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化學(xué)工程的研究內(nèi)容范文第1篇

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程；可持續(xù)發(fā)展；科技創(chuàng)新；挑戰(zhàn)

化學(xué)工程是研究化學(xué)工業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程中所進(jìn)行的化學(xué)過程、物理過程及其所用設(shè)備的設(shè)計與操作和優(yōu)化的共同規(guī)律的一門工程學(xué)科。化學(xué)工程領(lǐng)域涉及工藝開發(fā)、產(chǎn)品研制、過程設(shè)計、裝備強(qiáng)化、系統(tǒng)模擬、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)管理、操作控制等內(nèi)容。該領(lǐng)域包含無機(jī)與有機(jī)化工、精細(xì)化工、石油化工與煤炭化工、冶金化工、生物化工、環(huán)境化工、材料化工等行業(yè)。在社會發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，化學(xué)工程領(lǐng)域具有重要作用，且化學(xué)工程與信息、材料、生物、能源、資源、航天、海洋等高新技術(shù)領(lǐng)域相互滲透，共同推動高新科技的發(fā)展。

1我國化學(xué)工程的發(fā)展歷程

化學(xué)工程在發(fā)展的過程中經(jīng)歷了三個階段。第一個發(fā)展階段稱為“單元操作”[1]，該階段的化學(xué)工程是一門共性化學(xué)工程學(xué)科，以各工業(yè)種類所需的單元設(shè)備或操作的共性規(guī)律為基礎(chǔ)；第二個發(fā)展階段稱為“傳遞原理和反應(yīng)工程”[2]，該階段總結(jié)出了不同的單元設(shè)備和操作中的共性現(xiàn)象———流動、傳熱、傳遞和反應(yīng)，即“三傳一反”，第二階段是在第一階段基礎(chǔ)上進(jìn)一步的知識深化；第二階段中，化學(xué)工程吸收了當(dāng)時相關(guān)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新成果，強(qiáng)化了解決工業(yè)問題的能力，形成了模型化的方法論，進(jìn)一步推動了化學(xué)工程在其他工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，第二階段“三傳一反”的相關(guān)研究引領(lǐng)了化學(xué)工程近半個世紀(jì)的發(fā)展。伴隨社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和工業(yè)技術(shù)的高速發(fā)展，化學(xué)工程的需求也在快速增長，特別是資源、能源利用與環(huán)境破壞問題的挑戰(zhàn)，使得化學(xué)工程的重要性進(jìn)一步凸顯。然而，一方面化學(xué)工程的現(xiàn)有理論與方法已經(jīng)愈發(fā)無法滿足當(dāng)前工業(yè)工程應(yīng)用與發(fā)展的需求；另一方面，一些高新技術(shù)的發(fā)展如納米科學(xué)、生命科學(xué)技術(shù)等也為化學(xué)工程未來深層次的發(fā)展創(chuàng)造了新的機(jī)遇。在此狀況下，化工界關(guān)于化學(xué)工程新的發(fā)展階段的討論越來越多。我國化工學(xué)者郭慕孫提出“三傳一反+X”[3]，認(rèn)為傳遞過程與反應(yīng)工程的研究必須擴(kuò)展到介觀尺度、微觀尺度范疇，并在探索多尺度轉(zhuǎn)變規(guī)律過程中不斷發(fā)展與更新(汪家鼎)[4]。復(fù)雜性科學(xué)的進(jìn)步將有力推動化學(xué)工程的發(fā)展。為了滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對化學(xué)工程的需要，我們首先應(yīng)當(dāng)關(guān)注化學(xué)工程當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)是什么?然后面對這些挑戰(zhàn)怎樣將其轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)遇。

2化工發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)

目前，在我國化學(xué)工程的發(fā)展中，第二階段的“三傳一反”依然是化學(xué)工程研究的主要內(nèi)容，但化學(xué)工程的研究內(nèi)容只有產(chǎn)生適應(yīng)學(xué)科交叉融合和經(jīng)濟(jì)需求的變革，才能繼續(xù)在社會發(fā)展中發(fā)揮重要作用。而在此變革過程中，我們面臨著多方位的挑戰(zhàn)。

2.1化學(xué)工程與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展

近二三百年來，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，資源的急劇消耗，環(huán)境也日趨惡化，在人口、資源、環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展上，出現(xiàn)了一系列矛盾。人類面臨著資源短缺、生存環(huán)境質(zhì)量下降等現(xiàn)象，迫使人們在改造自然的同時要進(jìn)行深刻的反思。人們不得不面對現(xiàn)實，努力建立與自然新型合作關(guān)系，走可持續(xù)發(fā)展道路，建立和諧的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境。我國政府也制定了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，采取了積極的措施來促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的平衡。而化學(xué)工程是對環(huán)境中的各種資源進(jìn)行化學(xué)處理和加工的生產(chǎn)過程，該生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢棄物部分有害、有毒，進(jìn)入環(huán)境會造成污染。并且有的化工產(chǎn)品在使用過程中也會造成對環(huán)境的污染。因此化學(xué)工業(yè)對環(huán)境影響巨大，所以實施可持續(xù)發(fā)展對化工生產(chǎn)尤為重要?；瘜W(xué)工程領(lǐng)域要積極探索新的方法減少化工生產(chǎn)過程中或產(chǎn)品對環(huán)境的危害。這是化學(xué)工程今年來面臨的一大挑戰(zhàn)。目前我國環(huán)境保護(hù)問題面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，同時資源、能源的高效清潔利用問題也面臨著突出挑戰(zhàn)，因此，化學(xué)工程的研究對象將由以煤、石油、天然氣為代表的傳統(tǒng)不可再生能源向生物質(zhì)能等新興可再生能源進(jìn)行實質(zhì)性的擴(kuò)展。新興可再生能源應(yīng)當(dāng)具有環(huán)保性、成本低和宜于大規(guī)模利用等優(yōu)點。隨著環(huán)境保護(hù)、氣候變化、能源清潔利用等問題越來越受到重視，各種資源的循環(huán)利用也將成為化學(xué)工程面臨的重要難題，化學(xué)工程必須重視并解決這一難題。今后，化工必須以重大需求作為牽引力，以解決能源、資源利用與環(huán)境保護(hù)的重大問題為目標(biāo)(李成岳)[5]。

