化工類畢業論文範文
改革開放以來，我國化工行業發展迅速，為國民經濟發展做出了重要貢獻。同時，我國化工行業經營環境也日趨複雜，面臨的風險和安全隱患也越來越大。下面是小編為大家推薦的化工類畢業論文，供大家參考。
一：化學工程學科叢集分析
一、我國化學工程與技術專業學科叢集現象
經過調查統計,我國共有100多所高校招有化學工程與技術專業碩士研究生,該專業研究方向過多,一個專業出現87個研究方向。研究方向的劃分有的甚至是跨學科的。如化學工程與技術專業是屬於工學的,應用化學專業是屬於理學,可應用化學居然是化學工程與技術專業的一個研究方向。同屬於一個研究方向,研究方向的名稱也是多樣化的,缺乏統一標準,如安徽大學、南昌大學的綠色化學工程,上海大學就稱為綠色化學與工藝。為了解決上述問題,我們請教了化工領域的專家,給這87個研究方向做一個歸類,分為9個大的方向***表1***。由表1可以發現我國化學工程與技術專業是存在學科叢集現象的,表現在:專業的學科建設,已經不單是化學工程的問題,而涉及到了化學化工研究的所有領域,包括應用化學、環境化工、工業催化、資源與材料工程、新能源技術、生物工程與技術、過程系統工程、油氣加工及石油化工等。我國化學工程與技術專業學科叢集的力度較大,表現在:各個高校的研究方向基本上都比較多,如清華大學、中國礦業大學、北京工業大學、北京理工大學、華南理工大學、華東理工大學、上海大學等高校,其研究方向都是傳統與現代並存,傳統化學化工的研究方向所佔比例較大,如化學工程,包含的研究方向較多。部分代表21世紀化學化工發展方向的研究方向,在很多學校都受到重視,如資源與材料工程,研究方向也比較多。
二、化學工程與技術專業學科叢集的創新及競爭優勢
本文選擇山西省高校做研究,分析其師資力量情況,以分析化學工程與技術專業叢集的創新及競爭優勢。山西省作為我國化工3大生產基地,化學化工產業是山西省的支柱產業,化學化工專業是山西省高校、特別是工科院校的學科優勢之一。選擇山西大學、中北大學、太原理工大學的化學化工學院為樣本***見表2***,按照前文對學科叢集的認識,這些學院都有9個以上相關專業和研究方向,已經形成了一定的學科叢集規模。其中論文指該學院教師被SCI、EI、ISTP3大檢索刊物收錄的論文數。中北大學的資料包含了CA論文。山西大學的資料不包括ISTP論文。專著指該學院教師出版的學術專著數,不包括教材。專案及獎項指該學院教師申請的省部級以上專案、經費及省部級以上獎項。發明專利指:該學院教師申請並且授權的發明專利。3所高校的化學化工學院擁有一定數量的教授和博士生導師,博士學位的教師也佔到了較大比例。3所學院教師的科研成果也較為可觀,被3大檢索刊物收錄的論文數量較多,出版了一定數量的專著,申請了一定數量的國家自然科學基金專案。山西大學化學化工學院承擔了國家自然科學基金的重大攻關專案,以及“863”專案,甚至獲得了國家科技進步獎和國家技術發明獎二等獎各1項。中北大學化學與環境學院承擔過“973”專案,獲得過國家技術發明二等獎1項,三等獎2項,國防科學技術一等獎2項。中北大學和山西大學還擁有發明專利十幾項。從師資力量來看,應該說學科叢集讓山西省高校化學化工領域的創新取得了一定的成就,使得山西省高校化學化工專業在全國具有了一定的競爭優勢和影響力。
三、化學工程與技術專業學科叢集的協同創新模式
山西大學至今已與國內20餘所高校、科研院所建立了學術交流與合作關係;與日本巖手大學、香港浸會大學等國家和地區的高校及科研單位簽訂協議,開展交流。在校企合作方面,與山西三維集團股份有限公司、太原鋼鐵***集團***公司、天脊集團等大型企業,在產品研發、崗位培訓等多方面進行了良好的合作。太原理工大學與山西化工研究所建立了山西省化學工程技術中心,還與山西焦化集團公司等6個企業建立了長期穩定的產學研合作關係。中北大學安全工程系與航天一院、航天三院、北京理工大學、南京理工大學、第二炮兵工程學院、西安近代化學研究所等科研機構和相關生產企業進行了卓有成效的科研專案合作。從產學研合作角度來看,三所高校都與國內外相關院校、科研院所和企業建立了良好的產學研合作關係。從企業合作的視角來看,在研發方面,與山西省的產業叢集密切相關,合作領域主要為新能源技術、環境化工、生物工程與技術。3所高校的化學工程與技術學科叢集與山西省的產業叢集具有一定的協同關係,構建了學科叢集與產業叢集協同創新的模式,圍繞著山西省的產業特色,為山西省地方經濟服務。
