化工工艺的概念范文

导语：如何才能写好一篇化工工艺的概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：仿生生物形态；花瓣元素；概念女装；立体构成；创意设计

中图分类号：TS941 文献标志码：A

Creative Design of Imitation Petals for Concept Women’s Wear

Abstract： The paper tries to introduce bionics into garment design. By observing the color， shape and texture characteristics of petals as well as their ecological and integral presentation， it applied petal-like elements to the designing of petal-themed women’s wear collection， and by making innovations in the fabric design， the garment production process and the garment exhibition， it summed up the creative ideas and design techniques of using this petal element borrowed from the nature in the designing of concept women’s wear. Key words： bionic organism forms； petal element； concept women’s wear； three-dimensional construction； creative design

1 当代仿生性服饰设计的发展趋势调查及其设计手法

1.1 当代仿生性服饰设计的发展趋势调查

服饰仿生学是仿生学分支之一，服饰仿生设计属于仿生学应用的重要内容。目前，服饰仿生设计具有 3 个阶段性表现：（1）人类在服装外形上进行改造、变形和模仿的初级阶段；（2）通过一定的技术手段从外形和功能两个方面入手进行仿生服装设计的中级阶段；（3）通过提取其生物的外形、性能等各种机能的优点创造出服装新产品的高级阶段。就目前所处的人类社会发展高度以及已有的服饰工艺技术手法推测，基本处于第 3 个阶段。

为了能够更深入地考察仿生服饰设计的科学性和可行性，本文对香奈尔、路易 威登、迪奥、范思哲、普拉达等 5 个品牌中，具有仿生服饰设计工艺的仿生时装成品进行调查，统计出其仿生性对象及其元素的应用比例（图 1、图 2）。

1.2 当代仿生性服饰的设计手法

仿生性服饰基础式样的制作手法与普通服饰的制作别无二差，但在基于文化表现的工艺手法上则以具体的文化元素表现为载体进行特定的制作，具体到同色拼接、二维或三维、不规则空间设计等方面。

2 仿生花瓣元素在概念女装中的创意应用

在中世纪欧洲宫廷女性服饰风格中，摹仿花瓣层叠的状态，通过将蕾丝设计成同色立体花型图案为主的束胸（紧腰）身衣、提高腰际线、以纯色或夸张放大的花型图案为装饰的拖地长裙，配以昂贵的首饰以及独特的发型或头部装饰，共同展示出上流社会女性的贵族气息。其宫廷服饰借助强烈的立体造型与立体裁剪的工艺进行制作，构成空间立体性服饰风格之一。其中，又以整体服装式样上的仿生性花瓣元素尤为突出，外在形式上层层堆叠但错落有致，构成独特的空间立体感，这一风格服饰则采用复杂及厚实的面料制作而成。

尝试借鉴欧洲宫廷女装式样，以仿生花瓣元素为服饰的主要构成，改变欧洲宫廷女装繁复且面料层叠较多、以鲸骨作裙部支撑却尤为厚重的制式，运用面料本身所具有的材质特性经设计形成空间立体感，综合上述将具有微透视效果的仿生花瓣元素建构服装主体。

2.1 仿生花瓣元素运用于概念女装的设计思考及草图形成

仿生花瓣元素是汲取白色花瓣原型并将其艺术抽象化，使之能够符合服装的立体裁剪工艺，形成独一无二的服装核心样式。围绕这一出发点，预先设计出几种不同的围绕仿生花瓣元素进行表达的草图。再经多次集中深入考察和对主题的提炼，最终选确定仿生花瓣式样基础作为可实现的设计。为了能使仿生花瓣外形集中予以表现，将领部调整为圆弧形领形，以契合并寓意花蕊部分的圆润、柔和与流畅。

2.2 仿生花瓣元素概念女装的设计面料及其特性

为了能够突出仿生花瓣元素摹仿花瓣表面的柔滑质感，选择具有一定厚度且质感不繁重的太空棉这一贴合花瓣表面质感的面料为基础面料；通过加入纯棉蕾丝和雪纺纱作为其他部位的制作面料，突出花瓣本身的立体感与轻盈柔滑的质地，符合特定的艺术品审美。服装整体全部采用白色为主色，既能体现出服饰的干净整洁，同时又能表达花之纯净。

太空棉主要由麻灰纱、氨纶与涤纶为原料构成，其所占比例分别是70%、9%、21%。太空棉分为超厚空气层与针织弹力空气层两种存在形式，门幅宽度分别为 150、160 cm，厚度为1.5 mm。

设计中采用幅宽为150 cm的雪纺纱面料，具有透明效果的100 D雪纺纱面料制作女装中的长裤部分。雪纺纱面料富有垂感能够使裤装具有垂性，中度透明效果又使裤装部分显现出轻盈的质感。

采用经手工工艺制作后的再造棉线面料，形成了具有空间层次感且连续性图案的材料，主要用于成了具有空间层次感且连续性图案的材料，主要用在腰部带有立体设计的仿生花瓣部分做点缀。

2.3 仿生花瓣元素概念女装的制作工艺

实现仿生花瓣元素在服装上的整体性表现，工艺制作过程是关键。其间设计师在制作时的细心、服饰制作各部位数据测量的准确性是考量服装是否合体、效果是否突出的前提。整个过程主要分为以下几步：（1）制作拟设计服装的结构图。按照传统服饰式样将其定为上衣下裳两部分，解决了服装制作的先后和重词的条理秩序。本设计服装重点是在上衣部分，是对仿生花瓣元素体现的中心。（2）根据模特的身形数据，进行服装裁剪图与排料图的制作。（3）经缝制工艺部分将服装成品制作而成，搭配以白色雪纺纱花朵手包、再现自然生物的树枝形头饰（图 3）。

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关键词：工学结合一体化课程；五年制高职；学习方式；策略

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）48-0130-03

当前，我国正处于经济社会发展的关键阶段，工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化的进程不断加快，对高素质劳动者和技能型人才提出了新的要求。五年制高职作为培养新型技能人才的重要渠道，必须坚持“以服务为宗旨、以就业为导向”的目标，创新人才培养模式，注重内涵发展，以为社会培养生产、管理、服务第一线的用得上、留得住的应用型人才为出发点和落脚点，不断适应用人单位对技能人才的要求。探索“工学结合一体化”的技能人才培养模式，建立以职业活动为导向、以校企合作为基础、以综合职业能力培养为核心，理论教学与技能操作融会贯通的工学结合一体化课程体系，是提高技能人才培养质量，加快技能人才规模化培养，探索中国特色职业教育改革与发展的必由之路。

一、工学结合一体化课程及其内涵

工学结合一体化课程，是指按照经济社会发展需要和技能人才培养规律，根据国家职业标准，以综合职业能力为培养目标，通过典型工作任务分析、构建课程体系，并以具体工作任务为学习载体，按照工作过程和学习者自主学习要求设计和安排教学活动的课程。它明确了技能人才的培养目标，即培养其综合职业能力，即在真实工作情境中整体化地解决综合性专业问题的能力和相应的技术思维方式，包括专业能力、方法能力和社会能力。其课程体系源于从企业真实工作过程的代表性工作任务中提炼出的典型工作任务，教学的内容则是典型工作任务转化过来的学习任务，实施教学以学生为中心。工学结合一体化课程体现理论教学和实践教学的融通合一，专业学习和工作实践学做合一，能力培养和工作岗位对接合一的特征。其直接来源是企业的典型工作任务，这就决定了它必须以校企合作为基础，按照企业实际工作过程实施教学。也就是说，学习就是工作，通过工作实现学习。

二、五年制高职学生学习方式现状分析

学习方式，也称学习风格，是学习者持续一贯的带有个性特征的方式，是学习策略和学习倾向的总和。它指的是学生在完成学习任务过程中的基本的行为和认知的取向，反映了学生倾向于以什么样的行为和认知方式去完成学习任务，它直接影响着学生的学习结果。

1.传统的“三中心”教学模式使学生形成了单一、被动的学习方式。受我国“重学历、轻能力”、“重知识、轻技能”的社会文化价值取向的影响，长期以来，五年制高职教育的人才培养模式往往体现“类基础教育”、“类高等教育”的特征。在体现以“课堂、教师、课本”三中心为主的传统教学模式下，教学是教师对学生的“单向”培养，教师负责教，学生负责学。很少有学生自主学习的空间和时间，学生很少有根据自己的理解发表看法与意见的机会，即便是有师生互动，那也都是由教师精心策划和安排的，学生也只能按部就班，学生的想象力和创造力无形中受到了教师的控制。教学关系成为：我讲你听、我问你答、我写你抄、我给你收。教支配、控制学，学无条件地服从教，这形成了教师对学生的权威性和学生对教师的依赖性，学生的独立性和个性得不到尊重和发展，致使学生形成了单一、被动的学习方式。

