化工设计论文范文第1篇
摘 要：化工工艺设计是化工行业较为关键的内容，对化工作业安全效益的顺利获得具有直接影响，关乎化工工业的安全。因此，文章以化工工艺安全设计为入手点，利用指标分析方法，从物料、流程、设备设施、条件等方面识别了化工工艺中存在的危险，并就相关危险点特征及危害范围提出了几点控制措施，希望能为化工工艺的安全运行提供保障。
关键词：化工工艺;安全设计;危险识别
在化工行业迅猛发展的进程中，工艺流程、条件日趋严苛，危险化学物料用量不断增加，在给化工企业带来巨额经济收益的同时，也产生了较大的安全事故隐患。而当前我国内部还没有可完整、科学评估化工工艺风险等级的安全评价手段，无法保证化工工艺的安全性。因此，从工艺安全设计视角入手，探索化工工艺危险的识别手段以及控制措施，就具有非常重要的意义。
1 化工工藝安全设计中的危险识别指标体系构建
在化工工艺安全设计过程中，评价指标体系的构造可看作具体与抽象交互影响的辩证逻辑思辨过程，即在全面认知研究对象情况的前提下，结合生产经验、标准规范，对化学工艺进行深层次、系统化、完善化处理。典型化工工艺可以划分为工艺所使用的物质危险性、化学反应过程风险[1]。后者主要是由于化工工艺流程中涉及了大量的热量交换，除工艺条件高温外，反应过程也会进行大量热释放，当系统反应散热速率在反应热生成速率以下时，反应体系温度会持续升高，由此带动反应速率持续增加，推动热生成速率的进一步加快。而系统“自热”的恶性循环会诱导反应失控，即反应过程涉及的物质由亚稳态转化为不稳定状态，甚至产生小分子大量存在的分解热，增加反应容器压力，招致反应器超压破裂、爆炸等不良后果。由此可知，化工工艺安全设计中危险识别指标的关键为，重点考虑化工工艺运作中显著释放热能而引发的热失控风险，具体指标可以划分为物料危险性、设备危险性、流程危险性等几个模块。
2 化工工艺安全设计中的危险识别结果分析
2.1 物料
化工工艺物料危险主要体现在物质爆炸极限、物质毒性、物质闪点等方面。从绿色化学、工艺本质安全视角可知，化工生产中不同类型物质的选择和恰当搭配，可以控制危险事故隐患[2]。
2.2 设备设施
设备设施特指化工工艺安全设计中所使用的工具，比如管道等。管道的主要职责为进行不同状态物料的运输，化工工艺所涉及的物料多具有强酸性、强碱性、易燃性或易爆性特点，若在运输阶段出现管道泄漏问题，将会造成严重的生态环境以及社会环境安全事故。
2.3 条件
化工工艺操作条件包括反应压力、反应温度、生产用量等多个部分。其中，高温高压、低温低压均对设备、工艺安全运行具有较大负面影响，而生产用量则通过工艺所可达到规模的直接体现对工艺安全造成影响。
2.4 流程
工艺流程危险主要表现为工艺运作过程中因化学反应热量交换而出现的热失控情况，与绝热温升、冷却功率、最大反应速率、承压能力有关。其中，冷却功率直接影响了工艺运作中的化学放热反应，一旦冷却功率不足，就会导致反应热无法被及时移走，增加工艺危险度[3]。
3 化工工艺安全设计中的危险控制措施
3.1 物料
化工生产原材料处理是化工工艺运作的基础环节，需要负责人依据工作规范进行原材料类比判定。根据所获得的信息，经过进一步提纯、混合、净化操作，完成原材料的标准化、科学化处理，达到提升化学反应活性、效率、质量的目的。为了精准控制化工工艺物料环节存在的危险，人员应围绕化工工艺物料特性，依托专业经验，从物理、化学等多个方面进行系统分析，从根源上消除化工工艺运作过程中的物料风险因子。一般为获得某一种目的的产品，对应原料、辅料并非唯一可用的，在有选择余地的情况下，应优先选择无危险性、危险性较小的物料。同时，对于精制化学反应后出现的粗品，其内部含有较多类型不一的杂质，应利用萃取、蒸馏等方式，对其进行进一步净化，保证化工物料应用安全。除此之外，为了避免对生态环境安全造成影响，技术人员应综合考虑废料是否可综合利用（无害化处理）、过程用催化剂（或助剂、原料、载体、溶剂）是否必要或可减少、是否可回收循环使用等因素，最大程度降低生产废弃料产生量，达到物尽其用的效果。
3.2 设备设施
