化學(xué)系畢業(yè)論文范文
時間:2023-04-04 04:16:57
導(dǎo)語:如何才能寫好一篇化學(xué)系畢業(yè)論文,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
1資料與方法
1.1調(diào)查對象
2010級昆明醫(yī)科大學(xué)臨床藥學(xué)專業(yè)已完成實習(xí)的本科畢業(yè)生,其中男生16名,女生26名.
1.2調(diào)查內(nèi)容
(1)實習(xí)生對實習(xí)內(nèi)容安排合理性的調(diào)查;(2)學(xué)生對指導(dǎo)教師實習(xí)指導(dǎo)的評價.
1.3調(diào)查方法
自行設(shè)計調(diào)查問卷,在集中發(fā)放調(diào)查問卷后,采用不記名問卷調(diào)查法,由畢業(yè)實習(xí)生完全自愿填寫,共發(fā)放42份調(diào)查問卷,回收有效問卷41份,有效率為97.62%.
1.4數(shù)據(jù)處理
采用SPSS軟件包統(tǒng)計分析,統(tǒng)計分析主要為統(tǒng)計描述和秩和檢驗.
2結(jié)果
2.1學(xué)生對實習(xí)計劃中相關(guān)內(nèi)容的評價
調(diào)查結(jié)果顯示,認(rèn)為有4周在藥房實習(xí)時間太短的學(xué)生占到63.41%,認(rèn)為有18周在臨床藥學(xué)科(室)實習(xí)時間太短的占到58.24%;針對在實習(xí)期間需完成的考核工作量,41.46%的學(xué)生認(rèn)為完成4份藥歷數(shù)量太多,希望能減少;針對學(xué)生下臨床時間,僅有7.32%的學(xué)生認(rèn)為可按照實綱要求每周4.5d下臨床.此外,學(xué)生希望匯報文獻(xiàn)閱讀報告次數(shù)為2次的占到60.98%,希望自己主持病例討論次數(shù)在2次及以上的學(xué)生占到95.12%,78.05%的學(xué)生希望僅組織1次理論考試。
2.2學(xué)生對指導(dǎo)教師實習(xí)指導(dǎo)的評價
調(diào)查結(jié)果顯示,認(rèn)為在藥房實習(xí)期間,指導(dǎo)老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的學(xué)生占到48.78%,認(rèn)為在臨床藥學(xué)科(室)實習(xí)期間,指導(dǎo)老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的學(xué)生占到92.68%,經(jīng)χ2檢驗,學(xué)生對于在不同實習(xí)部門指導(dǎo)評價的比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義,認(rèn)為在臨床藥學(xué)科(室)實習(xí)期間,指導(dǎo)老師更認(rèn)真負(fù)責(zé)(P<0.05),見表2.
3討論
3.1學(xué)生對實綱相關(guān)內(nèi)容的評價
臨床藥學(xué)是應(yīng)用型學(xué)科,實習(xí)不只對藥物方面的實習(xí),而更偏重于到臨床實踐[2],當(dāng)前全國各高校都在探索適合臨床藥學(xué)專業(yè)的實習(xí)模式[3-5].昆明醫(yī)科大學(xué)根據(jù)臨床藥學(xué)專業(yè)特色,參照衛(wèi)生部臨床藥師規(guī)范化培訓(xùn)模式,結(jié)合實習(xí)時間,初步制定了實習(xí)模式及實習(xí)教學(xué)大綱.實綱要求學(xué)生在藥房實習(xí)4周,在臨床藥學(xué)科(室)實習(xí)18周,但就調(diào)查結(jié)果來看,一半以上的學(xué)生都認(rèn)為實習(xí)時間太短,分析原因主要是因為實習(xí)時間與學(xué)生考研、擇業(yè)的時間相沖突,分散了學(xué)生精力,不能全身心的投入到實習(xí)中去,但又要完成實綱所要求的各種實習(xí)內(nèi)容,所以感覺實習(xí)時間太短,針對這種情況,可盡量調(diào)整學(xué)生的實習(xí)時間不與考研時間及找工作時間相沖突.在臨床藥學(xué)科(室)實習(xí)期間,藥歷的書寫、文獻(xiàn)閱讀、病例討論及用藥指導(dǎo)內(nèi)容的實習(xí)對于學(xué)生來說是非常重要的,通過這些工作的開展,可以培養(yǎng)學(xué)生的藥學(xué)思維及臨床思維,增加學(xué)生對臨床藥學(xué)工作的認(rèn)識和理解,在發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的過程中培養(yǎng)了獨立思考和實踐能力、探索新知識的能力,為將來進(jìn)入社會參加臨床藥學(xué)工作打下基礎(chǔ).昆明醫(yī)科大學(xué)教學(xué)大綱要求,實習(xí)期間學(xué)生需完成藥歷4份,文獻(xiàn)閱讀2次,病例討論1次,就調(diào)查結(jié)果來看,文獻(xiàn)閱讀的次數(shù)基本符合大多數(shù)學(xué)生的要求,但對于書寫藥歷的量,41.46%的學(xué)生希望減少,主要是因為學(xué)生在在臨床藥學(xué)科(室)實習(xí)時,接觸臨床后,不但要把理論的藥學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實踐,而且很多臨床的知識也需要去學(xué)習(xí),需要一段時間去熟悉并掌握相關(guān)的病種,在此基礎(chǔ)上才能為患者建立藥歷,然而實習(xí)的時間僅為18周,要完成4份藥歷對于部分學(xué)生來說可能較為困難;此外,95.12%的學(xué)生都希望能增加自己做病例討論的次數(shù),主要是因為完成一次病例討論,不僅能夠鍛煉學(xué)生歸納病例的能力,表達(dá)能力,分析問題及解決問題的能力,而且還能訓(xùn)練學(xué)生用藥分析的基本技能,培養(yǎng)綜合應(yīng)用知識能力,故學(xué)生希望能增加病例討論的次數(shù).
參照衛(wèi)生部臨床藥師規(guī)范化培訓(xùn)指南,要求實習(xí)學(xué)生每周至少有4.5d在臨床開展工作,但是僅有7.32%學(xué)生認(rèn)為可行,分析原因是因為實習(xí)生與規(guī)范化培訓(xùn)學(xué)員還是有區(qū)別的,實習(xí)生獲取的知識僅只是教科書上的理論知識,要把理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用,需要一段時間去適應(yīng),并且實習(xí)生從未接觸過臨床藥學(xué)工作,如果花大量的時間在臨床上,就沒有更多的時間和精力去消化每天接收的新信息,所以有的學(xué)生希望在在臨床藥學(xué)科(室)實習(xí)期間剛開始的2個月可以每周4.5d在臨床開展工作,之后每天僅參與查房,有的學(xué)生認(rèn)為僅需要每天早上在臨床工作即可,也有學(xué)生認(rèn)為可按個人實際情況安排.針對這個問題,還有待研究.
3.2學(xué)生對指導(dǎo)教師實習(xí)指導(dǎo)的評價
就調(diào)查結(jié)果來看,實習(xí)學(xué)生認(rèn)為在臨床藥學(xué)科(室)實習(xí)的指導(dǎo)老師較在藥房實習(xí)的指導(dǎo)老師更認(rèn)真負(fù)責(zé),其原因一方面是由于藥房是醫(yī)院重要的窗口部門,部分醫(yī)院的指導(dǎo)老師忙于藥品調(diào)劑及藥學(xué)服務(wù)工作,忽略了對實習(xí)生的帶教工作,另一方面是由于少數(shù)醫(yī)院并沒有為學(xué)生指定固定的帶教老師,學(xué)生的實習(xí)內(nèi)容僅僅只是調(diào)劑藥品,而對于一些知識如高危藥品管理、品、的管理及調(diào)配程序等內(nèi)容并沒有老師進(jìn)行言傳身教.
篇2
1979年出生的胡俊杰,自2008年6月起受聘為南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院遺傳學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)系教授、博導(dǎo),是我國7名首屆“霍華德?休斯醫(yī)學(xué)研究所國際青年科學(xué)家獎”獲獎?wù)咧心挲g最小的。
雖然研究非常基礎(chǔ)
但有助于治療重大疾病
2012年2月。位于南開大學(xué)新生物站的胡俊杰實驗室,擺滿了各種試劑、試管、燒杯、離心機(jī)、培養(yǎng)箱和文獻(xiàn)書籍。臨近春節(jié),這個實驗室依然沒有放假,兩名學(xué)生正專注于電腦屏幕上的各種數(shù)據(jù),實驗室里只有離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的輕微聲響。
生物實驗要保持一定的連續(xù)性,培養(yǎng)的細(xì)胞要隨時觀察傳代,所以有些實驗不能中斷,春節(jié)也不例外。除了做實驗,為掌握研究領(lǐng)域的前沿動態(tài),胡俊杰還要閱讀隨時更新的國內(nèi)外進(jìn)展。
細(xì)胞內(nèi)部有很多由生物膜包裹的區(qū)域,分別具有不同的功能,就像人體內(nèi)的各種器官,因此被稱為細(xì)胞器。胡俊杰和他的學(xué)生們主要從事內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器的生物膜結(jié)構(gòu)與功能的研究。他介紹說,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)承擔(dān)蛋白質(zhì)合成、脂類合成和鈣離子存儲等重要功能的細(xì)胞器。
“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是一個復(fù)雜的膜系統(tǒng),向外延伸至細(xì)胞表面的細(xì)胞膜,向內(nèi)與細(xì)胞核的核膜相通,也具有承擔(dān)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)淖饔?,是?xì)胞分泌途徑的起點。”胡俊杰以遺傳性痙攣性截癱為例解釋說,控制下肢的神經(jīng)細(xì)胞很長,有些被稱為軸突的神經(jīng)細(xì)胞突出部分可以長達(dá)一米多,這對細(xì)胞內(nèi)亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性要求特別高。而生物膜的不斷融合正是保證這種完整性的基礎(chǔ),如果內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的融合出現(xiàn)問題,軸突遠(yuǎn)端缺少營養(yǎng)成分,細(xì)胞會不斷退化,人的下肢就會出現(xiàn)痙攣無力直至截癱?!拔覀兙褪窃诩?xì)胞層面研究某些基因突變導(dǎo)致相應(yīng)疾病的原因,并通過細(xì)胞和生化實驗,驗證參與融合過程的蛋白質(zhì)如何發(fā)揮作用?!?/p>
“雖然從事的是生命科學(xué)的基礎(chǔ)領(lǐng)域研究,但我們的研究會為治療相關(guān)重大疾病積累許多重要的分子基礎(chǔ)?!?胡俊杰對研究方向充滿信心。
自認(rèn)并非極具天分
感謝每個成長機(jī)會
位于實驗室的一角,是胡俊杰的辦公室。辦公室里很簡潔:除了辦公桌、電腦,還有一個簡單的文件柜和一張扶手已經(jīng)壞了的長沙發(fā)。
自己是如何走上生命科學(xué)研究之路的?