2.传统的学科本位观念遏制了学生自主学习能力的培养。受传统学科教育的影响，五年制高职教育过分注重知识体系的完整性，课程体系和教学内容过分强调理论的系统性，缺少与社会实际、生产实际、学生生活相联系的生动活泼的内容。教师习惯于“粉笔+黑板”的授课方式，学生习惯于听理论、背理论、考理论的学习方式。这种学科本位观念导致教学过程重灌输轻引导、重接受轻探索、重理论轻实践，使学生的创造思维和实践能力不能得到有效的锻炼。长此以往，这必然养成学生依赖老师讲解的心理，学生惰性加大，不善于思考，不爱动脑筋。在这种只注重“教”，不考虑“学”的情况下，学生难于自主学习，也无力自主学习。

3.传统的“师道尊严”使学生失去了合作、探究学习的机会。一句“一日为师终身为父”的古训，巧妙地将师生关系血缘化、政治化、等级化。在“师道尊严”的幌子下，教师可以随意对学生（甚至包括家长）发号施令、指手画脚，学生却不能有一点与老师要求不相符的言行，他们的聪明才智得不到展现，个性得不到张扬。课堂教学以教师为中心，学生以老师讲授的内容为示范，不断在课中、课后重复演练、模仿，他们对知识、技能的理解完全按照课本和教师的思路进行，不会也不敢对相关知识产生不同看法，提出不同意见，完全变成了接受知识的容器、唯命是从的学习“仆人”，没有自主、合作、探究学习的机会和权利。工学结合一体化课程开发的核心，是从工作世界中寻找一系列具有职业的典型意义的综合性工作任务，打破传统的学科体系和教学模式，根据职业教育培养目标的要求来重新整合教学资源，体现能力本位的特点，强调学生的自主学习、合作学习、探究学习。使学生的主体意识、能动性和创造性不断得到发展，是当前深入推进教学改革的核心任务。

三、五年制高职学生学习方式转变的策略

转变学习方式，就是要改变不利于学生发展的学习行为，以培养创新精神和实践能力为主要目的，协调教学活动的整体结构，把学习变成人的主体性、能动性、独立性不断生成、张扬、发展、提升的过程，使学生的学习活动能够更有效促进其发展。

1.加强专业入学教育，提高学生学习主动性。五年制高职生源中，很多都是在初中阶段成绩相对较差、考不上高中的学生，多数人入学动机不明确，专业选择比较盲目。有的是服从家长意愿上学的，有的是因为同学在同一所学校上学而报考的，也有一些是因为听说某个专业毕业后能找到好工作而就读的，更有一部分学生是因为年龄太小只好上学混时间。他们对自己专业的学习情况不了解，对专业课程的目标与作用不清楚，因此学习积极性不高，主动性不强。专业入学教育是使学生明确专业与课程学习目标，提高学习积极性和主动性的有效途径。首先，我们要充分发挥专业教师的作用，以专业人才培养方案为蓝本，加强对新生的专业教育。我们要巩固学生的专业思想，帮助他们了解自己的专业背景、专业特色、课程设置、就业方向等，让他们充分认识所学专业的特点和前景，稳定其专业思想，使其树立学习目标，激发学习兴趣。其次，我们要着重介绍高职阶段工学结合一体化课程的学习方式和方法，教育新生明确学习主体的角色转变，学会利用图书馆和网络等各种资源自我解惑，把握学习的主动权，提醒学生合理有效地安排学习时间，养成良好的学习习惯。

2.更新教学理念，促进学生学习方式转变。工学结合一体化课程改革的核心是培养学生的综合职业能力，强调以训练和提高学生的技能为基点，以实现主要能力目标为主线，以市场对人才的需求为导向。这一新的教学理念促使教师必须更新教学观念，转变自身角色，由知识的传授者变为学生学习的组织者、引导者和促进者，树立起新的课程观、教学观和教学目标观。课程不再只是特定知识的载体，而是教师与学生共同完成项目任务的过程；教学也不再是教学生学，而是师生交往、积极互动、共同发展的过程，是教师教与学生学的统一，其中教师只起教学的主导作用，学生才是学习的主体。新的教学目标观也不再是单一的知识与技能，更要使学生在通过咨询、计划、决策、实施、控制、评估等步骤完成学习领域的同时，获得相应的专业能力、方法能力和社会能力，促进其综合职业能力的提升。在这样的教学理念下，学生的学习方式势必发生转变，使学生懂得学习的过程不是被动地接受课本上的现成结论，而是一个学生亲自参与、师生互动、生生互动的实践与创新的过程。

3.创设学习情境，培养学生自主学习能力。工学结合一体化课程，以培养学生综合职业能力为目标，需要学生通过小组学习或自我学习的形式，运用各种设备和材料，在教师帮助下完成实际的具有完整工作过程的学习任务，从而通过显性学习任务的实施实现隐性关键能力的培养。因此，我们为学生创建类似于企业工作环境的学习情境，以典型工作任务为载体，让学生在做中学，掌握工作岗位需要的各项技能和相关专业知识，对转变学生学习方式、培养其自主学习能力至关重要。学生在尽量真实的职业情境中学习“如何工作”，在以项目为载体的综合化情境中完成完整的工作过程，势必能提高其应用知识的意识，激发学习的兴趣和创新思维，更有利于其自主学习能力的培养。

4.转变教学方式，强化学生合作、探究学习意识。工学结合一体化课程的实施强调以学生为主体，教师为主导的学习与工作过程，强调学生不断输出学业以验证学习效果。传统的灌输式教学方式显然不能适应新课程实施的要求，也不利于学生学习方式的转变。因此，教师应转变教学方式，推行行动导向教学，应用现代信息技术，多渠道系统优化教学过程，增强教学的实践性、针对性和实效性。教师通过向学生传授行动领域的知识，指导、引领学生按照工作过程系统化原则完成学习任务。教师要把学生置于开放的、动态的、多元化的环境中，从重教师“教”向重学生“学”转变，调动学生学习积极性和主动性。在教学流程设计上，教师由重结果向重过程转变，将关注的重点放在提供给学生更多地获取知识的方法和渠道上，让学生明白怎样学，引导学生进行自我评估，激发学生积极参与讨论，充分发挥学生的主体作用，强调学生之间的合作和交流，使他们在合作学习、自主探究中获得一种新的学习体验，从而进一步强化学生的合作、探究意识。

当今，转变学生的学习方式已成为职业院校教育教学改革的必然要求，也是一种学习理念的根本性转变。工学结合一体化课程，以学生为主体的行动导向教学过程，正是师生解放思想、更新观念、转变学习方式的过程。这种教学模式不仅大大提高了学生的学习兴趣和学习过程的参与度，更使其从以往的被动学习转变为主动学习；不仅强化了师生间的交流，活跃了课堂气氛，更使学生的创新、创造思维模式得到了提高；不仅重视知识本身的获取，更注重获取知识的方法和学生自身综合职业能力的提升。这一以校企合作为基础、以综合职业能力培养为核心，理论教学与技能操作融会贯通的课程体系必将对学生学习方式的转变产生积极影响。

参考文献：

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[2]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京：清华大学出版社，2007.

