陳興

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和科技水平的逐漸提升，促使著化學(xué)工程行業(yè)也在不斷的朝前發(fā)展，尤其是社會(huì)對化學(xué)行業(yè)求量的逐日增大，這就要求化學(xué)工程行業(yè)必須要加快對化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，大幅度的節(jié)省施工時(shí)間，提高化學(xué)工程的建設(shè)效率。因此，本文重點(diǎn)對化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，展望未來化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展方向，以求對化學(xué)行業(yè)的相關(guān)工作者提供可參考信息。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程技術(shù)；化學(xué)生產(chǎn)；應(yīng)用

引言

近幾年，由于我國科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用在各行各業(yè)中逐步擴(kuò)散起來，比如化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用也逐漸受到人們的關(guān)注，化學(xué)工程行業(yè)關(guān)系著人們的日常生活，影響著其他行業(yè)的發(fā)展，所以對在化學(xué)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用進(jìn)行研究探析，是十分有必要的實(shí)時(shí)話題。

化學(xué)工程是一門將一系列化學(xué)有關(guān)的知識(shí)進(jìn)行深研究的化學(xué)或物理過程的知識(shí)學(xué)科，它還包括對原有化學(xué)設(shè)備進(jìn)行改革，以化學(xué)思想為基礎(chǔ)將理論和實(shí)際工程知識(shí)糅合。具體工作可包括研發(fā)新產(chǎn)品、設(shè)計(jì)、模擬、操作實(shí)驗(yàn)來強(qiáng)化裝備等硬件設(shè)施?；瘜W(xué)工程領(lǐng)域包括范圍廣泛，其中有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、石油化工等領(lǐng)域，因此化學(xué)工程是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)從而推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步重要的工程領(lǐng)域。目前化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展方向是逐漸趨向連續(xù)化、集約化、自動(dòng)化、高效化和自動(dòng)化、精密化。由于化學(xué)工程技術(shù)被廣泛運(yùn)用到生活領(lǐng)域所以對其的研究是十分有必要的。

1 化學(xué)工程技術(shù)的概述

化學(xué)工程技術(shù)主要研究化學(xué)生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的研究開發(fā)，同時(shí)也需要設(shè)計(jì)和管理反應(yīng)裝置，因此它是一門集合理論和實(shí)際操作的綜合性技術(shù)。在化學(xué)生產(chǎn)中運(yùn)用化學(xué)工程生產(chǎn)技術(shù)，可以顯著提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)時(shí)間，同時(shí)還可以大幅提高產(chǎn)品的質(zhì)量，減少成本和原材料的消耗，對于產(chǎn)品的開發(fā)以及技術(shù)的改進(jìn)都具有非常重要的作用。

近幾年我國的科學(xué)水平不斷進(jìn)步，化學(xué)工程技術(shù)越來越來越廣泛地被應(yīng)用在化學(xué)生產(chǎn)中。化學(xué)生產(chǎn)關(guān)系著全社會(huì)對化工產(chǎn)品呢的需求，也影響著我國其他產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展。化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分必要，對于維持人們的正常生活和社會(huì)的穩(wěn)定都有重要作用，因此，其應(yīng)用也越來越受到人們的重視。

2 化工生產(chǎn)的分析

第三產(chǎn)業(yè)主要包括，一些機(jī)械行業(yè)，化工行業(yè)，煤炭行業(yè)等。所謂的化工行業(yè)，成為第三產(chǎn)業(yè)的重要組成部分?；ば袠I(yè)有效促進(jìn)中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展，進(jìn)一步的滿足人民群眾的生產(chǎn)和生活的需求。化學(xué)肥料有效的保障了國內(nèi)的農(nóng)業(yè)發(fā)展，化學(xué)肥料是目前中國農(nóng)業(yè)應(yīng)用中較廣生產(chǎn)資料。然而，化學(xué)肥料的生產(chǎn)會(huì)造成較大污染程度廢水的排放，而泥土與化學(xué)肥料在接觸中也不可避免地產(chǎn)生化學(xué)廢物，化學(xué)肥料已成為在本質(zhì)上的污染來源之一。從中國目前的化工生產(chǎn)裝置的分析，一般都以環(huán)境為代價(jià)進(jìn)行化工生產(chǎn)。具體分析如下，化學(xué)工業(yè)在中國的發(fā)展程度并不算高，這一現(xiàn)象主要體現(xiàn)在生產(chǎn)效率上，這就使得化學(xué)生產(chǎn)有著顯著的缺點(diǎn)。

