《化学工程与工艺专业英语》翻译

《化学工程与工艺专业英语》翻译第一篇：《化学工程与工艺专业英语》翻译Unit11ChemicalandProcessThermodynamics化工热力学在投入大量的时间和精力去研究一个学科时，有理由去问一下以下两个问题：该学科是什么？（研究）它有何用途？关于热力学，虽然第二个问题更容易回答，但回答第一个问题有必要对该学科较深入的理解。（尽管）许多专家或学者赞同热力学的简单而准确的定义的观点（看法）值得怀疑，但是还是有必要确定它的定义。然而，在讨论热力学的应用之后，就可以很容易完成其定义1．热力学的应用热力学有两个主要的应用，两者对化学工程师都很重要。（1）与过程相联系的热效应和功效应的计算，以及从过程得到的最大功或驱动过程所需的最小功的计算。（2）描述处于平衡的系统的各变量之间的关系的确定。第一种应用由热力学这个名词可联想到，热力学表示运动中的热。直接利用第一和第二定律可完成许多（热效应和功效应的）计算。例如：计算压缩气体的功，对一个完整过程或某一过程单元的进行能量衡算，确定分离乙醇和水混合物所需的最小功，或者（evaluate）评估一个氨合成工厂的效率。热力学在特殊体系中的应用，引出了一些有用的函数的定义以及这些函数和其它变量（如压强、温度、体积和摩尔分数）关系网络的确定。实际上，在运用第一、第二定律时，除非用于评价必要的热力学函数变化已经存在，否则热力学的第一种应用不可能实现。通过已经建立的关系网络，从实验确定的数据可以计算函数变化。除此之外，某一体系中变量的关系网络，可让那些未知的或者那些难以从变量（这些变量容易得到或较易测量）中实验确定的变量得以计算。例如，一种液体的汽化热，可以通过测量几个温度的蒸汽压和几个温度下液相和汽相的密度得以计算；某一化学反应中任一温度下的可得的最大转化率，可以通过参与该反应的各物质的热量法测量加以计算。2.热力学的本质热力学定律有这经验的基础或实验基础，但是在描述其应用时，依赖实验测量显得很明显化学工程与工艺专业英语第十一单元化工热力学（standout突出）。因此，热力学广义上可以定义为：拓展我们实验所得的体系知识的一种手段（方法），或定义为：观察和关联一个体系的行为的基本框架。为了理解热力学，拥有实验的观点有必要，因为，如果我们不能对研究的体系或现象做出物理上正确的评价，那么热力学的方法就无意义。我们应该要经常问问如下问题：怎样测量这一特殊的变量？怎样计算以及从哪一类的数据计算一个特殊的函数。由于热力学的实验基础，热力学处理的是宏观函数或大量的物质的函数，这与微观的函数恰恰相反，微观函数涉及到的是组成物质的原子或分子。宏观函数要么可以直接测量，要么可以从直接测量的函数计算得到，而不需要借助于某一具体的理论。相反，尽管（while）微观函数最终是从实验测量得以确定，但是它们的真实性取决于用于它们计算时的特殊理论的有效性。因此，热力学的权威性在于：它的结果与物质的理论无关，倍受尊敬，为大家大胆地接受。除了与热力学结论一致的必然性以外，热力学有着广泛的应用性。因此，热力学形成了许多学科中的工程师和科学家的教育中不可分割的部分。尽管如此，因为每门科学都只局限于（focuson）关于热力学方面的较少应用，所以其全貌常被低估。实际上，在明显的（可观察到）可再现的平衡态中存在的任何体系，都服从与热力学方法。除了流体、化学反应系统和处于相平衡（化学工程师对这些十分感兴趣）之外，热力学也成功适用于有表面效应的系统、受压力的固体以及处于重力场、离心力场、磁场和电场的物质。通过热力学，1可以被确定用于定义和确定平衡的位能，并将之定量化。位能也可以确定一个体系移动的方向以及体系达到的终态，但是不能提供有关到达终态所需要的时间的信息。因此，时间不是热力学的变量，速度的研究已超出了热力学的范畴，或者除了体系接近平衡的极限以外，速率的研究属于热力学的范畴。在这儿，速率的表达式应该在热力学上是连续的。热力学定律建立于实验和观测基础之上的，这些实验和观测既不是最重要的，又不复杂。同时，这些定律的本身是用相当普通语言加以描述的。然而，从这一明显的平淡的开始，发展成为一个很大的结构，这种结构对人类思想归纳力做出了贡献。这在想象力丰富、严肃认真的学生中成功地激发了敬畏（inspireawe），这使得Lewis和Randall将热力学视为科学的权威。因为除了技术上的成功和结构的严密性，这个比喻选择很恰当，我们可观察到美妙之处（和宏观体）。因此，毫无疑问，热力学的研究在学术上有价值的，智力上可以得到激发，同时，对一些人来说，是一种很好的经历。3.热力学定律第一定律.热力学第一定律是能量守恒的简单的一种描述。如图3-1所示，稳态时离开一个过程的所有能量的总和必须与所进入该过程的能量总和相等。工程师在设计和操作各种过程时绝对遵循质量和能量守恒定律。所不幸的是，就其本身而言，当试图评估过程的效率时，第化学工程与工艺专业英语第十一单元化工热力学一定律引起混淆不清。人们将能量守恒视为一种重要的努力成果，但是事实上，使能量守恒不需要花任何努力——能量本身就是守恒的。因为第一定律没有区分各种各样能量的形式，所以从第一定律所得到的结论是有限的。