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[5]吴韶华，周桔.开放教育学生自主学习现状与策略研究[J].继续教育研究，2012，（2）

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关键词：化工工艺；风险识别；

一、化工工艺的概念

化工工艺即化工技术或化学生产技术，指将原料物主要经过化学反应转变为产品的办法和过程，包括实现这一转变的全部措施。化学生产过程一般地可概括为三个主要步骤：①原料处理。②化学反应。这是生产的关键步骤。经过预处理的原料，在一定的温度、压力等条件下进行反应，以达到所要求的反应转化率和收率。③产品精制。将由化学反应得到的混合物进行分离，除去副产物或杂质，以获得符合组成规格的产品。以上每一步都需在特定的设备中，在一定的操作条件下解决所要求的化学的和物理的转变。

所谓危险化工工艺就是指在化学生产过程，能够导致火灾、爆炸、中毒的工艺。其中，所涉及的化学反应包括：硝化、氧化、磺化、氯化、氟化、氨化、重氮化、过氧化、加氢、聚合、裂解等的反应。

二、化工工艺的分类

为贯彻落实《国务院安委会办公室关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见》（安委办[2008]26号，以下简称《指导意见》）有关要求，提高化工生产装置和危险化学品储存设施本质安全水平，指导各地对涉及危险化工工艺的生产装置进行自动化改造，国家安全监管总局组织编制了《首批重点监管的危险化工工艺目录》和《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案》，其中提到了以下内容：

（1）化工企业要按照《首批重点监管的危险化工工艺目录》、《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案》要求，对照企业采用的危险化工工艺及特点，确定重点监控的工艺参数，装备和完善自动控制系统，大型和高度危险化工装置要按推荐的控制方案装备紧急停车系统。

（2）各地安全监管部门要根据《指导意见》的要求，对本辖区化工企业采用危险化工工艺的生产装置自动化改造工作，要制定计划、落实措施、加快推进，力争在2010年底前完成所有采用危险化工工艺的生产装置自动化改造工作，促进化工企业安全生产条件的进一步改善。

（3）在涉及危险化工工艺的生产装置自动化改造过程中，各有关单位如果发现《首批重点监管的危险化工工艺目录》和《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案》存在问题，请认真研究提出处理意见，并及时反馈国家安全监管总局（安全监督管理三司）。各地安全监管部门也可根据当地化工产业和安全生产的特点，补充和确定本辖区重点监管的危险化工工艺目录。

在国家安全监管总局组织编制的首批重点监管的危险化工工艺目录中，将企业中涉及的危险化工工艺分为15类，分别是：光气及光气化工艺、电解工艺（氯碱）、氯化工艺、硝化工艺、合成氨工艺、裂解（裂化）工艺、氟化工艺、加氢工艺、重氮化工艺、氧化工艺、过氧化工艺、胺基化工艺、磺化工艺、聚合工艺和烷基化工艺，其中每一种工艺都包括各自的许多典型工艺。

三、化工工艺的风险识别

危险工艺是指那些具有较大风险会对人体产生伤害的工艺类型，而化工工艺风险的大小是由物质本身所具有的物质温度、物质压力、物质腐蚀性、物质的化学反应、物质的反应类型等几个项目共同确定。

1.危险工艺的物质本身

物质是由元素构成，而世界上所有的物质都是化学元素。危险物质的使用是受到国家法律法规的限制的，因为它危害非常强，泛指那些具有腐蚀性的物质、易燃易爆的物质、放射性物质、致癌物质、致畸物质或危害生态环境的物质等。而物质本身的外形也是不固定的，主要包括气态、液态、固态几大类。

光气及光气化工艺主要表现为剧毒气体，在储存、运输和使用的过程中都容易出现泄漏，多具有易燃易爆的特点随之还可能产生具有腐蚀性的副产品，如煤气，典型工艺包括光气合成双光气、三光气，采用光气作单体成聚碳酸酯，甲苯二异氰酸酯（TDI）的制备，识别其是否符合标准是通过对一氧化碳、氯气含水量，反应釜温度、压力，反应物质的配料比，光气的进料速度，冷却系统中冷却介质的温度、压力、流量等检测。固态主要有硝化工艺，其会产生放热反应，反应速度快，放热量大，具有强腐蚀性和强氧化性，与有机化合物的接触能引起其燃烧或爆炸。电解工艺主要是吸热反应，在这一反应中，一个条件的偏差就会导致不同的效果。在电解食盐水时会产生易燃烧的气体，当与剧毒性气体氯混合时会产生爆炸，如果铵盐超标在 PH 值小于4.5的情况下，铵盐和氯发生化学反应会生成氯化铵，而浓氯化铵溶液与氯反应会生成一种爆炸性物质三氯化氮，电解溶液的腐蚀性非常强，液氯在生产、运输、储存中都容易发生泄漏。

2.危险工艺的特点

识别危险工艺可以从其温度，压力，腐蚀率，化学反应放热情况，操作等几个方面着手。其危害最大的包括：甲类可燃气体、液体，甲类固体，极度危害介质。气体温度达到1000m2以上，液体温度达到1000℃以上。压力在 100MPa，腐蚀率在1.0mm/a以上，化学放热反应状况是临界放热和特别剧烈，在操作的过程中爆炸范围处在临界点，这类属于危害最大，极度危险型。

3.危险工艺的源头

显然，危险化工工艺的危害是强大的，而其生成的产品所涉及的领域也非常广泛，而危险化工工艺的源头包括危险的化学产品和危险的化学装置两大方面，无论是在接触危险化学产品还是在操作危险的化学装置的时候，都需要强化风险意识，在制造危险化工工艺产品时确保流程的安全和产品的安全。

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关键词：化工工艺；工艺设计；安全问题；措施

中图分类号：S611文献标识码： A

引言

在当前社会背景下,人们在日常生产过程中的安全防范意识不断的提升,并且对生产建设工艺的设计要求也在深人推进之中,加快了人们对化工工艺设计过程中存在的安全隐患问题做更多的关注以及重视。在目前化工工艺设计过程中，化工单位非常重视工艺安全问题，所以化工工艺设计过程中安全环节的控制就显得尤为重要。另外，化工工艺设计和进行生产时在实践应用方面有很多必要条件，一定要严格规范并且正确执行国家相关法律法规，同时还要进一步研究化工工艺在设计过程中的安全问题与控制措施，对化工工艺设计实行严格把关，推动化工工业的快速发展。

一、化工工艺设计概述

众所周知，化工产业具有生产危险性大的特征，所以为了能够确保化工产业生产全过程的安全性，使整个化工生产系统处于稳定运行状态，必须要在化工工艺的设计阶段本着科学的思想，严格按照化工工艺的有关规定要求进行设计，灵活地运用相关专业知识，合理设计确定化工工艺方案。安全生产是任何产业赖以生存的生命线，尤其是作为生产安全风险指数高的化工产业更应将生产安全问题放在产业的发展战略高度，深入地剖析化工生产过程中存在的不安全因素，积极地采取有效的防控措施，达到化工产业的安全生产。剖析化工生产中存在的不安全因素的前提条件是必须要对原材料及产品的特性熟知；通常化工产业领域将化工产品的危险程度划分为五个等级。危险等级的划分依据主要是根据化工生产过程中所使用的原材料，储存原材料的环境、原材料经生产加工后所形成的新的产品特性，如物理性、化学性等。根据不同危险等级的化工产品，确定各种类型化工产品在生产过程中的防火间距及防爆等级。进而以此为标准，在化工工艺设计过程中选择满足生产需求的操作方式，防火材料及防火设备。

二、化工工艺设计的类别

1、概念设计

概念设计就是假象设计，其是模拟建立规模工业生产中设备实行的，概念设计通常是在中试前实行，最终目的就是为了可以检查工艺条件与生产路线的合理性。

2、中试设计

中试内容与任务通常是对小试中确定的条件与工艺路线进行检查，试制相关产品考核的运用性能，考验工艺系统的连续运转可靠性，收集设计工艺需求的工艺与工程数据，这一系列内容与业务在检验的过程中可以是一部分也可以是所有，这需要根据具体情况进行检验。

3、初步设计

初步设计主要是对化工项目设计中的第一个阶段进行优化，其成果是总概算书与初步的设计说明书。依照基础设计与批准的设计相关任务书以及厂址选取报告，对项目在技术与经济方面实行总体研究和详细建设计划的计算。另外，初步设计结果一定要满足工程审查与施工准备以及设施订货和项目招标等相关要求，可以提供良好的建厂投资依据。

4、施工图设计

施工图纸设计主要是依照上级下达的初步设计相关审批意见，把初步设计过程中确定的设计计划与原则，依据建筑和非标准设施制作的相关要求，对布置与重要施工方式进行具体化以及明确化，同时解决初步设计过程中未解决的各种问题。

