化学工程与工艺的理解精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇化学工程与工艺的理解，期待它们能激发您的灵感。

篇1

[关键词]荆芥； 一体化； 化学成分； 抗炎

[Abstract]The GC-MS method was adopted to determine the contents of β-myrcene， limonene， menthone， menthofuran， pulegone， β-caryophyllene， 1-octen-3-one and 3-octanone in volatile in Schizonepetae Herba processed by traditional processing and integration processing methods. The efficacies of Schizonepetae Herba with different processing methods were detected based on the inhibition of ear swelling induced by dimethylbenzene in mice. The rationality of the integration processing was expounded based on the comparison of chemical constituents and their pharmacological effects. The results showed that the contents of the eight chemical components in the products processed with the integrated processing method were higher than those processed with the other method. And both of the processing methods could reduce the degree of swelling and the content of TNF-α/IL-1β/IL-6 in mice serum. However， the anti-inflammatory efficacy of the products processed with the integration processing method was superior to that processed with the other method. Compared with the traditional processing method， the integration processing method ensures the quality of decoction pieces， with lower time and labor costs and higher efficiency.

[Key words]Schizonepetae Herba； integration； chemical component； anti-inflammatory

doi：10.4268/cjcmm20161117

荆芥是唇形科植物荆芥Schizonepeta tenuifolia Briq.的干燥地上部分，又名假苏，始载于《神农本草经》[1]，为临床常用中药，性温、味辛，以全草入药，具有解表散风、透疹、消疮之功效，主治风寒感冒、咽喉肿痛及多种皮肤病[2-3]。现代药理研究表明荆芥具有抗病毒、解热、抗菌、抗过敏、镇痛、降温等作用[4-7]，在解表药中其地位独特而重要[8-9]。挥发油类成分是其抗炎的主要物质基础之一，沸点较低，容易挥发散失，而且对日光及温度较敏感，易于分解变质[10]。2015年版药典中规定荆芥的产地加工方法主要是除杂后干燥成药材，需制成饮片时，将荆芥药材除去杂质后喷淋清水，洗净润透，于50 ℃烘1 h，再经切段干燥即得。综合其加工过程，药材加工成饮片时需水处理及重复干燥，会造成挥发油及其他水溶性成分的损失，且分段加工干燥时间长，效率低下，雨天易霉烂变质、容易被鼠、虫、灰尘等污染，药材含水量、质量难以稳定[11]。为避免分段加工造成的有效成分的流失、降低药材饮片加工的时间及人工成本，本实验室前期探索了荆芥药材、饮片一体化加工工艺，现拟通过比较传统加工饮片与一体化加工饮片有效成分含量与功效的异同，探讨荆芥药材、饮片一体化工艺的可行性与合理性。

1 材料

薄荷酮、胡薄荷酮对照品（中国食品药品检定研究院，批号分别为 111705-201205，111706-201205）； 1-辛烯-3-酮、d-柠檬烯、β-石竹烯对照品均购自Tokyo Chemical Industrial公司（日本）；β-香叶烯、薄荷呋喃、3-辛酮对照品均购自Sigma-Aldrich公司（奥地利），对照品纯度均大于98%；萘（内标，国药集团化学试剂有限公司，分析纯）；正戊烷（内标，国药集团化学试剂有限公司，GC级）；乙酸乙酯为色谱纯；阿司匹林购自南京白敬宇制药有限责任公司（批号140601）；二甲苯（批号20110410，江苏永华精细化学品有限公司）；羧甲基纤维素钠（CMC-Na，批号F20101222，国药集团化学试剂有限公司）；小鼠白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、Elisa试剂盒（南京森贝伽生物科技有限公司，批号分别为SBJ-R0024，SBJ-M0044，SBJ-M0010）。

荆芥于2014年10月采自河北安国，经南京中医药大学吴⒛辖淌诩定为唇形科植物荆芥S.tenuifolia的地上部分。

Agilent 6890N-5975B气相色谱-质谱联用仪、Agilent ChemStation化学工作站软件（美国 Agilent公司）；B211D 电子天平（1/10万，赛多利斯科学仪器有限公司）。

ICR小鼠，SPF级，雄性，体重（20±2） g。由浙江省实验动物中心提供，合格证号SCXK（浙）2013-0016。

2 方法

2.1 荆芥挥发油含量及其所含成分的定量测定[12]

2.1.1 GC-MS条件 色谱柱： HP-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；进样口温度200 ℃；载气氦气，载气流速1.0 mL・min-1；分流比20∶1；程序升温：初始温度为50 ℃，以10 ℃・min-1升温至90 ℃，保持6 min，再以8 ℃・min-1升温至150 ℃，保持2 min；进样量1 μL；电轰击电离源（EI）；电子能量70 eV；四级杆度150 ℃；离子源温度230 ℃；接口温度280 ℃；扫描范围m/z40～400。GC-MS图见图1。

