《煤化工工藝學(xué)》理論教學(xué)改革與研究

史玉琳+魏婷婷+劉寧+陳凱

【摘要】為了構(gòu)建面向區(qū)域特色的化工人才培養(yǎng)方案，在《煤化工工藝學(xué)》理論課教學(xué)過程中，將當(dāng)?shù)匦滦兔夯ろ椖堪l(fā)展現(xiàn)狀有機融入到理論課教學(xué)中，通過修訂教學(xué)計劃、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和輸送前沿的煤化工知識，增進同學(xué)們對當(dāng)?shù)孛夯ば袠I(yè)的了解，提高了學(xué)生對本門課程的興趣，起到了較好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】煤化工 區(qū)域特色 就業(yè)率

【分類號】TQ53-4；G642

1、課程教學(xué)基本情況

《煤化工工藝學(xué)》是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生的專業(yè)課之一，是煤的綜合利用的基礎(chǔ)。它主要研究了煤炭資源、煉焦、煤的氣化和煤的液化的原理、方法及工藝流程。我校針對新疆煤化工項目蓬勃發(fā)展的現(xiàn)狀，對化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生設(shè)立了較高的培養(yǎng)目標(biāo)：能針對具體工藝要求，完成煤化工單元設(shè)備的選型和設(shè)計任務(wù)，以滿足煤化工工程的需要；能設(shè)計針對復(fù)雜煤化工工程問題的解決方案，采用系統(tǒng)工程的方法，綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，進行煤化工工藝流程的設(shè)計與優(yōu)化；了解煤化工領(lǐng)域的新工藝、新技術(shù)，并能在工程設(shè)計中進行應(yīng)用。該課總學(xué)時48，總學(xué)分2，教材選用的是郭樹才編審、化學(xué)工業(yè)出版社出版的《煤化工工藝學(xué)》。

2、理論教學(xué)環(huán)節(jié)的改革

針對化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生培養(yǎng)過程中出現(xiàn)的地方特色不足，學(xué)生對當(dāng)?shù)仄髽I(yè)不了解，導(dǎo)致本地就業(yè)率低的現(xiàn)狀，提出構(gòu)建面向西部特色的化工人才培養(yǎng)體制，在《煤化工工藝學(xué)》理論課教學(xué)過程中，創(chuàng)新性地將新疆新型煤化工項目發(fā)展現(xiàn)狀與技術(shù)有機融入到理論課教學(xué)中，通過修訂教學(xué)計劃、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和輸送前沿的煤化工知識，增進同學(xué)們對當(dāng)?shù)孛夯ば袠I(yè)的了解，提高了學(xué)生對本門課程的興趣和服務(wù)地方企業(yè)的意愿。

沒有能源就沒有工業(yè)，能源是衡量一個國家生產(chǎn)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，我國將能源，材料，信息和生物四個領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)作為國家優(yōu)先支持與發(fā)展的方向。結(jié)合新疆當(dāng)?shù)刎S富的煤炭資源，在緒論部分，強調(diào)了煤炭在今后相當(dāng)長的時期仍將是我國最主要的一次能源。鑒于同學(xué)們剛剛完成了去新化化肥廠的生產(chǎn)實習(xí)，我們結(jié)合合成氨工藝流程，給同學(xué)介紹了化肥生產(chǎn)過程，除了大家實習(xí)企業(yè)采用的天然氣在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)來制備氫氣和一氧化碳，更廉價的方式是采用水煤漿制氫工藝技術(shù)，如距離石河子市不到50公里的自治區(qū)重點工業(yè)項目新疆心連心能源化工有限公司28萬噸合成氨48萬噸尿素項目于2015年8月13日剛剛順利投產(chǎn)，其采用的就是以水煤漿制氫技術(shù)。

第一章在煤的低溫干餾中，根據(jù)新疆煤化工發(fā)展現(xiàn)狀，我介紹了當(dāng)前一種新的綜合利用煤炭概念-煤炭分級轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)[1]，這是一種結(jié)合熱解、氣化、燃燒和合成多個化工單元的技術(shù)，充分考慮到不同煤炭的反應(yīng)差異，在一套工藝流程中實現(xiàn)氣體、液體燃料和化學(xué)品的生產(chǎn)，同時聯(lián)產(chǎn)電力和熱資源。如內(nèi)蒙古伊泰集團在烏魯木齊甘泉堡工業(yè)區(qū)建設(shè)年產(chǎn)540萬噸煤基多聯(lián)產(chǎn)綜合項目，投資規(guī)模達(dá)到700億元，生產(chǎn)包括柴油、石腦油、液化石油氣等多種產(chǎn)品。我們用木桶理論解釋了科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別，強調(diào)化工工藝流程設(shè)計與優(yōu)化中并非一定要采用最前沿的工藝和技術(shù)，而是追求整體工藝流程、儀器設(shè)備和材料等不能有瓶頸和短板，穩(wěn)定生產(chǎn)和物料能耗最低是企業(yè)生產(chǎn)的目的。這些知識的介紹有利于學(xué)生拓寬視野，對學(xué)生自身擇業(yè)也有一定的幫助。

