化学工程与工艺分类精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇化学工程与工艺分类，期待它们能激发您的灵感。

篇1

高中化学课程改革的一个显著特点是,非常重视教材内容与工农业生产和日常生活的紧密联系。因此,反映化工生产技术的工艺流程题,便成为新课改后的高中化学练习题的新增点和主流题型之一,不少省区,还将化学工艺流程题,作为一年一度的化学高考试题。为此,本文建议化学教学要充分利用生产、生活中的鲜活实例,激发学生学习化学的兴趣,“活化”学生的知识。本文将重点谈化学工艺流程题的结构、特点与解法技巧。

1 工艺流程题的结构、特点和作用

化学工艺流程题,顾名思议,就是将化工生产过程中的主要生产阶段用框图流程形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括附产品);题干部分主要用框图形式表示从原料到产品的主要生产工艺流程;题尾则是根据生产过程中涉及到的化学知识设计成系列问题,构成一道完整的化学试题。

其特点与作用有三:一是试题源于生产实际,以解决化学实际问题作思路进行设问,使问题情境真实,以培养学生理论联系实际,学以致用的学习观;二是试题内容丰富,涉及多方面的化学基础,能考查学生化学双基知识的掌握情况和应用双基解决化工生产中有关问题的迁移推理能力;三是试题新颖,一般较长,阅读量大,能考查学生的阅读能力和资料的收集处理能力。

2 化学工艺流程题的分类

就目前已有试题来看,从化工工艺来分可分为基础化工和精细化工题;以生产过程中主要工序可分为除杂提纯工艺流程题(如海水纯化工艺流程题)、原材料转化流程题、电解流程题、有机合成题和资源能源综合利用生产流程题等;按资源的不同,可将工艺流程分为利用空气资源(如合成氨工艺流程)、利用水资源生产的(如海水制盐、氯碱工业、海水提溴碘、海水提镁等)、利用矿产资源生产的(工业制硫酸、交通法规铁炼钢等)、利用化石燃料生产的工艺流程题(如有机合成工艺题)等。本文偏重于以原料转化为依据的分类方法,这样,更方便于学生联系已学化学知识并进行归类、分析,有利于掌握解题技巧。

3 解题方法

化学工艺生产主要解决的矛盾,归纳起来主要有六个方面:一是解决将原料转化为产品的生产原理;二是除去所有杂质并分离提纯产品;三是提高产量与产率;四是减少污染,实施“绿色化学”生产;五是原料的来源既要丰富,还要考虑成本问题;六是生产设备简单,生产工艺简便可行等工艺生产问题。化工流程题,一般也就围绕这六个方面设问求解。为要准确、顺利解题,学生除了必须掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂分离提纯物质的基本技能外,最关键的问题要具备分析工艺生产流程的方法和能力。为此,特提出下列四种解题基本方法供参考。

3.1首尾分析法

对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首先对比分析流程图(见图1)中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。

例1(广州2008 年高考一模23题)聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。该实验采用铝盐溶液水解絮凝法制碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土,化学组成为:Al2O3(25 %～34 %)、SiO2(40 %～50 %)、 Fe2O3(0.5 %～3.0 %)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:

根据流程图回答下列问题:

(1)“燃烧”的目的是________________。

(2)配制质量分数15 %的盐酸需要200 mL 30 %的浓盐酸(密度约为1.15 g/cm3)和____g蒸馏水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______。

(3)“溶解”过程中发生反应的离子方程式为_____________。

(4)加少量铝粉的主要作用是_________。

(5)“调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中,除添加必要时试剂,还需借助的实验用品是_________;“蒸发浓缩”需保持温度在90～100 ℃,控制温度的实验方法是______。

解析:对比原料与产品可知,该生产的主要工序:一是除去原料高岭土中的杂质,二是将Al2O3难溶于酸,必须经过煅烧以改变其结构。该题经这样分析,题设的所有问题的答案便在分析之中。

参考答案:(1)改变高岭土的结构,使其能溶于酸。(2)230;量筒。

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

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

(4)除去溶液中的铁离子;

(5)pH计(或精密pH试纸);水浴加热

[点评]首尾分析法是一种解读工艺流程题的常见方法,该法特点:简单、直观,容易抓住解题的关键,用起来方便有效。使用这一方法解题,关键在于认真对比分析原材料与产品的组成,从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所含杂质的基本原理和所用工艺的生产措施。当把生产的主线弄清楚了,围绕这条主线所设计的系列问题,也就可解答了。

3.2截段分析法

对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工艺流程题,用截段分析法更容易找到解题的切入点。

例2(广东2007 年高考第21题)以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:

氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如图1所示。回答下列问题:

(1)欲制备10.7 g NH4Cl,理论上需NaCl____g。

(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有_____、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。

