时间：2023-08-15 17:24:04
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学工程与应用，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
化学工程与工艺学科是我国重要的学科之一，在化学工程中，化学实验起着重要的作用。化学实验的好坏严重影响着化学工程的建设。而数据处理过程又是化学实验中的重要组成部分。对程序中的数据进行有效的处理有助于化学实验的研究与开发。然而以往的数据处理方法基本上都是人工处理，这种处理方法既浪费时间又浪费资源。因此，开发新的化学数据处理方法成为我国化学工程研究的重点，而MATLAB软件就是新型化学数据处理方法之一，也对化学工业的发展起到巨大的作用[1]。
一、化学工程和工艺中的实验数据处理
化学工程实验是化学工程的重要组成部分，也是化学实验人员进行数据处理的重要手段。化学实验与其它的科学实验不同，其主要强调实验的结果是否可以反映一定的化学现象并且处理一定的化学问题，化学实验对人类的生活有一定的影响，其结果可以解决社会上的一些化学工业问题，并为化学工业的进行带来方便[2]。可见化学工程实验在化学工程中的重要性。但是以往的化学工程实验需要用人工处理法对大量的化学数据进行处理，由于数据的繁多和复杂，使得处理过程十分困难，并且实验需要运用大量的时间，也会耗费大量的人力及物资，这样的实验方法过于陈旧，已经不能满足社会对化学工程的需求。然而，随着社会科学的不断发展与完善，人们生产出的计算机已经完全可以代替以往的人为处理数据方法，使化工实验变得简单易行，并且可以大大提高处理化学数据的实验效率。
数据处理是化学实验中的重要组成部分，化学实验的实现主要通过进行大量的数据处理得来。数据处理并不简单，需要将大量的数据进行运算，从而得到合理的化学实验结果，但只是单单的运用人工运算方法，耗时耗力，而运用计算机进行化学数据的处理却可以很好的解决这一问题。
化学工程与化学工艺的基本组成部分是化学实验，化学实验的主要目标是根据有效的化学实验数据对生活中出现的一些化学问题进行合理的实验，从而得到合适的解决办法[3]。但在进行化学实验过程中，会有很多的限制因素，因此，实验人员需要在考虑这些限制因素的基础上进行数据处理，从而得到与实验现象相符的数据，只有这样才能更好的解决化学问题。
对于不同的生活现象有不同的化学实验验证方法，而不同的实验方法的难易程度不同，大多数的化学实验都是比较复杂且不易实行的，化学的数据之间有着多种多样的联系，这种联系往往不能单单从表面就被看出，需要经过大量的复杂的运算后才可进行进一步的观察[4]。而这就造成了处理数据需要运用大量的人力资源，并且对一些难理解的数据进行合理的分析也是比较耗时的工作。但如果应用计算机对实验中产生的一系列数据进行整合，将无效的甚至对有效数据有所干扰的数据进行消除，就可以留下有用的数据进行实验处理，这样的做法可以使数据结果非常精准，并且可以节省数据处理时间。
二、应用MATLAB进行化学工程与工艺的数据处理过程分析
MATLAB软件是化学工程实验中所运用到的一种先进的软件，这种软件可以进行编写化学程序、化学数据运算、数据结果运行等，并且可以运用高科技的技术进行化学计算得到有效可靠的数据，再对化学现象进行分析，从而得出合理的化学结论[5]。MATLAB软件的好处有很多，其中最主要的是操作简单，易懂、易学、易会，并且其操作界面比较人性化，有易于操作人员进行有效合理的操作，可以使以往复杂的计算过程变得简单易行，并且使计算结果比以往的更为精准，还可以减小误差。
MATLAB软件运用一种特殊的简单的程序语言对化学实验现象进行编写程序。其应用范围非常广、内部功能非常多、程序便于维护、利于编写程序，并且可以拥有多种平台的操作系统等。这种软件是化学工程实验中的重要软件，在对实验的数据处理上，发挥着重大的作用。这是化学工程及工艺中的重大突破与创新，也是化学工程学科未来的发展方向。
1.画程序图
对于不同的化学实验需要有其不同的数据处理过程，也有其不同的程序图、程序中所应用到的各种公式等，这些影响因素决定了实验的难易程度。一个实验拥有一个与之相符的独特的程序，也只有这一程序可以对其对应的化学实验进行很好的描述。但是，不论怎样的实验都有其共同点，下面就是对于大多数化学实验的总程序图。
图一 实验数据处理总程序图
2.编写程序
2.1输入数据
输入数据时，主要应用的函数是INPUT，应用INPUT将化学工程中有效的数据输入MATLAB软件的程序中，MATLAB再对数据进行处理，得出相应的结论。下面以温度为例对数据进行输入，其主要实现形式是：t=input，即表示系统要求程序输入温度值。但被输入程序的主要数据都是成组出现的，只有这样才会形成有效的程序处理系统。这种系统的处理数据能力高，处理速度快、处理效果好。
2.2处理数据
通常情况下，对实验所需数据进行处理需要先将数据进行整合，使程序模型被整合成一条连续的曲线形式。而对于不同的程序有其不同的整合方法，这里，对常见的整合方法，最小二乘法进行分析。
应用最小二乘法对数据x和y进行整合，是使x和y得到相应的函数关系式y=f（x），其主要思想是使残差的平方 2在定值x上最小。在进行数据测验时，经常会出现误差，最小二乘法不需要整合后的关系式y=f（x）经过所有的x点和y点，只需要残差平方的总和数最小。这证明最小二乘法最适于整合数据。这些方法都是MATLAB软件中所应用到的处理数据的方法。
2.3建立数据库
由于数据是在特殊情况下得出的，但是在实际的生活中，往往不会碰巧与数据相一致，而是会与实验数据有一定的偏差，这就需要技术人员将不同情况下的不同数据进行整合后，得到相应的关系式，即当程序输入一定的数据后，程序便会根据该数据进行及时的分析与运算，得出相对于输入数据的输出值。这就是数据库的建立过程。
三、总结
将MATLAB软件运用到化学工程与工艺中去是我国化学工程中的重大突破，MATLAB软件可以将复杂难懂的数据自动进行分析、整合，并得出有效的合理的数据进行程序设计。这种方法可以节省大量的人力、物力、时间等，并且最终处理数据的结果将更加准确，更便于在化学工程中使用。可见，MATLAB软件在化学工程及工艺中的重要作用。
参考文献
[1]房鼎业，乐清华，李福清主编.化学工程与工艺专业实验[M].北京：化学工业出版社，2009
[2]李丽，王振领编著.MATLAB工程计算机应用[M].北京：人民邮电出版社，2010.
