白清搏 韓文奇 金立陽(yáng)
摘要:化學(xué)工程是一門用來(lái)研究化學(xué)工業(yè)和其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中所進(jìn)行的化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)程以及所使用設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作和優(yōu)化的工程學(xué)科。因?yàn)樵诨瘜W(xué)工程方面所涵蓋的內(nèi)容比較廣泛,所以,對(duì)化學(xué)工程技術(shù)從總體上進(jìn)行發(fā)展探索研究具有深刻的意義,能夠掌握研究的動(dòng)態(tài)信息,吸收國(guó)內(nèi)外最新的研究成果,促進(jìn)研究工作效率的提高。本文化對(duì)化學(xué)工程技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了研究。
關(guān)鍵詞:化學(xué)工程技術(shù);反應(yīng)技術(shù);應(yīng)對(duì)策略
0 引言
化學(xué)工程技術(shù)是一門主要研究化工生產(chǎn)過(guò)程中研究和開(kāi)發(fā)以及過(guò)程裝置的設(shè)計(jì)、制造和管理的綜合性技術(shù)?;瘜W(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用已涉及到各行各業(yè),化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展對(duì)于強(qiáng)化化工生產(chǎn)過(guò)程,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低原料和能量消耗,對(duì)于企業(yè)的技術(shù)改造以及新技術(shù)的開(kāi)發(fā)起著重要作用。
1 新型反應(yīng)技術(shù)的研究
1.1 超臨界化學(xué)反應(yīng)技術(shù)
超臨界液體是指在溫度和壓力都處于臨界點(diǎn)之上時(shí),此時(shí)狀態(tài)處于液體和氣體之間,具有這兩種狀態(tài)的雙重性質(zhì)。這種狀態(tài)的流體不僅在化學(xué)工業(yè)、生物化工、食品工業(yè)有廣泛的應(yīng)用,而且還在醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛,已經(jīng)顯示出巨大的魅力,極具發(fā)展前景。近年來(lái),化學(xué)界將超臨界水氧化法應(yīng)用到保護(hù)環(huán)境的領(lǐng)域,但是都處于初級(jí)發(fā)展階段,很不成熟。
1.2 綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)
綠色化學(xué)是指對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染的,有利于保護(hù)環(huán)境的化學(xué)工程。綠色化學(xué)簡(jiǎn)單說(shuō)就是采用化學(xué)的技術(shù)和方法來(lái)減少或消除那些對(duì)人類有害的、妨礙社區(qū)安全的、對(duì)生態(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不利影響的原料或溶劑等。綠色化學(xué)是將污染從源頭進(jìn)行消除的工程,因此很徹底,這主要包括原子經(jīng)濟(jì)性和高選擇性的反應(yīng),生產(chǎn)出對(duì)環(huán)境有利的材料,并且回收廢物循環(huán)利用的一門科學(xué)技術(shù)。
1.3 新的分離技術(shù)
研究從廣義上說(shuō),分離強(qiáng)化首先是對(duì)設(shè)備的強(qiáng)化,然后是對(duì)生產(chǎn)工藝的強(qiáng)化,綜合起來(lái)說(shuō)就是只要能將設(shè)備變小、將能量轉(zhuǎn)化效率提高的技術(shù)都是化工分離技術(shù)強(qiáng)化的結(jié)果,有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,這也是化工分離技術(shù)的主要趨勢(shì)之一。古老的化工分離技術(shù)原理:利用沸點(diǎn)的不同,將不同的組分從分離塔里分離出來(lái)。隨著科技的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外的分工合作共同研究除了大量新的分離技術(shù),具有廣闊的發(fā)展前景,但是這些在應(yīng)用中同樣也存在著很多問(wèn)題,那就是:此項(xiàng)研究對(duì)相關(guān)分子蒸餾的基礎(chǔ)理論探究比較少,沒(méi)有在理論上充分說(shuō)明和指導(dǎo),對(duì)設(shè)計(jì)刮膜式分子蒸餾器也沒(méi)有深入的研究。隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步,分離技術(shù)也不斷得到改善,取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,逐漸信息技術(shù)引入到分離技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)上,例如在研究熱力學(xué)和傳遞的性質(zhì)、多相流等方面,這些都是信息技術(shù)發(fā)生功效的主要分離技術(shù),再如分子模擬大大提高了預(yù)測(cè)熱力學(xué)平衡和傳遞性質(zhì)的水平。對(duì)分子的設(shè)計(jì)加速了可以加速分離,因此對(duì)研究和開(kāi)發(fā)新的高效的分離劑有深遠(yuǎn)的意義。信息技術(shù)的引進(jìn)有利于新的分離過(guò)程的深入,提高工作效率。
2 化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)
2.1 將化工過(guò)程與系統(tǒng)過(guò)程研究相結(jié)合
化學(xué)變化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,這是因?yàn)樾再|(zhì)決定的,其非對(duì)稱性和不平衡性打破了人們的慣性思維,使其控制因素增多,結(jié)構(gòu)尺度變多,其中結(jié)構(gòu)是對(duì)過(guò)程工程研究的中心問(wèn)題,主要解決辦法是簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu),使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單,更具有使用價(jià)值;首先研究特殊系統(tǒng),然后推理出一般性的結(jié)論,進(jìn)而推而廣之,這些都為解決結(jié)構(gòu)問(wèn)題打下了良好的基礎(chǔ),解決了復(fù)雜系統(tǒng)不容易被分析的問(wèn)題,采用整體法和還原法研究復(fù)雜的系統(tǒng)有利于把握系統(tǒng)的主要變換方向,多尺度的思考問(wèn)題的方式可以將過(guò)程問(wèn)題轉(zhuǎn)換成平時(shí)的時(shí)間和空間問(wèn)題,對(duì)研究化學(xué)工程的復(fù)雜結(jié)構(gòu)有好處。化學(xué)工程的這一轉(zhuǎn)變趨勢(shì)預(yù)示著化學(xué)正在向著應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行擴(kuò)張,更加注重其實(shí)用性和價(jià)值性,而非學(xué)科本身理論的研究。這也在化學(xué)課堂上出現(xiàn)了明顯的改革,從只有實(shí)驗(yàn)和理論兩個(gè)過(guò)程的化學(xué)轉(zhuǎn)換成有實(shí)驗(yàn)、有計(jì)算最后才產(chǎn)生結(jié)論的過(guò)程,這就需要化學(xué)與數(shù)學(xué)物理等相結(jié)合,甚至與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)化學(xué)過(guò)程的更好研究。
