Unit 10 What Is Chemical Engineering

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1、Unit10WhatIsChemicalEngineering?什么是化学工程学　　广义上讲，工程学可以定义为对某一特殊工业所用技术和设备的科学表达。例如，机械工程学涉及的是制造机器的工业所用技术和设备。机械工程主要是以机械力为基础，这种作用力可以改变所加工对象的外表或物理性质而不改变其化学性质。化学工程学包括原材料的化学过程，以更为复杂的化学和物理化学现象为基础。　　因此，化学工程是工程的一个分支，它涉及工业化化学过程中工厂和机器的设计、制造、和操作的研究。　　上述的化学工程是以化学科学为基础的，如物理化学，化学热力学和化学动力学。然而这样做的时候，它并不是仅仅简单地照搬结论，而是要

2、把这些知识运用于大批量生产的化学加工过程。把化学工程学与纯化学区分开来的首要目的是“找到最经济的生产路线并设计商业化的设备和辅助设备尽可能地适应它。”因此如果没有与经济学，物理学，数学，控制论，应用机械以及其它技术的联系就不能想象化学工程会是什么样的。　　早期的化学工程主要是一门描述性的学科。许多早期的有关化学工程的教科书和手册都是那个时候已知的商品生产过程的百科全书。科学和工业的发展使化学品的制造数量迅速增加。例如，如今石油已经成为八万多种化学产品生产的原材料。一方面是化学加工工业扩张的要求，另一方面是化学和技术水平的发展为化学工艺建立理论基础提供了可能。　　随着化学过程工业的发展，

3、新的数据，新的关系和新的综论不断添加到化学工程学的目录中。许多分支学科有它们自己的理由从化学工程学科的主流中分离出来，，如工艺和工厂设计，自动化，化工工艺模拟和模型，等等。简要的历史轮廓综观历史，化学工程与化学过程工业密不可分。在早期，化学工程随着早期化学产品交易的发展而出现，是应用化学的纯描述性的分支。在欧洲，基础化学产品的制造似乎出现在15世纪。一些小的、专门生产酸、碱、盐、药物中间体和一些有机化合物的企业开始创立。由于十九世纪英国的学院化学家强调纯化学的研究而不是应用化学，他们的已成为工业化学家的学生也只是定性和定量分析者。在19世纪80年代以前，德国的化学公司也是这样。他们愿意

4、聘请那些在大学里进行研究的人作顾问，这些人偶尔为生产制造的革新提供一些意见。然而到了19世纪80年代，工业家们开始认识到要把顾问们在实验室的准备和合成工作进行放大是一个与实验室研究截然不同的活动。因此他们开始将放大的问题及其解决方法视为化学方程—可能是因为那些在日益复杂的工业中从事于蒸汽机和泵维修工作、似乎最能理解所涉及过程的机械工程师，是最合适的人选。学院研究中头和手两分的现象逐渐消亡。　　单元操作。1881年英国曾经准备把新的化学工业协会命名为“化学工程师协会”，这个建议遭到了拒绝。另另一方面，来自工业部门的不断增长的压力所引起的结果是，技术研究机构（technicalinstit

5、ution）的(curricula)课程开始反映了对化学工程师的需要而不是对有能力的（analysts）分析人员的需要。现在仅仅对现有工业过程进行描述已经不够了，相反，希望各种具体的工业过程能得到分析。这就为引入热力学前景及关于动力学、溶液和相的新物理化学提供了空间。　　在这个转转换过程中的一位关键的人物是化学顾问GeorgeDavis，化学工业协会的首任秘书。1887年Davis那时是Manchester技术学校的一名讲师，做了一系列有关化学工程学的讲座。他把化学工程学定义为对“机械和工厂应用于大规模化学活动”的研究。这们以大规模工业化操作的的各种类型，如干燥、破碎、蒸馏、发酵、蒸发

6、和结晶为中心的课程，不仅在英国，而且还有国外，逐渐被认为是许多课程的模式。英国直到1909年化学工程学才成为一门较为完善的课程，而在美国，MIT的LewisNorton早在1888年就已率先开出了Davis型课程。　　1915年，ArthurD.little在一份MIT的计划书中，提出了“单元操作”这个概念，这种观点几乎囊括了20世纪化学工程学科的显著特征。Davis这一倡议的成功原因是很明显的：该说法避免了揭露由专利或技术所有者的沉默（reticence）所保护的具体化工过程的机密，在过去这些因素严重地阻止了制造商去学院研究机构训练计划的支持。Davis利用将化学工业转变为可以独立研

7、究的（separate）单个工序而克服了这一困难，同时他也在大学的中试工厂或技术大学车间的进行研究工作。实际上Davis运用了工业顾问的职业道德/规矩，借以把实践经验传播于各车间和各个过程间，这种方式不会泄密那些对一指定工厂的利润作出贡献的秘密或具体知识。这种方传播式的秘密或具体的知识单元操作二概念认为，任何化工制造过程都能分解为相同的操作，如粉碎、干燥、煅烧和电解，等等。这样，例如松节油制造的某个具体方面的学术上理论研究，可以用蒸馏的普通研究