2.2化學(xué)工程與科技創(chuàng)新

傳統(tǒng)的化學(xué)工程對于“三傳一反”的研究難以突破常規(guī)化工過程的量化放大和調(diào)控這一瓶頸問題，更需面對高新技術(shù)，尤其是生物技術(shù)、納米技術(shù)和材料科學(xué)發(fā)展過程中遇到的新問題，因此其時空內(nèi)涵和范圍必須深化和擴(kuò)展?；瘜W(xué)工程需要解決的大多數(shù)難題都具有多尺度結(jié)構(gòu)特征，空間上跨越從原子、分子到設(shè)備、系統(tǒng)，甚至自然生態(tài)的尺度，時間上跨越秒、月到年甚至更大的尺度，之前的計算方法并不能在這樣的時空尺度中運算，更無法建立不同尺度之間的關(guān)系，因此認(rèn)識不同層次結(jié)構(gòu)與宏觀性能的關(guān)系十分困難，這是解決很多化學(xué)工程問題的瓶頸。我國目前的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求對化工產(chǎn)品進(jìn)行全生命周期的設(shè)計，從產(chǎn)品研發(fā)開始就必須提前考慮以后整個周期中可能產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)和如何回收資源，這就需要大大擴(kuò)展化學(xué)工程研究的時空范圍。化學(xué)工程必須樹立復(fù)雜性的觀念，進(jìn)入復(fù)雜性科學(xué)[6]。由于當(dāng)今很多新興領(lǐng)域在持續(xù)高速發(fā)展，而目前的化學(xué)工程理論與技術(shù)并不能滿足這些領(lǐng)域發(fā)展對于化工技術(shù)的需求，因此很多化工行業(yè)的企業(yè)在市場需求和經(jīng)濟(jì)利益的推動下，采用了高能耗、高污染、高排放的生產(chǎn)模式。但如果長期忽視了化學(xué)工程相關(guān)知識的擴(kuò)展和應(yīng)用，忽視了化學(xué)工程學(xué)科自身的發(fā)展，長此以往，化學(xué)工程會失去發(fā)展的機(jī)遇，甚至可能在學(xué)科交叉與融合的進(jìn)程中落伍。

3結(jié)論

化學(xué)工程的研究內(nèi)容范文第2篇

關(guān)鍵詞：發(fā)展；化學(xué)工程技術(shù)；優(yōu)化方案

化工行業(yè)的發(fā)展，給人們的生產(chǎn)和生活帶來了翻天覆地的變化，而且在在科技時代下我國化工行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢良好，化工行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，為化學(xué)工程技術(shù)的更新?lián)Q代提供了堅實的基礎(chǔ)，同時為化工生產(chǎn)設(shè)備及實驗儀器的改進(jìn)創(chuàng)造了技術(shù)條件。那么如何使化學(xué)工程技術(shù)在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上有所突破，需要將化學(xué)工程技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)相結(jié)合。

一、化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展概述

（一）化學(xué)分離技術(shù)?；瘜W(xué)分離技術(shù)先要對儀器進(jìn)行分離強(qiáng)化，然后對生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行分離強(qiáng)化。按照化學(xué)分離原理，經(jīng)強(qiáng)化的儀器和技術(shù)會變得更加精細(xì)，效率也會更高，而且進(jìn)行化學(xué)分離后的生產(chǎn)原料可以將自身的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成動能或熱能，同時還具有較高的能量轉(zhuǎn)化效率。然而，科學(xué)家將化學(xué)分離技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，并研究信息技術(shù)與化學(xué)工程的應(yīng)用原理，將現(xiàn)代信息技術(shù)運用到熱感技術(shù)的開發(fā)中，提升熱感設(shè)備的精密度。比如講新的控制方法加入傳統(tǒng)半透膜分離技術(shù)形成新型分離技術(shù)，該技術(shù)地應(yīng)用極大地提高了分離速度和效率。

（二）綠色節(jié)能技術(shù)。在工業(yè)化程度日益加深的今天，人們對資源的需求量越來越大，對于不可再生資源而言，其面臨著能源枯竭的威脅，在該現(xiàn)狀下，綠色節(jié)能化學(xué)工程技術(shù)的研究和應(yīng)用從根本上提高了能源的利用率。綠色節(jié)能化學(xué)技術(shù)是指采用高新技術(shù)使化學(xué)反應(yīng)在進(jìn)行的過程中不會對環(huán)境造成污染，并且有利于環(huán)境保護(hù)的綠色節(jié)能技術(shù)，其理念是在化學(xué)反應(yīng)的過程中，采用化學(xué)技術(shù)減少或消除化學(xué)原料及溶劑對人類健康、生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的不良影響。

（三）超臨界技術(shù)?；瘜W(xué)反應(yīng)技術(shù)中的超臨界反應(yīng)指當(dāng)壓力和溫度都在臨界點以上，物質(zhì)處于氣態(tài)和液態(tài)之間。這種超臨界狀態(tài)的液體在化學(xué)工業(yè)、生物工業(yè)、食品工業(yè)等有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣闊。目前超臨界液體的諸多優(yōu)勢已經(jīng)給人們帶來了很多便利，其發(fā)展前景十分誘人，而超臨界化學(xué)技術(shù)是與超臨界液體相關(guān)的化學(xué)技術(shù)，化學(xué)界已經(jīng)將超臨界水氧化法成功應(yīng)用到環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，但當(dāng)前該技術(shù)還有待進(jìn)一步完善和改進(jìn)。

二、化學(xué)工程技術(shù)優(yōu)化的重要意義

（一）優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)?；谑袌鼋?jīng)濟(jì)不穩(wěn)定的特征，化工企業(yè)需要深刻剖析市場實際需求，對自身的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，從而實現(xiàn)科學(xué)、合理的管理目標(biāo)，為企業(yè)發(fā)展注入積極因素。通過運用全新的化學(xué)工程技術(shù)，使資源得到了優(yōu)化配置及合理應(yīng)用，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，為社會提供了更多就業(yè)機(jī)會，推動社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。

（二）有利于提高企業(yè)的競爭力?？萍紩r代的大背景下，化工行業(yè)的市場競爭逐漸白熱化，為提高化工企業(yè)的競爭力及經(jīng)濟(jì)效益，需要提高員工的工作效率，因此需要借助于先進(jìn)的化學(xué)工程技術(shù)，并結(jié)合化工企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，從而制定出科學(xué)、合理的發(fā)展策略，這是化工企業(yè)提升自身綜合競爭力的有效途徑。

三、對化學(xué)工程技術(shù)的優(yōu)化

（一）與信息技術(shù)的結(jié)合。信息技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使得我國整體技術(shù)水平有了重大突破。就化學(xué)工程技術(shù)的研究未來而言，化學(xué)工程技術(shù)信息化程度會越來越高，化學(xué)工程技術(shù)要想實現(xiàn)優(yōu)化升級，就要與信息技術(shù)進(jìn)行完美結(jié)合?；瘜W(xué)工程技術(shù)的研究需要計算機(jī)信息技術(shù)作為支撐，化學(xué)工程與信息技術(shù)相結(jié)合可以提升技g的精確性，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的生產(chǎn)應(yīng)用。比如在CO2傳感器、溫度傳感器以及濕度傳感器技術(shù)方面，將化學(xué)工程技術(shù)與計算機(jī)信息技術(shù)結(jié)合起來，使控制系統(tǒng)的反應(yīng)更加靈敏。

