探索化學工程的“前世今生”

韓雪薇

摘要：化學工程的領(lǐng)域相當廣泛，其中的很多行業(yè)，在國民經(jīng)濟發(fā)展中扮演著重要角色，在很多重要領(lǐng)域占有舉足輕重的地位，經(jīng)濟發(fā)展有著重大影響。探索化學工程的發(fā)展史，了解化學與化學工程，很有必要，“以史為鑒，開創(chuàng)未來”。既然化學工程技術(shù)涉及到國民經(jīng)濟發(fā)展的各個方面，對中國的發(fā)展當然也具有重要的意義，對化學工程技術(shù)的研究者來說更是值得重視的問題。分析研究當代化學工程技術(shù)的發(fā)展趨勢，亦有利于不斷提高化學工程的技術(shù)水平，進而更好地為經(jīng)濟和社會的發(fā)展服務(wù)。

關(guān)鍵詞：化學工程;前世今生;發(fā)展;傳承;開創(chuàng)未來

習近平總書記在慶祝中國共產(chǎn)黨成立100周年大會上的重要講話，圍繞“以史為鑒、開創(chuàng)未來”，提出“九個必須”的根本要求，系統(tǒng)分析了過去我們?yōu)槭裁茨軌虺晒Α⑽磥砦覀冊鯓硬拍芾^續(xù)成功的道理，開啟了全面的動員并提出了全新的要求。必須不斷推動構(gòu)建人類命運共同體。化學工程技術(shù)與人類命運息息相關(guān)，人類生活、發(fā)展，都離不開化學工程技術(shù)。了解歷史，不竭傳承，才能開創(chuàng)未來。

一、化學工程的“前世”

化學工程的產(chǎn)生并不是一蹴而就的，是經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程，才有了如今的化學工程。探索化學工程的發(fā)展史，離不開化學，某種意義上來說，可以說化學是化學工程之母。化學的歷史淵源非常古老，可以說從人類學會使用火，就開始了最早的化學實踐活動。探索化學工程的“前世”，要從過濾、蒸發(fā)、蒸餾、結(jié)晶、干燥說起，這些單元操作應(yīng)用到生產(chǎn)中，歷史或以追溯到幾千年前。

1.化學工程的萌芽

人類最早使用化學是學會制造金屬。這時人類的制陶、冶金、釀酒、染色等工藝，主要是在實踐經(jīng)驗的直接啟發(fā)下經(jīng)過多少萬年摸索而來的，化學知識還沒有形成。這是化學的萌芽時期。而化學工業(yè)的誕生，以法國革命時期出現(xiàn)的呂布蘭法制堿為標志。到十九世紀七十年代，制堿、硫酸、化肥、煤化工等都有了相當?shù)囊?guī)模，化學工業(yè)在十九世紀蓬勃發(fā)展，出現(xiàn)了許多杰出的成就。例如：索爾維法制堿中所用的純堿碳化塔，高達二十余米，在其中同時進行化學吸收、結(jié)晶、沉降等過程，直至今日，亦是一項了不起的成就。但當時取得這些成就的只因為自己是化學家，并沒在化學工程師的概念，所以也沒覺得這是一項工程。

2.化學工程概念的提出

指出化學工業(yè)發(fā)展中所面臨的許多問題是工程問題的，是英國曼徹斯特地區(qū)的制堿業(yè)污染檢查員G.E.戴維斯。他指出：各種化工生產(chǎn)工藝，都是由為數(shù)不多的基本操作如蒸餾、蒸發(fā)、干燥、過濾、吸收和萃取組成的，可以對它們進行綜合的研究和分析，化學工程將成為繼土木工程、機械工程、電氣工程之后的第四門工程學科。

