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1.化學反應的綠色化
化學反應的綠色化是指在相關的制備和反應過程中做到“零排放”。而傳統意義上的“零排放”是指反應物經過催化作用以及一系列的反應完全轉化成為所需的物質,從而實現百分之百的轉化率。其實這樣一種概念是十分難達到的,盡管已經有許多先進的技術和手段達到了近乎“零排放”的標準和要求,但想實現真正意義上的轉化率為百分之百還是存在著困難的。近些年來隨著相關學者的研究不斷深入,許多新的技術也應運而生,將傳統意義上的“零排放”轉變了概念,意為在盡量滿足較高的轉化率的情況下,將得到的副產物也直接經過下一反應步驟并轉化成為環境友好的物質進行排出或是進一步加以利用。這種新型的轉化思想也將原本無用或是對環境存在著威脅和污染的物質“變廢為寶”,讓副產物成為能夠被人們所利用的原料物質。這類技術的研發不僅僅是改善了環境污染的問題,還一定程度上節約了能源,可以稱得上是真正的綠色環保、節約能源的技術手段。
2.產品的綠色化
之所以要強調化工產品的綠色化,是因為石油化工類的產品在我們的日常生活中實在是太普遍了,不得不承認的是石油化工類的產品的的確確改變了我們的生活,給生活帶來許多方便和優越,但相對于這些有利之處來說,其對于我們生活環境的污染也是不容小覷的。比如,我們生活中最普遍的洗滌用品,過去我們常用的洗衣粉中都是含磷的,而這些含磷的洗衣粉在溶于水之后隨著生活污水一同被排到江河湖海中,造成了赤潮,給自然環境與生態平衡帶來了相當大的影響,因此,近些年來人們逐漸對此問題開始重視起來,研發了不含磷的洗滌劑,從根本上杜絕這種環境污染問題。同時,還有許多常見的石油化工類污染就每天在我們身邊發生,比如汽車使用的汽油以及柴油。由于人們生活水平越來越高,對于汽油和柴油的需求量也越來越大。近些年來我國對于汽車能源的開發上也格外關注,低硫低碳、環境友好的配方和技術逐步成熟起來;另外,我國還在不斷開發太陽能汽車、以及新能源汽車等等,另外,對于交通工具的能源上,我們國家還大力推崇使用電能的汽車。
二、節能技術在石油化工企業中的應用
最初,人們為了追求高效率的生產以及最大程度上提升經濟效益,不斷研發一些節能技術,而近些年來,由于能源枯竭的問題日益嚴重起來,有越來越多的專業人員和學者們都投身于節能技術的開發和研究,不僅僅是從經濟利益角度出發,更重要的是能夠節約能源,實現人類經濟和自然的可持續發展。目前,在石油化工行業中較為常見的一種節能技術為變頻調節技術。在石油化工企業中,耗費能源最大的就是電動機,包括泵類以及風機等等。因此,想實現石油化工企業的節能化應該從根本上減少電動機的耗能。而變頻調節技術正是針對于電動機的一種有效的技能技術改革。變頻調節技術的根本原理是通過控制方案與實際負荷相互之間的匹配,在控制的過程中實現閥門阻力的降低,從而提高系統的效率,以此來實現對于泵類以及風機的科學化、節能化控制。這種控制技術可以根據石油化工企業的生產過程中的實際需要,按照生產要求以及計算選型,并且全面參考產品方案的調整以及原料的調整,科學地控制各項指標和參數,降低企業的電能耗費以及設備磨損等等方面的耗費,實現成本上的節約以及能源上的節約,不論對于企業自身長遠地發展還是對于能源方面的可持續發展都是具有著重要的意義和價值的。
三、結語
