借鉴工厂操作规程，提高化工基础实验教学质量

2012-09-27赵业军韦咏平张淑珍

河南化工 2012年23期

赵业军，韦咏平，张淑珍

(1.武汉东湖学院生命科学与化学学院，湖北武汉 430212;2.武汉青江化工股份有限公司，湖北武汉 430081)

化工基础实验是我院应用化学专业学生学习、掌握和运用化工基础理论知识必不可少的重要教学环节，它属于工程实验范畴，具有典型的工程特点，担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用;对学生的业务素质和工程能力的培养起着举足轻重的作用［1，2］。我们在化工基础实验教学中，针对化工原理课程的教学特点以及教学过程中面临的问题，结合我院实际情况，通过对同行经验的借鉴［3］、以及学习工厂工艺规程，对如何提高实验教学质量做了一些思考。

1 按工厂操作规程，编写实验讲义

化工基础实验与其他化学实验(如有机和无机实验等)不同，它的特点是具有工艺性和工程性，多数学生第一次接触工程装置的实验，刚进人实验室对于所看到的装置往往会感到新鲜又觉得无从下手。实验室刚建成时，我们选择了国内某著名高校出版的实验教材。但在实验课程开设的过程中发现该教材较为简略，注重学生自主学习，而对实验装置的开、停和正确操作步骤较少提及，学生在操作过程中对各种错误操作行为及其后果缺乏正确认识。而在工厂工艺管理中，任一系统、单元操作，都有明确详细的操作规程以避免错误操作行为带来的严重后果。因此我们针对实验室实验装置和开设的实验内容编写实验讲义，借鉴工厂的操作规程，突出实验装置的开停车操作、正确操作要点、错误操作行为可能引起的后果以及异常现象的原因分析和处理方法等，让学生在进入实验室之前通过预习对实验操作规范有足够的认识。

2 强调实验预习，重点读懂实验装置流程

实验前的预习有利于学生复习课堂教学已经学过的理论知识，同时有利于锻炼学生逻辑思维和构思组织能力。化工基础实验与化工原理实验大同小异，我们要求学生在进入实验室前一定要对实验讲义进行认真的预习，了解实验所要验证的理论知识，对实验装置工艺流程图有充分的认识，同时对实验的注意事项和操作步骤做简要的了解。学生进入实验室后，对照工艺流程图逐一查明实验装置的每一部分，分清楚管线走向，熟悉实验流程，按照讲义熟悉操作步骤，对于装置中一些阀门的开关和注意事项要完全掌握，不明白的要请教老师。

3 按模拟工厂操作规定程序进行规范操作

尽管我们编写了实验讲义，强调预习的重要性，但仍有部分学生没有认真读懂实验流程，想当然进行操作。针对这种情况，我们要求每次实验前学生就自己实验预习情况讲述本次实验的目的、原理和实验操作，老师予以补充，同时借鉴化工企业员工培训熟悉流程的做法——“摸管子”法［4］，引导学生沿着工艺管线实地踏勘工艺节点设备，分辨物料走向以及主辅管道，从而真正弄清楚实验工艺流程。执行此步骤时为保证学生安全，我们在实验开始前断电。学生“摸管子”完成后才给实验装置送电。

为让学生了解不良操作行为可能带来的后果，在实验讲解的过程中注意引入实际例子。比如让学生测量离心泵在出口阀门全关和全开状况下启动离心泵的功率，比较两种情况下功率的差异，并结合教师在工厂的实际工作经验用数据说明离心泵开阀启动可能引起电机负荷过大使电机烧毁。

4 注重数据的记录与分析

在连续生产的工厂中，操作人员必须定时记录生产报表，这些数据往往对生产状况有极大的指导作用，尤其是在生产不正常原因分析时举足轻重。但学生不会有这方面的认识，在实验的过程中，学生往往只记录与实验数据处理相关的数据，对其他的数据视而不见。因此在做自控精馏实验时，要求学生从全回流开始，必须每半小时记录每一块塔板的温度，并要求学生结合t-x-y相图对上述温度进行分析。通过分析，学生发现在其他条件不变时，在全回流、最佳进料位置进料和非最佳进料位置进料三种情况下，每次记录的温度从第一块塔板往下逐板升高，说明从塔顶到塔釜，轻质组分含量逐板下降，而重质组分含量逐板升高;同时比较三种情况下第一块塔板的温度，发现非最佳进料位置进料温度最高，最佳进料位置进料温度次之，而全回流温度最低，这些数据说明同等情况下，全回流分离效果最好，而非最佳进料位置进料分离效果最差。这些都是学生在理论课中学过的内容，现在通过实验得到证实，加深学生对理论的理解。继而引申说明，对于连续生产的化工厂，保持规范的记录，一旦数据与正常操作的数据出现偏差，就可以迅速判断数据不正常的原因并采取相应的处理措施。学生由此也深刻体会数据记录的必要性。

5 鼓励学生发现问题积极思索

在自控过滤实验中，原电动控制工艺流程如图1所示。

图1 自控过滤电动控制工艺示意图

由于电动控制阀在使用过程中出现故障而且短时间不能修复，学生询问实验该如何做。老师鼓励学生集思广益，让他们动脑筋考虑有没有好的解决方法。终于有学生说将电动阀拆掉，只保留一股管道，用手动控制球阀开启度一样可以进行实验。按照这个思路进行管道改造后，实验得以顺利进行。

6 不可忽视“跑、泡、滴、漏”带来的后果

在工厂运行过程中，“跑、泡、滴、漏”往往隐藏着重大的安全、环保、设备隐患，在实验中，绝大多数实验是用水进行实验，学生很少注意“跑、泡、滴、漏”可能带来的后果，即使老师再三强调学生也往往不以为然。但有一次实验过程中学生报告离心泵压力突然上下波动较大且达不到规定流量。现场发现地面有积水，询问原因被告知有一处连接软管一直在滴水但不影响实验。继续问学生是否检查循环水箱的水位，学生说开实验前认真检查过液位正常，泵运转是否正常与循环水箱水位应该没有关系。老师分析离心泵压力突然上下波动较大且达不到规定流量，这是典型的气缚现象，根本症结在于泵出口管道漏水使循环水箱液位下降致使液位低于泵进口管道。学生检查水箱液位果如老师所讲，按程序停泵后向循环水箱加水、泵排气后再启动恢复正常。学生通过这一事例不仅学习了离心泵气缚及处理，也认识到了“跑、泡、滴、漏”可能带来的严重后果，对“跑、泡、滴、漏”现象必须加以重视。