何灝彥

（湖南省化工職業(yè)技術學院化工系，湖南株洲 412004）

0 引 言

《化工單元操作》（又名《化工原理》）是一門所有化工類及相關專業(yè)學生必修的專業(yè)技術課，其主要內容是以化工生產中的物理加工過程為背景，依據(jù)操作原理的共性，分為若干單元操作過程，如精餾、吸收、傳熱等，以便于學習各單元操作的基本原理、基本計算、典型設備及生產中的操作控制方法。

精餾是化工生產中液體混合物分離的常用方法，技術成熟，應用廣泛?！熬s實訓”可讓學生掌握精餾的操作使用方法，了解影響精餾過程的因素，并完成指定的生產任務。

職業(yè)教育的目標是培養(yǎng)具有較強實際動手能力和良好職業(yè)素質的技能型人才，而實訓是培養(yǎng)這種能力和素質的關鍵環(huán)節(jié)。我們根據(jù)高職教育的特點和要求，按照 “工作過程系統(tǒng)化”課程開發(fā)方法，依照 “先進性、實用性、工程性、多樣性、可行性”的原則，開發(fā)了雙塔 （板式塔、填料塔）精餾的實訓裝置，并以此為紐帶設計教學過程。

1 裝置功能

1.1 能夠完整體現(xiàn)工業(yè)化精餾分離過程

（1）能滿足工藝類、機械類及過程控制類專業(yè)學生認識實習要求；

（2）能了解化工生產裝置的設計、安裝、安全運行、工藝控制、風險預防方面的基礎知識，知曉化工生產過程的嚴肅性和生產操作人員所擔負的責任；

（3）能了解化工裝置的設備清洗、故障判斷和緊急情況的處理等方法，能進行裝置開、停車、運行等操作演練，能工業(yè)化加工生產真實的化工產品。

1.2 工藝實訓

（1）能考查溫度、壓力、進料量、進料位置、進料組成、回流比等對精餾分離過程的影響；

（2）能測定全回流和不同回流比條件下，板式精餾塔的理論塔板數(shù)Nt和填料精餾塔的等板高度HETP；

（3）除能夠進行常規(guī)連續(xù)精餾操作和間歇精餾操作外，還能夠進行單塔操作、串聯(lián)操作、組合操作及常壓操作、真空操作。

1.3 化工機械實訓

（1）能夠進行化工典型設備的安裝、檢修及設計實訓；

（2）能夠進行設備的平面、立面布置及相關繪圖實訓。

1.4 化工過程控制實訓

（1）具有系統(tǒng)信號聯(lián)鎖保護功能，系統(tǒng)可及時報警并自動安全停車；

（2）能反映精餾塔、換熱器、泵等典型工藝設備的控制原理與方案，能感知檢測傳感裝置及其安裝、選型方法；

（3）能手動控制主要設備的啟、停，或由DCS操作、控制并顯示運行狀態(tài)。

1.5 生產性實訓

（1）能考查由精餾分離過程組成的典型化工系統(tǒng)的運行；

（2）能考查系統(tǒng)中各點壓力、物料及能量的平衡問題；

（3）能考查各主要操作因素改變對生產系統(tǒng)的影響；

（4）能夠正常、安全、長周期運行，滿足連續(xù)操作要求。

2 裝置特點

（1）可進行板式精餾塔和填料精餾塔的性能、功效對比；

（2）可進行工業(yè)化生產，操作方式多樣（串聯(lián)或并聯(lián)、連續(xù)或間歇）；

（3）具備手動和DCS自動控制；

（4）采用循環(huán)冷卻水，殘液預熱料液，大大節(jié)約實訓時水電的耗用量；

（5）采用動畫、錄像等多媒體手段，實現(xiàn)設備結構、工作原理及操作過程的展示與講解，做到實物操作與仿真培訓相結合。

3 裝置在教學中的應用

3.1 教學設計

根據(jù)職業(yè)崗位的技能需求，以專業(yè)知識和技術應用能力、自主學習能力、創(chuàng)新能力及綜合職業(yè)素質培養(yǎng)為教學目標，以酒精—水溶液或醋酸—水溶液為生產對象，按照 “工作過程系統(tǒng)化”課程開發(fā)方法，遵循 “行為導向”、“因材施教”原則，將 《化工原理》、《化工裝備》、《電器與儀表》等課程的相關知識有機融合（精簡理論，注重生產實用），以雙塔精餾實訓裝置為紐帶進行理（論）實（踐）一體化、 “教、學、做、訓、評”相結合的 “精餾模塊”的教學設計，見表1。

表1 “精餾模塊”的教學設計表

教學中注重營造化工工業(yè)化生產的真實工作情境，以真實工作任務為項目組織教學，注重教學過程的趣味性、直觀性、激勵性；采用開放式、互動式教學，充分發(fā)揮學生的主體作用，引導、督促學生自主學習，激發(fā)學生學習的積極性；讓學生自主設計、策劃、完成并評價整個操作過程，將形成性評價與終結性評價相結合；讓學生通過獲取技術信息、設計生產方案、制定操作規(guī)程、真實操作等完整生產實踐過程，來掌握技能、獲得知識，積累經驗和培養(yǎng)職業(yè)素質。

3.2 操作任務

（1）根據(jù)生產任務進行最小回流比的計算，再根據(jù)現(xiàn)場情況選擇適宜的回流比；

（2）簡要敘述精餾操作中氣—液相流程，指出精餾塔塔板、導流管、塔釜再沸器、塔頂全凝器等主要裝置的結構及作用，了解傳質與傳熱過程；

（3）獨立地進行精餾崗位開、停車工藝操作（包括開車前的準備、電源的接通、冷卻水量的控制、加熱溫度的控制等）；

（4）進行全回流操作，通過觀測儀表對全回流操作的穩(wěn)定性作出正確的判斷；

（5）進行部分回流操作，通過觀測儀表對部分回流操作的穩(wěn)定性作出正確的判斷，按照生產要求達到規(guī)定的產量指標和質量指標；

（6）及時掌握設備的運行情況，隨時發(fā)現(xiàn)、正確判斷、及時處理各種異常現(xiàn)象，能進行緊急停車操作；

（7）正確使用設備、儀表，及時進行設備、儀器、儀表的維護與保養(yǎng)；

（8）培養(yǎng)應用現(xiàn)代信息技術的管理能力，采用DCS集散控制系統(tǒng)，應用計算機對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集、監(jiān)控和處理；

（9）正確填寫生產記錄，及時分析、處理工藝數(shù)據(jù)；

（10）了解、掌握工業(yè)現(xiàn)場的生產安全知識；

（11）了解節(jié)能降耗的途徑和方法，提高設備的生產效率。

4 結 語

通過上述基于工作過程的雙塔精餾的開發(fā)與教學應用，創(chuàng)設了真實的學習情境，實現(xiàn)了理實一體化的教學，進行了 “教、學、做、訓、評”

相結合的教學方法的改革創(chuàng)新，做到了現(xiàn)代信息技術和控制技術在教學中的應用，培養(yǎng)了學生的操作技能，提高了學生的職業(yè)素質，提高了課程的教學水平與教學質量，促進了化工類專業(yè)的建設和發(fā)展，取得了較滿意的效果。

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