化學(xué)工程與工藝前景精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇化學(xué)工程與工藝前景，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

化學(xué)工程、化學(xué)工藝、精細(xì)化工、催化劑、電化學(xué)、高分子化學(xué)、無機(jī)化工工藝、有機(jī)化工工藝、精細(xì)化工工藝、高分子化工工藝、石油化工工藝、應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)制藥工藝、高分子材料與工程、應(yīng)用化學(xué)；

2、化學(xué)工程與工藝專業(yè)研究生培養(yǎng)方向：

掌握化工生產(chǎn)過程和設(shè)備的基本原理、設(shè)計(jì)方法和管理知識(shí)，具有化工生產(chǎn)、研究、設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開發(fā)的基本能力，具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和求實(shí)創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力的綜合型高級(jí)工程技術(shù)人才；

3、化學(xué)工程與工藝專業(yè)研究生就業(yè)前景：

篇2

1.1綠色化學(xué)工程

綠色化學(xué)這個(gè)詞匯已被人們所熟知。綠色化學(xué)是通過化學(xué)工程與工藝實(shí)現(xiàn)的。研究化學(xué)工程與工藝不僅能夠使人們獲得最大的利益，而且減少消耗資源和環(huán)境的污染。許多國內(nèi)外的公司運(yùn)用化學(xué)工程與工藝，研發(fā)符合公司要求的綠色產(chǎn)品。化學(xué)工程與工藝促進(jìn)了化學(xué)的發(fā)展。運(yùn)用化學(xué)工程與化學(xué)工藝能夠減少催化劑等有害的原料的使用。綠色化學(xué)的技術(shù)就是在源頭上阻止環(huán)境污染的產(chǎn)生，從根本上杜絕產(chǎn)生環(huán)境污染，并且回收再利用一些廢棄物品。

1.2分離工程

物質(zhì)在一些重力、壓力還有溫度和電的影響下，通過外力的作用，將物質(zhì)自發(fā)的從無序轉(zhuǎn)變成有序的過程被稱為分離工程。化學(xué)工程與化學(xué)工藝的分離工程是一個(gè)消耗能量的過程，分離工程是化學(xué)工程與化學(xué)工藝研究的重點(diǎn)之一。目前使用最多的分離工程方法就是蒸餾法，雖然我國在蒸餾分離法方面的研究已經(jīng)有深厚的理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是蒸餾分離方法在蒸餾速度方面需要進(jìn)一步改善。除了改進(jìn)蒸餾速度外，還要采用最先進(jìn)的蒸餾設(shè)備，采用新型的材料才會(huì)獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。采用新型的吸收劑不僅能夠影響蒸餾時(shí)間的長(zhǎng)短，而且能夠提高蒸餾吸收的效率。膜分離技術(shù)因其具有節(jié)能、高效、易于清理等特點(diǎn)，成為現(xiàn)如今比較流行的分離技術(shù)，備受各個(gè)國家的科學(xué)家關(guān)注。膜分離的吸附分離法在氣體干燥、廢水等污染物的處理等方面得到了廣泛的運(yùn)用。膜分離重點(diǎn)開發(fā)新型吸附劑和實(shí)現(xiàn)膜的高效的使用壽命，但是膜分離存在著膜的污染和防治。

1.3SupereriticalFluid,SCF（超臨界流體）

超臨界流體是一種具有液體和氣體的性質(zhì)的一種流體，在溫度和壓力臨界點(diǎn)之上的無氣體液體的相界面。這項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用在化工、食品加工、生物醫(yī)藥工程中。對(duì)質(zhì)量和工藝的要求較高。開發(fā)超臨界流體有著廣泛的發(fā)展前景，并且會(huì)為企業(yè)帶來豐富的發(fā)展利潤。近幾年來，超臨界水氧化法在環(huán)境治療保護(hù)方面的研究較多，但是在化學(xué)工程與工藝方面的研究較少，現(xiàn)如今處于研究試驗(yàn)期。

2結(jié)語

篇3

前言

進(jìn)入21世紀(jì)，人類正面臨著越來越嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī)，最突出的是人口劇增、能源日漸減少、資源瀕臨枯竭、生活廢棄物和工農(nóng)業(yè)污染物正迅速惡化生態(tài)環(huán)境，使得人與自然的矛盾不斷激化。