（二）與系統(tǒng)工程的結(jié)合。因為物質(zhì)本身的復(fù)雜性，導(dǎo)致化學(xué)變化也相對復(fù)雜，因此，化學(xué)研究不能只停留在對一般物理、化學(xué)特性上，要深入物質(zhì)結(jié)構(gòu)，探究其構(gòu)成和變化原理。化學(xué)工程技術(shù)的研究方向不斷拓寬，需要從根本上簡化化學(xué)工程技術(shù)研究過程，與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)工程結(jié)合能夠?qū)嶒灢僮骱突瘜W(xué)理論知識相結(jié)合，通過計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，簡化物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究內(nèi)容，為化工研究提供更加成熟的分析條件。

（三）加大對綠色化學(xué)技術(shù)的研究力度。環(huán)境是國際性問題，目前，我國投資于環(huán)境保護(hù)和改善的資金越來越多，而且更多的群體也參與到環(huán)境保護(hù)的工作中，此時綠色化學(xué)技術(shù)應(yīng)運而生，由于綠色化學(xué)技術(shù)既能夠降低能源的消耗量，又能提高能源的利用率，還能減少污染物的排放，該技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境三重效益，因此未來的發(fā)展前景會更加廣闊。

（四）強(qiáng)化化學(xué)工程基礎(chǔ)的應(yīng)用研究。在發(fā)展化學(xué)工程技術(shù)時，除了要緊跟科技發(fā)展的前沿外，還要對必要的基礎(chǔ)應(yīng)用展開研究?；A(chǔ)應(yīng)用研究投資大、研發(fā)時間長，短期內(nèi)很難看到經(jīng)濟(jì)效益，但是從長遠(yuǎn)利益出發(fā)，為了化學(xué)工程技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，必須加強(qiáng)基礎(chǔ)應(yīng)用研究。另外，在引進(jìn)外來先進(jìn)技術(shù)時，要注意消化吸收其中的基礎(chǔ)技術(shù)，做好技術(shù)儲備工作。

四、結(jié)語

總而言之，化學(xué)工程技術(shù)的研究是現(xiàn)代化學(xué)工程研究體系中的關(guān)鍵部分，在新型化學(xué)分離技術(shù)及綠色技能技術(shù)被人們接受及應(yīng)用的同時，工業(yè)信息化發(fā)展的現(xiàn)狀對化學(xué)工程技術(shù)提出了新要求和新標(biāo)準(zhǔn)，所以，在未來化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用中，要結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，實現(xiàn)化學(xué)工程技術(shù)的升級和革新。

化學(xué)工程的研究內(nèi)容范文第3篇

關(guān)鍵詞:能源化學(xué)工程;培養(yǎng)目標(biāo);課程體系;人才培養(yǎng)模式

1能源化學(xué)工程專業(yè)的產(chǎn)生

隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類社會對能源的需求越來越多。能源問題成為21世紀(jì)人類面臨的最基本問題。長遠(yuǎn)來看，在全世界范圍內(nèi)，一次能源仍將占主要地位。但隨著時間的推移，一次能源逐漸消耗殆盡，煤、石油和天然氣等含碳能源的潔凈、高效利用，太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、潮汐能等具有清潔、低碳、可再生等優(yōu)勢的新能源的開發(fā)利用將成為未來世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵［1］。能源化學(xué)工程(EnergyChemicalEngineering)作為一個全新的專業(yè)應(yīng)運而生。安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化學(xué)工程系根據(jù)自身化學(xué)工程與工藝(煤化工方向)專業(yè)優(yōu)勢，僅僅依托煤化工，但又不局限于煤化工，涵蓋燃料電池、生物質(zhì)能、電化學(xué)、生物柴油、環(huán)境化工等豐富內(nèi)容，于2011年新增加能源化學(xué)工程專業(yè)。關(guān)于能源化學(xué)工程專業(yè)本科生課程體系建構(gòu)、人才培養(yǎng)模式正處于不斷探索和完善中。

2能源化學(xué)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)

能源化學(xué)作為化學(xué)的一門重要分支學(xué)科，是掌握煤炭綜合利用，了解非煤礦物能源，普及新能源和可再生能源知識、實現(xiàn)能源科學(xué)利用和可持續(xù)發(fā)展的重要科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。它利用化學(xué)與化工的理論與技術(shù)來解決能量轉(zhuǎn)換、能量儲存及能量傳輸問題，以更好地為人類經(jīng)濟(jì)和社會生活服務(wù)?；瘜W(xué)變化都伴隨著能量的變化，而能源的使用實質(zhì)就是能量形式發(fā)生轉(zhuǎn)化的過程。能源化學(xué)因其化學(xué)反應(yīng)直接或者通過化學(xué)制備材料技術(shù)間接實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換與儲存［2－8］。能源化學(xué)工程屬于一個全新的專業(yè)，之前僅在化學(xué)工程與工藝專業(yè)里涵蓋過一點，主要關(guān)注怎么利用能源、對大自然造成較少的傷害。主要研究方向:能源清潔轉(zhuǎn)化、煤化工、環(huán)境催化、綠色合成、新能源利用與化學(xué)轉(zhuǎn)化環(huán)境化工。如今上升到一個全新的專業(yè)獨立出來，可見其重要程度。專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的制定應(yīng)建立在對專業(yè)深入分析和了解的基礎(chǔ)上并結(jié)合國情、校情，能源化學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)也不例外［9－10］。考慮到安徽省淮南市是歷史悠久的煤炭城市，再結(jié)合安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化學(xué)工程系專業(yè)的辦學(xué)特色，考慮專業(yè)發(fā)展與社會進(jìn)步對人才的客觀、合理的要求。我們在制定本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)時，強(qiáng)調(diào)“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、高素質(zhì)”，力求培養(yǎng)出具有良好科學(xué)素養(yǎng)、基礎(chǔ)扎實、知識面寬，同時具有創(chuàng)新精神和國際視野的高級專門應(yīng)用型人才［11－12］。學(xué)生具有了扎實的化學(xué)化工基礎(chǔ)知識和能源化學(xué)工程專業(yè)知識就能夠快速適應(yīng)涉及化學(xué)、化工、傳統(tǒng)和新能源加工等領(lǐng)域的相關(guān)工作。具備在煤炭行業(yè)、電力行業(yè)、石油石化行業(yè)、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用行業(yè)從事低碳能源清潔化、可再生能源利用以及能源高效轉(zhuǎn)化、化工用能評價等領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)研究、生產(chǎn)設(shè)計和技術(shù)管理等工作。我們培養(yǎng)的畢業(yè)生工作領(lǐng)域包括:煤化工行業(yè)、天然氣化工行業(yè)、電廠化工綜合利用行業(yè)、生物質(zhì)能源化工行業(yè)、固體廢物綜合處理行業(yè)、石油加工行業(yè)、石油化工行業(yè)、催化劑生產(chǎn)和研發(fā)行業(yè)?？梢栽谶@些行業(yè)從事設(shè)計、科學(xué)研究、技術(shù)管理等工作或繼續(xù)深造［13－16］。