3.化學工程專業(yè)的建立

戴維斯的活動在美國引起了普遍的注意，化學工程這一名詞在美國很快獲得了廣泛應(yīng)用。1888年，麻省理工學院首開先河，開設(shè)了世界上第一個以化學工程命名的四年制學士學位課程，即著名的第十號課程。隨后，賓夕法尼亞大學（1892），戴倫大學（1894）、密歇根大學（1898）也相繼開設(shè)。這些課程的開設(shè)，標志著培養(yǎng)化學工程師即將誕生。但由于時代所限，當時課程的主要內(nèi)容是由機械工程和化學構(gòu)成的，還沒在今天化學工程專業(yè)的特點。當然培養(yǎng)出來的化學工程師，知識尚有缺陷，與現(xiàn)代真正意義上的化學工程師還有一定差距，他們雖然具有制造各種化工產(chǎn)品的工藝知識，卻不完全懂得化工生產(chǎn)的內(nèi)在規(guī)律，因此還不能完全滿足化學工業(yè)發(fā)展的需要。

戴維斯提出了培養(yǎng)化學工程師的新的途徑，卻缺乏創(chuàng)立一門獨立學科所需要的理論深度。其工作偏重于對以往經(jīng)驗的總結(jié)及對各種化工基本操作的定性敘述，理論缺乏深度。1902年W.H.華克爾受命徹底改造麻省理工學院化學工程的實驗教育，對化學工程教育進行一系列改革，化學工程的發(fā)展才進入一個新時期。

4.學科基礎(chǔ)的奠定

華克爾致力于探索如何把物理化學和工業(yè)化學知識結(jié)合起來，去解決化學工業(yè)發(fā)展中面臨的工程問題。在1905年受聘在哈佛大學工業(yè)化學課程中，他已系統(tǒng)發(fā)揮了化工原理的基本思想;1907年，華克爾全面修訂了化學工程課程計劃，更加強調(diào)學生的化學訓練和工程原理的實際應(yīng)用;1908年，利特爾勇者不懼發(fā)起成立美國化學工程協(xié)會，并擔任過該會的主席，是他建議并被麻省理工采納，建立了應(yīng)用化學實驗室和化學工程實用學校，讓學生有機會接受各種化工基本操作訓練，1915年更是提出了單元操作的概念，對化學工程產(chǎn)生深遠影響;1920年，化學工程在麻省理工學院，脫離化學系而成為一個獨立的系，此系完成了《化工原理》一書，提出了定量計算方法，并從相關(guān)化學物理學科吸取出對化學工程有用的研究成果和研究方法，如雷諾頭天湍流、層流的研究及因次分析和相似論，奠定了化學工程作為一門工程學科的基礎(chǔ)，影響了此后化學工程師的培養(yǎng)，促進了化學工程的發(fā)展。

二、化學工程的“今生”

第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的青霉素生產(chǎn)線，開創(chuàng)了化學工程與生物化學結(jié)合的時代;七十年代后，化學工業(yè)的規(guī)模不斷擴大，化學工程各分支學科生機勃勃發(fā)展，生物化學工程取得進展;八十年代初開發(fā)了以ASPEN為代表的第三代化工模擬系統(tǒng)。化學工程本來主要是對化學工業(yè)生產(chǎn)過程中的物理、化學過程規(guī)律進行研究。但近年來的發(fā)展趨勢，已經(jīng)明顯地呈現(xiàn)與多學科交叉的現(xiàn)象，要進一步促進化學工程技術(shù)的進步，就要從全局出發(fā)綜合考慮與化學工程交叉的各個領(lǐng)域的情況。

總之，化學工程技術(shù)經(jīng)歷了數(shù)年的發(fā)展，不斷有新技術(shù)新領(lǐng)域的出現(xiàn)，面對當今社會這一技術(shù)新呈現(xiàn)的發(fā)展趨勢，齊抓共管，共同奮斗，才能繼往開來，開創(chuàng)美好的未來。科學無止境，人類發(fā)展的環(huán)境也一直在變化，化學工程領(lǐng)域的發(fā)展與人類生存的環(huán)境息息相關(guān)，與社會的發(fā)展息息相關(guān)，利用化學工程領(lǐng)域的技術(shù)進步為社會的發(fā)展服務(wù)，相關(guān)部門，相關(guān)從業(yè)者任重道遠，繼承前人研究成果，傳承前人鉆研精神，開拓進取，是化學工程領(lǐng)域科學家及從業(yè)者義不容辭的責任。

參考文獻：

[1]李世新.工程倫理學與技術(shù)倫理學辨析[J].自然辯證法研究，2009（03）.