三、化工工艺的特点

设计基础资料通常是由科研单位依照原有的实验数据与相关资料进行编制而形成的。因为未通过工业化生产的相关检验与完善，同时数据的可靠性与完整性比不上常规装置。由于化工设备的工艺流程非常独特，包含了设施种类比较多与规格较为特殊，而设备的性能化不管是非标准设施的设计，还是进行定型设施的选择等都提出了比较高的要求。另外，化工工艺设计的工作量非常大，比如说整体投资较大与设施较多以及管道多种多样，并且处理的物料也非常特殊，而在管道设计过程中还要进行特殊考虑。为了可以迅速占领市场与缩短施工周期，一般情况下化工工艺设计常常要打破规定的设计周期，一边开发一边进行设计，同时一边建设一边修改设计方案的现象非常普遍。化工工艺设计具备的特点，导致潜在的隐患不断被放大，所以在化工工艺设计过程中对危险进行识别与控制就变得非常重要，并且相关工作人员一定要格外重视。

四、化工工艺设计中安全问题与对策

化工工艺设计过程中的安全问题通常是指生产时存在的安全隐患与造成损失的不安全要素。所以在化工工艺设计过程中一定要加强对危险意识的识别，运用相应措施控制事故隐患，尽可能不运用不安全技术与危险产品以及设施，同时利用对应的控制措施。

1、化工工艺物料安全问题的控制

化工工艺在生产过程中运用的原材料与半成品以及中间产品和副产品等相关物质都是以各种状态存在，也就是气态与液态及固态，这一系列物质全具备相应的特殊物理与化学性质，在某种状态下会形成危险或是危害。所以，一定要对拥有危害特性的相关物质进一步了解与掌握，并且对该种类物质的稳定性与化学反应以及毒性等进行识别，从而做出分析与评价，避免或是在一定程度上降低危害的发生。

2、化工工艺设计路线中安全问题的控制

化工工艺设计中的某一种反应常常会关系到多条工艺路线，因此在设计过程中一定要进行综合考虑，选择一条生产更为安全或是可以将危害降到最低的设计路线。工艺设计过程中还要对物料与生产条件以及设施等运用进行综合考虑，尽可能利用没有危害或是危害比较低的物料。另外，可以运用新设施与新技术，其可以在一定程度上降低废气与废水以及废渣的排放，同时对三废进行回收与循环运用，从而减低对环境造成的污染度。

3、化工工艺设计中反应设备安全问题的控制

化工反应作为产品生产中的核心内容，利用化学反应获取相应产物的过程中也形成了很多安全性问题，其中某些问题可能会导致发生重大事故，所以反应设备的设计与选用一定要进行科学分析与计算。化工设计中化学反应的种类非常多，导致反应安全控制有一定的难度。除此之外，化工反应过程中还存在反应失控时的潜在危机，因此对反应物反应速度与热效应进行控制就显得尤为重要。可以在化工工艺设计过程中减小进料量与控制相关物料的加热速度以及强化冷却能力等诸多控制手段，而在反应设备正常运行时，可能会发生容器超压导致变形甚至出现损坏现象，非常容易导致重大事故的发生，所以可以在容器上面设置压力释放装备。

结束语：

综上所述，在化工工艺设计过程中不但要正确与严格执行国家相关法规与标准规范，还要提高对化工工艺设计与生产时安全工作的重视度。熟练掌握设计与生产时相关安全隐患和危险识别，同时还要对设计方案中的漏洞与缺点进行完善，从本质上预防与控制事故的发生，进而促进化工安全生产。

参考文献

[1]刘杰,李娜.浅谈化工工艺设计中应注意的安全问题[J] .《环球市场信息导报》,2014,(10).

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关键词：石油化工工艺；教学改革；实践教学

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）37-0040-02

一、引言

《石油化工工艺学》是继基础课和专业基础课之后，化学工程与工艺专业主干专业课程之一。其主要任务是从石油化工生产工艺角度出发，运用化工过程的基本原理，阐明石油化工工艺的基本概念和基本理论，介绍典型工艺的生产方法与工艺原理、典型流程与关键设备、工艺条件与节能降耗分析。与化工专业其他课程相比，该课程具有明显的特殊性：综合性强，知识点多；课程内容广泛，新工艺多；应用性强，理论与实际紧密结合。所以刚刚完成基础课和专业基础课学习、缺乏工程概念和实践经验的大学生，要面对以原油蒸馏、催化裂解、催化重整等工业化装置为研究对象的非理想的、动态的、复杂多样的生产实际问题，以及大量的新概念、新工艺等，会感到无所适从，甚至厌烦、畏惧。目前，《石油化工工艺学》仍以课堂教学为主。虽有少学时的实践教学，但企业从确保生产稳定、安全等方面考虑，不允许实习学生动手操作。另外，传统的“一块黑板，一支粉笔”的教学方法根本不能让学生对复杂的实际工艺过程真正理解、掌握，更不要说现场实际控制操作了。所以该课程教学效果较差，急需改革。针对该课程的特点及教学现状，为了确保教学质量，提高教学效果，我们进行了教学改革探索。

二、强化课堂教学

《石油化工工艺学》以课堂教学为主。为了提高教学质量，培养学生兴趣和学习的积极性、主动性，更好地实现理论与实践的有机结合，首先应以教学手段的改革强化课堂教学。一方面引入了多媒体教学手段，借助多媒体的声光交互、动静结合的特点给学生全新的视觉感受，极大地提高学生的学习兴趣；以图片、声像资料和动画方式展示一些设备和生产工艺流程，解释一些抽象的原理，展现一些复杂工艺流程中单元操作的实现过程等，直观、形象，能帮助学生深入理解、开阔视野、增加兴趣，使其在有限的时间内容易接受，实现了高效且良好的教学效果[1]。另一方面应借助学校开通的网络教学平台，丰富课堂教学内容，在教学过程中根据需要及时地向学生介绍最新工艺、与课程相关的国内外研究动态、企业生产现状等，并对社会行业发展和人材结构需求等信息进行传递。除此之外，网络教学平台还可以实现师生的互动，使老师及时了解学生的困惑和对课程的掌握情况，以便课堂教学中有的放矢。这些教学手段的实施都大大地提高了教学质量和教学效果。其次以教学方法的改革强化课堂教学。传统的“满堂灌”教学方法，已无法满足要求，需要采用多种教学方法并用。譬如启发引导式[2]、讨论式、情境教学式[3]、工程案例式[4，5]等。该方法既能增加师生之间的教学互动，又能激发学生的好奇心、学习兴趣和求知、探索精神；既培养学生将基础理论应用到专业课中的学习方法，又提高学生对实际问题的综合分析能力和解决能力。这些教学方法的改革活跃了课堂氛围，实现了师生的共同参与，改善了教学效果，提高了教学质量。

三、加强实践教学

石油加工过程错综复杂。虽然课堂教学中运用多种教学方法，既注重了知识的交叉和融合，又注重了知识领域的拓宽和工程案例的结合，但是学生没有实践经验，缺乏综合分析的能力和将理论知识应用到实际工程问题的意识，所以必须加强实践教学环节。认识实习、专业综合实验、顶岗实习等多种实践类教学手段，不仅仅是理论教学的补充和完善，更是学生实践能力培养与训练的重要教学环节。首先使学生通过认识实习对石油化工工艺主要工艺的生产有一定的概念和认识，然后通过课堂教学，在具备“必须、够用”理论知识的基础上，通过专业综合实验、顶岗实习等实践环节，循序渐进的分层实训，使学生逐步将石油化工工艺关键理论与生产实际融为一体，这不仅为操作技能的训练和形成提供了强有力的支撑，而且建立了工程意识、理论与实践相结合的意识，具备了在实践中学习的能力、综合应用知识分析和解决实际问题的能力以及人际交往与团队协作精神[6]。

四、培养工程思维能力

尽管先修课程如《化工原理》等已引入“工程”概念，且在教学中从教学方法、手段、实践等多个环节也引导学生建立工程意识，但还需要学生进一步在实践中自己主动的、习惯性的去强化工程意识，培养工程思维能力。譬如，学生自编工艺[7]，让学生自选课题，用分析与综合的方法根据工程实际生产编制工艺并组织讨论；请实习基地的外聘企业专家定期进入学校，走上讲台，开设应用技术讲座、工程案例分析；学生自制剪辑并配有录音的工厂装置图片、工艺图片，以及一些现场教学录像；老师和学生走进企业，现场教学；深入车间，顶岗实习等，这些都可以在实践中培养并强化工程意识，使学生逐渐地学会从工程观念的角度考虑每一个生产环节，配置合理的流程，实现生产的最优化。

