工程硕士研究生化学反应工程分析课程的思考

发布于:2021-06-14 16:32:59

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20 08 年 第 1 期 ( 总 第 9 9期 )

工程硕士研究生化学反应 工程分析课程的思考
应卫勇, 许志美, 房鼎业, 朱开宏
( 华东理工大学 化工学院, 上海 200237)
[ 摘 要] 化学反应工程分析课程是化学工程领域工程硕士 研究生的学位必修课。本文介绍了化 学反应工 程分析课程的作用、 数学模型方法和教材, 提出了化学反 应工程分析课程建设的内容, 如 因材施教, 案例 分析, 网站建设, 教学管理, 教师队伍和教学讨论等。 [ 关 键词] 工程硕士; 化学反应工程分析; 课程建设

T hinking on Analysis of Chem ical React ion Eng ineer ing for M ast er of Engineering
Ying Weiyong, Xu Zhimei, Fang Dingye, Zhu Kaihong
Abstract: A naly sis of Chem ical Reactio n Engineer ing is the course of master degr ee of eng ineering in the specia lty o f Chemical Eng ineering . T he function, method of mathematical model and text of A naly sis of Chemica l Reactio n Eng ineering ar e intro duced. T he co nstr uction o f the cour se is presented, such as teaching acco rding to the char acteristics of students, case ana lysis, establishment of web- side, manag e ment o f teaching , g ro up of t eacher and discussion. Key words: M aster o f eng ineering ; A nalysis o f Chemical Reaction Engineering ; Cour se constructio n

化学反应工程分析是化学工 程领域 工程硕 士研究 生 的学位必修课, 本 课 程以 化学 反应 工程 的基 本原 理为 基 础, 为已具备反应 工 程知 识的 学生 拓宽 反应 工程 分析 方 法, 增强学生的工程分析和解决工程实际问题 的能力。 一、 工程硕士研究生的特点 ( 一) 年龄较大 工程硕士研究 生的 报考 条件 是: 获得 学士 学位 后 具 有三年以上工程实 践经 验, 或 获得 学士 学位 后工 作经 历 虽未达到三年, 但具有四年 以上工 程实践 经验, 或具有 国 民教育系列大学本 科毕 业学 历, 且 具有 四年 以上 工程 实

践经验, 即通常所说的, 大学毕 业, 工作年 限达到四 年, 具 有工程实践经验。但实际上, 对于 企业而 言, 希 望骨干 人 员报考工程硕 士研 究生。 因此, 从 大学 毕业 后到 企业 工 作, 先 从基 层翻班 开始, 经 过自己 的努 力和企 业培 养, 通 常需要一段时间才能达到企 业骨干。工 程硕士 班学生 的 年龄通常在 30~ 45 岁之间。 ( 二) 入学考试全国联考 工程硕士研究生入学资 格考试 全国联考 。入学资 格 考试内 容由四 部分 组成: 语 言表达 能力、 学基础 能力、 数 逻辑推理能力和外语应用能 力。业务课 考试由 我校自 行

[ 作者简介] 应卫勇( 1957 ) , 男, 教 授, 博 导, 博 士; 许志美( 1962 ) , 男, 副教 授, 硕 导, 在 职博士 生; 房鼎业 ( 1941 ) , 男, 教 授, 博导; 朱开宏( 1943 ) , 男, 教授, 硕导。 -