2.1.2 样品制备 一体化加工方法：鲜荆芥除杂后50 ℃干燥5 h，切段（1 cm），40 ℃干燥3 h干燥成饮片。传统加工方法：除去杂质，晒干，制得药材。取药材喷淋清水，洗净，润透，于50 ℃烘1 h，切段（1 cm），40 ℃干燥3 h得饮片。挥发油的提取：取荆芥饮片适量，照《中国药典》2015年版四部 “挥发油提取法”甲法提取挥发油，计算得率。提取的挥发油加入适量无水Na2SO4静置保存。

2.1.3 内标溶液的制备 取萘和正癸烷适量，置100 mL量瓶中，加乙酸乙酯溶解并稀释至刻度，摇匀，即得（每1 mL含萘1.73 mg，正癸烷0.29 mg）。

2.1.4 供试品溶液的制备 取加入适量无水Na2SO4静置1 h后的荆芥挥发油约50 mg，精密称定，置10 mL量瓶中，加乙酸乙酯溶解稀释至刻度，摇匀，精密量取该溶液和内标溶液各1 mL置10 mL量瓶中，加乙酸乙酯溶解并稀释至刻度。

2.1.5 对照品溶液的制备 精密称取对照品3-辛酮12.47 mg、β-香叶烯10.91 mg、薄荷酮160.35 mg、1-辛烯-3-酮13.64 mg、D-柠檬烯21.18 mg、薄荷呋喃14.07 mg、胡薄荷酮270.42 mg、β-石竹烯12.95 mg，分别置10 mL量瓶中，加乙酸乙酯溶解并稀释至刻度，摇匀，即得各待测化合物的对照品溶液。精密量取3-辛酮溶液0.5 mL、β-香叶烯0.3 mL、薄荷酮2 mL、1-辛烯-3-酮0.5 mL、D-柠檬烯1 mL、薄荷呋喃1 mL、胡薄荷酮2 mL、β-石竹烯1 mL置同一10 mL量瓶中，加乙酸乙酯稀释至刻度，摇匀，即得对照品混合溶液。荆芥中8个化合物MS监测数据见表1。

2.1.6 线性关系的考察 分别精密量取对照品混合溶液0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mL置10 mL量瓶中，分别精密加入内标溶液 1 mL，加乙酸乙酯溶解并稀释至刻度，摇匀。分别吸取上述6份溶液各1 μL，进样，按内标法以峰面积计算。以各待测化合物与内标的峰面积比值（y）为纵坐标，各待测化合物质量浓度（x，mg・L-1）为横坐标，进行线性回归，得回归方程。各化合物线性关系考察结果见表2。

2.1.7 精密度试验 精密量取对照品混合溶液1 mL置10 mL量瓶中，精密加入内标溶液1 mL，加乙酸乙酯稀释至刻度，摇匀，即得精密度试验溶液。连续进样6次，计算各待测化合物峰面积与内标峰面积的比值，计算RSD，结果为8种化合物的RSD为1.4%～2.4%，表明本方法精密度良好，具体结果见表3。

2.1.8 重复性试验 取同一荆芥饮片所得挥发油6份，分别按2.1.4项下方法制备供试品溶液，照上述试验条件进样测定，计算各待测化合物峰面积与内标峰面积的比值，按内标法计算含量，计算RSD，结果为8种化合物的RSD为2.3%～2.9%，表明本方法重复性良好，具体结果见表3。

2.1.9 稳定性试验 取同一份荆芥挥发油供试品溶液，照上述试验条件分别在0，2，4，6，8，12 h进样测定，计算各待测化合物峰面积与内标峰面积的比值，计算RSD，结果为8种化合物的RSD为1.5%～2.3%，表明供试品溶液在12 h内稳定，具体结果见表3。

2.1.10 加样回收试验 取已知待测化合物含量的同一荆芥挥发油约50 mg，共6份，精密称定，置10 mL量瓶中，分别加入薄荷酮对照品溶液和胡薄荷酮对照品溶液各1 mL，加入3-辛酮对照品溶液、β-香叶烯对照品溶液和d-柠檬烯对照品溶液各0.1 mL，加入1-辛烯-3-酮对照品溶液和β-石竹烯对照品溶液各0.3 mL，加入薄荷呋喃对照品溶液0.5 mL，用乙酸乙酯溶解稀释至刻度，摇匀，精密量取该溶液和内标溶液各1 mL置10 mL量瓶中，加乙酸乙酯溶解并稀释至刻度。照上述试验条件进样测定，以各待测化合物与内标的峰面积比值按内标法计算样品含量，再计算加样回收率，结果见表3。

2.1.11 样品测定 分别取3个批次的鲜荆芥，每个批次分为2份，分别按2.1.2项下制备2个加工工艺的样品。取每份样品适量，按2.1.4项下制备供试品溶液。照上述实验条件进行测定，以各待测化合物与内标的峰面积比值按内标法计算待测成分含量，再以含油量换算饮片中各待测成分的含量，取平均值，结果见表4。