五、改革教学模块

根据专业、课程特点和教学目标，整个教学过程由原来的“满堂灌”和专业实验两个模块改为五个模块：认识实习模块、理论教学模块、专业综合实验模块、现场教学模块和顶岗实习模块。认识实习模块使学生近距离接触生产流程、设备等，建立感官认识和概念，并产生好奇、兴趣和探索的欲望；理论教学模块是指学生学习理论知识，并在老师的引导下应用理论知识去分析工程中的实际问题，结合企业的装置图片、讲解和现场教学录像等建立工程观念、分析并解决实际问题；专业综合实验模块是指学生可以自由选题，根据认识实习和理论教学所掌握的知识，通过分析和综合考虑自编工艺，在指导教师的指导下独立完成。这不仅使学生获得了学有所用的成就感，而且培养了学生综合思维能力、动手能力和分析解决实际问题的能力；现场教学模块既使学生巩固了理论知识，又系统化的深入认识了工艺流程、设备等，还强化了学生的工程观念及综合分析能力；顶岗实习模块则是针对生产实际中的某个工段或车间进行更深入和细致的学习与研究，包括流程、设备、操作条件的调试、简单故障的排除等，最终实现理论和实践的统一，并使学生能应用工程观念、理论知识去综合分析和解决实际生产问题，具备一定的动手操作技能和排除故障的能力。

通过这些模块的训练和学习，毕业后的学生不仅具有扎实的专业理论知识，且具有一定的现场操作技能和水准，缩短了工作后的“再教育”过程，基本可以实现“零距离”上岗。

六、结语

总之，改革后的《石油化工工艺学》课程，在五大教学模块中通过分层教学、强化课堂教学、加强实践教学训练、培养工程思维能力，不仅确保了教学质量，取得了良好的教学效果，而且还有效地提高了学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力，基本实现“零距离”上岗。

参考文献：

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[2]王虹，李翠清，靳海波，等.基于工程素质教育的石油加工工艺学课程改革与实践[J].化工高等教育，2010，27（4）：47-49.

[3]田伟军.情境教学法在煤化工工艺课程中的应用[J].考试周刊，2009，（4）：179-180.

[4]罗学海，王晓梅.工程案例教学法在工科课堂中的应用探讨[J].湖北成人教育学院学报，2007，13（5）：98-99.

[5]贾绍义，夏清，吴松海，等.工程案例教学法在化工原理课程教学中的应用[J].化工高等教育，2010，（3）：78-81，96.

[6]王要令，赵振新，马步伟.《煤化工工艺学》课程教学改革探索[J].科技信息，2010，（22）：2.

[7]王健祥.《有机化工工艺学》课程教学初探[J].泰州职业技术学校学报，2002，2（3）：54-56.

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面对第一代水处理工艺不能对无害物进行控制的弊端，第二代城市饮用水净化工艺应运而生，这就是深度处理工艺，也就是在第一代工艺的后面增加臭氧、颗粒活性炭的工艺，这样一个工艺是非常成功的，它对控制水中间的有毒有害的有机物是非常有效的，所以在国外作为一种通用的工艺使用，在我们国内也有，特别是大城市有一批水厂采用了这样的工艺。而第二代工艺去除水中有机污染物也有一定的限度，同时也存在着一些其他的生物性问题。第二代饮用水净化工艺的出水中细菌含量显著增多，不能有效杀灭和控制饮用水中的贾第鞭毛虫、隐孢子虫、剑水蚤、蓝绿藻等有害生物，出厂水在输送和贮存过程中出现微生物增殖现象，从而导致饮用水的生物安全性降低，这一系列的生物安全性问题使得第二代工艺的合理性和优越性逐渐不再被充分认可。饮用水的生物安全性，是饮水安全最重要和首要必须保证的。

膜是21世纪新材料中的一个新亮点，微滤膜、纳滤膜和超滤膜都可用于城市饮用水处理。其中，微滤膜孔径较大，不能充分截留去除病毒和细菌；纳滤膜和超滤膜的孔径均小于水中的病毒、细菌、原生动物、藻类等致病微生物，能将水中的微生物几乎全部去除，是最有效的去除水中微生物的方法。目前在我国，选择超滤膜提高水的生物安全性是比较可行的方法。超滤膜本身能去除部分的天然大分子有机物。另外，通过在膜前增设生物粉末活性炭，构成高效的超滤膜―生物粉末活性炭反应器，这样水中的微量有机污染物也会被有效去除，从而可以获得生物稳定性更高的出水。

膜技术发展初期, 膜价格很贵。近年来，随着膜制造技术的快速发展，膜的性能不断提高，目前超滤膜已在我国形成规模生产能力，其性能和质量已达到国外同类产品水平，能够为数万吨/日的大规模水厂提供膜材料，其价格也逐渐降低，现在已达到可与第一代工艺竞争的价位。另一方面，新的生活饮用水标准的颁布和国家节水减排政策的出台也给膜技术在城市饮用水净化方面的应用打开了极大的市场空间。

我国绝大多数城市水源为III类水体，以超滤为核心技术的第三代城市饮用水净化工艺就是以III类水体作为原水，先经过安全预氧化（或强化混凝），再经过生物活性炭（或超滤），最后经过安全消毒，获得优质的饮用水。将超滤置于活性炭之后，可截留出水中的微生物及炭微粒。饮用水的微生物安全性无疑是首要的，是需要特别关注的。

第三代城市饮用水净化工艺对于致病微生物、藻类、水蚤、红虫等，具有预氧化杀灭、强化混凝、活性炭吸附、生物吸附、超滤截留及安全消毒等多级屏障，特别是超滤几乎100%地对微生物截留，是最有效的去除细菌及病毒、除藻、除水蚤等的方法。

近年来，水环境污染较严重，天然水体特别是大量用作城市水源的湖、库水体，由于藻类大量繁殖，使水具有臭味，对饮用水的品质影响很大，受到人们特别关注。此外，受工业废水和城市污水污染的河段，也常有臭味的问题。第三代城市饮用水净化工艺化学预氧化、活性炭吸附和生物降解，是去除水中臭味的多级屏障，特别是臭氧和高锰酸钾及其复合剂，都是良好的除臭味剂，后续的活性炭除臭味效果也很好。它们还有一个优点也尤为突出，就是不仅使高锰酸钾及其复合剂与活性炭以及生物活性炭除有机物污染的效能的协同作用得以发挥，即总去除率高于两者单独去除率之和，并且活性炭还能防止高锰酸钾及其复合剂的渗漏，从而使高锰酸钾及其复合剂的投加量可以大大提高，充分发挥其除污染效能。

氨氮浓度是饮用水水质标准新列入的水质指标。第一代工艺基本没有除氨氮的能力。在第二代工艺中，氨氮主要在生物颗粒活性炭层中被去除，但由于水中溶解氧浓度有限，所以只能去除很有限的氨氮。在第三代工艺中，可在生物粉末活性炭反应器中通入空气进行曝气，从而不断向水中供应溶解氧，再加上反应器中有高浓度生物膜量，从而有可能去除水中绝大部分的氨氮。

第三代城市饮用水净化工艺其核心还是发展膜过滤技术，膜用于饮用水在国外发展非常快，1996年超滤膜市场总处理水量大约在20万立方米，到2006年达到处理水量800万立方米/天，并且还在呈加速增长的趋势。欧洲有33座一万吨以上的超滤膜水厂；英国有100多座城市水厂采用了超滤，日处理水量达到了110万吨/天；亚洲日本的膜滤水厂达到了400万吨，这包括超滤、纳滤和反渗透。目前国外大概还有几座30万吨级的超滤膜水厂。

在我国，台湾去年在高雄建立了30万吨水厂，超滤膜是大陆的厂家供应。近年，大陆陆陆续续建立了一些中小型的超滤水厂，据了解其中有的产水能力达到两万吨。现在正在酝酿的有一批大型的10万吨以上的大型超滤膜水厂。

以超滤为核心技术的第三代城市饮用水净化工艺采用多种处理单元具有互补性和协同效应，使整体得到优化，不仅高效经济，还体现了绿色工艺的理念，其中的膜滤、活性炭吸附和生物降解都是绿色工艺。

新的《生活饮用水卫生标准》中规定的微生物指标是相对安全的，而以超滤为核心的第三代城市饮用水净化工艺将使饮用水的生物安全性从相对安全走到绝对安全，使城市饮用水净化工艺产生重大变革。

