发布时间：2023-09-08 17:06:25
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的化学反应工程研究方法样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
化学反应工程是精细化工专业一门必修的，建立在数学、化学等基础学科及物理化学、化工热力学、化工传递过程等知识领域，内容新颖而难点较多的专业技术基础课。通过该课程的学习，学生应能掌握化学反应工程最基本的原理和计算方法，能够理论联系实际，提高对工业反应器进行设计与分析能力。
面对这样一门课程，必须让学生能系统掌握本课程的内容，使教学内容较为合理，并在教学方法和手段方面进行改革，力求把化学反应工程基本观点与实际紧密联系起来，现介绍该课程教学中的几点体会。
1 阐明化学反应工程课程地位，激发学生学习兴趣
化学工程与工艺专业的核心知识可概括为“三传一反”，“反”是核心。对各种不同类型反应器的设计与分析正是化学反应工程课程的主要内容。因此要让学生懂得该课程的重要地位，激发他们的学习兴趣。一旦他们能认识到该课程的重要性，就会自觉地下功夫学习，主动克服学习中遇到的困难。目前硕士研究生入学考试只考化工原理，并不是意味着它没有化工原理课程重要，主要由于化学反应工程课程难度较大，一些重点高校在硕士研究生复试时要加试化学反应工程，这也可激发学习的积极性。
2 教学内容和目标的改革
在准确把握化学反应工程学科总体框架和教学中心的基础上，课程强调重点、基本理论和基本方法和专业知识的系统性，因为基础理论不扎实，会限制学生解决问题能力的发挥与创新；同时强调工程应用能力的训练，强调与其他课程，如数值计算、化学动力学、化工原理、传递现象、催化原理和计算机技术等的衔接、贯通。因此，这门课的学习，要求学生综合利用所学的知识来解决工业反应器设计问题。为此，在组织教学过程中，要求学生在课下认真复习所需的基础知识。
在教材选择上，精心挑选精细化工专业适合的教材，以许志美的《化学反应工程原理》为主，以李绍芬的《反应工程》、陈甘裳的《化学反应工程》、朱炳辰的《化学反应工程》等为辅来讲授，将当今世界上最流行的英文教材如Levenspiel主编的《Chemical Reaction Engineering》为参考来组织教学，同时将最新的科学研究成果融入课堂教学，如膜反应器等。
3 教学方法和手段的改革
鉴于本课程涉及的工程数学知识较多，且要求有一定的逻辑思维能力，课堂讲授的内容和方法必须适当。在讲授每一章时都应该利用几分钟的时间将本章加以概括。同时，注意将课程体系进行系统化处理，教学内容包括：反应动力学基础、釜式反应器、管式反应器、停留时间分布与反应器的流动模型、多相系统中的化学反应与传递现象、多相催化反应器的设计与分析等。建立物料衡算式、能量衡算式和动量衡算式这三类方程的依据分别是质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律是各类反应器章节的基本内容。学生若能抓住各类反应器设计与分析的最基本的内容，就能从总体上掌握化学反应工程学科的知识体系。
对于那些学生用现有知识无法解决的问题，如数值积分中的Simpson法，教会学生使用多种手段进行解决，如程序设计、Excel计算、Origin绘图及MatLab计算等实用方法。平时的作业也直接在计算机完成，然后直接发至主讲教师的电子邮箱，实现了无纸化作业。同时上课过程中注意制造悬念，促进学生思考，复习旧知识，提出新问题，让学生处于索取状态，刺激学生的大脑兴奋，主动想去获取问题答案。
化学反应工程中有很多的图表说明、例题演算等，一般情况一节课需7～8个黑板版面，这就需要利用计算机进行演示。而且利用生动的动画来模拟事物的变化过程，说明科学原理，将一些抽象、复杂的内的合成与应用容具体化，便于学生理解和掌握。但是，对于一些难度较大的内容，由于学生的数学基础参差不齐，其过程推导还需要用板书的形式进行，由浅入深，可引导学生学会推导的方法、思路，也便于学生记录笔记。
4 考核方式的改革
关键词：绿色化学；研究发展；环境保护；应用
1、绿色化学的基本概念
绿色化学是利用化学原理来防止污染的一门学科，也称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，在绿色化学基础上发展起来的技术称为绿色技术、环境友好技术或清洁生产技术。绿色化学的化学反应过程，实现“零”排放，不产生污染。绿色化学对生产过程来说，包括节约原材料和能源、淘汰有毒原料、减降废物的数量和毒性。 绿色化学通过改变化学品或生产过程的内在本质，来减少或消除有害物质的使用或产生，是非常科学的，是化学工业可持续发展的基础。
2、绿色化学的原则
绿色化学经过先驱者10多年的研究与探索，总结出了绿色化学的一些理论和原则，为绿色化学的今后研究工作奠定了墓础。P.T .A nastas和J.C. W aner提出的12条绿色化学的原则目前为国际化学界所公认，它反映了近年来在绿色化学领域中所开展的多方面的研究工作内容，同时也指明了未来发展绿色化学的方向。
3、绿色化学主要研究内容
绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，具体包括：新合成方法和路线的研究，特别是新型催化剂和催化过程的研究；新化学原料的研究，包括生物质资源的沽净转化和综合利用；新反应条件及过程的研究，包括对超临界流体、环境无害的介质等的研究；绿色产品的设计和研制的研究。
4、绿色化学的主要研究对象
4.1 原料的绿色化
现有的化工生产中，仍有不少产品在生产过程中使用着剧毒原料。为了确保环境安全和人类的健康，寻找无毒、无害的原料来生产人类所需的化工产品，是十分必要的。
4.2 化学反应的绿色化
提高化学反应效率符合化学反应绿色化的要求，化学反应的绿色化包括 （1）原子经济性。即最大限度地利用原料和最大限度地减少废物的排放，减少环境污染。 （2）反应的选择性。化学反应的选择性包括位置选择性、化学选择性和立体选择性。
4.3 产品的绿色化
产品的绿色化是绿色化学的关键部分，其实质就是大力研制并且提供人身更安全的环境友好型化工产品，如新的海洋生物防垢剂、THPS杀菌剂、灭火制冷剂、二酰基肼杀虫剂等。可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料、CFCs替代物等等都是很有发展前景的绿色产品，随着技术的进步，越来越多的产品将会取代原来的对环境有害的产品。
4.4 催化剂的绿色化
目前在许多化学反应和化学工艺中，常采用对设备腐蚀较大，污染环境、危害人体健康和社会安全的化学原材料作为催化剂，目前围绕催化剂的绿色化展开的研究主要有：仿酶催化剂、固体酸催化、水溶性有机金属配合催化剂及多相催化体系。
4.5 溶剂的绿色化
溶剂在化学品生产过程中，广泛的用做反应分离的介质或用做清洗剂。当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物（VOC），其在使用过程中有的会引起地面臭氧的形成，有的会引起水源污染。
4.6 化学设计的绿色化
化学设计的绿色化是利用计算机进行辅助的绿色化学设计。其做法是：首先建立一个尽可能全的化学反应的资料库，利用计算机进行可能的化学反应的组合；其次确定目标产物和可能采用的原料；第三让计算机找出能生产目标产物的反应及所需原料，第四以上一步的原料为目标产物再做搜寻，找出该目标产物的合成反应原料，直到得出预定的原料；最后比较各条可能的反应路线的经济技术性及环境效应，从中选出最佳途径。
4.7 合成技术的绿色化
合成技术的绿色化是近年来发展起来的，其宗旨是要减少有毒有害物质的使用，该技术采用一些特别的非传统的化学方法，获得多种环境效果，改善产品的选择性，降低单位产品的能耗。其中电化学发是新世纪洁净技术的重要方法，该方法在化学反应中无需使用有毒有害试剂，而且还可以使反应在常温、常压下进行，所以，电化学方法在洁净合成中个有独特的魅力。
5、绿色化学的新技术和新工艺
5.1 催化技术
催化剂，不仅可以加速反应的过程，极大地改善化学反应的选择性和提高转化率，提高产品质量、降低成本，而且能从根本上减少或消除副产物的产生，减少污染，最大限度地利用各种资源，保护生态环境，这是绿色化学研究所追求的目标。
5.2 生物技术
生物技术被认为是21世纪最具有发展潜力的产业之一，是当代科学的高新技术，生物技术在医药、食品、能源、冶金、化工、精细化学品的制造等方面具有广泛的应用。它的最大特点在于能充分利用生物质资源，节约能源，易于实现清洁生产，而且可以实现一般化工技术难以实现的化工过程。生物技术主要包括：基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程。
5.3 超声技术
超声技术，即声化学，它是声学和化学的交叉渗透而产生的一门新兴交叉学科。声化学能改变反应的进程，提高反应的选择性，增加化学反应的速率和产率，降低能耗和较少废物的排放，因此声化学技术作为一种安全无害的“绿色技术”，在合成化学中具有广泛的应用。
关键词 化工反应工程实验；教学改革；实验技能
中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)12-0117-03
Reform and Practice in Teaching Chemical Reaction Engineering Experiment//Yang Yaping1, Chen Ruijie1, Lu Chun’e2
Abstract By means of the course status analysis, this article describes specific practices of reform on equipment development and improvement, teaching content, teaching methods, assessment methods of Chemical Reaction Engineering experiment in Southeast University Chengxian College. Practice shows that the reform will help improve the skills in organic synthesis experiments and overall quality of students, ensure the improvement of teaching quality.