四、我國化學工程與技術專業叢集的路徑
從以上3所高校的情況來看,基本上已經完成了單個高校某個學科的叢集,在3所高校內部相關專業之間建立了學科叢集,叢集的方式是建立化學化工學院,統籌化學化工各個專業,從多學科、多專業、多研究方向的角度,進行學科叢集。關於區域性學科叢集,即單個高校與該高校所在地高校、研究所和企業之間的叢集,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的實效。叢集的方式是產學研合作,與山西省高校、科研院所和企業建立合作關係,從而服務地方經濟。關於跨區域性學科叢集,即單個高校與該高校所在地之外高校、研究所和企業之間的叢集,中北大學有一定的建樹,卻沒有進一步深入。中北大學之所以能夠有一定建樹的原因是該校原來是部屬院校,與其他部屬院校具有一定的合作關係。因此,中北大學的跨區域學科叢集,僅僅侷限於與兄弟院校的合作,還沒有進一步深入到與其他省份企業的合作上。
五、結論
第一,我國高校化學工程與技術專業有87個研究方向,擴散性較強,涉及到了化學化工的各個領域,表明該專業的建設具有學科叢集現象,並且已經以建院的形式,完成了單個高校某個學科的叢集。第二,學科叢集有利於團隊建設,從而能夠產生一定的創新成果,與產業叢集一樣,使得高校學科建設具有一定的競爭優勢和影響力。第三,學科叢集與高校所在地產業叢集存在一定的協同關係,也就是說,學科叢集首先必須與高校所在地經濟發展特色密切相關。只有這樣,才能實現產學研結合,服務地方經濟。第四,從學科叢集的路徑來看,單個高校某個學科的叢集已經完成,區域性學科叢集也具有了一定的規模,跨區域性學科叢集還有待於進一步發展。當然,我們相信,在區域性學科叢集發展到一定程度後,必然會走向跨區域性學科叢集。
二：生物質化學人才培訓思考
一、生物質化學工程人才的需求分析
能源是人類社會賴以生存和發展的基礎。隨著經濟的飛速發展,我國能源消耗快速增長,已躍居世界第二大能源消費國。我國能源總量和人均佔有量卻嚴重不足,石油供需約缺口1億噸,天然氣供需約缺口400億標準立方米。而且,由於清潔利用的技術難度較大,化石能源在使用過程中引發了諸多的環境問題。生物質能是第四大一次能源,又是唯一可儲存和運輸的可再生能源。發展生物質能將緩解能源緊缺的現狀和減少化石能源造成的環境汙染。我國幅員遼闊,又是農業大國,生物質資源十分豐富。據測算,我國目前可供開發利用的生物質能源約摺合7.5億噸標準煤。國家“十一五”發展規劃明確提出“加快發展生物質能”。同時,隨著化石資源日益枯竭,化學工業的原料也將逐步由石油等碳氫化合物向以生物質為代表的碳水化合物過渡。目前,世界各國紛紛把發展生物質經濟作為可持續發展的重要戰略之一。以生物質資源替代化石資源,轉化為能源和化工原料的研究受到普遍重視。政府、科研機構和道化學、杜邦、中石油、中石化、中糧等大型企業爭相研發和儲備相關技術,並取得了一系列重大進展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龍巖卓越新能源發展有限公司,依託我國自主智慧財產權的生物柴油生產技術,相繼建成規模超過萬噸的生產線,產品達到了國外同類產品的質量標準,各項效能與0#輕質柴油相當,經濟效益和社會效益俱佳。我國對以生物質為原料生產化學品***即生物基化學品***極為重視,已列入科技攻關的重點。例如,生物柴油生產過程中大量副產的甘油是一種極具吸引力的非化石來源的綠色化工基礎原料。從甘油出發生產1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和環氧氯丙烷等大宗化工產品,已經實現或接近產業化。新興產業的發展,最根本的是靠科技的力量,最關鍵的是要大幅度提高自主創新能力,其核心是人才的競爭。浙江是經濟大省和能源小省,能源資源低於全國平均水平,一次能源消費自給率僅為5%;而氣候條件優越,是我國高產綜合農業區,森林覆蓋率達60%,生物質資源居全國前列。浙江省乃至全國的生物質能源產業和生物質化學工業的蓬勃發展,對生物質化學工程人才的需求十分迫切。