2.2 2种工艺产品抗炎作用的比较

2.2.1 分组与给药 取ICR小鼠90只，随机分为空白组、模型组、阳性组、一体化高、中、低剂量组（1.5，3.0，6.0 g・kg-1）、传统高、中、低剂量组（1.5，3.0，6.0 g・kg-1），每组10只。二甲苯致炎前每天上午9：00和下午4：00灌胃给药，连续给药3 d。阳性组给予阿司匹林混悬液，一体化高、中、低剂量组分别给予不同浓度的荆芥一体化工艺产品粉末混悬液，传统高、中、低剂量组分别给予不同浓度的荆芥传统工艺产品粉末混悬液，空白组和模型组给予等体积的0.5% CMC-Na溶液，各组小鼠每次灌胃给药体积均为15 mL・kg-1（体重）。

2.2.2 模型制备与耳肿胀度检测 末次给药1 h后，除空白组外，各组小鼠于左耳正反两面涂抹0.04 mL二甲苯致炎，右耳做对照。1 h后将小鼠脱颈处死，沿耳廓基线剪下两耳，用直径7 mm的打孔器分别在同一部位打下圆耳片，称重，以左右耳片重量之差与右耳的比值为肿胀度。

2.2.3 ELISA法检测荆芥对耳肿胀小鼠血清TNF-α，IL-1β和IL-6含量的影响 二甲苯致炎1 h后眼框取血，血样静置30 min后3 000 r・min-1离心10 min，取上清，ELISA法检测血清中TNF-α， IL-1β和IL-6含量。

2.2.4 数据处理 数据用±s表示，采用SPSS 20.0进行统计学分析，以P

3 结果

3.1 一体化工艺与传统工艺加工产品化学成分的比较

相比传统加工工艺产品，一体化加工工艺产品中挥发油与8个待测成分的含量均有所增加，见表4。

3.2 对二甲苯致耳廓肿胀小鼠肿胀度的影响

与模型组比较，阳性药抑制肿胀作用明显，荆芥一体化工艺和传统工艺产品各剂量均能降低小鼠耳廓肿胀度，高、中剂量作用尤其显著（P

3.3 对二甲苯致耳廓肿胀小鼠的血清中TNF-α，IL-1β，IL-6含量的影响

与空白组比较，模型组小鼠血清中TNF-α，IL-1β，IL-6的含量显著增加（P

4 讨论

现代中医学研究认为，表证症状与炎症这一基本病理过程紧密相连，解表药的抗炎作用是其发挥解表功效的重要药理基础之一，因而研究荆芥抗炎作用及作用机制是研究荆芥的解表作用的重要途径[13]。本实验通过比较小鼠的肿胀度以及血清中TNF-α，IL-1β和IL-6含量，来考察荆芥一体化工艺和传统工艺产品高、中、低3种剂量饮片粉末的抗炎作用。TNF-α作为炎症反应的重要介质，通过增高微血管壁通透性和趋化、增强中性粒细胞与血管内皮细胞的黏附性激活炎性细胞。IL-1β和IL-6介导中性粒细胞等炎性细胞到局部病灶，是炎症性疾病中的重要因素[14]。在本实验中，荆芥一体化工艺产品与传统工艺产品均能降低小鼠血清中TNF-α，IL-1β和IL-6炎症细胞因子的含量，降低小鼠耳廓肿胀度，发挥抗炎作用。

研究表明，挥发油是荆芥的主要药效成分，其药效作用可能是几种成分的加和或协同作用，不同成分组成或主要成分比例有较大差异的荆芥挥发油，药效和急性毒性相差很大[15-16]。前期研究发现，胡薄荷酮、薄荷酮、柠檬烯、3-辛酮、1-辛烯-3-酮、β-香叶烯、β-石竹烯、薄荷呋喃在荆芥挥发油中占有很高的比例，其中胡薄荷酮、薄荷酮和柠檬烯的含量最高，为挥发油的主要药效成分，故本实验选取荆芥挥发油中主要的8种成分作为指标，考察一体化工艺与传统工艺的挥发性成分差异。结果发现，荆芥一体化工艺产品折干后挥发油含油量为1.08%，传统工艺产品折干后挥发油质量分数为0.55%，明显低于一体化工艺产品，所以其胡薄荷酮等8个成分的含量远低于一体化工艺产品。

本课题前期已采用正交实验优化荆芥一体化加工工艺参数（本部分正在申报专利），一体化工艺产品含油量较高是因为只经过一次干燥加工过程，避免了挥发油的流失。挥发油乃热不稳定性成分，重复干燥过程势必会造成其含量的降低。荆芥采收后经产地加工为干燥药材，此时的荆芥叶、穗质地较脆，在包装、运输及饮片加工过程中易脱落造成损失，以致挥发油含量降低。而一体化工艺产品是由荆芥采收后直接切段干燥成饮片，减少荆芥叶、穗在长途运输过程中的脱落损失，保证了饮片质量。此外，传统加工还经过水处理，两个工艺产品的水溶性成分及其他成分是否存在差异还需进一步的研究与探索。

药效研究结果表明，一体化工艺产品的抗炎作用整体上优于传统工艺，结合化学成分比较分析的结果，一体化工艺产品挥发油及其中各个组分的含量均高于传统工艺产品，故推断一体化工艺产品挥发油成分较高与其抗炎效果优于传统工艺产品之间有密切相关性。此外，工业化生产中一体化工艺不仅能够保证饮片质量，更能够提高加工效率，节约时间及人工成本。因此荆芥药材、饮片一体化加工有其一定的可行性及合理性。