[3]黄华江编著.实用化工计算机模拟———MATLAB在化学工程中的应用[M].北京：化学工业出版社，2009
关键词：发展；化学工程技术；优化方案
化工行业的发展，给人们的生产和生活带来了翻天覆地的变化，而且在在科技时代下我国化工行业的发展态势良好，化工行业的发展现状，为化学工程技术的更新换代提供了坚实的基础，同时为化工生产设备及实验仪器的改进创造了技术条件。那么如何使化学工程技术在传统技术的基础上有所突破，需要将化学工程技术与计算机技术等先进的科学技术相结合。
一、化学工程技术的发展概述
（一）化学分离技术。化学分离技术先要对仪器进行分离强化，然后对生产技术进行分离强化。按照化学分离原理，经强化的仪器和技术会变得更加精细，效率也会更高，而且进行化学分离后的生产原料可以将自身的化学能转化成动能或热能，同时还具有较高的能量转化效率。然而，科学家将化学分离技术与现代信息技术有机结合，并研究信息技术与化学工程的应用原理，将现代信息技术运用到热感技术的开发中，提升热感设备的精密度。比如讲新的控制方法加入传统半透膜分离技术形成新型分离技术，该技术地应用极大地提高了分离速度和效率。
（二）绿色节能技术。在工业化程度日益加深的今天，人们对资源的需求量越来越大，对于不可再生资源而言，其面临着能源枯竭的威胁，在该现状下，绿色节能化学工程技术的研究和应用从根本上提高了能源的利用率。绿色节能化学技术是指采用高新技术使化学反应在进行的过程中不会对环境造成污染，并且有利于环境保护的绿色节能技术，其理念是在化学反应的过程中，采用化学技术减少或消除化学原料及溶剂对人类健康、生态环境产生的不良影响。
（三）超临界技术。化学反应技术中的超临界反应指当压力和温度都在临界点以上，物质处于气态和液态之间。这种超临界状态的液体在化学工业、生物工业、食品工业等有着广泛的应用，尤其是在医药工业领域的应用更加广阔。目前超临界液体的诸多优势已经给人们带来了很多便利，其发展前景十分诱人，而超临界化学技术是与超临界液体相关的化学技术，化学界已经将超临界水氧化法成功应用到环境保护领域，但当前该技术还有待进一步完善和改进。
二、化学工程技术优化的重要意义
（一）优化产品结构。基于市场经济不稳定的特征，化工企业需要深刻剖析市场实际需求，对自身的产业结构进行调整和优化，从而实现科学、合理的管理目标，为企业发展注入积极因素。通过运用全新的化学工程技术，使资源得到了优化配置及合理应用，促进了产业结构的优化调整，为社会提供了更多就业机会，推动社会经济的发展[1]。
（二）有利于提高企业的竞争力。科技时代的大背景下，化工行业的市场竞争逐渐白热化，为提高化工企业的竞争力及经济效益，需要提高员工的工作效率，因此需要借助于先进的化学工程技术，并结合化工企业的发展现状，从而制定出科学、合理的发展策略，这是化工企业提升自身综合竞争力的有效途径。
三、对化学工程技术的优化
（一）与信息技术的结合。信息技术的快速发展和广泛应用，使得我国整体技术水平有了重大突破。就化学工程技术的研究未来而言，化学工程技术信息化程度会越来越高，化学工程技术要想实现优化升级，就要与信息技术进行完美结合。化学工程技术的研究需要计算机信息技术作为支撑，化学工程与信息技术相结合可以提升技g的精确性，同时也能够实现智能化的生产应用。比如在CO2传感器、温度传感器以及湿度传感器技术方面，将化学工程技术与计算机信息技术结合起来，使控制系统的反应更加灵敏。
（二）与系统工程的结合。因为物质本身的复杂性，导致化学变化也相对复杂，因此，化学研究不能只停留在对一般物理、化学特性上，要深入物质结构，探究其构成和变化原理。化学工程技术的研究方向不断拓宽，需要从根本上简化化学工程技术研究过程，与系统结构工程结合能够将实验操作和化学理论知识相结合，通过计算机系统进行数据分析，简化物质结构研究内容，为化工研究提供更加成熟的分析条件。
（三）加大对绿色化学技术的研究力度。环境是国际性问题，目前，我国投资于环境保护和改善的资金越来越多，而且更多的群体也参与到环境保护的工作中，此时绿色化学技术应运而生，由于绿色化学技术既能够降低能源的消耗量，又能提高能源的利用率，还能减少污染物的排放，该技术具有经济、社会、环境三重效益，因此未来的发展前景会更加广阔。
（四）强化化学工程基础的应用研究。在发展化学工程技术时，除了要紧跟科技发展的前沿外，还要对必要的基础应用展开研究。基础应用研究投资大、研发时间长，短期内很难看到经济效益，但是从长远利益出发，为了化学工程技术的可持续发展，必须加强基础应用研究。另外，在引进外来先进技术时，要注意消化吸收其中的基础技术，做好技术储备工作。
四、结语
总而言之，化学工程技术的研究是现代化学工程研究体系中的关键部分，在新型化学分离技术及绿色技能技术被人们接受及应用的同时，工业信息化发展的现状对化学工程技术提出了新要求和新标准，所以，在未来化学工程技术的发展和应用中，要结合现代科学技术，实现化学工程技术的升级和革新。
关键词:化学工程工艺;绿色化工;分离技术;超临界流体
1概述
随着我国社会经济的快速发展，各种化学制品已经充斥在我们周围，成为我们日常生产生活中不可或缺的基本物品。然而，这些物品的原材料生产，都是来自于化学工程与工艺。化学工程与工艺是通过对化学材料的处理，从而实现了化学生产的环保资源的高效优化，生产过程也变得非常完善。尤其是当前，经济的快速发展也随之带来了严重的环境污染问题，化学工程与工艺更是要朝着绿色环保的方向发展，尤其是与化学工程工艺相关而且环境问题息息相关的行业，例如石油化工行业、材料化工行业、生物化工行业等，这些都是利用化学工程与工艺的技术来带动经济发展的行业，对于我国社会的经济发展来说，具有非常重要的现实意义。所以利用高新科技实现的化学工程与工艺，不仅有利于科学的发展和进步，而且对于经济可持续发展来说意义重大。尤其是目前化学工程与工艺正朝着高精化、自动化、数字信息化的方向发展，加强对化学工程工艺的研究是非常有必要的。
2化学工程工艺
化学工程与工艺是涵盖冶炼、药物生产、食品加工、材料化工、印刷业等多行业一门科学，其实现是以化学的基本理论知识为基础的，具有工业特色的技术。化学工程工艺涵盖了原有化学的理论知识，结合了现代最新的环保思想和理念，对于促进社会的发展、人类的进步、经济的可持续化来说意义重大。目前环境保护越来越被人们所看重，也是人们在物质经济条件逐渐优越的前提下追求更高质量生活的体现。而化学工程工艺的相关研究，这实现环保节能、优化工业生产过程、提升社会经济发展的重要途径，它的出现，能够使人们在减能节排的前提下使其经济利益最大化，也是目前更多企业愿意尝试和追求的环保生产途径。科技的发展带动社会的进步，经济的提升势必会对自然环境造成破坏，在绿色环保、减能节排的前提下，化学工程工艺势必为社会可持续发展带来新的契机，这对于社会发展来说，具有非常重要的现实意义。新型的化学工程工艺与传统的化工相比，更加注重环境保护，更加看重生产效率，例如绿色化工技术、最新的分离技术以及超临界流体萃取技术等，都是当前化学工程工艺最新兴的生产技术。
3绿色化工技术
