綜述化學工程技術(shù)的熱點分析與發(fā)展趨勢

程海　林月　史航

摘要：化學技術(shù)是一項以技術(shù)為支撐的工程體系，其一直都是人們研究的重點。機械設(shè)備的改良以及使用都與化學工程技術(shù)有關(guān)。從技術(shù)角度而言，化學工程技術(shù)是工程體系建設(shè)的關(guān)鍵，對該項技術(shù)進行研發(fā)是實現(xiàn)原始化學工程技術(shù)到復雜精細化技術(shù)的轉(zhuǎn)變過程。隨著各項科學技術(shù)的不斷發(fā)展，化學工程技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)向高效型、精密性以及智能化。就這個發(fā)展趨勢而言，研究化學工程技術(shù)能夠有效促進化工工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時也能夠有效提升化學行業(yè)的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：化學工程;熱點分析;發(fā)展趨勢

一、化學工程簡述

化學工程是新時代的發(fā)展產(chǎn)物，稱之為工程是因為其實某一化學技術(shù)的深入分析，使此種技術(shù)單獨成為一門工程。這種工程是以基礎(chǔ)的化學理論為指導集實驗、設(shè)備、操作、管理為一體的系統(tǒng)性工程。化學工程領(lǐng)域涉及的主要有無機、有機等，化學工程對我國的經(jīng)濟建設(shè)具有至關(guān)重要的作用，也是社會發(fā)展的不竭的動力，是科技時代的強有力的發(fā)展“燃料”。化學工程目前處于一個自動化、集成化、專業(yè)化的發(fā)展趨勢。化學工程同人們的生活和人類的發(fā)展具有非常密切的聯(lián)系，因此化學工程的發(fā)展體現(xiàn)了人類的進步程度。21世紀以來任何科學都在接受在來自外部的挑戰(zhàn)，來自不同國家的挑戰(zhàn)，專業(yè)化的工程問題也變成了化學領(lǐng)域的研究熱點，這些研究熱點促進了各國化學家的理論思維能力，也提高了各國對化學知識的掌握程度。認真研究化學技術(shù)的發(fā)展新趨勢，認真借鑒國內(nèi)外的優(yōu)秀發(fā)展成果可以有效的促進我國的化學工程水平的提升。

二、化學工程技術(shù)的熱點分析

2.1綠色化學技術(shù)

中國在工業(yè)發(fā)展初期有著先污染后治理的錯誤理念，導致現(xiàn)金社會對綠色生態(tài)、保護環(huán)境的重視，而綠色化學技術(shù)則是通過化學技術(shù)和方法去消除或者減少生產(chǎn)中的污染，從而達到減少環(huán)境污染，保護環(huán)境的目的。綠色化學通常會選用無毒無害的物料或者可再生的物料作為化學反應(yīng)的原料，在反應(yīng)過程不產(chǎn)生有毒有害品，從源頭上就杜絕了對環(huán)境的污染。當今社會不僅在環(huán)境污染上加大整理力度，在新能源的挖掘和使用上也在不斷加大投入和研究。綠色化學技術(shù)將是新能源使用過程中必然應(yīng)用得到的技術(shù)。在已經(jīng)生成的化學污染方面，對能產(chǎn)生綠色化學反應(yīng)的廢料進行化學反應(yīng)，可以達到消除難以降解或者污染極大的廢料，或者產(chǎn)生新的可利用化學品，達到廢物利用的效果。綠色化學技術(shù)是綠色環(huán)保研究的重要內(nèi)容，是我國化學家們研究的熱點。

2.2分離技術(shù)

化學工程中的分離技術(shù)是以生產(chǎn)過程中混合物的分離和產(chǎn)物的提純?yōu)檠芯績?nèi)容，達到能量高效化的目的。在分離技術(shù)的諸多分支中，膜分離技術(shù)和萃取技術(shù)已在我國化工生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。今年來比較新的熱門的分離技術(shù)有：超臨界流體萃取技術(shù)、膜分離技術(shù)、分子蒸餾技術(shù)和不同分離技術(shù)下產(chǎn)生的耦合技術(shù)等。超臨界流體萃取技術(shù)擁有保護熱敏性物質(zhì)、效率高、成本低、能耗低等優(yōu)點，對環(huán)境也是無毒無害，原料高效應(yīng)用的同時還能夠保護環(huán)境。這種技術(shù)主要應(yīng)用在醫(yī)藥和化學工業(yè)中，對有效藥用成分的提取及藥品的濃縮精制、油渣深加工等問題有巨大的貢獻。膜分離技術(shù)從誕生至今已有一百多年的歷史，主要是實現(xiàn)對混合氣體或者液體的分離、提純和濃縮。我國這這種分離技術(shù)方面已經(jīng)達到國際先進水平，目前仍舊是化學工程技術(shù)中的熱點。主要應(yīng)用在醫(yī)藥、廢水處理方面。我國的水污染還是比較令人擔憂的，膜分離技術(shù)的應(yīng)用可以有效地治理水污染。分子蒸餾技術(shù)是利用不同物質(zhì)分子之間的運動平均自由度差異來實現(xiàn)分離的。在真空條件下進行，適用于高沸點、易氧化的物料。因為是利用物質(zhì)的物理特性進行的分離，故不會損壞物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、特性，并且在分離過程中無污染產(chǎn)生。主要應(yīng)用在精油提純和醫(yī)藥工業(yè)方面。在實際工業(yè)生產(chǎn)中，往往會用到不只一種分離技術(shù)，將多種分離技術(shù)組合的方式即為不同分離技術(shù)的耦合。應(yīng)用比較廣泛的有膜萃取技術(shù)和超臨界流體技術(shù)與膜分離技術(shù)耦合。