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【关键词】换热器；化工工艺；工艺流程

作为现代工业中的一种，在保证化工产品质量的过程中换热器工序温度是非常重要的一环，各种不同类型的热换器也在不同的生产工艺流程中被应用，但是随着科技的进步，化工工业的发展，工业生产对于热换器的需求也越来越多样化，对于市面上新材料、新结构的出现，热换器还要面临着较快的更换使用率，这就要求对热换器进行精细化的设计和改良，在保证热换器基本性能的前提下，适应性的对工业生产中提出的要求作出调整，改变结构参数等主要的参数设计，都是每一个化工工艺人员所要考虑的主要问题。

1.换热器的概念和分类

换热器（英文翻译：Heat Exchanger），是将热流体产生的部分热量传递给冷流体的设备，也叫热交换器，在化工、石油、动力、食品及其他很多化工生产中占据重要地位，在化工生产中热换热器可以为当成加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用非常的广泛。由于介质、工况、温度、压力等的不同，换热器主要有以下几个分类。不同的分类在不同的化工生产应用中也有着不同的作用，下面详细解释。

1.1表面是换热器

表面式换热器是由壁面隔开的两种温度不同的流体在其中流动，通过壁面传热和对流作用的产生，两种对流流体进行热量交换。表面式换热器主要有管壳式、套管式两种。

1.2蓄热式换热器

蓄热式换热器是通过固体物质来实现的热量交换的，把热量高的流体传给较低的，然后热介质就能保存一定的热量，就好像是被充电一样，然后热介质可以对其他的物质进行加热等，主要类型有旋转式、阀门切换式。

1.3流体连接间接式换热器

把两个表面式换热器有循环通道连接起来的热换器，主要的作用是在高温流体和低温流体之间进行循环。

1.4直接接触式换热器

直接接触式换热器是两种流体不经过壁面隔开二直接换热的设备。

1.5复式换热器

同时具备热气面式和水水直接混流两种方式的导热设备，比单一水面式换热更加高效稳定。

2.换热器在化工工艺中的应用

从实际的效果中，我们得知换热器不仅能确保化工工艺的常规需求，还能从本质上改善化工生产的生产环境，从而提高化工产品的最终质量。我国现在实行的可持续发展战略也渗透到了化工生产领域中，节能和环保理念如何能引进传统的化工产业，是一个备受关注的问题，换热器的引入为这个问题寻找到了突破口，通过发明一系列功能新颖全面的换热器为化工生产在节能环保领域提供了可能，这些换热器通常具备节能、热导率高、性价比高、适用性强的特点，但是在选择不同类型的换热器的时候，我们要根据产品的结构设计，确保换热器的在工作时候的性能。

3.换热器在化工工艺中起到的作用

化热器在化工工艺中起到的作用可以按照不同情况分门别类，主要有以下几种

3.1冷却作用

即可以通过换热器的作用来等却化工材料，由于水的比热容较大，在吸收相同的热量的同时温度降低较少，所以很多时候冷凝剂多采用水，除非在需要较快的时间降温的时候才会使用到氟利昂和液氨。

3.2加热作用

热换器发挥加热重要过程用到最主要的介质是水蒸气，但是在某些特殊的要求下，要求对工业材料的温度较高的时候，可以采用油作为材料，毕竟油的沸点要远远高于水，虽然导出相同的热量的时候，油的温度降幅要高，但是这也是因为特殊的生产需要。

3.3再沸器

用于蒸馏蒸发塔底残留物，这个过程一般会发生相的变化，物料可以在热虹吸式再沸器的作用下自然循环蒸发。

3.4分凝器

分凝器是为了使得蒸馏塔顶部物料冷凝或反复冷凝，多次冷凝最终达到分离的目的。

3.5蒸发器

蒸发溶液和溶剂的主要设备。

4.热换器作为冷却作用下的常见状况

在生产过程中，由于经常出现水和化工材料混合的情况。很难控制生产工艺的温度，直接导致了产品质量低下，或者由于温度的变化，直接生产出了另一种物质，严重影响了化工工业的生产质量，热换器在用于化工工艺的过程中主要面临着很多不同的挑战，下面我们来一一阐述：

（1）当传热量较大时，应选用单位传热面积大的类型，板式换热器和管壳式换热器就是一组鲜明的对比，前者的单位传热面积为250平方米，而后者仅为110平方米，同时板式换热器由于材质的作用性价比也比板式的更加适合。

（2）由于在实际使用过程中，换热器的工作环境不一样，导致化工工艺对于换热器的需求不同，比如使用时的温度和压力的承受力不同，管壳式换热器的承受压力能达到35兆帕，温度最高的时候能达到450度，但是使用条件与材料有一定的要求，而面临生产中一般不超过150度，低于6兆帕的时候，可以选用板翅式的换热器。另外，管壳式换热器投资成本低，制造简单，应用的范围也比较广。

（3）对于气态物料的冷却方面，板翅式换热器相比于管壳式换热器，在物料结垢方面要做的略差，而物料量少，热量差距不大的时候，选用套管式热换器是正确的。

（4）虽然空气的传热系数小，传热需要较大的面积，而且物料还受到外部自然气温的影响，但是它成本非常低，而且寿命长，又非常的经济，在某种特殊的环境下空气冷却器是非常值得考虑的。

（5）直接接触式冷却，一般用于不能发生反应的两种气体之间的热量传递，由于物质的特性，气体在液化的时候需要的低温是不同的，两种气体热交换以后可以通过不同的手段分离出来，比如液化或者利用气体的溶解性等等。

5.结语

社会一直在发展，国与国之间的技术交流也在不断的增多，我们的市场也早已经发生了翻天覆地的变化，新的工业类型和技术设备不断的融入到日益壮大的化工生产中，目前的化工产业设置了多个环节，只有熟知热换器方方面面，才能发挥热换器在化工工艺中作用，促进化工工业的不断发展。 [科]

【参考文献】

[1]陈延平.浅谈换热器在化工工艺中的作用[J].民营科技，2014，（7）：31.

[2]王建宏.浅谈换热器在化工工艺中的作用[J].民营科技，2014，（3）：49.

[3]刘广训.浅谈换热器在化工工艺中的作用[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（14）.

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摘要：笔者从几年的“微电子工艺”教学实践中提出了7点关于课堂教学改革方法：布置思考问题，引导学生预习；板书与多媒体教学相结合；现场小实验和实物展示；播放实地拍摄的录像；理论计算与工艺模拟相结合；专题讨论以及安排综合训练任务。通过一系列的改革措施，学生对这门课程从理论到实践都具有比较深刻的认识。

关键词：微电子工艺；课堂教学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）49-0212-02

微电子工艺课程是为电子与信息工程学院电子科学技术专业设立的一门必修课。通过对本课程学习，使学生对半导体集成电路制造工艺流程及工艺原理有一个较为完整和系统的概念，并具有一定工艺分析、工艺设计以及解决工艺问题和提高产品质量的能力。

一、课堂教学改革整体思路

根据以往的授课经验，如果学生能够提前预习下节课内容，就会对将要讲授的内容有所思考，并且会提出问题，这样听课的时候更会抓住重点；如果能参与课堂讨论，将对知识点理解的更为透彻。因此，在本轮教学中每节课将针对下节课内容预留思考题，这些问题将会在授课时结合知识点给予回答，或者将其作为讨论内容。由此，对“微电子工艺”课程的课堂教学从以下几方面进行了改革：

1.每节课后设置思考题。例如，引言之后设置思考题：晶体中，不同晶向性质不同，如何定义晶向？制造不同类型的集成电路选用不同晶向的材料，材料的晶向由什么来决定？回答了这个问题，将会引入关于晶体生长的内容，而这部分内容与《半导体物理》中的晶向、晶体结构的知识点相关，也是对所学知识的复习。又如，晶体生长之后设置思考题：半导体生产要求一个非常洁净的环境，特别是工艺越先进，集成度越高，环境的洁净度也越高，那么这样的环境我们需要考虑哪几大方面呢？净化级别又如何定义呢？回答了这个问题，将会引入关于“工艺中的气体、化试、水、环境和硅片清洗[1]”中环境净化的内容。这些问题的作用更像是预习作业，为学习下节课内容做好准备。

2.板书与多媒体教学相结合。微电子工艺教学中，像氧化、扩散、光刻以及工艺集成如果仅仅凭着画图讲解很难有一个直观的理解，如果结合多媒体中精准的俯视图、剖面图、动画展示，会给学生以直观、清楚的认识。例如，杂质原子在硅片中的扩散过程、单个硅原子在硅片表面运动形成硅外延层的生长过程等。