绿色环保、节能减排是当前企业工业生产一直看重和强调的生产方式，化学工程工艺中的绿色化工技术，则是对绿色环保的工业生产的最好的诠释，绿色化学工程又被人成为环境优化化学工程，核心理念就是注重环境保护、降低环境污染、节能减排，从而实现环境污染与企业生产利益最大化之间的最佳平衡，对人类的健康和发展具有非常积极的意义。所以绿色化学工程工艺就是在化学工程过程中原材料选取、催化剂选用以及化学反应过程中都在强调绿色化工的理念，从而从化学工程生产的源头阻止环境污染，促进废物利用。
3．1选用绿色化学原料
绿色化工源头做起就需要对化学工程的原材料入手，通过选择绿色环保的、无害的化学化学物质作为企业生产的原材料，在根本上减少或消除化工生产的污染物的排放，进而将对环境污染源消灭在萌芽之中。当前，在企业生产中原材料的选取非常重要，尤其是在各种高新科技的快速发展下，各种化工原材料、催化剂、溶剂等都已经能够加工成无毒无害或低毒少害的化学材料，所以在针对化学工程原材料选取时，尽量选择使用高新技术生产的无毒无公害的原材料，或者采用天然的植物、农作物或其他很多自然生物作为企业生产的原材料，从而有效地促进化学工程原材料绿色化，从根本上消除自然环境污染源。
3．2选用绿色化学催化剂
在化学工业生产中，很多都需要催化剂来加速整个化学反应的过程，从而节约生产时间成本，提升经济收益。然而，在传统的化学工程生产过程中，很多催化剂虽然加速了化学反应的过程，但是在污染物生产和排放量等方面，都对环境造成了很严重的污染。目前在绿色化工技术中，大都采用天然无公害的催化剂的开发和使用，在化学工程中，尽量选择无污染公害或少污染的催化剂替代传统的污染重的催化剂，从而促进化学反应工程的绿色无公害。目前，部分化学工程工艺研究人员发现一种烷基化固相催化剂，其在促进化学反应的过程中基本上能够做到无污染物排放，同时能够加大废弃物的使用率，这对于企业绿色化工生产来说，将是一个很大的福音。
3．3选择绿色的化学反应
在企业化工成产过程中，会有很多化学反应，而对于这些化学反应的选择，尽量提升化学反应的选择性，从而将化工过程中减少污染排放和能源消耗，使生产物更加纯净化、提取更加便捷。以石油化工生产为例，对于烃类的处理常常选择氧化处理，这个操作会对生产物造成污染和破坏，所以在石油化工生产过程中，要尽量避免此种反应，通过优化化学反应的选择性，选择绿色生产，从而提升整个化学反应的绿色生产过程。
4化工分离技术
在化学工程工艺中，有很多物质都是混合的，对于化工企业的生产来说，是远远不能符合生产所需的，那么在化学工程工艺的物质分离技术，则是将物质进行净化、提纯的重要过程，是使物质从杂乱无章、无规律的变化，通过外在作用力，如压力、重力、温度、电磁场等作用下能够有序的转变的过程，而过程中是需要消耗能量的，而这种过程这是化学工程工艺中的物质分离技术。在化工分离技术中，应用最为广泛的是蒸馏法，这种方法的实现是通过外在的燃料燃烧对物质进行加热，通过混合物中不同物质的气化温度点，来充分掌握加热温度的变化，使得混合物的温度在预期温度点进行持续加热，从而实现对应物质气化分离。在我国，对于蒸馏分离的技术和工程实现，都已经积累了深厚的理论知识和丰富的应用实践经验，为我国的化工也生产做出了不可磨灭的贡献。但是，蒸馏法整体来说速度比较慢，效率相对较低，所以在化学工程分离技术的实现中，目前推出了各种热门的物质分离方法和技术，无论是在时间效率上、还是在生产成本上，都能很好地应用在企业化工生产过程中。
4．1膜分离技术
膜分离技术是当前化学工程工艺领域中，实现物质分离技术中比较流行的分离方法，在环保节能、低污染、高效率等诸多方面都表现出优异的性能。膜分离技术是以各种材质的膜作为基本的分离介质，膜的介质可以采用气体材质、固体材质、液体材质或混合材质，最终构成一个膜两边互不连通的界面，根据其自身的渗透特性，在不同的外在作用力(例如重力、压力、电磁场、渗透压差)下，实现物质分离。按照膜不同材质划分，常见的膜有包括支撑液膜、乳化液膜的液体材质膜以及无机材料膜、聚合物膜的固体材质膜，这些膜的材质、特性不同，最终实现的分离过程也不尽相同，有渗透、电渗析、微滤、液膜分离等，这些分离技术和过程在气体干燥、废水处理等方面广泛应用，正式因为膜分离技术效率高、耗能少、工作条件需求低，也逐渐化学工程工艺中分离技术的主体。
4．2吸附技术
在分离技术发展迅速的今天，新型吸附技术也逐渐进入了物质分离工程中，通过变压吸附、层析、模拟移动长等分离方法，新型的吸附技术也成为了分离技术中的新型技术，在工业制造和化工生产中起到非常重要的作用。
4．3反应分离耦合技术
反应分离耦合技术是提高生产效率、优化化学工程生产过程、降低生产成本中发挥越来越重要的作用。反应分离耦合技术是通过利用物质分离来促进反应或通过物质反应来促进分离的一种化工分离技术，整个技术的应用效率非常高，操作费用也很低。以醋化反应为例，该反应过程就是在精馏塔中进行可逆的醋化反应，利用精馏的反应来分离醋和水，同时逆向反应也能够加强醋化过程，从而在原料成本等多方面节约成本。
5超临界流体萃取技术
超临界流体又称为SCF，是SupercriticalFluid的缩写，一般的气体或液体在温度或者压力的持续变化下，达到某个临界点就会发生气体到液体的变化或者液体向气体的变化，但是，超临界流体是某种流体物质在达到临界压力点或温度点时，如果持续提升外界条件，该流体密度不断增加，但是并没有真正发生液化或气化的现象，此时的物体就成为超临界流体，该流体既具有气体的特性，又具有也提到特质，利用超临界流体来实现物质分离的技术，则被称为SCFE超临界流体萃取技术，该技术目前被广泛应用在食品加工、化学工程和企业生产、生物制药等诸多领域。SCFE的超临界流体萃取技术，是对混合物进行施加温度或压力的条件，从而使其进入超临界状态，进而使萃取物从其中分离出来，实现物质的分离。流体物质在超临界状态下，融合了气体和液体的综合特性，密度上比气体大得多，一般与液体比较接近，但是粘性度方面则与气体接近，比液体小得多，而且超临界流体自身的溶解度非常高、而且很容易流动和扩散，而且在压力或温度的临界点，能随着外加条件的微小变化，密度则发生显著变化，极易实现混合物中萃取物的提取和分离。利用超临界流体萃取技术，一般是使用流体作为萃取物的溶剂，使其进入超临界状态，然后与物料进行接触，使其中的萃取物溶于流体中，进而实现萃取物与物料的分离，而后降低外在施加条件，如降低压力或温度，流体密度发生变化，溶解度降低，萃取物则很容易从流体溶剂中解析出来，从而实现萃取物的分离。利用SCFE的超临界流体萃取技术来实现物料萃取物的分离，在提取速率、萃取物兼容范围等方面都非常优异，而且外在条件是通过温度或者压强的调节来实现对流体密度、溶解度的控制，从而能够有效地实现萃取物的分离，而且提取萃取物的纯度非常高，对于化工生产来说非常重要。其次，流体溶剂的选择一般选择二氧化碳流体，这种低温、无氧环境的操作可以有效地分离热敏或容易氧化的物质，此外，SCFE技术的实现，可以从固体或中液体中快速提取有效地萃取物成分，整个过程无污染、耗能少，而且对于有机物的分离提取和精致都有非常显著的功效。
6总结
化学工程工艺是目前涵盖冶炼、药物生产、食品加工、材料化工、印刷业等多行业的专业学科，其实现的专业技术对于企业的生产来说具有非常重要的现实意义。在化学工程工艺中，常见的技术有绿色化工技术，该技术是从原材料、催化剂以及化学反应的过程中选取绿色无毒无公害的物质和反应选择性来提升化工的低污染率，分离技术则是通过蒸馏分离、膜分离等分流技术来实现的化工材料的分离，超临界流体萃取技术则是采用超临界流体对物料中萃取物的提取，通过改变外在条件来实现萃取物的提取，从而实现物质分离。这些化学工程工艺都在为企业的生产、化工过程等起到非常重要的作用，为促进我国的经济发展奠定了良好的技术基础。