胡俊杰回答說:這是一個自然而然的過程。
高中畢業(yè)時由于化學(xué)成績突出,胡俊杰選擇了復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物化學(xué)系。大學(xué)四年,胡俊杰對生命科學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。畢業(yè)后,21歲的他選擇赴美國留學(xué)。在紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院,他學(xué)習(xí)研究了胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),四年后獲藥理學(xué)系博士學(xué)位。胰島素是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成分泌的,在對胰島素信號如何傳遞的學(xué)習(xí)過程中,胡俊杰對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能產(chǎn)生了濃厚的興趣,這種興趣延續(xù)至今。胡俊杰在哈佛醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)系進(jìn)行博士后工作,他將研究方向確定為管狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng)成形的機(jī)制。
雖然內(nèi)質(zhì)網(wǎng)這一細(xì)胞器被發(fā)現(xiàn)并被命名已有半個多世紀(jì),但其形態(tài)的多樣性如何產(chǎn)生卻一直是個謎,所以胡俊杰的課題在當(dāng)時非常新穎。在他看來,這是細(xì)胞生物學(xué)的一個基本問題,研究內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)與功能之間的關(guān)聯(lián),是一個全新而又重要的方向,還可能將對其他細(xì)胞器的形態(tài)功能研究有所啟示。由于研究進(jìn)展順利,他發(fā)表了一系列較高水平的論文。完成博士后工作后,胡俊杰選擇了回國發(fā)展。2008年9月,胡俊杰開始在南開大學(xué)組建自己的實驗室,那一年他29歲。近年來,他承擔(dān)了科技部973計劃和國家自然科學(xué)基金等多個項目,就生物膜形態(tài)發(fā)生和動態(tài)變化的分子機(jī)制等課題作為研究內(nèi)容。
相對于所獲得的榮譽(yù),胡俊杰則低調(diào)很多。在被選為HHMI國際青年科學(xué)家之后,胡俊杰給自己定位為“青年科研工作者”。他把自己當(dāng)選歸功于研究方向比較有代表性。
“我從不認(rèn)為自己極具天分,只是感謝每個令我成長的機(jī)會?!?/p>
熱愛生命科學(xué)
也熱愛生命本身
2011年底,胡俊杰為學(xué)生張渺指導(dǎo)的畢業(yè)論文《嵌膜GTP酶Atlastin—1的生化特性分析》獲得天津市普通高校優(yōu)秀畢業(yè)論文。
在學(xué)生張渺眼里,比她年長10歲的老師胡俊杰是個非?!皀ice”的人:聰明、親切、思路清晰、富有魄力。
胡俊杰幾乎從不責(zé)備學(xué)生。學(xué)生實驗碰到難題,他便會和他們一起坐下來,分析實驗過程,啟發(fā)學(xué)生找到解決辦法。實驗之余,胡俊杰還會帶學(xué)生一起戶外活動。讓同學(xué)們驚訝的是,他們的胡老師居然擅長唱流行歌曲,排球也打得不錯,還教過他們滑雪。
“跟胡老師學(xué)習(xí),不僅會漸漸對生命科學(xué)充滿興趣,也會對生命本身充滿興趣?!睆埫煺f。
每學(xué)期胡俊杰要為本科生講授近20課時的課程。在講授細(xì)胞生物學(xué)課程時,他制作的PPT課件簡潔清晰,偶爾還穿插一些視頻,結(jié)合介紹重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的趣聞,并注重專業(yè)英語的應(yīng)用。胡俊杰用充滿生命力的文字,介紹了細(xì)胞為什么要有細(xì)胞膜:在漫長的生物進(jìn)化過程中,質(zhì)膜的出現(xiàn)是一個關(guān)鍵的階段,有了它,才確定了細(xì)胞為生命的基本單位。
在教學(xué)中,胡俊杰比較看重學(xué)生的邏輯推理和細(xì)心觀察的能力。在研究生入學(xué)考試的面試中,他注意觀察學(xué)生是否勤奮和具有探索未知領(lǐng)域的愿望。
2009年起,南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院為新生舉行了名為“厲兵秣馬起航”的職業(yè)生涯規(guī)劃課堂,胡俊杰受邀主講。他贊許如今國內(nèi)的年輕學(xué)生自信、充滿活力,但提醒他們:搞學(xué)術(shù)不能功利,如果不能耐住寂寞,只滿足表面的發(fā)現(xiàn),只想發(fā)論文,只惦記科研經(jīng)費,一定不能走得更遠(yuǎn)。雖然生命科學(xué)并非社會上的熱門就業(yè)學(xué)科,但要充滿希望,要有恒心和毅力迎接前行路上的考驗。
“對未知領(lǐng)域的探索從來都不容易,不斷失敗中積累的經(jīng)驗教訓(xùn),使我們離成功越來越近?!彼@樣鼓勵學(xué)生,也鼓勵自己。(來源:人民網(wǎng))
篇3
化學(xué)教學(xué)論文致謝詞范文一
寫到這里已是論文的結(jié)篇之詞,我突然沒有了之前流暢的思路,敲擊鍵盤的手指變得有些沉重起來,總結(jié)與回首總是令人感慨萬千。翻看著這厚厚一疊的數(shù)萬文字,想起曾經(jīng)為了要寫六千字的論文而發(fā)愁,我不禁對自己微笑了。四年的大學(xué)時光轉(zhuǎn)瞬即逝,十六年的學(xué)子生涯亦將揮手告別。這一路走來的點滴片段,此時此刻如同影像般在心底回放,無論快樂、憂傷、收獲還是挫敗,都是那樣的珍貴與溫暖。能端坐于課堂,凝聽老師的諄諄教誨;能留連在圖書館,啃讀冊冊文獻(xiàn);從一門門課程的學(xué)習(xí)到一行行論文的撰寫,能擁有這段學(xué)習(xí)的機(jī)會,我有著難以言表的珍惜與努力,惟恐因為這樣或那樣的原因,對學(xué)業(yè)有絲毫的懈怠,盡其所能不辜負(fù)老師、朋友和家人的期望與關(guān)懷。
我要深深的感謝我的導(dǎo)師陳凱,從論文的選題到論文的完成,陳老師都給予悉心的指導(dǎo),您淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的科學(xué)思維、忘我的科研精神以及淡泊寧靜的生活境界,讓我在做人和做學(xué)問兩方面都獲益非淺。您的幽默風(fēng)趣和出眾口才更讓我佩服萬分。
感謝化學(xué)系的各位領(lǐng)導(dǎo),感謝龍琪、陸國飛、宋怡三位化學(xué)教學(xué)論文的老師,感謝你們在學(xué)業(yè)上的指導(dǎo)和生活中的關(guān)心,你們學(xué)者的睿智和師者的風(fēng)范,讓我在熱愛的化學(xué)教育領(lǐng)域的領(lǐng)悟更深一層!感謝張鳳、胡應(yīng)杰、鮮華、劉少賢、陳昌云等老師在實驗場地、實驗器材和藥品上的幫助和實驗技術(shù)方面的指導(dǎo),畢業(yè)論文期間得到了你們太多的幫助,尤其是胡老師那一句“實驗要深入”被奉為我設(shè)計實驗的關(guān)鍵原則。
陳博同學(xué)的淵博學(xué)識、教育理想和扎實的專業(yè)基礎(chǔ),朱子豐同學(xué)的深厚科學(xué)素養(yǎng)、敏銳實驗洞察力和熟練的實驗操作技能,以及他們共有的執(zhí)著、熱情,都是我學(xué)習(xí)的典范,也給予我投身實驗研究的極大動力。他們在畢業(yè)課題實踐過程中的交流、指導(dǎo),使我獲益匪淺,在這里誠摯地感謝他們。尤其是陳博同學(xué)在我實驗失敗時給予我巨大的精神鼓舞,讓我更有信心站在今天的講臺上化學(xué)教學(xué)論文致謝詞范文化學(xué)教學(xué)論文致謝詞范文。
江虹、王煒祺、趙鈞若、范淑平、蔡敏堯、馬曉雯等學(xué)妹都是在相同課題組共同奮斗的成員,本篇之成文與她們的共同努力是分不開的,文中部分還參考了她們發(fā)表的部分成果。青春靚麗、才華橫溢的你們讓我對曉莊的校園更加留戀。謹(jǐn)以拙文向她們表示謝意。
本文還參考了部分江蘇蘇州高級中學(xué)的徐惠老師、揚(yáng)州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院的胡益民老師與導(dǎo)師合作的論文,雖然沒有見過這兩位老師,但是仍然要向他們表達(dá)我的謝意。南京師范大學(xué)附屬中學(xué)的保志明老師、江蘇艾迪生公司副總沙德慧先生也給予我很多指導(dǎo),特別感謝他們。
最后,我要以無比的深情感謝我遠(yuǎn)在家鄉(xiāng)的父母,你們的浩蕩養(yǎng)育之恩、深刻體察之心和無私奉獻(xiàn)的精神是我今生最大的財富和幸福。
化學(xué)教學(xué)論文致謝詞范文二
致謝2011年8月30日,我踏入了浙江大學(xué),開始了新的求學(xué)之路。時至今曰,3年多的時光已悄然消逝。再回首,內(nèi)心思緒萬千,感慨良多。在本科論文完成之際,我要向曾經(jīng)給與我莫大幫助的老師、同學(xué)、朋友及親人表示我最衷心的感謝!
我要感謝我尊敬的導(dǎo)師一一寶貢敏教授。寶老師在做人、學(xué)習(xí)等多個方面為我樹立了良好的榜樣,值得我不斷的去學(xué)習(xí)。寶老師的思維非常的好,講話十分有邏輯,簡單明了,并能給與人深刻的啟發(fā);做事十分嚴(yán)謹(jǐn),工作兢兢業(yè)業(yè),為人謙和,等等。在本科學(xué)習(xí)階段,寶老師一直用科學(xué)的精神要求我們,讓我們認(rèn)清道與術(shù)的關(guān)系,并讓我們嚴(yán)格遵守學(xué)術(shù)道德規(guī)范,這為我本科論文的寫作以及將來的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。本科論文的整個過程,都離不開寶老師的用心指導(dǎo)和教誨,以及資助,例如,在例會進(jìn)行匯報時,寶老師總能給出具體的完善意見。此外,寶老師對待每個學(xué)生象對待子女一樣,在生活中也給與了我悉心的照顧。同時,師母俞秀金老師待人真誠、和藹可親,在我本科學(xué)習(xí)階段也給與了我溫暖的關(guān)懷。
感謝浙江大學(xué)管理學(xué)院的各位老師,例如,吳曉波教授、張鋼教授、魏江教授、陳凌教授、周帆教授、霍寶峰教授等,他們的講課讓我受益匪淺。浙江大學(xué)管理學(xué)院組織的國內(nèi)外專家的學(xué)術(shù)講座,開闊了我的思維,讓我增加了大量的知識。
我要感謝同門張世琪、李賢紅、趙卓嘉、蔡麗玲師姐,師妹龍思穎、夏倩雯、黃諄心、陳瑾,師弟肖增瑞,在我本科學(xué)習(xí)期間給予的幫助和關(guān)心。我要感謝2011級本科班的所有同學(xué),他們給與了許多的幫助,以及快樂,有他們的陪伴使得本科階段的學(xué)習(xí)更加豐富多彩和更加的有意義化學(xué)教學(xué)論文致謝詞范文論文。
感謝浙江省科技廳、浙江省人力資源和社會保障廳的相關(guān)人員,他們也給與了我一定的支持和幫助
感謝浙江理工大學(xué)的程華教授對我的鼓勵,感謝浙江理工大學(xué)的薛憲方副教授、MBA中心、楊嘵剛科長,感謝浙江財經(jīng)大學(xué)的吳道友副教授,對我學(xué)習(xí)的支持與幫助。
感謝相關(guān)企業(yè)的高層領(lǐng)導(dǎo)對我本科論文問卷調(diào)研的幫助,他們的幫助使我在問卷調(diào)研過程中的阻力降低了很多。感謝所有填寫問卷的企業(yè)人員,使我獲得了本科論文的數(shù)據(jù)。
篇4
一、完善實驗室安全管理制度
1、為加強(qiáng)理學(xué)院實驗室安全管理,成立實驗室安全管理領(lǐng)導(dǎo)小組,由分管實驗室工作的副院長擔(dān)任組長,成員主要由各系實驗中心主任及相關(guān)實驗室負(fù)責(zé)人組成,全面負(fù)責(zé)實驗室的日常安全檢查和督促整改工作。
2、結(jié)合實驗室安全管理中出現(xiàn)的新問題和新情況,不斷完善相關(guān)管理制度,先后修訂和制定了《理學(xué)院危險及易制毒化學(xué)品安全管理辦法》、《理學(xué)院實驗室高壓氣瓶安全使用管理辦法》、《理學(xué)院實驗室安全事故應(yīng)急預(yù)案(試行)》、《理學(xué)院實驗室工作獎懲辦法(試行)》等實驗室安全管理制度,確保實驗室安全、高效運(yùn)行。
3、理學(xué)院制定了實驗室消防安全管理制度,每年年初制定了實驗室消防安全工作計劃,全面部署消防安全防控工作,定期開展實驗室消防安全檢查,對存在的問題及時上報相關(guān)職能部門給予解決。
4、加強(qiáng)師生安全防范意識教育,始終把安全教育工作貫穿于學(xué)院日常管理,在每次全院教職工大會以及各系會議上都要對教師進(jìn)行安全教育,增強(qiáng)廣大教師的安全意識;同時把安全教育工作貫穿于日常的實驗教學(xué)工作中,要求每位實驗指導(dǎo)教師在每學(xué)期第一次實驗課上,都必須告知學(xué)生實驗室突發(fā)事件的處置辦法及注意事項、以及預(yù)警逃生路線,在實驗教學(xué)中必須強(qiáng)調(diào)實驗的安全操作步驟及注意事項,杜絕在實驗過程中發(fā)生安全事故。
二、實驗室的日常安全管理工作
1、理學(xué)院定期對實驗室、庫房進(jìn)行消防安全、衛(wèi)生檢查,每月對實驗室進(jìn)行一次全面消防、安全及衛(wèi)生檢查,同時每逢“三天”以上的節(jié)假日都要對實驗室進(jìn)行安全檢查,對檢查中發(fā)現(xiàn)的問題,要求及時給予整改和解決。
2、對發(fā)生實驗室安全事故的責(zé)任人給予通報批評,并按《理學(xué)院實驗室工作獎懲辦法(試行)》以及《理學(xué)院獎懲辦法》的相關(guān)規(guī)定處理。例如,2011年4月19日化學(xué)系C406/C407實驗室發(fā)生淹水事故,經(jīng)學(xué)院研究決定,作出以下處理意見:對化學(xué)系給予全院通報批評;責(zé)成化學(xué)系對各實驗室進(jìn)行清理整頓,提出整改措施,并對師生進(jìn)行實驗室安全教育工作;各實驗室,尤其大型儀器實驗室和公共實驗室實行專人專管,確保實驗室財產(chǎn)安全。
3、按照化學(xué)品安全管理的規(guī)定,定期對化學(xué)品庫房進(jìn)行安全檢查,同時加強(qiáng)對易燃、易爆、有毒化學(xué)藥品的申購、存儲、使用的嚴(yán)格監(jiān)管,加強(qiáng)化學(xué)品庫房管理人員的安全教育,確?;瘜W(xué)品庫房安全。