在化工工艺运作过程中，化学反应设施设备是关键载体，对工艺运作质量以及生产效益具有直接影响[4]。根据化工工艺载体设备设施所处环节以及所承担功能的差异，使用方法、维保要求也具有较大差别。因此，人员应主动了解各环节化工工艺反应载体的用途，定期检查、剖析、记录化工物料在对应环节的表现差异，结合国家标准规范进行载体装置使用与维保方案的定期更新，保证化工工艺设备设施的安全运行。化工工艺设备设施等装置从本质上而言，是多个工艺操作单元的组合，技术人员可以将视线投向单元之间的安全衔接以及干扰消除视角，在其他单元正常状态维持的情况下，进行某一单元处理事故、故障的隔离处理方案设计，达到平稳停车目的。特别是在管道管理阶段，为了避免管道运输阶段因泄露而引发安全事故，需要人员在明确现有化工工艺路线所涉及管道性能、材料、作用的前提下，依据物料与管道一一对应的原则，科学匹配。若系统存在连续散发有毒气体、可燃气体、酸雾、粉尘的情况，应进行密闭带除尘、除雾、吸收装置的设置。同时，定期对管道泄露情况进行检查，及时采取惰性气体密封防腐处理方式，消除管道安全隐患问题。
此外，危险介质藏量与化工工艺安全事故发生率、损失量、影响范围呈正相关，因此，在设备设施应用过程中，技术人员应尽可能减少危险介质藏量。比如，利用连续反应代替间歇反应，在大型设备底部设置排量超过8m3/h的液化烃泵入口，利用膜式蒸馏代替蒸馏塔，利用离心抽提代替抽提塔，利用闪蒸干燥代替盘式干燥塔等。
3.3 条件
化工工艺过程条件的严苛程度并非无法变更，在富有余地的情况下，技术人员应尽可能缓和过程条件的严苛度。比如，采取更好的催化剂，利用气相进料代替液相进料，稀释进料浓度等，在一定程度上缓和化学反应的剧烈程度[5]。同时，鉴于化工工艺运行过程安全事故出现概率与条件参数具有较为密切的关系，且化工工艺条件参数的数量与其对工艺运行过程安全度的干扰成正比。因此，在化工工艺条件设计过程中，技术人员应贯彻删繁就简的原则，利用一个条件完成多种操作的模式代替多个条件分别完成一个功能的模式，在一定程度上增加生产可靠性、电气安全性以及本质安全水平。比如，对于散发有害气体、有害蒸汽的厂房，除通风设施设置外，应依据TJ36车间空气中有害物质最高容许深度要求，设定机械通风取风口确保送出空气中有害气体、粉尘低于车间空气有害物质最高容许深度值的30.00%。
3.4 流程
从化工工艺安全运作层面可知，科学、恰当地控制化工工艺流程，需要以化学反应热量交换为重点，综合考虑绝热温升、冷却功率、最大反应速率、承压能力等因素，进行逐一分析判定、控制[6]。具体控制作业开展前期，技术人员可以归纳整理化工工艺前期全部资料，将获取的制作厂家数据资料、物料基础设计包等信息进行整理汇总，同时收集所需的数据资料并研究资料的提供方法，根据所判定的提供方法进行化工工艺流程中危险环节的识别与组织控制。
一般，化工工艺流程多通过图示的方式表示，涵盖了化工生产工艺全部文件。比如，对于物料从原料到成品或半成品的工艺过程以及所涉及设备装置、管线的设置情况，可以利用工艺流程草图的方式设置。在工艺流程草图中，利用示意图表述化工工艺生产阶段所使用的设备机器，并利用数字、文字、字母进行相关设备名称、位号的填写。以某物料残液蒸馏处理的工艺方案流程草图为例，其主要为蒸汽+物料残液+上水→蒸馏釜→冷凝器→真空受槽→放空，或者蒸汽+物料残液+上水→循环冷却回水→液态物料去物料贮槽。由上述流程图可知，工艺中所使用的设备为冷却器、蒸馏釜、真空接受罐，流程为物料残液与水共同进入蒸馏釜内形成共沸物，在蒸汽加压作用下进行常压蒸馏处理。馏分进入冷却器，与水逆向换热冷却后先后进入真空受罐、物料贮罐。而从冷却器流出的馏分可以依靠真空泵的抽力向压力低的位置流动。在整个流程中，风险较大的环节为物料残液与水在蒸馏釜内共沸、馏分进入冷却器与水逆向换热，技术人员可以着重监控，细化管理方案，保证整个工艺流程安全进行。
4 结语
综上所述，化工工艺危险可以划分为工艺所使用的物质危险、化学反应的过程危险两个层面，具体涉及了物料、设备设施、流程、条件等。因此，化工工艺安全设计人员应适时利用指标分析方法，构建完善的化工工艺风险评价指标体系，确定各模块风险特征以及危害范围。根据识别结果，采取针对性控制措施，避免危险因子妨碍化工工艺安全运作。
参考文献
[1] 史哲齐，李继繁，王悦，等.基于TOPSIS-AHP法的石化企业环境风险筛选研究[J].南开大学学报：自然科学版，2020（1）：17-25.
[2] 白洪涛.危险化工工艺风险辨识方法研究[J].石化技术，2018（05）：50.
[3] 李天舒，姚齐峰，李红，等.用于易燃易爆危险化学品快速识别的手机拉曼系统[J].红外与激光工程，2019（007）：196-201.
[4] 窦珊，张广宇，熊智华，等.基于多源数据融合的化工园区危险态势感知[J].化工学报，2019（02）：40-46.
[5] 任常兴，张欣，张琰，等.危险化学品泄漏事故点火源辨识与分析[J].消防科学与技术，2018（006）：831-834.
[6] 陈静.化工工艺过程危險辨识与安全管控要点探究[J].当代化工，2017（263）：213-214.