3能源化學(xué)工程專業(yè)課程體系

除了公共基礎(chǔ)課程、學(xué)科專業(yè)必修課程，立足能源城淮南市，依托安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化學(xué)工程系的特色開設(shè)特色專業(yè)核心課程(如，能源化工導(dǎo)論、化學(xué)反應(yīng)工程、化工熱力學(xué)、化工分離工程、煤化學(xué)、工業(yè)催化I、能源化工工藝學(xué)、化工過程分析與合成、化工過程控制、化工設(shè)計基礎(chǔ))以及特色專業(yè)任選課(如，煤氣化工藝學(xué)、煤基合成燃料、生物質(zhì)能源及化工、燃燒工程、燃料電池、現(xiàn)代儀器分析、電化學(xué)工程、膜科學(xué)技術(shù)過程與原理、基本有機(jī)化工工藝、廢棄物處理與資源化、環(huán)境化工、化工專業(yè)英語)。此外專業(yè)實踐模塊本系能源化學(xué)工程專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)實驗－《煤化學(xué)及工藝學(xué)實驗》，包含實驗項目:煤樣的制備、煤樣的粒度分析、煤樣堆積密度的測定;煤中水分、灰分、揮發(fā)分產(chǎn)率的測定及固定碳的計算;煤中硫元素的測定;煤的發(fā)熱量測定;煤中碳?xì)湓氐姆治?煤氣成分分析;煙煤坩堝膨脹序數(shù)的測定;煙煤奧亞膨脹度的測定;煤的粘結(jié)性指數(shù)的測定;煤灰熔融性的測定。這些實驗項目以煤化工為特色，厚基礎(chǔ)理論，意在培養(yǎng)學(xué)生扎實的理論基礎(chǔ)。開設(shè)的專業(yè)實驗－《能源化工專業(yè)實驗》，包含實驗項目:煤樣的XRD分析;煤的熱重分析;水煤漿的制備和性能評價;油品的常壓蒸餾;生物柴油制備及性能評價;石油產(chǎn)品的性能測定1;石油產(chǎn)品的性能測定2;電化學(xué)－燃料電池電化學(xué)性質(zhì)的測定;電化學(xué)－質(zhì)子交換膜電化學(xué)性質(zhì)的測定。這些實驗項目不限于煤化工，設(shè)計生物柴油，電化學(xué)，燃料電池等，重在拓展知識面，培養(yǎng)寬專業(yè)，高素質(zhì)人才。

4能源化學(xué)工程專業(yè)建設(shè)中存在的問題

安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化學(xué)工程系根據(jù)自身化學(xué)工程與工藝(煤化工方向)專業(yè)優(yōu)勢，開設(shè)能源化學(xué)工程專業(yè)，經(jīng)過這些年的不斷摸索，至今已有一屆畢業(yè)生，通過學(xué)生反饋，在專業(yè)建設(shè)上仍有一些不足:

(1)專業(yè)實踐教學(xué)條件有待改善。就當(dāng)前現(xiàn)狀來看，本專業(yè)實驗條件還相對落后，缺少大型分析儀器和設(shè)備，實驗室建設(shè)相對滯后，現(xiàn)有實驗器材臺數(shù)還不能很好滿足學(xué)生分組實驗要求。

(2)師資隊伍建設(shè)還需進(jìn)一步加強(qiáng)。由于本專業(yè)辦學(xué)歷史較短，師資力量相對不足，專業(yè)結(jié)構(gòu)也不近合理，一批青年教師還需逐漸成長，缺乏高水平科研項目和教學(xué)研究成果。

(3)部分課程設(shè)置不盡合理，同時，專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課開課的先后順序還需進(jìn)一步調(diào)整和完善。對于新開設(shè)的課程，有的授課教師對內(nèi)容不太熟練，有必要加強(qiáng)教師的授課水平，有條件的話可以走出去，加強(qiáng)與兄弟院校和科研院所的交流合作。

(4)校外實習(xí)基地建設(shè)有待加強(qiáng)?，F(xiàn)有實習(xí)基地以煤化工企業(yè)為主，與能源化學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中強(qiáng)調(diào)的“寬專業(yè)”背景還有一定差距［17］。以煤化工行業(yè)為背景的院校能源化學(xué)工程專業(yè)建設(shè)是一個不斷發(fā)展的過程。在開設(shè)該專業(yè)時仍需明確方向，吸收、借鑒相關(guān)院校辦學(xué)經(jīng)驗，不斷摸索、改進(jìn)、完善專業(yè)建設(shè)。不僅要辦出自身專業(yè)特色，還要進(jìn)一步解放思想，緊跟經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要，培養(yǎng)出適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。截止到目前為止，安徽理工大學(xué)能源化學(xué)工程專業(yè)建設(shè)經(jīng)費陸續(xù)到位，新進(jìn)大型設(shè)備招投標(biāo)已完成，等待供貨、安裝調(diào)試。專業(yè)教師也正忙于實驗室和實訓(xùn)基地的規(guī)劃設(shè)計。結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)帶領(lǐng)專業(yè)教師通過廣泛調(diào)研，集眾家之長，具有專業(yè)特色的實踐教學(xué)基地也逐步落實到位。相信安徽理工大學(xué)能源化學(xué)工程專業(yè)的明天會更加光輝燦爛。