参考文献:
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关键词：化学工程技术；化学生产；有效应用
化学工业一直是推动我国国民经济发展的支柱产业，在化学生产中通过不断创新和优化化学工程技术，降低能源和原材料消耗，保障产品质量，提高化学生产效率，所以化学工程技术在化学生产中的应用具有非常重要的现实意义，在未来发展过程中应加大对化学工程技术的研究，进一步提高化学生产效益。
1化学生产中化学工程技术的应用
1.1超临界流体技术
超临界流体是一种处于气态和液体之间状态、压力和温度都位于临界点周围的液体，其具有液体和气体的双重特性，具有气体的压缩性和高扩散能力，又具有液体的良好溶解能力，其粘度几乎等于气体，密度几乎等于液体，其扩散性能处于气体和液体之间。在化学生产中运用超临界流体技术，运用超临界流体的特性，改变化学反应特征，优化传热系数和传质系数，合理控制压力和温度，可以有效降低化学生产的能耗。另外，超临界液体技术在加工无机物材料、复合材料、高分子材料中发挥着重要作用，最常见的技术方法包括以下几种：其一，抗溶剂法，在制备超临界流体有机物和爆炸性物质时主要应用抗溶剂法；其二，压缩抗溶剂法，这种方法主要用于加工微球类或者微孔类物质，在聚合物和药物分子共沉中应用广泛，技术方法比较简单成熟；其三，快速膨胀法，用于制备固体颗粒状化学产品。超临界技术不仅应用在材料制备方面，而且还被广泛地莹莹在化学分析中，例如，色谱技术和超临界技术的相互结合，和气象色谱相比，这种色谱研究方法更加准确、高效，并且超临界液体色谱比液相色谱更加准确。
1.2传热技术
近年来，相关研究人员对于强化传热和微细尺度传热的研究越来越多，在传热学中微细尺度传热是一个独立的专业学科，其主要探索和研究时间尺度、空间尺度的传热学规律，重点包含微重力传热传质、相变传热、热辐射、热传导。对流传热等内容。当前，我国的传热技术研究主要是集中在数值模拟、实验研究和机理研究三方面。在化学生产中应用传热技术，可以通过改进和优化换热器设备，有效提升换热的持续放热能力和传热效率，从而提高化学生产水平。并且微细尺度传热和强化传热技术在微型热管、集成电子设备、微米、纳米等领域中应用广泛，相关技术成果已经比较成熟，对于化学工业应加强传热技术和化学生产的配合研究，充分发挥传热技术的应用优势，有效提高化学生产效率。
1.3绿色化学反应技术
在绿色食品生产中绿色化学反应技术发挥着非常重要的作用，当前我国积极倡导可持续发展和节能减排理念，人们的绿色生态环保意识越来越高，绿色食品主要是指绿色没有受到污染侵害的食品，这种食品最主要的特点是营养价值高、品质优良、卫生安全指标高，是未来发展过程中的新兴产业。绿色食品加工生产过程中对于化肥和农药的使用量有着严格限制，而且还需要提高农作物产量，保障食品营养价值，降低成本，所以绿色产品生产经常面临量和质的矛盾。现代化生物化学通过充分利用基因工程技术和绿色化学反应技术，保障食品安全，增加农作物产量，确保食品营养。具体应用如下：其一，在农作物生长过程中，运用生物化学技术，减少污染农作物和污染环境的氮肥使用量，运用固氨来替代氮肥，通过应用生物化学技术，不需要施加氮肥，也可以保障农作物的正常生长发育，不仅节约了种植成本，而且有效提高了农作物的质量和产量；其二，当农作物出现病虫害时，运用生物化学技术，特别是基因工程技术，在主要农作物上转移各种病虫害基因，减少化学杀虫剂使用量，提高农作物产量，提高抗病虫害能力。
2化学工程技术在化学生产中的应用发展建议
2.1培养化学技术人才
化学技术人员对于推动化学工程技术的发展有着重要意义，因此我国应重视化学技术人才的培养，不仅要加强理论知识学习，还应强化钻研创新精神，积累丰富的实践经验，全面提高化学工程技术科研水平和综合素质。
2.2进一步提高化学工程技术水平
我国化学工程技术面临着滴状冷凝的难题，在未来发展过程中应加大对化学工程技术的研究，重点解决这个问题，推动传热技术在航空航天、石油化工、动力、机械等领域的应用，进一步提高化学工程技术水平。
3结语
在化学生产中应用化学工程技术有助于促进化学工业的快速发展，应积极优化各种化学工程技术应用，培养大量化学工程技术人才，提高经济效益和社会效益。
作者:于振永 单位:唐山中浩化工有限公司
参考文献：
[1]侯海霞,柯杨,王胜壁.解析化学工程技术在化学生产中的应用[J].山东工业技术,2015,14:91.
生物化学工程基础课程结合现代分子生物学及传统生物技术，不仅有扎实的理论基础，而且结合典型产品的开发过程进行阐述，反映了现代生物技术的发展方向，体现了生物技术发展和应用的最新前沿。生物化学工程基础是随着生物科学的发展而不断更新的课程，需及时调研最新的发展方向及研究热点。该课程全面阐述了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生化工程等课程的基础内容，其主要囊括以下几个方面。工业微生物工程：介绍微生物的特点、分类、生理、育种及培养等方面的技术和方法；代谢工程：介绍微生物次生代谢产物的代谢调控机制和方法；基因工程：介绍生物遗传的基本知识及应用现代基因工程技术改变微生物遗传特性的方法，并且介绍蛋白类药物的研发和生产过程；细胞工程：介绍应用植物组织培养和动物细胞培养生产高附加产值的花卉、药物等；酶工程：介绍工业用酶和药用酶的性质、结构、固定化及开发等方面的技术；生物反应器：介绍生物反应器的工作原理、设计方法以及应用；全面介绍生物技术的最新进展、应用以及生物技术应用过程中需要化工知识的范例。生物化学工程基础课程是在无机化学、有机化学、分析化学、生物化学基础上进行学习的。本课程对于非生物类专业学生进行了系统的生物学技术及最新研究进展的介绍，让学生了解生物学的基本思想及技术，同时将现代生物技术的应用与化学工程技术进行交叉讲授，重点说明了化学工程技术在生物工程领域可能的应用范围，使学生掌握现代生物技术的基本工艺流程及发展前沿。目前，化学工程与技术专业的学生普遍存在生物学基础知识薄弱的问题，如何在较短的学时内，将生物工程的关键基础问题讲解清楚，并且将生物工程技术和化学工程有机的结合起来，让学生充分感受到交叉学科带来的机遇和挑战，这无疑对授课教师提出了更高的要求，需要教师不断总结现有的教学模式，不断地改进教学过程和教学方法。
二、化工专业生物化学工程基础教学中存在的问题
鉴于该课程属于学科交叉，在教材选择、实验配套、讲解内容难易程度把握等方面，均需要不断地探讨和摸索。目前，该课程教学过程中存在的重点和难点问题主要有：如何在现有教材的基础上丰富教学内容，利用多媒体等手段，及时地更新课程内容并介绍最新的发展动态；如何把握教学过程中深度与广度的平衡；如何在现有基础上提高学生的学习热情，使他们能够主动深入地探讨生物工程与化学工程学科交叉所带来的机会与挑战；如何能够将课程讲解内容与生产实际结合起来，让同学们切实体会到化学工程在生物产品生产过程中的应用；如何鼓励学生在假期或平时寻找一切机会去生物制品生产企业进行实践，从中体会化学工程技术在生物产品生产中的具体应用。
