化學(xué)工程與工藝分類精選(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)工程與工藝分類，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

高中化學(xué)課程改革的一個(gè)顯著特點(diǎn)是,非常重視教材內(nèi)容與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的緊密聯(lián)系。因此,反映化工生產(chǎn)技術(shù)的工藝流程題,便成為新課改后的高中化學(xué)練習(xí)題的新增點(diǎn)和主流題型之一,不少省區(qū),還將化學(xué)工藝流程題,作為一年一度的化學(xué)高考試題。為此,本文建議化學(xué)教學(xué)要充分利用生產(chǎn)、生活中的鮮活實(shí)例,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,“活化”學(xué)生的知識(shí)。本文將重點(diǎn)談化學(xué)工藝流程題的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)與解法技巧。

1 工藝流程題的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和作用

化學(xué)工藝流程題,顧名思議,就是將化工生產(chǎn)過(guò)程中的主要生產(chǎn)階段用框圖流程形式表示出來(lái),并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問(wèn),形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。工藝流程題的結(jié)構(gòu)分題頭、題干和題尾三部分。題頭一般簡(jiǎn)單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括附產(chǎn)品);題干部分主要用框圖形式表示從原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程;題尾則是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的化學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)成系列問(wèn)題,構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。

其特點(diǎn)與作用有三:一是試題源于生產(chǎn)實(shí)際,以解決化學(xué)實(shí)際問(wèn)題作思路進(jìn)行設(shè)問(wèn),使問(wèn)題情境真實(shí),以培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)以致用的學(xué)習(xí)觀;二是試題內(nèi)容豐富,涉及多方面的化學(xué)基礎(chǔ),能考查學(xué)生化學(xué)雙基知識(shí)的掌握情況和應(yīng)用雙基解決化工生產(chǎn)中有關(guān)問(wèn)題的遷移推理能力;三是試題新穎,一般較長(zhǎng),閱讀量大,能考查學(xué)生的閱讀能力和資料的收集處理能力。

2 化學(xué)工藝流程題的分類

就目前已有試題來(lái)看,從化工工藝來(lái)分可分為基礎(chǔ)化工和精細(xì)化工題;以生產(chǎn)過(guò)程中主要工序可分為除雜提純工藝流程題(如海水純化工藝流程題)、原材料轉(zhuǎn)化流程題、電解流程題、有機(jī)合成題和資源能源綜合利用生產(chǎn)流程題等;按資源的不同,可將工藝流程分為利用空氣資源(如合成氨工藝流程)、利用水資源生產(chǎn)的(如海水制鹽、氯堿工業(yè)、海水提溴碘、海水提鎂等)、利用礦產(chǎn)資源生產(chǎn)的(工業(yè)制硫酸、交通法規(guī)鐵煉鋼等)、利用化石燃料生產(chǎn)的工藝流程題(如有機(jī)合成工藝題)等。本文偏重于以原料轉(zhuǎn)化為依據(jù)的分類方法,這樣,更方便于學(xué)生聯(lián)系已學(xué)化學(xué)知識(shí)并進(jìn)行歸類、分析,有利于掌握解題技巧。

3 解題方法

化學(xué)工藝生產(chǎn)主要解決的矛盾,歸納起來(lái)主要有六個(gè)方面:一是解決將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理;二是除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品;三是提高產(chǎn)量與產(chǎn)率;四是減少污染,實(shí)施“綠色化學(xué)”生產(chǎn);五是原料的來(lái)源既要豐富,還要考慮成本問(wèn)題;六是生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便可行等工藝生產(chǎn)問(wèn)題。化工流程題,一般也就圍繞這六個(gè)方面設(shè)問(wèn)求解。為要準(zhǔn)確、順利解題,學(xué)生除了必須掌握物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)之間相互作用的基本知識(shí)以及除雜分離提純物質(zhì)的基本技能外,最關(guān)鍵的問(wèn)題要具備分析工藝生產(chǎn)流程的方法和能力。為此,特提出下列四種解題基本方法供參考。

3.1首尾分析法

對(duì)一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序)試題,首先對(duì)比分析流程圖(見(jiàn)圖1)中第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品),從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)過(guò)程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn)品的化工工藝,然后再結(jié)合題設(shè)的問(wèn)題,逐一推敲解答。

例1(廣州2008 年高考一模23題)聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑,其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁[Al2(OH)nCl6-n]。該實(shí)驗(yàn)采用鋁鹽溶液水解絮凝法制堿式氯化鋁。其制備原料為分布廣、價(jià)格廉的高嶺土,化學(xué)組成為:Al2O3(25 %～34 %)、SiO2(40 %～50 %)、 Fe2O3(0.5 %～3.0 %)以及少量雜質(zhì)和水分。已知氧化鋁有多種結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)也有差異,且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化;高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。制備堿式氯化鋁的實(shí)驗(yàn)流程如下:

根據(jù)流程圖回答下列問(wèn)題:

(1)“燃燒”的目的是________________。

(2)配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)15 %的鹽酸需要200 mL 30 %的濃鹽酸(密度約為1.15 g/cm3)和____g蒸餾水,配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、______。

(3)“溶解”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________。

(4)加少量鋁粉的主要作用是_________。

(5)“調(diào)節(jié)溶液pH在4.2～4.5”的過(guò)程中,除添加必要時(shí)試劑,還需借助的實(shí)驗(yàn)用品是_________;“蒸發(fā)濃縮”需保持溫度在90～100 ℃,控制溫度的實(shí)驗(yàn)方法是______。

解析:對(duì)比原料與產(chǎn)品可知,該生產(chǎn)的主要工序:一是除去原料高嶺土中的雜質(zhì),二是將Al2O3難溶于酸,必須經(jīng)過(guò)煅燒以改變其結(jié)構(gòu)。該題經(jīng)這樣分析,題設(shè)的所有問(wèn)題的答案便在分析之中。

參考答案:(1)改變高嶺土的結(jié)構(gòu),使其能溶于酸。(2)230;量筒。

(3)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

(4)除去溶液中的鐵離子;

(5)pH計(jì)(或精密pH試紙);水浴加熱

[點(diǎn)評(píng)]首尾分析法是一種解讀工藝流程題的常見(jiàn)方法,該法特點(diǎn):簡(jiǎn)單、直觀,容易抓住解題的關(guān)鍵,用起來(lái)方便有效。使用這一方法解題,關(guān)鍵在于認(rèn)真對(duì)比分析原材料與產(chǎn)品的組成,從中產(chǎn)生將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所含雜質(zhì)的基本原理和所用工藝的生產(chǎn)措施。當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了,圍繞這條主線所設(shè)計(jì)的系列問(wèn)題,也就可解答了。

3.2截段分析法

對(duì)于用同樣的原材料生產(chǎn)多種(兩種或兩種以上)產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點(diǎn)。

