《加氫裂化仿真技術(shù)》在石油化工生產(chǎn)課程中的運(yùn)用

周超超　曾祥梅　張寶玲

摘 要：《加氫裂化仿真技術(shù)》的課程開發(fā)在理論學(xué)習(xí)，學(xué)生實(shí)踐以及教學(xué)資源的優(yōu)化方面起著非常重要的作用，它不僅可以彌補(bǔ)教學(xué)方法和實(shí)踐條件的不足，而且可以與實(shí)際生產(chǎn)緊密結(jié)合，以增強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解，它也可以彌補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的不足，節(jié)省教學(xué)費(fèi)用，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：《加氫裂化仿真技術(shù)》;石油加工生產(chǎn)課程;課程開發(fā)

1 研究背景

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，隨之帶來的是石油的消耗量在快速增長，同時也導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此當(dāng)下迫在眉睫的是生產(chǎn)清潔油品。此外，隨著輕質(zhì)原油的大量使用，世界石油市場的原油在近十余年來重組分明顯增多，原油中的輕組分含量減少，多數(shù)國產(chǎn)原油重質(zhì)組分偏多，多數(shù)原油含500℃以上的減壓渣油可達(dá)40%-50%，并且國產(chǎn)原油的數(shù)量也滿足不了高速發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)的需求，我國的煉油廠原料的重質(zhì)化、劣質(zhì)化的發(fā)展趨勢非常明顯。所以重質(zhì)油的輕質(zhì)化技術(shù)日益受到重視?，F(xiàn)在對石油燃料清潔化的標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，當(dāng)前煉廠所必需要面對的難題是如何利用重質(zhì)化、劣質(zhì)化的原料生產(chǎn)出符合社會需要的清潔化燃料[1]。加氫裂化技術(shù)可以使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氣體、汽油、噴氣燃料、柴油等的過程。加氫裂化原料通常為原油蒸餾所得到的重質(zhì)餾分油，包括減壓渣油經(jīng)溶劑脫瀝青后的輕脫瀝青油。其主要特點(diǎn)是生產(chǎn)靈活性大，產(chǎn)品產(chǎn)率可以用不同操作條件控制，或以生產(chǎn)汽油為主，或以生產(chǎn)低冰點(diǎn)噴氣燃料、低凝點(diǎn)柴油為主，或用于生產(chǎn)潤滑油原料。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好（含硫、氧、氮等雜質(zhì)少）。具有輕質(zhì)油收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，因此得到國內(nèi)外煉油、石化行業(yè)的熱切關(guān)注。

石油化工生產(chǎn)技術(shù)課程中創(chuàng)建的教學(xué)情況實(shí)際上是在高溫，高壓和封閉工藝條件下進(jìn)行的。 無法在校園中復(fù)制它，并且無法達(dá)到培訓(xùn)室的實(shí)際情況。 因此，對于石油加工和生產(chǎn)技術(shù)中高度實(shí)踐的課程，模擬教學(xué)課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)起著重要的作用[2]。

1.1 加氫裂化仿真軟件

由于石油加工是一個連續(xù)的，規(guī)?；纳a(chǎn)，是一個高科技，高風(fēng)險的行業(yè)，因此組織學(xué)生在工廠進(jìn)行專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)時，不允許學(xué)生自己動手操作，基本上，他們是參觀性質(zhì)的學(xué)習(xí)，沒有達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。石油化工模擬系統(tǒng)基于計算機(jī)軟件來動態(tài)模擬石油化工生產(chǎn)過程（或設(shè)備），以便學(xué)生可以在計算機(jī)上操作和控制石油化工生產(chǎn)過程，這非常適合石油化工類學(xué)生實(shí)習(xí)的理想平臺[3]。

加氫裂化仿真軟件使用DCS控制系統(tǒng)。仿真軟件可在計算機(jī)上用于設(shè)備冷態(tài)開車，操作調(diào)整，正常停車，事故處理和其他操作培訓(xùn)。其控制參數(shù)與工參數(shù)一致。它帶有計分系統(tǒng)，可以重復(fù)操作，訓(xùn)練。通過加氫裂化仿真操作系統(tǒng)，學(xué)生可以掌握加氫裂化的工藝流程，了解常用的設(shè)備和工藝流程，例如反應(yīng)器，高低壓分離器，分餾塔等;熟練操作加氫裂化開車和停車步驟，通過手動和自動控制，掌握過程指標(biāo)的調(diào)整方法，并了解內(nèi)操和外操工作的職責(zé)。通過DCS仿真軟件，可以在校園內(nèi)運(yùn)行真實(shí)的石化企業(yè)的內(nèi)操工作，由此使加氫裂化的教學(xué)做到教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合。