綠色化學(xué)的設(shè)想是在化學(xué)生產(chǎn)過程中，不再使用有毒、有害的物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物，不再處理廢物。相應(yīng)的，綠色化學(xué)工程與工藝是通過改進(jìn)化學(xué)的技術(shù)和方法，減少甚至完全消除對(duì)人類健康、生態(tài)環(huán)境有危害作用的化工產(chǎn)物，同時(shí)促進(jìn)化學(xué)工業(yè)節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

一、綠色化學(xué)工程與工藝的開發(fā)

我國傳統(tǒng)的化學(xué)工程與工藝對(duì)有害污染物是滯后的被動(dòng)治理，即不能根除污，并且成本很高，治標(biāo)不治本。如利用煙氣除塵、脫硫，雖然達(dá)到了凈化氣體的目的，但是污染物卻轉(zhuǎn)移為廢渣、廢水。綠色化學(xué)工程與工藝的開發(fā)，則本著零排放、清潔生產(chǎn)的原則，從化學(xué)反應(yīng)的始端著手，進(jìn)而有效防止和控制污染的產(chǎn)生。

1.選擇、采用無毒害化學(xué)原料

原料的選擇生產(chǎn)化學(xué)品的源頭，同時(shí)，還決定著不同的化學(xué)生產(chǎn)流程和工藝。綠色化學(xué)工程與工藝的開發(fā)首要目標(biāo)是不使用有毒有害的原料。為了從源頭上防止化學(xué)污染，綠色化學(xué)工程與工藝開發(fā)的原則是盡量選用可再生的自然物質(zhì)作原料，如野生植物、農(nóng)作物等生物質(zhì)。將諸如蘆葦、木屑、樹枝等野生纖維植物以及諸如蔗渣、麥秸、稻草等農(nóng)副產(chǎn)品的廢棄物作為原料加工為糠醛以及醇、酮、酸類化學(xué)品，用生物質(zhì)氣化產(chǎn)生氫氣等，都是綠色原料應(yīng)用的典型例子。

2.提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性

烴類選擇性氧化是一類具有強(qiáng)放熱性的反應(yīng)，石油化工中經(jīng)常會(huì)有這種反應(yīng)，其目的產(chǎn)物不穩(wěn)定，容易進(jìn)一步氧化成H2O和CO2.在各類的催化反應(yīng)中，此反應(yīng)的選擇性最低，有時(shí)有些產(chǎn)品還具有異構(gòu)體形式，為了得到更多的終產(chǎn)物，需要使用那些選擇性高的試劑。為了降低分離產(chǎn)品和純化產(chǎn)品的難度，需要提高反應(yīng)的選擇性，這樣可以降低成本，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染。在這一方面已經(jīng)有不少的科研成果，比如開發(fā)載氧能力強(qiáng)、選擇性好的新型催化劑，來應(yīng)對(duì)不同的烴類氧化反應(yīng)。

3.采用無毒無害的化學(xué)催化劑

目前，約 90 %以上的化學(xué)反應(yīng)要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)必須采用，催化劑提高其反應(yīng)速率。開發(fā)新型高效、無毒無害的催化劑是綠色化學(xué)工藝的方向之一。國內(nèi)外都在研發(fā)新的烷基化固相催化劑。另外，分子篩催化劑也得到了很好的開發(fā)和應(yīng)用。

二、綠色化學(xué)工程與工藝在化學(xué)工業(yè)節(jié)能中的應(yīng)用

綠色化學(xué)工程與工藝開始與使用，很大程度上促進(jìn)了化學(xué)工業(yè)節(jié)能的實(shí)現(xiàn)。具體來講，目前在國內(nèi)主要有以下幾方面的應(yīng)用。

1.清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

清潔生產(chǎn)技術(shù)也被稱為無害、無毒、無廢的綠色化技術(shù)，比如先進(jìn)的脫硝和脫硫技術(shù)；城市垃圾的無害化處理技術(shù)；生活垃圾制沼氣技術(shù)；高效清潔的煤氣化技術(shù)；利用風(fēng)能、太陽能等自然能發(fā)電技術(shù)等等，這些都利用了清潔生產(chǎn)的技術(shù)。清潔生產(chǎn)技術(shù)包括的范圍很廣，主要有以下幾種技術(shù)：生物工程技術(shù)，這其中有細(xì)胞工程、酶工程、基因工程等等；輻射加工技術(shù)，如離子束、射線和中子束等在常溫常壓下就可以引起一些需要在高溫高壓下才能進(jìn)行的反應(yīng)；綠色催化技術(shù)，這里有多種催化劑，比如分子篩催化劑、相轉(zhuǎn)移催化劑等；超臨界流體技術(shù)，這里有超臨界H2O和超臨界 CO2，都能阻燃并且無毒。清潔生產(chǎn)技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)品清潔無毒，不管是對(duì)環(huán)境還是對(duì)人體都是安全的。