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化學(xué)工程的研究內(nèi)容范文第4篇

    1.1應(yīng)用型本科人才要求

    根據(jù)現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的特征及社會對化工人才需求的趨勢,應(yīng)用型高?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)的目標(biāo)是培養(yǎng)化學(xué)化工理論基礎(chǔ)扎實,實踐動手能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力及外語與計算機(jī)應(yīng)用能力較強(qiáng),適應(yīng)化工、冶金、能源、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保等部門從事工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理等方面工作的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才[2]。為了實現(xiàn)上述目標(biāo),化學(xué)工程與工藝專業(yè)應(yīng)用型本科人才應(yīng)具備的基本素質(zhì)與專業(yè)能力包括7個方面:①樹立正確的世界觀,具有良好的人文精神、科學(xué)素養(yǎng),能處理好人與環(huán)境、人與社會的關(guān)系;②掌握化學(xué)工程與工藝的基本理論和基本知識;③掌握化學(xué)裝置工藝與設(shè)備設(shè)計方法,掌握化工過程模擬優(yōu)化方法;④具有對新工藝、新產(chǎn)品、新技術(shù)和新設(shè)備進(jìn)行研究、開發(fā)和設(shè)計的初步能力;⑤了解化學(xué)工程的理論前沿,了解新工藝、新技術(shù)與新設(shè)備的發(fā)展動態(tài);⑥掌握文獻(xiàn)檢索的基本方法,具有一定的科學(xué)研究和實際工作能力;⑦具有創(chuàng)新意識和獨立獲取新知識的能力[2]。因此,根據(jù)現(xiàn)代科技和生產(chǎn)的發(fā)展需要,以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展為目標(biāo),把握高等教育規(guī)律和化學(xué)工程與工藝專業(yè)特征,制定化學(xué)工程與工藝專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案。在人才培養(yǎng)方案制定的過程中,合肥學(xué)院借鑒德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用型人才成功經(jīng)驗,非常重視企業(yè)的作用,將企業(yè)要求與學(xué)生的培養(yǎng)相結(jié)合,構(gòu)建理論教學(xué)與實踐教學(xué)相學(xué)體系,確定了以“面向企業(yè)、立足崗位、注重素質(zhì)、強(qiáng)化應(yīng)用、突出能力”為指導(dǎo)思想的“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)模式。理論教學(xué)體系體現(xiàn)“三個服務(wù)”原則:基礎(chǔ)理論教學(xué)要為專業(yè)技術(shù)課教學(xué)服務(wù),理論教學(xué)為提高學(xué)生綜合素質(zhì)服務(wù),把素質(zhì)教育貫穿于教學(xué)全程,為培養(yǎng)學(xué)生具有獨立分析和解決實際問題的能力服務(wù),注重培養(yǎng)學(xué)生對技術(shù)成果的吸納和綜合應(yīng)用能力。建立與培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的實踐教學(xué)體系,形成基礎(chǔ)實訓(xùn)、專業(yè)實訓(xùn)及校內(nèi)、外實訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合的綜合實訓(xùn)教學(xué)一體化,完成實訓(xùn)教學(xué)。促進(jìn)學(xué)生掌握專業(yè)技能,實施“四年九學(xué)期制”,提高學(xué)生就業(yè)競爭能力。

    1.2化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才要求

    化學(xué)工程與工藝專業(yè)是為了適應(yīng)新世紀(jì)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展而設(shè)置的,是由原來的化學(xué)工程、有機(jī)化工、無機(jī)化工、高分子化工、精細(xì)化工、煤化工、工業(yè)催化等專業(yè)合并而成的寬口徑專業(yè),覆蓋面寬、涉及領(lǐng)域廣[3]。該專業(yè)具有兩大特色:一是覆蓋面廣。研究領(lǐng)域涉及無機(jī)化工、有機(jī)化工、精細(xì)化工、材料化工、能源化工、生物化工、醫(yī)藥化工、微電子化工等諸多領(lǐng)域;二是工程特色顯著。該專業(yè)以化學(xué)工程與化學(xué)工藝為兩大支撐點,化學(xué)工程主要研究化工過程及設(shè)備的開發(fā)、設(shè)計、優(yōu)化和管理?；瘜W(xué)工藝則研究以石油、煤、天然氣、礦物、動植物等自然資源為原料,通過化學(xué)反應(yīng)和分離加工技術(shù)制取各種化工產(chǎn)品?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)涉及的工程放大技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)技術(shù),不僅在化工領(lǐng)域,而且在醫(yī)藥、材料、食品、生工等眾多相關(guān)領(lǐng)域均大有用武之地。因此,化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)有較強(qiáng)的工程能力和工作適應(yīng)性,需掌握化工生產(chǎn)技術(shù)的基本原理、專業(yè)技能與研究方法,具有從事化工生產(chǎn)控制、化工產(chǎn)品和過程的研究開發(fā)、化工裝置設(shè)計與放大的初步能力[4]。

    1.3應(yīng)用型化工人才實踐教學(xué)體系構(gòu)建

    高等工程教育強(qiáng)調(diào)綜合素質(zhì)的基礎(chǔ)作用和工程素質(zhì)的定型作用。培養(yǎng)應(yīng)用型化工特色人才,核心就是培養(yǎng)實踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才。以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo),以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),遵循教育教學(xué)基本規(guī)律,堅持育人為本,教學(xué)為綱,根據(jù)學(xué)生需要,圍繞學(xué)生能力拓展和知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建實踐教學(xué)體系。該體系由基本技能、專業(yè)能力、綜合能力三層次訓(xùn)練組成,將課外創(chuàng)新活動和社會實踐有機(jī)融合。借鑒德國成功的經(jīng)驗,培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力、項目實現(xiàn)能力及創(chuàng)新能力。實踐教學(xué)根據(jù)能力要求可分為3個層次:基礎(chǔ)實踐層、專業(yè)實踐層、綜合和創(chuàng)新實踐層。基礎(chǔ)實踐層以強(qiáng)化“三基”,培養(yǎng)基礎(chǔ)能力為目的,將基礎(chǔ)化學(xué)實驗分為3個層次和5個模塊,構(gòu)成一個彼此相連,逐層提高的體系[5]。通過化學(xué)專題研究訓(xùn)練,強(qiáng)化了知識和技能的綜合性;認(rèn)知實習(xí)在實踐教學(xué)體系中處于承上啟下階段。學(xué)生在與自己相近或相關(guān)的崗位上經(jīng)過認(rèn)知實習(xí),了解專業(yè)所需要的專業(yè)知識、能力、素質(zhì),有利于他們結(jié)合自己的興趣,規(guī)劃未來發(fā)展,在專業(yè)方向的選擇、課程模塊的選擇上會更加理性。2周金工實習(xí)和1周電工電子實習(xí),實現(xiàn)基礎(chǔ)能力培養(yǎng)目標(biāo);專業(yè)實踐層是在理論教學(xué)和基礎(chǔ)能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,通過專業(yè)基礎(chǔ)實驗、課程設(shè)計、工程實訓(xùn)等實踐教學(xué)的環(huán)節(jié)實現(xiàn)專業(yè)能力培養(yǎng);綜合和創(chuàng)新能力是對技術(shù)基礎(chǔ)知識、運用專業(yè)知識解決實際問題能力和知識遷移能力的綜合體現(xiàn),反映學(xué)生整體素質(zhì)。通過畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(論文)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié),配合第二課堂科技活動,達(dá)到培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力的目的?？傊?各層實踐教學(xué)活動層層遞進(jìn)、相互滲透,達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)定的專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力的要求。

    2圍繞工程能力培養(yǎng),實施實踐教學(xué)改革

    2.1突出強(qiáng)化實踐鍛煉,提高教師實踐教學(xué)水平

    教師是實踐教學(xué)體系的主導(dǎo)者,也是實踐教學(xué)體系的實踐者。要培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型人才,必須要有高水平的教師隊伍。按照這一思路,為所有的實驗室配備了具有碩士學(xué)位的專職實驗教師,采取走出去、請進(jìn)來的辦法培養(yǎng)教師的實踐能力,派合肥學(xué)院高學(xué)位高職稱的教師到企業(yè)去鍛煉6~12個月,增加教師的工程意識和實踐能力。根據(jù)學(xué)院要求成立了實驗技術(shù)教研室,這不僅是名稱和內(nèi)涵的改變,更重要的是教育理念的轉(zhuǎn)變,建立實驗技術(shù)教研室,由教授、博士擔(dān)任主任,具有研究生學(xué)歷的教師為成員,研究實踐教學(xué)內(nèi)容、方法和手段,進(jìn)行實驗教學(xué)、實驗課程內(nèi)容和方法改革等工作。目前,和化學(xué)工程與工藝專業(yè)實驗實踐教學(xué)有關(guān)的合肥學(xué)院院級教研立項6項,安徽省教育廳立項3項,獲得教學(xué)成果獎合肥學(xué)院二等獎一項、三等獎一項;安徽省三等獎一項。聘請企業(yè)和設(shè)計院等單位人員擔(dān)任教師,讓學(xué)生參與解決實際工作問題,提高實踐能力。

