半实物仿真工厂案例之武夷学院合成樟脑生产装置半实物仿真工厂

在现代教育领域，尤其是工程和化工专业，实践教学是培养学生实际操作能力和工程实践技能的重要组成部分。然而，传统的工厂实习往往存在安全隐患、成本高昂以及实习内容难以保证等问题。为了解决这些问题，武夷学院与北京欧倍尔软件技术开发有限公司合作，共同建设了合成樟脑生产装置半实物仿真工厂，这是一个具有创新意义的教育项目。

 

合成樟脑生产装置半实物仿真工厂项目以仿真教学培训为目的，旨在让学生熟悉国内外先进的DCS控制系统，提高对工艺流程及主要参数的理解与控制能力，培养适应现代化工需求、能够解决复杂工程问题的高级技术人才。本工艺模拟由松节油为原料，经过异构、酯化、水解、脱氢等一系列化学反应过程制取合成樟脑。

 

合成樟脑的生产工艺流程主要包括异构、莰烯精馏、双茂烯精馏、莰烯酯化、乙酸异龙脑酯连续精馏、水解、脱氢、樟脑分馏和樟脑升华凝华等九个工段。该工艺流程以企业的真实樟脑生产装置为依据，在保持原有总体工艺流程不变的情况下，适当删减与合并后形成本流程，旨在满足工艺要求的同时，适合教学与培训。

 

实训装置设备的尺寸按照真实工厂设备10:1的比例缩小设计，主体设备及管道全部采用304不锈钢制造，并进行抛光处理。设备的壁厚满足钢制压力容器最小壁厚要求。现场仪表、手操阀及机泵经过改造处理，可以接收仿真软件计算出来的模拟数据信号，实现与仿真软件的实时通讯。

 

通过这个半实物仿真工厂，学生可以在一个安全、可控的环境中进行实际操作训练，无需真实物料，无各类安全隐患，无污染，实训成本低廉。同时，整个装置配套建设了一套功能全面的仿真模拟的先进DCS系统和工艺仿真软件，可进行典型化工厂装置开停车、运行、故障处理过程中的调节、操作、监控的高仿真实训学习。

 

北京欧倍尔合成樟脑生产装置半实物仿真工厂，利用虚拟仿真技术，对合成樟脑化工装备（塔、罐、器等）的内部速度、温度、浓度与压力的场分布模拟与分析，可以从微观上锻炼学生工程模拟、工程设计、工程放大等化工过程工程技能，通过虚拟现实开发，可以增强真实体验感。构建高度仿真的半实物工厂+虚拟工厂+化工安全等为主线的虚拟仿真教学体系，也是专业实习的有力补充。

 

通过合成樟脑生产装置半实物仿真工厂的教学实施，学生可以掌握合成樟脑生产的主要原理和工艺过程，增强工艺与工程相结合的理念。同时，他们还可以理解典型化工单元操作在生产中的具体应用，掌握其基本原理。

 

此外，该仿真工厂还可以满足化工与制药等专业在线、离线实验和对外培训服务的需求，实现教学资源的开放共享。这对于提升学生的就业竞争力，缩短学校教育与实际工作之间的差距具有重要意义。

 

武夷学院合成樟脑生产装置半实物仿真工厂的成功建设，不仅为化工人才的培养提供了全新的平台，也为化工教育领域的创新与发展注入了新的活力。通过虚实结合、人机互动的方式，该仿真工厂实现了对化工工艺过程及装备操作控制的深入理解，为培养解决复杂工程问题的综合能力提供了有力支撑。未来，随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，半实物仿真工厂将在化工教育领域发挥更加重要的作用。