2 《加氫裂化仿真技術(shù)》教學(xué)實(shí)踐

2.1《加氫裂化仿真技術(shù)》課程建設(shè)

《加氫裂化仿真技術(shù)》是以石化企業(yè)中的加氫裂化裝置為切入點(diǎn)，充分利用化工仿真軟件中的資源，系統(tǒng)學(xué)習(xí)用計算機(jī)軟件來控制化工生產(chǎn)的概況，特點(diǎn)及其發(fā)展的方向。學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握加氫裂化仿真DCS（Distributed Control System）集散控制系統(tǒng)，通過控制畫面及各種閥門的基本操作方法，掌握加氫裂化反應(yīng)原理、生產(chǎn)工藝流程及各類工藝設(shè)備、控制儀表等特點(diǎn)，初步具備石油化工行業(yè)100萬t/a加氫裂化裝置的開車、停車，產(chǎn)品質(zhì)量的DCS控制及事故處理的能力。

《加氫裂化仿真技術(shù)》課程建設(shè)實(shí)施步驟：第一，由專業(yè)教師深入行業(yè)進(jìn)行企業(yè)調(diào)研，調(diào)研職業(yè)崗位需求，獲得本行業(yè)崗位的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技能需求;第二，結(jié)合加氫裂化生產(chǎn)裝置的任務(wù)分析，以崗位要求作為依據(jù)，要求的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為主線，最終得出職業(yè)能力的需求;第三，以基于工作過程的開發(fā)與設(shè)計，以工作過程為基礎(chǔ)，以工作實(shí)踐為起點(diǎn)，設(shè)計出一套本課程的教學(xué)大綱和教學(xué)任務(wù)（見表1）;第四，課題組依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，組織開發(fā)教學(xué)過程中使用到的各種教學(xué)資源;第五，依托仿真軟件平臺，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)資源進(jìn)行教學(xué)過程設(shè)計，采取項(xiàng)目引導(dǎo)-任務(wù)驅(qū)動等教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐;第六，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及反饋，專家小組的意見等進(jìn)行優(yōu)化。

2.2《加氫裂化仿真技術(shù)》課程教學(xué)

（1）教學(xué)過程中，創(chuàng)設(shè)工作情境，布置工作任務(wù)，充分使用計算機(jī)仿真平臺“單機(jī)練習(xí)”和“聯(lián)網(wǎng)考核”兩種模式，學(xué)生們可以進(jìn)行各種崗位操作，重點(diǎn)對冷態(tài)開車、正常停車、事故處理進(jìn)行反復(fù)操作訓(xùn)練;通過加氫裂化裝置仿真聯(lián)系提高學(xué)生對化工過程的理解能力，使其初步形成化工生產(chǎn)過程的分析能力和職業(yè)技能，為適應(yīng)工作崗位打下扎實(shí)基礎(chǔ)。

（2）以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，堅持理論與實(shí)踐相結(jié)合，采用“教學(xué)做”一體化的綜合教學(xué)模式，任務(wù)驅(qū)動法，并將課程學(xué)習(xí)與煉油廠實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合在一起，在完成任務(wù)的同時，引領(lǐng)學(xué)生做中學(xué)、學(xué)中做，在模擬環(huán)境中掌握知識和技能，以提高學(xué)習(xí)效果。首先，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，教師通過仿真軟件模擬生產(chǎn)過程，解釋生產(chǎn)技術(shù)的原理，方法和過程，著重于實(shí)際要點(diǎn)和實(shí)際生產(chǎn)過程要求以及工作步驟和方法。然后，指導(dǎo)組織學(xué)生分組學(xué)習(xí)，并按照老師的指示自行完成項(xiàng)目任務(wù)，并發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐技能。在執(zhí)行任務(wù)中，學(xué)生是主體和主要實(shí)施者。教師僅扮演監(jiān)督和指導(dǎo)的角色。教師應(yīng)及時評估檢查過程和結(jié)果，并在任務(wù)執(zhí)行過程中為學(xué)生提供必要的指導(dǎo)。在任務(wù)完成過程中，必須堅持以學(xué)生為主體，教師為輔的特點(diǎn)。采用基于項(xiàng)目的教學(xué)，注重“任務(wù)驅(qū)動”，并將啟發(fā)式，討論，案例分析，角色扮演等方法納入整個教學(xué)過程，激發(fā)興趣，培養(yǎng)積極的學(xué)習(xí)習(xí)慣，訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力。分析和解決問題，以實(shí)現(xiàn)愉快的教學(xué)。