例2(廣東2007 年高考第21題)以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉,工藝流程如下:

氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如圖1所示。回答下列問(wèn)題:

(1)欲制備10.7 g NH4Cl,理論上需NaCl____g。

(2)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有_____、燒杯、玻璃棒、酒精燈等。

(3)“冷卻結(jié)晶”過(guò)程中,析出NH4Cl晶體的合適溫度為_(kāi)____。

(4)不用其他試劑,檢查NH4Cl產(chǎn)品是否純凈的方法及操作是_______。

(5)若NH4Cl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì),進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是_____________。

解析:該生產(chǎn)流程的特點(diǎn):用同樣原材料既生產(chǎn)主要產(chǎn)品氯化銨,同時(shí)又要生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸鈉。因此,為了弄清整個(gè)生產(chǎn)流程工藝,只能分段分析,即先分析流程線路中如何將原料轉(zhuǎn)化為硫酸鈉的,然后再分析如何從生產(chǎn)硫酸鈉的母液中生產(chǎn)氯化銨。如此,將題供的流程路線截成兩段分析,這樣,便可以降低解題的難度。

結(jié)合溶解度曲線和流程示意圖分析,生產(chǎn)硫酸鈉用的是熱結(jié)晶法,而生產(chǎn)氯化銨必須用冷結(jié)晶法,因?yàn)闇囟冉档?5 ℃以下,結(jié)晶得到的產(chǎn)品為Na2SO4?10H2O。

參考答案:(1)11.7 g;(2)蒸發(fā)皿;(3)35 ℃(或33℃～40 ℃之間);(4)加熱法。取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部,加熱,若試管底部無(wú)殘留物,表明氯化銨產(chǎn)品純凈。(5)重結(jié)晶。

[簡(jiǎn)評(píng)]用截?cái)喾治龇ń夤に嚵鞒填}是一種主流解題方法。因?yàn)楫?dāng)前化工生產(chǎn),為了降低成本,減少污染,增加效益,都設(shè)計(jì)成綜合利用原材料,生產(chǎn)多種產(chǎn)品的工藝生產(chǎn)線。用截?cái)喾治龇ń夤に嚵鞒填}關(guān)鍵在于看清主副產(chǎn)品是如何分開(kāi)的,以此確定如何截段,截幾段更合理。一般截段以生產(chǎn)的產(chǎn)品為準(zhǔn)點(diǎn)。但也不一定,必須對(duì)情況作具體分析。學(xué)生必須好好總結(jié)一下物質(zhì)的分離、提純的各種方法及其所依托的化學(xué)原理。

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3.3交叉分析法

有些化工生產(chǎn)選用多組原材料,率先合成一種或幾種中間產(chǎn)品,再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品。為了便于分析以這種生產(chǎn)方式設(shè)計(jì)的工藝流程題,掌握生產(chǎn)流程的原理,最簡(jiǎn)單的方法,就是將提供的工藝流程示意圖結(jié)合常見(jiàn)化合物的制取原理畫分成幾條生產(chǎn)流水線,然后上下交叉分析。

例3.某一化工廠的生產(chǎn)流程如下(圖2)

(1)L、M的名稱分別是______、________。

(2)GH過(guò)程中為什么通入過(guò)量空氣:____。

(3)用電子式表示J:___________________。

(4)寫出飽和食鹽水、E、F生成J和K(此條件下K為沉淀)的化學(xué)方程式:__________,要實(shí)現(xiàn)該反應(yīng),你認(rèn)為應(yīng)該如何操作:______________。

解析:根據(jù)流程示意圖,若用空氣、焦炭和水為原材料,最終生產(chǎn)L和J、M產(chǎn)品,首先,必須生產(chǎn)中間產(chǎn)物E。這樣,主要生產(chǎn)流水線至少有兩條(液態(tài)空氣―E―L;焦炭―E―F―JM)。為了弄清該化工生產(chǎn)的工藝,須將這兩條生產(chǎn)流水線,進(jìn)行交叉綜合分析,最終解答題設(shè)的有關(guān)問(wèn)題。

參考答案:(1)硝酸銨;碳酸鈉;(2)提高NO的轉(zhuǎn)化率

(4)NH3+H2O+NaCl+CO2=NaHCO3+NH4Cl

向飽和的食鹽水中先通入足量的NH3,再通入足的CO2。

[簡(jiǎn)評(píng)]從本題構(gòu)成交叉分析的題形,從提供的工藝流程看至少有三個(gè)因素(多組原材料;有中間產(chǎn)品;多種產(chǎn)品)和兩條或多條生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)工藝。利用交叉分析法解工藝流程題的關(guān)鍵,在于找準(zhǔn)中間產(chǎn)品(因?yàn)橛袝r(shí)會(huì)出現(xiàn)多種中間產(chǎn)品)和生產(chǎn)流程中的幾條分線,在分析過(guò)程中,需抓住中間物質(zhì)的關(guān)聯(lián)作用,結(jié)合已學(xué)化學(xué)物質(zhì)的制取方法逐一破解。

3.4“瞻前顧后”分析法

有些化工生產(chǎn),為了充分利用原料,變廢為寶,設(shè)計(jì)的生產(chǎn)流水線除了主要考慮將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品外,還要考慮將生產(chǎn)過(guò)程的副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為原料的循環(huán)生產(chǎn)工藝。解答這類題型,可用“瞻前顧后”分析法。瞻前顧后,指分析流程時(shí),不僅要考慮原料轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品(瞻前),同時(shí)也要考慮原料的充分利用和再生產(chǎn)問(wèn)題(顧后)。

例4.(上海2001 年高考第21題)利用天然氣合成氨的工藝流程示意如下:

依據(jù)上述流程,完成下列填空:

(1)天然氣脫流時(shí)的化學(xué)方程式是________。

(2)n mol CH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO 0.9 n mol,產(chǎn)生H2_______mol(用含n的代數(shù)式表示)。

(3)K2CO3(aq)和CO2反應(yīng)在加壓下進(jìn)行,加壓的理論依據(jù)是_______

A. 相似相容原理B. 勒沙特列原理

C. 酸堿中和原理

(4)分析流程示意圖回答,該合成氨工藝主要原料是_____輔助原料有______。

(5)請(qǐng)寫出由CH4為基本原料經(jīng)四次轉(zhuǎn)化得到N2、H2的方程式_____________。

(6)整個(gè)流程有三處循環(huán),一是Fe(OH)3 循環(huán), 二是K2CO3(aq)循環(huán),請(qǐng)?jiān)谏鲜隽鞒虉D上標(biāo)出第三處循環(huán)(循環(huán)方向和循環(huán)物質(zhì))。