第三章煉焦，在背景介紹部分，結(jié)合石河子當(dāng)?shù)刈畲蟮钠髽I(yè)天業(yè)集團，我們介紹了焦炭的一個重要用途-電石法制乙炔。新疆天業(yè)基團是兵團大型國有企業(yè)，是新疆優(yōu)勢資源轉(zhuǎn)換下，新型工業(yè)化和循環(huán)經(jīng)濟的代表企業(yè)，具有一年200萬噸電石和120聚氯乙烯生產(chǎn)能力的企業(yè)。新疆電石乙炔化工和氯堿化工具有無可比擬的優(yōu)勢和成本優(yōu)勢，電石聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)包括的三大原料煤、鹽和石灰石，新疆的資源儲量和開采量都較大。由于新疆在中國乃至世界都是農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉集中區(qū)，高效節(jié)水灌溉面積為3530萬畝，因此帶動了PVC下游行業(yè)的長足發(fā)展。

在第四章煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制中講到古馬隆-茚樹脂生產(chǎn)，結(jié)合新疆石油工業(yè)的迅猛發(fā)展，我們介紹了中國石油獨山子石化千萬噸煉油、百萬噸乙烯工程建成投產(chǎn)后，2014年10月獨山子天利實業(yè)碳五綜合利用開車成功，其中就包含2萬噸/年間戊二烯石油樹脂裝置。石油樹脂與古馬隆-茚樹脂相似，其是乙烯裝置副產(chǎn)的C5、C9餾分為原料，經(jīng)前處理、聚合、蒸餾等工藝生產(chǎn)的一種熱塑性樹脂，分子量介于300-3000的低聚物。其主要用在路標(biāo)涂料、粘結(jié)劑、油墨等方面。粗樹脂顯色原因主要是聚合物鏈中含有不飽和雙鍵、苯環(huán)、極性原子、富稀結(jié)構(gòu)和聚合過程中催化劑的殘留，色澤不僅影響產(chǎn)品外觀，還會導(dǎo)致樹脂具有差的耐候性和穩(wěn)定性。此外樹脂的價格也與其色澤密切相關(guān)，一般分為0-7號，每一色號價格可差數(shù)千元。目前石油樹脂的發(fā)展趨勢是生產(chǎn)淺色氫化石油樹脂[2]，通過對樹脂進行加氫精制，可以消除樹脂內(nèi)的發(fā)色基團，得到高品質(zhì)、低色度的氫化石油樹脂。這些前沿知識的介紹，擴展了學(xué)生的知識面，將化工生產(chǎn)的經(jīng)濟性概念引入課程教學(xué)中。

第五章煤的氣化具有非常重要的意義，煤氣化是發(fā)展煤基液體燃料、先進的IGCC發(fā)電、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、制氫燃料電池和直接還原煉鐵等過程的工業(yè)基礎(chǔ)，以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是綜合解決我國能源問題的重要途徑，它符合市場多元化要求，也適應(yīng)日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。進一步結(jié)合新疆煤化工發(fā)展的實際情況給同學(xué)進行了闡述，2013年國家發(fā)改委批準(zhǔn)了10個新型煤化工項目，其中5個項目關(guān)于煤制天然氣，新疆就占了兩項，分別是中電投集團霍城年產(chǎn)60億立方米天然氣和山東新汶礦業(yè)集團新疆伊犁年產(chǎn)規(guī)模40億立方天然氣。本章最后部分介紹了煤氣化的發(fā)展方向和趨勢是走向大型化、高壓化，氣化技術(shù)對煤化工生產(chǎn)的普適性和對煤種的適應(yīng)性，煤炭的分質(zhì)利用與梯度轉(zhuǎn)化及新技術(shù)要面向日趨嚴(yán)格的節(jié)能減排要求。

3、結(jié)語

綜上所述，在《煤化工工藝學(xué)》理論課教學(xué)過程中，創(chuàng)新性地將當(dāng)?shù)匦滦兔夯ろ椖堪l(fā)展現(xiàn)狀有機融入到理論課教學(xué)中，通過修訂教學(xué)計劃、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和輸送前沿的煤化工知識，增進同學(xué)們對當(dāng)?shù)孛夯ば袠I(yè)的了解，提高了學(xué)生對本門課程的興趣，起到了較好的教學(xué)效果。在構(gòu)建面向區(qū)域特色的化工人才培養(yǎng)體制改革中，為當(dāng)?shù)仄髽I(yè)輸送了高素質(zhì)的煤化工專業(yè)人才，同時也增進學(xué)生對當(dāng)?shù)鼗て髽I(yè)的了解，有利于學(xué)生畢業(yè)留下來服務(wù)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]岑建孟，方夢祥，王勤輝，駱仲泱，岑可法. 煤分級利用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)及其發(fā)展前景[J].化工進展， 2011，30（1）：88-94.

[2]劉學(xué)，劉文博，馬章杰，張 強. C5石油樹脂加氫改質(zhì)的研究[J].當(dāng)代化工，2014，43（1）：15-20.endprint