二、生物質化學工程人才的知識結構
生物質化學工程***專業***模組是一個新生事物,並未包含在《全國普通高等學校本科專業目錄》之中。在《專業目錄》中與之接近的是生物工程專業。生物工程專業培養掌握現代工業生物技術基礎理論及其產業化的原理、技術方法、生物過程工程、工程設計和生物產品開發等知識與能力的高階專業人才。生物工程專業重點關注圍繞生物技術進行的工程應用,而生物質化學工程重點關注通過化學工程技術***包括生物化工技術***對生物質資源進行加工利用的工業過程。可見,生物質化學工程***專業***模組與生物工程專業的人才培養目標和知識體系存在著明顯差異,其人才培養模式仍處於探索之中。生物質的組織結構與常規化石資源相似,加工利用化石資源的化學工程技術無需做大的改動,即可應用於生物質資源。但是,生物質的種類繁多,分別具有不同的特點和屬性,利用技術遠比化石資源複雜與多樣。可見,生物質化學工程人才必須具有紮實的化學工程基礎,並熟悉各類生物質資源的特點、用途和轉化利用方式。因此,浙江工業大學將生物質化學工程人才的培養目標定位為:既能把握和解決各種化工過程的共性問題,勝任化工、醫藥、環保和能源等多個領域的科學研究、工藝開發、裝置設計和生產管理等工作;又能將化學工程的基礎知識靈活運用於生物質資源的轉化利用和生物質化工產品的生產開發等領域,勝任生物質能源和生物質化工等新興行業的工作。
三、生物質化學工程人才培養的探索與實踐
***一***組織高水平學術會議,營造人才培養氛圍
2007年4月,浙江工業大學與中國工程院化工、冶金與材料工程學部和浙江省科技廳共同主辦了“浙江省生物質能源與化工論壇”。中國工程院學部工作局李仁涵副局長分析了我國能源技術的發展狀況,強調了發展生物質能需注意工藝過程的綠色化。浙江省科技廳壽劍剛副廳長介紹了浙江省能源消費狀況和新能源技術研發動態,鼓勵省內外的科技工作者為改善浙江省能源緊缺現狀而努力工作。浙江工業大學黨委書記汪曉村回顧了浙江工業大學的發展歷程,介紹了浙江工業大學化學工程學科在生物質能源領域的科學研究特色和人才培養思路。浙江工業大學的計建炳教授和石油化工科學研究院的蔣福康教授主持了學術交流與討論。閔恩澤、李大東、舒興田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分別從我國發展生物能源的機遇與挑戰、我國生物質能源產業發展狀況、生物質燃料***清潔汽柴油、生物柴油***利用技術、生物柴油聯生產物利用技術和以生物質為原料進行化工生產等幾個方面進行了精闢論述。2009年4月,浙江工業大學承辦了“中國工程院工程科技論壇第84場———生產生物質燃料的原料與技術”。浙江工業大學副校長馬淳安教授在開幕式上致辭,介紹了浙江工業大學化學工程學科在生物質能源領域開展的科學研究和人才培養工作。浙江省可再生能源利用技術重大科技專項諮詢專家組組長、浙江工業大學化工與材料學院生物質能源工程研究中心主任計建炳教授主持了學術交流與討論。國家最高科學技術獎獲得者、兩院院士閔恩澤做了題為“21世紀崛起的生物柴油產業”的報告,重點闡釋了我國發展生物能源和生物質化工的機遇與挑戰。在兩次會議上,來自石油化工研究院、清華大學、浙江大學、浙江工業大學、浙江省農業科學院、中國林業科學研究院和中糧集團等單位的專家學者分別介紹了生物質原料植物的選育、生物質原料的收儲運物流供應體系、生物質原料的梯級利用、生物質液體燃料的製取技術、生物柴油的生產實踐及其副產物綜合利用和生產生物柴油的反應器技術等方面的研究進展。會議期間,閔恩澤院士等人應邀參加了浙江工業大學化學工程與工藝專業建設暨生物質化學工程專業方向建設研討會。閔恩澤院士指出,邁入21世紀以來,針對日趨嚴峻的能源危機和環境危機,國家高度重視能源替代戰略的發展和部署,新能源代替傳統能源、優勢能源代替稀缺能源、可再生資源代替非可再生資源是大勢所趨;因此,化學工程與工藝專業根據國家發展需求調整學科設定、進一步促進交叉學科的發展也勢在必行。閔恩澤院士認為,在降低能耗和保護環境的時代背景下,生物質能源和生物質化工的產業發展為生物質化學工程人才提供了廣闊的發展空間,生物質化學工程***專業***方向的建設思路符合當今化工產業的發展趨勢。近距離接觸學術泰斗,聆聽專業領域的前沿進展,極大地激發了學生們的學習興趣。通過組織高水平學術會議,浙江工業大學營造了培養生物質化學工程人才的良好氛圍。