工程硕士研究生化学反应工程分析课程的思考 组织考试, 还 有专 业综 合复 试。所 以能 考取 工程 硕士 研 究生, 既是企业的骨干, 又是 学业上 *渭獾摹 原来读 的 大学很 多是名 校, 如浙 江大学、 东理 工大学、 连理 工 华 大 大学、 华南理工大学、 四川大 学等。当时 在大学 本科学 * 时, 大多是化学工程与工艺 专业( 在专业 调整前 为化学 工 程、 有机化工、 无机化工、 油加工、 化工等专 业) , 还 有 石 煤 些是在读书时读的是化工机械、 境工程 等专业, 现在 从 环 事的是化学工程与工艺相关的领域。 ( 三) 企业骨干 大中型企业通 过选 派骨 干人 员, 进行 工程 硕士 专 业 学位教育, 达到培养工程技术和工程管理 人才的目的。很 多企业都很 注重 人力 资源 的投 入, 使人 力资 源可 持续 使 用, 企业可持续发展。而企业员工在成为企业骨干后, 希望 争取到工程硕士培养的机会, 渴望能继续 深造。如镇海 炼 化公司工程硕士班 的学 生, 大 多来 自于 炼油 一部 至五 部 以及化工 事业部 , 工 作年 限在 8~ 12 年, 有的 甚至 更长, 这些学生有丰富的 工作 经验 , 分别 管理 着大 型设 备和 装 置, 部分学生是镇海炼化公司的中层干部和培 养对象。 ( 四) 进校不离岗 工程硕士培养采取/ 进校 不离岗0 的 方式在 职攻读 工 程硕士专业学位, 不是全 日制脱 产学*。 这样, 企业的 生 产不会因骨干人员 去学 *而 受到 影 响, 工程 硕士 研究 生 不离生产岗 位修 读 必要 的 学 分和 完 成工 程 硕 士学 位 论 文。工程硕 士研究 生要 处理 好工 作与 学* 的矛 盾( 简 称 工学矛盾) 。针对/ 进 校不离岗0 的 特点, 课程采 取集中 式 教学方 式, 上海地 区的 学生在 周末、 一、 五 十一等 节假 日 到学校 学*, 外地 的工 程硕士 班, 学校 派教师 在周 末、 节 假日去上课, 化学反应工程 分析通 常分三 个周末上 完, 然 后再进行复*、 试。工 程硕 士研 究生 学* 和工 作的 压 考 力很大。 二、 化学反应工程分析课程的作用 ( 一) 课程作用 化学反应工程分析是化学工 程领域 工程硕 士研究 生 的学位必修课, 是化学工程、 化学 工艺研 究方向 的核心 课 程。课程以化学 反应 工程 的基 本原 理为 基础, 以 化工 生 产为背 景, 运用数 学模 型方法, 重 点对 反应过 程、 反应 动 力学、 传递 过程、 大型 反应 器等进 行案 例分析, 培 养工 程 硕士研究生运用化学反应工程基 本原理 和数学 模型方 法 解决工业反应过程 开发、 反应 器设 计与 操作 中遇 到的 实 际问题, 增强工程 硕 士的 工程 分析 和解 决工 程实 际问 题 的能力。 ( 二) 与/ 化学反应工程0 的关系 在本*萄е, 化 学反 应工 程课 程内 容的 讲授 重 点 是阐明基本原理, 强调方法 论教学, 列举 化工过 程开发 中 的一些实例, 通过科学思维 和工程 分析, 提高学 生的认 知 能力。讲授 内容 为基元 反应 化学动 力学 ( 0 级、 5 级、 0. 1 级、 5 级 、 级) 、 歇反 应器、 1. 2 间 理想 流动 反应 器、 反应 过

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程中的热量 和 质量 传 递等 基 本 理论, 重点 讲 清 原理、 概 念, 进行简要计算, 打好化学 反应工 程基础。采 用的教 材 是朱炳辰主编的5化学反 应工程6 [ 1] 和 张濂、 许志美 、 向 袁 前编写的5 化学反应工程原理6 。 [ 2] 工程硕士 研究 生 化学 反 应工 程 分 析 课程 以 石 油 加 工、 本有 机化工、 成氨 生产、 基 合 新能 源化 工中的 化学 反 应过程为背景, 重点讨论复 杂反应 体系的 化学*衡 、 杂 复 反应体系动力学、 化学反应 过程的 优化、 化学反 应器中 的 微观混合、 气固相催化反应 器的数 学模型、 气液 固三相 反 应器的数学模型等。化学反应 工程分析 以反应 工程原 理 为基础, 重在对工业反应过程和反应器的 案例进行分析。 ( 三) 数学模型方法 化学反应工程涉及诸多影 响参数以 及参数 之间相 互 作用的复杂关系, 如化学反 应与传 质、 热过程 的相互 交 传 织, 流体流 动状 况, 化 学 反 应速 率 与温 度 的非 线 性 关 系 等, 只有用数学 模型 来描 述化 学反 应过 程各 参数 之间 的 关系, 然后用 数学 方法 模拟 反应 过程。 数学 模型 方法 包 括数学模型的 建立、 型的 求解 和模 拟分 析。数 学模 型 模 的建立基于对反应 过程 规 律性 的认 识, 是数 学模 型方 法 的基础; 数学模 型的 求解 是数 学方 法和 数值 计算 在反 应 工程中的应用, 电子 计算 机在 模型 求解 中发 挥巨 大的 作 用; 数学模拟分析则是对反 应过程 模拟计 算、 析各参 数 分 之间的关系, 结合实验或工 业生产 数据, 寻求优 化和进 行 工程放大。化学反应工程分析 是将数学 模型方 法贯穿 课 程的始终, 教学中涉及复杂 反应体 系化学 *衡模型 、 应 反 动力学模型( 包 括复 杂反 应体 系动 力学 模型 ) 、 观混 合 微 模型、 催化反应器的数学模型等。 ( 四) 教材 化学反应工程 分析 课程 使用 朱开 宏编 著的5 工业 反 应过程分 析导 论6,
[ 3]