4、定期對理學(xué)院消防設(shè)施進(jìn)行檢查,對檢查中發(fā)現(xiàn)的問題向相關(guān)部門上報,請給予解決。例如,今年“國慶節(jié)”放假前理學(xué)院在對實驗室進(jìn)行安全檢查中發(fā)現(xiàn)有多個滅火器壓力不足,學(xué)院將此情況上報給保衛(wèi)處,10月初保衛(wèi)處對壓力不足的滅火器給予了更換,并在化學(xué)品庫房門口增加了多個干粉滅火器。
5、為加強(qiáng)廣大師生的消防安全意識,學(xué)院把每年的11月份定為消防安全教育月,組織廣大師生學(xué)習(xí)消防安全知識。
6、為使消防安全防控的責(zé)任落到實處,對每一個實驗室都指定專門的消防安全負(fù)責(zé)人,并把每負(fù)責(zé)人的姓名、聯(lián)系電話等信息粘貼到實驗室門,由負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)所分管實驗室的消防、財產(chǎn)、衛(wèi)生等日常管理工作。
7、每年進(jìn)入理學(xué)院實驗室的學(xué)生人數(shù)較多,消防安全防控的工作任務(wù)較重,針對理學(xué)院實際情況,學(xué)院制定了理學(xué)樓消防逃生示意圖,要求每學(xué)的第一次實驗課,實驗指導(dǎo)教師都必須給學(xué)生進(jìn)行消防安全教育,告訴學(xué)生遇到突況時的應(yīng)急措施和逃生路線,并組織學(xué)生進(jìn)行無預(yù)警情況下的逃生演練。
8、對進(jìn)入實驗室進(jìn)行畢業(yè)論文實驗以及科研實驗研究的同學(xué),都必須簽訂“理學(xué)院實驗室安全告知與承諾書”,要求學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)并遵守實驗室管理的規(guī)章制度,杜絕安全事故發(fā)生。
三、開展的專項工作
1、2011年4月至6月期間,學(xué)校對全校實驗教學(xué)場地進(jìn)行了專項檢查,在學(xué)校的統(tǒng)一安排下,理學(xué)院對實驗室進(jìn)行了全面的自查工作,針對自查和復(fù)查中發(fā)現(xiàn)的安全隱患,理學(xué)院已提出了整改方案并上報學(xué)校相關(guān)職能部門。
檢查中主要存在的安全問題是化學(xué)品庫房建設(shè)不符合相關(guān)安全規(guī)范要求,目前,理學(xué)院劇毒化學(xué)品庫房,設(shè)于里仁校區(qū)學(xué)生活動中心東側(cè)樓梯下的房間,由理學(xué)院和生命學(xué)院共用,該庫房無通風(fēng)及規(guī)范的安保設(shè)施,存在較大的安全隱患。理學(xué)院的易燃易爆品存放于黃鑒樓一樓西側(cè)衛(wèi)生間臨時改造的房間內(nèi);理學(xué)院所有的高壓氣瓶因無合適的存放場地,現(xiàn)散放在有使用需求的各實驗室中,均存在較大的安全隱患。為此,理學(xué)院已向基建處和資產(chǎn)處提交了建設(shè)相關(guān)庫房的方案。
2、為讓師生了解火場逃生、疏散方法,學(xué)會消防滅火器材的使用,增強(qiáng)防火意識,提高自防能力和實驗室突發(fā)事件的應(yīng)變能力,同時檢驗和完善《理學(xué)院實驗室安全事故應(yīng)急預(yù)案》,理學(xué)院于2011年6月2日在理學(xué)樓組織開展了消防安全逃生演練。理學(xué)院成立了演練工作領(lǐng)導(dǎo)小組,制定了演練實施方案,共有300多名師生參與了演練,并邀請保衛(wèi)處同志作技術(shù)指導(dǎo)。通過本次演練,切實加強(qiáng)實驗室、學(xué)生安全管理教育工作,有效保護(hù)廣大師生的人生安全,使全院師生牢固樹立“隱患險于明災(zāi),防范勝于救災(zāi),責(zé)任重于泰山”的安全意識,增強(qiáng)防火意識,提高自防能力和實驗室應(yīng)對各類突發(fā)事件的應(yīng)急響應(yīng)和處置能力。
3、根據(jù)學(xué)校資產(chǎn)處《關(guān)于開展新學(xué)期實驗室安全檢查工作的通知》(紅院資發(fā)〔2011〕4號)的通知要求,理學(xué)院開展了如下幾方面的危險品檢查工作:
(1) 組織師生認(rèn)真學(xué)習(xí)《危險化學(xué)品安全管理條例》(國務(wù)院令344號)、《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)定》(國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局令第46號)等國家有關(guān)實驗室安全工作的法規(guī),落實各項實驗室安全管理制度,增強(qiáng)師生的安全意識,確保實驗室安全、有序的運(yùn)行。
(2) 對理學(xué)院實驗室危險品的存放地、保管人進(jìn)行了全面清查登記上報工作,登記的危險品包括:壓力容器、易燃易爆品、劇、易制等,理學(xué)院共清查登記危險品251種類,近1000件,每件危險品均指定專人管理。
(3) 對新上崗教師和新生開展安全教育和培訓(xùn)工作,強(qiáng)化安全意識和提高自我保護(hù)能力,防止安全事故發(fā)生。
(4) 對實驗室、庫房、辦公室等場所進(jìn)行了一次全面的安全大檢查工作,存在的安全隱患主要是:化學(xué)品庫房建設(shè)不符合規(guī)范、庫房通風(fēng)不暢、缺少必要消防安全設(shè)施和監(jiān)控設(shè)備等。針對存在的安全隱患,理學(xué)院向基建處、資產(chǎn)管理處以及分管的校領(lǐng)導(dǎo)上報了《關(guān)于理學(xué)院化學(xué)品庫房規(guī)范建設(shè)》的請示、以及改善理學(xué)院庫房通風(fēng)條件的改造方案。
從化學(xué)品庫房規(guī)范建設(shè)的角度,以及從根本上消除化學(xué)品庫房安全隱患的角度考慮,理學(xué)院提出了在理學(xué)樓外建設(shè)一個符合相關(guān)規(guī)范,面積約250平米的化學(xué)品庫房,化學(xué)品庫房分為桶裝有機(jī)化學(xué)品庫、瓶裝有機(jī)化學(xué)品庫、無機(jī)化學(xué)品庫、劇毒化學(xué)品庫、高壓氣瓶庫房等5間,并提供初步建設(shè)的規(guī)劃示意圖及建筑設(shè)計要求。
在新的化學(xué)品庫房沒有建成之前,對現(xiàn)有的化學(xué)品庫房進(jìn)行改造,改善庫房的通風(fēng)條件、增加消防和安全監(jiān)控設(shè)施。庫房的主要改造項目是在理學(xué)樓A202、A203安裝帶防爆電機(jī)的換氣扇,并在南側(cè)玻璃上粘貼防曬膜;在庫房門口增加滅火器;在劇庫房內(nèi)增加保險管;在門口安裝安全監(jiān)控攝像頭。以上改造方案已報基建處請給予解決。
4、2011年10月10日中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院理學(xué)樓發(fā)生火災(zāi),火災(zāi)原因系存放在儲柜內(nèi)的化學(xué)藥劑遇水自燃所致,火災(zāi)過火面積約790平方米,直接財產(chǎn)損失42.97萬元。據(jù)湖南省消防總隊通報,中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院對實驗用危險化學(xué)藥劑管理不善,沒有對未使用完的藥劑進(jìn)行嚴(yán)格管理,未將遇水自燃藥劑放置在符合安全條件的儲存場所,是導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的直接原因。起火建筑物為磚木結(jié)構(gòu),屋頂為木質(zhì)材料,建筑耐火等級低,是導(dǎo)致火災(zāi)迅速蔓延的主要原因,也暴露出當(dāng)前高校師生消防安全意識淡薄、高校建筑消防安全隱患堪憂等問題。
針對中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院理學(xué)樓發(fā)生的“10.10”火災(zāi)事故,理學(xué)院于2011年11月3日在全院教職工大會上向全體教職工通報了中南大學(xué)“10.10”火災(zāi)事故情況,望各位教職工要引以為戒,吸取此次火災(zāi)事故的教訓(xùn),增強(qiáng)消防安全意識,加強(qiáng)實驗室化學(xué)藥品管理,做好實驗室的日常管理工作,避免發(fā)生安全事故。
四、存在的問題及整改措施
1、在過去一年里,理學(xué)院實驗室未發(fā)生大的安全事故,各實驗室均做到安全、有效的運(yùn)轉(zhuǎn),確保了理學(xué)院教學(xué)和科研工作的正常有效開展。
2、理學(xué)院化學(xué)品庫房規(guī)范建設(shè)的請示還沒有得到答復(fù),庫房的改造工作仍未得到相關(guān)部門的答復(fù),理學(xué)院化學(xué)品庫房的安全隱患問題仍然未得到根本解決,隱患依然很大,請學(xué)校各相關(guān)部門給予高度重視。理學(xué)院將積極跟相關(guān)職能部門協(xié)調(diào),爭取盡早從根本上解決化學(xué)品庫房的安全隱患問題。
3、加強(qiáng)化學(xué)品庫房的規(guī)范化和精細(xì)化管理,在現(xiàn)有條件下,必須做到化學(xué)性質(zhì)相抵觸的藥品分開存放,即酸性物質(zhì)與堿性物質(zhì)分開,易燃品與氧化品分開,與酸分開,按易燃品、氧化劑、劇、酸性腐蝕品、堿性腐蝕品、易爆品分類存放,避免因化學(xué)品自然引發(fā)安全事故。完善藥品的領(lǐng)用制度,加強(qiáng)藥品的領(lǐng)用和使用過程的監(jiān)管,尤其要加大劇毒藥品的使用監(jiān)管,避免劇毒物品外來對社會造成的影響。
4、理學(xué)樓消防栓未接通水源,理學(xué)院已向基建處報告過此事,基建處的答復(fù)是新校區(qū)消防水池還未建設(shè),待消防水池建好后才能接通水源。如消防栓沒有接通水源,在遇到火災(zāi)時,將不利于及時控制火勢,可能會造成較大的損失,請學(xué)校相關(guān)部門盡快給予解決。
5、在實驗室日常管理過程中,部分師生存在安全意識不強(qiáng),偶爾會發(fā)生一些小的安全事故,在今后的工作中應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)師生的安全教育,提高安全意識,提高師生的自我保護(hù)能力,同時加大違紀(jì)事故的處罰及檢查、監(jiān)管力度,防止安全事故發(fā)生。
6、實驗室安全管理制度有待進(jìn)一步健全和完善,加強(qiáng)安全管理制度的執(zhí)行力度,強(qiáng)化責(zé)任意識,加強(qiáng)管理制度的落實,做到管理制度落實到崗、落實到人。
篇5
目前國內(nèi)高校對本科生開設(shè)的課程主要是“儀器分析實驗”[5],在實際教學(xué)過程中常以演示實驗為主,同學(xué)往往只是走馬觀花式地參觀一下,有時甚至和儀器還“隔窗相望”,對絕大多數(shù)同學(xué)而言,獨立上機(jī)操作是可望不可及的。造成這種局面的主要原因有:(1)大型儀器在高校中屬稀缺資源,數(shù)量有限,其中不少熱門儀器承擔(dān)繁重的科研任務(wù),如果科研-教學(xué)并舉,安排起來有較大難度;(2)大型儀器價格昂貴,運(yùn)行、維修成本高,管理者有所顧忌,不敢放手讓本科生獨立操作[6];(3)對大型儀器的教學(xué)功能缺乏研究,教學(xué)內(nèi)容形式單一,缺少具有吸引力、適應(yīng)本科學(xué)生進(jìn)行自主性學(xué)習(xí)的儀器類實驗項目。針對以上問題,國內(nèi)一些院校嘗試了多種形式的教學(xué)改革來增加學(xué)生的動手機(jī)會[7-8],同濟(jì)大學(xué)化學(xué)實驗中心在這方面也進(jìn)行了積極探索,通過開發(fā)大型儀器的管理系統(tǒng)及開展開放性實驗教學(xué)來拓展大型儀器的教學(xué)功能。經(jīng)數(shù)年實踐,取得了一定的教學(xué)成果。
大型儀器的開放性
教學(xué)大型儀器用于本科生開放實驗教學(xué)涉及到方方面面的問題,其中,最突出的問題有四個:大型儀器的管理、維護(hù)、開放性教學(xué)的內(nèi)容及方式。
1大型儀器的管理同濟(jì)大學(xué)化學(xué)實驗中心(以下簡稱中心)擁有20萬元以上的大型儀器20余臺,包括TEM、SEM、AFM、XRD、GC-MS、TOC、核磁等,這些儀器日常承擔(dān)著比較繁重的科研任務(wù),要開展開放實驗教學(xué),必須對儀器進(jìn)行合理安排,提高其使用效率,對一些熱門儀器甚至要做到見縫插針的地步。為此,中心將幾十臺大中型儀器都進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng),開發(fā)了儀器網(wǎng)絡(luò)化管理平臺及開放實驗預(yù)約系統(tǒng),教師或?qū)W生采用實名注冊登錄后,可以在系統(tǒng)查閱每臺儀器的相關(guān)資料及近期使用情況,需要進(jìn)行開放實驗教學(xué)就在“儀器預(yù)定”欄目里提出申請,中心管理人員對所有申請者都進(jìn)行審核,然后視具體情況做協(xié)調(diào)安排。對于使用頻率高的熱門儀器實行限量開放,對冷門儀器則適當(dāng)增加其開放次數(shù),安排結(jié)果將在當(dāng)天公布在系統(tǒng)網(wǎng)頁上。獲得批準(zhǔn)的同學(xué)在規(guī)定時間領(lǐng)取門卡(實驗中心儀器室采用紅外門禁裝置),進(jìn)入儀器室進(jìn)行實驗操作。網(wǎng)絡(luò)化管理增加了管理的透明度,有效地提高了大型儀器的使用效率。