2. 結(jié)合生物技術(shù)的應(yīng)用

生物技術(shù)領(lǐng)域包括有細(xì)胞、基因、微生物和酶等的技術(shù)范疇。它在化工領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面，化學(xué)仿生學(xué)和生物化工。生物酶在生物體內(nèi)作為一種催化劑具有高效性和專一性，廣泛參與到生物合成的各個(gè)過程。而在化學(xué)仿生學(xué)中主要是膜化學(xué)這一領(lǐng)域使用到生物技術(shù)。

綠色化學(xué)工程與工藝部分采用了生物技術(shù)，使可再生資源合成化學(xué)品。早期的有機(jī)化合物原料多數(shù)直接來源于動(dòng)植物，之后才發(fā)展到利用石油和煤炭作為原料。在綠色化學(xué)工程與工藝中，催化劑一般用的都是自然界中存在的酶或者是工業(yè)酶。酶與一般的化學(xué)催化劑相比，具有無污染、反應(yīng)條件溫和產(chǎn)物性質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。比如制備丙烯酰胺，使用的是丙烯腈，換用酶催化后，能耗大幅度降低，反應(yīng)完全且無副產(chǎn)物。

3.生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品

發(fā)展綠色化學(xué)工程與工藝，其目的是生產(chǎn)出環(huán)境友好型產(chǎn)品。在生活中有許多實(shí)例，比如尋找替代品來替代氟利昂，這樣可以保護(hù)大氣的臭氧層；使用可降解的塑料制品；無磷洗衣粉、清潔汽油等等。因?yàn)閭鹘y(tǒng)汽油柴油給大氣帶來了嚴(yán)重污染，近年來國內(nèi)外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他無污染燃料，大大減少汽車尾氣造成的污染。又如在山東推行的用二甲醚來做汽車用的燃料，二甲醚既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，這具有很好的發(fā)展前景。巴西在生物能源的開發(fā)上取得一定成就，如使用乙醇汽油，利用甘蔗產(chǎn)酒精，酒精燃料已經(jīng)取代了接近一半的汽油消費(fèi)。另外還有H2和CO2在太陽能和電解質(zhì)存在的條件下合成乙醇這一新工藝，生產(chǎn)過程和產(chǎn)品均對(duì)環(huán)境友好。

三、結(jié)束語

總之，綠色化學(xué)工程與工藝采用無毒害的溶劑、原料、催化劑等，選擇無污染、低耗、節(jié)能的化學(xué)工藝過程，應(yīng)用清潔的生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與環(huán)境相容，產(chǎn)品和生態(tài)友好。開發(fā)和應(yīng)用綠色化學(xué)工藝，已成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和前沿技術(shù)，是建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

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[2]紀(jì)紅兵，佘遠(yuǎn)斌. 綠色化學(xué)化工基本問題的發(fā)展與研究[J]. 化工進(jìn)展，2007，（05）..

篇4

    傳統(tǒng)化學(xué)工程使用處理工藝對(duì)有毒污染物的處理滯后性較強(qiáng),通常是在污染物產(chǎn)生之后再另外做針對(duì)性處理,不僅增加了處理成本,且治標(biāo)不治本。比如傳統(tǒng)工藝煙氣除塵,雖然凈化了氣體,但是污染物直接轉(zhuǎn)化為廢渣廢水,還需要另一道工序做清潔處理,無疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。綠色化學(xué)工藝的介入,可以直接在生產(chǎn)或排放階段就完成清潔使命,通過化學(xué)反應(yīng)達(dá)到預(yù)防、控制和消毒污染的目的。

