化工单元仿真技术及其应用

□文/于宏伟韩卫荣周中高王晓霞高 翔马亚南王 颖

（1.石家庄学院化工学院 河北·石家庄；2.赣南师范学院化学与生命科学学院 江西·赣州）

化学工程与工艺专业是培养从事化工工程设计、化工技术开发、化工生产技术管理和化工科学研究等方面工作的工程技术人才。本专业培养具备化学工程与化学工艺方面的知识，能在化工、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工作的工程技术人才。石家庄学院化工学院化学工程与工艺专业是河北省级重点发展学科。石家庄学院化工学院从2007年开始与石家庄炼油厂、以岭药业等企业共建生产实习基地，积极开展化学工程与工艺专业的生产实习的教学活动。为了更好地开展生产实习的实践教学活动，在石家庄学院教务处教改项目（JGXM-201107B）的支持下，从2012年开始，我院化学工程与工艺教研室积极开展了化工单元仿真技术在本专业生产实习中的应用研究，取得了良好的效果。

一、生产实习的意义

生产实习主要是指高校工科学生（主要指高年级大三或大四的学生），在工厂生产现场主要以技术员或管理人员的身份，直接参与企业相关的生产过程，它的重要意义主要体现在以下几个方面：

（一）理论联系实际。高校学生以实际工作者的身份，直接参与工厂的生产过程，既可以运用已有的知识技能完成一定的生产任务，又可以学习和本专业相关的实际生产技术知识及管理知识。

（二）思想教育。生产实习是对工科学生进行思想政治和道德品质教育的有效途径。在生产实习中，可以生动具体地对学生进行劳动观点教育，培养学生热爱劳动、认真负责及爱岗敬业的劳动精神。

（三）检查教学质量。通过生产实习，不但可以检查工科学生对于专业知识的理解及实际技能的水平，更重要的是通过生产实习的检验，对课堂教学质量做出一些基本的分析和估计，作为全面评价教学质量、改进学校教育工作的重要依据。

二、传统生产实习存在的问题

传统的生产实习主要包括实习动员、厂级安全教育、实习报告与考核等内容，它的弊端主要体现在以下几个方面：

（一）教学方式呆板。传统的生产实习，通常是工厂派个技术员给学生讲一讲工艺流程，然后带学生看看生产过程，而不允许学生动手操作，学生只能走马观花地表面了解工厂的工艺流程。学生通常只是抄一抄图纸，看一看设备，而对于实际的工厂生产情况却了解不多。

（二）生产实习质量不高。由于学生在实习现场基本上只能“ 看”、“ 听”、“ 写”。刚进厂实习的时候，还能认真地学习，时间一长，就失去了刚进厂的新鲜性，就会觉得无事可做，因而生产实习后期，学生通常是纪律涣散，管理困难，影响了整个生产实习的质量。

（三）生产实习成本过高。化学工程与工艺专业的生产实习一般要5～7天，除了要支付实习单位数额不菲的实习经费，期间的交通及食宿费用也较高，这对于实习经费短缺的高校压力很大。如何利用有限的实习经费，更好地开展实习教学活动，是每个高校面对的问题。

三、化工单元仿真系统

（一）化工单元仿真系统介绍。化工单元仿真系统是以计算机为手段，通过建立化工过程的动态数学模型再现真实化工装置系统特性。它是建立在化工工艺、自动化仪表、化工设备等学科基础上的综合性技术，可以模拟化工生产装置运行中的开车、停车、故障处理等工段操作过程，可以提高操作人员的理论水平和实践能力。

（二）化工单元仿真在生产实习中的应用。石家庄学院化工学院于2010年9月从北京东方仿真公司引进1套大型化工生产工艺-乙醛氧化制乙酸工艺。乙醛氧化制醋酸装置是乙醛装置的配套工程，起始原料为乙烯，乙烯氧化生成乙醛，再由乙醛为原料氧化生成醋酸。本软件是参照大庆三十万吨乙烯一期工程-大庆醋酸装置设计，年生产能力为成品醋酸10万吨/年。该生产工艺，工艺复杂、设备齐全、自动化程度高，很适合于化学工程与工艺专业学生的生产实习。根据课程需要，我们选择乙醛氧化制乙酸工艺作为本专业学生生产实习的项目。

四、化工单元仿真系统引进到生产实习中的优势

（一）有利于提高学生的实际操作技能。化工生产过程的特点是整套装置的工艺流程长，设备数量大，所以工程技术人员的综合素质和能力对于化工产品的产量、质量、经济效益的程度影响越来越大。而学生在生产实习中很难有直接动手的机会，这是化工类专业实践教学中所面临的特有困难。而化工单元仿真实验和实际化工生产工艺相结合，提供化工单元操作、过程控制仿真、全工艺过程操作等实训，满足培养化学工程与工艺专业的工艺技术、计算机应用、自动控制、过程装备等岗位的综合能力。

（二）培养学生的化工职业思想。在学习化工单元仿真软件的同时，要对学生进行化工职业教育，使学生清楚地认识到本行业在国民现代化建设中的地位和作用，从而热爱本专业，树立为我国化学工业现代化建设做贡献的雄心壮志，引导学生传承化工行业职员守纪律、爱岗敬业的好作风。通过化工单元仿真软件的学习，使学生具有按计划有序工作的良好习惯和严谨的科学态度，并具有刻苦钻研技术、勇于克服困难和积极向上的精神。

（三）化工单元仿真运行成本低。建设化工仿真实验室的总成本只有中试车间费用的五分之一。将化工单元仿真软件引入到化工原理实验教学中，使用周期长，可大大减少学校在培训工作中的人力及物力消耗，且易于维护。我们教研室在化工仿真实验室还安装了AutoCAD、Chem－CAD、ChemOffice等应用软件，可以满足化工学院其他专业学生的使用，充分利用现有设备，进一步降低其整体运行成本。

五、结论

化工单元仿真教学是运用先进的教学思想和现代化的教学手段，培养学生的实际动手能力，为化学工程与工艺专业人才高质量的培养提高提供了保障。

[1] 靳海波，宋永吉，赵如松等.化学工程与工艺专业实习改革与实践 [J].求实，2010.2.

[2] 赵文辉，刘晓东，夏万东等.化工仿真训练系统在石油化工类专业实习中的应用[J].河北化工，2009.32.1.

[3] 吴宝瑞.高等教育学[M].河北人民出版社，2009.2.