“環境工程”當屬企業發展的一種戰略形勢,每個公司在尋求新發展的時候都會集思廣益,找尋各種新思想,新計劃。而這些計劃是否得以實施,很關鍵的地方就在于它是否與時俱進。21世紀最重要的就是“環境工程”。而環境工程也將是企業戰略中討論的重中之重。各個企業通過各種渠道,建立一個綠色企業價值鏈接,實現企業產品在整個周期中的綠色運作。實現可持續發展的綠色企業模式,這將非常可觀。
2環境工程技術的主要內容
環境工程技術的發展在每家企業呈現的方式不盡相同,由于地理區域,人文環境的不同對環境工程內容的劃分也就不一樣了。根據學者專家的分析與評估,一般將環境工程的內容分為以下三大類:
2.1廢水、廢氣、廢物垃圾的處理
可以說,這是環境工程當中最重要的一環。環境污染是我國現代企業最頭疼的問題,而且我國現代企業的環境污染治理處于起步階段,存在很多的不足。各大企業絞盡腦汁,尋求多種方法,排污止水。這一內容將是眾多企業發展綠色經濟的戰略目標之一。
2.2被污染環境的檢測與評估
環境污染的檢測與評估包括很多內容,比如說,“大氣污染物的檢測與評估、水體污染的生物監測與評估、化學誘變物的檢測”等等,這些都屬于污染檢測的范疇。污染檢測一般需要專業人士以及專業機器進行操作。
2.3污染環境的綜合治理
這是環境工程的目的所在,隨著世界經濟的迅速發展,環境污染對人類生存環境造成一定程度的危害,環境污染也成為制約企業經濟發展的重大障礙之一,所以污染治理迫在眉睫。值得欣慰的是,我國相繼出臺一系列的環境污染治理措施。希望在不久的將來,人類將繼續擁有一個美麗的藍天。
3企業發展的現狀分析
經濟的迅速發展給企業帶來福利的同時也帶來了或多或少的麻煩。比如說,中國各行各業的發展競爭日益加劇,隨著企業收支的不平衡各種競爭手段相繼出現,進行惡性競爭的公司也大有人在。這在一定程度上就加重了環境污染。還有就是部分企業的創新能力相對較弱,公司的發展依然延續舊的發展模式,在經濟發展的大洪流中無法跟上時代的腳步,注定會被淘汰。公司沒有創新能力,在一定程度上與可運作資金有關,近年來,由于金融危機的影響,使得部分企業面臨倒閉,能夠生存下來的大多也都捉襟見肘,更不用提創新了。所以,企業發展有一個新的方向、新的理念至關重要,抓住時代的契機,順應時代的發展,就會有另一番新的景象。21世紀,人們最看重的就是“環境”,環境污染,環境治理是人們最關心的問題,各個企業抓住這一趨勢,扭轉企業戰略,迎頭趕上,相信在不久的將來就會有很大的進步。
4環境工程在企業發展中的作用
4.1環境工程緩解企業運作壓力
眾多企業在運作的過程中會產生或多或少的產品垃圾,這些都需要企業進行全權負責。這就直接導致企業會支出一部分的資金進行污染治理,這項污染治理的資金包括前期治理污染的資源消耗,解決污染的消耗,保護被污染環境的消耗等等。據統計,企業關于環境維護與治理的成本將近占總成本的一半。自從企業引進環境工程技術以后,只需建立一個完善的環境工程技術系統,就能降低由環境污染所造成的一系列問題。
4.2順應時展,建立循環利用的企業資源
由上可知,企業相繼引入了一個完善的環境工程技術系統,這項技術最大的優點就是實現資源的回收再利用。因為在企業發展的過程中會產生大量的廢物、廢氣、廢水。通過環境工程中的綜合治理環節,就可將這些廢棄物“變廢為寶”,并運用具有高科技含量的環境污染治理技術,使企業的生產垃圾在最后排出的時候是零污染,變成可回收利用的企業資源。這樣在一定程度上就節約了企業的支出成本,對企業經濟的發展有很大的促進作用。
5結語