2實施大型儀器持證上崗諸多院校限制本科學(xué)生接觸大型儀器的重要原因之一是其價格昂貴,操作不當(dāng)可能會損壞儀器造成巨大損失。為解決這一問題,中心采取了兩項措施:一是建立“上崗證”制度,只有具有上崗資格的同學(xué)才可以獨立操作大型儀器。中心定期舉行各類儀器的操作培訓(xùn),由廠家技術(shù)人員或資深教師授課,參加者包括研究生和本科生,培訓(xùn)結(jié)束后進(jìn)行考核,考核合格者由中心發(fā)放該類儀器的上崗證。無證的同學(xué)如果要進(jìn)行樣品測試必須要有持證者在場協(xié)助把關(guān)。二是采用儀器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。中心將幾十臺大型儀器聯(lián)網(wǎng)并實施連續(xù)監(jiān)控,一旦儀器發(fā)生異常情況就追根溯源,查明原因。為保證操作系統(tǒng)的安全,中心還開發(fā)了數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng),所有實驗數(shù)據(jù)均通過網(wǎng)絡(luò)傳送,教師和同學(xué)可以通過遠(yuǎn)程登錄的方法進(jìn)行下載,這樣可避免使用U盤帶來的病毒交叉感染。此外,中心還為高年級同學(xué)建立了儀器使用個人檔案,按平時信譽(yù)表現(xiàn)及儀器操作能力進(jìn)行了等級劃分。對于信譽(yù)良好的同學(xué)可以直接領(lǐng)取條形碼門卡,進(jìn)入實驗室自行完成操作,如果操作者在儀器使用中有違規(guī)行為,中心則中止傳送其實驗數(shù)據(jù)或暫停其儀器使用資格。
3開放實驗內(nèi)容圍繞各類大型儀器的開放實驗教學(xué),中心開發(fā)了系列實驗項目。實驗內(nèi)容一部分由教師編寫,另一部分則是由同學(xué)原創(chuàng)、經(jīng)數(shù)年教學(xué)實踐傳承下來的。比如色譜類實驗有“手動頂空-GC-MS檢測方便面包裝袋中的有機(jī)揮發(fā)物”、“頂空進(jìn)樣GC-FID/MS檢測花瓣中的香氣成分”、“HPLC測定多種可樂中的咖啡因含量”等;光譜類實驗有“積分球漫反射光譜儀檢測A4紙張”、“各種餐巾紙的紫外漫反射比較”、“驗證大米中是否含有熒光物質(zhì)”、“不同pH條件下苯乙酰胺的紫外光譜分析”、“紅外光譜法測定銀鍍膜及氣凝膠成分”等;表征類有“神奇的碳納米管”、“SnO2納米粒子的合成及形貌表征”等。這些實驗有一共同的特點,就是素材貼近生活實際,集知識性和趣味性為一體,可以讓同學(xué)在輕松快樂中學(xué)習(xí)儀器的操作。所有開放實驗內(nèi)容以菜單形式掛在中心網(wǎng)站上,同學(xué)可選擇自己感興趣的項目在網(wǎng)上預(yù)約,得到確認(rèn)后以小組的形式進(jìn)行實驗,實驗過程中研究生助教或高年級本科生(具有上崗證)擔(dān)任指導(dǎo),有時教師也客串一下。開放時間的長短視實驗內(nèi)容而定,短則一節(jié)課,長則一整天,長時間的開放實驗通常安排在雙休日進(jìn)行。需要說明的是,大型儀器的開放不僅僅局限在化學(xué)專業(yè)內(nèi)部,菜單中部分實驗項目也對其他院系同學(xué)開放。如“神奇的碳納米管”、“拉曼光譜鑒定寶石礦物”等實驗就吸引了材料、環(huán)境、醫(yī)學(xué)專業(yè)100多人的參與。為支持本科教學(xué),使用大型儀器進(jìn)行開放實驗教學(xué)不收任何費用。
4教學(xué)方式教學(xué)采用上機(jī)操作和交流探討相結(jié)合的方式。實驗過程中同學(xué)輪流上機(jī)操作,每個人均獲得實際動手機(jī)會。為使同學(xué)對儀器的性能有較為全面的了解,中心在網(wǎng)絡(luò)上還專門建立了一個開放式的交流論壇。它有兩個主要功能:一是同學(xué)遞交實驗報告,記錄實驗情況;二是交流儀器使用的經(jīng)驗和體會。該論壇最大的特點是不受時間、地點的限制,參與者眾多,覆蓋面廣。除了教師、博士、碩士、本科生外,還有部分校外友人、甚至儀器廠家的技術(shù)人員也參與其中。論壇由教師或研究生助教充當(dāng)版主,當(dāng)一輪實驗做完后,就實驗過程當(dāng)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行探討。起初同學(xué)對大型儀器有一種新鮮感,提出的問題也比較簡單,較多的是關(guān)于儀器構(gòu)造、品牌、價格、使用領(lǐng)域等方面的問題。隨著實驗的不斷深入,探討的層次越來越高,涉及到儀器內(nèi)涵的東西也愈來愈多。比如由儀器的基本操作逐漸過渡到諸如色譜柱如何裝填,極性分子采用什么類型的柱子,非極性分子又采用何柱子,哪類物質(zhì)不能用此方法測定,噪音是如何產(chǎn)生的,基線不穩(wěn)如何校正,采用什么合適的軟件等。同學(xué)對儀器熟悉到一定程度,就自然會想到如何拓展該儀器的實驗內(nèi)容,進(jìn)而進(jìn)行一些探索性的嘗試。比如由頂空氣相色譜檢測揮發(fā)性成分的原理啟發(fā),同學(xué)們嘗試了化妝品、黃酒、木材、大米、水果、茶葉等“有香味”物質(zhì)的檢測[9],采用拉曼光譜儀研究了蛋類、橙桔類樣品的譜線特征,這些項目后來都成了同學(xué)的SITP課題。通過大型儀器的開放式教學(xué),同學(xué)不但熟悉并掌握了儀器的操作,而且在潛移默化中萌發(fā)了對科學(xué)研究的興趣,這種收獲才是真正體現(xiàn)大型儀器教學(xué)功能的價值所在。#p#分頁標(biāo)題#e#
教學(xué)效果分析
總結(jié)幾年的教學(xué)實踐,我們認(rèn)為在如下幾個方面取得明顯教學(xué)效果。(1)儀器利用率提高:將大型儀器用于本科教學(xué),最直接的好處是提高了儀器的利用效率。以色譜類儀器為例,頂空色譜和液質(zhì)聯(lián)用儀因庫內(nèi)標(biāo)樣數(shù)據(jù)不多,在科研中被視為雞肋,屬“少人問津”的冷門儀器,中心也一直為其機(jī)時數(shù)不足而發(fā)愁。自儀器用于本科生開放實驗教學(xué)以來,一下子開發(fā)出十多個實驗項目及多個SITP項目,過去的冷門如今卻“門庭若市”、“應(yīng)接不暇”,成為教學(xué)中的搶手儀器。更為可喜的是,隨著一個個新的體系的開發(fā),數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容也得到完善、補(bǔ)充和更新,該類儀器用于科研的機(jī)時數(shù)也逐漸升高,形成了一種雙贏的局面。(2)學(xué)生專業(yè)技能得到加強(qiáng):通過開放實驗教學(xué),絕大多數(shù)同學(xué)對中心的大型儀器有了一定的了解,動手能力得到加強(qiáng),對原理和性能也能說出個1、2、3來,不少同學(xué)還獲得了大型儀器的上崗證書,能熟練操作幾臺儀器,部分同學(xué)甚至成了某類光譜或色譜儀器的專家。有了一技之長,同學(xué)無論是讀研還是走上工作崗位都有相當(dāng)?shù)母偁幜Α?3)本科論文選題多元化:通過大型儀器的操作培訓(xùn)及拓展性教學(xué),激發(fā)了同學(xué)參與科學(xué)研究的興趣,近年來以大型儀器作為支撐,化學(xué)系約有80%的同學(xué)申報了各種級別的SITP項目或開放性課題,部分課題后來直接成了學(xué)生畢業(yè)論文的題目,改變了原來由指導(dǎo)教師指定題目的格局,本科畢業(yè)論文選題的自主性增強(qiáng)。
篇6
關(guān)鍵詞:大學(xué)生 創(chuàng)新能力 培養(yǎng) 課堂教學(xué) 課外實踐
師范院校作為培養(yǎng)未來教師的高等學(xué)府,肩負(fù)著為教育事業(yè)培養(yǎng)人才的光榮使命。目前,全國共有100多所高等師范院校,除教育部直屬的6所師范大學(xué),其他師范院校都隸屬于地方。與教育部直屬的師范大學(xué)相比,地方師范院校在經(jīng)費投入、師資配置以及教學(xué)、科研等方面相對薄弱一些,但地方師范院校是教師、尤其是農(nóng)村中小學(xué)教師培養(yǎng)的主力軍。它的成功與失敗,直接關(guān)系到國家教育的發(fā)展。為此,實踐和探索地方師范院校創(chuàng)新人才的培養(yǎng)具有重要意義。
“創(chuàng)新”“創(chuàng)新教育”無疑是當(dāng)今最時髦的口號,沒有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思想、創(chuàng)新能力的教師,就很難培養(yǎng)創(chuàng)新的學(xué)生。作為師范院校,培養(yǎng)未來教師的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識尤為重要。如何在教學(xué)實踐中培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力是高等教育工作者亟須解決的問題,筆者從我校化學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程最近五年的創(chuàng)新實踐出發(fā),分析總結(jié)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式。
1 建立比較完善的課程教學(xué)體系
完善的課程教學(xué)體系是保證教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。2007年,有機(jī)化學(xué)被評為山西省精品課程,在此基礎(chǔ)上,以有機(jī)化學(xué)必修課為核心課程,相繼開發(fā)建設(shè)了系列專業(yè)選修課,包括有機(jī)化學(xué)選論、有機(jī)反應(yīng)歷程、有機(jī)波譜化學(xué)、立體化學(xué)、有機(jī)合成、有機(jī)高分子;同時對基礎(chǔ)實驗課也做了進(jìn)一步的調(diào)整,將雙語實驗教材引入實驗教學(xué),把實驗教學(xué)按照階梯式分成4個階段:(1)基礎(chǔ)必修實驗;(2)有機(jī)合成選修實驗;(3)綜合性實驗;(4)設(shè)計性實驗。通過理論課程和實驗課程的系統(tǒng)規(guī)劃,使學(xué)生通過專業(yè)課程的學(xué)習(xí)掌握比較扎實的專業(yè)知識,為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。
2 建立一支以科研為基礎(chǔ)、教學(xué)為核心的優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊
要提高課堂教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,關(guān)鍵在于有一支以科研為基礎(chǔ)、以課堂教學(xué)和課程研究為核心的優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊。我校有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊包括5位教師,這5位教師既承擔(dān)10門專業(yè)必修、選修課的教學(xué)工作,又有自己明確的科研方向;近五年,累計主持省級教改、科研項目共計7項,發(fā)表教學(xué)科研論文50余篇;2008年,有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊被評為首批院級優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊;2009年,有機(jī)化學(xué)系列課程教學(xué)團(tuán)隊被評為山西省優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊。所有這些成果和榮譽(yù)的取得都源于教師隊伍的大力建設(shè),教師隊伍的建設(shè)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的保障,教師不僅要鉆研教學(xué),同時要不斷提升自身的科研水平,為學(xué)生獲得更高層次的發(fā)展提供幫助。大學(xué)教師的社會角色是研究者、教育者、知識分子三者的統(tǒng)一體,大學(xué)教學(xué)內(nèi)容的廣博性、專門性、高深性和前沿性決定了大學(xué)教學(xué)是研究性的教和研究性的學(xué), 是一種創(chuàng)造性的活動[1]。教師應(yīng)通過科研實踐豐富深化自己,把握學(xué)科最新動態(tài),把科學(xué)研究的精神、態(tài)度和方法帶到教學(xué)過程中去,根據(jù)創(chuàng)造性思想和第一手科研材料進(jìn)行講授,才能提高人才的培養(yǎng)質(zhì)量。著名教育家雅斯貝斯說,只有自己從事研究的人才有東西教別人,而一般教書匠只能傳授僵硬的東西[2]。著名科學(xué)家錢偉長談到教學(xué)與科研的關(guān)系時說:“你不上課,就不是老師;你不搞科研,就不是好老師[3]。”教學(xué)沒有科研做底子,就是一個沒有觀點的教育,沒有靈魂的教育。
3 把理論教學(xué)、實驗教學(xué)以及課外科研創(chuàng)新實踐三者科學(xué)有機(jī)結(jié)合,培養(yǎng)有創(chuàng)新能力的學(xué)生
大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不是一個獨立的教育過程,而是整個人才培養(yǎng)體系中的一個有機(jī)組成部分。因此,創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)始終融合和貫穿于整個大學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié),不同的教學(xué)階段有不同的培養(yǎng)方式和要求。縱觀化學(xué)專業(yè)大學(xué)生有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)可以分為3個階段:
3.1 從大學(xué)二年級開始的基本理論和基礎(chǔ)實驗的學(xué)習(xí)