化工设计论文范文第2篇
【摘 要】结合笔者相关工作体会，本文介绍了工业建筑中的结构概念设计，并着重对概念设计的重要性以及概念设计的原则进行了探讨。
【关键词】工业建筑；结构概念设计
前言：
在进行结构概念设计时，需要进行大量的工程计算，其工作量大且繁琐。然而，随着计算机和结构分析软件的普遍应用，促使结构工程师摆脱了传统的手工计算，工作效率得到大幅度的提升，与此同时，也导致了一些结构工程师对结构计算软件的依赖性也越来越大，甚至过分地相信计算软件，从而忽略了概念设计的重要性。现文章就此问题展开探讨。
一、工业建筑中的结构概念设计
在建筑设计中，通过不断的设计研究和实践，结构设计工程师积累了大量的经验，并在行业形成了一系列的设计规范、标准图集和设计手册等。近些年来，计算机技术得到广泛应用和普及，计算及结构程序被大量应用到建筑结构工程中，设计单位开始抛弃图版，开始在计算机上挥动鼠标操作。在此表像下，部分结构工程师通常都会形成一种错觉：建筑结构设计很简单，仅仅需要遵循设计规范、标准图集和设计手册，在根据建造师给出的非结构空间方案，利用计算机完成。在设计中，结构设计师变成了拼图的玩家，被动的操作着建筑的结构设计。这导致建筑结构无法有效运用结构工程的知识，同时也容易造成和建造师发生交流分歧。
二、结构概念设计的重要意义
（一）概念设计能够展现先进的设计思想。
结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识的处理构件与结构、结构与结构的关系。强调结构概念设计重要，主要还因为现行的结构设计理论存在许多缺陷或不可计算性，比如对混凝土结构设计，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法，这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷，需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。
（二）概念设计能够展现一个结构工程师设计思想。
结构工程师的主要任务就是在一定的建筑功能和工艺要求下来完成结构总体的设计， 并能妥善地处理建筑与结构、工藝与结构、构件与结构、结构与结构的关系，最终设计出合理的产品。强调概念设计的重要，也是因为计算软件的局限性并不能适应所有的结构问题， 实际存在大量无法运用计算软件进行准确分析的结构构件，它们都需要采用概念设计与结构措施来满足最终的结构设计的目的。同时程序计算结果是根据不同工况提供不同的资料， 究竟哪种工况下的计算结果才是真正需要的，有时甚至要结合不同工况的计算结果综合分析应用， 结构工程师只有加强结构概念的锻炼，才能准确地判断计算结果的合理性及准确性， 最终获得我们需要的结果。
（三）概念设计之对于设计时间的重要意义。
在初步设计或方案阶段，通常需要结构工程师对结构体系，结构布置等根据工艺布置方案做出规划，有时候甚至还要进行一定的建模计算，以便最终确定方案的可行性和合理性。在这一阶段确定的方案，往往和工艺大的设备选型相辅相成，由于大型设备的生产制造周期较长，一旦通过相关部门的审查后，建设单位就会联系相关制造商，开始订货，相应的结构设计方案就会成为下一阶段施工图设计时间的设计依据。如果结构工程师对方案考虑不周， 会给下一阶段的工作带来相当大的麻烦，有时甚至会给整个项目带来不可估量的损失。这就需要结构工程师在初步设计时间、方案设计时间综合运用其掌握的结构概念，结合工艺特点，选择结构性能好、经济效益明显的结构方案，为此，需要结构工程师不断地丰富自己的结构概念，深入、深刻了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。结合一定的结构分析软件，合理的简化模型，充分利用结构分析软件的强大功能，最终提出经济合理的设计方案，为下一阶段的施工图设计工作做好准备。
（四）概念设计的重要意义还体现在抗震分析方面
在一些重要的工业建筑中，基于本身的特殊功能，关系到国家的经济发展和人民的基本生活保障，如大型核电厂、大型化工建筑、能源建筑，对地震作用有着严格的要求，一旦它们在地震时遭到损毁，会给救灾和灾后重建带来无法想象的困难。当这些工业建筑遭到损毁时，其自身带来的损失和灾害甚至要比地震造成的损害更加严重。由于地震作用的不确定因素太多，仅凭计算软件的分析是不能保证结构安全的，抗震概念设计就成为抗震设计的一个重要组成部分，它应该贯穿于结构计算分析和细部构造的全过程。就如砌体结构，无论纵墙承重、横墙承重还是纵横墙共同承重，在结构分析软件中都能顺利通过计算，但是这三种布置方式的地震作用传递途径不同，当然，在地震力作用下，抗震效果也截然不同。因此，在抗震分析时，概念设计主要表现在两个方面：
1、必须有明确的计算简图以及科学合理的地震作用传递途径， 对可能出现的薄弱环节， 应采用相对应的构造措施来提升抗震能力，避免因部分结构或构件的局部破坏所导致整个结构失去抗震能力或者对重力荷载的承载能力。
2、结构应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力，宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中。最后结构在两个主轴方向的动力特性宜接近，采用有效的措施防止过早的剪切和受压等脆性破坏。
三、结构概念设计的原则
在初步设计前为所设计的工程项目设计一个概念性的总体方案是结构概念设计的目的，进而为后续的设计工作提供正确的思路，要做好结构概念设计应掌握以下原则：
（一）全面考虑原则
在进行结构概念设计时，应该对全面的考虑设计的各个方面。结构方面指结构整体和关键部位受力的合理性， 主要构件连接的牢固性，所选择结构体系的可靠性与经济性，以及材料在长期使用的耐久性。 在施工方面指取材是否方便否，以及成型的可能与做法的合理性。
（二）合理受力原则
概念设计时，应正确运用力学原理对结构构件的受力分析问题进行处理。 从受力和变形看，均匀受力优于集中受力，多跨连续优于单跨简支等，此外，传力简捷比传力曲折好，应避免不明确的受力状态。从受力与变形的分析上看，应尽可能利用结构的对称性、刚度的相对性、变形的连续性和协调性，既要分析各部分构件的直接受力状态，还要分析整体结构的受力状态，要抓住主要的受力状况和变形，忽略次要的受力状况和变形。
（三）减轻自重的原则
结构承受的荷载有两种，竖向荷载和水平荷载。 竖向荷载的 85%以上是建筑物自重， 水平荷载中的地震作用与建筑物自重直接相关。减轻自重不接可以减轻结构承受的荷载而且可以降低建筑造价、加快建造速度、节约建筑材料、减少材料在生产运输方面的工作量
（四）优化选型原则
根据建筑功能、环境因素选择合适的结构体系，如框架结构、剪力墙结构、网架结构、壳体结构、悬索结构等。在符合使用要求的前提下优化结构布置，平立面要求规则、对称，具有良好的整体性，首相除规整外侧向刚度宜均匀变化，自上而下逐渐减小，避免突变。
（五）空间作用原则
建筑物本身是一个空间结构，平时为了结构设计计算工作的简化，将它分解成各种平面受力状态进行量化分析，在结构概念设计时考虑建筑物内各部分結构的空间作用，实际上是还原到他本来的结构面貌。在概念设计时可利用或构成构件的空间关系，来加大刚度、减小内力。
结构概念设计时掌握以上原则，就能为结构设计勾勒出正确的方向，从而做出安全、美观、经济的结构设计。
结语
综上所述，概念设计直接影响着工业建筑结构设计的全过程，结构计算软件是目前结构设计必不可少的工具，只有科学合理的运用结构概念设计从整体上把握结构的各项性能，配合结构计算软件进行准确的计算分析，才能面对复杂多变的工业建筑，从容的进行结构设计，才能确保结构的安全性、经济性。
参考文献：
[1]赵真，谢礼立.浅析传统结构抗震概念设计思想形成的一般规律[J].地震工程与工程振动，2014，（2）.