(3)“冷却结晶”过程中,析出NH4Cl晶体的合适温度为_____。

(4)不用其他试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是_______。

(5)若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是_____________。

解析:该生产流程的特点:用同样原材料既生产主要产品氯化铵,同时又要生产副产品硫酸钠。因此,为了弄清整个生产流程工艺,只能分段分析,即先分析流程线路中如何将原料转化为硫酸钠的,然后再分析如何从生产硫酸钠的母液中生产氯化铵。如此,将题供的流程路线截成两段分析,这样,便可以降低解题的难度。

结合溶解度曲线和流程示意图分析,生产硫酸钠用的是热结晶法,而生产氯化铵必须用冷结晶法,因为温度降到35 ℃以下,结晶得到的产品为Na2SO4・10H2O。

参考答案:(1)11.7 g;(2)蒸发皿;(3)35 ℃(或33℃～40 ℃之间);(4)加热法。取少量氯化铵产品于试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化铵产品纯净。(5)重结晶。

[简评]用截断分析法解工艺流程题是一种主流解题方法。因为当前化工生产,为了降低成本,减少污染,增加效益,都设计成综合利用原材料,生产多种产品的工艺生产线。用截断分析法解工艺流程题关键在于看清主副产品是如何分开的,以此确定如何截段,截几段更合理。一般截段以生产的产品为准点。但也不一定,必须对情况作具体分析。学生必须好好总结一下物质的分离、提纯的各种方法及其所依托的化学原理。

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3.3交叉分析法

有些化工生产选用多组原材料,率先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品。为了便于分析以这种生产方式设计的工艺流程题,掌握生产流程的原理,最简单的方法,就是将提供的工艺流程示意图结合常见化合物的制取原理画分成几条生产流水线,然后上下交叉分析。

例3.某一化工厂的生产流程如下(图2)

(1)L、M的名称分别是______、________。

(2)GH过程中为什么通入过量空气:____。

(3)用电子式表示J:___________________。

(4)写出饱和食盐水、E、F生成J和K(此条件下K为沉淀)的化学方程式:__________,要实现该反应,你认为应该如何操作:______________。

解析:根据流程示意图,若用空气、焦炭和水为原材料,最终生产L和J、M产品,首先,必须生产中间产物E。这样,主要生产流水线至少有两条(液态空气―E―L;焦炭―E―F―JM)。为了弄清该化工生产的工艺,须将这两条生产流水线,进行交叉综合分析,最终解答题设的有关问题。

参考答案:(1)硝酸铵;碳酸钠;(2)提高NO的转化率

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

向饱和的食盐水中先通入足量的NH3,再通入足的CO2。

[简评]从本题构成交叉分析的题形,从提供的工艺流程看至少有三个因素(多组原材料;有中间产品;多种产品)和两条或多条生产流水线的生产工艺。利用交叉分析法解工艺流程题的关键,在于找准中间产品(因为有时会出现多种中间产品)和生产流程中的几条分线,在分析过程中,需抓住中间物质的关联作用,结合已学化学物质的制取方法逐一破解。

3.4“瞻前顾后”分析法

有些化工生产,为了充分利用原料,变废为宝,设计的生产流水线除了主要考虑将原料转化为产品外,还要考虑将生产过程的副产品转化为原料的循环生产工艺。解答这类题型,可用“瞻前顾后”分析法。瞻前顾后,指分析流程时,不仅要考虑原料转化的产品(瞻前),同时也要考虑原料的充分利用和再生产问题(顾后)。

例4.(上海2001 年高考第21题)利用天然气合成氨的工艺流程示意如下:

依据上述流程,完成下列填空:

(1)天然气脱流时的化学方程式是________。

(2)n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9 n mol,产生H2_______mol(用含n的代数式表示)。

(3)K2CO3(aq)和CO2反应在加压下进行,加压的理论依据是_______

A. 相似相容原理B. 勒沙特列原理

C. 酸碱中和原理

(4)分析流程示意图回答,该合成氨工艺主要原料是_____辅助原料有______。

(5)请写出由CH4为基本原料经四次转化得到N2、H2的方程式_____________。

(6)整个流程有三处循环,一是Fe(OH)3 循环, 二是K2CO3(aq)循环,请在上述流程图上标出第三处循环(循环方向和循环物质)。

解析:本题对原高考题稍作了改编。该生产工艺属于循环生产工艺,因此分析工艺流程示意图时,分析的主线是弄清基本原料CH4转化为合成氨的原料气N2和H2的生产工艺原理。但还要回头分析循环生产的理由和工艺。通过这样的考虑,试题的问题也就可以解答了。

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

(6)

[点评]用“瞻前顾后”分析循环工艺生产流程题,关键是找到循环生产点,即在什么情况下,什么生产阶段实施循环生产。判断循环生产点的方法:一是看反应是否为可逆反应,如果是可逆反应,要考虑原料的循环利用。如本题合成氨反应是可逆反应,分离氨后的中尾气中还含有大量原料气N2和H2,千万不能随便放掉,必须送入合成塔,实施循环生产。二是看副产品的分子组成与某种原料的组成中有无相同的元素,如果有,而且该副产品又容易转化为这种原料,就可以考虑循环生产工艺。