（3）教學(xué)過程中，利用仿真軟件、多媒體等教學(xué)資源，鼓勵學(xué)生善于利用網(wǎng)上資源、多媒體技術(shù)以及圖書館資源查到教學(xué)相關(guān)信息。關(guān)注加氫裂化裝置技術(shù)、工藝、設(shè)備發(fā)展趨勢，努力培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力和創(chuàng)新精神。

（4）改革傳統(tǒng)的學(xué)生評價手段和方式，關(guān)注學(xué)生的職業(yè)能力培養(yǎng)。采用課程綜合考核評價體系，制定科學(xué)合理的評價標(biāo)準(zhǔn)，遵循能力本位、開放式考核及過程化考核原則。

2.3《加氫裂化仿真技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)操作

（1）緊密結(jié)合理論教學(xué)

理論教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)緊密相連，可以將加氫裂化仿真模擬培訓(xùn)與專業(yè)基礎(chǔ)理論教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)理論知識的同時深刻理解理論知識在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

（2）緊密結(jié)合化工單元實(shí)訓(xùn)

進(jìn)行了加氫裂化仿真操作和單元操作培訓(xùn)，不僅每個人都能自己操作，而且大大提高了操作熟練程度和控制生產(chǎn)條件的能力。

（3）緊密結(jié)合化工職業(yè)技能鑒定

通過加氫裂化實(shí)踐教學(xué)和職業(yè)技能的有效對接，將職業(yè)崗位證書的技能要求納入實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容。

（4）緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際

將實(shí)習(xí)與仿真培訓(xùn)相結(jié)合，使學(xué)生可以進(jìn)入工廠實(shí)習(xí)并進(jìn)行仿真練習(xí)，以便學(xué)生了解實(shí)際的生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)過程和生產(chǎn)條件，然后親自模擬生產(chǎn)過程以進(jìn)行仿真操作。

（5）加強(qiáng)教師生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的培訓(xùn)

老師可以深入了解公司的生產(chǎn)一線，了解公司的最新加氫裂化生產(chǎn)技術(shù)，并引導(dǎo)學(xué)生有針對性地進(jìn)行仿真培訓(xùn)，以便學(xué)生可以切實(shí)有效的掌握工藝。 這也提高加氫裂化仿真訓(xùn)操作的教學(xué)質(zhì)量。

（6）帶著問題去探索

在加氫裂化仿真操作練習(xí)過程中，我們必須不斷提出問題，讓學(xué)生分析，思考，然后解決問題。

3 結(jié)論

《加氫裂化仿真技術(shù)》的開展對理論學(xué)習(xí)、學(xué)生實(shí)踐以及優(yōu)化教學(xué)資源都起了很重要的作用，不僅可以彌補(bǔ)教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)條件的不足，與實(shí)際生產(chǎn)緊密結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生對理論知識的理解，還可以彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的不足，節(jié)省教學(xué)經(jīng)費(fèi)。

（1）把《化工原理》、《儀表自動化》、《石油加工生產(chǎn)技術(shù)》等相關(guān)理論課貫穿起來有效學(xué)習(xí)。

（2）對于即將畢業(yè)進(jìn)入工廠的高職學(xué)生來說是一個很好的過渡，通過仿真實(shí)訓(xùn)的教學(xué)可以普遍提高其學(xué)習(xí)效率，使其在心理和技能方面就業(yè)適應(yīng)期為零，進(jìn)入工作崗位后迅速進(jìn)入角色，更受企業(yè)青睞。

[參考文獻(xiàn)]

[1]高飛，于會泳，楊有亮.《淺議加氫裂化技術(shù)的發(fā)展》[J].石化技術(shù)，2010（2）：? 67-70.

[2]王瑞，龔黎黎.《仿真教學(xué)在石油加工生產(chǎn)技術(shù)課程中的應(yīng)用》[J].課程教育研究，2017（14）：38-39.

[3]杜剛.基于工作過程的《石油加工生產(chǎn)技術(shù)》課程開發(fā)[J].職業(yè)技術(shù)，2015，14（10）：45-47.

（作者單位：山東化工職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 261100）