1、化工實驗室建設與改造研究摘要：化工實驗是化學工程與工藝等相關專業重要的專業實踐課。以工程教育專業認證為契機，從實驗教學設備、實驗室功能調節、電力增容、氣路集中改造、通風系統改造、安全設施建設、衛生環保改造、信息化建設改造等方面，介紹了西安石油大學化學化工實驗教學中心化工實驗室的建設與改造，從硬件條件方面對工程教育專業認證進行了有力支撐，不斷提高辦學層次和工程人才的培養質量。關鍵詞：工程教育認證；化工實驗室；建設與改造近年來，我國高等工程教育發展迅速，數量規模上已經是“世界第一”1，同時也形成了較為成熟的工程教育體系。隨著經濟全球化進程的加快，為促進我國工程教育的改革、加強工程實踐教育、促進我國

2、工程教育參與國際交流，為我國廣大高校工科學生和工程技術人員打開國際工程執業通道，能夠公平地參與國際就業市場的競爭，進一步提高工程教育的質量，提升專業的國際認可度和影響力，與國際接軌2。工程教育專業認證是針對工程教育專業進行的鑒定、評估。工程教育專業認證是目前國際上通行的工程教育質量基本保障制度，也是實現工程教育的國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎3。不同國家或地區的認證機構簽訂互認協議后，相互承認彼此認證過的工程專業及其所授學歷、學位，實現各國工程教育專業認證逐步趨于實質等效。作為國際化程度最高、體系最完整的本科工程教育國際互認協議華盛頓協議（WashingtonAccord，簡稱WA）是

3、一個有關工程學士學位專業鑒定的國際互認協議。2013年6月19日，在韓國首爾召開的國際工程聯盟大會上，華盛頓協議全會一致通過我國為該協議簽約成員，標志著我國工程教育正式與國際接軌4。2016年6月，中國成為華盛頓協議正式成員5-7，中國工程教育認證結果將在華盛頓協議正式簽約國和地區實現互認。中國加入華盛頓協議，對于增加協議在全球的影響力，促進全球工程技術人員流動，具有十分積極的意義8-9。各高校意識到，高等工程教育國際化趨勢越來越清晰，只有經過可靠認證機構所認證的學校（專業）才是被承認的學校（專業）；認證實際上關系到學校的生存條件（有利于吸引學生、吸引投資等）10。自2006年教育部發布教高廳

4、函20065號正式啟動工程教育專業認證試點工作以來，國內高校各工科專業紛紛踴躍申請進行專業認證。我國制定了工程教育認證辦法工程教育認證標準工程教育認證通用標準解讀及使用指南等一系列工程教育認證規范文件。專業認證標準是目標導向和特色化的，高度重視學校或專業的多樣性和個性化特點，鼓勵各高等院校根據各自的目標、任務和條件，揚長避短，充分發揮優勢，努力辦出水平、辦出特色11。本文在工程教育專業認證背景下，對我校西安石油大學化學化工實驗教學中心化工實驗室建設與改造方面進行了闡述，從硬件條件方面對達成工程教育專業認證的要求進行有力支撐和保障。1.我校化工實驗室的現狀我校的化工實驗主要包括化工專業基礎實驗和

5、化工專業實驗兩門單獨設課的必修實驗課。其中，化工專業基礎實驗包括了化工原理、化學反應工程和化工熱力學三門理論課的相關實驗。化工專業實驗是我校化學工程與工藝專業的特色實驗項目，主要圍繞石油化工過程展開。化工實驗教學中強調對學生工程實踐能力的培養的同時，進一步提高學生的安全環保意識。本次工程認證的專業是化學工程與工藝專業，它是一個基礎研究與工程實踐應用并重的專業，培養具有解決復雜工程問題的復合型人才是我們的目標之一。本專業旨在培養具備化學工程與工藝專業基礎知識扎實、寬厚、工程實踐能力強、適應面廣，具有創新意識和創新能力的高素質應用型復合工程技術人才，能夠從事化工領域特別是石油、天然氣、煤炭等化工行

6、業的生產運行與管理、新工藝、新技術的開發研制、工程設計、技術研發、安全環保等工作。在未申請進行工程專業認證之前，我校的化學工程與工藝專業辦學歷史長，經費投入嚴重不足、人員配備緊張以及其他歷史遺留原因，實驗教學設備更新周期很長，部分實驗設備購置年代久遠，經實驗教師的盡力維護，勉強可用。部分實驗設備臺套數偏少，循環次數很多。實驗設備功能普遍單一，能開展綜合性、設計性實驗的設備比例很低。設備布置不盡合理，大功率電器使用分散，隨實驗設備臺套數的增多，導致頻繁跳閘。實驗用氣點分散，氣體管路凌亂。通風系統過于陳舊，部分功能喪失。安全設施不夠完善，也不夠安全、統一。無法在硬件上從安全、環保方面保障實驗教學的

