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化学化工:狭义化学工程和广义化学工程
狭义化学工程和广义化学工程
| 文章出自:论文格式范文网 | 编辑:论文格式 | 点击: | 2012-08-16 23:34:49 |

  化学工程作为一门工程技术科学,经历了将近70余年的发展,从单元操作概念的提出,后来概括为传递过程的统一原理和进一步建立了化学反应工程学;目前已成为推动化学工业和其它同类工业生产发展必不可缺少的基础工程科学。
  由于近代科学技术的相互渗透,化学工程的原理和方法已卓有成效地用于其它科学和工程领域,并与之结合,产生了诸如:生物化学工程、医学化学工程、环境化学工程等化学工程的边缘科学,从而也加速了化学工程自身的发展。
  化学工程发展到今天这样的水平,是否已经完美无缺和达到了成熟的程度?回答是否定的。化学工程与其它学科相比还十分年轻。一方面,由于化学工程所处理的对象之复杂性和范围之广泛性,以及是处于自然科学(化学、物理、数学和生物学等),工程科学(热力学、流体力学和传热学等)和技术经济的纵横交错中;另一方面,当初在奠定这门学科的"单元操作"阶段,可以说是十分仓促的,因为20年代石油炼制工业和化学工业的大规模发展,要求化学工程能阐明化工过程的原理和定量地确定设备尺寸,以便提高生产效率和适应工业迅速发展的需要。
  因此,无论在化学工程的体系方面,还是在建立这门学科所必须的基本原理方面,尚欠严谨,不够成熟。难怪化学工程作为一门学科在国际上也未完全统一认识。迄今为止,我们只能说,化学工程中的一部分是科学,另一部分是经验。化学工程是处于从经验到科学的过渡阶段。因典,扒总体上对化学工程作一番研讨,似乎还不是多余的。
  化学工程,,(ChemiealEnginee-ring)这个名词就一般意义上讲是相当笼统和范围极广的,可以说涉及从化学实验室到工业生产中的所有工程问题。但化学工程作为一门学科,又不能把科学、技术和经验混杂在一起,必然要将其归纳到几个基本的物理、化学原理上。问题是这样广阔的工程科学领域,很难用独立的一个科学分支来描述。随着化学工程的发展,其内容和范围也不断在变化,因而在不同国家甚至在不同的专业人员中,对化学工程的理解均有差异。
  我国目前对化学工程的理解,基本上是按照英美的传统。但在欧洲,特别是德国,称为"过程技术,)(Verfahrensteehnik);凡从原料开始,经过一系列物理的或化学的(或生物的)过程,加工为一定的产品,均属此领域。因此,人们可以把化学工程的范围划得很大,几乎包括了从化学到工业化的一切工程问题;有时也可将其范围缩小,局限于认识化工过程的规律性。就是从目前世界各国对化学工程所下的定义看,实际上也包括了"科学"和"技术"两个方面。
  为了科学地区分化学工程的不同研究范围及其任务,使化学工程有一个统一的概念;同时便于化学工程在科学和工程技术方面的各自发展。本文提出将化学工程区分为"狭义化学工程"和"广义化学工程"两大范畴。
  狭义化学工程是研究化工过程的共同规律的一门工程科学,着熏于化学工程的科第1期学性方面;它是化学工程的理论基础,其主要内容包括:单元操作原理,传递过程原理,反应工程学,化工热力学,化工流体力学,过程动态理论等,以及由此产生的各个单科分支(如分离工程)。狭义化学工程就是我们习惯所称的化学工程学。一般我们讲到化学工程,实际上都是指狭义化学工程。
  广义化学工程既然化学工程是研究化工过程的共同规律,而最终用于工业目的,因此必然要涉及从化学实验室过渡到化学工业生产中的工程技术问题。这些工程问题光靠化学工程学的理论是不能完全解决的,必须建立一套完整的工程技术方法去完成这个任务。广义化学工程就是从这个角度提出的。
  因此,我们可以这样来定义广义化学工程:
  "广义化学工程是研究从化学实验室过渡到大规模化工生产的一门化学工程技术,着重解决化工过程的开发、放大和试生产中的工程技术问题,力求使化工过程达到最优设计和最优控制"。由于从实验室过渡到工工业装置必将遇到许多技术、经济和社会问题,它不仅涉及化学工艺、机械设备、材料防腐、技术经济、系统工程、自动控制、环境保护和安全技术等领域,而且还包括试验、设计和试生产等各个环节。广义化学工程是一门综合性的工程技才。
  狭义化学工程也就是化学工程学,是化学工程的理论基础,它的基础是传递过程原理;而广义化学工程即是化学工程技术,是实现大规模化工生产所采取的科学方法和手段,它的基础是化工过程开发的方法论和工程放大技术。狭义化学工程和广义化学工程构成了化学工程的总概念。
  回顾化学工程发展的历史,我们可以这样认为:如果从狭义化学工程观点上讲,1915年美国李特尔(A.D.I.ittle)首次提出单元操作概念,从而奠定了化学工程学的基础多那么,从广义化学工程意义上来说,19工o年德国吟巴一布希(Haber一Bosch)开发的合成氨无疑是化学工程技术发展中的一个里程碑。
  区分了上述两大领域,从而可以建立化学工程自己的体系。但是就目前而论,更重要的是确立狭义化学工程和广义化学工程各自的科学和技术基础。
  如前所述,狭义化学工程即化学工程学,发展是相当迅速的,并建立了许多相互独立又有联系的化学工程科学分支。但是,要想象热力学那样建立在少数几个定律上来阐明整个化工过程而成为一门严谨的学科,至少在目前是难以奏效的。建立在动量、热量、质量传递基础上的传递过程原理,虽然已能阐明各个单元操作的内在规律及其相互联系,无疑是化学工程学的基本原理之一,然而还不能反映化工过程的全貌。化学工程研究的最终目的是为了建立化工装置,或者说其原理是为建立化工装置服务,因此我们能否从建立化工装置的实际出发,反过来寻求需要遵循哪些基本原理,暂时摆脱"化工原理"的传统观念呢?本文设想狭义化学工程应统一到以下几个基本原理上:

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