    化學(xué)原料是化學(xué)工程的源頭,原料決定了生產(chǎn)流程和工藝的選擇,綠色工藝的介入可以從源頭上改變?cè)仙a(chǎn)帶來的各類化學(xué)污染,同時(shí)綠色工藝與化學(xué)工程的結(jié)合還可高效利用各類自然資源,實(shí)現(xiàn)深度開發(fā)利用,兼顧無污染、節(jié)能、環(huán)保的生產(chǎn)方式必然會(huì)掀起一輪新的工業(yè)革命。綠色原料的典型開發(fā)應(yīng)用比如甘蔗渣、稻草、麥稈以及木屑、樹枝、蘆葦?shù)瓤杉庸こ蔀橥悺⑺犷惻c醇類化學(xué)品。

    在化學(xué)反應(yīng)中使用選擇性高的試劑也是綠色工藝應(yīng)用的一個(gè)途徑。以石油化工為例,生產(chǎn)過程中烴類選擇性氧化反應(yīng)較為普遍,作為一種強(qiáng)方熱性反應(yīng),具有生成物不穩(wěn)定、易進(jìn)一步氧化等特征,所以,催化反應(yīng)中此反應(yīng)并非最佳選擇,生成物的不穩(wěn)定也不利于提取最終產(chǎn)物,所以,為改善這種情況,使用選擇性高的試劑是最佳途徑。如此一來,不僅可以降低成本,節(jié)約資源,還能夠降低分離產(chǎn)品的難度提升純度,無疑實(shí)現(xiàn)了提升效益和減少污染的雙贏,所以,綠色化學(xué)工程在這方面的研究實(shí)踐也非常熱門。隨著越來越多的化學(xué)反應(yīng)被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中,催化劑對(duì)提升反應(yīng)速率效果顯著,所以目前化學(xué)工藝領(lǐng)域積極研究無毒無害的高效催化劑成為主流發(fā)展方向不一,不僅有利于工業(yè)的發(fā)展,對(duì)于推動(dòng)化學(xué)分子深入研究也有助益,分子篩催化劑和烷基化固相催化劑就是其中較為典型的代表。

    2.綠色化學(xué)工程工藝應(yīng)用

    分析綠色化學(xué)工藝是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑,對(duì)綠色工藝的重視與開發(fā)也彰顯了當(dāng)前世界范圍內(nèi)節(jié)能減排的重要性。長(zhǎng)達(dá)兩百余年的工業(yè)化路程,使得人類活動(dòng)對(duì)自然資源環(huán)境的危害越來越大,尤其中國作為當(dāng)前世界最大的工業(yè)國,“三廢”問題十分突出,PM2.5問題也成為了懸在人們頭上的一把利劍,將資源枯竭、環(huán)境污染、生態(tài)失衡、人口問題等推到了臺(tái)前更加顯著的位置。大型化工企業(yè)作為與人們生存發(fā)展息息相關(guān)的企業(yè),石油化工與煤炭除去提供能源之外,還提供多種衍生化工產(chǎn)品為人們衣食住行服務(wù),生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水廢渣廢氣、消耗的大量原材料都警示著當(dāng)前必須積極發(fā)展綠色化工工藝,以達(dá)到節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。就目前而言,節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)途徑主要以下幾種:研發(fā)新科技、新工藝全過程控制污染;利用先進(jìn)清潔工藝從源頭控制污染;利用技術(shù)和工藝創(chuàng)新打造可循環(huán)綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈;發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)等。綠色化學(xué)工程與工藝作為節(jié)能減排目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的重要保障,廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,就目前來說,主要以三種表現(xiàn)為主,分別是清潔生產(chǎn)技術(shù)、生物技術(shù)的應(yīng)用及生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品。

    綠色化學(xué)工程與工藝使用生物技術(shù)服務(wù)可再生能源的合成,像有機(jī)化合物原料的應(yīng)用經(jīng)歷了從動(dòng)植物到石油煤炭的發(fā)展過程,現(xiàn)如今已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用各類再合成的有機(jī)化合物。在綠色化工中,所使用的催化劑多以工業(yè)酶和自然界中存在的酶,酶與其他化學(xué)催化劑相比,具有反應(yīng)條件溫和、生成物優(yōu)良、污染少等優(yōu)勢(shì),對(duì)于當(dāng)前化工領(lǐng)域而言,生物酶的利用和研發(fā)就成為了綠色化工的重要發(fā)展方向。像丙烯酰胺的制備,最早使用丙烯晴,在環(huán)城生物酶催化后,不僅能耗與成本大幅度減低,且反應(yīng)完全無副產(chǎn)物,對(duì)工業(yè)生產(chǎn)而言有多重積極意義。