由往复泵引入的轴功会以热量流向冷凝器的形式离开蒸馏塔，与在再沸器引入的热一样容易。在试图确定过程的效率时，一些工程师总掉入将各种形式的能量一起处理的陷阱。这种做法明显是不合理，因为各种能量形式有着不同的费用。第二定律第二定律应用于热转变为功的循环，有多种不同的描述。至于这一点，一种更加普通的描述是需要的：从一种形式的能量到另一种形式的能量的转换，总是导致质量上总量的损失。另一种描述为：所有系统都有接近平衡（无序）的趋势。这些表达方式指出了在表达第二定律时的困难之处。如果不定义另一个专门描述质量或无序的词语，第二定律的表达就不能令人满意。这个专用名词为熵。这个状态函数对流体、物质或系统中的无序程度进行了定量化。绝对零熵值定义绝对零度时纯净的、晶体固体的状态。每一个分子都由其他的以相当有序结构的相同的分子所包围。运动、随意、污染、不确定性，这一切都增加了混乱度，因此对熵做出了贡献。相反，不论是透明宝石，还是纯净化学产品，还是清洁的生活空间，还是新鲜的空气和水，（都是属于有序状态），有序是有价值的。有序需要付出很高的代价，只有通过做功才得以实现。我们很多工作都花费在家里、车间和环境中创造或恢复有序状态。环境中较高的熵值是较高的生产费用的具体化表现。每一种生产过程的目的都是，利用将混合物分离为纯净物、减小我们知识的不确定性、或是从原料创造（worksofart）艺术品以减小熵值。总之，从将原料转变为产品的过程中，熵值不断减小。然而，（inasmuchas）因为随着系统接近平衡，熵的增加是自发的趋势，所以减少熵值是艰难的工作（struggle）。生产过程所需熵减的驱动力同时伴随着宇宙其余部分熵的剧增。一般说来，这种熵的增加在同一工厂内不断持续下去，因此这种造成了产品熵的减小。反过来（whereas而，却，其实，反过来），熵减存在于原料向产品的转化过程。燃料、电、空气以及水向燃烧产品、废水和无用的热量的形式的转化可表示熵值的大大增加。正象图3-1中中间部分描述为第一定律一样，图中的底线部分描述了第二定律。离开一个过程的所有的物流的熵值的总和，总是超过进入该过程的物流的熵值的总和。如果熵达到平衡，象质量和能量达到平衡一样，那么该过程是可逆的，即该过程也会反向移动。可逆过程只是在理论上是可能的，需要动力学平衡维持连续存在，因此可逆过程是不可产生的。而且，如果不化学工程与工艺专业英语第十一单元化工热力学4平衡（过程）倒过来，即如果有净熵的减少，那么所有的箭头也要反向，该过程被迫反向进行。实质上，是熵增驱使该过程：是同一种驱动力使水向下流，热流从热物质流向冷物质，使玻璃打碎，金属腐蚀。简而言之，所有事物都同它们周围的环境接近平衡。第一定律，需要能量守恒，所有形式能量变化有着相同的重要性。尽管所有过程都受第一定律权威性的影响，但是该定律不能区分能量的质量，也不能解释为什么观察不到自发发生的过程自发地使自身可逆。功可以全部转化为热而反向转换从来不会定量发生，这种反复验证过的观测达成了这样的共识——热是一种低质量的能量。第二定律，深深扎根于热发动机效率的研究，能分辨能量的质量。通过这一定律，揭示了以前未认可的函数——熵的存在，可以看出，该函数确定了自发变化的方向。第二定律并没有（innoway）减小第一定律的权威性；相反，第二定律拓展和加强了热力学的权限。第三定律热力学第三定律规定了熵的绝对零值，描述如下：对于那些处在绝对零度的完美晶体的变化来说，总的熵的变化为零。该定律使用绝对值来描述熵。Unit13UnitOperationsinChemicalEngineering化学工程中的单元操作化学工程由不同顺序的步骤组成，这些步骤的原理与被操作的物料以及该特殊体系的其他特征无关。在设计一个过程中，如果（研究）步骤得到认可，那么所用每一步骤可以分别进行研究。有些步骤为化学反应，而其他步骤为物理变化。化学工程的可变通性（versatility）源于将一复杂过程的分解为单个的物理步骤（叫做单元操作）和化学反应的实践。化学工程中单元操作的概念基于这种哲学观点：各种不同顺序的步骤可以减少为简单的操作或反应。不管所处理的物料如何，这些简单的操作或反应基本原理（fundamentals）是相同的。这一原理，在美国化学工业发展期间先驱者来说是明显的，首先由A.D.Lttle于1915年明确提出：任何化学过程，不管所进行的规模如何，均可分解为（beresolvedinto）一系列的相同的单元操作，如：粉碎、混合、加热、烘烤、吸收、压缩、沉淀、结晶、过滤、溶解、电解等等。这些基本单元操作（的数目）为数不多，任何特殊的过程中包含其中的几种。化学工程的复杂性来自于条件（温度、压力等等）的多样性，在这些条件下，单元操作以不同的过程进行，同时其复杂性来自于限制条件，如由反应物质的物化特征所规定的结构材料和设备的设计。最初列出的单元操作，引用的是上述的十二种操作，不是所有的操作都可视为单元操作。从那时起，确定了其他单元操作，过去确定的速度适中，但是近来速度加快。流体流动、传热、蒸馏、润湿、气体吸收、沉降、分粒、搅拌以及离心得到了认可。