化學專業學生的畢業設計多是實驗合成、分析、處理等,一直以來各自為政的畢業設計使得各實驗室實驗藥品浪費嚴重,實驗設備老化損耗特別快,畢業設計完成過程中所造成的環境污染也非常嚴重,因此,改革畢業設計的完成形式迫在眉睫。以上只是畢業設計(論文)在完成過程中存在的問題,這些問題的存在不能簡單地歸咎于指導教師或是學生,這既有大環境的問題,也有個人的原因,要想一朝一夕完全改變也不現實。目前針對畢業設計(論文)的改革主要是改革畢業設計的題目設定(比如建立學生自擬題目機制、設立創新性題目、從實踐中提煉畢業設計真題等等),或是對畢業設計(論文)成績評定模式等提出解決方案,這些做法雖然可以增強學生對畢業設計(論文)的興趣和參與的積極性,但是對化工專業而言,在實際工作中所強調的團隊化協作意識沒有涉及,而“團隊協作”卻是現實中非常重要的工作能力。針對以上提出的各種問題,筆者提出一種新的完成畢業設計(論文)的思路,即基于工作過程將畢業設計(論文)以團隊化的形式完成。
二、基于工作過程實現化工專業畢業設計(論文)團隊化的構想
(一)基于工作過程的理念
以工作過程為導向的職業教育理論不僅建構了理論與實踐一體化的職業教育課程模式,也為高職生畢業論文工作改革提供了可資借鑒的理論指導。基于工作過程的項目教學改革的核心是用“完整的行動模式”(即學生以小組形式獨立制定工作和學習計劃、實施計劃并進行評價)替代按照外部規定完成給定任務的“部分行動”模式。讓學生經歷接受任務、獨立工作、展示成果和總結談話這一完整的“工作過程”。畢業論文是高職院校實現人才培養目標的最后一個實踐教學環節,是對學生掌握陳述性知識和過程性知識的綜合檢驗,也是幫助學生實現職業能力發展由“初學者”向“高級初學者”躍升的一種綜合訓練。以工作過程為導向改革高職生畢業論文,正體現了這種“綜合性”的本質要求。分析化工各專業的特色與學生的特長,基于工作過程的理論,提出一種新的完成化工畢業設計(論文)的方案,即基于工作過程實現化工專業畢業設計項目團隊化的構想(如圖1)。構建以項目為目標的伙伴團隊、完成化工專業畢業設計的新形式,打破了傳統的各專業僅做本專業設計題目的思路,以有多年實際工作經驗的企業工程師和理論知識扎實的教師共同組成的團隊指導小組(同時也是畢業設計的考核小組)為核心,進行畢業設計改革的工作。
(二)對存在問題的改進
該理念所設計的畢業設計(論文)的完成主體不再是一個學生,而是一個團隊,這樣的完成形式首先使題目的范圍擴大,題目數量下降,指導教師的工作量下降;其次,團隊協作成員組可以相互幫助,發揮團隊的功效,遇到問題小組討論,協商解決;第三,指導教師也不再是單個老師,而是由企業工程師和高校教師共同組成的指導小組;學生獲得的指導不僅來自理論知識,還有實踐的經驗。當然,學生團隊的工作不是所有人完成一個任務,而是明確的分工合作,一人一塊,分步協作。
(三)實施方案
以某高校化工學院不同專業(精細化學品生產技術、應用化工技術、工業分析與檢驗)學生的畢業論文(設計)作為教改目標,以面向工作過程為導向,畢業設計項目團隊化為手段,模擬工作過程;使各專業學生組成團隊,分工合作,互相配合。通過完成畢業設計(論文),使學生熟悉工作過程,適應團隊合作,要求小組成員以流水線的方式相互配合、齊心協力,最終完成全方位的畢業設計(論文)。嚴格設計考核答辯體系、用各成員認同的階段評價考核指標對設計項目分階段工作和整體完成情況進行衡量,能約束團隊的每個成員,使各個成員的具體目標與設計項目目標聯系起來。指導教師也不再是一個老師,而是指導考核小組,按照階段評價考核指標對每個成員的完成情況進行定期檢查。同時,指導考核小組應通過定期約談等方式,在項目團隊中建立起良好的溝通渠道和管理機制,以保證畢業設計完成的整體效果(如圖2)。