Key words chemical reaction engineering experiment; teaching reform; skills in experiment
Author’s address
1 Department of Chemical and Pharmaceutical Engineering of Southeast University, Chengxian College,
Nanjing, China 210088
2 School of Chemistry and Chemical Engineering of Southeast University, Nanjing, China 211189
化学反应工程是化学工程的一个分支，简称反应工程，于20世纪50年代才开始逐渐形成。化学反应工程课程是一门综合性、工程性和理论性都很强的课程，既有工程问题的共性特点，又有工艺过程的个性特征。本课程要求学生有较为扎实的物理化学、化工原理、化工热力学、工程数学和计算机基础。化学反应工程课程教学内容覆盖基本理论、实验教学两个教学环节，与化学反应工程理论课程相配套的实验课程化工反应工程实验，是一门化学工程与工艺专业高年级化工类专业实验的必修课[1-3]。本实验课程根据化学工业的生产特点，以动力学为基础，通过定量计算、实验技能和设计能力的训练，培养学生牢固的工程观点，使学生对化工生产中常用的反应器有一个深层次的了解。通过该课程的学习，培养了学生运用基础理论分析解决各种实际工程问题的能力，为化工行业培养具有科研、设计和生产实践等方面需要的专业人才。
1 化工反应工程实验课程的现状与分析
东南大学成贤学院是一所以培养应用型人才为目标的独立学院，化工与制药工程系自2007年建系以来，化工反应工程实验一直作为化学工程与工艺专业高年级学生的必修课，是有机化学、无机化学、物理化学和化工原理四大化学课程的一个延伸与拓展。目前，化工与制药工程系化工反应工程实验引进6套实验装置，主要开设了与设备相对应的6个实验，分别是乙苯脱氢制苯乙烯、甲苯氧化制苯甲酸、变压吸附制富氧、非稳态导热系数的测定、单多釜提留时间分布及萃取精馏实验。所有的实验设备和仪器全部采购于某高校，每台实验设备对应一个固定的实验内容，受仪器设备台数条件的限制，同时设备中存在部分设计的局限性，使得反应工程实验始终停留在原有的实验教学模式和教学内容上，在实验大纲和内容上基本沿用了该高校的教学大纲和教学管理模式，没有任何突破和改进。
考虑到学校人才培养模式和定位与该高校有较大的差异，化工与制药工程系专业设置和学生生源质量等诸多方面与该高校也有相当大的差异，如果完全照搬该高校实验课程的设备和教学内容，就会缺乏该系化学反应工程实验自己的课程特色，缺乏实验内容的创新性，在人才培养上就会显得定位不明确，不能完全体现学院自己的办学特色。
2 优化和扩展实验内容
考虑到以上因素，结合目前化工反应工程在化工行业的发展要求，针对原有实验教学内容上的缺点和不足，化工与制药工程系先后进行一系列的教学改革和实践，主要从以下几个方面进行优化和扩展。
2.1 开发和改进实验设备
目前，化工行业发展迅猛，尤其是新工艺新设备更新换代迅速，原有的很多化工操作单元已经不能完全适应化工行业的发展需求。例如，化工产品的分离提纯是化工行业最普遍操作单元，主要包括减压蒸馏、萃取精馏、加压精馏和加盐精馏等。而该系化学反应工程实验中只有一套精馏萃取装置，而在减压精馏、加压精馏、加盐精馏等提纯分离方面，学生只是停留在课堂理论的基础上，缺乏对这些化工分离操作的实践认知和操作过程训练。
为了适应这一化工行业的发展需求，学院特别针对化工反应工程实验进行了教学改革，方案中专门对化工反应工程实验的装置进行了设计和改造，在院大学生实践创新活动中，组织专门的教师和学生进行实验装置的设计与改造。学生在此次创新活动中，对化工原理、化工热力学、机械制图等方面的知识进行了系统的巩固和综合提高。经过一年的努力，利用实验室现有的场地，自行设计了精馏实验装置和气液反应实验装置等两套设备装置，设计的装置在材质和仪表控制上都做了改进，改变了以往玻璃材质耐压和耐高温性能差、仪表和输液泵不够精确的特点。新设计的精馏实验装置能够实现萃取精馏、加压精馏、加盐精馏等多种分离提纯操作，新设计的气液反应实验装置能够对很多典型的气液反应实验进行操作。
另外，还改进了化工反应工程实验现有设备中的一些设计缺陷和不足。如在甲苯氧化实验中冷凝效果不佳，于是增加二级空气冷凝管使冷却效果大大改善；在乙苯脱氢制苯乙烯实验中，原料必须先校正流量配比后方可输入反应釜中，但由于反应位置与校正位置高度相差较大，导致原料进料配比与校正进料配比相差，于是通过改变输液泵类型、液位槽位置等手段，使得反应配比更加准确，使反应收到很好的效果。
2.2 丰富实验教学大纲的内容
为了丰富和扩展化工反应过程实验教学大纲的内容，提高教学质量，不仅利用现有的设备开发出了新的实验内容，提高了现有设备的利用率，同时利用自行设计的实验装置，增加了新的实验内容。如新增了化工产品分离提纯实验和气液分离实验的内容，主要包括减压精馏、加压精馏、加盐精馏、气液反应等实验操作内容，如丙醛脱水实验属于加压精馏实验，对二异丙苯氧化反应实验属于气液反应实验。另外，利用现有的设备开发出更多的实验内容。例如，利用乙苯脱氢的实验装置，增加了化工反应过程中典型的流化床反应器的操作内容。通过增设这些化工反应过程中典型的操作单元实验内容，丰富了化工反应工程教学大纲[4]，使化工反应工程实验操作过程和方法紧跟化工行业发展的脚步，体现了学院对应用型人才培养的特点。
