應(yīng)過程要受到溫度、壓力、流動(dòng)狀況等多種因素的影響，且各因素之間具有很強(qiáng)的耦合性。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，通過改變參數(shù)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程的最優(yōu)化，要耗費(fèi)大量的人力物力。而通過虛擬實(shí)驗(yàn)，可以快速改變參數(shù)，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，探索反應(yīng)過程的規(guī)律。把虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶到實(shí)際實(shí)驗(yàn)中加以驗(yàn)證。通過虛實(shí)結(jié)合，能有效提高真實(shí)實(shí)驗(yàn)效率和結(jié)果最優(yōu)化。
學(xué)?，F(xiàn)在有乙苯脫氫制苯乙烯、多釜串聯(lián)反應(yīng)器返混的測(cè)定、填料塔液相軸向混合實(shí)驗(yàn)、氣固催化固定床實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)精餾制乙酸乙酯、煤制油、甲醇合成七套反應(yīng)工程類的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過虛擬仿真練習(xí)，開拓了學(xué)生的視野，提升了知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)了綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。
二、Aspen軟件
Aspen是一個(gè)通用的流程模擬軟件，采用模塊化的建模方式，可以對(duì)化工生產(chǎn)中反應(yīng)、混合、分離、換熱、流體輸入等單元操作進(jìn)行模擬計(jì)算。在反應(yīng)模塊，有7個(gè)內(nèi)置的反應(yīng)器模型，其中生產(chǎn)能力類反應(yīng)器2種（Rstoic、RYield）、熱力學(xué)平衡類反應(yīng)器2種（REquil、RGibbs）和化學(xué)動(dòng)力學(xué)類反應(yīng)器3種（RCSTR、RPlug和RBatch），涵蓋了化學(xué)反應(yīng)工程中所有的常用模型。具體的功能如表1所示。動(dòng)力學(xué)模型包括內(nèi)置的冪次定律、LHHW（Langmuir-Hinschelwood-Hougen-Watson）動(dòng)力學(xué)或用戶自定義的動(dòng)力學(xué)。自定義的動(dòng)力學(xué)可以用Fortran子程序或者excel工作表格定義。通過這些模塊可以計(jì)算質(zhì)量和能量平衡、反應(yīng)熱、產(chǎn)品選擇性、反應(yīng)程度和相平衡結(jié)果。
Aspen采用向?qū)降牟僮鹘缑?，逐步輸入反?yīng)體系組分、物性方法、進(jìn)口流股信息、反應(yīng)器模塊信息就可以進(jìn)行模擬計(jì)算。反應(yīng)器模塊中需要根據(jù)選定的模塊輸入反應(yīng)方程式、轉(zhuǎn)化率、收率、反應(yīng)溫度、壓力、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)器尺寸中的部分信息。
學(xué)生可以通過Aspen軟件搭建所需的反應(yīng)體系模型，比固定的虛擬仿真軟件更加靈活，更有助于理解化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)知識(shí)。Aspen軟件應(yīng)用于反應(yīng)工程教學(xué)，也避免了復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)以及數(shù)值求解問題，使得反應(yīng)過程盡可能的形象化，有助于學(xué)生對(duì)反應(yīng)過程的理解并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
三、結(jié)論
1.化學(xué)反應(yīng)工程是一門理論和實(shí)踐性均非常強(qiáng)的學(xué)科，采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，更加直觀、便捷、安全和經(jīng)濟(jì)，能給學(xué)生提供全面的技能訓(xùn)練，并獲取完善的知識(shí)體系和完備的綜合能力。
2.Aspen軟件是綜合性強(qiáng)的系統(tǒng)軟件，學(xué)生可以根據(jù)需要建立合適的反應(yīng)器模型，并可以方便地進(jìn)行調(diào)試和比較，完全避免了復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)以及數(shù)值求解問題，加深了學(xué)生對(duì)反應(yīng)工程的理解。
參考文獻(xiàn)：
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中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 12-0000-01
隨著電腦軟硬件的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的應(yīng)用得到了空前的發(fā)展，電腦美術(shù)作為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科走上了迅猛發(fā)展之路。目前，國(guó)內(nèi)外越來越多的使用3D制作動(dòng)畫，三維建筑、室內(nèi)效果圖等，但是很少將其與化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，有的也只是用3D模擬出分子和原子結(jié)構(gòu)，而對(duì)化學(xué)反應(yīng)時(shí)的斷鍵和成鍵情況沒有具體的說明。對(duì)于比較復(fù)雜的斷鍵、成鍵過程，學(xué)生理解起來會(huì)很困難，老師講解也很抽象，所以對(duì)模擬實(shí)驗(yàn)會(huì)極度渴望。