篇2

关键词：绿色化学工程与工艺；工业节能；促进作用

中图分类号： TE08 文献标识码： A

引言

当下，我国倡导节能理念之风日益兴盛，在各类的生产活动中，环保的地位越来越高。国家政府出台了一系列的规章制度来推行环境保护的实施，监察力度日益加大，打击环境污染的力度明显提高，相关的工作人员的努力也有了显著的成效。长期以来，我国作为世界上的工业生产大国，工业发展速度之快令世人惊叹。然而，与工业迅猛发展一起出现的还有环境污染的问题，这时，成功进入人们眼球的“绿色”理念就成为了当今时代下的主题，绿色化学工程的理念也逐步的兴盛起来。

一、绿色化学工程兴起的原由

1、绿色化学工程与工艺简介

谈起绿色化学工程兴起的原由，我们就应该首先来了解一下什么是绿色化学工程。说到化学工程可能所有的人都并不陌生，它就是常常被人以简称来时常谈论的化工。随着新时代的发展，化学工程得到了广泛的应用，与此同时，化学污染也成为了化学工程的代名词，环境污染现象、资源浪费现象等等，都给社会发展背上了沉重的负担。

而此时发展起来的绿色化学工程于工艺就是为了解决这一问题。绿色化学工程与工艺就是用化学的方法和技术去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。从而提高环境的保护效率，增强资源的可持续使用的效率。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。

2、绿色化学工程和工艺的意义

随着经济的快速发展，人们的生活水平有了显著的提高并增强，人们生活的步伐也明显加快，化学生产也为人们所普遍接受并广泛应用，但化工生产所产生的废水、废气、废物排放，会对环境产生严重的影响，甚至生产生活用水也受到了一定程度的污染，这些不合理现象的存在甚至会危害到人们的生命安全，长期生活在这样环境下的人们的精神也会受到冲击。

化学生产不仅要大量采集自然物资，还对自然环境造成影响，这是当今时代背景下所不能容忍的。政府的政策的出台、监察机关的严厉执法、相关工作人员加快技术研究开发出环境友好产品就显得尤其重要了，绿色化学工程与工艺也就成了未来化工生产发展的方向。

当化学工程逐渐的融入了“节能”的概念和“绿色”的概念时，化学工程的生产再也不是当初的污染的代名词，绿色化学工程将保护生态环境和提高资源的利用率抬到实质，自然环境得到了有效的保护，原来只能废弃的垃圾也做到了成功的再回收利用。这样看来，绿色化学工程与工艺就成为了新时代所倡导的新词汇，它成功的成为了保护环境资源的有效手段，而技术的进步，城市污染的减少，从而提升我们赖以生存的环境条件。

二、绿色化学工程与工艺的应用

根据当下的环境氛围，我国绿色化学工程的开发和应用都有了一定的发展，从本质问题治理起来，俗话说：“射人先射马，擒贼先擒王。”只有抓住了根本性的问题，才能够真正的解决问题。现阶段，我国的绿色化学生产体现在下面几个方面。

1、选用无毒、无害化学原料

从化学原料的选择入手，尽量选择无毒、无害，并且可进行再生利用的化学原料来进行化学产品的生产和制作。对于化学产品来说，最根本的问题在于原料的选择，它是影响着化学生产过程和生产工艺重要原因之一。绿色化学工程与工艺是以无毒无害的化学原料为基本原则，在化学工业生产的起始就采取了防治手段，并且，绿色化学工程与工艺采用可再生资源为开发原料，保证在化学工业生产过程中进行无污染操作。

2、采用绿色高效的化学催化剂

绿色高效的化学催化剂的使用是非常必要的。目前我国也正在积极的研究这样技术，如采用绿色生物仿生催化剂。石油化工反应中烷烃氧化反应时碳氢键是相当惰性的，通常情况下需要苛刻的反应条件，如高温高压才能使之活化。采用新型的绿色生物仿生催化剂，能够实现在温和条件下对分子氧的活化，在烷烃的氧化反应中表现出很高的催化活性和选择性，因而绿色仿生催化剂使用也是绿色工学工程与工艺所追求的方向之一。

3、提高化学反应的选择性

采用先进工艺和使用选择性高的试剂等手段提高化学反应的选择性，可以降低成本，节约资源，减少环境污染。如石油化工中经常会发生的反应――如以上所说的烷烃类选择性氧化反应，这一类反应具有强放热性的特性，其目的产物不稳定，有时有些产品还具有异构体形式，在各类的催化反应中此反应的选择性最低，采用选择性高的试剂，提高反应选择性，从而能够获得更多的最终产物。

