化工工艺学教学方法与实践

李 伟

(安徽师范大学 化学与材料科学学院，安徽 芜湖 241002)

化工工艺学是研究由原料经化学加工制取化工产品的一门科学，是高等院校化学工程与工艺专业的必修课程。内容包括生产方法的评估、过程原理的阐述、工艺流程的组织、设备的选用和设计，以及生产过程中的节能、环保和安全问题[1]。化工工艺学是一门综合性的学科，内容涉及无机化学、有机化学、物理化学、化工原理、化学反应工程、化工热力学等学科内容。化工工艺学教材版本较多，我校选用的教材是朱志庆主编的《化工工艺学》的第二版，该教材以典型的无机、有机、精细和聚合物化工产品的生产工艺和过程为主导，着重讲述化工工艺学的一些最基本的理论和知识，并突出典型工艺特色，内容精炼，重点突出，编排合理。

化工工艺学有过程工业的特点，即生产不同的化学产品要采用不同的化学工艺，即使生产相同的产品但原料路线不相同时，也要采用不同的化学工艺。尽管如此，化学工艺学所涉及的内容是相同的，一般包括原料的选择和预处理；生产方法的选择级方法原理；设备的选择、结构和操作；催化剂的选择和使用；操作条件的影响和选定；流程组织；生产控制；产品规格和副产物的分离与利用；对不同工艺路线和流程的技术经济评价等问题[2]。化工工艺学涉及的学科多，介绍的化工产品种类多，因此，如何组织好课堂教学，提升教学效果，是化工工艺学教学的关键。

1 合理安排教学内容，突出教学重点

化工工艺学学科涉及的内容广泛，介绍的化工产品繁多，各种化工产品有不同的生产方法和工艺流程，以及新工艺的开发等，因此，学生学习本门课程有一定的难度，但是通过对各章节内容的比较分析发现，各种化工产品的生产过程既有共性又有个性，组成多种化工产品生产流程的各个单元过程或工序在所起的作用上有共同之处，因此，教学内容的选择和安排在本门课程的教学中尤其重要。我们在教学中对各章节内容做了适当调整。各种化工产品的生产都涉及温度和压力条件的选择，主要由热力学和动力学分析来确定，原理都是相同的，所以在教学中只对第三章中“合成氨”部分的工艺条件选择做详细介绍，后边章节中的这部分内容都让学生自己分析，得出结论。在第四章“基本有机化工产品典型生产工艺”中，一共介绍了五种反应类型，分别是选择性氧化、加氢与脱氢、烷基化、羰基化、氯化，每种反应类型分别介绍了二到三种具体产品的生产工艺，具体内容涉及不同反应类型的反应原理、工艺条件的选择、催化剂选择、反应器选型、生产工艺流程组织等，内容多，学生不容易掌握。我们在教学中对这部分内容的安排是，先对每种反应类型着重介绍一种化工产品的制备，详细介绍完整的工艺流程，对其它化工产品的制备，主要以课堂提问和学生讨论的方式学习，并把同种反应类型不同产品的生产工艺作比较。

2 以教材内容为基础，适当更新教学内容

教材中详细介绍了多重化工产品生产的基本理论和应用，随着化学工业的发展和新工艺的不断开发，化工工艺学的知识也在不断更新，在教学过程中，适当引进新工艺和新方法，可以拓宽学生知识面，适应人才培养的需要。在教材第三章介绍了合成氨的生产工艺之后，介绍了合成氨技术的发展趋势，合成氨技术的发展将结合现今的资源储备情况和社会发展状况，沿着“低能耗、高效率、零排放”的路线，使合成氨生产的经济性、盈利性和环境友好性更加和谐统一[3]，具体包括装置改进、原料结构调整和延长运行周期三个方面。为了加强学生对合成氨新工艺、新方法的了解，适应化工专业未来发展需要，我们在教学中补充了以下内容：(1)合成气制备：天然气自热转化技术和非催化部分氧化技术(ATR)的原理和应用；(2)洁净煤气化技术：以Texaco 水煤浆气化和Shell粉煤气化为代表的洁净煤技术，以及相应的合成气净化技术。此外，有些内容我们要求学生查找相关资料，写成论文作为课程考核。具体内容包括：(1)合成气净化技术：以低温甲醇洗、低温液氮洗为代表的低温净化技术；(2)氨合成技术：以Uhde 公司的“双压法氨合成工艺”和 Kelloge 公司的“基于钌基催化剂KAAP工艺”。通过新内容的引入以及查找资料，使学生对教材内容理解更深刻，对 合成氨生产“节能降耗”有更充分的认识。

3 理论课教学与专业实验和生产实训相结合

化工工艺学是一门综合性的学科，该课程的目的是培养学生理论联系实际的能力，使学生学会将已掌握的化学与化学工程知识运用到产品工程中，解决产品生产过程的组织与优化。因此，该门课程理论的学习与实践的结合尤为重要。化工工艺学介绍了很多化工产品的生产工艺流程图，由于学生在以前的学习中没有接触过工艺流程图，因此，我们在前面章节的教学中，对工艺流程详细介绍，使学生对工艺流程的组织有较清楚的认识，强化学生的化工工艺意识，在后边的教学中，对于较复杂的或特别的工艺流程放在课堂上讲解，其它的让同学们自学或以课堂提问的方式学习。工艺流程的学习可以帮助学生掌握生产实训的操作和生产实习的实践活动。我校化学工艺学是在大三下学期开设，在这学期之前大部分专业课都已上完，已经开设过一些单元操作实验，在本学期开设了化工专业实验，这些实验有的和课程内容紧密相关，如乙苯脱氢制苯乙烯实验，在教材第四章脱氢反应中介绍了乙苯脱氢制苯乙烯的工艺，这部分内容和实验相结合，可以使学生对理论内容有更直观的认识，生产实训和工业实习涉及到的设备更多，流程更复杂，学生可以将工艺流程图的知识用于实际的生产过程。

4 结语

化工工艺学课程的特点决定了教学方法的多样性和灵活性，我们在教学过程中针对不同的章节内容采用不同的教学方法，调动学生的学习积极性和主动性，力求做到引导思维，启发创新，强化学生的化工工艺意识，全面提高学生的化工专业综合素质。