浅析化工工艺实验与化工生产实践的相结合

李崧源（青岛大学化工学院，山东 青岛 266001）

浅析化工工艺实验与化工生产实践的相结合

李崧源（青岛大学化工学院，山东 青岛 266001）

随着社会的不断发展，化工工艺实验逐渐得到了重视。它是化学工业生产的基础，其中包括了材料、轻工业、石油业、医学等多个领域，并在不同的领域都取得了非凡的成就。而从本质上来讲，化学工艺生产是一项实践性非常强的项目，它对质量和过程都体现了极高的要求，并且对科学做出了巨大的贡献。因此，本文从化学工程与工艺专业实验的定位出发，对化学工艺实验与化工生产实践的结合进行研究。

化学工艺实验；化工生产实践；结合

近几年来，化学工艺实验在生产中发挥了巨大的作用，并且受到了人们的关注。从技术性来讲，化学生产的先进性非常强。它涵盖了有机化工、石油化工以及精细化工程等多个传统生产工业，同时也在此基础上实现了进一步的创新，在不同领域都有了应用性与实践性。

1 化学工程与工艺专业实验的定位

1.1 化工专业实验和基础化学实验的区别

化学实验是化学基础性研究的一部分。它与传统的化学实验相同，都体现了生产的技术性与优化性。但在专业化工实验却与基础化学实验有着很大的不同。首先，从性质上来讲，化学专业实验强调的是整体性与专业性，它不仅仅是一个单一的操作平台，对操作者的技术也有着很高的要求。而基础化学实验则不同，它只属于学科中的实验环节。例如，在基础化学之中，我们很少使用一些大的设备和仪器进行操作，只在小范围内研究化学因素之中的变量或者是物质流动过程中的特点。但在化学专业实验中则不同，我们会制定设备，并根据设备的实际大小进行管理。再如：在化学基础实验中的有机物分离。一般我们都会使用到蒸馏水或者是分馏柱仪器，在对不同原料进行划分的基础上进行实验。但在化学专业实验中，我们还要考虑到化学成本的融合性以及实际过程中生产能力等等。所以，从这几个方面来讲，化学工程与基础化学实验有着一定的区别，也预示着结合的重要性与必要性。

1.2 化学工程与工艺专业实验的目的

在化学工艺实验与化学生产的相结合的分析中，我们首先要明确化学工程与工艺专业实验的目的所在。从化学工艺实验的角度来讲，它能够使操作者在实验过程中将理论融合进去，并且明确最终的实验目的，达到真正掌握的目的。第二，在工艺专业实验的基础上，操作者要根据相关的流程进行规范性操作，他们会注意到每一步的操作条件，掌握好实验过程中的化学制品的用量，依照获得的数据进行结果分析，在专用仪表选择的基础上确定演练顺序，做到实现故障的及时处理。最重要的是，化学工艺实验能够为化学生产操作打下基础。第三，从化学工程的角度来讲，它主要属于工程建模的过程，能够使操作者利用实践中的变量进行结构分析，将一些不确定的因素予以剔除，根据描述的方式组织实验、建立模型、优化实验，并得出结果。最终使操作者明确，结果的得出一定要在数据可靠的前提下，否则会产生一定的误差。第四，化学工程与工艺专业实验能够使操作者意识到理论与实践相结合的重要性，巩固化学知识。

2 化学工艺试验内容

2.1 化工工艺的基本内涵

选取适用的材料，指定合理的化学实验方法，最终通过化学反应得到相应的成品。化学工艺包括实验中的所有方法。例如：在石油和煤气的研究之中，操作者可以将石油作为原材料进行提取，观察化学的合成方式以及基本反应原理。通过化学工艺的选用以及总结，实验者应该掌握以下内容：首先，针对化工操作中的基本内容，提取适用原理，在观察化学反应的过程中进行分析。其次，实验者应该熟悉其中的主要设备，能够做到灵活性运用。

2.2 化工工艺仿真训练

化学工艺的仿真训练往往是实验中最重要的一个步骤，也是生产实践的基础内容。仿真是化学应用的科学技术模拟平台，它能够将化学工艺以动态化的过程表现出来。我们也可以将过程仿真视作数字化仿真。在仿真训练中，实验者可以利用模型工具进行时时跟踪，使操作环境更加逼真，实验过程更加完整。我们主要在模拟器中进行相关的程序控制，选用适当的仪器，模拟实际生产设备。化学工艺的仿真模拟训练主要是锻炼操作者的整体把控能力，使他们建立知识点之间的联系。例如：在流干燥的实验当中，实验者可以在仿真平台处进行干燥固体物的湿化处理，比较真实的看到气体离开固化物的过程，并且气体的运动速度、物料转化过程中的平衡条件以及产生的阻力都能够以动态的形式呈现出来。实验者根据以上数据进行分析，并且建立二者之间的关系。