2.3 建立化工反应工程实验工作站和仿真实验平台
为了模拟和优化化学反应工程实验的实验条件、工艺参数，同时克服现有实验设备数量的局限性，对现有的几个化工反应工程实验建立了的工作站和仿真实验平台。通过工作站处理软件对实验数据的现场采集，可以快速地进行数据处理和分析，及时有效直观地对实验结果进行评价，同时减少人为因素处理数据的误差和繁琐，提高了实验教学效率[5]。另外，通过建立仿真实验平台，可以模拟不同条件下化工反应的控制过程，特别是一些受设备条件限制（如高温高压条件）的实验过程，对实验操作过程具有一定的理论依据和指导意义。
2.4 实验内容中增加产物表征操作
化学反应工程实验中，在数据分析与处理中有的设备配备有专门的数据处理软件，直接对实验数据进行分析处理，学生实际动手操作的机会就相对较少。为了改变这种状况，在实验内容中加强实验反应过程的监测、实验结果表征方面的实验内容。如利用气相色谱仪监测反应过程中反应液的含量来判断反应进程，通过热导检测器来分析精馏萃取液中水分的含量来确定最佳工艺条件，利用碘量法测定过氧化物的含量，等等。学生不仅在整个实验过程中操作技能得到锻炼和提高，同时对数据的处理分析、产物的表征、谱图的解析等方面都得到了学习和提高。
3 加强过程管理，改进实验教学方法
实验过程管理是实验教学内容的重要组成部分，是保障实验教学质量的重要环节。化学反应工程实验属于大型设备实验，是一门操作少而理论性相对较强的实验教学，加强过程管理，形成化工反应工程实验教学的学科特色，提高实验教学质量和水平十分重要。
3.1 加强实验过程控制
化工反应工程实验学时数相对较长，学生等待和空闲的时间较多。为了充分利用实验过程中的等待时间，使实验学时数更加饱满，实验过程中加强巡视，强调实验过程中实验现象的观察、数据的采集整理和分析。在整个实验过程中，学生的实验操作能力、数据分析、谱图解析、结果的分析与讨论等各方面的能力都得到全面的锻炼和提高。
3.2 合理分配循环实验时间
化学反应工程实验由于受到实验特点和台件数的限制，目前大都采用循环方式安排实验，这就存在多个学生操作同一台仪器设备的情况，使得有些学生得不到操作和锻炼的机会。为了改善这种状况，采用分组细化的方法，即同一台仪器操作过程中，按照实验学生数量来改变工艺条件参数进行分组实验，尽可能地让每个学生都有动手操作的机会。同时，由于工艺条件参数的不一样，使得学生实验操作过程、实验数据处理及结论也不完全一致。这样既让更多的学生得到了训练和提高，也改善了大量实验数据重复，同组间学生实验报告抄袭雷同的现象。
3.3 树立牢固工程观念，培养工程分析能力
化工生产过程错综复杂，为了让学生更好地掌握化工反应实验过程理论知识和实践水平，透过现象看本质。在实验教学过程中，教师应从分析工程因素的本质及反应特征入手，突出强调过程速率及其变化规律、传递规律及其对化学反应的影响。如通过实验中工艺条件及参数的变化来分析实验结果的影响，让学生通过实验来分析化工反应过程的基本规律，引导学生掌握化工反应工程研究的基本方法，使学生树立牢固的工程观念，培养学生采用工程分析方法来分析和解决工程实际问题的能力。
4 改革实验考核方法，综合评定学生成绩
综合评定学生的实验成绩是考察实验教学效果的一个重要途径，化工反应工程实验以往主要从预习报告和实验报告等方面进行考评。由于化工反应工程实验主要是以工业反应过程为主要研究对象，研究过程速率及其变化规律、传递规律及其对化学反应的影响，因此，考虑到化工反应工程实验课程的特殊性，在学生成绩评定中，应适当增加学生实验操作技能、实验数据处理、实验结果分析与讨论等方面的评分比例，同时对学生的出勤、预习报告、实验报告完成情况、实验态度及卫生等划分不同的权重进行考评，多方面综合评定学生的实验成绩，而不再把实验结果的好坏作为衡量实验成绩的唯一标准。即便学生的实验结果不理想，但在实验报告中能做好实验数据的处理、实验结果的分析与讨论，从而找到失败的原因，就可以获得较好的实验成绩。通过这些考核制度的改革，培养了学生实事求是的科学态度，同时，学生的实验技能、数据处理和分析能力等综合能力都得到很大的提高。
5 结束语
虽然实施化学反应工程实验教学改革与实践时间不长，但已经收到了较好的成效。例如，化工与制药工程系在金陵石化、扬子石化认识实习和下场实习过程中，学生表现出比较强的动手操作能力和工程实践能力；在毕业设计阶段，学生表现出较强的操作技能、独立工作能力和综合实验能力；另外，有相当一部分学生在扬子总控工和高级工的培训中顺利通过考试，取得了总控工和高级工的资格证书。然而也清醒地看到，实验教学改革与实践是一个持续的过程，
化工与制药工程系应顺应化工行业变化的形势和发展要求，不断深化教学改革，充分发挥学生的主体作用，不断优化和完善教学模式和管理水平，突出专业内涵建设，不断提高教学水平，加强实验室建设，着力提高实验教学水平。尤其在化学反应工程实验中增设创新性、开放性实验内容，还有待进一步的探索和研究。
参考文献
[1]王承学,胡永琪,郭锴.化学反应工程[M].北京:化学工业出版社出版,2008.
[2]张雅明,谷和平,丁健.化学工程与工艺实验[M].南京:南京大学出版,2006.
[3]房鼎业,乐清华,李福清.化学工程与工艺专业实验[M].北京:化学工业出版社出版,2000.