1.教材很难在深度和广度间平衡
目前，本课程所选教材为化工出版社的《生物化学工程基础》（工科专业适用，李再资主编，2006年版本），该教材在国内高校化学工程专业有较为广泛的应用，具有简单明了、讲解清楚的特点，适合于生物工程专业以外的其他专业使用。但是该教材也存在诸多不足之处，如教材内容仍然没有摆脱理科教学的模式和框架，生物工程原理的讲解深度不足，同时，教材对于化学工程与生物工程如何结合方面的内容也讲解得太少。为了做好生物化工导论的教学工作，必需结合化学工程专业学生的特点和研究应用实例，选择相关学科的教材作为补充，以便在授课过程中增加相应的内容，进而提高学生的理解和吸收程度。
2.实验环节缺乏
现在的课堂教学仍然以教师讲授为主，学生处于被动接受的状态。由于生物化工导论是理论与实践紧密结合的课程，而教学实验环节缺乏，学生往往很难理解生化反应及其应用过程。所以，需要进一步改变传统的课堂教学模式，可以采用讲授与讨论相结合、课堂内外相结合、理论与实际相联系等多种教学形式，利用先进的多媒体技术和网络技术，丰富和活跃教学过程，激发学生的学习热情，提高整体教学质量。同时，也可以通过讲解学生身边的研究实例，调动学生的积极性，并且配备一些实验讲解及生产实习来提升学生的兴趣和理解程度。
三、生物化学工程基础课程教学的几点体会
笔者从2001年开始一直从事生物化学工程基础的教学工作，课程面向对象主要为化学工程与工艺专业、过程控制专业及分子工程专业的学生，每年选修人数在200人以上。在授课过程中，注重以产品为例，说明化学工程技术在生物产品开发过程中的重要性，从而加强了学生对于化学工程知识应用于生物工程领域的信心。另外，注重将理论内容与本校化工学院及兄弟院系的科研内容进行融会贯通地讲授，大大提高了同学们对于该课程的理解和热爱，也促进了学生对于生物工程与化学工程有机结合的全新认识。在教学实践中，结合介绍天津市著名生物工程企业大量需要化学工程的实例，力求让同学们明白，生物工程的下游产业化的实质就是化学工程的应用。教学实践也使笔者体会到，要完成好该课程的教学任务，需要授课教师熟悉生物化学、生物工程、化工原理等教学内容，更需要授课教师不断总结教学经验，以便逐步提高教学质量。
1.建设教学团队，认真调研学习
授课教师需要组织强有力的课程建设小组，对国内外工科类生物化工导论课程进行调研，包括其他院校的教改情况、已有的化工类的生物化工导论教材、学生本人对课程内容及授课方式的期望、相关专业对该课程的反馈信息等诸多方面。授课教师还需要吸收先进的教学思想、技术与内容，借鉴国内外其他院校教学情况，结合专业设置的特点和实际，总结教学经验与效果。针对面向21世纪的教学和培养要求，要认真总结化工类本科生生物化学工程基础课程的教学内容、教学计划及教学方式及教学中的注意事项，要通过对其他优秀或重点课程的学习观摩或邀请教学经验丰富的老教授亲临课堂指导等多种途径，进行教育素质训练，以提高教师的授课水平。
2.提供并选好主讲教材和高水平的辅助教材
针对现有的试用教材，及时引入前沿科学和技术的最新成果，筛选、引进配套的辅助教材（包括国外教材），编写与之相配的教学大纲。李再资老师主编的生物化学工程基础教材知识点全面，重点内容详尽。除此之外，我们还注重推荐国内知名的生物化学、生物工程、工业微生物学等相关教程以及国外英文原版教材作为课外辅助教材，建议学生每人手里都有一本英文原版教材。另外，在每次授课结束时，都提前告之下次课程内容的基本点和重点，要求学生提前做好预习或难点标注，注重发挥学生自身学习的主动性和积极性，使他们永葆学习的热情和动力。实践表明，学生通过使用英文教材独立预习课程，他们的专业英语水平也会得到快速提高，为今后使用英语完成相关工作任务打下良好的基础。
3.探索新的授课模式和教学手段
多媒体教学可以让学生通过图和动画直观地理解生物过程和反应机理，也可以直观地学习生物工程科学研究和生产的各个环节。为此，要完善多媒体系统，适时增加课堂教学信息量。同时，可以采用启发式、讨论式、研究式等教学方法，将课堂讲授与课外辅导相结合，培养学生的创新与自学能力。如果能够将课程讲解内容与生产实际结合，将课堂讲授内容与具体的实验相结合，加强与学生交流，深入探讨生物工程与化学工程学科交叉所带来的机会与挑战，必将会进一步激发学生学习的积极性，提高教学质量。
4.课堂讲授内容与前沿性专业知识紧密结合
在大学课堂里，让学生随时了解相关学科的前沿进展是一个重要的授课内容。因此，在每节课学习重点知识的过程中，需要用最新发表的相关研究进展信息丰富课堂内容，使学生了解学科前沿和发展方向。比如，在介绍酶的开发过程时，可介绍量子力学、分子动力学和计算机工具在研究酶的反应过程和机理中的应用，并且把研究中的困难展示给大家，激发学生探究和追寻科学发展的欲望，吸引他们投入到生命科学的研究和生物技术的开发中去。同时，也可以介绍酶的生产过程中所面临的问题和挑战，鼓励学生用化工知识尝试解决生产中的问题。
5.鼓励课堂教学和生产实践结合
生物化学工程基础偏向实际应用，课堂讲授内容需要与具体的生产实践相结合，因此，要让同学们切实体会到化学工程的知识在生物制品生产过程中的应用。另外，要积极联系生物工程方面的生产企业，组织同学们进行参观，结合课堂教学内容，让同学们充分体会到化学工程技术与生物工程技术学科交叉的意义和重要性，鼓励感兴趣的同学去相关的生物工程企业进行短期实习，了解生物工程产品的生产原理、生产流程和注意事项，体会化学工程技术在生物产品开发和生产过程中的重要地位。
6.培养学生良好的学习方法
化学工程,简称化工,是研究以化学工业为代表的,以及其他过程工业生产过程中有关化学过程与物理过程的一般原理和规律,如石油炼制工业、冶金工业、食品工业、印染工业等,并应用这些规律来解决过程及装置开发、设计、操作等问题,它是以数学及少量的物理观念为基础应用于化学工业上,主要研究大规模改变物料中的化学组成及其机械和物理性质,来替生产化学品或是物料工厂提供一个反应流程设计方式。实验研究、理论分析和科学计算已经成为当代化工研究中不可或缺的三种主要手段。
化学工程的研究领域最初只是化工单元操作,如:输送现象(为化工学科当中“单元操作”的理论基础)、化工热力学输送现象。随着发展,后来又发展出一些新的分支,化学工程领域的分支庞大,可应用在各类化学相关领域的研究及实务上的操作,因应现代工业发展的需要,以化工的知识背景为基础,例如半导体工业。随计算机的快速发展,数值模拟(cfd)在化工的发展占据重要的地位。
2 化学工程与工艺专业简介
2.1 化学工程与工艺任务。根据化学工程与工艺专业的性质,化学工程与工艺专业的任务是培养学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练.具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造,对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。由于涉及化工的学科和领域很多,化学工程与工艺专业除了让学生学习一般应用化工的基本知识和基本技能外,还应该结合本地区、本行业及本校的实际情况,重点学习化工在某个或某几个领域中的具体应用,以便形成不同高校应用化工专业的特色专业方向。