三、結語
摘 要:在化工科學技術不斷發展的帶動下,人們的生活也在不斷的變化,在不斷的進步著。纖維材料的出現,使我們的衣著服飾發生了改變,不再是只有麻、棉、毛等這些傳統的材料;可替代能源的出現以及應用,在一定程度上緩解了現在越來越嚴峻的天然原料的短缺,比如像煤炭以及石油這些原料,都緩解了一定的壓力。與此同時,化學化工科技的迅速發展給我們帶來了一定的便利,促進了社會的進步,而負面的效果就是,化工廢棄物造成的污染以及環境空氣的日益惡化加劇。所以,如何運用綠色的科學技術這就成為了非常重要的問題,本論文主要是針對在化學工程中應用綠色科技進行簡單的闡述。
關鍵詞:化學工程;綠色科技;環境保護;綠色化學
1 通過合理運用綠色科技可以減少溫室氣體的排放量
一般來說,溫室氣體指的主要是二氧化碳。無論是在工業革命以及科技革命時期,還是在科技含量比較多的現代社會,發展日趨國際化和現代化,這些化工工廠所排放的二氧化碳量有的達到數萬噸,有的每年甚至會向大氣排放數十萬噸。大量的二氧化碳的排放,是導致全球溫室效應日益嚴峻的罪魁禍首。由于相關的法律規定還不算很健全,沒有明確的法律處罰規定,所以在此之前,那些造成這一現象化工企業卻沒有為溫室效應負擔任何一點費用。
如今我們越來越重視環境氣候,這種狀況也有了明顯的改進,越來越多的化工企業都在積極的應用以及開發新的技術,從而降低二氧化碳的排放量。還有一些新興的企業,變廢為寶,將二氧化碳利用到部分化工產品中,成為一種材料,只是這一項化工工藝,就可以使整個企業每年排放的二氧化碳量降低數十萬噸。
2 在海水淡化工程的預處理過程中充分運用綠色科技
水是我們賴以生存不可缺少的,也是生活中的必需品,是社會發展穩步前進的重要資源。同時,占據如此重要位置的水資源,卻有著不可再生以及有限性的特點。當今社會的經濟發展飛速,淡水的日益減少,這種危機成為了全球性的一個環境難題。中國,是目前世界上淡水資源比較匱乏的國家之一。而新興的海水淡化技術,隨著它的廣泛應用,成功而且有效的緩解了我們目前淡水資源相對比較缺乏的現狀。早期此項技術的研發的不全面,成本也比較高,隨著科技的不斷更新,海水淡化的成本也在逐漸減低,成本的價格也能被大眾接受,不再是那些經濟發達國家才能使用的奢侈技術,在一部分發展中的國家也可以引進了。
海水淡化技術指的就是一種利用物理上或者化學上的方法將海水里面的鹽和水進行分離的技術。在進行海水淡化技術的預處理進程中,任何影響環境狀況的不良影響都沒有產生。并且在獲取海水資源的過程中,并沒有繼續對生態環境構成傷害。我們的黨所提倡的可持續發展戰略的思想,就是指要在滿足自身生存發展的需要的同時,為子孫后代留下了可以繼續發展的環境狀況。因此,將綠色的化學工藝運用于海水淡化的過程中的這一舉措至關重要。因此,將綠色的科學理念與化工產品的生產過程聯系在一起,便成為了現代世界化的化工生產中的主要方向之一。在海水淡化構成的預處理過程中產生了一些氫氧化鎂,成為了環保領域新的寵兒,這種物質具有成本低廉,工藝簡單、不產生二次污染,處理效果良好的特點,具有非常廣闊的發展前景。
3 將綠色化學技術廣泛應用在我國傳統香精香料制造中
在日常化學產品的生產中,香精香料是不可缺少的添加劑之一。我國的香精香料產品在國際市場上的出口,是我國進出口貿易的一項重要組成部分。但是由于經濟危機的影響逐漸加深,及全球性經濟蕭條的狀況逐漸加劇,我國的香精香料出口產業收到了很大的打擊,產品訂單大幅度減少。