2.2 將化學(xué)工程與材料科學(xué)研究相結(jié)合
科學(xué)的進(jìn)步使大量新的技術(shù)和產(chǎn)品能源不斷涌現(xiàn),并且在先進(jìn)技術(shù)的引導(dǎo)下得到了廣泛的應(yīng)用,這就為化學(xué)工程的研究提出了新的問(wèn)題那就是如何為新的產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展提供良好的服務(wù)并不斷形成新的完整的理論,化學(xué)工程的發(fā)展就此進(jìn)入老人一個(gè)新的發(fā)展階段。在學(xué)科研究的方法上更多的注重學(xué)科的交叉,更多的研究材料其中包括信息和化學(xué)、生物與化學(xué)、能源與化學(xué)、環(huán)境與化學(xué)相結(jié)合的工程學(xué)科,這些都為化學(xué)工程的發(fā)展提出了新的發(fā)展方向和研究課題,為化學(xué)的發(fā)展做了良好的鋪墊。
2.3 將化學(xué)工程與信息工程研究相結(jié)合
化學(xué)工程技術(shù)的熱點(diǎn)是將化學(xué)工程與信息工程研究相結(jié)合,隨著信息技術(shù)的發(fā)展,信息技術(shù)已經(jīng)深入各行各業(yè),通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)可以收集大量信息,并對(duì)此進(jìn)行精細(xì)的計(jì)算,隨著大量的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析,可以得出很多重要的規(guī)律和結(jié)論,這些規(guī)律可以用來(lái)作為提高效率和生產(chǎn)效益的理論依據(jù),同時(shí)可以預(yù)見(jiàn),將化學(xué)工程和材料科學(xué)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析必將是化學(xué)工程領(lǐng)域的重點(diǎn)研究課題,必將成為引領(lǐng)化學(xué)研究的主要方向。
3 促進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)發(fā)展的對(duì)策
3.1 著眼全局提高化學(xué)工程技術(shù)水平
化學(xué)工程科學(xué)近年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)明顯地呈現(xiàn)與多學(xué)科交叉的現(xiàn)象,要進(jìn)一步促進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)的進(jìn)步,就要從全局出發(fā)綜合考慮與化學(xué)工程交叉的各個(gè)領(lǐng)域的情況。要統(tǒng)籌考慮各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用,做好整體的規(guī)劃,協(xié)調(diào)各項(xiàng)科學(xué)的開(kāi)發(fā)利用。并且統(tǒng)籌現(xiàn)有領(lǐng)域的同時(shí)積極開(kāi)拓新的研究領(lǐng)域,使各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域相互促進(jìn),最后實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展。
3.2 提高化學(xué)工程機(jī)械設(shè)備研究水平
機(jī)械設(shè)備是提高一項(xiàng)技術(shù)必須具備的,先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備能為更高水平的技術(shù)研究硬件支持。但是相對(duì)而言,目前化學(xué)工程技術(shù)方面的機(jī)械設(shè)備還比較落后,應(yīng)該加強(qiáng)研究力度,向世界化學(xué)工程技術(shù)研究的機(jī)械水平靠近。有了這些高科技水平的機(jī)械設(shè)備,在化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域趕超世界水平指日可待。
3.3 做好化學(xué)工程技術(shù)的教育工作
任何一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展都不能離開(kāi)高水平的人才,所以要促進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展需要加強(qiáng)化學(xué)工程領(lǐng)域的教育培訓(xùn)工作。不僅需要培養(yǎng)化學(xué)工程技術(shù)方面的知識(shí),與其相關(guān)的學(xué)科的教育與培訓(xùn)也要加強(qiáng)。不僅僅培訓(xùn)理論知識(shí),更要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力,為化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展儲(chǔ)備人才。
3.4 積極開(kāi)拓化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用市場(chǎng)
當(dāng)今化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)很廣泛,但是如果想要進(jìn)一步的發(fā)展還要積極研究開(kāi)發(fā)新的工藝、新的產(chǎn)品,尋找新的市場(chǎng)。市場(chǎng)是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的動(dòng)力,有了市場(chǎng)的需求才會(huì)帶動(dòng)產(chǎn)品的生產(chǎn),也就會(huì)促進(jìn)技術(shù)水平的提高。
4 結(jié)語(yǔ)
化學(xué)工程技術(shù)是一門主要研究化工生產(chǎn)過(guò)程中研究和開(kāi)發(fā)以及過(guò)程裝置的設(shè)計(jì)、制造和管理的綜合性技術(shù)。我們要加強(qiáng)研究,針對(duì)發(fā)展特點(diǎn)采取相應(yīng)的措施,提高化學(xué)工程技術(shù)水平。
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作者簡(jiǎn)介:
1.白清搏(1992-),遼東學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院化學(xué)工程與工藝 B1201班學(xué)生。
2.韓文奇,遼東學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院輕化工程B1206班學(xué)生。
3.金立陽(yáng),遼東學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院化學(xué)工程與工藝 B1201班學(xué)生。