近年来，对新技术的不断理解以及古老但很少使用的分离技术的采用，引起了分离、处理操作或生产过程步骤上的数量不断增加，在多种操作中，这些操作步骤在使用时不要大的改变。这就是“单元操作”这个术语的基础，此基础为我们提供了一系列的技术。1.单元操作的分类（1）流体流动流体流动所涉及到的是确定任何流体的从一位置到另一位置的流动或输送的原理。（2）传热该单元操作涉及到（dealwith）原理为：支配热量和能量从一位置到另一位置的积累和传递。（3）蒸发这是传热中的一种特例，涉及到的是在溶液中挥发性溶剂从不挥发性的溶质（如盐或其他任何物质）的挥发。（4）干燥在该操作中，挥发性的液体（通常是水）从固体物质中除去。（5）蒸馏蒸馏是这样一个操作：因为液体混合物的蒸汽压强的差别，利用沸腾可将其中的各组分加以分离。（6）吸收在该操作中，一种气流经过一种液体处理后，其中一种组分得以除去。（7）膜分离该操作涉及到液体或气体中的一种溶质通过半透膜向另一种流中的扩散（8）液-液萃取在该操作中，（液体）溶液中的一种溶质通过与该溶液相对不互溶的另一种液体溶剂相接触而加以分离。（9）液-固浸取在该操作所涉及的是，用一种液体处理一种细小可分固体，该液体能溶解这种固体，从而除去该固体中所含的溶质。（10）结晶结晶涉及到的是，通过沉降方法将溶液中的溶质（如一种盐）从该溶液中加以分离。（11）机械物理分离这些分离方法包括，利用物理方法分离固体、液体、或气体。这些物理方法，如过滤、沉降、粒分，通常归为分离单元操作。许多单元操作有着相同的基本原理、基本原则或机理。例如，扩散机理或质量传递发生于干燥、吸收、蒸馏和结晶中，传热存在于干燥、蒸馏、蒸发等等。2.基本概念因为单元操作是工程学的一个分支，所以它们同时建立在科学研究和实验的基础之上。在设计那些能够制造、能组合、能操作、能维修的设备时，必须要将理论和实践结合起来。下面四个概念是基本的（basic），形成了所有操作的计算的基础。物料衡算如果物质既没有被创造又没有被消灭，除了在操作中物质停留和积累以外，那么进入某一操作的所有物料的总质量与离开该操作的所有物料的总质量相等。应用该原理，可以计算出化学反应的收率或工程操作的得率。在连续操作中，操作中通常没有物料的积累，物料平衡简单地由所有的进入的物料和所有的离开的物料组成，这种方式与会计所用方法相同。结果必须要达到平衡。只要（aslongas）该反应是化学反应，而且不消灭或创造原子，那么将原子作为物料平衡的基础是正确的，而且常常非常方便。可以整个工厂或某一单元的任何一部分进行物料衡算，这取决于所研究的问题。能量恒算相似地，要确定操作一操作所需的能量或维持所需的操作条件时，可以对任何工厂或单元操作进行能量衡算。该原理与物料衡算同样重要，使用方式相同。重要的是记住，尽管能量可能会转换为另一种等量形式，但是要把各种形式的所有的能量包括在内。理想接触（平衡级模型）无论（whenever）所处理的物料在具体条件（如温度、压强、化学组成或电势条件）下接触时间长短如何，这些物料都有接近一定的平衡条件的趋势，该平衡由具体的条件确定。在多数情况下，达到平衡条件的速率如此之快或所需时间足够长，以致每一次接触都达到了平衡条件。这样的接触可视为一种平衡或一种平衡接触。理想接触数目的计算是理解这些单元操作时所需的重要的步骤，这些单元操作涉及到物料从一相到另一相的传递，如浸取、萃取、吸收和溶解。操作速率（传递速率模型）在大多数操作中，要么是因为时间不够，要么是因为不需要平衡，因此达不到平衡，只要一达到平衡，就不会发生进一步变化，该过程就会停止，但是工程师们必须要使该过程继续进行。由于这种原因，速率操作，例如能量传递速率、质量传递速率以及化学反应速率，是极其重要而有趣的。在所有的情况中，速率和方向决定于位能的差异或驱动力。速率通常可表示为，与除以阻力的压降成正比。这种原理在电能中应用，与用于稳定或直流电流的欧姆定律相似。用这种简单的概念解决传热或传质中的速率问题时，主要的困难是对阻力的估计，阻力一般是通过不同条件下许多传递速率的确定式（determination）的经验关联式加以计算。速率直接地决定于压降，间接地决定于阻力的这种基本概念，可以运用到任一速率操作，尽管对于特殊情况的速率可以不同的方式用特殊的系数来表达。第二篇：化学工程与工艺专业英语翻译16—20XX单元化工建模在阅读本单元之前，试着回答下面的问题：1.在化工中建模和经验方法的主要特征是什么？2.你能列举出一个结合建模和模拟方法的一些优点吗？3.你能指出建模过程的主要阶段吗？4.你知道在过程控制中有多少基本概念吗？与描述化学过程现象纯粹的经验方法相比，建模方法试图用已建立好的理论描述性能。当用数学语言描述时，这些理论描述了过程的工作模型。在执行一个建模设计时，设计者需要考虑过程所有重要参数的特性、它们对过程的影响以及每个参数如何能够用定量的公式定义，也就是说，模拟者必须确定重要的变量和它们各自的作用，实际上可能对整个过程有强烈的相互影响。这样，既然必须严格地评估所有相关的理论，这个模型的作用就是为了对过程进行更好的理解。而且，用数学方程表达理论的工作也是促进基本概念用明显的公式表达的一个非常积极的因素。