這個階段是培養(yǎng)有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)興趣、掌握基本理論知識、基本實驗技能的重要階段。我們常講“興趣是最好的老師”,如果對一門功課感興趣,學(xué)生就愿意思考、愿意探索,凡事只有經(jīng)過認(rèn)真思考才會發(fā)現(xiàn)問題,而創(chuàng)新往往是在解決問題的過程中產(chǎn)生,問題的新穎度、重要性是創(chuàng)新性大小的重要因素。那么如何發(fā)現(xiàn)問題并對問題感興趣呢?對于初學(xué)的學(xué)生應(yīng)該是比較困難的,這就需要教師的合理引導(dǎo)。教師在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力中扮演著重要的角色,在教學(xué)中,一方面通過個人魅力吸引學(xué)生,使學(xué)生對所授課程產(chǎn)生濃厚興趣;另一方面,教師要注重教學(xué)方法的靈活應(yīng)用。如有機(jī)化學(xué)的章節(jié)安排一般是根據(jù)官能團(tuán)的分類,依照氧化態(tài)由低到高的順序排列。各章知識彼此獨立又相互聯(lián)系,在學(xué)習(xí)后面知識的時候經(jīng)常會用到前面的知識,因此引導(dǎo)學(xué)生將已學(xué)知識在變化的情景中對比分析并加以應(yīng)用,從而實現(xiàn)掌握新知識的對比遷移式教學(xué)方法在教學(xué)中會起到事半功倍的作用,如烯烴遷移炔烴和二烯烴,芳香烴遷移雜環(huán)化合物,鹵代烴遷移醇和醚,醛酮遷移羧酸衍生物,醛、酮和醇遷移到糖等。此外,在教學(xué)中要通過問題式的教學(xué)方法,不斷培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力和思辨能力。如講授Claisen酯縮合反應(yīng)時,根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可提出如下問題:(1)哪一步反應(yīng)推進(jìn)平衡右移?酸的作用是什么?(2)含有1個α-氫的酯縮合反應(yīng)能否得到Claisen酯縮合產(chǎn)物?(3)該反應(yīng)用氫氧化鈉、甲醇鈉做堿可以嗎?(4)為什么在酯縮合反應(yīng)中,一般得不到二?;蛉;衔?? 教師應(yīng)充分利用這些發(fā)散性問題去組織課堂討論或辯論,用以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維、演繹推理能力和歸納推理能力。由于化學(xué)這門學(xué)科來源于實驗,每一個反應(yīng)及其進(jìn)展都可找到原始文獻(xiàn),因此在教學(xué)中要注意培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)的習(xí)慣,通過文獻(xiàn)的查閱,一方面更深刻地掌握具體專業(yè)知識,另一方面可通過文獻(xiàn)的閱讀,借鑒大師的科研方法。同時在教學(xué)中要注意新知識的引入,化學(xué)、尤其是有機(jī)化學(xué)是一門發(fā)展非常迅速的學(xué)科,教師在教學(xué)中將科研熱點引入課堂既可豐富所學(xué)知識,又可通過熱點的介紹,激發(fā)學(xué)生的科研熱情。如2010年3位科學(xué)家Richard Heck,Ei-ichi Negishi,Akira Suzuki因發(fā)現(xiàn)Heck reaction,Negishi reaction和Suzuki reaction而獲得諾貝爾化學(xué)獎,這3個反應(yīng)在教課書上沒有,但又是科研熱點,因此教師可以布置文獻(xiàn)查閱的任務(wù),讓學(xué)生自己查閱相關(guān)知識,然后集中討論。
在實驗課教學(xué)中,首先要精選實驗,通過選定實驗給學(xué)生完整的有機(jī)實驗知識,同時通過典型的合成實驗訓(xùn)練動手能力,掌握基本操作技術(shù),培養(yǎng)科學(xué)思維方法。在教學(xué)過程中,教師、學(xué)生共同精心研究實驗遇到的問題,達(dá)到實驗內(nèi)容科學(xué)、先進(jìn)、合理和適用。當(dāng)學(xué)生具備了一定的基礎(chǔ)知識和基本技能時,教師在教學(xué)中適度引進(jìn)一些新的實驗技術(shù),如:相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)、光化學(xué)技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、超聲波光學(xué)技術(shù)、微波化學(xué)技術(shù)等。同時引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,初步開展研究性教學(xué)實驗。如在1-溴丁烷的制備中發(fā)現(xiàn)有2-溴丁烷產(chǎn)生,那么2-溴丁烷是如何產(chǎn)生的,它的生成機(jī)理是什么,學(xué)生可在教師指導(dǎo)下分析生成的原因,然后設(shè)計實驗去證明自己的推理。像這樣的案例,不僅解決了教學(xué)中的問題,得到有價值的結(jié)果,更重要的是學(xué)生受到了研究方法的訓(xùn)練,創(chuàng)新意識得到進(jìn)一步培養(yǎng)。
3.2 從大學(xué)三年級開始的專業(yè)系列選修課(包括理論課與實驗課)的學(xué)習(xí)
這一階段參與的學(xué)生主要是對有機(jī)化學(xué)感興趣,如果第一階段的學(xué)習(xí)沒有做好,這一階段參與的學(xué)生就會很少,在近幾年的教學(xué)實踐中,超過2/3的學(xué)生進(jìn)行了該階段的學(xué)習(xí)。通過該階段專業(yè)系列選修課的學(xué)習(xí),可以系統(tǒng)、延伸、拓展、深化學(xué)生的知識面和知識水平。
3.3 以大學(xué)生課外創(chuàng)新性實踐活動為載體,培養(yǎng)創(chuàng)新能力
課外科技活動作為一種探索的實踐過程,具有科技性、實踐性和探索性等特點,能夠較為有效地激發(fā)大學(xué)生的求知欲和探索欲。參加課外科技活動對學(xué)生而言是一個自主探索學(xué)習(xí)的過程,為了更好地完成任務(wù),學(xué)生往往能夠自發(fā)地去查閱相關(guān)資料,有利于將課本知識和實際問題相結(jié)合,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。在這一過程中,學(xué)生會不斷發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,并努力求解,這就促使他們從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),可以說,大學(xué)生課外科技活動是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的最佳切入點和重要途徑。但是課外科技活動必須有明確的科研課題、固定的實驗場所和學(xué)校經(jīng)費的投入,而且要有專門的教師負(fù)責(zé)。我校從2005級本科生開始實行本科生導(dǎo)師制,選擇副教授以上的教師一對一負(fù)責(zé)優(yōu)秀的本科生,本科生與教師的關(guān)系如同研究生與導(dǎo)師的關(guān)系。這項舉措極大鼓舞了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,但由于人數(shù)限制,有好多學(xué)生沒有這樣的機(jī)會。為了滿足更多學(xué)生的求知欲,有機(jī)團(tuán)隊的教師每人都帶了十幾名本科生,他們放棄了寒暑假的休息時間,把自己的課余時間全部投入到課外科技活動中。學(xué)生從大學(xué)二年級寒假進(jìn)入實驗室,一直延續(xù)到大四的畢業(yè)論文。在最初的寒假期間,往往是跟著高年級的學(xué)生完成課題,在此期間,不僅要學(xué)會一些大型儀器的操作,熟悉課題的基本流程,更重要的是培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣。從大二暑假開始,學(xué)生獨立或組成小組介入自己的研究課題,可申請學(xué)院或山西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目(目前已完成一項山西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練課題,還有兩項正在進(jìn)行中)。在此期間,教師的作用非常重要,不僅幫助學(xué)生解決實驗中遇到的問題,引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)實驗室的管理、創(chuàng)造良好的科研、學(xué)習(xí)氣氛,同時幫助學(xué)生開闊視野,培養(yǎng)百折不撓、踏踏實實、實事求是的科研精神。
4 結(jié)束語
經(jīng)過近幾年創(chuàng)新教學(xué)的探索與實踐,我系學(xué)生不僅學(xué)風(fēng)得到了進(jìn)一步的提升,創(chuàng)新能力也得到了明顯加強(qiáng),許多學(xué)生參與的課題取得了較好的研究成果,在國內(nèi)外核心期刊發(fā)表科研論文10多篇。同時考取名牌大學(xué)的研究生數(shù)量也逐年增加,在研究生面試中得到了較好的評價。在最近3年舉辦的第一屆和第二屆山西省大學(xué)生實驗競賽中,有機(jī)實驗的競賽選手分別取得了第一和第二的好成績。在取得成績的同時,我們也遇到一些困難,比如實驗經(jīng)費的短缺、實驗場所的限制等,這可能也是地方師范院校普遍面臨的問題。
大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是一個長期、系統(tǒng)的工程,為建設(shè)和諧、創(chuàng)新型社會,培養(yǎng)更多高質(zhì)量的創(chuàng)新型人才,需要我們不斷努力去實踐和完善。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄭大貴.促進(jìn)地方性師范院??蒲泄ぷ鞯膸c思考[J].上饒師范學(xué)院學(xué)報,2002,22(5):113-115.
篇7
畢業(yè)論文(設(shè)計)
開題報告
題 目: 煤變石油的研究
姓 名:
學(xué) 號:
專業(yè)班級: 06級化學(xué)系本科班
指導(dǎo)教師:
一、選題依據(jù)(包括選擇課題的背景、選題研究的理論及實踐意義)
前一段時間,煤變石油在國內(nèi)被炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng),旋即歸于沉寂。沸沸揚(yáng)揚(yáng)反映了人們對其技術(shù)內(nèi)涵并不很熟悉,沉寂則反映出人們對其價值的不了解,擔(dān)心水變油的誤導(dǎo)事件在神州大地重演。然而,這回可的的確確是真的,這不僅因為我國已掌握了世界最先進(jìn)的煤炭液化技術(shù),而且———煤變石油真的離我們并不遙遠(yuǎn)。
石油是一種重要的戰(zhàn)略物質(zhì),有了它,船艦可以乘風(fēng)破浪,汽車可以翻山越嶺,飛機(jī)可以穿云透霧……然而,近年來國際石油價格飛漲,供需差距越來越大。以我國為例,石油年消費量約為2.5億噸,生產(chǎn)能力僅約15億噸,預(yù)計2005年和2015年消費量將超過2.6億噸和3.1億噸,尤其若干年后石油開采枯竭的時候,這些動力和交通工具又該靠什么來運(yùn)行呢?不必?fù)?dān)心,聰慧的科學(xué)家們早已為我們設(shè)計了一個煤變石油的方案。
許多勘探資料都表明,全世界煤的可開采資源是巨大的,其能量值相當(dāng)于石油資源的10倍。煤和石油的形態(tài)、形成歷史、地質(zhì)條件雖然不同,但是它們的化學(xué)組成卻大同小異。煤中約含碳80%~85%,含氫4%~5%,平均分子量在2000以上。石油含碳85%,含氫13%,平均分子量在600以內(nèi)。從組成上看,它們的主要差異是含氫量和分子量的不同,因此,只要人為地改變壓力和溫度,設(shè)法使煤中的氫含量不斷提高,就可以使煤的結(jié)構(gòu)發(fā)行變異,由大分子變成小分子。當(dāng)其碳?xì)浔冉档偷胶褪拖嘟鼤r,則煤就可以液化成汽油、柴油、液化石油氣、噴氣燃料等石油產(chǎn)品了。同時還可以開發(fā)出附加值很高的上百種產(chǎn)品,如乙烯、丙烯、蠟、醇、酮、化肥等,綜合經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
國際上經(jīng)典的煤變石油工藝是把褐煤或年輕煙煤粉與過量的重油調(diào)成糊狀(稱為煤糊),加入一種能防止硫?qū)Υ呋瘎┲卸镜奶厥獯呋瘎?,在高壓釜里加壓?0266~70931千帕并加熱到380~500攝氏度的溫度,在隔絕空氣的條件下通入氫氣,使氫氣不斷進(jìn)入煤大分子結(jié)構(gòu)的內(nèi)部,從而使煤的高聚合環(huán)狀結(jié)構(gòu)逐步分解破壞,生成一系列芳香烴類的液體燃料和烷烴類的氣體燃料。一般約有60%的煤能轉(zhuǎn)化成液化燃料,30%轉(zhuǎn)化成為氣體燃料。具體來說,煤變石油的工藝可分為“直接液化”和“間接液化”兩種,從世界范圍來看,無論哪一類液化技術(shù),都有成熟的范例。
“直接液化”是對煤進(jìn)行高壓加氫直接轉(zhuǎn)化成液體產(chǎn)品。早在第二次世界大戰(zhàn)之前,納粹德國就注意到了煤和石油的相似性,從戰(zhàn)略需要出發(fā),于1927年下令建立了世界上第一個煤炭直接液化廠,年產(chǎn)量達(dá)10萬噸,到1944年達(dá)到423萬噸,用來開動飛機(jī)和坦克。一些當(dāng)時的生產(chǎn)技術(shù),今天還在澳大利亞、德國、巴基斯坦和南非等地應(yīng)用。
“間接液化”是煤先氣化,生產(chǎn)原料氣,經(jīng)凈化后再行改質(zhì)反應(yīng),調(diào)整氫氣與一氧化碳的比例。此項技術(shù)主要源于南非,技術(shù)已非常成熟,煤變石油成本已低于國際油價,但技術(shù)一直嚴(yán)格保密。20世紀(jì)50年代,南非為了克服進(jìn)口石油困難,成立了南非薩索爾公司,主要生產(chǎn)汽油、柴油、乙烯、醇等120多種產(chǎn)品,總產(chǎn)量達(dá)到700多萬噸。目前,這家公司的3個液化廠,年耗煤4590萬噸,年產(chǎn)合成油品1000萬噸。該公司累計投資70億美元,現(xiàn)在早已回收了全部設(shè)備投資。此外,俄羅斯、美國、日本等國也相繼陸續(xù)完成了日處理150~600噸煤的大型工業(yè)試驗,并進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)的設(shè)計。
我國的煤炭科學(xué)總院對煤變石油的研究已進(jìn)行了20多年,培養(yǎng)了一支專門從事直接液化技術(shù)研究的科研隊伍,建成了具有先進(jìn)水平的加氫液化、油品加工和分析檢驗實驗室,對幾十種煤樣進(jìn)行了試驗和評價,篩選了國內(nèi)十幾種適宜液化的煤種,有良好的技術(shù)基礎(chǔ)。1997年,中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所進(jìn)行的煤基合成汽油年產(chǎn)2000噸的工業(yè)試驗獲得階段性成果,并通過了中科院的技術(shù)鑒定,為萬噸級的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。其技術(shù)上也取得了突破:在催化劑的作用下,可用4~5噸煤,經(jīng)過一系列工藝流程生產(chǎn)出1噸汽油或柴油。