2.2 化学工程以及化学工业的一些特点。以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化工单元操作以及有关的流体力学、传热和传质原理、热力学和化学动力学等在化学工业上的应用,以指导各种过程及其设备的开发、改进和发展属于化学工程学的内容。化学工程是随着化学工业的大规模生产发展而形成的。化学工程包括过程动态学及控制、化工系统工程、传递过程、单元操作、化工热力学、化学反应工程等方面。化学反应是化工生产的核心部分,提供过程分析和设计所需的有关基础数据,研究传递过程的方向和极限,化工热力学是单元操作和反应工程的理论基础,它决定着产品的收率,对生产成本产生重要影响。对单元操作的研究,可用来指导各类产品的生产和化工设备的设计;传递过程是单元操作和反应工程的共同基础,化学工业在新的形势下要求处于化学核心地位的催化技术和化学工程都必须用跨学科的战略进行多学科的研究。动量传递、热量传递和质量传递,这三种传递,实质上就是各种单元操作设备和反应装置中进行的物理过程。
合成化学是化学学科的核心,化学家不仅发现和合成了众多天然存在的化合物,同时也创造了大量非天然的化合物,使人类社会所有的化合物达到2230万个(美国化学文摘1999年12月10日收录的化合物数),并且以几个月就有100万个的速度发展,大量新化合物的产生是化学工业产品开发的基础。信息技术及工程技术的进步为设备和工艺创新创造了条件,推动了化工行业的技术进步。 化学工业的生产技术和许多深度加工的产品更新换代快,要求化学工业必须不断发展和采用先进科学技术,从而提高生产效率和经济效益。不断寻求技术上最先进和经济上最合理的方法、原理、流程和设备是化学工业工艺创新追求的目标。化工新技术开发程序是一套科学的程序,它是以市场为导向、以创新为宗旨,以工业化和商业化为目的的创新过程。世界上经济发达国家化学工业的研究开发费用、科研人员以及专利和文献的数量都居各工业部门的前列。
3 化学工程与工艺实验数据处理分析
传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来。
化学工程与工艺专业实验是初步了解、学习和掌握化学工程与工艺科学实验研究方法的一个重要的实践性环节。化工实验的特点流程较长,规模较大,数据处理也较为复杂。因此依靠计算机处理数据会使繁琐的数据处理过程变得简单快捷,大大提高工作效率。数据处理是每一个化学工程实验必不可少的步骤,也是至关重要的一个步骤。通过实验可以建立过程模型、分析工艺技术的可行条件。但是化工实验数据的处理往往并不是那么简单,它需要通过复杂的数学计算,若仅仅依靠手工计算则需要花费大量的时间,而且化工实验数据的处理量很大、重现性很高,因此应用计算机来处理实验数据可以大大提高工作效率。化学工程与工艺专业是一个以实验为基础的专业学科。实验的目的是通过有限的实验点去寻找某一对象或某一过程中各参数之间的定量关系,从而揭示某化工过程所遵循的客观规律。
MATLAB在化学工程与工艺实验中的应用进行初步的尝试。传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。而MATLAB是一个强大的数学软件,能够方便地绘出各种函数图形,一方面可以解决符号演算问题,另一方面可以解决数学中的数值计算问题。MATLAB的应用范围非常广,包括信号和图像的处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。它已成为国际控制界的标准计算软件。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来,利用MATLAB软件编写一个数据处理程序:只需输入任意一组原始数据,就可以把实验结果,数据模型以及作图一起显示出来。
当代化学工业对化学化工类人才的培养提出了更高的要求。如何培养基础理论知识扎实、工作适应性强、具有创新能力的人才，是综合性大学化学化工教学改革面临的重要课题。目前，综合性大学化学与应用化学专业每年都有相当一部分毕业生进入化学、化工和制药等企事业单位业从事研究开发或工程技术工作，这种趋势还会随着创新性国家的建设而逐年增长。化学工程基础是综合性大学化学专业的专业基础课，也是唯一的一门工程技术类课程，该课程的教学改革与实践对于理工学科交叉与学生综合素质的培养是综合性大学化学与应用化学专业其他课程所不能替代的。在充分发挥综合性大学基础理论研究优势的同时，通过对理科专业化学工程基础课程教学内容的更新、充实和调整，为化工类企事业单位培养和造就具有开拓创新精神、胜任科学研究与工程技术工作、适应性强的化学化工专业人才。
二、教学内容与教学方法的优化
以创新教育思想为指导，研究改革化学工程基础课程教学内容和教学方法，建立培养学生创新能力的化学工程基础课程内容新体系。动量传递、热量传递、质量传递与化学反应工程（“三传一反”）仍将是化学工程基础教学的核心内容，应不断充实更新才能反映学科发展现状和适应社会经济需求。化学和化学工程学是支撑物质转化相关工业的学科，前者研究分子之间发生反应的可能性、必要的条件和产物的结构，后者研究物质的流动、质能传递及其对反应过程与产物的影响。
1.优化更新教学内容，反映体现学科发展与技术进步。化学工程基础作为理科化学专业的工程技术课程，其教学内容除了动量传递、热量传递、质量传递与化学反应工程以外，还应当及时反映和体现学科的发展与技术进步。根据授课学时，突出教学重点，优化教学计划，精选教学内容。以化学工程学的基本观点、基本原理和基本方法为核心，结合典型化工过程，理论联系实际，使学生在有限的教学学时内，掌握本门课程的基本知识，熟悉研究与应用对象，为今后从事化学化工专业技术工作打下坚实基础。在其他科学技术的带动和社会需求的推动下，化工分离技术近年来取得了很大进步。新技术不断涌现，膜分离和超临界流体萃取等新型分离技术就是其中的代表。我们在教材的编写和课堂教学中，有意识地加入这些内容，便于学生从课堂上了解新的科学知识，拓宽学术视野。
2.引导学生建立工程技术与技术经济观点，提高学生综合素质。科学与技术的交叉和渗透，要求我们培养的学生不仅要掌握扎实的基础理论知识，还要学会运用所学的理论解决工程实际问题。综合性大学理科化学专业的学生基础理论知识比较扎实，在课堂教学中，我们根据教学内容，结合工程实际，启发学生从工程实际问题出发，强调工程实际的特点，突出工程实践的技术经济问题，灌输学生节能减排与绿色环保的理念，训练学生综合运用数学、物理与化学等多学科知识，综合分析化工单元操作与工业装置中涉及的复杂问题，培养学生的工程技术思维方法与工程设计等综合素质。
3.改进教学方法，提高教学效率。化学工程基础课程的课堂教学内容涉及化工单元操作与工艺过程。综合性大学化学专业的学生一般没有见过真实的化工设备，对化工厂与化工设备和装置缺乏感性认识，通过多媒体教学技术和传统课堂教学方法，可以促进学生感知与思维、理论与实践的结合，提高学生对化学工程基础的学习兴趣，激发他们的学习热情，使他们由不熟悉、不了解化工企业与装置转变为喜欢应用学科、乐于进入与应用密切相关的教师实验室开展业余科研。为此，我们一方面利用多媒体的优点，在课堂教学中放映一些设备的实物图像。另一方面，在有关课程中增加了实习参观环节，组织学生到石油化工厂、有机化工厂和精细化工厂等企业参观实习，增强学生对加热炉、精馏塔、泵、换热器等主要化工设备的感性认识。