一旦公式化，模型可以求解，利用该模型预测的行为可以与实验数据相比较。性能上的任何差别然后可以用来进一步重新定义或精修模型，直至获得好的一致性。模型一旦建立，它以合理的置信度被用来预测在不同的过程条件下的性能，用于过程设计、优化和控制。当然，为了建立或检验模型，需要输入工厂或实验数据。但是相比经验方法，所需的数据量大大减少了。模拟和经验方法的比较列在下面。经验方法.测定所有工厂操作条件下的生产率，建立相关联系。优点：需要较少的思考。缺点：需要许多实验。模拟方法.建立模型，设计实验确定模型的参数。把实验测量和模型进行比较。采用模型进行理性设计、控制和优化。优点：需要较少的实验，获得更重要的信息。缺点：开发模型需要时间1.建模方法的一般性质（通用特性）在开发任何模型时一个重要的阶段是建立合适的质量和能量平衡方程。还必须加上能够代表体系性能变化、相平衡和应用控制的合适的化学反应速率、传热和传质速率动力学方程。这些关系式组合起来为定量描述过程提供了一个基础，并构成了基本的数学模型。得到的模型从包括一个相对少的方程的简单情况到非常复杂的模型。然而，模型越复杂，找到增加参数值的困难越大。因此，建模的一个技巧是获得能够代表实际过程的可能的最简单的模型。过程模型的一个基本的应用是通过对重要的过程变量设置数值，对实验数据进行分析，进而表征该过程。该模型也可以用合适的数学数据值和模拟预测进行求解，并与实际的结果相比较。这个过程被称为模拟，即证实模型以及合适的参数值是正确的。然而，模拟也可以预测的方式用于测试变化条件下的可能行为，并进行过优化，获得高级的控制策略。应用模型和模拟组合方法具有如下优点：（1）模型增进理解.在构建数学模型时，模拟者需要详细地考虑复杂的因果顺序以及涉及到过程中的复杂的相互关系。把模型预测和实际行为进行比较通常可以促进对过程的进一步理解，简言之，就是不得不考虑模型可能出错的方式。（2）模型帮助实验设计.实验以模型进行适当测试的方式设计是很重要的。通常模型本身将表明需要某些特定参数，否则它们可能被忽略。相反地，对模型的灵敏性测试可能表明某些参数可能是可忽略的，因此在模型中可以被忽略。（3）模型可预测设计与控制.一旦模型被建立，模型能够预测不同过程条件下，在实验上难于达到的性能。模型也可用于相对复杂的控制系统，通常可以形成控制算法的一个整体部分。基于数学和知识的模型可以用于设计和优化新的过程。（4）模型可用于培训和教学.反应器操作的许多重要的方面可以用简单的模型模拟。这包括过程的开始、关闭、进料策略、动力学测试、热效应和控制。这些效应可以用计算机容易地演示，但是在实际中进行演示通常是困难和昂贵的。（5）模型可以用于过程优化.优化通常涉及到两个或多个变量的影响，其中一个通常直接与利润相联系，而另一个与费用相联系。2.一般的建模程序建模的一个更重要的特点是为了在模型预测结果和真实工厂数据之间获得一致，需要对基本理论（物理模型）和数学方程进行频繁鉴定，使其能够代表物理模型，即数学模型。如图4-1所示，显示了模拟过程中的几个相关阶段（1）第一包括对问题、研究目标和对象进行适当的定义。所有相关的理论必须结合实际的经验进行评估，可能需要开发、考察可选的物理模型。（2）可用的理论然后必须用数学术语公式化。大多数反应器操作包括许多不同的变量（反应物和产物的浓度、温度、反应物消耗的速率、产品形成和热量产生），许多变量随时间发生变化（间歇、半间歇操作）。由于这些原因，数学模型将通常由许多微分方程构成。（3）已经开发了一个模型，然后必须求解这些方程。化工系统的数学模型通常非常复杂，是高度非线性的，因此不能获得其分析解。因此必须使用数值求解方法。数值模拟语言主要基于使用数值积分方法，可特别用于同时存在微分方程组的求解过程。（3）已经开发了一个模型，然后必须求解这些方程。化工系统的数学模型通常非常复杂，是高度非线性的，因此不能获得其分析解。因此必须使用数值求解方法。数值模拟语言主要基于使用数值积分方法，可特别用于同时存在微分方程组的求解过程。现在可提供许多快速有效的数值积分规则，以至许多数值模拟语言能够替代积分程序。在该语言结构中的分类算法能够编写非常简单的程序，几乎与初始构建基本模型方程的方式一一对应。得到的模拟程序非常容易理解和编写。另一个主要的优点是便于输出结果，是一些可以用非常简单的程序命令获得的表格和图形方式。4）计算机预测的有效性必须进行检验，步骤（1）到（3）通常将需要间隔一段时间进行修正。结果的有效性取决于理论的正确选择（物理和数学模型）、正确识别模型参数的能力和数值求解方法的准确性。在许多情况中，我们不能完全理解系统，这样留下了很多不确定性。相关的理论也可能非常难于应用。然后在这些情况下，通常需要作简化假设，接下来可以去掉或优化这些假设，并获得较好的接受。这些都必须注意和判断以便于模型不要变得过于复杂、不要用不可测量的参数定义。通常缺少一致性可能是由于参数值的选择不正确，可能甚至得到与模拟过程中观察到的非常相反的变化趋势。很明显，这些模型响应的参数是非常敏感的，需要非常小心的选择或确定。应该注意的是：由于有时数据与过程只是定性一致可能足够了，模型不必与数据有精确的一致。