[2]公晶.概念设计在结构设计中的应用体会[J].民营科技，2013，（4）.
[3]邢贵龙.建筑结构概念设计的优化措施分析[J].中国新技术新产品，2011，（1）.
化工设计论文范文第3篇
一、关于化工工艺以及化工设备基本概念的分析
化工工艺就是化工生产的技术, 借助化学反应将原材料转化为既定产品的过程, 化工工艺包含三个方面的内容, 对于原材料进行处理, 化学反应过程, 产品的精炼提纯过程。
化工设备指的是在化工生产中必须要使用到的设备, 随着化工行业的不断发展, 化工设备的种类逐渐增多, 例如容器类, 分离塔器类, 换热器类, 结晶设备等等。
二、做好化工工艺以及化工设备适应性设计的必要性
(一) 通过化工工艺以及化工设备适应性设计可以提升设备的实用性
促进化工工艺以及化工设备适应性设计的提升可以将化工设备的实用程度进一步提升。纵观传统的化工生产, 缺乏对工艺以及使用设备的适应性设计, 导致化工设备无法完全发挥生产优势, 而通过适应性设计的有效展开能够将化工设备的释永信不过发挥出来, 化工企业可以结合自身的生产实际开展适应性设计活动, 保障与生产需要结合起来。
(二) 通过化工工艺以及化工设备的适应性设计可以提升化工检修效率
通过适应性设计可以将化工检修的效率进一步提升, 化工行业本身就是高消耗行业, 生产过程包含的项目种类很多, 所以化工设备运行过程中的效率对化工企业来讲非常重要, 通过对工艺生产及设备运行开展适应性设计能够将设备检修效率大大提升。
(三) 通过化工工艺以及化工设备适应性设计能够将化工生产效率提升
通过化工工艺以及化工设备适应性设计能够将化工生产效率进一步提升, 适应性设计可以将化工生产的生产效率大大提升, 特别是设计人员结合化工设备实际情况开展设计工作, 需要结合适应性原则促进化工设计更加科学有效, 不断完善化工设备运行过程, 最大限度的提升化工设备的性能, 将化工生产的效率以及化工产品的质量进一步提升, 进而保障化工企业可以在激烈的市场竞争中站稳脚步。
三、关于化工工艺以及化工设备适应性的具体设计分析
(一) 化工工艺的适应性设计
首先分析化工工艺的适应性设计, 第一要合理的设计和控制化工工艺的参数, 工艺参数是化工生产重要的指导性数据, 化工生产过程都要受到参数的调节, 合理控制化工参数的目的就是在保障化工产品生产质量的前提下, 尽可能的节约资源, 保障生产过程安全可靠。将工艺参数控制在合理的范围内, 保障化工生产过程是高效安全的。如果对化工参数不能有效的控制, 那么在化工生产过程中很容易发生安全事故, 直接威胁操作人员的生命安全, 对生态环境也产生较大的影响;其次, 防止化工设备受到腐蚀的危害, 防止腐蚀现象的发生, 大部分化工生产需要在高温状态下开展, 所处的环境腐蚀性也比较强, 所以对于设备的防腐蚀防护工作要足够重视, 例如:化工生产中会经常使用到烧碱, 烧碱反应强烈, 释放出大量热量, 所以可以将烧碱器材设计为反流降膜, 使得加热材料向下方运动碱液向下方运动的时候随着管道内壁温度的变化, 碱液自身的温度也发生变化, 保障良好的传热效果, 通过镍合金材料起到防腐效果, 防止设备受到腐蚀侵害, 第三对于化工工艺的安全性应该足够重视, 安全是化工生产的首要前提, 通过优化生产工艺, 促进化工设备不断完善, 最大限度的将化工生产不安全因素降低, 保障人员安全的前提下保障产品质量。压力设备是化工生产中经常使用到的设备, 受到压力, 温度等外界因素的干扰很容易发生泄露现象, 因此要将设备的性能特征考虑充分, 将化工生产的安全性提升, 促进化工生产过程顺利展开。
(二) 化工设备的适应性设计
化工设备的适应性设计。首先要将生产中使用设备的安全性提升。化工设备作为化工生产的基础性物质, 在化工生产过程中容易受到外界因素的干扰, 例如温度, 压力等等, 导致设备发生变形, 泄露等等。其中化工设备的安全性能是导致化工事故发生的重要原因之一, 所以在设计化工设备参数的时候要规范设计过程, 保障接口位置密封性良好, 将泄露、裂缝、变形等情况的发生概率降到最低;要做好化工设备的环保型工作, 节能减排是时代发展的口号, 化工生产过程也要高度树立节能减排意识, 优化化工设备适应性设计过程, 在保障化工生产质量的前提下, 尽量减少能量消耗, 减少设备运行对环境造成污染的情况, 保障化工生产活动可持续发展。促进化工设备耐用性提升, 将化工设备的使用寿命延长是保障化工企业经济效益的关键, 因此化工设备设计过程要将设备的使用寿命考虑在内, 设备操作一定要严格规范, 设备的维护保养工作也要做到位。
四、结语
综上所述, 化工工艺以及化工设备适应性设计的有效开展是保障化工生产顺利的关键, 化工企业要格外重视工艺及运行设备的适应性设计, 将细节问题考虑在内, 满足化工生产高效、节能、安全等要求, 将企业核心竞争力不断提升。
摘要：伴随着时代的进步和发展, 为各行各业的发展提供了契机, 其中化工工业生产也在不断发展和进步, 其生产过程中的质量问题及化工设备的操作问题受到的关注程度越来越高, 特别是化工产品本身的质量问题及设备运行中呈现出的安全隐患是广大化工生产管理者面临的大问题, 如果结合化工生产的实际需要, 促进化工工艺以及化工设备适应性提升, 促进化工生产顺利展开, 提升化工行业的经济效率是需要重点探究的问题。鉴于此, 本文结合本人多年的工作经验探讨和分析了化工工艺以及化工设备的适应性设计, 首先明确了化工工艺及化工设备的基本概念, 分析了促进两者适应性设计有效性的意义, 最后分析了如何促进化工工艺及化工设备适应性设计的有效开展。
关键词：化工生产,化工工艺,化工设备,适应性,设计
参考文献
[1] 王厚峰.化工工艺与化工设备的适应性设计[J].工程技术:全文版, 2016:00236.
