目前化工行业的生产工艺过程越来越复杂，随之而来的安全生产风险和行业隐患日益增多。常州大学安全工程专业实践教学课程以《化工企业安全管理导则》为依据，从实践教学的角度出发，以学员操作为主体，教师指导为辅助，将化工单元装置与仿真软件相结合，采用虚拟现实技术、流程工业动态过程仿真技术等先进技术形式，培养学生的安全意识、团队合作意识，树立正确的化工安全观，开拓学生的专业视野，满足新时期工科教育对人才培养的要求。

通过本项目的教学，主要达成以下教学目的：

（1）熟悉常见的精馏单元生产装置着火事故应急预案流程和应急处置方法，掌握化工安全操作规范；

（2）通过中控操作工与外操巡检工的配合操作，正确开展应急处置措施，提高团队配合意识；

（3）锻炼化工安全操作、提高安全生产意识，养成良好的安全操作习惯，提高事故的应急处置及安全自救能力；

（4）了解当前化工行业先进的技术手段，拓展专业知识面，培养高素质工程应用型安全工程人才。

精馏装置生产过程原材料及产品多为易燃易爆、有毒有害或腐蚀性物质。化工安全事故按其性质可以概括为泄漏、着火和爆炸等几类。精馏装置应急处置实验原理包括：

（1）泄漏应急处置原理

在化工生产中，若精馏塔的进出料量不平衡，将导致严重的事故。当进料量大于出料量，就会导致淹塔，反之，则出现塔釜干料。淹塔现象和塔釜干料现象都会导致精馏塔分离功能破坏，产品质量不合格。当出现以上问题时，工人及时有效地处置可以及时阻止事故发生和减少工厂的损失。因此，在精馏塔单元装置生产事故应急处置虚拟仿真课程中，可以安排一些错误操作，并引导学生分析事故后果，筛查事故原因，进行相应的应急处置并加以练习（如图5），从而加深学生的印象，提高他们事故应急处置能力。例如，在课程中，教师可以设置精馏塔轻重组分不平衡，导致物料泄漏。让学生分析什么原因导致这一现象，如何操作才能抑制物料的持续泄漏，并探究正确的操作步骤，多次练习，加深印象。

（2）着火应急处置基本原理

塔内物料不平衡、塔顶和塔釜产品浓度达不到规定、轻重组分不平衡都会导致精馏塔的泄漏。精馏塔的原料，产物多为易燃易爆的危化品，如石油精馏塔的原料、中间体和产物都是易燃易爆品，其中原油、轻质油品就极易挥发，达到一定浓度，遇火源就会迅速点燃，甚至发生爆炸，造成严重的后果和不可挽回的损失。因此在精馏塔单元装置生产事故应急处置虚拟仿真课程中，应注意精馏装置火灾应急处置的训练。在训练前，应让学生充分学习精馏塔产生泄漏的原因、泄漏后的相关应对操作措施、消防知识、紧急救援等基础理论。训练过程中，学生按照仿真软件的指导进行操作，完成任务，深入学习在火灾现场的应急措施。教师则辅导学生完成操作任务。训练结束后，学生整理学习内容，加深印象。

（3）爆炸事故应急处置原理

按照国家有关规定严格管控动火作业，禁止明火的情况下，蒸汽云爆炸事 故发生的可能性将会很小。但这种事故一旦发生，造成的破坏极大。 蒸汽云爆炸事故应急处置应从下几个方面：1）灭火方法：切断气源；2）少量泄漏应急处理，应迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入；3）大量泄漏应急处置是关阀堵漏：生产装置或管道发生泄漏，阀门尚未破坏时，可在技术人员指导下，使用喷雾水枪掩护，关闭阀门，制止泄漏。罐体、管道、阀门、法兰泄漏，作战人员要积极配合、掩护专业堵漏部门实施堵漏。

实验内容主要包括以下5个知识点：

（1）系统介绍化工基本生产单元，尤其是精馏工艺的基本原理、工艺流程、生产装置以及生产岗位职责。

（2）精馏塔高温物料着火事故的应急预案流程，包括事故的发现与汇报、应急救援任务分配、事故处理、应急预案的解除与上报等。

（3）着火事故应急处置过程中灭火器、防毒面具、消防炮等应急器材的正确使用。

（4）着火事故应急处置岗位职责认知，包括班长岗位职责、调度岗位职责、内操岗位职责、外操岗位职责、安全员岗位职责等。

（5）从应急处置活动中识别出可能造成人员伤害或疾病、财产损失、环境破坏的危险和危害因素，并进行科学防控。

实验步骤

依据本科生认识和掌握知识的规律，本项目采用循序渐进的原则，按自主预习设计和沉浸式游戏体验、创新形式答题等方法组织虚拟仿真教学。

（1）登录与选择

学生和校外用户通过账号和密码登录界面，可以选择进入标准规范模块、桌面演练模块、现场演练模块、事故总结模块。

（2）实验操作阶段

学生通过新手引导，基本掌握操作练习后，自动进入现场演练进行交互性操作步骤，共23步。

1）外操员A：向班长汇报火情。

2）班长：广播启动应急预案，疏散人员。

3）班长：令内操员向调度室汇报火情，请求支援。

4）班长：令外操员B和外操员C前往现场灭火。

5）班长：令安全员设置警戒线，并使用消防沙对泄漏点进行围挡。

6）外操员B：佩戴好防护用品及所需工具。

7）外操员B：和外操员C一起前往现场进行灭火。

8）外操员B：灭火失败，撤离到安全区域。

9）外操员B：向班长汇报“尝试使用灭火器灭火，火未扑灭。”

10）外操员B：打开附近的泡沫消防炮进行灭火

11）内操员：使用电话向调度室汇报火情

12）调度员：使用电话呼叫消防队前往事故现场

13）班长：佩戴好防护用品及所需工具

14）班长：前往事故现场，查看设备泄漏状况

15）班长：发现设备损坏较大、泄漏较大；命令内操员紧急停车

16）内操员：按下紧急停车按钮

17）安全员：引导消防车进入厂区，扑灭火焰

18）消防车喷射泡沫灭火

19）外操员B：前往检测区域，检测现场气体浓度

20）外操员B：汇报班长，现场气体浓度恢复正常

21）班长：电话向调度室汇报“事故处理完毕，请派维修人员维修”

22）班长：通过广播解除应急预案

23）班长：令安全员准备事故汇报资料，向上级汇报。

(3)实验报告及评分系统

评分系统中每步实验都有相应的步骤描述、得分情况和操作说明。学员只要在限时20分钟完成所有操作步骤，才能完成任务，否则软件提示任务失败，必须返回登录界面重新开始实验，才能有从熟练度、操作能力、安全意识、沟通能力、动手能力五个方面评估实验过程。