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谈化学工程及工艺发展趋势

2019/11/08 阅读:

摘要:化学工程与工艺就是对原材料进行二次加工,利用化学反应进行能量传递,以保证能够高效环保地完成资源配置。化学工程与工艺发展已经过了很长的一段时间,它是一项综合性较高的工艺。主要以化学工程与工艺为研究对象,研究化学工程与工艺的发展现状以及发展趋势。

关键词:化学工程;工艺;发展趋势

化学工程与工艺发展由来已久,它主要以化学学科理论以及实际运用为基础,利用化学基础知识应用在化工生产、研发中。化学工程涉及到的领域众多,比如石油化工、医疗医药、冶金、材料生产中,另外化学工程还涉及到军工、航天等重要领域。当前,化学工程正朝着数字化、精细化、高效化、集约化发展,因此加强化学工程与工艺的研究显得尤为重要。

1化学工程与工艺现状

化学工程与工艺所涉及到的学科知识非常广泛,是一门应用相对广泛的行业。自21世纪以来,科学研究不断得到了进步,社会生产力得到了极大的进展。尤其是近些年来,随着计算机科学的发展,大数据、云计算等逐渐地应用在了各行各业中,很多企业越来越重视大数据分析对企业生产的发展。在化学工程与工艺的发展中,从过去的粗放式管理逐渐走向精细化、自动化以及数字化管理,化学工程与工艺同化学工业生产之间互相辅助,逐渐向前进步。新时代下,由于国家对环保的注重,使得化工行业发展受到了一定的限制,只有在石油化工领域例如合成纤维、合成树脂等方面有所进步。但是由于化工行业产业链以及我国的经济新常态影响,化工行业的发展受到了极大的影响,同时也阻碍了化学工程与工艺的发展。所以,过去的化学工业生产已经不能满足当前经济社会的要求,化工行业转型升级,化学工程与工艺创新发展成为了众多企业必须面临的问题。

2化学工程技术的新方向

2.1化学超临界反应技术

化学超临界反应技术就是在化学反应过程中,反应温度和反应压力都处于临界值之上,这样的反应环境保证了反应物处于液态和气态之间,这种新型的反应状态当前应用在医药、食品、生物化工等生产中,而且反应效果良好,对环境污染较小,当前已经显示出较高的效益,具备很好的发展前景。

2.2绿色化学研究技术

随着国家将生态文明建设纳入到基本国策后,人们对环境污染、环境的可持续发展愈发的重视,因此绿色化学逐渐地走进了人们视野中。绿色化学就是利用化学反应技术等某些资源进行重新利用和配置,在化工生产中减少污染物的产生,或者是达到循环利用的目的等。绿色化学技术不仅可以降低污染物的产生,还能够使得资源利用最大化,带来经济效益的同时促进了社会效益。当前绿色化学主要应用在治理污染、处理废物、废料等,从源头上减少污染,还能够对产生的废物进行处理,降低化工污染。

2.3分离技术新进展

化学分离技术是一项消耗能量的过程,它是物质在一定的温度、压力、重力以及其他外力的影响下从无序运动向有序运动的一个转变过程。当前,在化工生产中应用最多的分离技术就是蒸馏法,我国的化学蒸馏技术已经有了较为深厚的发展和研究经验,即使如此在分离速度和化学蒸馏设备上依然有很大的改进空间。如果在化学蒸馏过程中加入了更加新型的材料,分离效果将会更加明显,其经济效益会更好。除了蒸馏分离技术应用比较广泛之外还有膜分离技术也是当前比较受欢迎的分离技术。膜分离技术又称作吸附分离,它主要的特点就是节能效果非常好,主要应用在气体干燥、污水处理等工艺中,但是当前膜分离技术也面临着一个难题就是膜的污染防治问题。

2.4热力学定律在化学工程中应用

热力学是当前化学工程与工艺研究中的一项热门技术,具备较好的发展前景,而且热力学已经成为一门独立的技术。当前,纳米技术得到了较为深入的发展和应用,很多领域中应用到了纳米技术。从纳米角度来研究热定律学也成为当下化工研究的焦点,很多领域中都进行着热定律学在细微尺度中的研究。例如近年来高度集成电路、多空介质流等全新科学技术,极大地促进了经济和社会效益,具有很大的发展前景。

3化学工程与工艺发展趋势

3.1化学工程与计算机科学相结合

化学工程与工艺发展逐渐趋向自动化,而要想实现工艺自动化必须要结合计算机科学。当前这个信息化的社会,各行各业的生产都不离开计算机技术。而化学工程与工艺自动化成为了当前化工行业转型发展的一项重要内容。使用自动化技术进行生产一方面可以节省大量的人工,另一方面可以准确地控制各种反应物的量和反应进程。另外计算机技术的应用,使得很多化学问题计算和分析得到了很好的解决,提高了数据的准确度和效率。

3.2材料化学和信息工程结合

当前化学工程与工艺发展更加注重学科之间的交叉,各行各业之间的共性为化学工程与工艺创新提供了新思路。化学工程可以与生物化学、材料化学、医药化学、新能源、信息工程、应用化学、环境发展等方面互相联系,为化学工程的发展提供很多发展方向。使得化学工程与工艺的发展逐渐为各行各业的发展提供更加完善优质的服务体系,以及更加先进的研究理论。

3.3突出系统性和整体性

在化学工程创新过程中,系统论一直是一项非常重要的研究方法,任何化学工程和工艺的发展都离不开系统性,从微观来看化学工业生产是物质经过一系列反应之后产物集成,所以任何的化工生产离不开完整的系统的反应。因此,要求化学工程和工艺发展具备系统性和完整性,从整体出发来研究化学工艺生产。通过系统化的方法可以使得化学工程与工艺研究化繁为简,将很多复杂的问题变得更加整体化。

3.4逐渐走向生产自动化

新时代背景下,随着自动化工艺的发展,化学工程与工艺向自动化发展。化学工程与工艺的自动化使得化工生产效率大幅提升,化工领域的应用逐渐得到了扩大,自动化技术为化学工程与工艺自动化的发展提供一个全新的空间。在科技日益革新的当代,化学工程与工艺发展情况往往能够代表科技的先进性,例如当前MES(化工生产信息化管理系统)在化工生产领域的应用,该信息系统的应用使得化学工程与工艺可以进行系统化、自动化的管理。MES系统可以实现化学工程与工艺生产数据的实时监测,管理者可以根据数据及时地发现生产中的漏洞,从而对生产流程进行调整,对降低成本和避免出现生产事故等有很大的帮助。

3.5发展循环经济

化工生产一直是我国的支柱性产业,在我国的经济发展中占据重要的地位。但是由于受到化学工程和工艺水平的发展,使得我国的化工生产偏向于高污染、高能耗,人们在谈论到化工生产时首先想到的是污染环境。当前,随着人们对环境污染的重视,化学工程与工艺的发展逐渐走向清洁生产,发展循环经济是化工生产领域未来的必然趋势,要减少化工生产中的污染排放,对排放物进行回收利用,形成循环经济。

4结语

随着科技的发展,人们对环境污染问题逐渐关注,这促进了化学工程和工艺发展逐渐地向环保、绿色、减排等方面发展。当前化学工程与工艺发展中逐渐实现自动化,计算机技术应用较为广泛,学科之间的交叉研究成为常态,同时更加突出了系统性和整体性。

参考文献

[1]柴晓萍.浅谈化学工程与工艺发展趋势[J].民营科技,2015(2).

作者:董工兵 单位:浙江嘉化新材料有限公司

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