在深入地調查我國香精香料產品出口訂單銳減現象的原因之后,不難發現,產品中有害雜質含量超標,是其最主要的原因。造成有害雜質含量超標的原因則在于生產工藝方面的缺陷。例如提取原料的時候在產品中有殘留以及包裝材料的使用不當等原因。其中,提取原料在產品中的殘留的問題,可以通過研究和開發新的提取技術來改變。包裝材料使用不當的問題,則應通過加強企業和工廠的監管力度,督促生產商家和企業反復試驗,選取符合有害雜質含量標準的外包裝物等方法來改善。還要牢牢掌握我國香精香料產品的優勢方面,不斷加強新技術的研究和其在實際生產中的應用,才能夠滿足生產出高質量、低能耗的香精香料產品的要求。
4 綠色化學使可持續發展戰略任務逐步向前推進
化工生產的改革,為人們的日常生活提供了必要的能源以及物質方面的基礎。化學化工生產對于社會的進步發展方面的貢獻顯而易見。與此同時,大量的化工生產所產生的工業廢渣中,具有很多有毒物質,未經處理合格而隨意的排放,導致生態環境平衡失調,還會造成嚴重的污染問題。這些都會導致社會發展緩慢。新世紀,面對嚴峻的環境污染所提出的挑戰,可持續發展戰略這種道路的選擇,成為了歷史的必然。
實現社會經濟的可持續發展,已經成為了我國的一項基本的國策。作為社會經濟的重要組成部分的化學工業,在這一基本國策的指導之下,最行之有效的實現可持續發展戰略的方法便是綠色化學的開發和利用。綠色化學,不單單是指那些對環境產生的有害影響小甚至沒有有害影響的化學生產過程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明顯的價格平民化的化學化工技術的研究以及應用。綠色化學的生產過程只產生非常少量的廢物處理,或者不產生廢物處理。其最主要的特點便是在生產的過程中,最大程度地充分利用資源,使原材料轉化為產品,盡量不產生污染。有利于化學化工產業的發展以及可持續發展戰略這一道路的切實執行。
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經過調查統計,我國共有100多所高校招有化學工程與技術專業碩士研究生,該專業研究方向過多,一個專業出現87個研究方向。研究方向的劃分有的甚至是跨學科的。如化學工程與技術專業是屬于工學的,應用化學專業是屬于理學,可應用化學居然是化學工程與技術專業的一個研究方向。同屬于一個研究方向,研究方向的名稱也是多樣化的,缺乏統一標準,如安徽大學、南昌大學的綠色化學工程,上海大學就稱為綠色化學與工藝。為了解決上述問題,我們請教了化工領域的專家,給這87個研究方向做一個歸類,分為9個大的方向(表1)。由表1可以發現我國化學工程與技術專業是存在學科集群現象的,表現在:專業的學科建設,已經不單是化學工程的問題,而涉及到了化學化工研究的所有領域,包括應用化學、環境化工、工業催化、資源與材料工程、新能源技術、生物工程與技術、過程系統工程、油氣加工及石油化工等。我國化學工程與技術專業學科集群的力度較大,表現在:各個高校的研究方向基本上都比較多,如清華大學、中國礦業大學、北京工業大學、北京理工大學、華南理工大學、華東理工大學、上海大學等高校,其研究方向都是傳統與現代并存,傳統化學化工的研究方向所占比例較大,如化學工程,包含的研究方向較多。部分代表21世紀化學化工發展方向的研究方向,在很多學校都受到重視,如資源與材料工程,研究方向也比較多。
二、化學工程與技術專業學科集群的創新及競爭優勢