    除此之外,綠色化工工藝還廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品領(lǐng)域,生活中有眾多具體應(yīng)用實(shí)例。比如空調(diào)制冷多使用氟利昂,會(huì)造成臭氧層空洞、紫外線增多、溫度升高,目前正積極尋求替代品且朝著低能耗方向發(fā)展,無磷洗衣粉減少對(duì)河流水域污染和人體健康的危害,可降解塑造制品對(duì)土地、水源危害都將進(jìn)一步減輕,清潔汽油的使用可對(duì)大氣污染降低,以上種種嘗試都說明了在生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品領(lǐng)域,綠色化工工藝所發(fā)揮的積極作用。尤其是近年來無污染汽油的研發(fā)與應(yīng)用,像低硫柴油、乙醇、二甲醚等,不僅經(jīng)濟(jì)環(huán)保,發(fā)展前景好,且制備生產(chǎn)對(duì)自然資源的消耗、對(duì)環(huán)境的危害都不斷降低,證實(shí)了綠色工程化工應(yīng)用的優(yōu)越性。

篇5

【關(guān)鍵詞】：化學(xué)工程；系統(tǒng)；和諧；辯證法

自然界中的和諧系統(tǒng)比比皆是，大至宇宙，小到原子；地球生態(tài)系統(tǒng)是和諧的，動(dòng)植物群落是和諧的，人類社會(huì)體系是和諧的，健康的人體更是一個(gè)絕妙的和諧體。所有這些和諧系統(tǒng)遵循著同樣的辯證綜合的規(guī)律，具體可以歸納出三條：1．統(tǒng)一律；2．層次律；3．進(jìn)化律；所有和諧系統(tǒng)具有同樣的性質(zhì)：1．開放性；2．自組織性；3．非線性；4．無限發(fā)展性[1]。當(dāng)愛因斯坦把大半生致力于統(tǒng)一場(chǎng)論時(shí)，其哲學(xué)上的需要相對(duì)物理學(xué)上而言或許要來得大，面對(duì)物理學(xué)的系統(tǒng)和諧，理論規(guī)則的分立是不能令他覺得滿意的。而化學(xué)工程的發(fā)展是不是因循同樣的哲學(xué)歷程呢？

在化學(xué)工程作為學(xué)科開始被重視之前，化學(xué)工業(yè)已具有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，各種具體的工程與工藝都被獨(dú)立開來，在認(rèn)識(shí)上是被分為各門特殊的知識(shí)，因此，當(dāng)國外高等院校在十九世紀(jì)末開始設(shè)置"化學(xué)工程學(xué)"時(shí)，開設(shè)的課程大多是學(xué)習(xí)當(dāng)時(shí)化學(xué)工業(yè)的各種工藝學(xué)，"化學(xué)工程"的概念在當(dāng)時(shí)還是相當(dāng)模糊的，在理論上充其量是化學(xué)與機(jī)械的一種混合（amalgam）。然而這種理論混合的模式在德國人看來卻是很正統(tǒng)的，即使在今天，他們也避免專論"化學(xué)工程"，而是稱之為"過程工程"（process engineering），這一名稱實(shí)際上要比"化學(xué)工程"的范疇更廣，甚至更為準(zhǔn)確，凡是涉及一定流程與工藝的領(lǐng)域都是適用的。但我們習(xí)慣上還是沿用"化學(xué)工程"的名稱。

二十世紀(jì)開始，化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中占的比重越來越大，客觀上需要化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展和支持。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，人們對(duì)事物運(yùn)動(dòng)規(guī)律性的認(rèn)識(shí)也愈來愈深化，愈來愈有概括性。伴隨著其他領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，人們逐漸認(rèn)識(shí)到化學(xué)工業(yè)中各門看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年，美g.e.的davis《化學(xué)工程手冊(cè)》的發(fā)表，初步提出了"化工物理過程"的原理。1900年始，以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現(xiàn)，如1913年，德哈勃-博施法高壓合成氨技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，星火燎原的，化學(xué)工業(yè)呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景。到了二十年代，美m(xù)it的一些學(xué)者提出：不管化工生產(chǎn)的工藝如何千差萬別，它們?cè)诒姸嗟牡湫驮O(shè)備中進(jìn)行著原理相同的物理過程。1920年，美m(xù)it成立了第一個(gè)嚴(yán)格意義上的化工系，時(shí)w.k.lewis任系主任。1922年美國化工學(xué)會(huì)認(rèn)同了新的見解，引出了"單元操作"（unit operation）的概念，這一概念在蘇聯(lián)時(shí)期和我國則廣泛稱為"化工原理"。