关键词：计算流体力学；求解；基本原理；化学工程；应用
化学工程在我国具有较长的研究与应用历程，并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效，不仅能够供给正常的生活需求，同时根据新材料的开发，能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中，较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的，具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析，能够优化工程设计和工艺改进，提高化学工程的生产效率。
1计算流体力学在化学工程中的基本原理
计算流体力学简称CFD，是通过数值计算方法来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程，从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律，其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下，计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法，其也是一门多门学科交叉的科目，计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识，也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识，其涉及面广。针对计算流体力学的真实模拟，其主要目的是对流体流动进行预测，以获得流体流动的信息，从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展，市场上也出现了计算流体力学软件，其具有对流场进行分析、计算、预测的功能，计算流体力学软件操作简单，界面直观形象，有利于化学工程师对流体进行准确的计算。
2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用
2.1在搅拌中的应用分析
在搅拌的化学反应中，反映介质之间的流动性比较复杂，依据传统的计算形式根本无法解决，并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点，在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律，其得出的结构往往存在较差时效性，实验骗差加大。通过对二维计算流体力学的应用，能够对搅拌中流体的形式进行模拟，并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化，不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关，还与时间、容器的形状等有着之间的联系，需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高，在通过借助多普勒激光测速仪后，已经对三维计算形式有了较大的突破，这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用，但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不断的完善。
2.2CFD在化学工程换热器中的应用分析
换热器是化学工程中主要的应用设备，通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用，能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同，计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变，增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积，提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中，热量交换的形式更为复杂，但是却群在重复性换热的特点，增加了换热的时间，提高了换热的效果。从总体上分析，计算流量力学中，需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用，能够计算出不同设备的热交换效果，并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。
2.3在精馏塔中的应用
CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。
2.4CFD在化学反应工程中的应用研究
在化学反应工程中，反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系，在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制，当反应中温度过大，就会造成分子的剧烈运动，其运动轨迹的变化规律就会异常，在利用计算流体力学的模型计算中，计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取，在计算流体力学的实际计算中，就要借助FLUENT进行三维建型，并利用测速反应器进行速度的测量，通过综合的比较分析，利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场，可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程，详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。
3结束语
计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义，并在经济效益的提高上具有重要的价值，在近几年，化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究，以二维空间计算和模拟为基础，不断的完善三维空间的流量计算，并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用，在今后的化学工程发展中，应加强此类学科的教学与延伸，提供出更有效的反应设备和工艺操作。
参考文献
[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).
关键词：高职院校 基础化学 双语 项目化 课程标准
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0143-01
高等职业教育的人才培养目标关键在于培养适应社会需求的高素质实用型技术人才。从高等职业教育的人才培养目标出发，其课程设置和教学可以考虑引入项目化教学法。
目前我院化学工程系和应用化学系的国际合作办学正在如火如荼的开展中，基础化学双语项目化课程作为化工类合作办学专业的一门重要的专业基础课，其内容纷繁复杂，改革任重道远。课程改革首先应该根据专业的人才培养计划，制定相应的课程标准。
1 课程概述
《基础化学（双语）》是培养从事化工生产、环境工程、生物工程、食品生产、分析检验等行业的人员所必备知识体系的重要学科之一。通过该课程的学习，使学生了解和掌握化学双语基本知识、基本原理及基本实验技能，熟悉化学知识和技能的应用，培养分析和解决实际问题的能力，为后续专业课程和今后工作打下一定的基础。为了达到这些目标，本课程既有一定的理论知识教学，又有一定的实验技能的训练。课程设置应该突出学生主体，注重学生的能力培养；尊重个体差异、注重过程评价；整合课程资源、改进教学方式、拓展学习渠道。
2 课程目标
2.1 知识目标
（1）了解原子、分子结构，熟悉元素周期表及其元素性质变化规律。（2）理解化学反应速率与外界条件的关系，掌握简单级数反应特点及其转化率等有关计算，掌握温度变化对化学反应速率的影响，理解催化剂对化学反应速率的影响等。（3）理解化学平衡、离解平衡、沉淀平衡、配位平衡和氧化还原平衡规律及熟悉其应用。（4）了解能量的两种形式热和功，并对不同过程的热和功进行计算；理解化学反应能量的产生以及化学反应热效应的计算方法。（5）了解自发过程的共同特征；理解熵和吉布斯函数的引出及其用途；掌握化学变化过程方向的判断方法。（6）熟悉脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇酚醚、醛酮、羧酸及其衍生物等有机化合物的组成、结构、分类及命名，掌握其性质。（7）掌握常见有机化合物的制备方法。
2.2 能力目标
3 内容标准
4 课程实施建议
4.1 教学方式与考核方式
4.1.1 教学方式
首先要注意培养学习的主动性和学习兴趣，在《基础化学（双语）》课程每部分内容教师应设置恰当的任务或情景，启发学生分析，深入浅出的讲解，结合生产实际举例等措施来激发学生学习的主动性。其次要湖中理实一体化，一方面通过实验现象分析总结上升到理论知识这一过程符合学生的认知规律；另一方面通过操作和现象分析能达到锻炼学生动手能力以及分析问题能力的目的。
4.1.2 考核方法
对学生的学习考核不能单凭期末的一张试卷定成绩，尤其针对目前基础薄弱的学生，如何能达到教学效果和培养目标，必须进行多方面的成绩考核，并加强过程考核。不仅考核学生对知识的掌握程度，还要从学生技能提高、学生学习的态度、对知识的应用性理解以及分析问题解决问题的能力提高等方面加以考核。
4.2 课程质量标准与教学评价
4.2.1 课程质量标准
（1）课程体系：《基础化学（双语）》是无机化学、有机化学、分析化学和物理化学传统的四大化学的综合内容，他们之间的融合有着一定的困难，但也有着内在联系，因此教师要协调好这些教学内容，做到让学生容易理解和接收新知识，同时也要保持为后续专业课程服务。（2）职业关键能力与素质培养：《基础化学（双语）》知识是进行化工生产、分析检验、生物化工、环境工程等专业必备的基础知识，不但要培养用化学方法理论联系实际、解决实验问题能力，更要培养企业生产过程中的作为一名员工的化学素质。
4.2.2 学习评价
教学评价的目的是全面了解学生的学习状况，激励学生的学习热情，促进学生的全面发展，评价也是教师反思和改进教学的有力手段，在课程教学中起着导向和质量监控的重要作用，是推动和促进课程实施的重要环节和保证。《基础化学》课程教学应倡导评价目标的多元化和评价方式的多样化，坚持终结性评价与过程性评价相结合、定性评价与定量评价相结合，努力将评价贯穿于学习的全过程。课堂教学包括两部分：教师的教和学生的学，因此应分别进行评价。
参考文献
[1] 王乾.《化学实验技术》课程的项目化教学探索[J].职业教育研究，2009，37（8）.