本文選擇山西省高校做研究,分析其師資力量情況,以分析化學工程與技術專業集群的創新及競爭優勢。山西省作為我國化工3大生產基地,化學化工產業是山西省的支柱產業,化學化工專業是山西省高校、特別是工科院校的學科優勢之一。選擇山西大學、中北大學、太原理工大學的化學化工學院為樣本(見表2),按照前文對學科集群的認識,這些學院都有9個以上相關專業和研究方向,已經形成了一定的學科集群規模。其中論文指該學院教師被SCI、EI、ISTP3大檢索刊物收錄的論文數。中北大學的數據包含了CA論文。山西大學的數據不包括ISTP論文。專著指該學院教師出版的學術專著數,不包括教材。項目及獎項指該學院教師申請的省部級以上項目、經費及省部級以上獎項。發明專利指:該學院教師申請并且授權的發明專利。3所高校的化學化工學院擁有一定數量的教授和博士生導師,博士學位的教師也占到了較大比例。3所學院教師的科研成果也較為可觀,被3大檢索刊物收錄的論文數量較多,出版了一定數量的專著,申請了一定數量的國家自然科學基金項目。山西大學化學化工學院承擔了國家自然科學基金的重大攻關項目,以及“863”項目,甚至獲得了國家科技進步獎和國家技術發明獎二等獎各1項。中北大學化學與環境學院承擔過“973”項目,獲得過國家技術發明二等獎1項,三等獎2項,國防科學技術一等獎2項。中北大學和山西大學還擁有發明專利十幾項。從師資力量來看,應該說學科集群讓山西省高校化學化工領域的創新取得了一定的成就,使得山西省高校化學化工專業在全國具有了一定的競爭優勢和影響力。
三、化學工程與技術專業學科集群的協同創新模式
山西大學至今已與國內20余所高校、科研院所建立了學術交流與合作關系;與日本巖手大學、香港浸會大學等國家和地區的高校及科研單位簽訂協議,開展交流。在校企合作方面,與山西三維集團股份有限公司、太原鋼鐵(集團)公司、天脊集團等大型企業,在產品研發、崗位培訓等多方面進行了良好的合作。太原理工大學與山西化工研究所建立了山西省化學工程技術中心,還與山西焦化集團公司等6個企業建立了長期穩定的產學研合作關系。中北大學安全工程系與航天一院、航天三院、北京理工大學、南京理工大學、第二炮兵工程學院、西安近代化學研究所等科研機構和相關生產企業進行了卓有成效的科研項目合作。從產學研合作角度來看,三所高校都與國內外相關院校、科研院所和企業建立了良好的產學研合作關系。從企業合作的視角來看,在研發方面,與山西省的產業集群密切相關,合作領域主要為新能源技術、環境化工、生物工程與技術。3所高校的化學工程與技術學科集群與山西省的產業集群具有一定的協同關系,構建了學科集群與產業集群協同創新的模式,圍繞著山西省的產業特色,為山西省地方經濟服務。
四、我國化學工程與技術專業集群的路徑
從以上3所高校的情況來看,基本上已經完成了單個高校某個學科的集群,在3所高校內部相關專業之間建立了學科集群,集群的方式是建立化學化工學院,統籌化學化工各個專業,從多學科、多專業、多研究方向的角度,進行學科集群。關于區域性學科集群,即單個高校與該高校所在地高校、研究所和企業之間的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的實效。集群的方式是產學研合作,與山西省高校、科研院所和企業建立合作關系,從而服務地方經濟。關于跨區域性學科集群,即單個高校與該高校所在地之外高校、研究所和企業之間的集群,中北大學有一定的建樹,卻沒有進一步深入。中北大學之所以能夠有一定建樹的原因是該校原來是部屬院校,與其他部屬院校具有一定的合作關系。因此,中北大學的跨區域學科集群,僅僅局限于與兄弟院校的合作,還沒有進一步深入到與其他省份企業的合作上。