1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱為單元操作的過程主要有流體流動(dòng)、傳熱、干燥、吸收、蒸發(fā)、萃取、結(jié)晶和過濾等，以這些單元操作作為研究和學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，是化學(xué)工程學(xué)科在二十世紀(jì)前半期發(fā)展的核心，其理論迅速成為發(fā)展化學(xué)工業(yè)的重要基石。這種把千變?nèi)f化、千差萬別的過程和工藝概括成"單元操作"是生產(chǎn)力發(fā)展到一定水平的反映，是化學(xué)工程學(xué)從"個(gè)性"到"共性"的第一個(gè)哲學(xué)性概括，是在一個(gè)系統(tǒng)整體性把握的高度上建立了一門技術(shù)科學(xué)，體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的和諧統(tǒng)一規(guī)律。

隨著"單元操作"概念的確定，另一方面，化學(xué)工程學(xué)科中重要支柱之一的"反應(yīng)工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德winkler流化床煤氣化爐的應(yīng)用到德bergim-pier三相液化床煤液化工藝的開發(fā)，又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產(chǎn)，化學(xué)工業(yè)上發(fā)展的高峰持續(xù)不絕，1940年美國fcc煉油開發(fā)成功，成為石油化工的起點(diǎn)。直到1957年，歐洲第一屆反應(yīng)工程會(huì)議，明確提出"反應(yīng)工程"的概念，成為化學(xué)工程學(xué)科的重要組成部分，是化學(xué)工程學(xué)的進(jìn)一步和諧統(tǒng)一。"反應(yīng)工程"的建立，乃至今日仍備受困擾的"過程放大效應(yīng)"問題，及從"逐級(jí)放大"到"數(shù)模放大"的研究都帶動(dòng)了"化工過程系統(tǒng)工程"的發(fā)展，并共同體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的和諧層次律。

就在"反應(yīng)工程"發(fā)展的同時(shí)，"單元操作"得到了更加深刻的認(rèn)識(shí)，人們發(fā)現(xiàn)各單元操作之間存在著更為普遍的原理，"過濾只是流體傳動(dòng)的一個(gè)特例；蒸發(fā)不過是傳熱的一種形式；吸收和萃取都包含著質(zhì)量的傳遞；干燥與蒸餾則是傳熱加傳質(zhì)的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質(zhì)及流體動(dòng)量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認(rèn)識(shí)的深化過程并沒有停止，人們進(jìn)一步又發(fā)現(xiàn)了動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞之間的類似性。于是從二十世紀(jì)50年代開始，人們綜合了以往的成果，開始用統(tǒng)一的觀點(diǎn)來研究三種傳遞過程。1960年，美威斯康辛大學(xué)（univ. wiscosin）的r.b.bird教授出版了《transport phenomena》一書，系統(tǒng)地采用統(tǒng)一的方法來處理三種傳遞現(xiàn)象，從此化學(xué)工程學(xué)科的核心過渡到了"三傳一反"的系統(tǒng)性概念。"三傳"的研究是系統(tǒng)科學(xué)和諧進(jìn)化律的又一體現(xiàn)，使化學(xué)工程學(xué)達(dá)到了一個(gè)新的整體性高度，這種高度的和諧統(tǒng)一是對(duì)客觀世界本質(zhì)性的認(rèn)識(shí)，并在學(xué)科上反映出了系統(tǒng)科學(xué)的基本原理和性質(zhì)，其影響力是普遍性的，是跨學(xué)科的，不僅使"傳遞原理"成為化學(xué)工程學(xué)的重要基礎(chǔ)，同時(shí)在生物工程、機(jī)械、航天和土木建筑等工程學(xué)科上也具有重要意義，并日益成為工程專業(yè)共有的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，只是側(cè)重點(diǎn)有所差異而已。