三、绿色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用

基于绿色化学工程与工艺下的化工产品的大量的使用，在一定程度上实现了我国的化学工业节能，就目前而言，绿色化学工程与工艺在国内已经得到应用领域主要有以下几个：

1、清洁生产技术的应用

清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术、生活垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能、太阳能等自然能发电技术等等，这些都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广，主要有以下几种技术：生物工程技术，这其中有基因工程；辐射加工技术；绿色催化技术，这里有多种催化剂，都能阻燃并且无毒。清洁生产技术具有许多优点，其产品清洁无毒，不管是对环境还是对人体都是安全的。

2、结合生物技术的应用

生物技术领域包括有细胞、微生物和酶的技术范畴。它在化工领域的应用主要包括两个方面，化学仿生学和生物化工。生物酶在生物体内作为一种催化剂具有高效性和专一性，广泛参与到生物合成的各个过程。而在化学仿生学中主要是膜化学这一领域使用到生物技术。绿色化学工程与工艺部分采用了生物技术，使可再生资源合成化学品。早期的有机化合物原料多数直接来源于动植物，之后才发展到利用石油和煤炭作为原料。在绿色化学工程与工艺中，催化剂一般用的都是自然界中存在的酶或者是工业酶。酶与一般的化学催化剂相比，具有无污染、反应条件温和产物性质优良等优点。

3、生产环境友好型产品

绿色化学工程的生产也可以生产出来符合社会发展的环境友好型的产品。它的生产的出现，在很大程度上做到了对环境的保护作用。在社会中，人们随时随地都可以买到放心的“绿色”产品，不仅维护了自身的健康，同时也是在为社会做着重大的贡献，这样一举两得的事情，若是真的能够实现，对国家的发展和社会的进步影响的意义也是十分巨大的。

结束语

在绿色化学工程与工艺中采用无毒无害的原料，使用节约减排的生产工艺，采取清洁生产的技术，可以有效地使化学工业产品的破坏性降低，实现人与自然的和谐，达到产品与生态之间的互补。因此，开发和研究绿色化学工程与工艺是影响当代化学工业发展的决定性因素之一，成为了可持续发展的重要前提。

参考文献

[1]蔡永宏.浅论绿色化学工程与工艺,创建高效、节能、清洁的未来化工厂[J].化工管理.2013(24)：27-28.

篇3

关键词：化学工程与工艺；专业；就业方向

化学工程与工艺专业是一个极富创造性、挑战性的重要工业领域，能在化工、石油、能源、轻工、冶金、医药、微电子生产、食品和环保等多领域行业，从事产品的研制开发与评估、过程工艺与装置的设计放大、过程科学研究、高等工程教育、生产过程的控制及经营管理等方面工作的高级工程技术、教育教学和管理营销人才，具有技术密集、人才密集、资本密集的特征，特别是二十一世纪的化学工业在向“绿色化工”方向发展的同时，对知识的交叉渗透、产业的相互交融提出了更宽更深的要求，该专业就是为了适应面向二十一世纪化学工业发展而设置的一个厚基础、宽口径、适应性强的大专业。本专业旨在培养德、智、体全面发展，具备在工业界、科技界、政府及行业机构中担任重要职务的基本素质，掌握化工生产技术的基本原理、专业技能与研究方法。

通过上述阐述，我们简单了解到了化学工程与工艺的定义，在一些重要领域的关键作用。下面就让我们分开来解读化学工程和工艺在哪些领域起到了什么作用，在工作中，如何将资源更好的利用？

化学工程与工艺就是研究化学工业生产过程中的共同规律，并用化学方法改变物质组成或性质来生产化学产品的一门工程W科。简单来说，也就是化学在工程实际中的应用。该专业主要开设高等数学、无机与分析化学、有机化学、物理化学、高级语言程序设计、化工原理、化工热力学、化工分离工程、仪器分析、化工设计、化学反应工程、化工工艺等课程。其中英语、化工原理、化学反应工程、高等数学为学位课程，参加省自学考试。

化学工程与技术学科是从19世纪末由于化学品大规模生产的需要而形成和发展的。当时，为了化工生产的高效和大型化，根据典型的化学工艺和设备中出现的一些具有共同属性的工程问题，形成了单元操作的概念。20世纪50年代后发展的传递过程原理和化学反应工程使化学工程学科上升到了新的阶段。人类穿的各种合成纤维的衣物，吃的各种食物的包装加工，住的房屋的水泥钢材，以及人们开车所用的石油天然气，都是化工研究的方向。中科院院士陈洪渊就曾经评价化工产业为“国之重器”，能创造出数千万个“新物种”。譬如说，1909年哈伯发明的合成氨技术使世界粮食翻倍，解决了世界上一半人的温饱问题。1995年我国的化学纤维产量为330万吨，其中90%是合成纤维，这一化工技术的应用，使大多数人免于挨冻。