自1997年至今,經(jīng)過中德、中美、中日政府間的科技合作,進(jìn)行了我國煤炭直接液化示范廠的可行性研究,結(jié)果表明,在陜西的神府煤田、內(nèi)蒙古的東勝煤田、云南的先鋒煤田,由于煤炭價格低廉,設(shè)備大部分可以國產(chǎn)化,從而可使煤液化油成本大大降低,一桶柴油產(chǎn)品的成本只有15~17美元,遠(yuǎn)低于歐佩克規(guī)定的每桶22~28美元的價格帶。另一方面,以我們已經(jīng)掌握的催化劑技術(shù),間接液化合成部分的成本可以降低為原來的六分之一。這就是說,在煤礦坑口建廠,不要中間環(huán)節(jié),如果合成油規(guī)模達(dá)到百萬噸級,按目前市場價,噸油成本將控制在2000元左右,具有很強(qiáng)的市場競爭力。令人欣喜的是,國家發(fā)改委已批準(zhǔn)在陜西神府煤田和云南先鋒煤田興建兩個煤液化項目,總投資約200億元,年產(chǎn)油200萬噸。國務(wù)院也已正式批準(zhǔn)神華集團(tuán)(位于神府煤田)關(guān)于煤炭液化的項目建議書,允許其轉(zhuǎn)入可行性研究階段,并將投資追加到250億元。神華集團(tuán)也已與掌握煤炭液化關(guān)鍵技術(shù)的美國HTI公司簽訂了技術(shù)轉(zhuǎn)讓意向性協(xié)議,已開始初步設(shè)計工作。該項目建成后,年產(chǎn)油250萬噸,每年可創(chuàng)稅收25億元,年實現(xiàn)利潤25億元,對降低石油危機(jī)風(fēng)險有十分重大的意義。
三、研究內(nèi)容與方法
我國總的能源特征是“富煤、少油、有氣”。2003年我國總能源消費量達(dá)11.783億噸油當(dāng)量,其中,煤炭占67.86%,石油占23.35%,天然氣占2.5%,水電占5.43%,核能占0.83%。我國擁有較豐富的煤炭資源,2000~2003年探明儲量均為1145億噸,儲采比由2000~2001年116年下降至2002年82年、2003年69年。而石油探明儲量2003年為32億噸,儲采比為19.1年。在較長一段時間內(nèi),我國原油產(chǎn)量只能保持在1.6~1.7億噸/年的水平。煤炭因其儲量大和價格相對穩(wěn)定,成為中國動力生產(chǎn)的首選燃料。在本世紀(jì)前50年內(nèi),煤炭在中國一次能源構(gòu)成中仍將占主導(dǎo)地位。預(yù)計煤炭占一次能源比例將由1999年67.8%、2000年63.8%、2003年67.8%達(dá)到2005年50%左右。我國每年燒掉的重油約3000萬噸,石油資源的短缺仍使煤代油重新提上議事日程,以煤制油己成為我國能源戰(zhàn)略的一個重要趨勢。
煤炭間接液化技術(shù)
由煤炭氣化生產(chǎn)合成氣、再經(jīng)費-托合成生產(chǎn)合成油稱之為煤炭間接液化技術(shù)。“煤炭間接液化”法早在南非實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。南非也是個多煤缺油的國家,其煤炭儲藏量高達(dá)553.33億噸,儲采比為247年。煤炭占其一次能源比例為75.6%。南非1955年起就采用煤炭氣化技術(shù)和費-托法合成技術(shù),生產(chǎn)汽油、煤油、柴油、合成蠟、氨、乙烯、丙烯、α-烯烴等石油和化工產(chǎn)品。南非費-托合成技術(shù)現(xiàn)發(fā)展了現(xiàn)代化的Synthol漿液床反應(yīng)器。薩索爾(Sasol)公司現(xiàn)有二套“煤炭間接液化”裝置,年生產(chǎn)液體烴類產(chǎn)品700多萬噸(薩索爾堡32萬噸/年、塞庫達(dá)675萬噸/年),其中合成油品500萬噸,每年耗煤4950萬噸。累計的70億美元投資早已收回?,F(xiàn)年產(chǎn)值達(dá)40億美元,年實現(xiàn)利潤近12億美元。
我國中科院山西煤化所從20世紀(jì)80年代開始進(jìn)行鐵基、鈷基兩大類催化劑費-托合成油煤炭間接液化技術(shù)研究及工程開發(fā),完成了2000噸/年規(guī)模的煤基合成油工業(yè)實驗,5噸煤炭可合成1噸成品油。據(jù)項目規(guī)劃,一個萬噸級的“煤變油”裝置可望在未來3年內(nèi)崛起于我國煤炭大省山西。中科院還設(shè)想到2008年建成一個百萬噸級的煤基合成油大型企業(yè),山西大同、朔州地區(qū)幾個大煤田之間將建成一個大的煤“煉油廠”。最近,總投資100億美元的朔州連順能源公司每年500萬噸煤基合成油項目已進(jìn)入實質(zhì)性開發(fā)階段,計劃2005年建成投產(chǎn)。產(chǎn)品將包括辛烷值不低于90號且不含硫氮的合成汽油及合成柴油等近500種化工延伸產(chǎn)品。
我國煤炭資源豐富,為保障國家能源安全,滿足國家能源戰(zhàn)略對間接液化技術(shù)的迫切需要,2001年國家科技部”863”計劃和中國科學(xué)院聯(lián)合啟動了”煤制油”重大科技項目。兩年后,承擔(dān)這一項目的中科院山西煤化所已取得了一系列重要進(jìn)展。與我們常見的柴油判若兩物的源自煤炭的高品質(zhì)柴油,清澈透明,幾乎無味,柴油中硫、氮等污染物含量極低,十六烷值高達(dá)75以上,具有高動力、無污染特點。這種高品質(zhì)柴油與汽油相比,百公里耗油減少30%,油品中硫含量小于0.5×10-6,比歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)高10倍,比歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)高20倍,屬優(yōu)異的環(huán)保型清潔燃料。
山西煤化所進(jìn)行”煤變油”的研究已有20年的歷史,千噸級中試平臺在2002年9月實現(xiàn)了第一次試運(yùn)轉(zhuǎn),并合成出第一批粗油品,到2003年底已累計獲得了數(shù)十噸合成粗油品。2003年底又從粗油品中生產(chǎn)出了無色透明的高品質(zhì)柴油。目前,山西煤化所中試基地正準(zhǔn)備第5次開車,計劃運(yùn)行6個月左右。目前世界上可以通過”煤制油”技術(shù)合成高品質(zhì)柴油的只有南非等少數(shù)國家。山西煤化所優(yōu)質(zhì)清潔柴油的問世,標(biāo)志著我國已具備了開發(fā)和提供先進(jìn)成套產(chǎn)業(yè)化自主技術(shù)的能力,并成為世界上少數(shù)幾個擁有可將煤變?yōu)楦咔鍧嵅裼腿准夹g(shù)的國家之一。據(jù)介紹,該所2005年將在煤礦生產(chǎn)地建一個10萬噸/年的示范廠,預(yù)計投資12億~14億元,在成熟技術(shù)保證的前提下,初步形成"煤制油"產(chǎn)業(yè)化的雛形。
據(jù)預(yù)測,到2020年,我國油品短缺約在2億噸左右,除1.2億噸需進(jìn)口外,”煤制油”技術(shù)可解決6000萬~8000萬噸以上,投資額在5000億元左右,年產(chǎn)值3000億~4000億元,其中間接液化合成油可生產(chǎn)2000萬噸以上,投資約1600億元,年產(chǎn)值1000億元左右。從經(jīng)濟(jì)效益層面看,建設(shè)規(guī)模為50萬噸/年的”煤制油”生產(chǎn)企業(yè),以原油價不低于25美元的評價標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)部收益率可達(dá)8%~12%,柴油產(chǎn)品的價格可控制在2000元/噸以內(nèi)。而此規(guī)模的項目投資需45億元左右。
目前,包括山西煤化所在內(nèi)的七家單位已組成聯(lián)盟體,在進(jìn)行”煤制油”實驗對比中實行數(shù)據(jù)共享;不久將有1.2噸高清潔柴油運(yùn)往德國進(jìn)行場地跑車試驗;2005年由奔馳、大眾等廠商提供車輛,以高清潔柴油作燃料,進(jìn)行從上海到北京長距離的行車試驗,將全面考察車與油料的匹配關(guān)系、燃動性及環(huán)保性等。目前”煤制油”工業(yè)化示范廠的基礎(chǔ)設(shè)計工作正在進(jìn)行之中,預(yù)計可在2010年之前投入規(guī)模生產(chǎn)。
我國與南非于2004年9月28日簽署合作諒解備忘錄。根據(jù)這項備忘錄,我國兩家大型煤炭企業(yè)神華集團(tuán)有限責(zé)任公司和寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司將分別在陜西和寧夏與南非索沃公司合作建設(shè)兩座煤炭間接液化工廠。兩個間接液化工廠的首期建設(shè)規(guī)模均為年產(chǎn)油品300萬噸,總投資分別為300億元左右。通過引進(jìn)技術(shù)并與國外合資合作,煤炭間接液化項目能夠填補(bǔ)國內(nèi)空白,并對可靠地建設(shè)“煤制油”示范項目有重要意義。薩索爾公司是目前世界上唯一擁有煤炭液化工廠的企業(yè)。從1955年建成第一個煤炭間接液化工廠至今已有50年的歷史,共建設(shè)了3個煤炭間接液化廠,年處理煤炭4600萬噸,年產(chǎn)各種油品和化工產(chǎn)品760多萬噸,解決了南非國內(nèi)40%的油品需求。
中科院與神華集團(tuán)有關(guān)”鐵基漿態(tài)床合成燃料技術(shù)”簽約,標(biāo)志著該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化指日可待。鐵基漿態(tài)床合成燃料技術(shù)是中科院山西煤化所承擔(dān)的”十五”中科院創(chuàng)新重大項目和國家”863”計劃項目,得到了國家和山西省及有關(guān)企業(yè)的支持。經(jīng)過兩年多的努力,已經(jīng)研發(fā)出高活性和高穩(wěn)定性鐵系催化劑、千噸級漿態(tài)床反應(yīng)工藝和裝置等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。截至2004年10月已完成了1500小時的中試運(yùn)轉(zhuǎn),正在為10萬噸/年工業(yè)示范裝置的基礎(chǔ)設(shè)計收集數(shù)據(jù),已基本形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的集成性創(chuàng)新成果。與神華集團(tuán)的合作,將促進(jìn)對我國煤基間接合成油技術(shù)的發(fā)展起到積極的作用。
殼牌(中國)有限公司、神華集團(tuán)和寧夏煤業(yè)集團(tuán)于2004年11月簽署諒解備忘錄,共同開發(fā)潔凈的煤制油產(chǎn)品。根據(jù)諒解備忘錄,在為期6到9個月的預(yù)可行性研究階段,三方將就殼牌煤制油(間接液化)技術(shù)在中國應(yīng)用的可行性進(jìn)行研究,內(nèi)容包括市場分析、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評估、技術(shù)解決方案和相關(guān)規(guī)定審核以及項目地點的確定。據(jù)了解,神華集團(tuán)和寧夏煤業(yè)集團(tuán)將分別在陜西和寧夏各建設(shè)一座煤炭間接液化工廠。計劃中的兩個間接液化工廠的首期建設(shè)規(guī)模均為年產(chǎn)油品300萬噸,初步估計總投資各為300億元左右。
云南開遠(yuǎn)解化集團(tuán)有限公司將利用小龍?zhí)逗置嘿Y源的優(yōu)勢,建設(shè)年產(chǎn)30萬噸甲醇及10萬噸二甲醚項目、年產(chǎn)50萬噸或100萬噸煤制合成油項目,以及利用褐煤間接液化技術(shù)生產(chǎn)汽油。該公司計劃于2006年建成甲醇及二甲醚項目,產(chǎn)品主要用于甲醇燃料和二甲醚民用液化氣。煤制合成油項目因投資大、技術(shù)含量高,解化集團(tuán)計劃分兩步實施:2005年建成一套年產(chǎn)1萬噸煤制油工業(yè)化示范裝置;2008年建成年產(chǎn)50萬噸或100萬噸煤制合成油裝置。目前,年產(chǎn)2萬噸煤制油工業(yè)化示范項目已完成概念性試驗和項目可行性研究報告。該項目將投資7952萬元,建成后將為企業(yè)大型煤合成油和云南省煤制油產(chǎn)業(yè)起到示范作用。
由煤炭氣化制取化學(xué)品的新工藝正在美國開發(fā)之中,空氣產(chǎn)品液相轉(zhuǎn)化公司(空氣產(chǎn)品和化學(xué)品公司與依士曼化學(xué)公司的合伙公司)成功完成了由美國能源部資助2.13億美元、為期11年的攻關(guān)項目,驗證了從煤制取甲醇的先進(jìn)方法,該裝置可使煤炭無排放污染的轉(zhuǎn)化成化工產(chǎn)品,生產(chǎn)氫氣和其他化學(xué)品,同時用于發(fā)電。1997年4月起,該液相甲醇工藝(稱為LP MEOH)開始在伊士曼公司金斯波特地區(qū)由煤生產(chǎn)化學(xué)品的聯(lián)合裝置投入工業(yè)規(guī)模試運(yùn),裝置開工率為97.5%,驗證表明,最大的產(chǎn)品生產(chǎn)能力可超過300噸/天甲醇,比原設(shè)計高出10%。它與常規(guī)甲醇反應(yīng)器不同,常規(guī)反應(yīng)器采用固定床粒狀催化劑,在氣相下操作,而LP MEOH工藝使用漿液鼓泡塔式反應(yīng)器(SBCR),由空氣產(chǎn)品和化學(xué)品公司設(shè)計。當(dāng)合成氣進(jìn)入SBCR,它藉催化劑(粉末狀催化劑分散在惰性礦物油中)反應(yīng)生成甲醇,離開反應(yīng)器的甲醇蒸氣冷凝和蒸餾,然后用作生產(chǎn)寬范圍產(chǎn)品的原料。LP MEOH工藝處理來自煤炭氣化器的合成氣,從合成氣回收25%~50%熱量,無需在上游去除CO2(常規(guī)技術(shù)需去除CO2)。生成的甲醇濃度大于97%,當(dāng)使用高含CO2原料時,含水也僅為1%。相對比較,常規(guī)氣相工藝所需原料中CO和H2應(yīng)為化學(xué)當(dāng)量比,通常生成甲醇產(chǎn)品含水為4%~20%。當(dāng)新技術(shù)與氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置相組合,又因無需化學(xué)計量比例進(jìn)料,可節(jié)約費用0.04~0.11美元/加侖。由煤炭生產(chǎn)的甲醇產(chǎn)品可直接用于汽車、燃?xì)廨啓C(jī)和柴油發(fā)電機(jī)作燃料,燃料經(jīng)濟(jì)性無損失或損失極少。如果甲醇用作磷酸燃料電池的氫源,則需凈化處理。