解析:本題對(duì)原高考題稍作了改編。該生產(chǎn)工藝屬于循環(huán)生產(chǎn)工藝,因此分析工藝流程示意圖時(shí),分析的主線是弄清基本原料CH4轉(zhuǎn)化為合成氨的原料氣N2和H2的生產(chǎn)工藝原理。但還要回頭分析循環(huán)生產(chǎn)的理由和工藝。通過(guò)這樣的考慮,試題的問(wèn)題也就可以解答了。

參考答案:(1)3H2S+2Fe(OH)3=Fe2S3+6H2O; (2)2.7 n; (3)B; (4)CH4、H2O、空氣; K2CO3; Fe(OH)3;(5)CH4+H2O=CO+3H2; 2CH4+3O2=2CO+4H2OCO2+H2O+K2CO3=2KHCO3

(6)

[點(diǎn)評(píng)]用“瞻前顧后”分析循環(huán)工藝生產(chǎn)流程題,關(guān)鍵是找到循環(huán)生產(chǎn)點(diǎn),即在什么情況下,什么生產(chǎn)階段實(shí)施循環(huán)生產(chǎn)。判斷循環(huán)生產(chǎn)點(diǎn)的方法:一是看反應(yīng)是否為可逆反應(yīng),如果是可逆反應(yīng),要考慮原料的循環(huán)利用。如本題合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),分離氨后的中尾氣中還含有大量原料氣N2和H2,千萬(wàn)不能隨便放掉,必須送入合成塔,實(shí)施循環(huán)生產(chǎn)。二是看副產(chǎn)品的分子組成與某種原料的組成中有無(wú)相同的元素,如果有,而且該副產(chǎn)品又容易轉(zhuǎn)化為這種原料,就可以考慮循環(huán)生產(chǎn)工藝。

篇2

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)工程與工藝；工業(yè)節(jié)能；促進(jìn)作用

中圖分類號(hào)： TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

當(dāng)下，我國(guó)倡導(dǎo)節(jié)能理念之風(fēng)日益興盛，在各類的生產(chǎn)活動(dòng)中，環(huán)保的地位越來(lái)越高。國(guó)家政府出臺(tái)了一系列的規(guī)章制度來(lái)推行環(huán)境保護(hù)的實(shí)施，監(jiān)察力度日益加大，打擊環(huán)境污染的力度明顯提高，相關(guān)的工作人員的努力也有了顯著的成效。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)作為世界上的工業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，工業(yè)發(fā)展速度之快令世人驚嘆。然而，與工業(yè)迅猛發(fā)展一起出現(xiàn)的還有環(huán)境污染的問(wèn)題，這時(shí)，成功進(jìn)入人們眼球的“綠色”理念就成為了當(dāng)今時(shí)代下的主題，綠色化學(xué)工程的理念也逐步的興盛起來(lái)。

一、綠色化學(xué)工程興起的原由

1、綠色化學(xué)工程與工藝簡(jiǎn)介

談起綠色化學(xué)工程興起的原由，我們就應(yīng)該首先來(lái)了解一下什么是綠色化學(xué)工程。說(shuō)到化學(xué)工程可能所有的人都并不陌生，它就是常常被人以簡(jiǎn)稱來(lái)時(shí)常談?wù)摰幕ぁｋS著新時(shí)代的發(fā)展，化學(xué)工程得到了廣泛的應(yīng)用，與此同時(shí)，化學(xué)污染也成為了化學(xué)工程的代名詞，環(huán)境污染現(xiàn)象、資源浪費(fèi)現(xiàn)象等等，都給社會(huì)發(fā)展背上了沉重的負(fù)擔(dān)。

而此時(shí)發(fā)展起來(lái)的綠色化學(xué)工程于工藝就是為了解決這一問(wèn)題。綠色化學(xué)工程與工藝就是用化學(xué)的方法和技術(shù)去減少或消滅那些對(duì)人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。從而提高環(huán)境的保護(hù)效率，增強(qiáng)資源的可持續(xù)使用的效率。綠色化學(xué)的理想在于不再使用有毒、有害的物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物，不再處理廢物。

2、綠色化學(xué)工程和工藝的意義

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平有了顯著的提高并增強(qiáng)，人們生活的步伐也明顯加快，化學(xué)生產(chǎn)也為人們所普遍接受并廣泛應(yīng)用，但化工生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢物排放，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，甚至生產(chǎn)生活用水也受到了一定程度的污染，這些不合理現(xiàn)象的存在甚至?xí)：Φ饺藗兊纳踩L(zhǎng)期生活在這樣環(huán)境下的人們的精神也會(huì)受到?jīng)_擊。

化學(xué)生產(chǎn)不僅要大量采集自然物資，還對(duì)自然環(huán)境造成影響，這是當(dāng)今時(shí)代背景下所不能容忍的。政府的政策的出臺(tái)、監(jiān)察機(jī)關(guān)的嚴(yán)厲執(zhí)法、相關(guān)工作人員加快技術(shù)研究開(kāi)發(fā)出環(huán)境友好產(chǎn)品就顯得尤其重要了，綠色化學(xué)工程與工藝也就成了未來(lái)化工生產(chǎn)發(fā)展的方向。

當(dāng)化學(xué)工程逐漸的融入了“節(jié)能”的概念和“綠色”的概念時(shí)，化學(xué)工程的生產(chǎn)再也不是當(dāng)初的污染的代名詞，綠色化學(xué)工程將保護(hù)生態(tài)環(huán)境和提高資源的利用率抬到實(shí)質(zhì)，自然環(huán)境得到了有效的保護(hù)，原來(lái)只能廢棄的垃圾也做到了成功的再回收利用。這樣看來(lái)，綠色化學(xué)工程與工藝就成為了新時(shí)代所倡導(dǎo)的新詞匯，它成功的成為了保護(hù)環(huán)境資源的有效手段，而技術(shù)的進(jìn)步，城市污染的減少，從而提升我們賴以生存的環(huán)境條件。

二、綠色化學(xué)工程與工藝的應(yīng)用

根據(jù)當(dāng)下的環(huán)境氛圍，我國(guó)綠色化學(xué)工程的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用都有了一定的發(fā)展，從本質(zhì)問(wèn)題治理起來(lái)，俗話說(shuō)：“射人先射馬，擒賊先擒王。”只有抓住了根本性的問(wèn)題，才能夠真正的解決問(wèn)題。現(xiàn)階段，我國(guó)的綠色化學(xué)生產(chǎn)體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面。

1、選用無(wú)毒、無(wú)害化學(xué)原料

從化學(xué)原料的選擇入手，盡量選擇無(wú)毒、無(wú)害，并且可進(jìn)行再生利用的化學(xué)原料來(lái)進(jìn)行化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)和制作。對(duì)于化學(xué)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，最根本的問(wèn)題在于原料的選擇，它是影響著化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)工藝重要原因之一。綠色化學(xué)工程與工藝是以無(wú)毒無(wú)害的化學(xué)原料為基本原則，在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的起始就采取了防治手段，并且，綠色化學(xué)工程與工藝采用可再生資源為開(kāi)發(fā)原料，保證在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行無(wú)污染操作。