Unit19过程设计简介在阅读本单元之前，试着回答如下问题：可持续工业活动的含义？化学过程设计怎么开始？在一个过程设计中包含哪些过程文件？你能解释一下成功扩大规模的概念吗？化工的目的并不是为了制备化合物，而是为了赚钱。但是，可持续工业活动必须保证工业生产和生活良好的生态性，而利润则作为可持续工业活动的重要一部分。也就是说化工过程的废物必须达到实际和经济上的最小化。由于废物处理过程很大程度上并不是为了解决这个问题，而是简单地把废物从一个地方挪到另外一个地方，因此，这些依赖的废物处理方法通常并不适当。可持续工业生产还意味着能源消耗也必须达到实际和经济上的最小化。并且不论是对操作人还是社会来说，化工都不能表现出明显的短期或者长期危险。当进行一个化学过程设计时，对一个化工过程来说，有一个独特的结构层次是很有作用的。首先进行反应器的设计。反应器的设计支配着分离和循环过程。反应器设计和分离过程共同支配着热交换网络的加热和冷却职责。它们并不能通过热回收满足，表明需要其他一些外部的设备。该体系的洋葱状层结构示意图如图4.3所示。根据这个体系，在设计的最后阶段，经常要考虑的是安全、健康和环境。对于纯粹由设计过程原因引起的早期决定经常导致安全、健康和环境问题，并且还需要复杂的解决办法，因此这个方法留下了很多需要解决的问题。随着设计进行，这个也最好考虑一下。需要使用有毒材料，或者用量较少，或者在惰性材料中稀释时，这样的设计过程必须安全，并且不需要复杂的安全系统。废弃物较少的系统将不需要复杂的处理系统。随着设计进行和每一层设计过程增加，这些都必须考虑到。1.体系（1）反应器的选择。通常设计过程最首要的就是要确定反应器类型和操作条件。在选择反应器时，最重要的是原材料的效率（考虑材料结构、安全等）。整个过程中，原材料费用也是最重要的。任何原材料的无效使用都可能造成废物蒸汽，从而变成环境问题。反应器的设计和流程图的剩余部分密切相关。因此，随着设计过程进行，必须回到反应器对照一下。2）分离器的选择。对于非均相混合物来说，需要通过分离过程才能达到相分离的目的。在任何均相分离进行之前，这样的分离过程必须进行。相分离一般比较简单，需要在首先进行。蒸馏是目前分离均相液体混合物最常用的方法。在设计早期阶段，为了优化压力、回流比、或者蒸馏时的进料条件，不需要很多尝试。一旦随后考虑整个过程的热量时，最优值将会发生变化。分离低分子量物质时，另一个常用来代替蒸馏的方法是吸收。液体流速、温度和压力是需要设置的重要变量，在这个阶段也没有必要尝试去计算出最优值。（3）反应-分离系统的合成。很多化工过程中，物质的循环是一个重要特征。在反应器设计中，过量反应物、稀释剂或加热载体的使用对流程图中的循环结构具有很重要的影响。有时不需要的副产品进行循环可以在源头阻止其形成。（4）蒸馏排序。除非有限制条件能够严格阻止热量聚集，简单蒸馏塔的排序能按照如下两步进行：（i）最好是确定少的非集成顺序；（ii）研究热量集成。在许多情况下，没有必要同时解决这些问题。与简单的塔器排序相比，复杂的塔器安排可以提供很大的节约能量的潜力。（5）热交换网络和使用目标。已经建立洋葱模型的两个内部层次（反应-分离和循环）之后，物质和能量平衡就知道了。这就需要根据热回收问题对冷热蒸汽进行定义了。能量目标可以直接通过物质和能量守恒进行计算。为了获得能量费用，没有必要设计一个热交换网络。另一个情况可以通过把热和能量方程联立，通过重要的复杂的曲线可以方便快速获得。总的热交换面积、操作单元数量、管板热交换器的板数也必须进行设定。考虑混合材料的构造，压力等级和设备类型，这样可以确立总的资本费用。进而在设计做出之前，可以对能量和资本消耗进行最优化设计。一旦这个设计确定好了前两个层面之后（即反应器和分离器），那么该设计总的费用（反应器、分离器、热交换器和设备）就是总的反应器和分离器的总费用（精确估计）加上热交换网络和设备的总费用。（6）经济权衡。反应器和其他部分的相关性非常重要。反应器的转化率是很重要的一个优化变量，因为它很容易通过整个过程来影响大多数操作。并且，当循环过程中存在惰性物质时，惰性物质的浓度则是另一个重要的优化变量，同样也对整个操作过程造成影响。进行优化时，必须考虑热交换网络的能量和资本费用目标。由于反应器转化率和循环惰性物质浓度的变化改变了过程的物质和能量平衡，并改变了热回收问题，因此，这是进行这些优化过程的唯一的实际方法。实际上，物质和能量守恒中的每一个变化，需要一个不同的热交换网络设计。为每一套反应器转化率和循环惰性物质浓度的变化提供一个新的热交换网络是不现实的。另一方面，相比之下热交换网络的能量和资本费用目标更容易产生。（7）废水处理在考虑安全和健康的同时，整个设计过程中的废弃物最少化也是应该考虑和强调的。但是，不可避免地，也会有一些废弃物。在设计完成前，废弃物的处理（处置）也必须考虑。如果废弃物的处理特别有问题的话，这就可能需要一些基本设计变化去减少或改变废弃物的本质。（8）为改善热整合而改变工艺。过程废弃物最少化后，通过直接改变设计过程，在能量目标允许减少的条件下，能量费用和效用浪费必须进一步减少。