[2] 高创.化工工艺的设备结构适应性设计探讨[J].科技风, 2011 (5) :260.
[3] 夏鹏威.浅析化工工艺与化工设备的适应性设计[J].城市建设理论研究:电子版, 2015, 5 (33) .
化工设计论文范文第4篇
摘 要：《化工原理》课程设计教学是化工原理教学的一个重要实践性教学环节。文章对课程设计教学中面临的问题进行了分析和研究，通过选题创新化、内容多样化、设计手段灵活丰富及考核方式多元化等措施，提高了学生的实践能力、综合能力和创新能力。
关键词：化工原理课程设计 实践教学 实践能力
文献标识码：A
化工原理是化工类及相关专业的技术基础课，它在基础课与专业课之间起着承前启后，由理到工的桥梁作用，是基础理论通向专业技能的重要媒介，是真正把学生从“理科”领入“工科”，使其成为化工技术人才的核心课程，是科学技术转化为生产力的重要环节，是综合运用数学、物理、化学等基础知识分析和解决化工过程中各单元操作问题的工程学科。
化工原理课程教学包括理论课、实验课和课程设计教学三个环节，其中，课程设计的目的是使学生依据化工原理的经济性、实用性、安全可靠性及先进性原则，综合利用化工制图、机械制图、化工仪表及自动化与控制等理论知识，进行一次与生产实际紧密相连的某一化工单元操作的实践性设计。从而达到培养学生综合运用所学的理论知识，逐步树立正确的设计思想，解决常规设计中一些实际问题的一项重要实践教学，其出发点是通过课程设计提高学生文献查阅、制图、识图、国家标准选取、计算、创新及解决实际生产问题等方面的能力。
但由于多种原因，化工原理课程设计存在一些问题，现分析归纳如下。
一、化工原理课程设计教学现状
1.设计题目陈旧，设计内容格式化。多年教学延用同样的题目，分组进行设计，设计题目内容在化工原理课程设计指导书、网络或往届同学存档赠送的资料中都有较完整的设计模版。因此学生在设计过程中只要按部就班地照葫芦画瓢，基本都能在规定时间内完成。由于题目陈旧和设计内容格式化导致设计效果变成纸上谈兵，流于形式，大部分学生学习积极性不高，不够重视，设计质量差，难以达到教学目标。
2.设计手段单一。设计的初衷是为了提高学生的制图能力、计算能力及相关设备选型等综合能力，所以要求学生手工绘图、手工计算。但通过多年设计经验发现，学生对基本的制图规范如尺寸标注、比例选定、局部刨面图及俯视图相关规范性方面仍不能较好掌握。同时手工计算存在计算量大，计算结果准确度不高的问题，比如，塔板层数计算无论采用逐板计算法还是制图法，其它如经验公式、经验参数选取和试差法的应用等都可能出现以上问题，其计算结果必将影响后续设计内容，严重者导致负荷性能图检验不合格。这时按正常设计处理方法应该从尾到头逆向再检查一遍，从出现问题处再重新计算设计。但这时学生一般都身心疲惫，失去信心和毅力；另一方面设计时间也难以保证，结果必然导致一部分学生掩盖问题、私自篡改数据，而不能面对问题静心思考，实事求是地分析问题和解决问题，更不知小小数据的改动可能会给实际生产带来非常严重的后果。
3.考核方式单一。以往教学中一般采取出勤、说明书和图纸三部分相结合的评价体系。但在执行中发现存在以下问题：比如，图纸方面，由于上交的是“无声”的书面成果形式，致使懒惰或制图技能差的同学有机可乘，私自找别的同学替画，指导老师却无法核实；说明书若是电子版，则可以套用本组其他同学的作品，进行简单的数据、文字修改，这一点从部分说明书中出现错误的相同性得到验证，这时问题虽然发现了，但指导教师仍很难判定是谁套用谁的，是谁替谁画的，另外还可能是同组同学“分工合作”的结果，所有这些问题的出现，必将对最终成绩的评定带来困难，也易导致该考核方式不能全面公正、公平地对学生做出考核的问题，也难以检验设计的质量，同时助长了不良的学习风气。
二、化工原理课程设计的教学改革措施
针对本课程教学过程中存在的问题，并结合我校及目前大环境下对应用化学专业人才培养目标要求，笔者结合近几年教学实际经验针对性地试将一些实践教学手段引入到本课程教学中，取得了较好的效果。
1.设计题目创新化、设计内容多样化，提高学生学习积极性。针对课程特点及学生知识水平储备的差异，以“提优、促中、转差”为原则，设计新颖题目及多样化的设计内容，重在从多角度、多方面鼓励学生正确处理独立完成和团队合作的关系，提高对课程设计的重视程度。具体采取两种措施进行：常规设计和参加设计大赛设计，同时针对不同的设计对象，采取不同的设计题目和设计内容进行教学。
（1）选题和内容来源于生产实际。对于参加常规设计的同学，为了克服以往教学中选题的不足进行了慎重科学地选题，题目主要来源于生产实际，比如甲醇工段、甲醛工段、乙炔工段等单元操作，按组制定题目，同组同学分别承担进料组成、进料状态、进料量或生产任务不同的设计内容。
（2）选题和内容来源于化工设计竞赛。全国大学生化工设计竞赛是由教育部、中国化工学会、中国化工教育学会在企业的赞助下举办的全国性竞赛，参赛高校遍及全国各省市地区，在培养大学生创新思维，提高化工工程设计与实践能力方面发挥了积极作用。大赛题目每年均不同，并且与生产实际联系更加紧密，有利于激发学生的学习兴趣，培养勇于挑战自我的精神，同时，采取积极宣传和鼓励的方式来引导同学自愿加入这一部分的课程设计。设计任务依据当年的竞赛下达任务条件而定。五人一组为一队，设队长一名。小组成员可以根据各自的特长和兴趣来分工合作，执行中采取“传、帮、带”的形式进行。由于设计任务有一定的难度和复杂性，为了使学生较快“入戏”，请教有参赛经验的上届学生“传”授经验，主要包括团队合作的要点、软件的学习、方案的确定等方面；同组同学之间互相“帮”助解决实际问题及各组同学互相“帮”助解决共性难点问题。小组内自学能力、自主能力强的同学“带”动稍弱的同学，整体相对较强的队“带”动较弱的队进行设计。