    2.2加強(qiáng)實踐教學(xué)條件建設(shè),提供實踐教學(xué)載體

    實驗室和實習(xí)基地是完成實踐教學(xué)內(nèi)容所必需的保障平臺。在實驗室建設(shè)方面,加強(qiáng)以無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)課程為支撐的基礎(chǔ)化學(xué)實驗室建設(shè),和以化工原理為支撐的化工基礎(chǔ)實驗室。專業(yè)實驗作為一門最能反映專業(yè)特色,與專業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展關(guān)系最為密切的實踐性課程,必須跳出原有的框架,重新構(gòu)建一個能夠全面反映化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展方向、適合按專業(yè)大類組織實驗教學(xué)、有利于培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的新框架。根據(jù)化學(xué)工程與工藝核心課程化工熱力學(xué)、傳遞過程原理、化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程和技術(shù)化工工藝學(xué)作為構(gòu)架,遵循以下原則:緊扣化工過程研究與開發(fā)的方法論;充分考慮工程學(xué)與工藝學(xué)實驗的適當(dāng)平衡;具有典型性、力求先進(jìn)性、增加綜合性;實驗內(nèi)容既符合化學(xué)工程與工藝學(xué)科發(fā)展規(guī)律,又具有鮮明的先進(jìn)性和特色,建立了化工熱力學(xué)實驗室等專業(yè)實驗室。根據(jù)專業(yè)和學(xué)生發(fā)展需要,在專業(yè)方向上設(shè)立分離工程和精細(xì)化工2個化工專業(yè)方向,并建立精細(xì)化工和分離技術(shù)2個實驗室,建立膜材料和膜過程院級重點實驗室1個。校外實習(xí)是強(qiáng)化專業(yè)知識、增加學(xué)生的感性認(rèn)識和創(chuàng)新能力的重要綜合性教學(xué)環(huán)節(jié),校外實習(xí)基地是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的重要場所,是學(xué)生接觸社會、了解社會的紐帶[6]。以校企互利雙贏為機(jī)制,開展產(chǎn)學(xué)合作,和中鹽四方集團(tuán)等14家企業(yè)建立良好的合作關(guān)系,與企業(yè)合作共建實驗室2個。每年由校內(nèi)和企業(yè)教師共同指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實習(xí),并在畢業(yè)論文(設(shè)計)環(huán)節(jié),由企業(yè)提出課題,真題真做,學(xué)生將所學(xué)知識和生產(chǎn)實際相結(jié)合,取得在書本上得不到的收獲。中鹽四方集團(tuán)、東華集團(tuán)工程技術(shù)人員指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計多次獲合肥學(xué)院優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(論文)獎。

    2.3第一課堂與第二課堂相結(jié)合,著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

    為了達(dá)到實驗課培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的更高目標(biāo),以培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力為出發(fā)點,以學(xué)生個性化能力培養(yǎng)為重點,學(xué)院制定了《合肥學(xué)院學(xué)生第二課堂活動學(xué)分管理暫行辦法》,將第一課堂與第二課堂結(jié)合起來,收到明顯的效果?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè),以化學(xué)工程師之家和學(xué)生參與教師科研為主要內(nèi)容開展第二課堂科技活動?；すこ處熤矣?007年11月建成運行。以培養(yǎng)“未來的工程師”為目標(biāo)、以工程設(shè)計為核心、以模型制作為基礎(chǔ),通過形式多樣的活動培養(yǎng)學(xué)生的工程意識;通過加強(qiáng)合作促進(jìn)團(tuán)隊精神;通過模型制作提高工程應(yīng)用能力;通過工程設(shè)計提高工程素養(yǎng);通過企業(yè)化運作模式培養(yǎng)學(xué)生效率意識、責(zé)任意識和管理能力。作為第二課堂的重要平臺,重點培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力、管理能力、協(xié)調(diào)組織的領(lǐng)導(dǎo)能力和團(tuán)隊精神。通過借鑒企業(yè)化管理模式,營造企業(yè)氛圍,培養(yǎng)學(xué)生效率意識、責(zé)任意識和管理能力,增強(qiáng)學(xué)生對社會的適應(yīng)能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。目前,累計培訓(xùn)學(xué)生500人以上?；瘜W(xué)工程與工藝學(xué)生在各種全國性競賽中取得了一系列好成績。2010年,在科技部等單位舉辦的青年科技創(chuàng)新競賽獲得二等獎,“三井化學(xué)”杯第四屆大學(xué)生化工設(shè)計競賽二等獎和華南地區(qū)第四屆大學(xué)生化工設(shè)計創(chuàng)業(yè)大賽二等獎。近3年來,學(xué)生34篇,其中被SCI、EI收錄的9篇。

化學(xué)工程的研究內(nèi)容范文第5篇

【關(guān)鍵詞】：化學(xué)工程；系統(tǒng)；和諧；辯證法

自然界中的和諧系統(tǒng)比比皆是，大至宇宙，小到原子；地球生態(tài)系統(tǒng)是和諧的，動植物群落是和諧的，人類社會體系是和諧的，健康的人體更是一個絕妙的和諧體。所有這些和諧系統(tǒng)遵循著同樣的辯證綜合的規(guī)律，具體可以歸納出三條：1．統(tǒng)一律；2．層次律；3．進(jìn)化律；所有和諧系統(tǒng)具有同樣的性質(zhì)：1．開放性；2．自組織性；3．非線性；4．無限發(fā)展性[1]。當(dāng)愛因斯坦把大半生致力于統(tǒng)一場論時，其哲學(xué)上的需要相對物理學(xué)上而言或許要來得大，面對物理學(xué)的系統(tǒng)和諧，理論規(guī)則的分立是不能令他覺得滿意的。而化學(xué)工程的發(fā)展是不是因循同樣的哲學(xué)歷程呢？