当今社会，化学工程与工艺也应用到多个领域，如分析化学师、食品化学师、化妆品研发员、医药技术师等职业，这些职业你肯定听说过，但不一定想到他们与化学工程与工艺专业相关。总体来说化学工程与工艺专业的就业领域还是相当广泛的。毕业生能在化工、能源、信息、材料、环保、生物工程、轻工、制药、食品、冶金和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作。一般主要的主要就业方向可以从一下几个方面来看：

首先，可到科研院所、高等院校从事化学工程与工艺相关科研、教学等工作。不过这需要该专业学生具备一定的科研水平和较高的学历。

其次，到化工类、石油类、轻工类、车辆化工、建筑机械、制药、食品、涂料涂装等相关的科研单位、企业、公司从事应用研究、精细化工产品的开发、设计、生产技术和科技等工作。化工行业有很多知名的企业如美孚、壳牌、巴斯夫、中石油、中石化等。当然，除了这些大企业外，一些冶金、化纤、煤炭、橡胶等化工企业也是毕业生不错的选择。化工行业是个讲究经验和积累的行业，技术和经验是技术型人才的资本，对于刚走出校门毕业的学生来说，一般需要一个相当长时间的经验积累，从基层做起，让理论和实践充分的结合后，才能谋取个人职业更好的发展。

再次，可以在相关化工类企业从事销售、管理等工作。除了走工艺、研发、质量检验等技术人才的道路外，该专业复合型销售和管理人才在人才市场中也特别受欢迎。关键是如何取得化工类技术以外的教育背景和从业经历。化工贸易、管理人才基本都需要是化工专业出身，同时熟知贸易规则和单位业务，还必须具备耐心细致，和较强的语言表达能力。

国家教育部曾公布的化学工艺与工程专业就业状况显示，该专业2013年全国普通高校毕业生规模在28000-30000人，近三年全国就业率区间在90%-95%之间，属于就业率较高专业。

据调查，相关从业人员都表示，化工专业毕业生要找到一份工作并不难，但找什么样的工作就因人而异了。由于化工各个方向分类较细，各个大学都有自己擅长的专业方向。如有些学校侧重石油化工、煤化工；有些侧重医药化工；有的则偏重金属冶炼或精细化工等。另外，还有一些人对化工就业存在这样的误区，担心学这个专业毕业后要去挖煤、炼石油。实际上，传统的石油化工、煤化工只是其中的一个就业方向，如果你对这个方向不感兴趣，还有更广泛的领域可供选择。如可以选择和人们生活息息相关的精细化工，我们用的洗发水、洗面奶、沐浴液的研发生产都是化工的主要就业领域。还有食用油、巧克力等食品加工企业，香水、化妆品、奢侈品制造等也是化工很好的就业方向。目前我国经济建设水平不断提升，涉及综合技术项目的开发工作节奏也显得急躁起来，对于化工专业建设工作人员来说，需要联同系统性的设施布置和先进实验验证项目开发，积极稳固综合人力资源的开发动力，为我国相关行业的发展提供更加优质的贡献力量。

除了化学工程与工艺在工作上的应用外，可以说，我们日常生活中的“衣、食、住、行”样样都离不开化工产品。化学工业已经成为国民经济重要的基础性产业，它为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供保障和配套服务。同时它还是工业经济中最具活力，有待开发且竞争力极强的一个行业。老人常说，“三百六十行，行行出状元”，不管研读什么专业，都有一定的优势和特点，只要潜心学习，任何领域都可以走出一片辉煌的天地。

参考文献：

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关键词：工程技术；化学反应；应用技术

中图分类号：G633.8 文献标识码：B文章编号：1672-1578（2015）04-0025-01

化学工程技术是一门主要研究化工生产过程中研究和开发以及过程装置的设计、制造和管理的综合性技术。化学工程技术在化学生产中的应用已涉及到各行各业，化学工程技术的发展对于强化化工生产过程，提高产品质量，降低原料和能量消耗，对于企业的技术改造以及新技术的开发起着重要作用。

1.新型反应技术的研究

1.1 超临界化学反应技术。超临界液体是指在温度和压力都处于临界点之上时，此时状态处于液体和气体之间，具有这两种状态的双重性质。这种状态的流体不仅在化学工业、生物化工、食品工业有广泛的应用，而且还在医药工业等领域应用很广泛，已经显示出巨大的魅力，极具发展前景。近年来，化学界将超临界水氧化法应用到保护环境的领域，但是都处于初级发展阶段，很不成熟。

1.2 绿色化学反应技术。绿色化学是指对环境不会造成污染的，有利于保护环境的化学工程。绿色化学简单说就是采取化学的技术和方法来减少或消除那些对人类有害的、妨碍社区安全的、对生态环境会产生不利影响的原料或溶剂等。绿色化学是将污染从源头进行消除的工程，因此很彻底，这主要包含原子经济性和高选择性的反应，生产出对环境有利的材料，并且回收废物循环利用的一门科学技术。

