甲醇下游產(chǎn)品半實物仿真實訓(xùn)工廠建設(shè)的可行性研究

王鼎 劉麗娜

摘要：作者深入甲醇下游產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)及擁有仿真實訓(xùn)基地的多家高校進(jìn)行調(diào)研，調(diào)研結(jié)果顯示，目前國內(nèi)高校在實訓(xùn)基地建設(shè)成就方面主要是煤制甲醇仿真實訓(xùn)工廠和煤制烯烴仿真實訓(xùn)工廠。而在當(dāng)今甲醇過剩、精細(xì)化工高速發(fā)展的形勢下，甲醇下游產(chǎn)品半實物仿真實訓(xùn)工廠的建設(shè)迫在眉睫。本研究是在榆林地區(qū)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)告訴發(fā)展的前提下，提出榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院建設(shè)甲醇下游產(chǎn)品半實物仿真實訓(xùn)工廠建設(shè)的可行性。

關(guān)鍵詞：甲醇下游產(chǎn)品;仿真工廠;半實物

中圖分類號：TQ019文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）11-0118-03

榆林作為陜西省全力打造的高端能源化工基地、國家現(xiàn)代煤化工示范區(qū)，礦產(chǎn)資源優(yōu)勢突出，能源化工行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?，特別是煤、氣、油、鹽資源富集一地，組合配置好，國內(nèi)外罕見。尤其是進(jìn)入“十三五”期間，榆林能源化工產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，態(tài)勢很好且前景廣闊。榆林作為陜西省全力打造的高端能源化工基地、國家現(xiàn)代煤化工示范區(qū)，區(qū)域內(nèi)現(xiàn)代煤化工企業(yè)很多，其中包括延長集團(tuán)、神華集團(tuán)、兗礦集團(tuán)、中煤集團(tuán)、華電集團(tuán)等全國乃至世界知名企業(yè)，企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)也涵蓋煤制甲醇、醋酸、煤制烯烴、煤制油、二甲醚、芳烴、乙二醇等現(xiàn)代煤化工路線。為緊貼區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點，服務(wù)產(chǎn)業(yè)需求，在學(xué)院和地方政府的大力支持下，學(xué)院先后與多家大型化工企業(yè)建立了校企合作關(guān)系，全方位開展校企合作、協(xié)同育人和產(chǎn)學(xué)研合作，將為榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院建設(shè)大型仿真實訓(xùn)工廠提供有力的技術(shù)支撐。

1調(diào)研結(jié)果分析

目前，國內(nèi)高校在實訓(xùn)基地建設(shè)方面及建設(shè)成就方面主要是：①以60萬t新型煤制甲醇工藝進(jìn)行全流程模擬，實訓(xùn)實操系統(tǒng)組成主要包含煤制甲醇流程工藝實訓(xùn)實操系統(tǒng)、煤制甲醇OTS仿真培訓(xùn)軟件系統(tǒng)（含離線仿真軟件及在線仿真軟件）和DCS中控室系統(tǒng)三大部分及其它附屬輔助設(shè)備組成。②以60萬t煤制烯烴和100萬t煤制油全流程生產(chǎn)工藝為原型進(jìn)行建設(shè)。實物裝置模型比照實際生產(chǎn)裝置按一定比例縮小后設(shè)計建設(shè)，真實地再現(xiàn)了實際工廠的裝置場景。OTS流程仿真軟件按照生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備和流程進(jìn)行模擬仿真，真實地再現(xiàn)了實際生產(chǎn)流程狀態(tài)和行為，可實時準(zhǔn)確地模擬工藝現(xiàn)場，模擬真實故障。

未來高校在實訓(xùn)基地建設(shè)的發(fā)展趨勢：①緊密結(jié)合現(xiàn)代煤化工精細(xì)化發(fā)展路徑，發(fā)展甲醇的下游產(chǎn)品，走精細(xì)化發(fā)展路徑。②甲醇產(chǎn)量過剩的主要原因是下游產(chǎn)品的工藝路線開發(fā)不足。③甲醇下游產(chǎn)品半實物仿真實訓(xùn)工廠的建設(shè)，緊跟當(dāng)今煤化工精細(xì)化、潔凈化路線。

2建設(shè)目標(biāo)

結(jié)合現(xiàn)代煤化工精細(xì)化發(fā)展路徑，本項目建設(shè)結(jié)果：甲醇下游產(chǎn)品生產(chǎn)工藝進(jìn)行全流程模擬，以全流程生產(chǎn)工藝為原型進(jìn)行建設(shè)，并提出建設(shè)的可行性方案。