【关键词】单元复习 锌和硫酸 教学反思
【内容分析】
本课题是新人教版化学必修2第二章的单元复习课，本章内容包括：1. 化学反应与能量 2. 化学反应的速率和限度。以初中化学为基础，进一步学习化学能与热能、电能的相互转化，初步认识化学反应是有快慢和限度的，是选修4“化学反应原理”必不可少的基础。
【学情分析】
学生对本章知识有一定的认识，但没有形成知识体系，知识点散乱甚至有缺漏。
【教学重难点】
从不同角度认识锌和硫酸的反应并形成本章的知识网络图。
【教学目标】
知识与技能：掌握化学能与热能、化学能与电能的关系；初步认识化学反应速率与限度。
【过程与方法】
1.通过不同角度分析锌和硫酸反应，形成知识网络图；2.能对化学学习进行计划、反思、评价和调控，学会自我总结，提高自主学习化学的能力。
情感、态度与价值观：关注与化学有关的社会热点问题，逐步形成可持续发展的能量观。
【教学方法】
引导 、小组讨论、 归纳、 整合。
【设计理念】
以锌和硫酸这个学生很熟悉的反应为主线，引导学生利用本章的知识从不同角度进行分析，培养学生分析能力的同时总结了本章的主要内容。引导学生在熟悉本章知识的基础上形成知识网络结构图。体会理论研究的方法，运用所学知识认识和指导实际应用，感受到本章学习的重要性。
【教学过程】
第一环节：创设情景引入新课。1.教师做“锌与硫酸反应”实验，设问：“请大家对该反应从能量变化、反应本质等不同角度进行分析”；2.板书第二章化学反应与能量（单元复习）。3.学生观察实验现象、思考、小组讨论、展示成果。这样安排的意图是：引导学生从不同角度认识化学反应，培养学生合作学习和自主学习的能力，引导学生从新的角度复习本章知识。3.教师提问：①该反应是否可以设计成原电池？若可以，请画出装置图，标出电解质溶液、电极材料、电子流动的方向，写出正负极的电极反应式；若不可以，请说明理由。②该反应设计成原电池后，反应速率有什么变化？若要加快该反应的反应速率，还可以采取哪些措施？ 若2分钟内，硫酸的浓度由2mol/L变为1mol/L，则用硫酸表示的反应速率是多少？用氢气表示的反应速率是多少？③该反应是否存在化学平衡状态？化学平衡状态的研究对象是什么？如果你是制氨厂的总工程师，你如何判断该反应已经达到平衡状态？
第二环节：开展活动探究、交流研讨。1.教师布置任务：分组讨论，归纳对锌和硫酸不同视角的整体认识，并形成知识网络图，继而引导学生：可用框图、图表等方式尽量创造性设计不同体现格式。2.学生对教师所布置的任务进行思考、讨论、整理并形成文字。其目的是培养学生自主归纳整合知识的能力，鼓励和培养学生的创新精神。
第三环节：成果展示师生互动。1.教师要做好如下三步工作：①请小组代表上台通过投影仪展示分组讨论结果；②教师引导点评学生展示的研究成果；③展示教师示范的框图、图表。2.学生讨论结果。3.师生共同点评。其目的是让学生感受由参与研究所取得的成就感，分享合作学习的快乐。
第四环节：对学生进行针对性的训练。1.教师在知识网络图基础上总结考点，并布置学生做一些针对性的练。2. 学生认真练习、总结、反思。这环节的意图是“学以致用，巩固知识”。
第五环节：知识的拓展应用。1.教师引导，布置思考题。2.学生思考。其目的是通过学生完成作业情况，查阅复习效益或成果，进一步拓展学生的知识。
【教学反思】
本文是在教学实践的基础上，对新人教版必修2第二章单元复习进行教学设计及教学反思，以进一步提高教学能力。教学设计以锌和硫酸的反应作为主线，通过问题的设计引导学生从能量变化、反应快慢及限度等不同角度认识化学反应，并引导学生形成完整的知识体系，避免了复习课中“炒旧饭”的尴尬，收到了很好的复习效果。
【参考文献】
[1]人民教育出版社. 课程教材研究所. 化学必修2教师用书.