煤炭直接液化技術(shù)
早在20世紀(jì)30年代,第一代煤炭直接液化技術(shù)—直接加氫煤液化工藝在德國實現(xiàn)工業(yè)化。但當(dāng)時的煤液化反應(yīng)條件較為苛刻,反應(yīng)溫度470℃,反應(yīng)壓力70MPa。1973年的世界石油危機(jī),使煤直接液化工藝的研究開發(fā)重新得到重視。相繼開發(fā)了多種第二代煤直接液化工藝,如美國的氫-煤法(H-Coal)、溶劑精煉煤法(SRC-Ⅰ、SRC-Ⅱ)、供氫溶劑法(EDS)等,這些工藝已完成大型中試,技術(shù)上具備建廠條件,只是由于經(jīng)濟(jì)上建設(shè)投資大,煤液化油生產(chǎn)成本高,而尚未工業(yè)化。現(xiàn)在幾大工業(yè)國正在繼續(xù)研究開發(fā)第三代煤直接液化工藝,具有反應(yīng)條件緩和、油收率高和油價相對較低的特點。目前世界上典型的幾種煤直接液化工藝有:德國IGOR公司和美國碳?xì)浠衔镅芯浚℉TI)公司的兩段催化液化工藝等。我國煤炭科學(xué)研究總院北京煤化所自1980年重新開展煤直接液化技術(shù)研究,現(xiàn)已建成煤直接液化、油品改質(zhì)加工實驗室。通過對我國上百個煤種進(jìn)行的煤直接液化試驗,篩選出15種適合于液化的煤,液化油收率達(dá)50%以上,并對4個煤種進(jìn)行了煤直接液化的工藝條件研究,開發(fā)了煤直接液化催化劑。煤炭科學(xué)院與德國RUR和DMT公司也簽訂了云南先鋒煤液化廠可行性研究項目協(xié)議,并完成了云南煤液化廠可行性研究報告。擬建的云南先鋒煤液化廠年處理(液化)褐煤257萬噸,氣化制氫(含發(fā)電17萬KW)用原煤253萬噸,合計用原煤510萬噸。液化廠建成后,可年產(chǎn)汽油35.34萬噸、柴油53.04萬噸、液化石油氣6.75萬噸、合成氨3.90萬噸、硫磺2.53萬噸、苯0.88萬噸。
我國首家大型神華煤直接液化油項目可行性研究,進(jìn)入實地評估階段。推薦的三個廠址為鄂爾多斯市境內(nèi)的上灣、馬家塔、松定霍洛。該神華煤液化項目是2001年3月經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)的可行性研究項目,這一項目是國家對能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要戰(zhàn)略措施,是將中國豐富的煤炭能源轉(zhuǎn)變?yōu)檩^緊缺的石油資源的一條新途徑。該項目引進(jìn)美國碳?xì)浼夹g(shù)公司煤液化核心技術(shù),將儲量豐富的神華優(yōu)質(zhì)煤炭按照國內(nèi)的常規(guī)工藝直接轉(zhuǎn)化為合格的汽油、柴油和石腦油。該項目可消化原煤1500萬噸,形成新的產(chǎn)業(yè)鏈,效益比直接賣原煤可提高20倍。其副屬品將延伸至硫磺、尿素、聚乙烯、石蠟、煤氣等下游產(chǎn)品。這項工程的一大特點是裝置規(guī)模大型化,包括煤液化、天然氣制氫、煤制氫、空分等都是世界上同類裝置中最大的。預(yù)計年銷售額將達(dá)到60億元,稅后凈利潤15.7億元,11年可收回投資。
甘肅煤田地質(zhì)研究所煤炭轉(zhuǎn)化中心自主研發(fā)的配煤液化試驗技術(shù)取得重大突破。由于配煤液化技術(shù)油產(chǎn)率高于單煤液化,據(jù)測算,采用該技術(shù)制得汽柴油的成本約1500元/噸,經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。此前的煤液化只使用一種煤進(jìn)行加工,甘肅煤炭轉(zhuǎn)化中心在世界上首次采用配煤的方式,將甘肅大有和天祝兩地微量成分有差別的煤炭以6:4配比,設(shè)定溫度為440℃、時間為60秒進(jìn)行反應(yīng),故稱為“配煤液化”。試驗證明,該技術(shù)可使煤轉(zhuǎn)化率達(dá)到95.89%,使油產(chǎn)率提高至69.66%,所使用的普通催化劑用量比單煤液化少,反應(yīng)條件相對緩和。
甘肅省中部地區(qū)高硫煤配煤直接液化技術(shù),已由甘肅煤田地質(zhì)研究所完成實驗室研究,并通過專家鑒定,達(dá)到了國際先進(jìn)水平。同時,騰達(dá)西北鐵合金公司與甘肅煤田地質(zhì)研究所也簽署投資協(xié)議,使”煤制油”產(chǎn)業(yè)化邁出了實質(zhì)性一步。為給甘肅省”煤制油”產(chǎn)品升級換代提供資源保障,該省同甘肅煤田地質(zhì)研究所就該省中部地區(qū)高硫煤進(jìn)行”煤制油”產(chǎn)業(yè)化前期研究開發(fā)。經(jīng)專家測定,產(chǎn)油率一般可達(dá)到64.63%,如配煤產(chǎn)油率可達(dá)69.66%。該項目付諸實施后,將為甘肅省華亭、靖遠(yuǎn)、窯街等礦區(qū)煤炭轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)鏈的延伸積累寶貴的經(jīng)驗。
神華集團(tuán)”煤制油”直接液化工業(yè)化裝置巳正式于2004年8月底在鄂爾多斯市開工。這種把煤直接液化的”煤制油”工業(yè)化裝置在世界范圍內(nèi)是首次建造。神華煤直接液化項目總建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)油品500萬噸,分二期建設(shè),其中一期工程建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)油品320萬噸,由三條主生產(chǎn)線組成,包括煤液化、煤制氫、溶劑加氫、加氫改質(zhì)、催化劑制備等14套主要生產(chǎn)裝置。一期工程主廠區(qū)占地面積186公頃,廠外工程占地177公頃,總投資245億元,建成投產(chǎn)后,每年用煤量970萬噸,可生產(chǎn)各種油品320萬噸,其中汽油50萬噸,柴油215萬噸,液化氣31萬噸,苯、混合二甲苯等24萬噸。為了有效地規(guī)避和降低風(fēng)險,工程采取分步實施的方案,先建設(shè)一條生產(chǎn)線,裝置運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后,再建設(shè)其它生產(chǎn)線。2007年7月建成第一條生產(chǎn)線,2010年左右建成后兩條生產(chǎn)線。神華集團(tuán)有限責(zé)任公司2003年煤炭產(chǎn)銷量超過1億噸,成為我國最大的煤炭生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)。據(jù)稱,如果石油價格高于每桶22美元,煤液化技術(shù)將具有競爭力。
神華集團(tuán)將努力發(fā)展成為一個以煤炭為基礎(chǔ),以煤、電、油(化)為主要產(chǎn)品的大型能源企業(yè)集團(tuán)。到2010年,神華集團(tuán)煤炭生產(chǎn)將超過2億噸;自營和控股發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到2000萬千瓦;煤炭液化形成油品及煤化工產(chǎn)品能力達(dá)1000萬噸/年;甲醇制烯烴的生產(chǎn)能力達(dá)到1億噸/年。2020年,其煤炭生產(chǎn)將超過3億噸;電廠裝機(jī)容量達(dá)到4000萬千瓦;煤炭液化形成油品和煤化工產(chǎn)品能力達(dá)3000萬噸/年。
目前,煤炭直接液化世界上尚無工業(yè)化生產(chǎn)裝置,神華液化項目建成后,將是世界上第一套煤直接液化的商業(yè)化示范裝置。煤炭間接液化也僅南非一家企業(yè)擁有工業(yè)化生產(chǎn)裝置。美國正在建設(shè)規(guī)模為每天生產(chǎn)5000桶油品的煤炭間接液化示范工廠。
云南省也將大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè),并積極實施煤液化項目。云南先鋒煤炭直接液化項目預(yù)可行性研究報告已于2004年5月通過專家評估。項目實施后,”云南造”汽油、柴油除供應(yīng)云南本省外,還可打入省外和國際市場,同時也將使云南成為繼內(nèi)蒙古后的第二大”煤變油”省份。云南省先鋒煤炭液化項目是我國利用國外基本成熟的煤炭直接液化技術(shù)建設(shè)的首批項目之一。云南煤炭變油技術(shù)將首先在先鋒礦區(qū)啟動,獲得成功經(jīng)驗后在其他地方繼續(xù)推廣。即將興建的云南煤液化廠估算總投資103億元,項目建設(shè)期預(yù)計4年,建成后年銷售額34億元,年經(jīng)營成本7.9億元,年利潤13.8億元。云南省煤炭資源較為豐富,但是石油、天然氣嚴(yán)重缺乏。先鋒褐煤是最適合直接液化的煤種。在中國煤科總院試驗的全國14種適宜直接液化的煤種中,先鋒褐煤的活性最好,惰性組分最低,轉(zhuǎn)化率最高。液化是一個有效利用云南大量褐煤資源的突破口,潔凈煤技術(shù)是發(fā)展的方向,符合國家的產(chǎn)業(yè)政策?!泵鹤冇汀睂⑹乖颇鲜∶禾抠Y源優(yōu)勢一躍成為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。一旦”煤變油”工程能在全省推廣,全省150億噸煤就能轉(zhuǎn)化為30億噸汽油或柴油,產(chǎn)值將超過10萬億元。
結(jié)語
潔凈煤技術(shù)的開發(fā)利用正處方興未艾之勢,我國應(yīng)加大煤炭氣化技術(shù)、煤間接液化和煤直接液化技術(shù)的開發(fā)和推行力度,并引進(jìn)吸收消化國外先進(jìn)技術(shù),將我國潔凈煤技術(shù)和應(yīng)用水平提到一個新的高度,為我國能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。
發(fā)達(dá)國家為何不搞煤變油?
據(jù)了解,目前南非擁有一套年產(chǎn)800萬噸油品的煤變油工廠,是世界上唯一大規(guī)模的煤變油商業(yè)工廠,并為該國提供了60%的運(yùn)輸油料。其實美、德、日等發(fā)達(dá)國家也都有成熟技術(shù),但它們?yōu)槭裁礇]有投入工業(yè)化生產(chǎn)?
據(jù)介紹,早在上世紀(jì)30年代末,由于石油緊缺,德國就開始研究煤制油技術(shù)。二戰(zhàn)前,德國已建成17個工廠,生產(chǎn)420多萬噸汽柴油。到了40年代末、50年代初,隨著中東大油田的開采,低成本的石油大量充斥市場,每桶2—10美元。在這種情況下,再搞煤變油在經(jīng)濟(jì)上就很不合算。直到1973年,中東實行石油禁運(yùn),油價被炒高,達(dá)到每桶30多美元(相當(dāng)于現(xiàn)在價格80多美元),這時,大規(guī)模的煤制油研發(fā)又掀起,美、日、德都紛紛投巨資研究,并建設(shè)了試驗工廠。但是,在這些國家,煤變油始終沒有真正投入商業(yè)運(yùn)行。這是為什么呢?
據(jù)專家測算,當(dāng)原油價格在28美元以上,煤變油在經(jīng)濟(jì)上就比較劃算;低于這個價格,煤制油就不劃算。因此,上世紀(jì)80年代中期至90年代中期,國際油價一直處在低位,煤變油自然不會受到重視。但是,各國技術(shù)已相當(dāng)成熟,可以說倚馬可待,只要市場需要,就可進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化。直到最近兩年,國際油價一再攀升,煤制油重新被各國提上議事日程。美國去年起又開始搞間接液化,法國、意大利也開始進(jìn)行合作研發(fā)。但從項目啟動到開工建設(shè),至少需要5年準(zhǔn)備時間,而油價頻繁變動,時高時低,人們往往反應(yīng)滯后,使決策舉棋不定。
中國搞煤變油有優(yōu)勢,但不會成為油品生產(chǎn)的主方向
專家認(rèn)為,在我國搞煤變油有著顯著的優(yōu)勢。我國富煤少油,近年來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,進(jìn)口原油逐年攀升,從1993—2003年10年間,年均遞增15%以上,進(jìn)口依存度越來越高。10年間,我國進(jìn)口原油增長9.18倍,每年花去大量外匯。由于油價上漲,2004年進(jìn)口原油比上年多支付550億元人民幣。因此,專家認(rèn)為,從我國能源安全的戰(zhàn)略角度考慮,也應(yīng)該努力想辦法,從多元化出發(fā),解決能源長期可靠供應(yīng)問題,而煤變油是可行途徑之一。
同時,中國是產(chǎn)煤大國,西部產(chǎn)煤成本(特別是坑口煤)相對較低。神華集團(tuán)副總經(jīng)理、神華煤制油公司董事長張玉卓給記者算了一筆賬:噸煤開采成本美國是20.5美元,神華神東礦區(qū)不到100元人民幣,很顯然,神華煤很有優(yōu)勢。
此外,中國投資成本和勞動力成本相對較低。據(jù)估算,年產(chǎn)250萬噸柴汽油的生產(chǎn)線,在美國需投資32億美元,而在中國僅需20億美元。
據(jù)測算,神華煤制油項目在國際原油價格22—30美元/桶時,即有較強(qiáng)競爭力。而目前國際原油價格長期在50美元/桶以上。
兗礦的煤炭開采成本會高一些,它搞煤變油劃算嗎?據(jù)兗礦集團(tuán)副總經(jīng)理、煤化工公司總經(jīng)理張鳴林介紹,兗礦坑口煤炭開采成本約為100元/噸,在國際油價不低于23美元/桶時具有競爭力。
目前,神華在煤制油上已累計投資數(shù)十億元。張玉卓透露,神華還準(zhǔn)備與南非合作,以間接液化方式生產(chǎn)煤制油,產(chǎn)成品中,將以柴油為主,汽油為輔。今后五六年內(nèi),神華將在煤制油上投資數(shù)百億元,10年后,煤與油在神華將并駕齊驅(qū)。可以看出,神華在煤制油項目上雄心勃勃。
兗礦已累計投入1.3億元,它的工業(yè)化項目尚未啟動。兗礦正在瞄準(zhǔn)汽油市場,今年計劃再投入1億多元,進(jìn)行高溫合成工藝技術(shù)的中試研究,使產(chǎn)成品中汽油占70%,柴油占25%。
目前,煤變油產(chǎn)業(yè)化步伐正在加快。不過,專家認(rèn)為,并非所有煤炭都適合轉(zhuǎn)化成柴汽油,特別是直接液化對煤種要求很高,我國只有少數(shù)幾個地區(qū)的煤炭適合,間接液化對煤種的適應(yīng)性要寬泛些。因此,煤制油在我國會得到一定發(fā)展,但不可能成為油品生產(chǎn)的主方向。
四、研究的主客觀條件
1 煤變油的必要性