至此化學(xué)工程學(xué)科自身經(jīng)歷了一系列的演化和發(fā)展，并在短短的一個(gè)世紀(jì)中達(dá)到了一個(gè)前所未有的高度，涵括了眾多的生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，如醫(yī)藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學(xué)品等，每年為社會(huì)提供數(shù)以億噸計(jì)的千百萬種產(chǎn)品，是人們衣、食、住、行須臾不可離開的物質(zhì)基礎(chǔ)，為社會(huì)繁榮作出了巨大貢獻(xiàn)。然而事物總是一分為二的，從人類發(fā)展最為激動(dòng)人心的口號(hào)"征服自然"到今天龐大的工業(yè)化進(jìn)程，地球自然生態(tài)系統(tǒng)遭遇了前所未有的嚴(yán)峻局面，這之中，化學(xué)工業(yè)是造成大規(guī)模環(huán)境污染及惡性重復(fù)污染的主要過程之一，化學(xué)工程學(xué)科需要肩負(fù)起新的使命。1990年，"生態(tài)化工"（eco-chemical engineering）的概念提出來了，相應(yīng)在化工生產(chǎn)和過程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念，因時(shí)應(yīng)勢(shì)，化學(xué)工程學(xué)開始了系統(tǒng)科學(xué)的自組織過程，這也是和諧系統(tǒng)對(duì)立統(tǒng)一發(fā)展的需要。在系統(tǒng)科學(xué)看來，自組織是和諧系統(tǒng)的基本性質(zhì)之一，只有自組織系統(tǒng)能通過外部和自身內(nèi)部的不斷協(xié)調(diào)、整合，在適應(yīng)環(huán)境的同時(shí)保持自己的特性并產(chǎn)生新的功能。從自發(fā)到自覺地，化學(xué)工程學(xué)吸收了自組織的理論，不斷在廣度和深度上充實(shí)、完善和發(fā)展。

隨著新世紀(jì)的到來，世界正發(fā)生著全球性的變化，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和技術(shù)等領(lǐng)域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]。化學(xué)工程學(xué)科需要因應(yīng)時(shí)展而改變傳統(tǒng)的限制，不斷有新的概念提出來，如化學(xué)工程應(yīng)是伺機(jī)而待的專業(yè)（a profession in waiting）；化學(xué)工程師必須"be steeped in technology"，能夠創(chuàng)新、開發(fā)、變換、調(diào)控和適應(yīng)取代；化學(xué)工程學(xué)科要從"process engineering"達(dá)到"product engineering"再到"formulation engineering"。進(jìn)一步的綜合認(rèn)為，化學(xué)工程學(xué)關(guān)注著同時(shí)發(fā)生在非常廣泛的時(shí)空跨度內(nèi)的現(xiàn)象，必須具備多尺度、多目標(biāo)的方法來達(dá)到過程的總體優(yōu)化。涵括了五個(gè)方面[4，5]：

   ① nanoscale（納觀尺度）：研究量子化學(xué)、分子過程與分子模擬等。

② microscale（微觀尺度）：研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學(xué)規(guī)律等。

③ mesoscale（介觀尺度）：研究換熱設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、塔器以及傳統(tǒng)的"單元操作"和"三傳一反"等。

④ macroscale（宏觀尺度）：研究生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)過程等。

⑤ megascale（兆觀尺度）：研究環(huán)境過程和大氣生態(tài)過程等。

于是化學(xué)工程學(xué)的核心轉(zhuǎn)變到了"多尺度、多目標(biāo)擇優(yōu)"的概念，化學(xué)工程學(xué)科又到達(dá)一個(gè)新的和諧統(tǒng)一的高度，進(jìn)入了更高層次的系統(tǒng)工程領(lǐng)域。