3 化工工艺与化工生产实践相结合

3.1 引进仿真实验，进行内容整合

引进仿真实验，将化学工艺与生产相统一是结合过程中最主要的一个部分。第一，将化工工艺实验在化工企业中进行，引入化学设备仿真建模，使实验者能够更好的了解到生产的全部过程。例如：在许多化工企业中，都有着全反应过程的模型演示器，对不同的实验生产方式进行分析。如下图所示，该图是化学转炉吹拣过程的仿真模拟实验。从图中可以看出，仿真平台可以设定转炉的尺寸，根据设备制定系统参数。实验者根据炉内的铁水温度与成分进行流程模拟，仿真平台会参考系统中输入的标准数据进行全程分析，将铁与氧化液的反映过程呈现出来，并分析铁渣的成分与刚液变化温度，实现化学工艺与生产的结合。另外，在化学生产中，比较具有代表性的模拟实验就是合成氨装置，实验者在化学单元划分的前提下进行过程控制，有效利用合成氨催化剂在装置的融合顺序，实现冷凝液在气压中的提取，达到碱液回收的效果。在仿真中，实验者可以对整体过程进行合理组织，了解化学生产中的难点与重点，体现理论与实践相结合。

图一化学转炉吹拣过程的仿真模拟

3.2 增加实验机会，践行化工生产

增加实验机会，也能够体现工艺与生产相结合的目的。首先，化学工艺实验是生产的前提。只有在实验过程中进行精确的练习，才能够使实验者践行到工业生产之中。例如：在精馏实验装置设计下，实验者可以进行“车间打造”，将相关仪器相结合，进行实验过程的整理。第一，建立完整的平面布局。利用原材料完善独立的精馏蒸汽发生系统。第二，收集回流罐、冷凝器等器件，进行生产实验。在大多数情况下，实验者都无法置身于化工生产的真实环境之中。所以，操作人员可以按照一般工厂的实验空间设置进行小型安装，改善化学实验室的设备管理平台，也使得实验就会有所增加，践行了化工生产的基本条件。第三，在实验过程中，有时会出现装置利用方式不得当的情况。而化学工艺实验与化学生产的结合能够体现出化工方式的践行。实验者可以在化工装置上进行组织串联，利用工艺中的基础原理确定参数标准。如：我们可以通过预热、原材料制定、仪表的选择来控制水泵的启动、能量的调节以及温度的控制等等。以这种方式加深化学工艺在工业生产中的重要性与可行性。

3.3 构造实验情境，实现化工生产

在实验情境的构造下，化工生产也能够发挥其应有的作用。化学工艺实验中的过程一般比较复杂，操作者很难将整体条件都予以掌握。因此，要学会化学工艺实验的串联与信息的整合。例如：以“氨基酸工艺设计”的学习为例，进行综合性学习。首先，我们以“染料中间体”作为实验情境载体，将染料放在硝溶液之中，通过二者的合成进行还原实验[7]。它的设计包括硝化、还原两个部分。学习者可以在产品设定的基础上进行工艺技术优化，从而将化工分析测验结果予以分析。在建立化学设计方案的前提下将每个环节都贯穿进去，使化学生产技能得到优化，巩固专业水平。再如：在阿司匹林化学工业的实验当中，只进行工艺作业是无法使具体特征体现出来的。所以，我们不能将教学实验进行简单的复制。首先，应该规范化工生产的基本流程，将材料提取出来。其中的主要材料包括水杨酸以及苯酚胺。利用纯净水将甲醇溶液进行调和，当甲醇溶液达到一定的稀释状态时加入苯酚胺，将反映生成后的制剂进行提取。最后，将水杨酸放入到其中，将溶剂脱除的时间予以剔除，保证脱水过程的真空性。在此过程中，我们即实现了化学工艺实验与化工生产的结合，也避免了乙酸溶液的引入，方便了实验中的预备过程。

4 结语

综上所述，本文针对化学工程与工艺实验的定位作为出发点，对工艺实验内容进行分析，进而提出其与化学生产的结合措施。从而得出：实验者应该以实际的操作条件为主，引进仿真实验，在实际的实验情境下实现化工生产，提升学习能力与技术整合技术，以实验的中心环节为主，加强规范性与直观性，为化工生产的良好发展奠定良好基础。

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