***二***理論與實驗課程體系
根據人才培養目標定位,浙江工業大學將生物質化學工程***專業***模組的主幹學科確定為化學工程與技術,針對生物質資源加工利用過程的特點,對化工原理、化學反應工程、化工熱力學、化學工藝學、化工設計、分離工程和化工過程分析與合成等主幹課程的教學內容進行了梳理。此外,增設了生物質化學與工藝學和生物質工程兩門專業課程。生物質化學與工藝學重點講授糖類、澱粉、油脂、纖維素、木質素、甲殼素、蛋白質、氨基酸等生物質的結構、性質、用途,以及加工轉化為化工產品的生產工藝。生物質工程從原料工程學、轉化過程工程學和產品工程學等角度出發,為學生講授生物質資源轉化利用過程中的工程原理、工程技術和生產例項。化學工程與工藝國家特色專業綜合實驗室在中央與地方共建高等學校共建專項資金的資助下,為生物質化學工程***專業***方向增設了酯交換法制備生物柴油和生物質熱解制備生物原油兩個實驗,並在積極籌備開設生物柴油品質測定、澱粉基兩性天然高分子改性絮凝劑的製備和易降解型纖維素-聚乙烯複合材料的製備等實驗。
***三***實習、實踐和畢業環節
生物質化學工程模組依託化學工程省級重點學科和生物質能源工程研究中心建設,師資力量雄厚,擁有專職教師14人。其中,正高職稱5人,副高職稱7人,11人具有博士學位,7人具有海外留學經歷。生物質化學工程模組教師的科研成果成功實現產業轉化,與企業建立了良好的合作關係。生物質化學工程模組不斷加強產學研合作,與寧波傑森綠色能源科技有限公司、溫州中科新能源科技有限公司等企業簽訂了共建大學生創新實踐基地的合作協議,設立了企業專項獎助學金,拓展了實習實踐渠道;還依託化工過程模擬基地,引入計算機模擬實習、沙盤模擬等方式,豐富了生產實習環節的教學手段。同時,生物質化學工程模組修訂完善生產實習教學大綱和教學計劃,根據實習廠和模擬軟體編寫實習手冊,強化對實習的質量監控與反饋,建立科學合理的考評體系;增加“內培外引”師資的力量,加快實習指導師資隊伍建設;從實習方式、實習內容、考核辦法和師資隊伍等多個角度出發,確保生產實習教學質量的全面提高,強化學生的工程意識和實踐能力,培養學生的創新意識和創新能力。生物質化學工程模組教師承擔了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金、浙江省科技廳重大招標專案、浙江省科技計劃專案和企業委託開發專案數十項。從這些科研和工程開發專案中選取的畢業環節課題,更加貼近科學研究、工程設計或工業生產的實際情況,能夠全面檢驗學生所學的理論知識及其綜合運用能力,全方位增強學生結合工程實際,發現問題、分析問題和解決問題的能力,為學生步入工作崗位打下良好基礎。依託實踐教學平臺,從“產品工程”的理念出發,選取若干個恰當的產品,串聯實驗、課程設計、實習、畢業環節和課外科技活動等教學內容,幫助學生理順知識體系,建立起綠色化學和節能環保的基本理念。以生物柴油為例,核心反應是酯交換反應,可以採用水力空化等技術強化反應過程;產物需要採用精餾方法分離,生產廢水需要採用電滲析等方法加以分離;生產過程中還涉及流體流動和傳熱等問題;生物柴油這一產品可以將多個實驗內容組合成一個有機整體,有效降低實驗原料的消耗。教學可以選取其中部分內容作為單元裝置設計進行,可以將生物柴油生產車間作為化工設計的教學內容,可以選取部分內容作為學科課外科技專案或畢業環節的研究內容,還可以將生物柴油生產作為創業大賽的競賽內容。學生可以到生物柴油生產企業進行實習,將工藝革新、過程強化和產品工程融為一體,並通過實驗室規模與工業化規模的對比,強化工程意識。