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【关键词】绿色化工工程；化工工业；节能；促进作用

引言：对于化工来说，其是促进社会和物质文明发展的关键，并且为人类做出了非常大的贡献。与此同时，环境污染问题也日益严重，这样就需要采取相应的措施进行解决。而绿色化学工程与工艺是利用科学有效的方法和材料等进行处理，不仅大大提升了生产的利用效率，还很好的解决了存在的污染问题，因此，其对化工节能就有很大的促进意义。

1.绿色化学工程与工艺概述

1.1 绿色化学工程与工艺的重要性

目前很多我们生活中需要用到的物品都有赖化工生产流程，传统的化学工程与工艺中往往对于绿色化学不重视，生产过程中只是注重结果，短期内或许能收获相应的产品及利益，但从长远来看，很多化工生产工艺流程在生产过程中对环境造成很多污染，有的污染对环境的破坏是不可逆的，后果可想而知。随着人们环保意识的加强，近年来绿色化学工程与工艺越来越被人们提倡，这样的方式采用一种更科学更自然的方式实现化工生产，仍然能通过有效途径得到最后的目标产品，但大大降低了生产工艺对于环境的污染与破坏，同时很好的促进了化学工艺的节能，也实现了可持续发展的要义。

1.2 绿色化学工程与工艺的基本原则

绿色化学化工在世界范围内的原则相对一体，主要涵盖下列几方面。（1）在反应过程的源头上减少甚至根除废弃物的产生，而不是在废弃物产生之后再对其进行净化处理。（2）产品进行设计时，尽量做到原料利用率最大化。（3）产品进行分析时，在考虑生产效率的同时使原料和产品的毒性降低。（4）对于析出剂和溶剂等辅助物，尽量少用或选择使用无害产品。（5）减少生产过程中能量的损耗及其对环境的影响。（6）除了考虑经济和技术的因素，生产原料尽量选择可回收的加工原料。（7）尽量避免生产过程中产生不必要的化学衍生物。

2.化工企业节能减排的措施

通常情况下，大型化工企业在生产过程中往往会消耗大量的煤炭、石油和一些化工原材料，最终排放出大量的“三废”，也只有通过不断循环市场经济，才能够促进化工企业在国内市场的发展，并取得一定的市场优势。而目前化工企业应该在节能环保的基础上促进经济发展，其方法主要有以下几点：（1）加大化工污染这方面的技术、资金投入力度，对污染问题进行全面的控制。（2）针对化工生产项目使用先进的节能减排生产工艺，控制好化工原料，进而从源头上对污染问题进行防控。（3）创建绿色的化工生产链条，实现节能减排技术集中化处理。（4）全面提高企业职工的绿色减排意识，从自身出发做好环境保护工作。

3.绿色化学工程与工艺的合理开发

3.1 绿色化学原料的合理运用

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。

3.2 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[2]。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。

3.3 使用无毒无害催化原料

从目前的现状来看，伴随着化工行业的不断发展，合理运用化学反应成为了化工行业健康稳定发展的关键，而在进行化学反应的时候，催化剂的使用是非常关键的，既可以对反应速度进行加快，也可以对反应时间进行缩短，那么在进行化工生产中，要想确保绿色化工工程和工艺得到快速的发展，就要使用没有毒害的催化原材料。同时现在我国有关部门对催化原材料的选择和应用已经给予了高度重视，并且催化剂的开发、研究和制作在不断增多，从而就促使在进行化学反应的时候，催化原材料有了很大的改善。此外，使用没有毒害的催化原材料还能够大大提高化学反应的效率，对能源消耗含量进行降低，也能够很大程度减少环境的污染。

4.绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用

加强对绿色化学工程与工艺的研究是化学工程的一次全新探索与实践创新，绿色化学工程工艺研究能够将废弃物的科滋控制在合理的范围之内，实现化学工程的规划化发展，与此同时也可以改善人民群众生活环境，对构建环境友好型社会具有重要的现实意义。

4.1 清洁生产技术的合理应用

清洁生产技术的合理应用具有超高的价值，对化学原料进行无公害化的处理，以期最终达到合格生产的目的。清洁生产技术的使用可促使原料等到有效的利用，提升原料的使用效率，清洁生产技术最为常见技术例如脱硫技术等，化学生产加工不可避免将会产生一定废气，为了进一步降低废气对于空气质量的污染，就需要进行脱硫处理。此外，除了清洁生产技术的研发外，当前自然发电技术也被赋予了更多的重视，在环境污染日趋恶劣下，自然发电技术受到的关注，利用风能等自然资源发电，可在生物工程中降低污染，并提高环境质量，以期实现资源有效利用。