采用不同的设计题目和内容，符合了不同学生的“口味”，一方面提高了学生的学习积极性、学习自信心和团队协作能力；另一方面有效地避免了设计抄袭、代做的现象，形成以学生为主体，以教师为指导的良好设计氛围。
2.采用灵活丰富的设计教学手段。由于常规的课程设计时间为两周，若设计全部采用手工计算、手工制图进行，很难高质量的完成设计任务。因此，构建灵活丰富的设计教学手段是十分必要的。主要采取以下方式进行教学改革实践：
（1）提前下达任务让学生做好早入手准备，比如提前学习化工仪表及自动化和化工制图等课程的部分内容，能达到理解和会识图的目的。并利用课余时间与学生交流，解决问题，引导正确的学习方法和增强自信心。
（2）在理论课教学中，注意结合课程设计相关知识采用案例式、启发式等教学方法教学，适当训练计算能力，达到理论与实践的有机结合；在实验课教学中注重对现场设备仪表及工艺流程的观察和指导，从而使学生在理性和感性认识上有一定提高，使学生感到题目来源的真实性，增加设计的兴趣，而且更有利于培养学生的工程观念，为课程设计做好铺垫。
（3）有计划、有步骤地指导学生关于AutoCAD、Aspenplus等相关计算机软件的自主学习。布置辅导学生学习AutoCAD，网上下载教学视频，提供几个与课程设计有关的网站等。
（4）紧密联系生活实际，引导学生观察生活中身边地现象，树立工程意识。比如，教室里供热的换热器类型、结构、适用条件、规格、安装位置等是如何确定的；要保证教学主楼十楼在高峰期正常供水应如何选泵等等。通过引入生活中息息相关的小例子，使学生进一步意识到化工原理课程的重要性及实用性，提高学习的积极性，培养学生善于观察、善于思考的良好习惯。
通过在课程设计的实践教学环节中采用灵活丰富的教学手段，削弱学生对设计的恐惧和依赖心理，增强了学生的求知欲望，从而大大提高实践教学的效率，为学生按时完成课程设计提供保障条件。但要注意，要防止学生对软件产生依赖心理，而忽视了对课本基本知识的掌握和计算基本能力的练习。
3.考核方式多元化，促进学生综合素质的提高。针对以往考核方式存在的问题，依据过程与结果并重的原则，以重知识的综合运用和“工程”观念的设计能力培养为主，采用切实可行的多元化考核方案，使学生的主体作用和教师的主导作用能有机结合，提高教学质量。
（1）针对同一题目不同设计任务的同学，实行多方位、立体化综合评价体系，设计期间定时及不定时地检查设计进度和内容，达到及时发现问题及时解决和及时发现错误及时纠正的目的。一方面督促了设计进程，另一方面检验了学生对知识的掌握和应用情况。同时，通过当面问答的形式避免了抄袭或替代设计的过程，对答辩成绩采用“化整为零”的方式进行评价，以“段段清”的方式进行答辩考核成绩评定，即将答辩环节渗透在设计的整个过程。最终结合学生平时学习主动性、积极性和图纸、说明书情况给出总成绩。
（2）针对参加化工竞赛的同学，考核方式采用“总分”结合的形式。“总”为小组作为一个整体总得分情况，主要从设计的系统性、完整性、规范性、创新性和最终团队答辩情况而定。“分”为小组中每个学生独立完成任务情况、参与积极性和个人答辩情况。答辩过程按照参赛标准进行，小组“总”成绩占每个学生总成绩的40%，学生独立设计成绩占学生总成绩的40%。个人创新占学生总成绩的20%，主要包括设计方案的确定、新技术、新材料的应用、相关软件应用、节能环保及经济性评估等方面有创新或突破。
针对不同设计任务，采用的考核方式虽有所差异，但总体上均较合理、公平、公正地反映了学生的综合成绩，同时促进了学生知识、能力、素质的协调发展。
通过近四年的教学实践和改革，教学质量得到了一定的提高。参加大赛同学取得了优异的成绩，得到了校、院领导的肯定，学生整体设计水平明显提高，具备了一定的化工PID识图、制图能力，为后续的专业课学习、生产实习和就业打下良好的基础。
三、结束语
化工原理课程设计是应用化学等专业学生进行学习的具有较强实践性的专业课。通过对设计题目、内容、设计手段及考核方式的改革，使学生在设计过程中养成尊重实际向实践学习，实事求是的科学态度，逐步树立正确的设计思想，经济观点和严谨、认真的工作作风，提高学生综合运用所学的知识，独立解决实际问题的能力提高教学质量。
[基金项目：黑龙江科技大学教学研究项目（项目编号：2014JY-15）]
参考文献：
[1] 钟声，吴鲲魁，王国岩.优化化工原理课程体系，培养应用型高级专门人才[J].科技信息，2008（5）
[2] 胡光洲，刘海健.基于应用型化工专业原理的教与学[J].广州化工，2010（9）
[3] 王桎霞，林文钊，陈彦宏等.《化工原理》课程设计实践教学总结[J].教育教学论坛，2014（22）
[4] 陈婷，聂园梅，姚兴东.化工原理课程设计教学的改革初探[J].广西民族大学学报，2012（3）