2、采用綠色高效的化學(xué)催化劑

綠色高效的化學(xué)催化劑的使用是非常必要的。目前我國(guó)也正在積極的研究這樣技術(shù)，如采用綠色生物仿生催化劑。石油化工反應(yīng)中烷烴氧化反應(yīng)時(shí)碳?xì)滏I是相當(dāng)惰性的，通常情況下需要苛刻的反應(yīng)條件，如高溫高壓才能使之活化。采用新型的綠色生物仿生催化劑，能夠?qū)崿F(xiàn)在溫和條件下對(duì)分子氧的活化，在烷烴的氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出很高的催化活性和選擇性，因而綠色仿生催化劑使用也是綠色工學(xué)工程與工藝所追求的方向之一。

3、提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性

采用先進(jìn)工藝和使用選擇性高的試劑等手段提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性，可以降低成本，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染。如石油化工中經(jīng)常會(huì)發(fā)生的反應(yīng)――如以上所說(shuō)的烷烴類選擇性氧化反應(yīng)，這一類反應(yīng)具有強(qiáng)放熱性的特性，其目的產(chǎn)物不穩(wěn)定，有時(shí)有些產(chǎn)品還具有異構(gòu)體形式，在各類的催化反應(yīng)中此反應(yīng)的選擇性最低，采用選擇性高的試劑，提高反應(yīng)選擇性，從而能夠獲得更多的最終產(chǎn)物。

三、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

基于綠色化學(xué)工程與工藝下的化工產(chǎn)品的大量的使用，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了我國(guó)的化學(xué)工業(yè)節(jié)能，就目前而言，綠色化學(xué)工程與工藝在國(guó)內(nèi)已經(jīng)得到應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下幾個(gè)：

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(wú)害、無(wú)毒、無(wú)廢的綠色化技術(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(yáng)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)，這其中有基因工程；輻射加工技術(shù)；綠色催化技術(shù)，這里有多種催化劑，都能阻燃并且無(wú)毒。清潔生產(chǎn)技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)品清潔無(wú)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、微生物和酶的技術(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(guò)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(lái)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(wú)污染、反應(yīng)條件溫和產(chǎn)物性質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。

3、生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品

綠色化學(xué)工程的生產(chǎn)也可以生產(chǎn)出來(lái)符合社會(huì)發(fā)展的環(huán)境友好型的產(chǎn)品。它的生產(chǎn)的出現(xiàn)，在很大程度上做到了對(duì)環(huán)境的保護(hù)作用。在社會(huì)中，人們隨時(shí)隨地都可以買到放心的“綠色”產(chǎn)品，不僅維護(hù)了自身的健康，同時(shí)也是在為社會(huì)做著重大的貢獻(xiàn)，這樣一舉兩得的事情，若是真的能夠?qū)崿F(xiàn)，對(duì)國(guó)家的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步影響的意義也是十分巨大的。

結(jié)束語(yǔ)

在綠色化學(xué)工程與工藝中采用無(wú)毒無(wú)害的原料，使用節(jié)約減排的生產(chǎn)工藝，采取清潔生產(chǎn)的技術(shù)，可以有效地使化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品的破壞性降低，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧，達(dá)到產(chǎn)品與生態(tài)之間的互補(bǔ)。因此，開(kāi)發(fā)和研究綠色化學(xué)工程與工藝是影響當(dāng)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展的決定性因素之一，成為了可持續(xù)發(fā)展的重要前提。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡永宏.淺論綠色化學(xué)工程與工藝,創(chuàng)建高效、節(jié)能、清潔的未來(lái)化工廠[J].化工管理.2013(24)：27-28.

篇3

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程與工藝；專業(yè)；就業(yè)方向

化學(xué)工程與工藝專業(yè)是一個(gè)極富創(chuàng)造性、挑戰(zhàn)性的重要工業(yè)領(lǐng)域，能在化工、石油、能源、輕工、冶金、醫(yī)藥、微電子生產(chǎn)、食品和環(huán)保等多領(lǐng)域行業(yè)，從事產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)與評(píng)估、過(guò)程工藝與裝置的設(shè)計(jì)放大、過(guò)程科學(xué)研究、高等工程教育、生產(chǎn)過(guò)程的控制及經(jīng)營(yíng)管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)、教育教學(xué)和管理營(yíng)銷人才，具有技術(shù)密集、人才密集、資本密集的特征，特別是二十一世紀(jì)的化學(xué)工業(yè)在向“綠色化工”方向發(fā)展的同時(shí)，對(duì)知識(shí)的交叉滲透、產(chǎn)業(yè)的相互交融提出了更寬更深的要求，該專業(yè)就是為了適應(yīng)面向二十一世紀(jì)化學(xué)工業(yè)發(fā)展而設(shè)置的一個(gè)厚基礎(chǔ)、寬口徑、適應(yīng)性強(qiáng)的大專業(yè)。本專業(yè)旨在培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，具備在工業(yè)界、科技界、政府及行業(yè)機(jī)構(gòu)中擔(dān)任重要職務(wù)的基本素質(zhì)，掌握化工生產(chǎn)技術(shù)的基本原理、專業(yè)技能與研究方法。

通過(guò)上述闡述，我們簡(jiǎn)單了解到了化學(xué)工程與工藝的定義，在一些重要領(lǐng)域的關(guān)鍵作用。下面就讓我們分開(kāi)來(lái)解讀化學(xué)工程和工藝在哪些領(lǐng)域起到了什么作用，在工作中，如何將資源更好的利用？

化學(xué)工程與工藝就是研究化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的共同規(guī)律，并用化學(xué)方法改變物質(zhì)組成或性質(zhì)來(lái)生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的一門工程W科。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，也就是化學(xué)在工程實(shí)際中的應(yīng)用。該專業(yè)主要開(kāi)設(shè)高等數(shù)學(xué)、無(wú)機(jī)與分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、化工原理、化工熱力學(xué)、化工分離工程、儀器分析、化工設(shè)計(jì)、化學(xué)反應(yīng)工程、化工工藝等課程。其中英語(yǔ)、化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程、高等數(shù)學(xué)為學(xué)位課程，參加省自學(xué)考試。