2.3超臨界化學反應(yīng)技術(shù)

超臨界化學反應(yīng)是指在反應(yīng)物處于超臨界狀態(tài)或者反應(yīng)在超臨界介質(zhì)中進行的一種化學反應(yīng)。在超臨界狀態(tài)下，壓力對反應(yīng)速度常數(shù)有非常大的影響，細小的壓力變化可能會引起反應(yīng)速度的急劇變化;使得反應(yīng)物產(chǎn)生均相反應(yīng)而非多相反應(yīng)，消除反應(yīng)物與催化劑之間的擴散;可以降低一下高溫反應(yīng)的所需溫度;通過調(diào)節(jié)溫度和壓力，可以使失活的催化劑重新富有催化作用。超臨界化學反應(yīng)技術(shù)在酶催化反應(yīng)、加氫反應(yīng)、固體催化反應(yīng)和F-T合成反應(yīng)中都有廣泛地應(yīng)用。科學家們發(fā)現(xiàn)酶在超臨界二氧化碳作介質(zhì)時，具有水解性、酯化和氧化反應(yīng)活性，能夠促進酶催化反應(yīng)，并且酶的活性與超臨界狀態(tài)下的壓力無關(guān)。對化工業(yè)的生產(chǎn)具有極大的促進作用。無論是超臨界二氧化碳下的加氫反應(yīng)還是超臨界一氧化碳下的加氫反應(yīng)，某些反應(yīng)中的催化劑活性都比相同反應(yīng)條件下的溶液環(huán)境的高，并且更加穩(wěn)定。在超臨界狀態(tài)下進行固體催化反應(yīng)，可以抽提出失活的固體催化劑表面上的積碳結(jié)焦等物質(zhì)，從而恢復固體催化劑的活性。超臨界固體催化反應(yīng)擁有速度易控制、生產(chǎn)安全性高等特點。

三、化學工程技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1系統(tǒng)過程與化工過程研究之間緊密結(jié)合

因為多數(shù)的化學物質(zhì)都是不穩(wěn)定的，所以，導致了反應(yīng)過程很復雜，還有很多不平衡性以及非對稱性等等幾方面的特點。這使人們思維慣性的差別十分大，其原因是因為結(jié)構(gòu)尺度以及控制因素較多。人們對化學工程技術(shù)的研究實際上就是為了簡化工程結(jié)構(gòu)，從根本上提升技術(shù)使用的價值。利用相對特殊的、復雜的系統(tǒng)進行多方面的研究，通過分析、總結(jié)進而得到一般性結(jié)論。這也就是簡化結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)出有效的分析依據(jù)，真正去實現(xiàn)技術(shù)上的改進以及優(yōu)化。

3.2化學工程與材料科學和信息工程相結(jié)合

科學的進步和新技術(shù)的研究涌現(xiàn)就為化學工程的研究提出了新的機遇。如何形成優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體系和完整地理論作為研發(fā)支撐成為化學工程面臨的問題。所以它必將進入一個新的發(fā)展階段，在發(fā)展中應(yīng)注重與多學科的交叉，更多的研究應(yīng)該包括信息和化學應(yīng)用、生物與化學以及能源環(huán)境與化學相結(jié)合的學科，這都為化學工程的發(fā)展提供了新的研究方向。由于信息技術(shù)不斷深入各個行業(yè)，為此通過信息技術(shù)可以將大量的信息收集、整理進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，得出的結(jié)論可以為化學工程發(fā)展研究提供新的方向。

結(jié)語

綜上所述，化學工程是一門系統(tǒng)性工程，化學工程技術(shù)與很多其他的領(lǐng)域都有交叉，在化學工程技術(shù)的發(fā)展過程中，已經(jīng)取得了較多的成就，當前我國化學工程技術(shù)研究已經(jīng)有比較成熟的技術(shù)。由于化學工程技術(shù)對社會的發(fā)展有十分重要作用，在未來的發(fā)展過程中要加強對化學工程技術(shù)的創(chuàng)新，與其他的領(lǐng)域進行融合，從而不斷提高化學工程技術(shù)發(fā)展水平。

參考文獻

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