3.现场小实验和实物展示。教学中思考的最多的是如何吸引学生的听课兴趣，因此当讲到某个知识点时，话题中尽量引用与实际相关的例子或拿来实物展示。比如讲到去离子水，就联系到生活中纯净水的制备；讲到文氏管，就现场做一个小实验来讲解文氏管的原理；讲到硅片的制备，就拿来硅片实物；讲到光刻，就拿来掩膜版给学生展示，加深对知识点的理解。

4.播放半导体生产的录像。因为微电子工艺生产有其特殊性，要求环境洁净度非常高，如果带领学生实地去工厂参观，会影响正常的生产，因此，联系相P的工厂，拍摄各个工艺的录像短片，讲到对应知识点的时候播放给学生看，并加上详尽的讲解，这样学生有一个非常直观的认识。

5.理论计算与工艺模拟相结合。本轮教学中，氧化、扩散、离子注入、化学气相沉积等工艺除了以往的理论计算之外，还加入了工艺模拟来对理论计算进行验证和调整，使之与实际的工作过程更加接近[2]。

例1：晶向的硅样品，掺硼，浓度2×1015cm-3，淀积0.4um厚度的氮化硅作为掩蔽，其中一部分刻蚀出窗口，进行磷离子注入，注入能量为50keV、剂量为3×1015cm-2。然后将氮化硅全部刻蚀掉。进行1000℃、10分钟的湿氧氧化，提取注入磷区和没有注入磷区氧化层厚度[3]。通过编写程序，运用silvaco软件模拟结果如图1所示，氧化膜的厚度可以从运行文件中得到。

例2：n型、晶向的硅片上进行15分钟的硼预扩散（温度为850℃），如果硅衬底掺杂磷的浓度在1016cm-3量级，模拟硼掺杂分布和结深。杂质分布模拟结果如图2所示，结深参数从模拟运行文件中得到。

6.专题讨论。为了使学生对课堂讲授内容有所延伸，针对重点内容设立专题讨论课。讨论一：双大马士革铜金属化工艺。这次讨论是针对课上讲授的传统金属化工艺的延伸，结合已学内容，通过查找资料，对于先进的铜金属化工艺进行讨论。讨论二：BiCMOS工艺讨论。这次讨论是针对课上讲授的双极工艺和CMOS工艺的延伸。双极和CMOS工艺的结合并不是简单的叠加，要求是工艺的兼容性、成本的最小化和性能的优化。

7.综合训练。在课程的尾声，要求完成一个集版图、工艺、仿真的综合设计，以检验对微电子工艺课程的理解和掌握程度。

例如：设计一套CMOS反相器版图和与版图对应的工艺流程[4][5]。要求：（1）画出版图，完成金属布线。（2）对应每块版画出工艺步骤的剖面图，在图中标明所用材料和工艺。并对每个剖面做出说明。（3）根据表1给出的工艺条件设计nmos管，使它的阈值电压=0.4V，并测量源区、漏区的结深，方块电阻，杂质分布。给出仿真结果。

二、课堂教学改革效果分析

课堂授课过程中，能够感受到上课听讲的人多了，并且能够有效的互动；因为讨论和综合设计需要人人画图、讲解、回答问题，所以绝大多数同学都能积极进行准备，也能够在答辩过程中提出遇到的问题；有很多同学在之后的课程设计中提出自己的分析问题的方法。

反思多年的课堂教学过程，以及和同学们交流，有以下几点需要不断的改进：①对于定量计算的内容，有一部分同学接受较慢，在很大程度上影响了之后的学习效果。解决方法：把集中讲解的习题课打散，把习题紧随相应的知识点之后进行讲解，用习题来加强对繁琐理论计算的理解。②关于课堂互动。并非每堂课都能轻松愉快，在一些较难的知识点上，学生的反映会比较钝一些。解决方法：强调重点，明确知识点之间的层次与关联；难点慢讲，细讲；增加提问和课上小测验。③讨论和综合训练答辩时间的掌握。无论是讨论还是综合答辩，都是非常耗费时间的，因为每个同学都要自述、提出问题、回答问题。解决方法：根据学生人数，留出足够的时间。比如今年是50个学生，分10组，每次讨论答辩大概3小时，综合答辩4个小时左右。

结束语：通过不断的教学实践摸索，使学生更好的理解和掌握微电子工艺中硅片制备、工艺环境的获得和硅片的清洗、氧化、扩散、离子注入、薄膜淀积、光刻、刻蚀、金属化工艺以及工艺集成等内容，也使学生具有了一定工艺分析、工艺设计以及解决工艺问题和提高产品质量的能力。

参考文献：

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[2]高文焕，著.计算机分析与设计[M].北京：清华大学出版社，2001.

[3]施敏，著.半导体制造工艺基础[M].合肥：安徽大学出版社，2011.

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在人类社会进入工业化大生产的时代后，各类化工工业迅速发展起来，虽然给经济的增长和人们生活水平的提高带来了很大裨益，但同时也严重污染着我们的生存环境。就目前来看，人类面临的最严重的生态环境问题有温室效应、酸雨、水污染题和臭氧层空洞等。这些问题不仅降低了自然环境的质量，还隐藏着一些自然灾害的不稳定因素。随着自然环境和生态问题的日益严峻和突出，有关部门和机构的都在寻求一条更加和谐的发展模式，可持续发展的理念也就应运而生。根据这一基本理念的指导，人们逐渐的认识到目前废物排放和治理的方法上还存在着诸多不足和缺陷，回收利用的方法已经不能满足人们在生产过程中所要达到的保护环境的目的，更加科学合理的做法是要从化工生产的每一个环节入手，形成绿色化学的生产模式。

1绿色化学的概念

所谓绿色化学,就是要在化工生产的源头上尽量可能的通过技术和工艺的改进，来达到减少污染甚至消除污染的一种新型化工行业的生产模式。不同与以往的保护生态的方法和做法的地方在于，传统的化工生产是在按照正常的流程和工艺进行生产后，对其所产生的环境污染和废物进行一定的加工和处理，以尽可能减少对环境的危害和不利影响。但是绿色化学的核心内容在于从生产的过程中，即源头上减免这种污染和危害，是通过对生产工艺的改进和技术的提高，来遏制生产过程中的污染现象的产生。所以，绿色化学绝不是简单的生态保护环境的技术创新，而是一种观念和理念的革新，绿色化学理念是人们思想认识观念的一次巨大的改变和飞跃,也是在综合了社会发展、生产建设、科学研究、生态保护等问题后，形成的最适合可持续发展理念的发展模式和方法，对人类社会的发展与自然环境的和谐相处有着非常重要的指导意义。

2绿色化学在化工行业运用的原理

通过上文对绿色化学的基本含义的解读，我们可以发现绿色化学在化工行业中的应用可以有效的改善化工行业的环境污染问题，可以从原理上和方法上两个方面对化工行业的发展予以指导，同时还可以为设计新的环境友好产品指出方向。实践中上我们发现，通过使用无毒无害原料、原子经济反应、溶(助)剂和催化剂等方法可以更好的实现化学工艺的清洁生产。通过加工,使用新的绿色化学品使其人身健康、社区安全和生态环境无害化。下文中笔者将结合生产过程中的具体实例，谈谈绿色化学方法在化工行业中的应用，以最常见的石油和造纸化工业为例，简单进行论述。

3绿色化学在石油化工行业的应用

在化工生产中经常会使用光气和氢氰酸这些剧毒的化学物质,近年来随着绿色化学技术的不断开发和应用,许多有关化工生产中过去经常使用的这些剧毒物质正在或逐渐被其它一些无毒或低毒原料所替代。比如说用二氧化碳或碳酸二甲酯代替光气合成异氰酸酯的新方法,还有日本旭化司开发了用异丁烯直接催化氧化制甲基丙烯酸的新工艺,德国公司则用毒性较小的丙醛和甲醛为原料首先制得甲基丙烯醛,再进一步氧化成甲基丙烯酸。这些新工艺都避免使用氢氛酸,使环保得到了极大的改善。绿色化学在石油化工行业的应用还表现为尽量采用可再生资源为原料,传统生产己二酸、对苯二酚的原料路线是以煤或石油为基础的。这些路线不仅工艺复杂、污染严重,而且利用的是一些不可再生的煤或石油为原料，所以无法满足生产过程中的减免废物污染的要求。绿色化学的方法则是用淀粉水解所得葡萄糖为原料通过酶催化可制得己二酸,这样就更好的利用了可再生资源,避免了过度使用不可再生资源。另外,绿色化学在石油化工行业的应用还表现为使用的催化剂、溶剂尽量绿色化,从而制造出对环境和人体都友好的绿色化产品。例如环境友好柴油的配方要求低的含硫量(质量分数小于2.0x10-5)和低的芳烃含量,同时要求十六烷值不低于40。新的绿色汽油配方对蒸汽压和芳烃、烯烃的含量限制提出了更高要求,并要求在汽油中加人一些甲基叔丁基醚、醇类等含氧化合物以取代铅的氧化物来保持和提高汽油的辛烷值和其它性能。这无疑对炼油技术和油品的配制提出了更高的要求。