3 化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用探究

3.1 綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)

環(huán)境問題在當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展中顯得尤為重要，而綠色化學(xué)就是指不會(huì)污染環(huán)境的，甚至在某一方面可以起到保護(hù)環(huán)境作用的一門化學(xué)技術(shù)。這種技術(shù)主要采用化學(xué)方法和技術(shù)來減少甚至消除潛在的污染源，比如那些有礙社會(huì)安全、損害人類健康、影響生態(tài)環(huán)境的原材料都可以通過這種技術(shù)加以治理或改善，從而減少對環(huán)境的污染以致達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。而且，綠色化學(xué)技術(shù)可以將污染從源頭上就加以消除和治理，因此，對環(huán)境治理可以非常徹底。此外，有些綠色化學(xué)技術(shù)還可以生產(chǎn)出對環(huán)境有利的材料，實(shí)現(xiàn)資源的回收再利用等，對于保護(hù)環(huán)境具有重要意義。

3.2 超臨界的化學(xué)反應(yīng)技術(shù)

所謂的超臨界反應(yīng)是指反應(yīng)過程中的溫度和壓力都處在臨界點(diǎn)之上，這樣的狀態(tài)往往是介于液體和氣體之間。而超臨界流體就是指具有液體和氣體雙重性質(zhì)的物質(zhì)。這種超臨界流體的應(yīng)用十分廣泛，在生物化工、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)以及食品工業(yè)等表現(xiàn)出巨大的研究價(jià)值，具有十分光明的發(fā)展前景。雖然目前我國的超臨界化學(xué)技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，但近年來這一技術(shù)的探究和發(fā)展階段仍處于初級階段，待進(jìn)一步深入研究。

3.3 新分離技術(shù)

在化工生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的分離技術(shù)是利用沸點(diǎn)的不同，使不同的組分從分離塔中先后被分離出來。隨著科學(xué)水平的進(jìn)步，分離技術(shù)也在不斷地更新和改進(jìn)，但是仍然存在很多不足的地方。而信息技術(shù)的發(fā)展，給分離技術(shù)帶來了一個(gè)嶄新的局面，人們將信息技術(shù)引進(jìn)到分離技術(shù)的開發(fā)研究中，取得了非常明顯的進(jìn)步。比如在熱力學(xué)的傳遞性質(zhì)和多相流的研究過程中，就是引入信息技術(shù)，并使之發(fā)揮功效，進(jìn)而達(dá)到分離的目的，此方法已經(jīng)成為成熟的分離技術(shù)。再如分子模擬可以提高預(yù)測平衡性質(zhì)的水平，進(jìn)而加速分離分子，可以用于開發(fā)新型的高效分離劑。因此，信息技術(shù)的引入對于深入和促進(jìn)分離技術(shù)的深入具有重要作用，并且還能顯著提高工作效率。

4 傳熱過程中一些新的研究進(jìn)展和方向

4.1 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)，原來的假設(shè)的影響因素也會(huì)相對的發(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。

4.2 強(qiáng)化傳熱過程的研究進(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，將過去的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化等方法。

4.3 傳熱理論研究進(jìn)展

近年來，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。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。長期以來，人們都在對液體發(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)算方法來計(jì)算出沸騰所能傳輸?shù)臒崃?。到現(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，這一問題是最需要得到解決的，也是研究的重點(diǎn)所在，對沸騰傳熱進(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，從新的角度來探究和研究問題，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。

結(jié)語

綜上所述，化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中具有非常重要的作用，其應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了能源和原材料，而且還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，為滿足人們的日常需求和社會(huì)穩(wěn)定作出重大貢獻(xiàn)。

本文主要概述了化學(xué)工程技術(shù)，并對其中的一些核心技術(shù)和研究進(jìn)展進(jìn)行了闡述，比如綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)、超臨界液體技術(shù)和新分離技術(shù)等，希望可以更好地促進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展，不斷改進(jìn)理論和技術(shù)，進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，使它發(fā)揮更大的作用，為人類提供更好的生活，同時(shí)促進(jìn)社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展。

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（作者單位：浙江新和成特種材料有限公司）