在这个阶段，蒸馏塔的顺序也必须重新改动，并考虑引入复杂结构的可能性。初步分馏塔（有无热电偶）也可以用来替代直接或间接蒸馏塔。作为选择，直接蒸馏塔也可以被侧线精馏塔替代，而间接蒸馏塔被侧线汽提塔替代。9）热交换网络设计已经开发了上述相关内容之后，物质和能量平衡已经固定。对热交换网络有贡献的冷热蒸汽就需要进行定义了。剩下的工作就是设计热交换网络。夹点设计方法是一个逐步方法，随着设计进行，设计师可以进行操作。对于很多复杂的设计来说，尤其是那些有很多限制条件的，譬如混合设备等，则应该使用基于可缩小最优化结构的设计方法。2.最终设计和计划文件（项目文档）尽管设计顺序遵循图1所示的洋葱模式，但是设计很少仅通过单一途径获得成功的结果。经常在两个方向反复进行。内部层面获得的决定是在不完整信息的基础上获得的。当更多图片出现时，在外部层面上将会对设计增加更多细节。然后需要重新决定，即回到内部层面等。当流程图严格定义时，详细过程（管道和仪表图）和设备的机械设计才能进行。之后增加控制系统，并进行危险程度和可操作性研究。化学工程的设计和工程学需要许多专家的共同合作。有效的合作取决于有效的沟通。并且所有的设计单位都要有正式的处理项目信息和文件的相关程序。项目文档包括：（1）设计小组和政府部门、设备供应商、现场人员、客户保持联系。（2）计算单：设计计算、成本计算和计算机打印输出。（3）绘图：流程图、管道和仪表图、布局图、总设计图、设备细节、管道图、建筑图和设计图。（4）特殊设备图：比如热交换器和泵。（5）购买顺序：报价和发货。为了交叉引用、文件归档和数据检索，所有的文件必须分配一个代码。3.过程手册过程设计组经常需要准备过程手册用于描述过程和设计基础。结合流程图，他们为过程提供了一个完整的技术描述。操作手册对过程和设备的操作提供了详细的指导说明。这些一般都是操作公司个人制作的。但是也可能作为合同包的一部分为经验较少的客户提供。操作手册也能为操作者提供指导并进行培训，并用于制作正式工厂的操作指导。20XX几年以前，谁会想到一架飞机可以绕地球航行而中途不需要着陆或添加燃料？而在1986年新型的飞机航海者就做到了这一点。航海者具备长途飞行能力的秘密就在于几年前还没有出现的先进的材料。其机身大部分是由强度大、质量轻的聚合纤维用耐久的、高强度的粘合剂组装而成的。而发动机润滑油是合成的多组分液体，可维持很长时间连续运转的润滑性。这些特殊材料具有科学家和工程师们为满足现代社会的需求所发明的先进技术。如运输、通讯、电子、能量转换这些工业的未来多依赖新的、先进的材料以及生产中所需要的加工技术。近年来，在我们了解了如何把一些特殊的具有高性能的物质融入原材料，并且怎样最好地在复杂设计中使用这些材料后，这方面已有了很大的发展。材料科学和工程的革命为化学工程师带来了机会，也带来了挑战。化学工程师凭借他们在化学、物理和数学方面的知识基础以及他们对传输现象、动力学、反应工程和过程设计的了解，能够创造性地解决现代材料技术中的问题。但是他们一定要摈弃掉传统职业理念中“考虑大的”这个习惯，要有效地投入现代材料科学和工程中必须要学会“从小处思考”。在制造现代先进材料时的关键现象是发生在分子级和微观的水平。如果化学工程师要为这些新材料设计新产品和工艺就必须了解并且学会控制这些现象。在下面选择介绍的几种材料领域里我们将叙述这种困难的挑战。1．聚合物现代聚合物科学的时代属于化学工程师。这些年来，聚合物化学家创造了大量的高分子和聚合物。然而了解这些高分子是怎样被合成并加工以最大限度地具备理论性质仍然是研究的前沿领域。一直到最近才开发了现代仪器帮助我们了解高分子之间、高分子与固体粒子、有机和无机纤维与其它界面之间的相互作用。化学工程师正使用这些工具探索高分子的微型动力学现象，他们利用从这些技术中获得的知识，正在处理高分子间的反应以开发先进的工艺并制造新的材料通过化学加工控制材料微型结构的能力可用现代高强度聚合纤维进行描述。一些聚合纤维的强度-质量比比钢铁高一个数量级。它的自由取向是由所选择的加工条件以及芳香族聚酰胺的高度刚性的线性分子结构所决定的。在纺丝时，液相中的定向部分是围绕纤维轴方向排列而使得纤维具有高强度和高硬度，各向异性的纺丝纤维的概念则在新聚合物如聚苯并噻唑、聚乙烯的溶解和熔融方面都有了延伸。超高强度的聚乙烯纤维是通过冻胶纺丝的方法制备的。同样的，控制聚合物的分子取向以生产高强度产品也可以通过其它的工艺途径，如在极其精确的条件下进行纤维拉伸而完成。.除了这些可以得到具有特别高性能的材料的加工过程，化学工程师们还设计一些新的工艺过程以生产低成本的聚合物。2．聚合复合材料复合材料包括在一个聚合物母体上嵌入或粘合上高强度或高模数纤维。这些纤维可能是短的、长的或连续的。它们可能是随意取向的而使复合材料在所有方向上都具有较大的强度或硬度，也可能沿某个特殊方向取向而使复合材料的高性能优先沿着某个轴线表现出来。后者是根据一向微结构加固的原理，通过不连贯的、拉伸支撑电缆线或电缆条达到目的。要得到在多个方向上具有优良性能的材料，可以通过改变角度粘结各向异性的复合片得到合成板。