4绿色化学在造纸工业中的应用

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关键词：化工工艺流程；萃取剂；原则；方法

化工工艺流程主要是通过化学反应将原材料转变为产品的过程，包括原料处理（净化、乳化、混合）、化学反应（氧化、还原、聚合）及产品精制（去除杂质及废弃混合物）三个步骤，且每一个步骤都有固定的流程和要求，涉及到催化剂、萃取剂、原料选择等诸多内容。萃取分离法在化工工艺流程中占重要地位，而萃取剂的正确选择是保证萃取工艺安全运行且经济合理的关键所在。本文共分为两个部分，第一部分分析了化工工艺流程萃取剂选择基本原则；第二部分重点探讨了正确选择萃取剂的有效方法，旨在给相关人员提供一定的借鉴作用。

1 化工工艺流程萃取剂选择基本原则

萃取作为一种经典的分离手段，利用萃取剂把化合物从一种溶液中有效转移到另一种溶液中，在这个过程中要选择合适的萃取剂。根据多年来的化工生产经验，总结出化工工艺流程萃取剂选择要遵循物理性质及化学性稳定、毒性小、选择性良好等原则，具体来说主要表现如下。

第一，物理性质及化学性稳定原则。化工工艺流程生产过程中涉及到很多化学反应，如氧化反应、还原反应等。为此需选择物理及化学性质稳定的萃取剂，减少对化工工程生产流程的影响，保证萃取质量。

第二，毒性小原则。随着化学化工工艺的不断发展和进步，对化工生产质量提出更高的要求：优质、高效、经济安全、毒性小。为此一方面要完善各项生产工艺，减少毒性。另一方面选择毒性小的萃取剂，减少化工生产整体毒性，实行安全操作。

第三，选择性良好原则。化工工艺流程萃取剂选择性要良好，这样可以有效扩大分离系数，且分离系数越大，萃取剂越合理。

第四，经济实惠原则。现代社会提倡节能环保，化工工艺流程生产也不例外。在保证萃取剂质量的基础上尽量选择经济实惠的萃取剂，节约成本，尽可能地以最少的成本投入获取最大的经济效益。

2 正确选择萃取剂的有效方法

2.1 正规溶液理论选择萃取剂

正规溶液理论作为萃取剂选择的一种常见手段，具有形式简单、操作方便等优点，但其不足之处在于使用范围有限。具体来说，正规溶液理论可以根据纯物质的性质直接判断混合物的性质，在中低极性混合溶液中应用较多，可作为非极性分子（分子力为色散例）判断的重要手段。但不适用于极性分子，主要是因为极性分子间力相对较复杂，可见该理论对萃取剂的选择有一定的局限。为此很多学者建议在极性溶剂中采取内聚能形式，利用无限稀释活度系数计算极性分析相关数值，在某些极性分子检测中获得成功，适当扩展了该理论的适用范围，但仍然有使用限制。

2.2 unifac模型选择方法

化工工艺流程萃取剂主要由有机物组成，虽然有机物类型多样且混杂，但在某种程度上它们是由几十种基团组成，于是很多研究者着手研究从几十种基团中判断混合物的性质，从而选择萃取剂，这就是所谓的unifac模型选择法。

unifac模型选择法有两种基本概念：①基团溶液。基团溶液主要是在基团贡献模型基础上发展而来的。②局部组成。局部组成概念是在拟化学理论的基础上发展而来的，最初使用该概念的是uniquac 法。随着时代的发展，unifac模型开始被提出并不断完善，如gmehling 的修正模型、hooper 的修正模型、kikic 的修正模型等。其中以第一种修整模型最为重要，具有参数齐全、适用范围相对较大等优点。随后gmehling等人对该修正模型不断改进和创新，最终得到简化公式，根据该供述可以快速有效地获得无限稀释活度系数，在萃取剂选择上有着较大的灵活性且精确度高，可作为化工工艺流程萃取剂选择的重要手段。

2.3 nrtl 模型法

nrtl 模型是由prausnitz提出的，他意识到液体混合物中局部组成且混合过程不是随机的，因此他增添了非随机参数，提出基于液相分层的nrtl 模型法。随后相关学者（如意大利学者vetere）对该模型法进行了一系列深入研究和拓展，使得nrtl 模型法除了在含

水体系中应用外，还可以在其他体系中运用，且预测精度较高。

2.4 选择反萃取能力强的萃取剂

利用萃取剂进行化工萃取工艺时，若萃取过程中环境受到影响，那么萃取物质也容易发生变化（从有机物质转变为水），这就要求萃取剂具有较强的反萃取能力。为此需根据化工生产工艺及实际条件选择合适的萃取剂，且保证该萃取剂具有化学性稳定、毒性小、物理性质良好、经济实惠等功能。

2.5 化工工艺流程萃取剂选择注意事项

第一，控制萃取剂的含量。对混合物进行萃取时，应严格控制萃取物的容量，即萃取期间，其单位容量能够对强保留分离物进行保留，该方式才能充分体现单位萃取剂的萃取能力。除此之外，萃取剂还具有保存有效成分的特点，即萃取期间，可以分离原材料中的杂质和有效成分。目前，市场上的萃取剂种类非常多，例如：醇、醛类中性萃取剂、羧酸类酸性萃取剂、螯合萃取剂、季铵盐类胺类萃取剂等。由于萃取剂的过程存在差异，其萃取效果也各不相同。因此，进行实际萃取期间，根据萃取需要选择合适的萃取剂，如利用萃取技术处理工业废水时，可选择环乙醇类、苯等萃取剂。本文笔者主要采用多种萃取剂处理酸化废水，发现环乙醇类的萃取效果明显高于其他种类的萃取剂。因此，笔者认为，当废水的ph≥7时，可采用乙醇类萃取剂处理。

第二，低互溶性。基于对材料的萃取功能，应保证萃取剂的密度与材料的密度存在差异，即两种物质相溶性较差。萃取剂具有油溶点低的特点，而水溶相对较好。取萃取剂对材料（水）进行萃取时，可以促使材料分层，有效避免乳化现象。因此，工业人员应基于材料的密度，选择与其密度差较大的萃取剂进行工业萃取，能够充分保证萃取质量。

第三，保证萃取剂化学性质稳定。萃取剂化学性质主要包括熔点、沸点、相对密度及腐蚀性等，保证上述这些化学性质符合要求，如熔点及沸点要低、相对密度要小、腐蚀性低等。举例来说，煤化工污水中主要有害物质为酚，需通过合适的萃取剂把酚含量有效降低。目前煤化工萃取剂主要有重苯、二异丙基醚、粗苯等。其中重苯、粗苯等物质易挥发，易造成二次污染；二异丙基醚相对上述物质具有乳化性弱、挥发性弱等特点，因此煤化工污水处理可选取二异丙基醚。

3 结束语

萃取在化工工艺流程中占有重要地位，且萃取分离工艺的正常运行及经济合理性与萃取剂的选择有着直接的联系。为此要根据化工工艺流程生产实际情况选择化学性及物理性稳定、毒性小、选择性高、经济实惠、反萃取能力强的萃取剂。同时严格按照萃取工艺标准或要求操作，安全高效地分离化学物质，充分发挥萃取剂及萃取分离法在化工工艺流程生产中的作用。

参考文献

[1]田伟.如何选择化工工艺流程中的萃取剂[j].黑龙江科技信息，2011（12）：10.

[2]张威.浅谈关于化工工艺流程中萃取剂的选择[j].化学工程与装备，2011（06）：86-87.