2003 年 由 中 国 石 化 出 版社 出 版。

5 工业反应过程分析导论6 得到 上海市研 究生教 育专项 经 费的资助, 是上海市学位办 审核通 过资助 的、 向全国 硕 面 士研究生, 特别是工程硕 士研究 生使用 的教材。5 工业 反 应过程分析 导论6 以 工 业反 应 器中 化 学 反应 与 流动、 传 热、 传质等传递过程的相互 影响为 主线, 阐述化 学反应 工 程基本原理, 并 用大 量实 例说 明反 应工 程基 本原 理在 工 业反应过程分析中的应用。全 书内容 共九章, 分别 为: 绪 论, 化 学反 应的热 力学 和动力 学, 均相 反应器, 返 混和 停 留时间分布, 化 学 反 应过 程 优化, 化学 反 应器 的 微 观 混 合, 气 固相 催化反 应与 反应器, 气 液相 反应与 反应 器, 化 学反应器的热 稳定 性和 参数 灵敏 性。在 讲授 课程 时, 对 上述内容作适当取舍和增加。 三、 化学反应工程分析课程建设内容 ( 一) 因材施教 一定要根据工程硕士研究 生的特点 开展化 学反应 工 程分析的教学。归纳起来, 工程硕 士研究 生的特 点是: 1. 年龄上 参差不 齐, 有丰 富的 工程实 践经 验, 理解能 力强,

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工程硕士研究生化学反应工程分析课程的思考 化学反应工程分析课程学*进行小结。 ( 五) 教师队伍 自 1998 年 以来, 化工学院教 师承担了工 程硕士研 究 生化学反应工程分析课程的 教学任 务。对于化 学工程 领 域的化学工程研究方向, 该 课程由 朱开宏 教授主讲 , 化 学 工艺领域由房 鼎业 教授、 惠新 教授 主讲。 三位 教授 是 翁 化学工程与工艺的前辈, 在 教学、 科研第 一线耕 耘四十 余 年, 硕果累累, 桃 李满 天下, 现 在已 超过 65 岁了, 已 从 工 作岗位慢慢退下来。现在给工 程硕士研 究生讲 授该课 程 的有应卫勇教授和许志美副 教授。应卫 勇教授 担任本 科 生化学反应工程部 分章 节 教学、 学硕 士研 究生 高等 反 工 应工程的主讲教授; 许志美 副教授, 担任 本科生 化学反 应 工程主讲教授。 树立 工程 硕士 的质 量品 牌, 保证 课程 教 学质量, 要重视教师队伍 建设。教 师要与 企业合作 , 与 学 生有交流, 潜心教学, 同时要以 丰富的研 究经历 与成果 作 为课堂教学的后盾。 ( 六) 教学讨论 定期或不定期 开展 教学 讨论, 了 解工 程硕 士研 究 生 入学考试情况, 了解企业开 办工程 硕士班 的教学要 求, 了 解工程硕士研究生 的动 向; 研 究根 据不 同要 求而 展开 的 课程教学。教师 之间 开展 交流, 分 析工 程硕 士研 究生 学 *情况。开展教 学研 究, 撰写 教学 论文。 开展 教师 与 工 程硕士研究生之间的教学交 流, 教 师讲授 课程有 的放矢, 工程硕士研究生学*课程有 方向。教学 讨论也 可以网 络 讨论( BBS) 的形式进行。 华东理工大学研究生院和 化工学院 十分重 视工程 硕 士研究生的课程体 系规 划 和课 程建 设, 工程 硕士 研究 生 化学反应工程分析课程建设 已经立 项。根据化 学反应 工 程分析课程的重要性, 在课 程建设 委员会 专家的 指导下, 化工学院争取将化学反应工程 分析课程 建成校 内精品 课 程。 参考文献: [ 1] 朱炳辰. 化学反应 工程[ M ] ( 第四版) . 北京: 化学工 业 出版社, 2006. [ 2] 张濂, 许志美, 袁 向前. 化学反 应工程 原理[ M ] . 上海: 华东理工大学出版社, 2000. [ 3] 朱开宏. 工业反应过 程分析 导论[ M ] . 北京: 中国石 化 出版社, 2003. [ 4] 朱炳辰, 翁惠新, 朱子彬. 催化 反应工 程[ M ] . 北 京: 中 国石化出版社, 2001. [ 5] 朱开宏, 袁渭 康. 化学反应工程分析[ M ] . 北京: 高等 教 育出版社, 2002. [ 6] L evenspiel O. Chemical React ion Eng ineering ( 3r d Edition) [ M ] . New Y ork: Jo hn W iley & Sons, 1999. ( 责任编辑: 张明德)