就其中的催化科学与工程而言，已经成为当今国际上最活跃的科技领域之一。据统计，与催化有关的产值约占国民生产总值的25%；催化剂是目前更新换代最快、经济产出比最大的技术产品之一。尤其是近年来，材料物理、表面科学、计算机模拟技术、绿色化学、生物化学和纳米技术的进步给催化科学与工程的发展带来新的活力，使之成为解决资源、环境、生命和材料等领域中科技问题的支柱科学技术。
培养目标：使毕业生适应国家经济与科技发展的需求，成为具备宽厚的理论基础知识，通晓化工生产技术的专业原理、专业技能与研究方法，能够从事过程工业领域的产品研制与开发、装置设计、生产过程的控制以及企业经营管理等方面工作的高素质科技人才。
主干学科：有机化学、物理化学、化工原理、化学反应工程、化工机械、精细有机合成原理等。
主要课程：无机化学、分析化学、大学物理、有机化学、物理化学、化工原理、化学反应工程和一门必选的专业方向课程。 另外辅修化工经济技术分析、电工电子等。
主要专业实验：有机化学实验、无机化学实验、化工热力学、化工传递过程、化学反应工程、化工过程系统工程、工业催化和应用化学等。
主要实践性教学环节：包括化学与化工基础实验、认识实习、生产实习、计算机应用及上机实践、课程设计、毕业设计（论文）（计算机应用要求较高）等。
专业发展方向：化学工程、化学工艺、精细化工。
1.华东理工大学 2.天津大学 3.北京化工大学 4.南京工业大学 5.大连理工大学
6.浙江大学 7.中国石油大学 8.华南理工大学 9.太原理工大学 10.四川大学
11.郑州大学 12.湖南大学 13.哈尔滨工业大学 14.西安交通大学 15.上海交通大学
16.江南大学 17.中南大学 18.南京理工大学 19.中国矿业大学 20.湘潭大学
大连理工大学化工系创办于1949年，1952年高等学校院系调整时，一批著名化学家汇集大工，形成了具有雄厚实力的化工学科。改革开放后，化工各学科发展很快，师资队伍和招生规模不断扩大，1984年发展为化工学院，学院设有化学、化学工程、生物工程、材料化工、化学工艺、工业催化、精细化工、高分子材料和化工机械等9个系，24个教研室。现有本科生2410人，硕士生494人，博士生241人，博士后科研人员7人。教职工370人，其中中国工程院院士1人，双聘院士3人，“长江学者奖励计划”特聘教授2人，博士生导师37人，教授53人，副教授80人，高级工程师17人。
化工学院现有化学工程与技术一级学科博士学位授予权，覆盖了其全部五个二级学科――化学工程、化学工艺、应用化学、工业催化和生物化工，并设有化学工程与技术博士后科研流动站。此外还有高分子材料、无机非金属材料及化工过程机械博士点和3个理科化学硕士点。生物化工、应用化学、环境学科设有“长江学者奖励计划”特聘教授岗位。学院拥有应用化学国家重点学科，化学工程、工业催化和生物化工三个辽宁省重点学科，精细化工国家重点实验室，分析中心及15个研究所，拥有400兆核磁共振，气/液质谱、飞行时间质谱、X射线衍射仪等大型分析仪器40余台，成为我国培养化工高层次人才和科学研究的基地。
化工学院作为大连理工大学的重要学院，50年来为国家培养了2万名毕业生，其中许多人成为国家各部委和省市领导，中科院院士，国家有突出贡献的专家以及大专院校、科研院所和厂矿企业的厂长、经理、总工及业务骨干，为适应社会需求培养了复合型、外向型高技术人才。
化工学院广泛开展国际学术交流和技术合作，已经与日本、韩国、美国、加拿大、澳大利亚、德国、奥地利、英国等国家的大学、研究机构或公司建立科技合作和学术交流。
化工学院办学宗旨是以人才为本、创新为先，办学思路是以贡献求支持，以改革促发展。重视面向社会经济建设的重大关键技术的基础研究和应用基础研究，每年都承担一批国家、省市级科学基金和“973”“863”及“九五”重点攻关项目，同时与企业建立产、学、研三结合紧密型协作关系，解决技术难题及高新技术和新产品的开发工作，化工学院每年科学研究经费达3000万元以上，近两年科技成果显著，获国家科技进步奖二等奖一项，省部级科技进步奖一等奖三项、二等奖三项。
问题1：化学工程与工艺专业的学生应掌握怎样的知识和能力？
1.掌握化学工程、化学工艺、应用化学等学科的基本理论、基本知识；
2.掌握化工装置工艺与设备设计方法，掌握化工过程模拟优化方法；
3.具有对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力；
4.熟悉国家对于化工生产、设计、研究与开发、环境保护等方面的方针、政策和法规；
5.了解化学工程学的理论前沿，了解新工艺、新技术与新设备的发展动态；
6.掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。
问题2：化学工程与工艺专业的学生就业方向？
本专业毕业生知识面宽，可到工业部门从事化工类产品的设计、施工、生产管理、技术开发、应用研究以及贸易等方面的工作，也可到科研、商贸、行政等部门从事与化学工程相关的工作。
也可在化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面的工作。
还可以到化学工厂、大学、政府社团、保健服务、中学、医院、工业实验室、图书馆、医药公司、私人企业、实验研究所等从事相关的工作。
问题3：化学工程与工艺专业方向的不同有差异么？
化学工艺包括能源化工、材料化工、有机化工、环境化工、高分子化工、无机化工等众多领域，覆盖面广。它不仅涵盖了传统的基础领域，同时与材料、能源、生物、医药、环境等学科渗透融合，不断地培植出新的生长点。它既是一个历史悠久、曾作出重大贡献的学科，又是一个新世纪不可缺少的充满了生机与活力的学科。