化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科是從19世紀(jì)末由于化學(xué)品大規(guī)模生產(chǎn)的需要而形成和發(fā)展的。當(dāng)時(shí)，為了化工生產(chǎn)的高效和大型化，根據(jù)典型的化學(xué)工藝和設(shè)備中出現(xiàn)的一些具有共同屬性的工程問(wèn)題，形成了單元操作的概念。20世紀(jì)50年代后發(fā)展的傳遞過(guò)程原理和化學(xué)反應(yīng)工程使化學(xué)工程學(xué)科上升到了新的階段。人類穿的各種合成纖維的衣物，吃的各種食物的包裝加工，住的房屋的水泥鋼材，以及人們開(kāi)車所用的石油天然氣，都是化工研究的方向。中科院院士陳洪淵就曾經(jīng)評(píng)價(jià)化工產(chǎn)業(yè)為“國(guó)之重器”，能創(chuàng)造出數(shù)千萬(wàn)個(gè)“新物種”。譬如說(shuō)，1909年哈伯發(fā)明的合成氨技術(shù)使世界糧食翻倍，解決了世界上一半人的溫飽問(wèn)題。1995年我國(guó)的化學(xué)纖維產(chǎn)量為330萬(wàn)噸，其中90%是合成纖維，這一化工技術(shù)的應(yīng)用，使大多數(shù)人免于挨凍。

當(dāng)今社會(huì)，化學(xué)工程與工藝也應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域，如分析化學(xué)師、食品化學(xué)師、化妝品研發(fā)員、醫(yī)藥技術(shù)師等職業(yè)，這些職業(yè)你肯定聽(tīng)說(shuō)過(guò)，但不一定想到他們與化學(xué)工程與工藝專業(yè)相關(guān)。總體來(lái)說(shuō)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的就業(yè)領(lǐng)域還是相當(dāng)廣泛的。畢業(yè)生能在化工、能源、信息、材料、環(huán)保、生物工程、輕工、制藥、食品、冶金和軍工等部門從事工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學(xué)研究等方面工作。一般主要的主要就業(yè)方向可以從一下幾個(gè)方面來(lái)看：

首先，可到科研院所、高等院校從事化學(xué)工程與工藝相關(guān)科研、教學(xué)等工作。不過(guò)這需要該專業(yè)學(xué)生具備一定的科研水平和較高的學(xué)歷。

其次，到化工類、石油類、輕工類、車輛化工、建筑機(jī)械、制藥、食品、涂料涂裝等相關(guān)的科研單位、企業(yè)、公司從事應(yīng)用研究、精細(xì)化工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)和科技等工作。化工行業(yè)有很多知名的企業(yè)如美孚、殼牌、巴斯夫、中石油、中石化等。當(dāng)然，除了這些大企業(yè)外，一些冶金、化纖、煤炭、橡膠等化工企業(yè)也是畢業(yè)生不錯(cuò)的選擇。化工行業(yè)是個(gè)講究經(jīng)驗(yàn)和積累的行業(yè)，技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)是技術(shù)型人才的資本，對(duì)于剛走出校門畢業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，一般需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累，從基層做起，讓理論和實(shí)踐充分的結(jié)合后，才能謀取個(gè)人職業(yè)更好的發(fā)展。

再次，可以在相關(guān)化工類企業(yè)從事銷售、管理等工作。除了走工藝、研發(fā)、質(zhì)量檢驗(yàn)等技術(shù)人才的道路外，該專業(yè)復(fù)合型銷售和管理人才在人才市場(chǎng)中也特別受歡迎。關(guān)鍵是如何取得化工類技術(shù)以外的教育背景和從業(yè)經(jīng)歷。化工貿(mào)易、管理人才基本都需要是化工專業(yè)出身，同時(shí)熟知貿(mào)易規(guī)則和單位業(yè)務(wù)，還必須具備耐心細(xì)致，和較強(qiáng)的語(yǔ)言表達(dá)能力。

國(guó)家教育部曾公布的化學(xué)工藝與工程專業(yè)就業(yè)狀況顯示，該專業(yè)2013年全國(guó)普通高校畢業(yè)生規(guī)模在28000-30000人，近三年全國(guó)就業(yè)率區(qū)間在90%-95%之間，屬于就業(yè)率較高專業(yè)。

據(jù)調(diào)查，相關(guān)從業(yè)人員都表示，化工專業(yè)畢業(yè)生要找到一份工作并不難，但找什么樣的工作就因人而異了。由于化工各個(gè)方向分類較細(xì)，各個(gè)大學(xué)都有自己擅長(zhǎng)的專業(yè)方向。如有些學(xué)校側(cè)重石油化工、煤化工；有些側(cè)重醫(yī)藥化工；有的則偏重金屬冶煉或精細(xì)化工等。另外，還有一些人對(duì)化工就業(yè)存在這樣的誤區(qū)，擔(dān)心學(xué)這個(gè)專業(yè)畢業(yè)后要去挖煤、煉石油。實(shí)際上，傳統(tǒng)的石油化工、煤化工只是其中的一個(gè)就業(yè)方向，如果你對(duì)這個(gè)方向不感興趣，還有更廣泛的領(lǐng)域可供選擇。如可以選擇和人們生活息息相關(guān)的精細(xì)化工，我們用的洗發(fā)水、洗面奶、沐浴液的研發(fā)生產(chǎn)都是化工的主要就業(yè)領(lǐng)域。還有食用油、巧克力等食品加工企業(yè)，香水、化妝品、奢侈品制造等也是化工很好的就業(yè)方向。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平不斷提升，涉及綜合技術(shù)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)工作節(jié)奏也顯得急躁起來(lái)，對(duì)于化工專業(yè)建設(shè)工作人員來(lái)說(shuō)，需要聯(lián)同系統(tǒng)性的設(shè)施布置和先進(jìn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，積極穩(wěn)固綜合人力資源的開(kāi)發(fā)動(dòng)力，為我國(guó)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供更加優(yōu)質(zhì)的貢獻(xiàn)力量。

除了化學(xué)工程與工藝在工作上的應(yīng)用外，可以說(shuō)，我們?nèi)粘Ｉ钪械摹耙隆⑹场⒆　⑿小睒訕佣茧x不開(kāi)化工產(chǎn)品。化學(xué)工業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，它為農(nóng)業(yè)、能源、交通、機(jī)械、電子、紡織、輕工、建筑、建材等工農(nóng)業(yè)和人民日常生活提供保障和配套服務(wù)。同時(shí)它還是工業(yè)經(jīng)濟(jì)中最具活力，有待開(kāi)發(fā)且競(jìng)爭(zhēng)力極強(qiáng)的一個(gè)行業(yè)。老人常說(shuō)，“三百六十行，行行出狀元”，不管研讀什么專業(yè)，都有一定的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，只要潛心學(xué)習(xí)，任何領(lǐng)域都可以走出一片輝煌的天地。

參考文獻(xiàn)：

篇4

關(guān)鍵詞：工程技術(shù)；化學(xué)反應(yīng)；應(yīng)用技術(shù)