1）本項目建設(shè)和研究的主要生產(chǎn)工藝包括：甲醇制醋酸、甲醇制烯烴、甲醇制芳烴、甲醇制油、甲醇制二甲醚、甲醇制天然氣，6個系統(tǒng)工段。

2）實物裝置建設(shè)方案：模型比照實際生產(chǎn)裝置按一定比例縮小后設(shè)計建設(shè)，真實地再現(xiàn)了實際工廠的裝置場景;部分工段和大部分單體設(shè)備可以通人真實物料運行，各個工段的流程均采用當(dāng)前先進(jìn)的工藝方法。

3）全流程仿真建設(shè)方案：軟件按照生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備和流程進(jìn)行模擬仿真，真實地再現(xiàn)了實際生產(chǎn)流程狀態(tài)和行為，可實時準(zhǔn)確地模擬工藝現(xiàn)場，模擬真實故障。

4）本實訓(xùn)工廠管理模式研究：在本實訓(xùn)工廠，學(xué)生模擬企業(yè)員工，實習(xí)指導(dǎo)教師模擬車間主任，實訓(xùn)中心嚴(yán)格按照企業(yè)生產(chǎn)運行模式，實行倒班制度，真正實現(xiàn)了學(xué)崗直通。為學(xué)生搭建起了與企業(yè)進(jìn)行“零距離”接觸的平臺，學(xué)生可以“身臨其境”地去感受現(xiàn)代化工的企業(yè)氛。

5）本實訓(xùn)工廠的建成將是陜西省首套甲醇精細(xì)化（下游產(chǎn)品）生產(chǎn)仿真實訓(xùn)中心，將能很好的銜接榆林學(xué)院的煤制甲醇實訓(xùn)工廠，真正實現(xiàn)現(xiàn)代煤化工仿真實訓(xùn)工廠的全流程;為學(xué)生實踐教學(xué)、企業(yè)人員培訓(xùn)等很好的服務(wù)。

3建設(shè)必要性分析

3.1服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要

榆林被省委省政府定位為我省的高端能源化工基地，也必將是榆林經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐點，高端的能源化工（主要是現(xiàn)代煤化工）產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要充足的人才支撐，需要我們職業(yè)院校培養(yǎng)更多的滿足化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)技能人才，建設(shè)現(xiàn)代化仿真實訓(xùn)工廠是人才培養(yǎng)的需要。目前，榆林學(xué)院已經(jīng)建成60萬t新型煤制甲醇仿真實訓(xùn)工廠，但是工藝路線與榆林地區(qū)現(xiàn)代煤化工企業(yè)的真實生產(chǎn)路線有一定的差距，與現(xiàn)代煤化工延長產(chǎn)業(yè)鏈，開發(fā)多功能產(chǎn)品，精細(xì)化、潔凈化路線差距也很大，因此建設(shè)甲醇下游產(chǎn)品半實物仿真實訓(xùn)工廠是對榆林地區(qū)公共仿真實訓(xùn)工廠的補(bǔ)充和完善。

3.2是我院自身辦學(xué)與發(fā)展的需要

榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院作為榆林市目前唯一一所高職院校，也是陜西省建校時間很晚的一所年輕院校，創(chuàng)建雙一流任務(wù)艱巨，如何建成一流學(xué)院，一流專業(yè)，結(jié)合榆林以能源化工為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)特點和我院應(yīng)用化工技術(shù)一流專業(yè)建設(shè)項目，盡快建成先進(jìn)的現(xiàn)代化工仿真實訓(xùn)工廠，對加快專業(yè)硬件建設(shè)，提高實踐教學(xué)效果、提高社會影響力和社會服務(wù)能力，提高學(xué)生實習(xí)安全系數(shù)，改善目前化工類專業(yè)實訓(xùn)裝置簡單落后的局面，意義重大。如能在3年之內(nèi)建成集教學(xué)、培訓(xùn)、技能鑒定和社會服務(wù)于一體的仿真、開放、共享的現(xiàn)代化工仿真實訓(xùn)工廠，還必將對我院目前進(jìn)行的理實一體化教學(xué)和信息化教學(xué)改革起到積極的推進(jìn)作用，同時也會催生形成一批有分量、有價值的教科研成果。

1）提高教學(xué)效果。化工仿真實訓(xùn)工廠根據(jù)企業(yè)煤化工生產(chǎn)流程和煤制甲醇反應(yīng)裝置，工程化微縮設(shè)計實訓(xùn)裝置，其機(jī)械結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計能體現(xiàn)實際生產(chǎn)的操作流程、運行工作原理及實際現(xiàn)象，并具有故障點設(shè)置、排障、設(shè)備維護(hù)功能，同時揉和現(xiàn)代信息化化工過程檢測控制系統(tǒng)。實訓(xùn)實操裝置可鍛煉學(xué)生實際生產(chǎn)的動手操作能力、故障處理能力、突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力、裝置的維護(hù)檢修能力，能提高學(xué)生的煤化工工藝流程的認(rèn)識能力、安全防范意識。