本文討論了通過3D動(dòng)畫來模擬化學(xué)反應(yīng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)⒒瘜W(xué)反應(yīng)過程生動(dòng)、形象的展示出來。
一、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程
系統(tǒng)基本流程為界面設(shè)計(jì)，建模，模型生成，動(dòng)畫生成，動(dòng)畫控制。
（一）界面設(shè)計(jì)
使用windows界面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)與用戶的交互，用戶通過選擇化學(xué)分子式或者反應(yīng)方程式進(jìn)行3D模擬動(dòng)畫的展示，同時(shí)，在動(dòng)畫播放過程中可對(duì)其進(jìn)行基本的暫停等操作。
（二）建模
首先在3ds Max中對(duì)化學(xué)分子式進(jìn)行建模，構(gòu)建出每個(gè)分子的球棍模型，該模型能夠清楚地反應(yīng)原子間的相對(duì)位置和化學(xué)鍵的位置。利用插件，將模型導(dǎo)出為md2文件，用于模型生成。
（三）3D模型生成
本系統(tǒng)使用OpenGL這個(gè)專業(yè)的圖形程序接口對(duì)構(gòu)建的模型進(jìn)行加載，使用紋理貼圖技術(shù)將不同類型的原子渲染成不同顏色，從而繪制出分子的3D模型。
（四）3D動(dòng)畫生成
將渲染的3D模型，通過調(diào)整時(shí)間和坐標(biāo)位置加載為動(dòng)畫，用于模擬化學(xué)反應(yīng)過程。
（五）動(dòng)畫控制
在動(dòng)畫播放時(shí)，可對(duì)其進(jìn)行暫停，停止，播放等操作，便于觀察反應(yīng)過程中的斷鍵和成鍵情況。
二、系統(tǒng)的研究方法和關(guān)鍵技術(shù)
（一）3ds Max建模
本系統(tǒng)使用3ds Max 2011軟件平臺(tái)制作化學(xué)分子的3D模型，涉及到對(duì)該軟件的了解和使用。
（二）深度緩沖區(qū)
本系統(tǒng)啟動(dòng)了深度緩沖區(qū)用于消除實(shí)心物體被其他物體所遮擋的情況，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：
glEnable（GL_DEPTH_TEST）
glClear（GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT）；
（三）紋理貼圖
本系統(tǒng)使用紋理貼圖技術(shù)為不同的原子綁定不同顏色，分為以下幾步：
1.創(chuàng)建和綁定紋理對(duì)象
glEnable（GL_TEXTURE_2D）；
glBindTexture（GL_TEXTURE_2D，groundTex->texID）；
2.將保留在data中的像素值傳給當(dāng)前綁定的紋理對(duì)象
gluBuild2DMipmaps（GL_TEXTURE_2D，GL_RGB，groundTex->width，groundTex->height，GL_RGB，GL_UNSIGNED_BYTE，groundTex->data）；
（四）光照
本系統(tǒng)使用OpenGL光照函數(shù)來繪制真實(shí)感圖形，具體步驟如下：（1）定義每個(gè)物體的每個(gè)頂點(diǎn)的法向量（法向量決定了物體相對(duì)于光源的方向）；（2）創(chuàng)建和選擇一個(gè)或多個(gè)光源，設(shè)置它們的位置；（3）創(chuàng)建光照模型。（4）定義場(chǎng)景中物體的材料屬性。
（五）視圖變換
視圖變換實(shí)現(xiàn)了從不同角度觀察分子模型的功能，能夠清楚地觀察反應(yīng)過程中，各原子和化學(xué)鍵的變化。實(shí)現(xiàn)部分代碼如下：
gluLookAt（cameraX，cameraY，cameraZ，lookX，lookY，lookZ，0.0，1.0，0.0）；
圖1 默認(rèn)的照相機(jī)位置
圖2 使用gluLookAt（）后
（六）加載md2文件
加載md2文件，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫：（1）讀取原始數(shù)據(jù)；（2）將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模型結(jié)構(gòu)；（3）動(dòng)畫顯示。
三、結(jié)束語(yǔ)
本文介紹了3D動(dòng)畫模擬化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，能夠?qū)瘜W(xué)反應(yīng)中的斷鍵成鍵過程進(jìn)行模擬，系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單，能夠清楚地展示化學(xué)反應(yīng)過程，對(duì)于實(shí)際教學(xué)活動(dòng)具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義和推廣價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫毅.SUN Yi 3DS MAX在虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2009（06）.