4.2 生物技术的有机结合

在可持m发展理念推进下，生物技术也不断得以升级，生物技术也可理解成为生物工程，其中包括生物化工以及仿生学两部分。生物技术利用生物科技进行生产与加工，如常见的生物酶技术，生物酶是一种具有催化作用的有机物，该种有机物可具有超高应用价值，加之其污染系数较小，故此被广泛的应用到各领域之中。例如纺织领域，通过氧化还原酶的作用促使衣物处于仿旧状态等。生物技术的使用符合绿色化学工程工艺的要求，因此将生物技术与绿色化学工程工艺相互结合，可进一步的深人落实化学工程节能理念，并改变传统化学生产工艺模式，共同打造绿色环保社会。

4.3 环境友好型产品的加工生产

绿色化学工程与工艺的主要发展目的之一即为为社会生产处环境友好型产品，如清洁汽油、磷洗衣粉等无毒无害产品。通过绿色化学工程可以生产出与社会、自然环境发展相符合的友好型产品。绿色化学工程生产的出现在很大程度上起到了保护环境的作用。在社会生产、生活中，人们的购买的产品均为绿色产品，不仅有效保证了人们身体健康，同时也可促进社会健康、和谐发展。因此，在化工生产过程中，如能够促进绿色化学工程与工艺对的优势得到充分发挥，可有效降低生态环境的染污，促进国家自然环境和社会经济得到可持续发展，对国家的长远发展及社会的进步具有重要意义。

结语

通过上文对绿色化学工程和工艺技术进行系统分析可知，绿色化学工程对促进化学工业节能发展起到了重要助推作用，是实现化学工业节能减排发展目标的重要手段。现阶段，开发和应用绿色化学工艺，已成为现代化学工业的发展趋势和前沿技术，是建设环境友好型社会，实现可持续发展的关键。

参考文献

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[2]刘冠辰.浅析绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排的促进作用[J].科技创新与应用，2015，34：107-108.

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【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

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［关键词］工程教育；专业认证；分离工程；教学改革

1工程教育专业认证背景

我国的工程教育专业认证由中国工程教育专业认证协会组织实施，始于1993年土建类专业评估，2006年正式在多个专业领域实施，迄今己走过9年的发展历程，其目的是：构建工程教育的质量监控体系，推进工程教育改革，进一步提高工程教育质量；建立与工程师制度相衔接的工程教育专业认证体系，促进工程教育与工业界的联系，增强工程教育人才培养对产业发展的适应性；促进中国工程教育的国际互认，提升我国工程技术人才的国际竞争力。

2结合毕业生十项毕业要求中的主要三项，提出课堂教学改革具体措施

结合专业认证标准，我校化学工程与工艺专业培养方案中明确规定了本专业学生毕业时应达到十项毕业要求。《分离工程》课程作为专业基础课程，在化工热力学和化工传递过程知识的基础上，采用理论与实践密切结合的方式，详细阐述各类分离过程（精馏、吸收、解吸、萃取、膜分离、吸附、浸取、结晶和干燥等）的物理化学原理、设计计算方法、工业应用、主要设备、数学模型和计算机应用软件，并展示分离过程学科的发展历史和主要进展。本文针对《分离工程》课程贡献于毕业生十项毕业要求中的主要三项，分别展开讨论。

2．1掌握扎实的化学工程基础知识和本专业的基本理论知识，具有系统的工程实践学习经历，了解本专业的前沿发展现状和趋势

按照该项要求，我们在授课中，一方面强调基础理论知识的学习，对复杂及多样性的分离技术按原理进行分类，如：通过加入分离媒介生成两相的分离为平衡分离，如精馏、吸收等；不需要加入分离媒介，以压差、浓度差、电位差等为推动力的分离过程为速率分离，如膜分离；对多组分精馏计算由浅入深展开，由假定理想情况下的简捷法计算入手，建模用MESH方程开展严格法计算，为解决实际工业应用问题奠定了理论基础。并强调本专业知识和化工原理、化工热力学、化工设备等其他专业基础知识的对立统一，如在介绍最小回流比知识点时，要注意比较多元精馏与化工原理中介绍的二元精馏中最小回流比的异同点，二元精馏中最小回流比下，进料板上下出现一个恒浓区，可通过作图法求解；而多元精馏体系中最小回流比下出现了两个恒浓区，且恒浓区出现的位置视待分离组分性质的不同而不同，通常利用Under－wood（恩德伍德）方程求解；再比如在介绍相平衡常数的求解时，要结合化工热力学课程中活度系数法及逸度系数法，进一步巩固两种求解方法的优缺点。另一方面结合行业发展前沿趋势，介绍新兴分离技术在工业中的应用。如泡沫分离技术，它根据表面吸附的原理，借鼓泡使溶液内的表面活性物质聚集在气液界面（气泡的表面）上浮至溶液主体上方形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分开，就可达到浓缩表面活性物质和净化液相主体的目的。近年来，在染料、皮革、石油化工工业污水中降低化学耗氧量、色素、有机化合物等，在浓度为ppm级的大量稀溶液中回收贵金属、稀有金属或除去有害物质等工业领域得以应用。还有近年来崛起的一种新兴膜分离技术：液膜分离，即以液膜为分离介质、以浓度差为推动力的一种膜分离过程。由于其分离选择性高、通量大而受到关注，在烃类混合物的分离、废水的处理及生物医学上如液膜人工肝、人工肺、人工肾等领域得到应用。在工程实践方面，我们分别组织学生参观了中国石化集团安庆石油化工总厂及中盐安徽红四方股份有限公司，并结合课程内容，重点介绍炼油工艺中的常减压蒸馏装置及原料气净化处理过程中的吸收装置。如吸收设备中喷雾塔、调料塔、板式塔的选择，填料塔中各种填料如鲍尔环、脉冲填料、网孔栅格的选择，塔高的计算等，在实践中强化理论知识的学习，并将课本中的公式及知识应用到工厂案例中去。