但记忆能力下降; 2. 原所学 专业不 一, 有 的是化 学工程 与 工艺专 业, 有的化 工基 础课程 学得 较少, 即 基础不 一样, 但现在都在从事化工过程、 化工设 备、 工管理 等技术 和 化 管理工作; 3. 学*任务繁 重, 工 作压力 更重, 来听 课之前, 都得把部门工作布 置好, 在听 课过 程中 还会 有突 然的 事 情要处理。考虑 到这 些特 点, 我们 得兼 顾基 础较 薄弱 的 学生与本来 就是 化 学工 程 与 工艺 毕 业的 学 生 之间 的 差 异, 讲授课程时要 把 握基 本原 理和 工业 反应 过程 案例 分 析的有机结合, 还应体现教学过程和目标要求 的统一。 ( 二) 案例分析 化学工程领域的工程硕士研 究生很 多来自 于大中 型 企业, 如中国石化以及翼下 的石化 分公司、 化工 设计研 究 院、 行业集团公司等, 这些企业生产规模很大, 设备 与装置 大型化, 有些设备是从国外进口的。结合化学反应 工程基 本原理, 重点讲解一些过程开发、 反应 器模型、 置的系 统 装 优化等案例, 会取得很好 的效果。 在课程 讲授中, 逐步 积 累案例分析。设 想在 复杂 反应 体系 化学 *衡、 学反 应 化 动力学、 观混合、 学反 应过程 优化、 固相催 化反 应 微 化 气 器数学模型、 气液固三相反应过程等建立教学 案例。 ( 三) 网站建设 由于地域关系, 工 程硕 士研 究生 的课 程学 *采 取 集 中式较多, 与教师交流相对 集中在 教师去 上课的 时间里。 还有, 研究设计部门的学 生, 经常出 差。为方便 工程硕 士 研究生的学*, 拟建设化学 反应工 程分析 课程网站, 对 学 生开放。化学反应工程分析课程 网站的 内容包 括教学 大 纲、 教学日历、 任课教师介绍、 教材与 参考书 目介绍 ( 有 电 子教材最好) 、 教案等, 对于 化学工 程领域 工程硕 士介绍、 工程硕士研究生 招生 简章 等也 可以 通过 课程 网站 链接。 学生点击课 程 网页, 可以 学 *课 程 内容; 采用 网 络 讨 论 ( BBS) 的形式, 学生提出问题, 教师解 答; 网 络可以记录 学 生点击网页的情况。课程网站的 建设有 利于工 程硕士 研 究生学*。 ( 四) 教学管理 教学管理内容之一是完备 教学文 件, 如教学大 纲、 教 学日历、 教案的增补、 修改等。这 是任课 教师在 接到工 程 硕士研究生课程讲授任务之 后就要 完成的。其 次是工 程 硕士研究生学*化 学反 应工 程分 析 的名 单, 也可 以发 布 在研究生院教学管 理网 页的 课程 选 修里, 最 好是 有学 生 的情况介绍。工程硕士研究生来 自于企 业生产 管理的 第 一线, 大部分学生是企业技 术骨干 或担任 领导职务, 缺 课 现象比较 严重。 教学 管 理 的第 三 个内 容 是敦 促 学 生 学 *, 记录学生学*情况。很 多工程 硕士班 办在企业, 企 业 有管理人员参与管理, 这时 管理人 员要提 前通知, 缺课 学 生要补课, 有了课程网站, 补课 容易了, 出 差也可 以学*。 考务管理也是教学管理内容之 一, 做好试 卷命题、 考场 纪 律、 录考 试人数、 改卷 子、 记 批 成绩录 入以 及成绩 分析 等 多个环节。教学管理的最后一个 内容是 对本工 程硕士 班


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