能源化學工程專業建設探索與實踐

李林　王世慶

摘要：能源與環境問題是21世紀人類面臨的兩大基本問題。結合能源化工專業的特點，科學合理制定學科交叉融合。

關鍵詞：能源化學工程；專業建設；探索實踐

一、前言

能源化學工程專業建設背景？隨著世界經濟的不斷發展，人類社會對能源的需求越來越多，石油、煤炭等不可再生化石能源的儲量逐漸消耗殆盡，且全球每年因消耗化石能源而向空氣中排放大量的氣體（C02、SOx和NOx等），除了引起局部地區的煙塵、灰霾、酸雨、光化學霧和連帶的重金屬鉛的污染外，更造成了全球的氣候變化、溫室效應日漸顯現。含碳能源（煤、石油和天然氣）的高效潔凈利用及具有清潔、低碳、可再生等優勢的太陽能、風能、地熱能、生物質能、海洋能等新能源的開發和利用成為未來中國經濟可持續發展的關鍵。為適應我國對可再生能源和清潔能源等新能源的迫切需求，我們化學化專業要發揮已有的專業優勢，主動適應，準確定位。

1化學工程概述

化學工程，簡稱化工，是研究以化學工業為代表的，以及其他過程工業生產過程中有關化學過程與物理過程的一般原理和規律，如石油煉制工業、冶金工業、食品工業、印染工業等，并應用這些規律來解決過程及裝置開發、設計、操作等問題，它是以數學及少量的物理觀念為基礎應用于化學工業上，主要研究大規模改變物料中的化學組成及其機械和物理性質，來替生產化學品或是物料工廠提供一個反應流程設計方式。實驗研究、理論分析和科學計算已經成為當代化工研究中不可或缺的三種主要手段。

化學工程的研究領域最初只是化工單元操作，如：輸送現象（為化工學科當中“單元操作”的理論基礎）、化工熱力學輸送現象。隨著發展，后來又發展出一些新的分支，化學工程領域的分支龐大，可應用在各類化學相關領域的研究及實務上的操作，因應現代工業發展的需要，以化工的知識背景為基礎，例如半導體工業。隨計算機的快速發展，數值模擬（cfd）在化工的發展占據重要的地位。

2.1化學工程與工藝任務。根據化學工程與工藝專業的性質，化學工程與工藝專業的任務是培養學習化學工程學與化學工藝學等方面的基本理論和基本知識，受到化學與化工實驗技能、工程實踐、計算機應用、科學研究與工程設計方法的基本訓練.具有對現有企業的生產過程進行模擬優化、革新改造，對新過程進行開發設計和對新產品進行研制的基本能力。由于涉及化工的學科和領域很多，化學工程與工藝專業除了讓學生學習一般應用化工的基本知識和基本技能外，還應該結合本地區、本行業及本校的實際情況，重點學習化工在某個或某幾個領域中的具體應用，以便形成不同高校應用化工專業的特色專業方向。

2.2化學工程以及化學工業的一些特點。以物理學、化學和數學為基礎，并結合工業經濟基本法則，研究化工單元操作以及有關的流體力學、傳熱和傳質原理、熱力學和化學動力學等在化學工業上的應用，以指導各種過程及其設備的開發、改進和發展屬于化學工程學的內容。化學工程是隨著化學工業的大規模生產發展而形成的。化學工程包括過程動態學及控制、化工系統工程、傳遞過程、單元操作、化工熱力學、化學反應工程等方面。化學反應是化工生產的核心部分，提供過程分析和設計所需的有關基礎數據，研究傳遞過程的方向和極限，化工熱力學是單元操作和反應工程的理論基礎，它決定著產品的收率，對生產成本產生重要影響。對單元操作的研究，可用來指導各類產品的生產和化工設備的設計；傳遞過程是單元操作和反應工程的共同基礎，化學工業在新的形勢下要求處于化學核心地位的催化技術和化學工程都必須用跨學科的戰略進行多學科的研究。動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞，這三種傳遞，實質上就是各種單元操作設備和反應裝置中進行的物理過程。

二、能源化學工程專業定位與培養目標？

新專業的定位決定了專業以后的發展方向，專業人才培養目標的制定，首先必須在對專業深入分析和了解的基礎上，結合國情和學校的條件，考慮專業發展與社會進步對人才的客觀、合理的要求。所以本專業定位應以拓寬專業面、培養寬口徑的掌握能源化學工程專業知識和技能，具備新產品、新工藝、新設備、新技術研究和開發的基本能力，能從事化石能源（包括石油、煤、天然氣）、新能源（包括太陽能、氫能、生物質能等）化工過程工程的研制與開發、裝置設計、生產過程的控制以及企業經營管理等方面的工作，具有創新精神和較強工程實踐能力的高級應用型人才。

三、能源化學工程專業課程體系的構建？

課程體系是否合理、課程內容是否先進直接關系到人才的質量。能源化學工程專業是一門內容豐富而又廣泛的科學與工程，屬交叉學，構建了厚基礎、寬口徑、重視學科交學習，學科專業基礎主要包括高等數學、大學物理、無機化學、有機化學等學科基礎課程以及物理化學、化工原理、化工熱力學、化學反應工程、線性代數、分析化學、工程制圖等等專業技術基礎課程；專業課程主要包括石油加工工程、基本有機化工工藝學、能源化工設計、能源轉化催化原理（雙語）等課程，同時開設了大量的專業選修課，注重學科交叉，拓展了學生的知識面；實踐教學包括實驗課程和實踐教學環節兩個部分，實驗含課程實驗和專業實驗，所有的化學、物理類課程均設置了配套課程實驗。實驗中增加了綜合性、設計性實驗以及創新性的比重。

能源化學工程專業構建的課程體系的特點是：注重各部分之間的系統性與協調性，充分強調理論教學與實踐環節并重，基礎理論與專業知識并重的原則，力求體現德、智、體、美全面發展。培養的學生既有豐富的基礎理論和專業知識，又有較強的實驗技能和實驗設計能力，并了解所學專業方向的學科前沿及發展趨勢。

以上是針對戰略性新興產業相關的本科能源化學工程專業的學科特點和辦學定位，從培養目標確定到課程體系、師資隊伍等方面的建設進行了初步的探索與實踐。為適應國家經濟發展對戰略性新興產業相關人才的迫切需求，下一步我們將進一步創新人才培養模式、完善課程體系，形成科學的人才培養方案，建立科學的管理制度，從而有效地保證人才培養質量，為社會培養具有創新精神和較強實踐能力的高素質能源化學工程專門人才。