另一方面，两向强化的材料可以通过把高性能的纤维编织成一个平面，面上有足够的粘结力而使加固结构表现得就像联结起来的网或桁架你可以想象，化学工程师和纺织工程师之间的学术合作将有利于选择经线、纬线和高强度纤维的编织方法，以得到高选择性能分布的桁架型的复合材料。第一代聚合合成材料（如玻璃纤维）使用热固性环氧树脂聚合物。它是用任意取向的短玻璃纤维进行强化的。环氧树脂填充在一个模型中被塑化成永久的形状而得到轻质的、强度适当的模制塑胶。现代复合材料是用手工把编织好的玻璃纤维放到模具或预型件中，然后用树脂灌注，固化成型后制得的。这些复合材料最先是使用在某些型号的军用飞机上。因为比较轻的机身使飞行巡航范围增大。今天，飞机和航空飞船的大部分部件都是这样制造的，而且汽车也正在加入到这个行列。现代复合材料正被应用于小汽车和载重卡车的车身面板、车棚、后行李箱盖、管道、驱动轴和燃料罐。在这些应用中，复合材料表现出比金属更好的强度-质量比和更优良的抗腐蚀性。例如，一种聚合复合材料制成的汽车车棚比用铝质的轻一点，比钢铁的轻两倍，但这种方法所需能量比钢铁的低一点，比铝的低20XX模塑和刀具加工的成本也比较低，使模型的改变可以更快而适应新设计的要求。这些复合材料表现出来的机械强度主要是由强化玻璃纤维决定的，尽管结构缺陷会使强度减弱。工程学研究正提供重要的信息说明材料结构是如何受到玻璃树脂的界面性质、构造空隙和类似缺陷的影响以及这些微缺陷是如何扩散产生构造裂缝的。这些复合材料以及从对它们的研究中获得的信息使人类进入到生产第二代聚合复合材料的阶段，即以高强度纤维如芳香族聚酰胺为基础的复合材料。3．现代陶瓷对大多数人来说，“陶瓷”这个词会让人联想到瓷器、陶器、砖、瓦这些东西。现代陶瓷以它们的组成、加工过程和微细结构区别于这些传统的陶瓷。例如：·传统的陶瓷是用天然的原料如粘土或硅石制成的。现代陶瓷则要求非常纯的人造原料如碳化硅、氮化硅、氧化锆或氧化铝，可能还要渗入一些复杂的添加剂来产生特殊的微结构。传统陶瓷是先在陶工轮上或粉浆浇注成型，然后在窑里烧结定型。现代陶瓷是用更为复杂的工艺过程如高温静压成型法来定型的。·传统陶瓷的微结构容易形成在光学显微镜下就可以看见的裂痕。而现代陶瓷的微结构则要均匀得多，一般要在5万倍或更大倍数的电子显微镜下才能检查出瑕疵来。现代陶瓷的应用范围更为广泛。在很多情况下，现代陶瓷并未直接成为最终产品，而是组合在一些复杂的系统中成为优良性能的关键部分。现代陶瓷的商业应用可以在切削工具、发动机喷嘴、涡轮和涡轮增压器的元件、太空舱的瓦面、储藏原子和化学废物的圆柱体、气体和石油钻探阀、电动极板和防护罩以及腐蚀性液体中的电极等等方面看见。4．陶瓷合成材料像聚合复合材料一样，陶瓷复合材料也包括在连续的基质上嵌入高强度或高模数的纤维。纤维可以是碳化硅或氧化铝以“晶须”的形式出现，然后生长为单个晶体。这与同样的物质直接嵌入在大块陶瓷上相比较所产生裂纹较少。陶瓷复合体上的纤维可以阻碍裂纹的扩散。正在生长的裂纹会向纤维处偏移或使纤维脱离基质。这两个过程都要吸收能量，从而减慢了裂纹的扩散。陶瓷复合材料的强度、硬度和韧性主要取决于强化纤维，但是基质也会对这些性质产生影响。复合材料的导热和导电性能受基质传导系数的影响很大。纤维和基质之间的相互作用对复合材料机械性能的影响也很大，并可通过纤维表面纤维和基质间的化学兼容性进行调整，这两种物质粘合在一起的前提就是基质以流体形态存在时能润湿纤维。两种组分间形成了化学键。与现代陶瓷的产生一样，化学反应在陶瓷复合材料的加工制造中也充当了关键的角色。这些复合材料要求无瑕疵的陶瓷纤维、纤维和母体间有最适当的作用力，这才能在使用中展现所预想的机械性能。在实际的制造过程中设计这样的化学反应要求化学工程师具备专业的知识。5.复合液体最后一类重要的复合材料是复合液体。复合液体是高结构液体，以悬浮液、表面活性剂、液晶相或其它大分子与固体微粒或液滴组成。许多复合液体对现代工业和社会都是必不可少的，因为它们表现出来的性质对一些特殊用途是非常重要的。这些用途包括润滑剂、水力牵引液体以及油田钻井泥浆，油漆、涂料和粘合剂也可能是合成液体。确实，在任何情况下，如果好的液体状态对某种传递和反应是重要的，那么合成液体就是有价值的。化学工程师长期涉足材料科学和工程学研究工作。随着新材料的开发，其性质越来越依赖微结构和加工过程，研究程度也将深入。化学工程师将探索微结构的本质—它是如何在材料中形成的，哪些因素可以用来控制它。他们将采用新的方式把传统的分离开来的材料合成和材料加工融合起来。他们还将用新方法解决构造的问题，修复复杂的材料系统。第三篇：化学工程与工艺专业问答稿化学工程与工艺—产品最优化的“总控师”问答解读：四川化工学校化工系1、化学工艺专业作为贵校的优势专业，开设多年，也很有成效，请问老师能否从该专业本身的角度，介绍一下其开设的背景呢？还有，目前该专业具有什么样的特色，其发展现状与未来前景是怎样的呢？解读：化工行业不断发展和壮大，企业需要大量的一线技术工人，为此四川化工学校开设化学工程工艺专业，以满足社会发展的需求。多年来我校为四川化工行业培养了一批又一批优秀的技术工人。