在化學(xué)工程作為學(xué)科開始被重視之前，化學(xué)工業(yè)已具有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，各種具體的工程與工藝都被獨立開來，在認(rèn)識上是被分為各門特殊的知識，因此，當(dāng)國外高等院校在十九世紀(jì)末開始設(shè)置"化學(xué)工程學(xué)"時，開設(shè)的課程大多是學(xué)習(xí)當(dāng)時化學(xué)工業(yè)的各種工藝學(xué)，"化學(xué)工程"的概念在當(dāng)時還是相當(dāng)模糊的，在理論上充其量是化學(xué)與機(jī)械的一種混合（amalgam）。然而這種理論混合的模式在德國人看來卻是很正統(tǒng)的，即使在今天，他們也避免專論"化學(xué)工程"，而是稱之為"過程工程"（Process Engineering），這一名稱實際上要比"化學(xué)工程"的范疇更廣，甚至更為準(zhǔn)確，凡是涉及一定流程與工藝的領(lǐng)域都是適用的。但我們習(xí)慣上還是沿用"化學(xué)工程"的名稱。

二十世紀(jì)開始，化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展，在社會經(jīng)濟(jì)中占的比重越來越大，客觀上需要化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展和支持。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，人們對事物運動規(guī)律性的認(rèn)識也愈來愈深化，愈來愈有概括性。伴隨著其他領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，人們逐漸認(rèn)識到化學(xué)工業(yè)中各門看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年，美G.E.的Davis《化學(xué)工程手冊》的發(fā)表，初步提出了"化工物理過程"的原理。1900年始，以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現(xiàn)，如1913年，德哈勃-博施法高壓合成氨技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，星火燎原的，化學(xué)工業(yè)呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景。到了二十年代，美MIT的一些學(xué)者提出：不管化工生產(chǎn)的工藝如何千差萬別，它們在眾多的典型設(shè)備中進(jìn)行著原理相同的物理過程。1920年，美MIT成立了第一個嚴(yán)格意義上的化工系，時W.K.Lewis任系主任。1922年美國化工學(xué)會認(rèn)同了新的見解，引出了"單元操作"（Unit Operation）的概念，這一概念在蘇聯(lián)時期和我國則廣泛稱為"化工原理"。

1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱為單元操作的過程主要有流體流動、傳熱、干燥、吸收、蒸發(fā)、萃取、結(jié)晶和過濾等，以這些單元操作作為研究和學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，是化學(xué)工程學(xué)科在二十世紀(jì)前半期發(fā)展的核心，其理論迅速成為發(fā)展化學(xué)工業(yè)的重要基石。這種把千變?nèi)f化、千差萬別的過程和工藝概括成"單元操作"是生產(chǎn)力發(fā)展到一定水平的反映，是化學(xué)工程學(xué)從"個性"到"共性"的第一個哲學(xué)性概括，是在一個系統(tǒng)整體性把握的高度上建立了一門技術(shù)科學(xué)，體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的和諧統(tǒng)一規(guī)律。

隨著"單元操作"概念的確定，另一方面，化學(xué)工程學(xué)科中重要支柱之一的"反應(yīng)工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德Winkler流化床煤氣化爐的應(yīng)用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工藝的開發(fā)，又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產(chǎn)，化學(xué)工業(yè)上發(fā)展的高峰持續(xù)不絕，1940年美國FCC煉油開發(fā)成功，成為石油化工的起點。直到1957年，歐洲第一屆反應(yīng)工程會議，明確提出"反應(yīng)工程"的概念，成為化學(xué)工程學(xué)科的重要組成部分，是化學(xué)工程學(xué)的進(jìn)一步和諧統(tǒng)一。"反應(yīng)工程"的建立，乃至今日仍備受困擾的"過程放大效應(yīng)"問題，及從"逐級放大"到"數(shù)模放大"的研究都帶動了"化工過程系統(tǒng)工程"的發(fā)展，并共同體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的和諧層次律。

就在"反應(yīng)工程"發(fā)展的同時，"單元操作"得到了更加深刻的認(rèn)識，人們發(fā)現(xiàn)各單元操作之間存在著更為普遍的原理，"過濾只是流體傳動的一個特例；蒸發(fā)不過是傳熱的一種形式；吸收和萃取都包含著質(zhì)量的傳遞；干燥與蒸餾則是傳熱加傳質(zhì)的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質(zhì)及流體動量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認(rèn)識的深化過程并沒有停止，人們進(jìn)一步又發(fā)現(xiàn)了動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞之間的類似性。于是從二十世紀(jì)50年代開始，人們綜合了以往的成果，開始用統(tǒng)一的觀點來研究三種傳遞過程。1960年，美威斯康辛大學(xué)（Univ. Wiscosin）的R.B.Bird教授出版了《Transport Phenomena》一書，系統(tǒng)地采用統(tǒng)一的方法來處理三種傳遞現(xiàn)象，從此化學(xué)工程學(xué)科的核心過渡到了"三傳一反"的系統(tǒng)性概念。"三傳"的研究是系統(tǒng)科學(xué)和諧進(jìn)化律的又一體現(xiàn)，使化學(xué)工程學(xué)達(dá)到了一個新的整體性高度，這種高度的和諧統(tǒng)一是對客觀世界本質(zhì)性的認(rèn)識，并在學(xué)科上反映出了系統(tǒng)科學(xué)的基本原理和性質(zhì)，其影響力是普遍性的，是跨學(xué)科的，不僅使"傳遞原理"成為化學(xué)工程學(xué)的重要基礎(chǔ)，同時在生物工程、機(jī)械、航天和土木建筑等工程學(xué)科上也具有重要意義，并日益成為工程專業(yè)共有的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，只是側(cè)重點有所差異而已。

至此化學(xué)工程學(xué)科自身經(jīng)歷了一系列的演化和發(fā)展，并在短短的一個世紀(jì)中達(dá)到了一個前所未有的高度，涵括了眾多的生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，如醫(yī)藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學(xué)品等，每年為社會提供數(shù)以億噸計的千百萬種產(chǎn)品，是人們衣、食、住、行須臾不可離開的物質(zhì)基礎(chǔ)，為社會繁榮作出了巨大貢獻(xiàn)。然而事物總是一分為二的，從人類發(fā)展最為激動人心的口號"征服自然"到今天龐大的工業(yè)化進(jìn)程，地球自然生態(tài)系統(tǒng)遭遇了前所未有的嚴(yán)峻局面，這之中，化學(xué)工業(yè)是造成大規(guī)模環(huán)境污染及惡性重復(fù)污染的主要過程之一，化學(xué)工程學(xué)科需要肩負(fù)起新的使命。1990年，"生態(tài)化工"（Eco-Chemical Engineering）的概念提出來了，相應(yīng)在化工生產(chǎn)和過程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念，因時應(yīng)勢，化學(xué)工程學(xué)開始了系統(tǒng)科學(xué)的自組織過程，這也是和諧系統(tǒng)對立統(tǒng)一發(fā)展的需要。在系統(tǒng)科學(xué)看來，自組織是和諧系統(tǒng)的基本性質(zhì)之一，只有自組織系統(tǒng)能通過外部和自身內(nèi)部的不斷協(xié)調(diào)、整合，在適應(yīng)環(huán)境的同時保持自己的特性并產(chǎn)生新的功能。從自發(fā)到自覺地，化學(xué)工程學(xué)吸收了自組織的理論，不斷在廣度和深度上充實、完善和發(fā)展。