三、教学团队与课程体系的建设
以先进的教学理念为先导，以高水平的教学团队为根本，以科学的课程新体系为核心，以优良的规划教材为保障，强化教学团队的建设，使所有主讲教师成为教学改革的高水平运动员和创新教育的优秀教练员。
1.建设高水平教学团队。从事课堂和实验教学的主讲教师也要承担高水平的科研项目，提高教师的科研水平。我们承担“化学工程基础”的主讲教师都具有教授职称并担任博士生导师，承担了一些科学研究项目。同时，也积极思考和实践课程的教学改革，奠定了学生创新能力培养的坚实基础。没有高水平的教学团队，不可能进行教学改革的实践，更不可能培养出具有创新精神的学生。
学工程与工艺实验不同于普通的化学实验只重视一个原理的求证，它的目的是为了解决工业中的化工问题，其特点主要有实验时间长、实验规模大和实验数据处理繁杂等。在整个化学工程与工艺实验里数据处理是必不可少的阶段，也是印证化学实验成果是否行之有效的必要手段，但是由于实验数据过于庞大，实验当中相关的参数关系大多是非线性的，单单依靠传统的手工计算不仅速度慢，还容易出现计算失误的情况，根本无法满足实际的需求，因此，将MATLAB软件融入实验数据的处理中刻不容缓，它能有效地将繁琐的计算步骤化解成简单的计算，提高工作效率，让实验数据的准确性达到最高值，避免误差的产生。以下通过研究两个化学工程与工艺实验，分析MATLAB软件在处理实验数据时与传统的手工计算有什么优势和便利。
二化学工程与工艺实验数据处理设计
1数据处理的程序框架
因为每一个化学工程与工艺实验的目的都不相同，因此其处理的步骤以及涉及的化学公式也不尽相同，不可能以一个程序来概括，但是经过大量的实验研究和总结，发现不同的化工实验中都会有其相似之处。
2数据处理的程序编制
2.1数据输入
化学工程与工艺实验的数据输入主要依靠提示的函数input实现，比如以温度为例子，则其输入函数为：t=input（‘请输入实验的温度（摄氏度）：’），其中输入函数大多是以矩阵的输入形式为主。
2.2处理和作图
化学工程与工艺实验中得到的数据时常会存在离散的情况，必须经由多种拟合的方法将它们结合成一条或多条连合的曲线，而其中最常用的拟合方式是最小二乘法，因此本实验设计中的拟合方式也采用最小二乘法的方式。设实验的离散数据（x1，y1）通过最小二乘法将其拟合成因变量y，自变量x，输入的函数关系为y=f（x），函数关系的主要思路是让离散数据中的x1的残差平方以及Σ（f（x1）-y1）2达到最小值。因为在得出化工实验数据中多少会因为外界的因素存在着一些误差，因此最小二乘法可以无需使输入函数y=f（x）必须经过全部的离散数据（x1，y1），但是残差平方和必须达到最小值。根据最小二乘法的拟合方法可知，最小二乘法可以满足化工实验数据处理中的拟合应用需求。在化学工程与工艺实验中会涉及到流体的流动阻力研究，研究主要是通过测试流体的流动阻力，在经过特定的计算之后得出摩擦系数（λ）和雷诺准数（Re）的离散数据，再同理，经过最小二乘法拟合出连续的曲线，并根据其画出相对应的图形。因为摩擦系数（λ）和雷诺准数（Re）属于成双对数函数。
2.3建立数据库
因为经过上述的设计，化学工程与工艺实验数据处理只能得知在特定的温度下（比如10℃、20℃以及30℃等）实验的物性数据，但是在实际的生产中，工业生产所涉及的温度多变，不单单只停留在设计好的温度当中，因此，这就需要我们在数据中选择最相近的数据，假设它们属于线性的关系，再利用内插或者外推的方式计算出实验的物性数据常数。在本文的化工实验中，编写的程序已经将实验温度和密度以及实验的温度与黏度进行多次的实验拟合，建立出了一个相对完整的数据库，在工作中只需将温度输入进系统，则程序可以自动跳出在特定温度下的物性数据，提高数据处理效率。
3程序的运行
在编制完成化学工程与工艺实验的数据处理程序，且建立数据库之后，便应该输入数据以验证程序是否能有效地处理实验数据。在化学工程与工艺实验的数据处理中，MATLAB软件的应用是十分重要的，经过实验可知，在化工实验当中会出现大量的离散数据，必须经过拟合的方式进行处理，其处理过程中不仅工作量大，而且十分繁琐，一旦出现差错则必须重新重来，浪费大量的人力物力资源，而且在处理好实验数据之后，在查看实验当中还要将化工实验数据重新计算一次，看结果是否与原先的计算结果相同，工作量十分重，但是如果运用MATLAB软件则大大降低了数据处理难度，只要在MATLAB软件中输入相应的化工实验数据，就可以得到结果，节省了时间，提高了工作效率。
三结语
关键词：化工单元仿真；生产实习；化学工程与工艺
基金项目：石家庄学院教学改革研究项目（JGXM-201107B）
中图分类号：G64
文献标识码：A
原标题：化工单元仿真技术在化学工程与工艺专业实习中的应用研究
收录日期：2013年1月31日
化学工程与工艺专业是培养从事化工工程设计、化工技术开发、化工生产技术管理和化工科学研究等方面工作的工程技术人才。本专业培养具备化学工程与化学工艺方面的知识，能在化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的工程技术人才。石家庄学院化工学院化学工程与工艺专业是河北省级重点发展学科。石家庄学院化工学院从2007年开始与石家庄炼油厂、以岭药业等企业共建生产实习基地，积极开展化学工程与工艺专业的生产实习的教学活动。为了更好地开展生产实习的实践教学活动，在石家庄学院教务处教改项目（JGXM-201107B）的支持下，从2012年开始，我院化学工程与工艺教研室积极开展了化工单元仿真技术在本专业生产实习中的应用研究，取得了良好的效果。
一、生产实习的意义
生产实习主要是指高校工科学生（主要指高年级大三或大四的学生），在工厂生产现场主要以技术员或管理人员的身份，直接参与企业相关的生产过程，它的重要意义主要体现在以下几个方面：
（一）理论联系实际。高校学生以实际工作者的身份，直接参与工厂的生产过程，既可以运用已有的知识技能完成一定的生产任务，又可以学习和本专业相关的实际生产技术知识及管理知识。
（二）思想教育。生产实习是对工科学生进行思想政治和道德品质教育的有效途径。在生产实习中，可以生动具体地对学生进行劳动观点教育，培养学生热爱劳动、认真负责及爱岗敬业的劳动精神。
（三）检查教学质量。通过生产实习，不但可以检查工科学生对于专业知识的理解及实际技能的水平，更重要的是通过生产实习的检验，对课堂教学质量做出一些基本的分析和估计，作为全面评价教学质量、改进学校教育工作的重要依据。
二、传统生产实习存在的问题
传统的生产实习主要包括实习动员、厂级安全教育、实习报告与考核等内容，它的弊端主要体现在以下几个方面：
（一）教学方式呆板。传统的生产实习，通常是工厂派个技术员给学生讲一讲工艺流程，然后带学生看看生产过程，而不允许学生动手操作，学生只能走马观花地表面了解工厂的工艺流程。学生通常只是抄一抄图纸，看一看设备，而对于实际的工厂生产情况却了解不多。
（二）生产实习质量不高。由于学生在实习现场基本上只能“看”、“听”、“写”。刚进厂实习的时候，还能认真地学习，时间一长，就失去了刚进厂的新鲜性，就会觉得无事可做，因而生产实习后期，学生通常是纪律涣散，管理困难，影响了整个生产实习的质量。