7、高質量完成，不能緊跟教育時代的潮流，無法施展教育引領作用，限制了對學生創新能力及工程實踐能力的提高。2.化工實驗室的建設與改造為迎接認證委員會對我校化學工程與工藝專業的認證考察，仔細全面梳理了我校化工實驗室存在的問題，對標工程教育認證標準等采取相應措施進行建設和改造。實驗室建設工作取得初步成效，保障了化工實驗教學的順利展開和實驗教學質量的提高。現就主要做法進行總結和回顧，以資借鑒。(1)更新換代綜合實驗設備，增加設備臺套數前期調研知名廠家的實驗設備，多方比較和論證，如功能性、先進性、價格、占地面積、高度、售后服務等后進行政府招標采購。化工實驗裝置是工業裝置的縮小、簡化版，原理、操作流程基本相同

8、，能做到以小見大，鍛煉學生的思維、動手操作能力和解決復雜工程問題能力。一般，絕大多數高校一個實驗采購多套同種實驗設備，布置起來外觀上整齊劃一，也便于指導教師講授和指導。但也存在一個問題，就是學生只能掌握一種設備的使用方法、見識一種實驗設備，造成知識面狹窄。由于實驗設備并非標準定型設備，為擴大學生的視野，現在我們在采購儀器的時候，有意讓設備生產廠商在設備的配置上體現多樣性，如在吸收和解吸綜合實驗中，我們8套實驗裝置采用的都是填料塔，但填料可以做到各不相同，有意讓學生認識不同種類的填料，比較不同填料的特性；相比原先的吸收實驗，設備綜合性得到了提高，能將原來的實驗項目開發成綜合性、設計性實驗。實驗用

9、泵，一般都是小型離心泵，要求學生掌握離心泵的原理、操作步驟、流量調節方法等。但在精餾實驗中，我們就用到了齒輪泵，它的原理、操作步驟、流量調節方法等與離心泵大不相同。實驗設備的更新換代大大改善了實驗教學環境，促進了實驗教學內容的深入和革新，與時俱進，為更好地培養學生的工程實踐能力和創新能力奠定了堅實的物質基礎。(2)調整實驗室功能對原有實驗室，按照功能、聯系緊密程度、相關性等進行調整，以便于分類管理。如換熱器綜合實驗、洞道干燥速率曲線測定實驗、精餾操作與塔效率的測定實驗和催化裂化實驗對電力需求很大，功率高，并分散在幾個相對較遠的實驗室，電力增容改造難度大、費用高。通過內部調整，把它們安排在相鄰或

10、相近的實驗室內，電力專線的布置相對集中，也只需對這幾個實驗室進行電力增容，其他實驗室電力負荷滿足要求，這樣改造費用也大大降低，同時安全性也大大提高。第二維里系數的測定實驗和色譜法測定無限稀釋溶液的活度系數實驗都要用氣，把它們二者調整布置到一個大實驗室，大大節省了氣路長度，便于進行泄露報警設置、排風設計等，也利于安全管理。(3)電力增容改造集中大功率電器，減少電力分布點位。增設電力專線為布置在不遠處的幾個實驗室進行供電。(4)集中氣路改造增設氣瓶間。幾乎將所有高壓氣瓶都集中安置在氣瓶間，各實驗室用氣通過不銹鋼無縫氣路進行供應，采用二級減壓進行壓力控制。氣瓶間和各實驗室用氣點增設泄露報警。氣瓶間增

11、設氣瓶壓力低壓報警和氣體泄露自動排風系統。(5)通風系統改造化工實驗室難免會產生有毒、有害、易燃、易爆、腐蝕性、難聞的氣體，為控制實驗室內化學污染物的濃度與危害，借助專業認證，對整棟實驗樓進行了全面通風系統改造。室外架設多個風機和氣體管路及尾氣處理系統，室內合理布置各換氣點、萬向排風罩、通風柜和通風櫥的數量，按照實驗室面積、高度、換氣量、換氣頻次等進行變頻控制。按要求，通風設備設獨立開關控制。化學化工類實驗室換氣要求每小時大于10次，實驗室無人時換氣可減少為6次。通常，實驗室的噪聲（室內背景噪聲級）限制值為70dB（A）。按新標準新建的通風系統為廣大師生提供了安全、舒適的實驗環境，減少了師生暴

