化学工程导论.doc

化学工程导论 学校充分为学生们考虑，上了多节化学工程导论课，感触很深，启发很大！刚开始进入浙江大学宁波理工学院化工与制药专业，老实说觉得没什么前途，就业面不是很大，担心找不到工作，但是经过导论可的讲述，我有了新的思考！也找了有关方面的资料！我了解到:18世纪以前，化学品的制造还是手工业操作，与实验室没有很大区别。19世纪后半叶，欧洲制碱、制酸、化肥和煤化工已发展到相当规模，这些都是“化学+机械”的产物。最早提出“化学工程”这一概念的，是被称为化学工程先驱的英国工程师G.E.戴维斯。在他的化学工程手册中给出了化学工程的定义：“化学工程是工程技术的一个分之，化学工程从事物质发长化学变化或物理变化的加工过程的开发和应用。通常可将这些加工过程分解为一系列物理单元操作和化学单元操作。化学工程师主要从事运用上述单元操作和单元过程进行装置和工厂的设计、制造和操作。化学、物理和数学是化学工程的基础学科，而在化学工程实践中，经济则占主导地位。 20世纪60年代，“三传一反”（动量传递、热量传递、质量传递和化学反应工程）概念的提出，开辟了化学工程发展过程的第二个历程。2 20世纪60年代末，计算机的迅速发展和普及，给化学工程学科的发展注入了新的活力。时至今日，化学工程学科形成了单元操作、传递过程、反应工程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制等完整体系。计算机模拟技术的高速发展，更把化学工程推向了过程优化集成、分子模拟的新阶段。 化学工业、化学工程和化学工艺的总称或其单一部分都可称为化工。 “化工”的范围不断扩充，并形成新的名词,如: 环境化工、化工自动化、化工过程模拟、化工技术经济、化工安全等。 化工可以分别指化学工业、化学工程和化学工艺，也可指其综合。化学工业起始原料是空气、水、矿物、生物。 对无机化学工业而言，矿物常常是最重要的原料；而对氨的合成而言，关键的原料是氮和氢的制得，因而常用煤、油、天然气等有机原料。 化学工业的基本原料，即大部分产品的原料中, 起主要作用的原料是石油（或加工后的各种馏份）天然气、煤。 利用生物质资源获取有机原料或产品已有悠久历史。与石油、天然气、煤等化石燃料不同，生物质资源是可再生资源。 化工的特点（1）品种多。这是最大特点，与其它行业只涉及几十种化合物不同，化学工业所涉及的品种远远超过万种。不同化合物各有特点，有不同的物理和化学性质，有不同的制备方法和用途，不得不进行更多的实验及更多的计算。（2）原料、生产方法和产品的多样性和复杂性。可以从不同原料出发制造同一产品，也可从同一原料制造许多不同产品，同一原料制造同一产品还可采用许多不同生产路线。（3） 化学工业是耗能大户，在大吨位产品中，除了靠提高得率外，节能也常常是企业竞争中获胜的保证。 （4）化工生产过程条件变化大，高温可达1000以上，低温可达-200以下，高压可达几百个MPa，低压可至几个Pa，经常要处理强腐蚀性化合物，这种严峻的条件不但对设备的设计增加难度，更因为物质的物理化学性质的极端变化，需要掌握更多的规律性。 （5）知识密集、技术密集和资金密集。由于化学工业的复杂性，往往需要多学科的合作，成为知识密集性的生产部门，进而又导致资金密集，技术复杂更新又快，投资多，其中研究费用多，开发人员多。 （6）实验与计算并重。在100年前化学、化工都还是经验性学科，一切进展依靠实验。随着化学、化工各种规律被掌握，微观的定量关系已深入到原子、分子，分子设计概念已被提出；宏观定量关系就用得更多了。化工计算愈来愈广泛和深入，许多情况已和实验一样，是不可缺少的。 （7）使用外语多。为进行科学研究或开展技术革新，查阅国内外文献是必不可少的。 化工在国民经济中的地位 化工与农业，化工与医药，化工与能源，化工与人类生活，化工与国防等方面。概括而言，化学工业在国民经济中是工业革命的助手，发展农业的支持，战胜疾病的武器，改善生活的手段，与衣、食、住、行息息相关！ 新中国的化学工业 1.第一个五年计划： 新建了一些大型化工企业，并扩建了大连、南京、天津、锦西等几个老化工企业。 2.组建了一批化工研究、设计、施工队伍，开始了几个塑料（聚氯乙烯）及合成纤维（聚酰胺-6）品种的生产，开创了高分子化工产品的生产。3.1961年，我国在兰州建成了用炼厂气为原料裂解生产乙烯装置，开始了我国石油化学工业的生产。4.从50年代开始从国外引进了炼油装置和石油化工设备，5.60年代开发了大庆油田，从此我国的石油炼制工业有了大规模的发展。6.70年代，随着我国石油工业的迅速发展，集中力量建设了十几个以油气为原料的大型合成氨厂，并在北京、上海、辽宁、四川、吉林、黑龙江、山东、江苏等地建设了一大批大型石油化工企业. 7.1983年，中国成立了石油化工总公司，使我国的炼油、石化、化纤和化肥企业集中领导，统筹规划。8.至80年代，更组建了一批大型石油化工联合企业，这些企业在全国500强企业中许多是占前列的。9.新工艺、新产品不断补入，使石化工业有了很大的发展，生产能力和产品质量持续稳定增长，基本形成了一个完整的具有相当规模的工业体系，与国外先进水平逐步接近。 差距与方向 以人均计的产品产量仍比较低，大都还低于世界人均水平； 化学工业结构仍不够合理，抵挡产品多，高产值产品、专用产品少，低档产品生产能力过剩，高档产品仍需进口； 化学工业产品进口量大大高于产品出口量； 企业组织规模小而散，专业化水平低，以炼油厂为例，国外最大的规模已达4000万t，而国内最大的仅1600万t，还有一些100万t规模的小厂； 经济效益差，成本高，效益差； 技术水平与装备水平落后，能耗高，劳动生产率低；由于化学工业所产生的环境问题严重。 展望未来从我国化学工业当前情况看，还有很大发展潜力。例如塑钢比（塑料与钢的质量比）在1999年仅为2674，虽与1980年1189有很大进步，但与世界平均水平（约各一半）还有很大差距，与世界先进水平（约60704030）差距更大；我国的合成纤维在三大合成材料之中是比较强，但我国人均合成纤维产量或消费量均还低于世界平均水平，若考虑合成树脂，我国人均消费量与世界人均消费相比差距更大。另一推动我国化工发展的压力是我国化工产品的进口量很大，例如1999年我国进口五大通用树脂量为880万t，已超过国内本身产量，至 2001年我国塑料加工量已达