2．2具备设计和实施工程试验的能力，并能够对试验结果进行分析；具有综合运用所学化工专业理论和技术手段分析

并解决化学工程问题的基本能力主要包括以下几个方面的内容：能独立完成实验方案的设计、能正确地操作实验装置，安全地开展实验、能正确地采集、整理实验数据，对实验结果进行关联、分析、解释，并且掌握工程实践、科学研究与工程设计的基本方法，能够将所学课程有机联系起来，对化学工程基本问题，加以分析并予以解决。针对该项要求，我们在课程教学中，将课程和专业实验相结合。如在介绍反应精馏章节时，以催化反应精馏制甲缩醛为例，该实验为典型的工程与工艺结合的专业实验，以甲醇和甲醛为反应原料，浓硫酸为催化剂，在常压下通过反应精馏法制备甲缩醛。教学过程中，我们引导学生先思考传统合成、分离工艺，找出问题，寻求改进后的工艺流程。传统工艺采用先反应再利用精馏技术分离，存在反应转化率低、未反应的稀甲醛回收困难、稀甲醛的浓缩产生甲酸严重腐蚀设备等问题。为解决传统工艺存在的问题，引导学生结合本章节内容，采用反应精馏工艺。新工艺的优点：1．甲缩醛氧化所得甲醛与水的摩尔比为：醛／水＝3，可直接作为三聚甲醛的原料，不必浓缩。2．甲缩醛的合成可在较低温度（44～80℃）下进行，避免了甲酸生成，解决了设备腐蚀问题。新工艺的关键技术：甲缩醛的合成与分离。实验过程中既需要考察反应工程影响因素如温度效应、浓度效应及其他工程因素，同时要考察精馏技术影响因素如回流比、塔顶采出率及塔釜加热量等。综合考虑后，结合实验装置，确定拟考察的工艺参数，且采用正交设计来制定本实验的方案，则根据实验涉及的影响因子，并假设每个因子取两个水平，可得到如下实验条件表，如表1所示。最后整理实验数据，规范作图。

2．3掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识；具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力

该项要求可分解为以下指标点：运用所学知识，初步设计化工操作单元、设备及工艺过程；在各化工设计、毕业设计环节中体现创新意识。结合该指标点，我们鼓励学生利用课余和节假日时间开展大学生科研实践训练、创新性实验计划、学科竞赛等课外实践与创新活动，引导学生“在学习中研究、在研究中学习”，激发学生的创新思维和创新意识，提升本科生的创新实践能力。我们将课程教学与本科生毕业设计相结合，并利用课程设计环节综合应用所学知识点，统筹分离工程课程与其他专业基础课程，并在分离工程的课程教学中以往年毕业设计内容为案例加以剖析。如结合毕业设计课题“乙烯裂解气脱甲烷系统的工艺设计”，涉及到脱甲烷精馏塔的计算，这是典型多组分精馏塔计算的一个案例。首先确定关键组分是甲烷和乙烯，其中轻关键组分是甲烷，重关键组分是乙烯。塔顶分离出来的甲烷轻馏分应使其中的乙烯含量尽可能的低，以保证乙烯的回收率。而塔釜产品则应是甲烷含量尽可能低，以确保乙烯产品的质量。我们利用AspenPlus过程模拟软件高效地完成了工艺计算及参数的优化。采用DSTWU模块开展简捷法物料衡算、能量衡算，所得回流比与理论板数关系曲线如下图1所示；并将简捷法计算结果作为初值代入RadFrac模块进行严格法计算，并进行灵敏度分析，横坐标为混合进料位置，纵坐标为塔顶甲烷的纯度（摩尔分率），得到关系曲线如图2所示。通过该设计案例的开展，一方面使得学生们统筹所学多组分精馏知识点去思索如何解决工业上的实际问题，另一方面在分析实际工业案例时，又强化了同学们对多组分精馏简捷法计算及严格法计算的理解和综合应用。

3结束语

分离工程课程在教学过程中，我们以化学工程与工艺本科专业认证为导向，在对“工程教育专业认证标准”进行认真分析的基础上，以工程实际为切入口，把分离技术的理论与方法融入应用实例，将分离工程基础理论与化工工程实践有机结合，进一步突出了分离工程的课程特点及实用性，而且根据现代化工的发展方向及时调整、更新课程内容，加强化工新型分离技术分析，让学生更坚实地掌握分离工程的基本理论，进一步提高教学效果。