此外，利用離線、在線化工仿真軟件十分逼真地模擬各種現(xiàn)場操作，場景真實，實物感強(qiáng)，同時避免了真實化工設(shè)備和裝置操作的安全性問題，不會造成嚴(yán)重后果，教學(xué)效果好，可以代替現(xiàn)場實訓(xùn)，克服化工現(xiàn)場實訓(xùn)教學(xué)存在的諸多困難。

2）能有效降低實習(xí)費用。煤化工仿真實訓(xùn)能部分替代學(xué)生工廠實習(xí)，減少實習(xí)時間，把這一部分時間用于仿真訓(xùn)練，不僅效果好，而且能降低學(xué)生實習(xí)費用，減少學(xué)校經(jīng)費開支。

3）可充分支撐“雙證書”（畢業(yè)證和技能證）教育目標(biāo)?；ば袠I(yè)的大部分職業(yè)工種的技能鑒定實操和理論考核均可通過化工實訓(xùn)仿真工廠的仿真軟件和設(shè)備操作來實現(xiàn)。

4）化工實訓(xùn)仿真工廠的煤化工仿真機(jī)房可服務(wù)于技能大賽訓(xùn)練?；し抡鎸嵱?xùn)工廠的三大部分之一就是功能強(qiáng)大的離線在線仿真操作系統(tǒng)，該項目的建設(shè)，可免去過去部分院校建設(shè)單一仿真教學(xué)機(jī)房的弊端，既節(jié)約了費用，又增加了實操功能，實現(xiàn)了仿真操作與現(xiàn)場操作的完美結(jié)合。此外，鑒于化工仿真操作是全國化工類職業(yè)技能大賽競賽項目之一，這樣既可用于教學(xué)，又可用于化工技能大賽訓(xùn)練工作。

4建設(shè)可行性分析

4.1其他院校的建設(shè)經(jīng)驗和運行模式可借鑒

目前國內(nèi)兄弟院校也有很多已經(jīng)建成運行的實訓(xùn)基地，如蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院、內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院、寧夏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院、承德石油?？茖W(xué)校、榆林學(xué)院等，這些學(xué)校的建設(shè)經(jīng)驗為我校建設(shè)提供思路和改進(jìn)的方向。尤其寧夏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院等借助政府專項資金，建成公共實訓(xùn)基地，既提升了本校辦學(xué)實力，提高了教學(xué)效果，又?jǐn)U大了社會影響力和社會服務(wù)能力，值得借鑒。

4.2專業(yè)技術(shù)保證

1）在仿真實訓(xùn)工廠的軟硬件建設(shè)方面，目前國內(nèi)擁有許多技術(shù)成熟、可靠的建設(shè)公司如：杭州言實科技有限公司、浙大中控公司、北京東方仿真公司、陜西環(huán)保智信科技有限公司等。

2）我校目前擁有多家大型煤化工校企合作企業(yè)，化工系現(xiàn)有來自企業(yè)的專業(yè)帶頭人都是之前企業(yè)的煤化工專業(yè)技術(shù)人員，可為項目建設(shè)做技術(shù)把關(guān)與指導(dǎo)，也能很好地對設(shè)備進(jìn)行管理和使用。

4.3項目建設(shè)的資金和場地

1）榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院作為榆林市目前唯一一所高職院校，市政府多次提出為了服務(wù)好地方經(jīng)濟(jì)一定要加大對學(xué)院的投入和支持，在此背景下可以向市財政申請專項建設(shè)資金，為榆林主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)——能源化工的可持續(xù)發(fā)展，市財政支持的可能性也比較大。

2）可以借鑒寧夏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院依托榆林市政府投資建設(shè)榆林市“現(xiàn)代煤化工公共實訓(xùn)中心”的模式爭取市上高等職業(yè)教育專項資金。

5結(jié)語

只要我們緊貼區(qū)域能源化工產(chǎn)業(yè)特點，借助得天獨厚的區(qū)域優(yōu)勢和行業(yè)資源，充分發(fā)揮大型國有企業(yè)高技能人才，高校教師高學(xué)歷的優(yōu)勢，依托地方政府的資金支持，建設(shè)甲醇下游產(chǎn)品半實物仿真實訓(xùn)工廠是必要的、也是可行性。