隨著新世紀(jì)的到來，世界正發(fā)生著全球性的變化，經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境和技術(shù)等領(lǐng)域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]。化學(xué)工程學(xué)科需要因應(yīng)時展而改變傳統(tǒng)的限制，不斷有新的概念提出來，如化學(xué)工程應(yīng)是伺機(jī)而待的專業(yè)（a profession in waiting）；化學(xué)工程師必須"be steeped in technology"，能夠創(chuàng)新、開發(fā)、變換、調(diào)控和適應(yīng)取代；化學(xué)工程學(xué)科要從"Process Engineering"達(dá)到"Product Engineering"再到"Formulation Engineering"。進(jìn)一步的綜合認(rèn)為，化學(xué)工程學(xué)關(guān)注著同時發(fā)生在非常廣泛的時空跨度內(nèi)的現(xiàn)象，必須具備多尺度、多目標(biāo)的方法來達(dá)到過程的總體優(yōu)化。涵括了五個方面[4，5]：

轉(zhuǎn)貼于 　 ① Nanoscale（納觀尺度）：研究量子化學(xué)、分子過程與分子模擬等。

② Microscale（微觀尺度）：研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學(xué)規(guī)律等。

③ Mesoscale（介觀尺度）：研究換熱設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、塔器以及傳統(tǒng)的"單元操作"和"三傳一反"等。

④ Macroscale（宏觀尺度）：研究生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)過程等。

⑤ Megascale（兆觀尺度）：研究環(huán)境過程和大氣生態(tài)過程等。

于是化學(xué)工程學(xué)的核心轉(zhuǎn)變到了"多尺度、多目標(biāo)擇優(yōu)"的概念，化學(xué)工程學(xué)科又到達(dá)一個新的和諧統(tǒng)一的高度，進(jìn)入了更高層次的系統(tǒng)工程領(lǐng)域。

新的發(fā)展的深度促使化學(xué)工程學(xué)科作出了一定尺度的"分化"，然而這還遠(yuǎn)未結(jié)束，人們對世界的認(rèn)識還在不斷探索不斷深入，一個更深刻更普遍也更一般的問題已經(jīng)觸到了化學(xué)工程學(xué)科的神經(jīng)，觸到了化學(xué)工程學(xué)的認(rèn)識本質(zhì)，并促使化學(xué)工程學(xué)需要有新的"融合"。這一問題就是"非線性及其包涵的混沌原理"，相對于"線性"是人類認(rèn)識客觀世界的基本工具，"非線性"則是客觀世界的本質(zhì)特征，是"線性"反映的目的，是從科學(xué)角度看待世界的一種和諧統(tǒng)一；而在對"混沌發(fā)展"的研究表明，"混沌運動的普遍存在，揭示了自然界中實際系統(tǒng)發(fā)展演化的新行為，混沌態(tài)的自相似性使這種時間演化表現(xiàn)為一種空間結(jié)構(gòu)，而且以其不同空間尺度上的相似性，揭示了系統(tǒng)復(fù)雜運動的統(tǒng)一性。這種統(tǒng)一性是一個觀察"整體"的問題，只有在長時間范圍（因為混沌運動是一種長時間行為）和更高層次復(fù)雜性中才能顯現(xiàn)出來。"[6，7]這一問題涵蓋了自然科學(xué)和人文社會科學(xué)的眾多領(lǐng)域，具有重大的科學(xué)價值和深刻的哲學(xué)方法論意義。馬克思曾經(jīng)預(yù)言："自然科學(xué)往后將會把關(guān)于人類的科學(xué)總括在自己下面，正如關(guān)于人類的科學(xué)把自然科學(xué)總括在自己下面一樣：它們將成為一個科學(xué)。"從這一角度上，"非線性"問題是這種過程一體化的契合點以及整體認(rèn)識論上的共性[8]。當(dāng)站在這種整體性的高度上，化學(xué)工程學(xué)科獲得了全新的視野和更強(qiáng)大的分析解決問題的能力，并最終具有了學(xué)科融合的基礎(chǔ)。

在整個化學(xué)工程學(xué)科的孕育、誕生和發(fā)展過程中，始終交織著學(xué)科的"分化"與"融合"，除了上述尺度（scale）上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細(xì)化工、高分子化工等專業(yè)上的分化；另一方面，作為近代工程技術(shù)，它又是自然科學(xué)（化學(xué)、物理等）和技術(shù)科學(xué)（機(jī)械、材料等）的融合。正如物理學(xué)家普朗克（Planck）所指出的："科學(xué)是內(nèi)在的整體，它被分解為單獨的部分不是取決于事物的本身，而是取決于人類認(rèn)識能力的局限性，實際上存在著從物理到化學(xué)，通過生物學(xué)和人類學(xué)到社會學(xué)的連續(xù)的鏈條，這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實上，當(dāng)化學(xué)工程學(xué)科的核心發(fā)展到"非線性混沌系統(tǒng)"時，實現(xiàn)科學(xué)的融合已是其客觀系統(tǒng)性的需要，它需要強(qiáng)有力的非線性解算能力和綜合分析能力?；谌斯ぶ悄芎蜕窠?jīng)生物學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Networks）技術(shù)為這種系統(tǒng)性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特有的信息處理能力在愈來愈多的領(lǐng)域中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，它具有如下特點[9，10]：

① 學(xué)習(xí)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)外界環(huán)境修改自身行為，這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。

② 概括：經(jīng)過學(xué)習(xí)訓(xùn)練后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)在某種程度上能夠?qū)ν饨缧畔⒌纳倭縼G失或自身組織的局部缺損不再很敏感，反映了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的健壯性（魯棒性），即工程上說的"容錯"能力。

③ 抽取：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能，在某種意義上可以說它能"創(chuàng)造"出未見的事物。

④ 模擬：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由眾多的神經(jīng)元組成，以并行的方式處理信息，大大加快了運行速度，可以逼近任意復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。

當(dāng)然，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并非十全十美，其自身的發(fā)展就曾經(jīng)歷過相當(dāng)曲折的過程，但是，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANNs）特性的融合將是化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展到非線性核心系統(tǒng)的自組織適應(yīng)和需要。例如采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的控制系統(tǒng)，適應(yīng)性、穩(wěn)定性和智能性均較好，能處理復(fù)雜工藝過程的控制問題，也使得化學(xué)工程師不但也是機(jī)械工程師，還首先是系統(tǒng)工程師，并能從最一般的非線性原理出發(fā)，解決實際過程的創(chuàng)新、應(yīng)用、開發(fā)、生產(chǎn)等問題。

生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，人類認(rèn)識自然和改造自然的不斷深化，化學(xué)工程學(xué)科必將不斷"分化"和"融合"，體現(xiàn)出和諧系統(tǒng)的無限發(fā)展性質(zhì)。

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