［参考文献］

［1］刘家祺．分离过程［M］．北京：化学工业出版社，2006．

［2］J．D．Seader．SeparationProcessPrinciples［M］．北京：化学工业出版社，2002．

［3］李晓．工程素质贯穿式培养的化工工程教育模式的探索与实践［J］．化工高等教育，2012（3）：18－20．

篇5

关键词：工程认证；精细化工；教学改革；实践能力；教学理念

一、我国工程教育认证的发展历程

为了提高我国高等工程教育质量，构建我国高等工程教育质量保障体系，进一步深化高等工程教育改革，建立高校工程专业与社会企业所需人才培养的双赢机制，规范与注册工程师制度相衔接的高等工程教育专业认证体系，促进工程教育国际化，实现国际互认，提升我国高等工程教育国际竞争力，教育部于2006年正式启动高等工程教育专业认证试点工作。10年来，我国工程教育专业认证工作逐渐在全国相关高校中得到了重视和积极开展。2013年6月，国际工程联盟大会在韩国召开，大会表决通过中国为《华盛顿协议》预备会员，成为该协议组织第21个成员。《华盛顿协议》是世界上最具影响力的国际本科工程学位互认协议，1989年由美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰6个国家的工程专业团体发起成立，旨在建立共同认可的工程教育认证体系。该协议提出的工程专业教育标准和工程师职业能力标准，是国际工程界对工科毕业生和工程师职业能力公认的权威要求。截至2013年8月，中国工程教育专业认证协会已对我国高校的373个专业点开展了认证工作，之后经过3年的不懈努力，我国工程教育专业认证协会分别受理了137个专业的2014年认证申请（其中105个专业通过认证）、156个专业的2015年认证申请和200个专业的2016年认证申请，我国工程教育水平得到了长足而显著的提高，其质量获得国际社会的一致认可。可喜的是，2016年6月，《华盛顿协议》全票通过中国科协代表我国由《华盛顿协议》预备会员转正，成为该协议第18个正式成员，表明我国工程教育专业认证与国际实质等效，标志着我国工程教育质量实现了国际化互认。

二、工程教育认证背景下我校精细化工工艺课程教学改革的必要性

华侨大学地处海峡西岸经济区的心脏地带，为了更好地服务于地方区域经济的发展，为企业人才市场输送合格的工程类专业人才，工程教育专业认证已列为我校提高办学质量的主要举措之一，校领导高度重视。与此同时，随着福建省沿海四大石化基地和重大项目的加速推进，带动了合成材料、有机化工和精细化工等配套开发，石化产业集群效应显现，化工类专业人才需求增大[1]。为了培养合格的化工工程师，我校化工学院积极申请化学工程与工艺专业的工程教育专业认证。2016年2月，中国工程教育认证协会正式受理了我校化工学院化学工程与工艺专业工程教育认证的申请，这是我校第一个被受理的工科专业，得到了校、院两级领导的高度重视和全系教师及其他相关院系的大力支持和配合。中国工程教育认证标准是基于产出的教育评价，满足华盛顿协议互认要求。基于学习产出的教育模式（OBE）最早出现于美国和澳大利亚的基础教育改革，是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的结构模式[2，3]。国内部分高校实施基于OBE教育理念的人才培养模式的综合改革，规范教学活动，树立教学标准意识，建立教学质量标准，最终取得了显著的效果，并顺利通过我国工程教育认证。众所周知，《精细化工工艺》是化学工程与工艺（精细化工方向）专业的主干专业课之一，该课程具有工程性、应用性和综合性等特点。在我校化学工程与工艺专业开展工程教育认证的背景下，基于“以学生为本，以学生学习产出为导向”的教育理念和思路开展精细化工工艺课程教学改革势在必行。

三、工程教育认证背景下精细化工工艺课程教学改革的几点思考

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工科专业毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、认识团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标[4，5]。为了使学生在学习精细化工工艺课程过程中达成这个目标，必须同时从教学的两个主体———学生和教师入手，转变教育理念，改革教学方式方法，以符合我国工程教育认证标准。

（一）学生工程实践能力的培养

精细化工工艺是一门实践和理论并重的课程，在培养高素质的精细化工工程技术人才过程中，精细化学品开发、设计及合成的实验与实践起着重要作用。对于学生而言，借鉴CDIO成功的教育经验，在工程教育认证背景下精细化工工艺课程教学改革过程，一定要特别注重和加强学生工程实践能力的培养。

1.加强校企合作。根据《中国工程教育质量报告》的调查，工业界认为高校培养工程专业人才过程中存在通用能力评价高，工程能力培养不足；传统优势明显，紧跟时代需求不足；工业界参与深度和规范化不足等问题。因此，在精细化工工艺课堂教学过程中积极邀请精细化工相关企业高级工程师走入课堂参与教学，有利于学生深入了解所学知识在将来所要从事的精细化工行业中的实践应用。

2.搭建校内精细化工实践平台。实践平台是大学生进行实践活动的阵地，校内可以通过设立实验示范中心、学科重点实验室、科研成果转化平台以及本科生课外科创活动平台等举措，不断提高学生的精细化学工程实践能力和创造力。