[5] 徐畅.化工原理课程教学改革探索[J].合肥师范学院学报，2013（3）
[6] 李红玲.化工原理课程设计的教学改革与探索[J].广州化工，2013（16）
[7] 臧运波.化工原理教学改革实践探索[J].广东化工，2010（10）
（作者单位：黑龙江科技大学环境与化工学院 黑龙江哈尔滨 150022）
（责编：贾伟）
化工设计论文范文第5篇
摘要：介绍了化学实验课程教学资源的含义及分类，阐述了充分利用化学实验课程教学资源的重要性。提出了有效利用实验资源的相关建议，以期促进学生实践能力的提高，提升化工专业的教学效果。
关键词：中职；化工专业；教学；实验资源；有效利用
作者简介：蔡效猛，男，江苏省宿城中等专业学校高级讲师，主要研究方向为化工专业教学。
作为国民经济发展的重要支柱产业之一，化工产业能够有效促进社会生产力与国民经济的可持续发展。而作为培育化工产业优秀人才的摇篮，中职院校为我国化工产业的发展作出了巨大的贡献。然而作为一门理工类课程，中职院校化工专业课程的学习难度较大，很多学生都觉得这门课程比较枯燥乏味，很多知识也难以理解，这样就大大影响了教学质量。因此，为了提高学生对化工专业的学习兴趣，提高化工专业的教学质量与教学水平，中职院校要加强对化工专业实验资源的有效利用。
一、化学实验课程教学资源的含义
作为课程实施的主要手段之一，教学是课程实施的重要途径，具有非常重要的作用，而教学资源也成为课程资源非常重要的组成部分。在广义上，所谓的课程资源即为能够促进课程目标实现的所有因素，或是在课程设计、评价以及实施等课程编制的整个过程中，能够利用的所有的自然资源、人力资源以及物力资源等，其中包括社会资源、教材、学校以及环境资源等。在狭义上，所谓的课程资源即为能够直接形成课程的各种因素，其中包括学科知识以及教材等。
本文所研究的是广义上的课程教学资源，而文中所指的化学实验教学资源即为能够促进化学实验目标实现，能够在化学实验教学的设计、评价及实施的过程中有效利用的所有资源。而化学实验教学资源的开发利用指的是找到所有可以参与化学实验教学活动的资源，同时，要对已开发的化学实验教学资源进行深入研究，从而挖掘其教学价值，使其能够成为开展化学实验教学的根本保证，进而使其成为能够促进学生个性发展的有效材料。而且，在充分开发利用化学实验教学资源的过程中，不仅可以使得实验教学内容更加完善，而且还能有效弥补化学实验教材中存在的不足。
二、化学实验课程教学资源的分类
根据不同标准，化学实验教学资源也具有不同的类别划分。
（一）按照空间分布划分
1.校内教学资源。此类资源能够经常的使用，非常的方便快捷。例如科研实验室、图书馆以及资料室等。
2.校外教学资源。此类资源具有较强的扩展性与补充性，能够充分弥补校内资源的不足，从而为学生提供更加丰富、更加实用的资源。例如环境研究部门、化工厂及废水处理部门，等等。
（二）按照功能特点划分
1.素材性教学资源。其属于化学实验教学素材较为主要的直接来源，包括教案、学生的学习反思、实验教材及教师的教学经验等。
2.条件性教学资源。此类资源属于化学教材的间接来源，然而其对实验教学的实施水平具有较大的影响与制约作用。包括实验信息资源、实验室、学生的学习能力以及实验教师的教学能力等。
（三）按照呈现方式划分
1.实物资源。此类资源非常具体，而且很直观、生动。包括与所学化学知识相关的电子书、网站、实验室以及药品等。
2.文字性资源。此类资源在使用时比较方便、快捷，而且具有非常具体的内容。包括教案、课件、相关杂志以及教材等。
（四）按照人力资源划分
1.教师资源。此类资源对化学实验教学的实施水平具有决定性的作用，包括化学实验、管理人员、化学教师、实验教学经验、教学能力、专业素养以及教学态度等。
2.学生资源。此类资源在某种程度上决定着实验教学实施水平的高低。包括学生对化学实验所产生的兴趣及爱好、学生在化学实验操作过程中的能力水平与经验积累、学生在实验过程中所犯下的错误以及自身的创新能力等。
需要强调的是，以上的化学实验课程教学资源的类别划分具有一定的相对性，而在教学资源实际开发利用的过程中并不存在绝对的界限，具有相互交叉的性质。例如，在条件性资源中不仅包括了校内资源，而且也包括了校外资源；不仅含有教师资源，同时也涵盖了学生资源。
三、化工专业教学实验资源有效利用的必要性和可行性
（一）中职化工实验资源较为匮乏
从目前的状况看，尽管当前中职院校大多开设了化工专业课程，然而其拥有的实验资源还比较匮乏，这样就无法为学生提供充足的实验设备与实验器材，严重影响了化工教学工作的教学水平与教学效率，阻碍了学生实验能力的提高。究其根本原因，这主要是由于化工专项教育资金不足，而化工教学实验室的建设需要充分结合现代工业的实验要求以及标准，需要在化工工艺以及精细化化工等实验室资源的充分整合下才能完成。但是目前实际投入的资金较少，配备的实验器材不足，阻碍了中职化工专业教学体系的建设。
（二）科研项目中存在大量闲置的设备和仪器
目前，随着社会的不断发展，我国开展了越来越多的科研项目，而一些科研项目在完成以后，其中的很多设备以及仪器还具有可利用的价值，经过一定的改造与创新后，这些设备还能够进行长期的科研应用，同时，也能够应用在中职院校的教学实验当中。但是目前很多科研项目的设备还处于闲置状态，这样就造成了资源的浪费。因此，中职院校要充分发挥这部分设备的价值，使其成为化工专业教学实验资源。