12、露在危險氣氛環境下的可能，并且更加靜音、節能。(6)實驗室安全改造實驗室安全設施是實驗過程安全的基礎和保障。對實驗室安全設施進行提升改造，滿足工程教育專業認證標準的總體要求。實驗室安全主要包括防火、防盜、防事故。要形成一套完整的安全管理體系，使實驗室始終處于安全運轉狀態。增設安全環保知識考試，要求每個進入實驗室的學生都要通過安全環保知識考試才有資格進入實驗室進行實驗。每套實驗裝置張貼安全操作規范。各實驗室內門口1.5m范圍內配備消防器材箱，箱內有滅火器、滅火毯、消防沙、消防桶、護目鏡、勞保用品，如線手套、防燙手套、橡膠手套、防化靴等。室內門口墻上1.2m處懸掛急救箱，箱內配備創可貼、碘伏、消毒

13、紗布、醫用棉簽、藿香正氣水等常用急救藥品及簡單醫用器材，以備師生受輕傷時，用以急救。室內水池邊安裝了簡易洗眼器。室內張貼禁止飲食警示標志，加裝溫、濕度計。設備標識、標牌粘貼整齊美觀，同類標識粘貼高度一致。室內張貼安全逃生疏散圖、疏散指示標志。實驗設備周邊設置黃黑相間警界線。各功能區（危廢區、清潔用具區、垃圾桶、消防器材區等）周邊設置定位線，定位線內有放置相應物品的名稱標識。對具有潛在安全隱患的實驗儀器、設備，均加裝了防護裝置和警示標志。如對高溫實驗設備要做防燙保溫隔熱處理，顯眼處張貼高溫、防燙警示標志。對運動部件加裝了防護裝置。對用電設備做好接地處理，顯眼處張貼小心觸電警示標志。謹防電力設備超

14、負荷運轉，電線絕緣保持良好，防止老化的電線發生短路、引發火災。室外，在實驗室門口墻上懸掛實驗室責任人信息牌，信息內容包括責任人姓名、電話等，以便于在實驗室發生危險時，能第一時間聯系到責任人。應急照明系統安裝雙頭應急燈。室外公共區域設置噴淋系統、洗眼器。實驗室消毒記錄單貼于門外或掛于門內門口附近。(7)實驗室衛生環保改造要求實驗設備干凈、無塵、無污漬；環境整潔。墻面重新刷白色乳膠漆。室內嚴禁堆放易燃、易爆物品及其他雜物。對于廢氣，打開室內通風系統，將其抽至設在樓頂的廢氣處理柜進行處理后達標排放。對產生的廢渣、廢液依據其物理化學特性進行分類收集，暫存于室內危廢區中加蓋的廢液桶、廢固箱內。當室內存量

15、達到一定量時，統一轉至室外指定位置，交由有資質的廢物處置公司進行統一處置。但實驗室盡量要從源頭上不產或少產這類危廢物。化工實驗教學中時刻強調環保意識12。(8)信息化建設改造仿真實驗在原2D仿真實驗的基礎上，新增3D仿真實驗和培訓。學生通過課前實驗裝置的仿真預習和化工單元仿真、化工實驗過程仿真操作練習，掌握了實驗原理，知曉了實驗目的，熟悉了實驗裝置和操作流程，了解了實驗背景知識、安全注意事項和實驗中可能會出現的意外狀況，可以幫助學生預習真實實驗，對自主實驗設計也具有很強的參考價值。通過仿真安全培訓和考試，強化了學生的安全意識。VR虛擬增強現實增強技術，給學生以三維實景體驗，獲得身臨其境的感性認識，見到整個工廠的布置概貌、真實的各類、各種閥門、管線、工業設備及其內部構造、工作原理等，彌補了課堂理論教學的不足，收獲了大量感性知識，對于生產實習頗具裨益。3.結論我院化學工程與工藝專業經過幾十年的發展，獲批教育部“卓越工程師教育培養計劃”試點專業和陜西省“一流專業”，已建成較完善的人才培養體系。已于2020年6月份通過了中國工程教育專業認證（工認協(2020)15號）。通過專業認證，讓我們認識到了本專業與國家高等工程教育認證標準尚有一定差距。在認真分析專家組的反饋意見和建議后，用OBE（Outcomes