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2015）04-0025-01

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)。化學(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)就是采取化學(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，這主要包含原子經(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)。從廣義上看，分離強(qiáng)化首先是對(duì)設(shè)備的強(qiáng)化，隨后對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行強(qiáng)化，整體來(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，這樣不僅有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也是化工分離技術(shù)的重要技術(shù)與主要趨勢(shì)之一。然而，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，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)和科學(xué)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，分離技術(shù)也隨之得到改善，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)對(duì)于分離過(guò)程的深入產(chǎn)生了重要的作用，而且還能提高工作效率。

2.傳熱過(guò)程中一些新的研究進(jìn)展和方向

2.1 微細(xì)尺度傳熱學(xué)研究進(jìn)展。微細(xì)尺度是從空間尺度和時(shí)間尺度微細(xì)的探討和研究傳熱學(xué)規(guī)律，現(xiàn)在傳熱學(xué)中已經(jīng)自成一個(gè)分支，發(fā)展前景廣闊。當(dāng)物體的特征尺寸遠(yuǎn)大于載體粒子的平均尺寸即連續(xù)介質(zhì)時(shí)假定依然會(huì)成立，但是由于尺度的微細(xì)，原來(lái)的假設(shè)的影響因素也會(huì)相對(duì)的發(fā)生變化，這就導(dǎo)致了流動(dòng)和傳入規(guī)律發(fā)生著變化。目前，微米、納米科學(xué)已經(jīng)取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，受到人們的廣泛關(guān)注，諸多領(lǐng)域都是圍繞微細(xì)尺度傳熱學(xué)進(jìn)行研究的。其中高集成度電子設(shè)備、微型熱管、多空介質(zhì)流動(dòng)傳熱等多項(xiàng)研究都是微熱尺度傳熱學(xué)研究取得的豐碩成果。

2.2 強(qiáng)化傳熱過(guò)程的研究進(jìn)展。這項(xiàng)研究主要是從改進(jìn)換熱器設(shè)備的形式入手，提高傳熱的效率，并想辦法改進(jìn)設(shè)備使其持續(xù)對(duì)外放熱，這種改進(jìn)包含發(fā)明新的傳熱材料和改進(jìn)生產(chǎn)工藝，將過(guò)去的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化等方法。

2.3 傳熱理論研究進(jìn)展。近年來(lái)，傳熱研究者一直都致力于滴狀冷凝在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，但至今仍未能很好的實(shí)現(xiàn)，主要問(wèn)題是如何獲得實(shí)現(xiàn)滴狀冷凝，并且使其冷凝表面壽命延長(zhǎng)。改變冷凝界面的性質(zhì)，將滴狀冷凝應(yīng)用到工業(yè)上進(jìn)行傳熱改造是傳播熱學(xué)研究的主要熱點(diǎn)之一。沸騰的傳熱方式不僅在機(jī)械、動(dòng)力和石油化工等傳統(tǒng)的工業(yè)之中廣泛使用，而且在航空航天技術(shù)等高科技領(lǐng)域也廣泛的應(yīng)用著。長(zhǎng)期以來(lái)，人們都在對(duì)液體發(fā)生核態(tài)沸騰的主要原因和具有高換熱強(qiáng)度的機(jī)理進(jìn)行著深入的探究。由于沸騰的現(xiàn)象是復(fù)雜和多變的，這些都導(dǎo)致了我們不能利用常規(guī)的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算出沸騰所能傳輸?shù)臒崃俊５浆F(xiàn)在為止，加熱器表面受到水沸騰時(shí)產(chǎn)生的氣泡的影響，這一問(wèn)題是最需要得到解決的，也是研究的重點(diǎn)所在，對(duì)沸騰傳熱進(jìn)行計(jì)算大都采取機(jī)理模型，這種方法存在嚴(yán)重的缺陷就是計(jì)算的準(zhǔn)確率很低，而且需要大量的實(shí)驗(yàn)做基礎(chǔ)，所以目前應(yīng)用的范圍較窄，目前沒(méi)有能較準(zhǔn)確計(jì)算沸騰傳熱的計(jì)算式，因此我們有另辟蹊徑，從新的角度來(lái)探究和研究問(wèn)題，從基本理論出發(fā)，提出新的理論與計(jì)算方法或研究出新的模型，將數(shù)學(xué)與之相結(jié)合計(jì)算出沸騰所傳出的熱量，這將成為今后研究的重中之重。

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。

篇5

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程；節(jié)能；綠色化學(xué)；工程工藝

中圖分類號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言：進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，而且，隨著人口的繼續(xù)增加，能源的持續(xù)減少，不可再生資源已經(jīng)臨近枯竭，生活垃圾核工業(yè)污染物也在無(wú)情的破壞著生態(tài)環(huán)境，人與自然的矛盾就這樣不斷被激化。在化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)不再使用有毒、有害的物質(zhì)，不再產(chǎn)生以及處理廢物，生產(chǎn)無(wú)污染無(wú)傷害的目的正是綠色化學(xué)的設(shè)想。這雖然只是設(shè)想，但通過(guò)改進(jìn)化學(xué)技術(shù)和方法，是可以達(dá)到減少有危害的化學(xué)產(chǎn)物的，綠色化學(xué)工程與工藝正是為了保證人類健康、生態(tài)環(huán)境，為促進(jìn)化學(xué)工業(yè)節(jié)能目標(biāo)而實(shí)施的。

一、綠色化學(xué)工業(yè)的概念

總結(jié)我們前面所闡述的，我們可以把其定義為無(wú)污染化學(xué)，所以在進(jìn)行綠色化學(xué)工藝的過(guò)程中所產(chǎn)生的某種手段就是綠色化學(xué)工業(yè)技術(shù)，利用其原理從根源對(duì)普通化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的破壞進(jìn)行整治。就綠色化學(xué)的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，有以下兩點(diǎn)，第一，綠色化學(xué)的本質(zhì)就在于適中保持人與自然的和諧相處，近幾年的快速發(fā)展而導(dǎo)致的環(huán)境破壞也就加速了綠色化學(xué)的快速發(fā)展；第二呢，綠色化學(xué)形成的結(jié)果是對(duì)環(huán)境友好的，綠色化學(xué)可以漸漸對(duì)付各種環(huán)境中產(chǎn)生的不利人類和自然發(fā)展

的因素。

但是究其根基，綠色化學(xué)是對(duì)環(huán)境的保護(hù)以及防范；而我們所說(shuō)的環(huán)境化學(xué)就是對(duì)預(yù)防之后而無(wú)法達(dá)到效果的環(huán)境進(jìn)行進(jìn)一步的革新和處理，所以綠色化學(xué)和環(huán)境化學(xué)在起點(diǎn)和終點(diǎn)都是不一樣的。那么在其反應(yīng)過(guò)程中，對(duì)于有害物質(zhì)進(jìn)行擯棄，就可以制止不利產(chǎn)物的生成，但是在當(dāng)前發(fā)展來(lái)看，這種想法只停留在表層，但是我們相信，通過(guò)科學(xué)家們的不斷努力，這種想法終究會(huì)實(shí)現(xiàn)的。