1.3 新的分离技术。从广义上看，分离强化首先是对设备的强化，随后对生产工艺进行强化，整体来说就是只要能将设备变小、将能量转化效率提高的技术都是化工分离技术强化的结果，这样不仅有利于实现可持续发展，同时也是化工分离技术的重要技术与主要趋势之一。然而，古老的化工分离技术原理：利用沸点的不同，将不同的组分从分离塔里分离出来。随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术，具有广阔的发展前景，但是这些在应用中同样也存在着很多问题，此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少，没有在理论上充分说明和指导，对设计刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究。随着信息技术和科学的不断进步和发展，分离技术也随之得到改善，取得了长足的进步，逐渐信息技术引入到分离技术的研究与开发上，例如在研究热力学和传递的性质、多相流等方面，这些都是信息技术发生功效的主要分离技术，再如分子模拟大大提高了预测热力学平衡和传递性质的水平。对分子的设计加速了可以加速分离，因此对研究和开发新的高效的分离剂有深远的意义。信息技术的引进对于分离过程的深入产生了重要的作用，而且还能提高工作效率。

2.传热过程中一些新的研究进展和方向

2.1 微细尺度传热学研究进展。微细尺度是从空间尺度和时间尺度微细的探讨和研究传热学规律，现在传热学中已经自成一个分支，发展前景广阔。当物体的特征尺寸远大于载体粒子的平均尺寸即连续介质时假定依然会成立，但是由于尺度的微细，原来的假设的影响因素也会相对的发生变化，这就导致了流动和传入规律发生着变化。目前，微米、纳米科学已经取得长足的进步，受到人们的广泛关注，诸多领域都是围绕微细尺度传热学进行研究的。其中高集成度电子设备、微型热管、多空介质流动传热等多项研究都是微热尺度传热学研究取得的丰硕成果。

2.2 强化传热过程的研究进展。这项研究主要是从改进换热器设备的形式入手，提高传热的效率，并想办法改进设备使其持续对外放热，这种改进包含发明新的传热材料和改进生产工艺，将过去的设计进行优化等方法。

2.3 传热理论研究进展。近年来，传热研究者一直都致力于滴状冷凝在工业生产上的应用，但至今仍未能很好的实现，主要问题是如何获得实现滴状冷凝，并且使其冷凝表面寿命延长。改变冷凝界面的性质，将滴状冷凝应用到工业上进行传热改造是传播热学研究的主要热点之一。沸腾的传热方式不仅在机械、动力和石油化工等传统的工业之中广泛使用，而且在航空航天技术等高科技领域也广泛的应用着。长期以来，人们都在对液体发生核态沸腾的主要原因和具有高换热强度的机理进行着深入的探究。由于沸腾的现象是复杂和多变的，这些都导致了我们不能利用常规的计算方法来计算出沸腾所能传输的热量。到现在为止，加热器表面受到水沸腾时产生的气泡的影响，这一问题是最需要得到解决的，也是研究的重点所在，对沸腾传热进行计算大都采取机理模型，这种方法存在严重的缺陷就是计算的准确率很低，而且需要大量的实验做基础，所以目前应用的范围较窄，目前没有能较准确计算沸腾传热的计算式，因此我们有另辟蹊径，从新的角度来探究和研究问题，从基本理论出发，提出新的理论与计算方法或研究出新的模型，将数学与之相结合计算出沸腾所传出的热量，这将成为今后研究的重中之重。

3.促进化学工程技术发展的对策

3.1 着眼全局提高化学工程技术水平。化学工程科学近年来的发展趋势已经明显地呈现与多学科交叉的现象，要进一步促进化学工程技术的进步，就要从全局出发综合考虑与化学工程交叉的各个领域的情况。要统筹考虑各个领域的运用，做好整体的规划，协调各项科学的开发利用。并且统筹现有领域的同时积极开拓新的研究领域，使各个学科领域相互促进，最后实现共同发展。

3.2 提高化学工程机械设备研究水平。机械设备是提高一项技术必须具备的，先进的机械设备能为更高水平的技术研究硬件支持。但是相对而言，目前化学工程技术方面的机械设备还比较落后，应该加强研究力度，向世界化学工程技术研究的机械水平靠近。有了这些高科技水平的机械设备，在化学工程技术领域赶超世界水平指日可待。

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关键词：化学工程；节能；绿色化学；工程工艺

中图分类号：TE08 文献标识码： A

前言：进入21世纪以来，环境问题越来越严重，而且，随着人口的继续增加，能源的持续减少，不可再生资源已经临近枯竭，生活垃圾核工业污染物也在无情的破坏着生态环境，人与自然的矛盾就这样不断被激化。在化学生产过程中，通过不再使用有毒、有害的物质，不再产生以及处理废物，生产无污染无伤害的目的正是绿色化学的设想。这虽然只是设想，但通过改进化学技术和方法，是可以达到减少有危害的化学产物的，绿色化学工程与工艺正是为了保证人类健康、生态环境，为促进化学工业节能目标而实施的。

