Набор в магистерскую программу «Цифровая химия» ХФ ТГУ

Химическая отрасль России сегодня решает амбициозные задачи импортозамещения и обеспечения технологического суверенитета. В рамках своих компетенций в наших статьях мы помогаем эти задачи более четко формулировать и находить для них практические решения. Поставленных целей невозможно достичь без привлечения квалифицированных специалистов, и дефицит кадров является одной из актуальных проблем.

Химический факультет Томского государственного университета разработал новую концепцию своего развития, которая учитывает текущие вызовы отрасли по обеспечению кадровым потенциалом и реальные запросы индустрии. Факультет определил основные задачи генерации, трансфера научных знаний и технологий совместно с научными и промышленными партнерами.

Вот лишь несколько актуальных направлений, сформированных по результатам опроса участников индустрии, которые нуждаются в новых решениях и квалифицированных специалистах:

• Производство эфиров целлюлозы.
  
• Производство метилэтилкетона.
  
• Создание производства азотсодержащих соединений.
  
• Получение кремнекислотных наполнителей .
  
• Получения бесфенольных полиэфирных, полиуретановых смол, силанов.
  
• Переработка отходов производства.
  
• Импортозамещающие технологии для глубокой переработки нефти и газа

ХФ ТГУ реализует новые образовательные программы с акцентом подготовки специалистов под конкретные задачи, гарантирующие студентам трудоустройство и профессиональный рост. Об одной из таких уникальных программ мы расскажем более подробно.

В этом году Химический факультет ТГУ запускает магистерскую программу «Цифровая химия», которая будет готовить специалистов для конкретных промышленных партнеров. Университет набирает 20 лучших студентов-бакалавров по всей России с химико-технической подготовкой, и в течение двух лет обучения они пройдут образовательный модуль математического моделирования и основ инженерного анализа.

Идея организации такой программы родилась из чисто практической потребности индустрии в целом подклассе химиков-математиков. Химические предприятия в стране регулярно сталкиваются с необходимостью масштабирования и тонкой настройки производства. Неэффективно работающие процессы и аппараты ― распространенная история.

Специалистов, которые умеют моделировать производственные процессы, проектировать новые производства, рассчитывать оборудование, режимы его работы, то есть, попросту говоря, помогать внедрять новые химические технологии в жизнь, экономя материальные ресурсы, в России крайне мало.

Например, ИХТЦ повезло заполучить себе в штат шестерых таких специалистов. Всего в стране их не больше трех десятков, а для индустрии нужны сотни. Когда к нам обращаются крупные химические компании с просьбой подобрать химиков-математиков, мы понимаем, что это весьма непростая задача. Все они при деле, все они на вес золота.

Есть запрос химической отрасли, без этого кадрового ресурса никакое эффективное импортозамещение невозможно. Преимущества для выпускников тоже очевидны: гарантированная занятость, высокие зарплаты, возможность работать с интересными проектами и видеть, как твои навыки находят практическое применение. Они смогут найти себя в инжиниринговых компаниях, в R&D центрах предприятий, в отделах, которые занимаются модернизацией химических производств, в проектных организациях и так далее.

Химический факультет ТГУ в ручном режиме научит талантливых ребят основам математического моделирования и инжиниринга, предоставит возможность практики на реальном химическом производстве, в проектах, реализуемых ИХТЦ, или у организаций-партнеров по ряду интересных направлений: биотехнологии, полимеры, нефтегазовая химия, пищевая промышленность, переработка отходов и так далее.

Партнеры ТГУ и ИХТЦ в итоге получат не просто масштабирование технологии, расчет отдельной установки, технический регламент и необходимую документацию, но полный комплекс инжиниринговых и аналитических услуг вместе со специалистом, который будет реализовывать их на месте. В перспективе это ваши главные технологи, начальники аналитических лабораторий, заместители директора по развитию производства. Поэтому двери открыты и для новых промышленных партнеров, которые бы хотели в данную инициативу вложиться и в ней поучаствовать.

Образовательная программа «Цифровая химия» будет состоять из двух блоков. В первом семестре студенты будут изучать корневые дисциплины, направленные на выравнивание знаний и постановку профессиональных компетенций. 2-4 семестры посвящены освоению узких дисциплин и участию в учебных проектах непосредственно на промышленных площадках наших партнеров в качестве стажеров.

Направления магистерской программы включают:

Для решения проблем малотоннажной химии есть все необходимые вводные: научный потенциал, готовые технологии, инжиниринговые центры, способные довести разработку от лабораторной стадии до запуска производства. Необходимо хотя бы минимальное встречное движение государственных органов нам на встречу и устранение "презумпции виновности" химической промышленности перед контролирующими органами.

Кстати, ИХТЦ регулярно рассказывает о готовых разработках в малотоннажной химии. Часть из них уже производятся в опытно-промышленных или промышленных масштабах.

Математическое моделирование ― востребованная практика во всех инженерных областях. Поверьте, мы знаем, о чема говорим, ИХТЦ реализовал десятки проектов с привлечением специалистов в этой области. Оно дает возможность разложить систему любой сложности в широком диапазоне параметров состояния, что в лабораторных и тем более в производственных условиях осуществить практически нереально.

Математическая модель дает высокоточную компьютерную симуляцию химико-технологического процесса, наглядно показывает прохождение потоков или химических реакций. Ее использование существенно снижает материальные затраты и время на внедрение новых разработок в производство или масштабирование и оптимизацию действующих технологических линий. Современные методики и программное обеспечение позволяют учитывать практически любые химические и физические параметры процесса. На выходе получаем подробную компьютерную модель, готовую для проверки на модельной установке или непосредственно на производстве. При этом вероятность случайной ошибки технологов или инженеров почти гарантировано исключена.

Специалисты ИХТЦ имеют успешный опыт реализации проектов с использованием систем компьютерного и математического моделирования технологических процессов и аппаратов в области химических технологий, гидро- и газодинамики, анализа прочности материалов и конструкций, тепловых режимов, в нефтегазовой отрасли, угольной отрасли, атомной отрасли, строительстве и приборостроении.

Для наглядности возьмем реальную задачу снижения вредных выбросов в автомобиле. Необходимо снизить уровень оксида азота (NO) путем добавки аммиака (NH₃). Его должно быть достаточно, чтобы редуцировать выброс NO, но не должно быть слишком много, чтобы NH₃ сам по себе не превратился в проблему. Необходимо параллельно запустить реакцию его окисления. Скорость обеих реакций будет зависеть от состава и температуры. Единственный параметр, который нам неизвестен, ― точное количество аммиака, которое требуется для реакции. Необходимо просчитать все параметры реакции и кинетику. Можно провести эксперимент в четко контролируемых условиях, то есть собрать установку и запустить лабораторные исследования, что долго и трудоемко. В математическом моделировании для решения этой задачи понадобится программа, один специалист и на порядок меньше времени.

Специалист по моделированию ― это хороший технолог и математик с навыками экономиста. Раньше таких профессионалов не готовил ни один университет. Существовали дорогостоящие курсы, где в теории можно было обучиться необходимым навыкам. В основном люди приходили в профессию из смежных областей и самостоятельно осваивали прикладную математику, анализ, разработку аппаратов и программные пакеты. ХФ ТГУ сегодня внедряет уникальную образовательную программу их подготовки.

Если материал оказался для вас полезным - поддержите проект и поделитесь записью!