四川化工学校开设化学工程与工艺专业已有近40年的历史，该专业已成为全国性示范专业。该专业主要就生产过程的相关环节，生产流程，工艺参数进行系统的学习。通过学习，让学生从生产环节、加工环节、产品合格率等方面详细了解各项技术指标，特定配方以及工业参数。使学生具有在大化工、精细化工、化工制药、食品加工、酿造、纺织、工业电镀、建材、新材料、新能源行业等领域从事生产、管理、质检等工作的相关技能。化学工艺专业主要是生产型企业在产品聚合反应、以及多种产品在特定的工业生产条件下的相互作用，利用企业生产要素，通过高新技术等方式实现产品的工艺环节控制。通过把握相关技术参数、生产要件、生产特性等自动控制机械化生产现场，达到产品最优化，生产效率最高化。四川化工学校化学工程与工艺专业主要是通过学生在校的工艺理论学习，生产现场仿真训练，实地工厂操作等环节，逐步把握各类产品生产过程的特色要求，把握好相应生产技术参数，通过计算机控制技术来实现生产过程自动化，学生在掌握相应技术生产指标后，利用所学知识并用在生产企业综合控制方面实现高效生产的目标。随着计算机技术的应用，特别是高新技术的推广，化学工艺专业技术还会实现无人管理生产，全自动化生产，并为企业在节能降耗等方面做出重要贡献。随着科技的进步，化学工艺专业的专业发展也在快步向前，不仅仅应用在传统的化工领域，已经逐步在制药、食品、环保、通信、IT制造、建材、轻纺、新材料、新能源等领域得到重视，通过化学工艺的学习，不但不会形成化工就是有毒有害的印象，反而会为国家在环保、降低排放、节能降耗等方面给力。2、学生学习该专业需要什么样的素质？在校期间将主要学习哪些课程？解读：化工生产属于技术、智力密集型产业，该专业培养具有较强的生产技术水平，在今后的工作中，能当精细化工操作工，也能到大型化工企业做生产总控工，把握整个生产流程，为企业实现平稳流畅生产提供重要的技术支撑。初中毕业生在我校通过努力学习，可以掌握必备的化工工艺理论知识和基本技能；特别是理科基础较好的学生，在学习过程中，接收能力较强，思维比较活跃，到企业工作的适应性也较好，很受企业欢迎；当然，化学工艺专业毕竟是专业性较强的专业，学习中具有一定的难度，因此，学生需要具有勤奋、刻苦、脚踏实地的学习精神，这是我校最看重的素质。此外要求学生具有一定的化学基础、计算机基础、数学应用基础能力，这些通过在校的培训是完全可以达到的。学生在校学习的主要课程有：无机化学、有机化学、化工原理、化工识图、化工机械基础、化工过程及设备、分析化学、无机物工艺、有机化工工艺、仪器分析、精细化工工艺学等。为了适应国家高技能应用型人才培养的需求，我校加大教育教学改革，积极探索一体化教学路子，先后建立了化工工艺实训室，化工原理实训室、工艺管道实训室、仿真实训室、分析检测实训室、仪表自动化控制一体化实训室以及多个校外实训基地，专业设施日趋完善，为学生学习该专业提供了良好的条件。确保培养出受社会欢迎的应用型、复合型人才。3、从目前的就业形势看，该专业的就业情况如何？一般会从事什么样的工作？解读：化学工程与工艺专业学生通过三年的学习，基本能掌握企业生产各个环节的相应技术要点，能实现毕业就能在企业顶一个技术岗位的目标。近年来，我校化学工艺专业毕业生就业率达到了100%，大部分学生正逐步成为企业重要技术岗位的中坚力量。因此学生就业形势非常良好，每年的学生均是企业提前预订。比如我们为四川美丰、四川龙蟒钛业集团、天威新能源、南骏汽车集团、重庆龙海石化集团、四川化工研究院、鸿丰钾矿肥、银河建化等作了定向化学工艺专业培养，目前这批学生在企业都成为各个车间、各个分厂的技术骨干。毕业学生实现了全就业，全对口、全技术岗位的目标。化学工艺专业主要把握企业生产核心技术，该专业学生也就是企业生产的核心技术人才，同时也是企业提拔培养中高层管理人才的主要来源，因而一般该专业学生都分配在企业（特别是大型企业）的核心技术岗位上，成为企业的重要岗位操作手，总控室工艺员，现场技术员等角色。工作环境轻松，技术要求高，待遇高。第四篇：化学工程与工艺专业英语词汇专业英语Unit1ChemicalIndustry1.英译汉Carbonate碳酸根ypropylene聚乙烯epoxy环氧树脂vinyl乙烯基acetate乙酸根pharmaceutical医药的spectrum光谱formaldehyde甲醛Silica二氧化硅ammonium铵根polyester聚酯thelion’sshare大部分Antiknock防爆的alkylation烷基化finishing精加工desalt脱盐differentiate区别区dieseloil柴油lubricatingoil润滑油precursor产物母体Stripper解吸塔carbonium碳正离子radical原子团predominate占优势degradation降解heterocyclic杂环stationary固定的Insitu就地原地在现场Cybernetics控制论encyclopedia百科全书ethics伦理观accessory附件shortcut近路捷径coordinate协调的expertsystem专家系统Arti