3.设立精细化学品制作工坊。根据精细化工工艺课程需求开设特色实验室，对课程中所学主要精细化学品种类及其典型产品的制备工艺开展实验，比如手工肥皂、洗涤剂和胶黏剂等常规精细化学品的制作。与此同时，增加综合型、设计型实验的比例和深度，充分调动学生对精细化工工艺的学习积极性。比如在手工肥皂制作过程中设计透明多彩的新型多功能肥皂，培养学生的创新意识、动手操作能力和团队合作精神，提高学生的工程实践能力和创造力，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习精细化工工艺这门专业主干课程。另外，精细化工工艺特色实验室在全校范围内也可以共享实验资源和设备，这不仅可以增加学校对实验室的经费投入，而且可以显著提高精细化工专业的知名度，大大增加学生对本专业的认可度和归属感。

4.建立多元化考核标准。传统工科教学的突出问题是理论知识学习比重远大于工程能力培养比重，这是单一笔试考核模式导致的必然结果。基于工程教育认证中所要求的学习产出的教育模式，将学生在精细化工工艺课程学习过程中参加课外精细化工实践平台和精细化学品制作工坊等活动的表现形成可量化的考核标准，与传统考核标准进行有机结合，建立以加强学生工程实践能力培养为目标的多元化课程考核标准。

（二）教师课程教学理念的转变

基于OBE工程教育模式，工程教育认证将推动工科教学由“经验型”转向“科学型”、由“内容为本型”转向“学生为本型”。这就要求高校教师彻底摈弃传统的“教无定法”的教学理念，而是基于学习结果的教育模式，形成一种规范、团队、持续改进的教学方式，实现教学行为及活动的标准化与规范化，从而达到工程教育认证标准，持续为工业界输送合格的化工工程师人才。

1.建立课程目标与毕业要求的对应关系，规范和细化教学大纲及内容。《精细化工工艺》是一门介绍精细化工产品生产原理与工艺的专业课程，其课程知识体系非常零散且庞大，规范地组织教学内容和选择教学方法对于有效实现预期学习结果至关重要。精细化工工艺课程的教学目标：一是让学生能够根据市场需求的不断变化，设计新型精细化工产品；二是让学生运用精细有机合成化学及工艺学理论，根据精细化学品的功能特点及研究目的，选择适宜的研究路线，设计可行的有机合成单元反应实验方案；三是让学生熟悉与精细化工行业相关的产品技术标准、知识产权、法律法规、产业政策及发展现状和趋势，能识别、分析精细化工新产品、新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的潜在影响，深刻理解精细化工在国民经济中的重要地位和作用。以上课程目标分别对应于我国工程教育认证标准中化学工程与工艺专业学生应达到的十二条毕业要求中“设计/开发解决方案”、“研究”和“工程与社会”等方面的能力要求。在对学生学习结果有了清晰的认识后，教师通过细化教学大纲来规范教学内容和控制教学进度，从而保证课程目标的达成。

2.整合教学资源，避免课程间教学内容的低水平重复。对于化学工程与工艺专业（精细化工方向）的学生而言，在开设《精细化工工艺》课程的同时，还开设了《精细化学品》和《高分子化工工艺》等相关课程。过去，这些课程在教学内容上存在部分重复，比如有机合成反应基础知识的介绍，学生对此也提出了意见和看法。OBE工程教育模式客观上要求整合各类教学资源，明确不同课程对达成毕业要求指标点（预期学习结果）的贡献及程度。这就需要各专业教师之间进行有效地交流与合作，协调相关课程的教学大纲及内容，避免教学资源的浪费。

3.建立课程教学质量跟踪调查及反馈机制，形成持续改进的教学理念。工程教育认证要求建立毕业生质量跟踪调查机制，形成科学有效的毕业生评价体系，为学校更好地培养工程人才提供重要依据。显而易见，毕业生质量与课程教学质量紧密相关，只有建立后者的跟踪调查及反馈机制，才能保障前者的水平。除了校院两级对精细化工工艺课程教学主要环节进行质量监控外，教师一方面于课程教学结束后在所授班级召开座谈会，听取学生对所学课程内容及授课方式、进度等方面的看法和意见，教师对所提问题与学生进行交流并提供合理化建议；另一方面，针对从事精细化工行业的毕业生进行跟踪调查，灵活运用现代通讯及联络工具、调查问卷等多种形式，开展关于学生在校期间所学精细化工工艺课程对其职业发展的影响以及其对该门课程设置、教学内容及方法等方面的建议和意见的调查，另外还可以展开毕业生所在单位对所需精细化工工程人才知识架构要求的调研。授课教师对以上信息收集整理后进行归纳总结，形成反馈整改意见，并在下一次的课程教学过程中有效体现，形成良性互动循环，促进精细化工工艺课程教学质量的持续改进。

作者:甘林火 单位:华侨大学

参考文献：

[1]甘林火.精细化工工艺课程教学的探索[J].广州化工,2015,43(5):220-221.

[2]顾佩华,胡文龙,林鹏,等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究,2015,(1):27-37.

[3]赵卫红,王彦斌.基于“OBE”理念的精细化工专业实验课程建设[J].亚太教育,2015,(7):85.