化学工程是以化学工业及相关生产过程中所进行的化学、物理过程为研究对象，探究其所用设备的设计原理与操作方法以及最终实现过程优化所应遵循的共性规律。本专业方向学生主要学习化工流体流动与传热、化工传质与分离过程、化工热力学、化学反应工程、化工传递过程基础、化工数学、化工分离过程、化工工艺学、化工过程分析与合成、化工设计等课程。为拓宽专业面，增加适应性，还开设生化基础、石油炼制工程、环境化工、化工机械基础、ChemCAD等课程。
问题4：与化学工程与工艺专业相近的专业是什么？
制药工程（主要是化学制药）。
问题5：化学工程与工艺专业中的催化科学与工程具体是什么样的学科？
它是催化化学、材料物理及化学工程之间的交叉学科，具有理工结合的特点。
培养德、智、体全面发展的具有开拓能力的高级工程技术人才，业务培养目标为：培养具有催化科学技术基础和掌握化学反应工程理论，具备扎实的材料科学理论和技术知识，熟悉现代化学物理研究方法和技能，了解现代科技现状与发展前景，能胜任化工、能源、材料、医药、食品、环保等领域中相关的新工艺、新材料、新产品的研究、开发、设计和工业化的复合高等工程技术人才。
化学工程技术是一种用于研究化学产品的管理、制造、设计和开发的综合性技术，在化学生产中通过应用各种化学工程技术，可以有效提高化学生产质量和生产效率，加强化学工程技术在化学生产中的应用研究，推动化学生产行业的快速发展。本文分析了化学生产中化学工程技术的应用，阐述了化学工程技术在化学生产中的应用发展建议，以供参考。
关键词：
化学工程技术；化学生产；有效应用
化学工业一直是推动我国国民经济发展的支柱产业，在化学生产中通过不断创新和优化化学工程技术，降低能源和原材料消耗，保障产品质量，提高化学生产效率，所以化学工程技术在化学生产中的应用具有非常重要的现实意义，在未来发展过程中应加大对化学工程技术的研究，进一步提高化学生产效益。
1化学生产中化学工程技术的应用
1.1超临界流体技术超临界流体是一种处于气态和液体之间状态、压力和温度都位于临界点周围的液体，其具有液体和气体的双重特性，具有气体的压缩性和高扩散能力，又具有液体的良好溶解能力，其粘度几乎等于气体，密度几乎等于液体，其扩散性能处于气体和液体之间。在化学生产中运用超临界流体技术，运用超临界流体的特性，改变化学反应特征，优化传热系数和传质系数，合理控制压力和温度，可以有效降低化学生产的能耗。另外，超临界液体技术在加工无机物材料、复合材料、高分子材料中发挥着重要作用，最常见的技术方法包括以下几种：其一，抗溶剂法，在制备超临界流体有机物和爆炸性物质时主要应用抗溶剂法；其二，压缩抗溶剂法，这种方法主要用于加工微球类或者微孔类物质，在聚合物和药物分子共沉中应用广泛，技术方法比较简单成熟；其三，快速膨胀法，用于制备固体颗粒状化学产品。超临界技术不仅应用在材料制备方面，而且还被广泛地莹莹在化学分析中，例如，色谱技术和超临界技术的相互结合，和气象色谱相比，这种色谱研究方法更加准确、高效，并且超临界液体色谱比液相色谱更加准确。
1.2传热技术近年来，相关研究人员对于强化传热和微细尺度传热的研究越来越多，在传热学中微细尺度传热是一个独立的专业学科，其主要探索和研究时间尺度、空间尺度的传热学规律，重点包含微重力传热传质、相变传热、热辐射、热传导。对流传热等内容。当前，我国的传热技术研究主要是集中在数值模拟、实验研究和机理研究三方面。在化学生产中应用传热技术，可以通过改进和优化换热器设备，有效提升换热的持续放热能力和传热效率，从而提高化学生产水平。并且微细尺度传热和强化传热技术在微型热管、集成电子设备、微米、纳米等领域中应用广泛，相关技术成果已经比较成熟，对于化学工业应加强传热技术和化学生产的配合研究，充分发挥传热技术的应用优势，有效提高化学生产效率。
1.3绿色化学反应技术在绿色食品生产中绿色化学反应技术发挥着非常重要的作用，当前我国积极倡导可持续发展和节能减排理念，人们的绿色生态环保意识越来越高，绿色食品主要是指绿色没有受到污染侵害的食品，这种食品最主要的特点是营养价值高、品质优良、卫生安全指标高，是未来发展过程中的新兴产业。绿色食品加工生产过程中对于化肥和农药的使用量有着严格限制，而且还需要提高农作物产量，保障食品营养价值，降低成本，所以绿色产品生产经常面临量和质的矛盾。现代化生物化学通过充分利用基因工程技术和绿色化学反应技术，保障食品安全，增加农作物产量，确保食品营养。具体应用如下：其一，在农作物生长过程中，运用生物化学技术，减少污染农作物和污染环境的氮肥使用量，运用固氨来替代氮肥，通过应用生物化学技术，不需要施加氮肥，也可以保障农作物的正常生长发育，不仅节约了种植成本，而且有效提高了农作物的质量和产量；其二，当农作物出现病虫害时，运用生物化学技术，特别是基因工程技术，在主要农作物上转移各种病虫害基因，减少化学杀虫剂使用量，提高农作物产量，提高抗病虫害能力。
2化学工程技术在化学生产中的应用发展建议
2.1培养化学技术人才化学技术人员对于推动化学工程技术的发展有着重要意义，因此我国应重视化学技术人才的培养，不仅要加强理论知识学习，还应强化钻研创新精神，积累丰富的实践经验，全面提高化学工程技术科研水平和综合素质。
2.2进一步提高化学工程技术水平我国化学工程技术面临着滴状冷凝的难题，在未来发展过程中应加大对化学工程技术的研究，重点解决这个问题，推动传热技术在航空航天、石油化工、动力、机械等领域的应用，进一步提高化学工程技术水平。
3结语
在化学生产中应用化学工程技术有助于促进化学工业的快速发展，应积极优化各种化学工程技术应用，培养大量化学工程技术人才，提高经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]侯海霞,柯杨,王胜壁.解析化学工程技术在化学生产中的应用[J].山东工业技术,2015,14:91.
[2]裘炎,王杲.探析化学工程技术在化学生产中的应用[J].化工管理,2015,20:90.