一、绿色化学工业的概念

总结我们前面所阐述的，我们可以把其定义为无污染化学，所以在进行绿色化学工艺的过程中所产生的某种手段就是绿色化学工业技术，利用其原理从根源对普通化学反应产生的破坏进行整治。就绿色化学的特点来说，有以下两点，第一，绿色化学的本质就在于适中保持人与自然的和谐相处，近几年的快速发展而导致的环境破坏也就加速了绿色化学的快速发展；第二呢，绿色化学形成的结果是对环境友好的，绿色化学可以渐渐对付各种环境中产生的不利人类和自然发展

的因素。

但是究其根基，绿色化学是对环境的保护以及防范；而我们所说的环境化学就是对预防之后而无法达到效果的环境进行进一步的革新和处理，所以绿色化学和环境化学在起点和终点都是不一样的。那么在其反应过程中，对于有害物质进行摈弃，就可以制止不利产物的生成，但是在当前发展来看，这种想法只停留在表层，但是我们相信，通过科学家们的不断努力，这种想法终究会实现的。

二、传统化学与绿色化学的根本区别

化学可以理解为是研究从反应物向其生成物转化的的科学。传统化学在一定程度上是以资源过渡消耗和环境严重污染为代价的先污染后治理的化学工艺，其导致的危害是资源不可再生和环境污染，严重地威胁着人类生存和可持续发展，如目前全世界每年产生的废物达3-4 亿吨；而绿色化学（也称为环境友好化学）是从源头上防止环境污染的新兴科学。虽然传统的化学与绿色化学都为人类生活做出了巨大贡献，但绿色化学的根本思想是运用高选择性和原子经济性的反应，使用无毒无害的助剂、原料，生成环境友好的产品，而且经济合理，从而在节约资源的同时变废为宝。

绿色化学是对传统化学思维模式的革新和发展，也就是说，绿色化学可简单地描述为在化工生产反应过程中，改变了传统化学的“先污染后治理”，是“从源头上消除污染”，尽量不使用有毒有害物质，并减少或不生产废弃物和有毒有害物质。近年来的绿色化学发展，充分体现了绿色化学与可持续发展之间的密切关系，

因此，绿色化学也被称为“绿色与可持续化学”。

三、绿色化学应遵循的基本原则

1、污染预防优于末端治理污染；

2、尽可能的不用分离溶剂、试剂等辅助物质，若是不得已使用时，也应该是无毒、无害的；

3、在采用生产方法中尽量不使用和不产生对人类健康和对环境有毒有害的物质；

4、合成方法应具原子经济性（atom economy），原料分子中的原子更多或全部地进入最终的产品是原子经济性的核心目标。绿色化学的原子经济性有两个显著有点：一是最大程度地利用了原材料，二是最大程度地减少排放废弃物；

5、使用高选择性的催化剂优于化学计量试剂；

6、生产过程能耗应最低且在温和的压力和温度下进行；

7、设计具有高使用效益、低环境毒性的化学品；

8、在技术可行和经济合理的前提下，尽可能地使用可再生原料；

9、尽量减少或避免非必要的衍生反应步骤（如使用物理化学过程、屏蔽基团、保护复原的临时性变更等）；

10、选择参与化学过程的物质，尽量避免发生意外事故的风险；

11、化学产品在使用完后应能降解成可以进入自然生态循环无害的物质；

12、发展适时分析技术以监控有害物质的形成。

四、绿色化学工程与工艺的开发

传统的化学工程与工艺对有害污染物的处理很被动，有滞后性，并且达不到根除污染物的效果，不但治理成本高，而且治标不治本。比如利用烟气除尘、脱硫，虽然净化了气体，却把污染物转化成了废渣废水，不但没有解决问题，反应复杂了处理方式。绿色化学工程与工艺，以零排放、清洁生产为原则，从化学反应着手，对污染进行有效的防止和控制。

1、采用绿色化学原料

化学生产原料是决定化学生产流程和工艺的主要因素，传统化学工程采用的绿色原料大多为不可再生能源，选取这种化学材料，不仅增大了我国不可再生能源的消耗量，同时也增加了化学生产污染物质的排放量，所以采用绿色化学原料是绿色化学工程重点研发项目，选用可再生、无污染的化学原料，如自然物质、绿色化学物质等。苞米杆、芦苇、纤维植物等农副产品废弃物，这些物质是典型的绿色化学原料，将其投入到化工生产中，可以转化成醇、酮、酸类的化学品，在转化过程中，这些化学原料只会产生氢气，不会产生任何有毒、有害物质。

2、采用高效高选择性的反应原料

对于化学工业来说，化学反应是决定化学工业生产过程中生产成本和生产难度、充分利用化学资源等各方面的重要性因素。可以降低工业生产的成本，而且能够提高产物纯度，减少无效反应产物的排放，节约化学资源，在化学工业中，有机物的反应复杂，研究机制不确定，所以选择合适的反应原料，不断提高工业技术是对化学工业的发展有着重要的意义。