迄今為止,人類使用的燃料主要是礦物燃料(也叫化石燃料),包括石油、油頁巖、煤和天然氣,而用得最多的是石油和煤。自從19世紀(jì)中葉和20世紀(jì)初在美洲和中東發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的石油礦藏以來,人們廣泛使用石油為能源。隨著工業(yè)化程度的提高,石油的用量猛增,僅1968年至1978年這10年間,全世界開采的石油就相當(dāng)于過去110年的開采量。全世界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的石油蘊(yùn)藏量大約為4萬億桶,科學(xué)家估計,地球上石油和天然氣資源將在100年內(nèi)枯竭。煤是地殼中儲量最豐富的礦物燃料,全世界煤的可開采量估計要比石油多20~40倍,供應(yīng)年代遠(yuǎn)大于石油。但是,作為燃料,煤有兩大缺點:一是不干凈,煤中所含的硫燃燒生成二氧化硫,造成對大氣和周圍環(huán)境的嚴(yán)重污染;二是從原子結(jié)構(gòu)上看,煤的氫一碳比(H/C)還不到石油的一半,限制了它的綜合利用。
近年來,隨著石油資源日益減少,國際石油市場動蕩不定,給各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來不利影響。人們不會忘記1973年及1979~1980年兩次石油危機(jī)造成的全球性經(jīng)濟(jì)衰退。同時,由于石油是規(guī)模巨大的石油化工的基礎(chǔ),除用于塑料、纖維、油漆、醫(yī)藥等工業(yè)外,還用于生產(chǎn)食用油脂、蛋白質(zhì)、糖類及合成甘油等基本食品,石油資源的枯竭,必將影響到石化工業(yè)。因此,從經(jīng)濟(jì)和社會效益來看,煤經(jīng)過轉(zhuǎn)化(煤變油)再利用是值得提倡的發(fā)展方向。
2 煤變油的可能性
石油是一種氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)碳?xì)浠衔锏幕旌衔铮部赡苁怯晒糯膭又参镩L期被埋藏在地下而形成的,儲集在地下的多孔性巖石里。石油中碳?xì)浠衔?包括烷烴、吠樘?頭枷閭?占98%以上。
煤是一種碳質(zhì)巖石,是古代森林由于地殼的變動被埋人地下,經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代的生物化學(xué)作用和地質(zhì)作用而形成的。按煤化作用程度的不同,可分為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤四大類。它是多種高分子有機(jī)化合物和礦物質(zhì)的混合物,其中有機(jī)化合物以碳為主,氫、氧、氮、硫等次之。
由此可見,煤和石油都是主要由碳和氫元素組成的,其主要區(qū)別在氫——碳原子比H/C不同。煤的H/C<0.8,而油H/C>1.8。此外,煤是化學(xué)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的復(fù)合體,其基本結(jié)構(gòu)是縮合芳烴為主體的帶有側(cè)鏈和官能團(tuán)的大分子。而油大多數(shù)是以脂肪族的直鏈烴為主,也有環(huán)烷烴類,比煤的結(jié)構(gòu)簡單得多。因此,人類產(chǎn)生了由煤液化轉(zhuǎn)化為油的想法。
我國是一個產(chǎn)煤大國,合理有效地開發(fā)煤資源的綜合利用已經(jīng)擺在我國科學(xué)工作者的面前。另外從國家安全出發(fā),研究開發(fā)煤資源的綜合利用,是一項可持續(xù)發(fā)展的國策,因而發(fā)展煤變油技術(shù)越發(fā)顯得重要。
3 煤變油的關(guān)鍵是煤液化技術(shù)
要將煤變成油,首先要將煤液化,然后進(jìn)行分解,因而煤變油的關(guān)鍵是煤的液化技術(shù)。
所謂煤的液化,就是將煤通過化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)品的過程,煤的液化可分為直接液化和間接液化兩個體系
3.1 直接液化
煤直接液化就是把煤直接轉(zhuǎn)化成液體產(chǎn)品,此項技術(shù)20世紀(jì)初首先在美國、德國、英國和日本實現(xiàn)。70年生石油危機(jī)后,再一次出現(xiàn)煤直接轉(zhuǎn)化液體燃料油的研究熱潮。到了80年代,煤直接液化的工藝日趨成熟,有的國家已完成了5000噸舊示范廠或2300噸/B生產(chǎn)廠的設(shè)計。煤直接液化工藝主要有:
①EDS法(Exxon供氫溶劑法) 是將煤漿在循環(huán)的供氫溶劑中與氫混合,溶劑首先通過催化器拾取氫原子,然后通過液化反應(yīng)器“貢獻(xiàn)”出氫,使煤分解。
②氫一煤法是采用沸騰床反應(yīng)器,直接加氫將煤轉(zhuǎn)化成液體燃料的工藝。
③SRC法是將高灰分、高硫分的煤轉(zhuǎn)化成接近無灰、低硫的液化工藝。先將溶劑與煤粉制成煤漿,再把煤漿與氫混合后送人反應(yīng)器。
④煤—油共煉將煤與渣油混合成油煤漿,再煉制成液體燃料。由于渣油中含有煤轉(zhuǎn)化過程所需的大部分或全部的氫,可減少或不用氫氣,從而降低成本
3.2 間接液化
煤的間接液化是先將煤氣化,生產(chǎn)出原料氣,經(jīng)凈化后再進(jìn)行改質(zhì)反應(yīng),調(diào)整氫碳比而成。它是德國化學(xué)家于1923年首先提出的。
煤間接液化的主要方法稱為費托(F--T)合成技術(shù)。該方法先把經(jīng)過適當(dāng)處理的煤送人反應(yīng)器,在一定溫度和壓力下通過氣化劑(空氣或氧氣+蒸汽),以一定的流動方式轉(zhuǎn)化成CO—H2的合成氣(灰分形成殘渣排出)。如用空氣作氣化劑,可制成低熱值(4.7~5.6兆焦/米3合成氣,用氧氣作氣化劑,可生產(chǎn)中熱值(11.2—13.O兆焦/米3)合成氣。再以合成氣為原料,在催化劑作用下合成碳、氫、氧化合物,例如醇、醛、酮、酯,以及碳?xì)浠衔餆N類或液態(tài)的烴類。從第二次世界大戰(zhàn)時起到1945年,德國建立了費托合成裝置9套,催化劑由一氧化碳、釷、鎂組成,所得的產(chǎn)物組成為:汽油46%、柴油23%、油3%和石蠟28%。戰(zhàn)后,ARCE公司研制了成分為鐵、硅、鉀、銅的催化劑,所得產(chǎn)物組成為:汽油32%、柴油21%、石蠟烴47%。1955年在貧油的南非SASOL建立了相同工藝的費托合成裝置,并實現(xiàn)了工業(yè)化。SASOL公司是世界最大、也是唯一由煤間接氣化再用費托合成技術(shù)生產(chǎn)汽油和各種化學(xué)品的公司,擁有員工26000多人,年銷售額達(dá)25億美元。因工藝所需已擁有法國法液空66900米3/時、氧氣純度為98.5%的空分設(shè)備12套,74000米3/B十空分設(shè)備1套,總制氧能力達(dá)87萬米3/時,號稱世界上最大的制氧站。僅SASOL I裝置,每年氣化1200萬噸煤,需要40萬米3/時、純度為98%的氧氣。而后SASOLⅡ和SASOLⅢ系統(tǒng)先后建成。現(xiàn)在,該公司是世界上最大的商業(yè)性煤液化廠,已建成3個廠,采用魯奇氣化爐和F--T合成反應(yīng)器,年產(chǎn)合成液體燃料和化學(xué)品400萬噸,年耗煤2700萬噸以上。
值得一提的是,據(jù)美國聯(lián)碳公司研究,用煤生產(chǎn)1噸合成燃料,所需氧氣為0.3~1噸;產(chǎn)量為10萬桶/天的合成燃料裝置,需10~20套并聯(lián)安裝的2000—2500噸/天制氧機(jī)。另據(jù)1993年山西省去南非SASOL公司考察,了解到煤的氣化所用氧氣為:1000米3粗煤氣,要用純度99%的氧氣150米3。因而煤氣化及轉(zhuǎn)化所需的大型空分設(shè)備將是很有市場的。
4 煤變油在我國
利用豐富的煤資源,采用直接和間接煤液化技術(shù),人類已經(jīng)實現(xiàn)了煤轉(zhuǎn)化為油的夢想。我國對煤的液化及轉(zhuǎn)化也非常重視,1980年重新開展煤直接液化研究,1983年和1990年兩次從日本和德國引進(jìn)的煤直接液化技術(shù)和設(shè)備,至今還在繼續(xù)使用和運(yùn)行,中國煤種液化特性評價和液化工藝的研究及對費托合成的研究也一直在進(jìn)行。對此,國家從“六五”起都安排攻關(guān)項目。經(jīng)過科研工作者多年的艱苦努力,已有一部分成果接近工業(yè)化的前期,有的研究成果具有很強(qiáng)的創(chuàng)新性,處于國際領(lǐng)先地位。
目前我國在煤制取合成氣方面已取得較好的成果,并正向世界一流技術(shù)水平進(jìn)軍。另外在合成氣制含氧化學(xué)品的技術(shù)和工藝方面也取得了明顯的成果,有的已經(jīng)是產(chǎn)業(yè)化的規(guī)模,例如合成氣制二甲醚,合成氣制甲醇及下游產(chǎn)品的開發(fā),合成氣制乙醇,聯(lián)產(chǎn)乙醛、乙酸等。特別是改進(jìn)催化劑制備工藝,制備出有高活性特殊功能、特殊選擇性的催化劑,使煤制得的合成氣得以合成出附加值更高的化工原料和化工產(chǎn)品。例如北京化工大學(xué)催化研究室在國家的支持下,經(jīng)過多年的努力,所研制的新型物種Fe3C納米粒子催化劑,用于合成氣定向控制轉(zhuǎn)化成丙烯的費托催化反應(yīng)中,獲得突破性成果。
納米粒子是20世紀(jì)80年代問世的一種新材料,由于它的粒徑小,比表面積大,表面原子占有率高,表面具有未飽和鍵、懸空鍵的特殊電子結(jié)構(gòu)和體相結(jié)構(gòu),使其在光學(xué)性質(zhì)、磁性、導(dǎo)熱以及化學(xué)活性等方面具有奇異的特性,引起當(dāng)代科學(xué)界的重視。北京化工大學(xué)采用激光熱解法,結(jié)合固相反應(yīng)制備的碳化鐵納米粒子催化劑,粒徑在2nm~3nm,比表面積200m2/g,反應(yīng)溫度260~320℃,壓力1.5MPa,合成氣空速為600h-1。在無原料氣循環(huán)的條件下,在連續(xù)加壓漿態(tài) 床反應(yīng)器中對催化劑催化性質(zhì)測試,結(jié)果表 明CO轉(zhuǎn)化率達(dá)98%以上。由于粒子的尺寸效應(yīng),丙烯的選擇性達(dá)82%。同時,由于 催化系統(tǒng)的高度還原性,完全抑制C02的 生成,打破費托合成SF產(chǎn)物分布的限制,使CO最大限度轉(zhuǎn)化為高附加值的丙烯,實 現(xiàn)了充分利用資源的月的。因為丙烯是不可 缺少的基礎(chǔ)化工原料,目前大都以石油原料經(jīng)裂解或煉油兩種方式生產(chǎn)。該研究開辟了 以煤為資源經(jīng)合成氣一步轉(zhuǎn)化為丙烯的工藝 路線,用以替代價格日益上漲和資源有限的石油,具有重要戰(zhàn)略意義,也是合理利用地 球資源較好的實例。經(jīng)成本核算,用此方法 合成的丙烯成本與用石油為原料生產(chǎn)丙烯價格相當(dāng)或略低,是很有應(yīng)用前景的生產(chǎn)新工 藝。該研究成果處于國際領(lǐng)先地位,引起了 國內(nèi)外同行的關(guān)注。
我國對煤制甲醇也做了大量工作。甲醇是用含有H2和CO的原料氣制作的,可用 作化工原料、溶劑和燃料。甲醇用作汽車燃 料,可在汽油中摻人5%、15%、25% (M--5、M--15、M口25)或用純甲醇(M-- 100)。甲醇和異丁烯合成甲基叔丁基醚 (MTBE),用作無鉛汽油辛烷值添加劑;或 直接合成低碳混合醇(甲醇70%,低碳醇 30%),用作汽油辛烷值添加劑。甲醇還可制取合成汽油。目前,我國甲醇年產(chǎn)能力超 過60萬噸,其中約20%用作燃料。煤用間 接液化制成燃料甲醇已有了成熟技術(shù)。
五、研究進(jìn)度安排
1。寫可行性報告
2。搜集相關(guān)資料
3。開始試驗研究
4。整理研究結(jié)果
5。寫試驗總結(jié)
六、主要參考文獻(xiàn)
眾所周知,作為燃料,煤相對于石油有兩大缺點:一是不干凈,煤中所含的硫燃燒生成二氧化硫,造成對大氣和周圍環(huán)境的嚴(yán)重污染;二是從原子結(jié)構(gòu)上看,煤的氫一碳比(H/C)還不到石油的一半,限制了它的綜合利用。于是有許多科學(xué)家提出了許多轉(zhuǎn)化煤和石油的方法,以達(dá)到利益最大化,危害最小化。
煤和石油都是主要由碳和氫元素組成的,其主要區(qū)別在氫——碳原子比H/C不同。煤的H/C<0.8,而油H/C>1.8。此外,煤是化學(xué)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的復(fù)合體,其基本結(jié)構(gòu)是縮合芳烴為主體的帶有側(cè)鏈和官能團(tuán)的大分子。而油大多數(shù)是以脂肪族的直鏈烴為主,也有環(huán)烷烴類,比煤的結(jié)構(gòu)簡單得多。因此,人類產(chǎn)生了由煤液化轉(zhuǎn)化為油的想法。
①EDS法(Exxon供氫溶劑法) 是將煤漿在循環(huán)的供氫溶劑中與氫混合,溶劑首先通過催化器拾取氫原子,然后通過液化反應(yīng)器“貢獻(xiàn)”出氫,使煤分解。
②氫一煤法是采用沸騰床反應(yīng)器,直接加氫將煤轉(zhuǎn)化成液體燃料的工藝。
③SRC法是將高灰分、高硫分的煤轉(zhuǎn)化成接近無灰、低硫的液化工藝。先將溶劑與煤粉制成煤漿,再把煤漿與氫混合后送人反應(yīng)器。
④煤—油共煉將煤與渣油混合成油煤漿,再煉制成液體燃料。由于渣油中含有煤轉(zhuǎn)化過程所需的大部分或全部的氫,可減少或不用氫氣,從而降低成本
⑤費托(F--T)合成技術(shù)。該方法先把經(jīng)過適當(dāng)處理的煤送人反應(yīng)器,在一定溫度和壓力下通過氣化劑(空氣或氧氣+蒸汽),以一定的流動方式轉(zhuǎn)化成CO—H2的合成氣(灰分形成殘渣排出)。
⑥北京化工大學(xué)采用激光熱解法,結(jié)合固相反應(yīng)制備的碳化鐵納米粒子催化劑,粒徑在2nm~3nm,比表面積200m2/g,反應(yīng)溫度260~320℃,壓力1.5MPa,合成氣空速為600h-1。在無原料氣循環(huán)的條件下,在連續(xù)加壓漿態(tài)床反應(yīng)器中對催化劑催化性質(zhì)測試,結(jié)果表 明CO轉(zhuǎn)化率達(dá)98%以上。由于粒子的尺寸效應(yīng),丙烯的選擇性達(dá)82%。同時,由于催化系統(tǒng)的高度還原性,完全抑制C02的 生成,打破費托合成SF產(chǎn)物分布的限制,使CO最大限度轉(zhuǎn)化為高附加值的丙烯,實現(xiàn)了充分利用資源利用。
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