四、有效利用中职化工专业教学实验资源的对策
（一）加强实验室使用的规范性
在实际教学中，实验室检查规范性的高低在很大程度上决定着中职化工专业教学效率的高低，因此，提高实验室教学的规范性就显得尤为重要。各中职院校要适当的增加化工实验教学的课时，注重对学生实际操作能力的培养。而目前中职院校的学生所具有的能力以及水平相对有限，这就需要教师合理的控制实验课堂教学，从而保证实践操作的安全性，防止安全事故的发生。首先，教师要深入的研究实验内容，并且要据此准备好所用的实验设备以及实验仪器。在进行实验的过程中，教师要为学生详细的阐述实验操作步骤，使得学生能够充分了解规范的的实验操作步骤，从而保证实验操作的规范性。特别是针对一些有毒或比较危险的实验药品，教师要对此给予严格的管理，从而保证学生的人身安全。教师要严格记录药品的使用情况以及实验操作步骤，加强实践的规范性。在实验的操作过程中，教师要注重理论知识与实践的联系，让学生用所学的理论知识更好的指导实践，使学生更好的理解以及巩固所学的理论知识，从而充分发挥实验教学的作用，不断提高中职化工专业的教学效率与教学质量。
（二）充分利用现有的实验室资源
根据有关调查结果显示，目前在我国中职院校当中普遍都配置了理化实验室，然而对于某些院校而言，其尚未在化工专业教学的过程中充分认识到理化实验室的重要作用，没有充分发挥理化实验室中实验资源的重要价值。中职化工专业教学中所开设的实验教学课时相对较少，而中职院校学生的个人能力与素质相对较低，因此，在实验教学开展的过程中经常会出现比较混乱的局面，出现实验设备和实验仪器遭到损坏的现象，很多中职化工专业课教师在主观意识上也不愿意组织学生去实验室进行化学实验。这样就会影响学生实践能力的培养，进而影响化工专业的发展。而随着中职化工专业教学工作的深入改革，化工专业课教师必须充分认识到实验室教学资源的重要性。在中职专业教学过程中，教师要充分利用实验室资源，深入挖掘实验室资源的价值，不断提高学生对化工课程的学习热情以及主动性，使得实验资源得到有效的利用，进而有效提高学生的实验操作能力，不断提升中职化工专业的教学质量。
（三）加大实验资源的资金投入
在中职院校化工专业的教学过程中，有关部门以及教师要充分认识到实验资源存在的重要价值，其不仅能够有效提高学生的实践能力以及动手操作能力，而且也在很大程度上决定着化工专业的教学质量。因此，各中职院校要在化工专业实验资源方面投入更多的资金，为学生配置更多在实验设备与实验仪器，从而有效促进化工专业实验教学的顺利开展。这样不但能够有效提高学生在化工课程学习过程中的学习积极性与主动性，培养学生对化工专业的学习兴趣，而且能够为化工教师提供更有力的教学帮助，从而使得学生的实践能力不断提高，进而有效提升化工专业的教学水平。
（四）拓展与创新教学实验资源
作为一项具有较强实践性的专业学科，化工专业不同于有机实验以及无机实验，其具有非常强的综合性与复杂性，这就决定着很多实验教学内容不能够在校园中得到充分展开。在此状况下，为了提高中职院校化工专业学生的实践操作能力，提高化工专业的教学水平，化工教师必须不断的研究与探索，从而创造出更多更新的化工实验资源。通过实践可知，中职院校很难创建出规模较大的实验室，所以学校要从自身的实际出发，根据实际情况对教学资源进行创新以及创造。例如，在化工制图课程教学的过程中，学生会感到理论教学的抽象性以及枯燥性，很难产生对此门课程的兴趣，而且难以理解其中所包含的知识。针对这一情况，学校可以与化工企业合作，向其借一些闲置的化工工艺图纸与工业用表，在化工专业课堂教学中展示这些物品。这种实物展示的教学形式不仅具体形象，而且生动有趣，学生能够更好地了解相关物品的功能，掌握其相关知识，从而有效提高课堂教学的生动性与趣味性，而且也加强了教学内容的丰富性，提升了学生学习的热情与积极性，进而有效提高教学质量以及教学效率。
综上所述，在中职化工专业教学过程中，实验资源具有非常重要的作用，其不仅决定着教学工作能否顺利开展，而且也对学生实践能力与教学质量具有较大的影响。因此，各中职院校以及化工专业教师要不断的探索与研究，充分认识到实验资源的重要性，不但要充分利用现有的实验资源，而且要加大对实验资源的资金投入，加强实验室操作的规范性，同时要加强与化工企业及科研机构的合作，不断创新以及拓展实验资源，从而不断丰富化工专业实验教学的实验资源，为学生提供更多的实践机会，使得学生在实验的过程中不断提升自身的实践能力，有效提高化工教学质量以及教学水平，促进化工专业的可持续发展，进而为社会培养更多优秀的化工专业人才。
参考文献：
[1]房亚萍.中等职业学校化工专业学生职业技能的培养[J].现代教育科学，2013（7）：112-113.
[2]蒋志俊.浅谈开发和利用有效的化学实验教学资源[J].学园（教育科研），2012（9）：58-60.
[3]郑鹄志，卢一卉.浅议化学实验课程教学资源开发的途径与策略[J].西南师范大学学报（自然科学版），2013（3）：42-44.
[4]张丽军，熊言林.高师院校化学实验教学资源开发策略的研究[J].滁州学院学报，2011（6）：38-41.
[5]张莹.初中化学实验教学资源开发的整合研究[J].科教文汇（下旬刊），2013（2）：74-75.
[责任编辑陈国平]