新的發(fā)展的深度促使化學(xué)工程學(xué)科作出了一定尺度的"分化"，然而這還遠(yuǎn)未結(jié)束，人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)還在不斷探索不斷深入，一個(gè)更深刻更普遍也更一般的問題已經(jīng)觸到了化學(xué)工程學(xué)科的神經(jīng)，觸到了化學(xué)工程學(xué)的認(rèn)識(shí)本質(zhì)，并促使化學(xué)工程學(xué)需要有新的"融合"。這一問題就是"非線性及其包涵的混沌原理"，相對(duì)于"線性"是人類認(rèn)識(shí)客觀世界的基本工具，"非線性"則是客觀世界的本質(zhì)特征，是"線性"反映的目的，是從科學(xué)角度看待世界的一種和諧統(tǒng)一；而在對(duì)"混沌發(fā)展"的研究表明，"混沌運(yùn)動(dòng)的普遍存在，揭示了自然界中實(shí)際系統(tǒng)發(fā)展演化的新行為，混沌態(tài)的自相似性使這種時(shí)間演化表現(xiàn)為一種空間結(jié)構(gòu)，而且以其不同空間尺度上的相似性，揭示了系統(tǒng)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性。這種統(tǒng)一性是一個(gè)觀察"整體"的問題，只有在長(zhǎng)時(shí)間范圍（因?yàn)榛煦邕\(yùn)動(dòng)是一種長(zhǎng)時(shí)間行為）和更高層次復(fù)雜性中才能顯現(xiàn)出來。"[6，7]這一問題涵蓋了自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)的眾多領(lǐng)域，具有重大的科學(xué)價(jià)值和深刻的哲學(xué)方法論意義。馬克思曾經(jīng)預(yù)言："自然科學(xué)往后將會(huì)把關(guān)于人類的科學(xué)總括在自己下面，正如關(guān)于人類的科學(xué)把自然科學(xué)總括在自己下面一樣：它們將成為一個(gè)科學(xué)。"從這一角度上，"非線性"問題是這種過程一體化的契合點(diǎn)以及整體認(rèn)識(shí)論上的共性[8]。當(dāng)站在這種整體性的高度上，化學(xué)工程學(xué)科獲得了全新的視野和更強(qiáng)大的分析解決問題的能力，并最終具有了學(xué)科融合的基礎(chǔ)。

在整個(gè)化學(xué)工程學(xué)科的孕育、誕生和發(fā)展過程中，始終交織著學(xué)科的"分化"與"融合"，除了上述尺度（scale）上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細(xì)化工、高分子化工等專業(yè)上的分化；另一方面，作為近代工程技術(shù)，它又是自然科學(xué)（化學(xué)、物理等）和技術(shù)科學(xué)（機(jī)械、材料等）的融合。正如物理學(xué)家普朗克（planck）所指出的："科學(xué)是內(nèi)在的整體，它被分解為單獨(dú)的部分不是取決于事物的本身，而是取決于人類認(rèn)識(shí)能力的局限性，實(shí)際上存在著從物理到化學(xué)，通過生物學(xué)和人類學(xué)到社會(huì)學(xué)的連續(xù)的鏈條，這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實(shí)上，當(dāng)化學(xué)工程學(xué)科的核心發(fā)展到"非線性混沌系統(tǒng)"時(shí)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的融合已是其客觀系統(tǒng)性的需要，它需要強(qiáng)有力的非線性解算能力和綜合分析能力。基于人工智能和神經(jīng)生物學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（artificial neural networks）技術(shù)為這種系統(tǒng)性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特有的信息處理能力在愈來愈多的領(lǐng)域中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，它具有如下特點(diǎn)[9，10]：

① 學(xué)習(xí)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)外界環(huán)境修改自身行為，這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。

② 概括：經(jīng)過學(xué)習(xí)訓(xùn)練后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)在某種程度上能夠?qū)ν饨缧畔⒌纳倭縼G失或自身組織的局部缺損不再很敏感，反映了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的健壯性（魯棒性），即工程上說的"容錯(cuò)"能力。

③ 抽取：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能，在某種意義上可以說它能"創(chuàng)造"出未見的事物。

④ 模擬：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由眾多的神經(jīng)元組成，以并行的方式處理信息，大大加快了運(yùn)行速度，可以逼近任意復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。

當(dāng)然，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并非十全十美，其自身的發(fā)展就曾經(jīng)歷過相當(dāng)曲折的過程，但是，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（anns）特性的融合將是化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展到非線性核心系統(tǒng)的自組織適應(yīng)和需要。例如采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，適應(yīng)性、穩(wěn)定性和智能性均較好，能處理復(fù)雜工藝過程的控制問題，也使得化學(xué)工程師不但也是機(jī)械工程師，還首先是系統(tǒng)工程師，并能從最一般的非線性原理出發(fā)，解決實(shí)際過程的創(chuàng)新、應(yīng)用、開發(fā)、生產(chǎn)等問題。

生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，人類認(rèn)識(shí)自然和改造自然的不斷深化，化學(xué)工程學(xué)科必將不斷"分化"和"融合"，體現(xiàn)出和諧系統(tǒng)的無限發(fā)展性質(zhì)。

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