3、提高化学反应的选择性

烃类选择性氧化是一类具有强放热性的反应，石油化工工业中时常发生这种反应，但是，它的生成物不稳定，很容易被进一步氧化，生成H2O和CO2。在各类的催化反应中，此反应一般不会被选择，因为有时生成物中还会存在同分异构提，不利于得到最终产物，所以，为了简化生产，一般都会使用选择性高的试剂。这样不仅可以降低分离产品和纯化产品的难度，还提高了反应的选择性，还能够起到降低成本，节约资源，减少环境污染的作用。所以加强这一方面的研究会有很强的实用性，比如开发载氧能力强、选择性好的新型催化剂，就可以应对不同的烃类氧化反应。

4、采用无毒无害的化学催化剂

近年来，化学反应越来越多的应用到了工业化的生产中，而催化剂对提高反应速率有着明显的效果，所以开发新型高效、无毒无害的催化剂以成为绿色化学工艺的发展方向之一。如今，相关部门都在研发新的烷基化固相催化剂，此外，分子筛催化剂也得到了很好的开发和应用。

五、寻找高效绿色的化学催化剂对提升工业生产水平的作用

1、 污染治理

目前，化学工业有其是石油、化工、煤炭等重工业对环境造成重大污染，危害生存环境，破坏原有生态平衡，威胁人类生存。引起国际上广泛关注，美国

1996年设立“绿色化学挑战奖”表彰在绿色化学领域中做出贡献的人。绿色化学的目标就是从化学生产的源头上实现环境治理，消除环境污染，绿色化学改变了传统化学工业先污染后治理的模式，实现预防、监测、零污染，预先环境治理，保护环境，资源可持续发展。

2、优化资源

化学工业绝大多数工艺都是上个世纪开发的，受技术发展的限制，化工领域是劳动密集型产业，高耗能、重污染、浪费原料、劳动力成本高，对大气、水和土壤等环境排放高。使产品成本中附带原料浪费、能源消耗、污染治理等成本。据统计，美国化工业1992年用于环保经费达1150亿美元，治理污染经费达7000亿美元，化学品销售中资源节约和环境治理成本提升。绿色化学从约资源方面，提高使用效率，减少环境破坏，降低新产品经济成本，有利于倡导节约型社会。

3、节能减排

节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。世界各国都制定了相关计划来实现这一目标，美国绿色化学目标：2020年将废弃物减少40-50%，化学生产行业消耗原材料降低20-25%。日本制定新阳光计划，在环境化学领域倡导绿色技术，减少环境污染，发展减排新技术应用。中国2006年提出降低能源消耗和对外石油依赖，希望2010年，单位GDP能耗比2005年降低两成、主要污染物排放减少一成。2013年国家发改委表示，为确保今后节能减排目标、推进绿色低碳发展，深入推进节能减排各项工作。绿色化学正是实现节能减排和环境保护重要工具。国家倡导在重点领域节能减排，推进企业节能低碳行动，开展绿色化工行动，加强环境治理，加大治理力度，引导循环经济，着力增强全民节能减排意识，实现共创和谐社会，建设美好家园。

4、化学工业中绿色化学的应用

绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染，做到完全无公害无污染，因此它又被称为清洁化学，应用范围广泛，它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科。工业中化学反应发生的条件一般都是高温高压，在反应过程中，只有适宜的温度和压力才能使用现代化学工业的技术，另外加上绿色化学的高效催化剂，这项工程才得以不断发展。例如上文提到的低维材料碳纳米管，催化裂解反应中有很大的化学功效。

5、化学工业中绿色化学和现代生物结合的应用。

讲到了催化剂，这就涉及到另外的技术性学科生物技术。生物技术的就是高科技与高端专业知识结合的产物，学科内又分为细胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化学产业中主要应用于生物化学。在化学工业生产过程中，选取有机的生物材料，主要是动植物的原料，另外也会采用他们经过上千年演变的产物―地下的煤炭等。催化剂主要由人工催化剂和自然催化剂，分别由人工合成以及采用天然动植物的生物酶。这样能够满足现代化学工业发展的需要，同时也能切合可持续发展的指导思想，节约能源，维持现在生态平衡的状态，推动化学工业发展。

六、结束语

综上所述，可持续发展在当今社会显得越来越重要，因此化学工业生产中也要遵循这个指导性思想，采用选择性高的原材料，节能减排，利用高新化学催化剂，最大程度的减少污染物排放，不断增高有效产物纯度，在资源有限的前提下，保护生态环境，维护现有的生态平衡。绿色化学在整个化学工业的发展中，有着实质性的意义，高新技术性产物催化剂的使用能改变现有产业结构和传统的生产过程，加速化学工业发展。

参考文献：

[1]于贺. 论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J]. 科技与企业，2013，05.

[2]李丽，王超. 论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J]. 化工管理，2014，05.