二、傳統(tǒng)化學(xué)與綠色化學(xué)的根本區(qū)別

化學(xué)可以理解為是研究從反應(yīng)物向其生成物轉(zhuǎn)化的的科學(xué)。傳統(tǒng)化學(xué)在一定程度上是以資源過(guò)渡消耗和環(huán)境嚴(yán)重污染為代價(jià)的先污染后治理的化學(xué)工藝，其導(dǎo)致的危害是資源不可再生和環(huán)境污染，嚴(yán)重地威脅著人類生存和可持續(xù)發(fā)展，如目前全世界每年產(chǎn)生的廢物達(dá)3-4 億噸；而綠色化學(xué)（也稱為環(huán)境友好化學(xué)）是從源頭上防止環(huán)境污染的新興科學(xué)。雖然傳統(tǒng)的化學(xué)與綠色化學(xué)都為人類生活做出了巨大貢獻(xiàn)，但綠色化學(xué)的根本思想是運(yùn)用高選擇性和原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)，使用無(wú)毒無(wú)害的助劑、原料，生成環(huán)境友好的產(chǎn)品，而且經(jīng)濟(jì)合理，從而在節(jié)約資源的同時(shí)變廢為寶。

綠色化學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)思維模式的革新和發(fā)展，也就是說(shuō)，綠色化學(xué)可簡(jiǎn)單地描述為在化工生產(chǎn)反應(yīng)過(guò)程中，改變了傳統(tǒng)化學(xué)的“先污染后治理”，是“從源頭上消除污染”，盡量不使用有毒有害物質(zhì)，并減少或不生產(chǎn)廢棄物和有毒有害物質(zhì)。近年來(lái)的綠色化學(xué)發(fā)展，充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展之間的密切關(guān)系，

因此，綠色化學(xué)也被稱為“綠色與可持續(xù)化學(xué)”。

三、綠色化學(xué)應(yīng)遵循的基本原則

1、污染預(yù)防優(yōu)于末端治理污染；

2、盡可能的不用分離溶劑、試劑等輔助物質(zhì)，若是不得已使用時(shí)，也應(yīng)該是無(wú)毒、無(wú)害的；

3、在采用生產(chǎn)方法中盡量不使用和不產(chǎn)生對(duì)人類健康和對(duì)環(huán)境有毒有害的物質(zhì)；

4、合成方法應(yīng)具原子經(jīng)濟(jì)性（atom economy），原料分子中的原子更多或全部地進(jìn)入最終的產(chǎn)品是原子經(jīng)濟(jì)性的核心目標(biāo)。綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性有兩個(gè)顯著有點(diǎn)：一是最大程度地利用了原材料，二是最大程度地減少排放廢棄物；

5、使用高選擇性的催化劑優(yōu)于化學(xué)計(jì)量試劑；

6、生產(chǎn)過(guò)程能耗應(yīng)最低且在溫和的壓力和溫度下進(jìn)行；

7、設(shè)計(jì)具有高使用效益、低環(huán)境毒性的化學(xué)品；

8、在技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)合理的前提下，盡可能地使用可再生原料；

9、盡量減少或避免非必要的衍生反應(yīng)步驟（如使用物理化學(xué)過(guò)程、屏蔽基團(tuán)、保護(hù)復(fù)原的臨時(shí)性變更等）；

10、選擇參與化學(xué)過(guò)程的物質(zhì)，盡量避免發(fā)生意外事故的風(fēng)險(xiǎn)；

11、化學(xué)產(chǎn)品在使用完后應(yīng)能降解成可以進(jìn)入自然生態(tài)循環(huán)無(wú)害的物質(zhì)；

12、發(fā)展適時(shí)分析技術(shù)以監(jiān)控有害物質(zhì)的形成。

四、綠色化學(xué)工程與工藝的開(kāi)發(fā)

傳統(tǒng)的化學(xué)工程與工藝對(duì)有害污染物的處理很被動(dòng)，有滯后性，并且達(dá)不到根除污染物的效果，不但治理成本高，而且治標(biāo)不治本。比如利用煙氣除塵、脫硫，雖然凈化了氣體，卻把污染物轉(zhuǎn)化成了廢渣廢水，不但沒(méi)有解決問(wèn)題，反應(yīng)復(fù)雜了處理方式。綠色化學(xué)工程與工藝，以零排放、清潔生產(chǎn)為原則，從化學(xué)反應(yīng)著手，對(duì)污染進(jìn)行有效的防止和控制。

1、采用綠色化學(xué)原料

化學(xué)生產(chǎn)原料是決定化學(xué)生產(chǎn)流程和工藝的主要因素，傳統(tǒng)化學(xué)工程采用的綠色原料大多為不可再生能源，選取這種化學(xué)材料，不僅增大了我國(guó)不可再生能源的消耗量，同時(shí)也增加了化學(xué)生產(chǎn)污染物質(zhì)的排放量，所以采用綠色化學(xué)原料是綠色化學(xué)工程重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，選用可再生、無(wú)污染的化學(xué)原料，如自然物質(zhì)、綠色化學(xué)物質(zhì)等。苞米桿、蘆葦、纖維植物等農(nóng)副產(chǎn)品廢棄物，這些物質(zhì)是典型的綠色化學(xué)原料，將其投入到化工生產(chǎn)中，可以轉(zhuǎn)化成醇、酮、酸類的化學(xué)品，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，這些化學(xué)原料只會(huì)產(chǎn)生氫氣，不會(huì)產(chǎn)生任何有毒、有害物質(zhì)。

2、采用高效高選擇性的反應(yīng)原料

對(duì)于化學(xué)工業(yè)來(lái)說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)是決定化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)成本和生產(chǎn)難度、充分利用化學(xué)資源等各方面的重要性因素。可以降低工業(yè)生產(chǎn)的成本，而且能夠提高產(chǎn)物純度，減少無(wú)效反應(yīng)產(chǎn)物的排放，節(jié)約化學(xué)資源，在化學(xué)工業(yè)中，有機(jī)物的反應(yīng)復(fù)雜，研究機(jī)制不確定，所以選擇合適的反應(yīng)原料，不斷提高工業(yè)技術(shù)是對(duì)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

3、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)，石油化工工業(yè)中時(shí)常發(fā)生這種反應(yīng)，但是，它的生成物不穩(wěn)定，很容易被進(jìn)一步氧化，生成H2O和CO2。在各類的催化反應(yīng)中，此反應(yīng)一般不會(huì)被選擇，因?yàn)橛袝r(shí)生成物中還會(huì)存在同分異構(gòu)提，不利于得到最終產(chǎn)物，所以，為了簡(jiǎn)化生產(chǎn)，一般都會(huì)使用選擇性高的試劑。這樣不僅可以降低分離產(chǎn)品和純化產(chǎn)品的難度，還提高了反應(yīng)的選擇性，還能夠起到降低成本，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染的作用。所以加強(qiáng)這一方面的研究會(huì)有很強(qiáng)的實(shí)用性，比如開(kāi)發(fā)載氧能力強(qiáng)、選擇性好的新型催化劑，就可以應(yīng)對(duì)不同的烴類氧化反應(yīng)。

4、采用無(wú)毒無(wú)害的化學(xué)催化劑

近年來(lái)，化學(xué)反應(yīng)越來(lái)越多的應(yīng)用到了工業(yè)化的生產(chǎn)中，而催化劑對(duì)提高反應(yīng)速率有著明顯的效果，所以開(kāi)發(fā)新型高效、無(wú)毒無(wú)害的催化劑以成為綠色化學(xué)工藝的發(fā)展方向之一。如今，相關(guān)部門都在研發(fā)新的烷基化固相催化劑，此外，分子篩催化劑也得到了很好的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

五、尋找高效綠色的化學(xué)催化劑對(duì)提升工業(yè)生產(chǎn)水平的作用

1、 污染治理

目前，化學(xué)工業(yè)有其是石油、化工、煤炭等重工業(yè)對(duì)環(huán)境造成重大污染，危害生存環(huán)境，破壞原有生態(tài)平衡，威脅人類生存。引起國(guó)際上廣泛關(guān)注，美國(guó)

1996年設(shè)立“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”表彰在綠色化學(xué)領(lǐng)域中做出貢獻(xiàn)的人。綠色化學(xué)的目標(biāo)就是從化學(xué)生產(chǎn)的源頭上實(shí)現(xiàn)環(huán)境治理，消除環(huán)境污染，綠色化學(xué)改變了傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)先污染后治理的模式，實(shí)現(xiàn)預(yù)防、監(jiān)測(cè)、零污染，預(yù)先環(huán)境治理，保護(hù)環(huán)境，資源可持續(xù)發(fā)展。

2、優(yōu)化資源

化學(xué)工業(yè)絕大多數(shù)工藝都是上個(gè)世紀(jì)開(kāi)發(fā)的，受技術(shù)發(fā)展的限制，化工領(lǐng)域是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，高耗能、重污染、浪費(fèi)原料、勞動(dòng)力成本高，對(duì)大氣、水和土壤等環(huán)境排放高。使產(chǎn)品成本中附帶原料浪費(fèi)、能源消耗、污染治理等成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)化工業(yè)1992年用于環(huán)保經(jīng)費(fèi)達(dá)1150億美元，治理污染經(jīng)費(fèi)達(dá)7000億美元，化學(xué)品銷售中資源節(jié)約和環(huán)境治理成本提升。綠色化學(xué)從約資源方面，提高使用效率，減少環(huán)境破壞，降低新產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)成本，有利于倡導(dǎo)節(jié)約型社會(huì)。

3、節(jié)能減排

節(jié)能減排就是節(jié)約能源、降低能源消耗、減少污染物排放。世界各國(guó)都制定了相關(guān)計(jì)劃來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，美國(guó)綠色化學(xué)目標(biāo)：2020年將廢棄物減少40-50%，化學(xué)生產(chǎn)行業(yè)消耗原材料降低20-25%。日本制定新陽(yáng)光計(jì)劃，在環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域倡導(dǎo)綠色技術(shù)，減少環(huán)境污染，發(fā)展減排新技術(shù)應(yīng)用。中國(guó)2006年提出降低能源消耗和對(duì)外石油依賴，希望2010年，單位GDP能耗比2005年降低兩成、主要污染物排放減少一成。2013年國(guó)家發(fā)改委表示，為確保今后節(jié)能減排目標(biāo)、推進(jìn)綠色低碳發(fā)展，深入推進(jìn)節(jié)能減排各項(xiàng)工作。綠色化學(xué)正是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)重要工具。國(guó)家倡導(dǎo)在重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能減排，推進(jìn)企業(yè)節(jié)能低碳行動(dòng)，開(kāi)展綠色化工行動(dòng)，加強(qiáng)環(huán)境治理，加大治理力度，引導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，著力增強(qiáng)全民節(jié)能減排意識(shí)，實(shí)現(xiàn)共創(chuàng)和諧社會(huì)，建設(shè)美好家園。

4、化學(xué)工業(yè)中綠色化學(xué)的應(yīng)用

綠色化學(xué)的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染，做到完全無(wú)公害無(wú)污染，因此它又被稱為清潔化學(xué)，應(yīng)用范圍廣泛，它涉及有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科。工業(yè)中化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件一般都是高溫高壓，在反應(yīng)過(guò)程中，只有適宜的溫度和壓力才能使用現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的技術(shù)，另外加上綠色化學(xué)的高效催化劑，這項(xiàng)工程才得以不斷發(fā)展。例如上文提到的低維材料碳納米管，催化裂解反應(yīng)中有很大的化學(xué)功效。

5、化學(xué)工業(yè)中綠色化學(xué)和現(xiàn)代生物結(jié)合的應(yīng)用。

講到了催化劑，這就涉及到另外的技術(shù)性學(xué)科生物技術(shù)。生物技術(shù)的就是高科技與高端專業(yè)知識(shí)結(jié)合的產(chǎn)物，學(xué)科內(nèi)又分為細(xì)胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化學(xué)產(chǎn)業(yè)中主要應(yīng)用于生物化學(xué)。在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，選取有機(jī)的生物材料，主要是動(dòng)植物的原料，另外也會(huì)采用他們經(jīng)過(guò)上千年演變的產(chǎn)物―地下的煤炭等。催化劑主要由人工催化劑和自然催化劑，分別由人工合成以及采用天然動(dòng)植物的生物酶。這樣能夠滿足現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要，同時(shí)也能切合可持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)思想，節(jié)約能源，維持現(xiàn)在生態(tài)平衡的狀態(tài)，推動(dòng)化學(xué)工業(yè)發(fā)展。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，可持續(xù)發(fā)展在當(dāng)今社會(huì)顯得越來(lái)越重要，因此化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中也要遵循這個(gè)指導(dǎo)性思想，采用選擇性高的原材料，節(jié)能減排，利用高新化學(xué)催化劑，最大程度的減少污染物排放，不斷增高有效產(chǎn)物純度，在資源有限的前提下，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，維護(hù)現(xiàn)有的生態(tài)平衡。綠色化學(xué)在整個(gè)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展中，有著實(shí)質(zhì)性的意義，高新技術(shù)性產(chǎn)物催化劑的使用能改變現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程，加速化學(xué)工業(yè)發(fā)展。

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