（三）生产实习成本过高。化学工程与工艺专业的生产实习一般要5～7天，除了要支付实习单位数额不菲的实习经费，期间的交通及食宿费用也较高，这对于实习经费短缺的高校压力很大。如何利用有限的实习经费，更好地开展实习教学活动，是每个高校面对的问题。
三、化工单元仿真系统
（一）化工单元仿真系统介绍。化工单元仿真系统是以计算机为手段，通过建立化工过程的动态数学模型再现真实化工装置系统特性。它是建立在化工工艺、自动化仪表、化工设备等学科基础上的综合性技术，可以模拟化工生产装置运行中的开车、停车、故障处理等工段操作过程，可以提高操作人员的理论水平和实践能力。
（二）化工单元仿真在生产实习中的应用。石家庄学院化工学院于2010年9月从北京东方仿真公司引进1套大型化工生产工艺-乙醛氧化制乙酸工艺。乙醛氧化制醋酸装置是乙醛装置的配套工程，起始原料为乙烯，乙烯氧化生成乙醛，再由乙醛为原料氧化生成醋酸。本软件是参照大庆三十万吨乙烯一期工程-大庆醋酸装置设计，年生产能力为成品醋酸10万吨/年。该生产工艺，工艺复杂、设备齐全、自动化程度高，很适合于化学工程与工艺专业学生的生产实习。根据课程需要，我们选择乙醛氧化制乙酸工艺作为本专业学生生产实习的项目。
四、化工单元仿真系统引进到生产实习中的优势
（一）有利于提高学生的实际操作技能。化工生产过程的特点是整套装置的工艺流程长，设备数量大，所以工程技术人员的综合素质和能力对于化工产品的产量、质量、经济效益的程度影响越来越大。而学生在生产实习中很难有直接动手的机会，这是化工类专业实践教学中所面临的特有困难。而化工单元仿真实验和实际化工生产工艺相结合，提供化工单元操作、过程控制仿真、全工艺过程操作等实训，满足培养化学工程与工艺专业的工艺技术、计算机应用、自动控制、过程装备等岗位的综合能力。
（二）培养学生的化工职业思想。在学习化工单元仿真软件的同时，要对学生进行化工职业教育，使学生清楚地认识到本行业在国民现代化建设中的地位和作用，从而热爱本专业，树立为我国化学工业现代化建设做贡献的雄心壮志，引导学生传承化工行业职员守纪律、爱岗敬业的好作风。通过化工单元仿真软件的学习，使学生具有按计划有序工作的良好习惯和严谨的科学态度，并具有刻苦钻研技术、勇于克服困难和积极向上的精神。
（三）化工单元仿真运行成本低。建设化工仿真实验室的总成本只有中试车间费用的五分之一。将化工单元仿真软件引入到化工原理实验教学中，使用周期长，可大大减少学校在培训工作中的人力及物力消耗，且易于维护。我们教研室在化工仿真实验室还安装了AutoCAD、Chem-CAD、ChemOffice等应用软件，可以满足化工学院其他专业学生的使用，充分利用现有设备，进一步降低其整体运行成本。
五、结论
化工单元仿真教学是运用先进的教学思想和现代化的教学手段，培养学生的实际动手能力，为化学工程与工艺专业人才高质量的培养提高提供了保障。
主要参考文献：
[1]靳海波，宋永吉，赵如松等，化学工程与工艺专业实习改革与实践[J]，求实，2010，2
1．绿色化学工程工艺的开发
传统化学工程使用处理工艺对有毒污染物的处理滞后性较强，通常是在污染物产生之后再另外做针对性处理，不仅增加了处理成本，且治标不治本。比如传统工艺烟气除尘，虽然净化了气体，但是污染物直接转化为废渣废水，还需要另一道工序做清洁处理，无疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。绿色化学工艺的介入，可以直接在生产或排放阶段就完成清洁使命，通过化学反应达到预防、控制和消毒污染的目的。
化学原料是化学工程的源头，原料决定了生产流程和工艺的选择，绿色工艺的介入可以从源头上改变原料生产带来的各类化学污染，同时绿色工艺与化学工程的结合还可高效利用各类自然资源，实现深度开发利用，兼顾无污染、节能、环保的生产方式必然会掀起一轮新的工业革命。绿色原料的典型开发应用比如甘蔗渣、稻草、麦秆以及木屑、树枝、芦苇等可加工成为酮类、酸类与醇类化学品。
在化学反应中使用选择性高的试剂也是绿色工艺应用的一个途径。以石油化工为例，生产过程中烃类选择性氧化反应较为普遍，作为一种强方热性反应，具有生成物不稳定、易进一步氧化等特征，所以，催化反应中此反应并非最佳选择，生成物的不稳定也不利于提取最终产物，所以，为改善这种情况，使用选择性高的试剂是最佳途径。如此一来，不仅可以降低成本，节约资源，还能够降低分离产品的难度提升纯度，无疑实现了提升效益和减少污染的双赢，所以，绿色化学工程在这方面的研究实践也非常热门。随着越来越多的化学反应被应用到工业生产中，催化剂对提升反应速率效果显著，所以目前化学工艺领域积极研究无毒无害的高效催化剂成为主流发展方向不一，不仅有利于工业的发展，对于推动化学分子深入研究也有助益，分子筛催化剂和烷基化固相催化剂就是其中较为典型的代表。
2.绿色化学工程工艺应用
分析绿色化学工艺是实现节能减排的重要途径，对绿色工艺的重视与开发也彰显了当前世界范围内节能减排的重要性。长达两百余年的工业化路程，使得人类活动对自然资源环境的危害越来越大，尤其中国作为当前世界最大的工业国，“三废”问题十分突出，PM2.5问题也成为了悬在人们头上的一把利剑，将资源枯竭、环境污染、生态失衡、人口问题等推到了台前更加显著的位置。大型化工企业作为与人们生存发展息息相关的企业，石油化工与煤炭除去提供能源之外，还提供多种衍生化工产品为人们衣食住行服务，生产过程中产生的废水废渣废气、消耗的大量原材料都警示着当前必须积极发展绿色化工工艺，以达到节能减排、实现可持续发展的目的。就目前而言，节能减排的实现途径主要以下几种：研发新科技、新工艺全过程控制污染；利用先进清洁工艺从源头控制污染；利用技术和工艺创新打造可循环绿色生态产业链；发展循环经济等。绿色化学工程与工艺作为节能减排目标得以实现的重要保障，广泛应用于多个领域，就目前来说，主要以三种表现为主，分别是清洁生产技术、生物技术的应用及生产环境友好型产品。
绿色化学工程与工艺使用生物技术服务可再生能源的合成，像有机化合物原料的应用经历了从动植物到石油煤炭的发展过程，现如今已经开始广泛应用各类再合成的有机化合物。在绿色化工中，所使用的催化剂多以工业酶和自然界中存在的酶，酶与其他化学催化剂相比，具有反应条件温和、生成物优良、污染少等优势，对于当前化工领域而言，生物酶的利用和研发就成为了绿色化工的重要发展方向。像丙烯酰胺的制备，最早使用丙烯晴，在环城生物酶催化后，不仅能耗与成本大幅度减低，且反应完全无副产物，对工业生产而言有多重积极意义。
除此之外，绿色化工工艺还广泛应用于生产环境友好型产品领域，生活中有众多具体应用实例。比如空调制冷多使用氟利昂，会造成臭氧层空洞、紫外线增多、温度升高，目前正积极寻求替代品且朝着低能耗方向发展，无磷洗衣粉减少对河流水域污染和人体健康的危害，可降解塑造制品对土地、水源危害都将进一步减轻，清洁汽油的使用可对大气污染降低，以上种种尝试都说明了在生产环境友好型产品领域，绿色化工工艺所发挥的积极作用。尤其是近年来无污染汽油的研发与应用，像低硫柴油、乙醇、二甲醚等，不仅经济环保，发展前景好，且制备生产对自然资源的消耗、对环境的危害都不断降低，证实了绿色工程化工应用的优越性。
3.总结
综上所述，绿色工程化工作为建设资源节约型社会、实现可持续发展目标的关键，对生产生活益处多多，应当积极鼓励绿色化工介入工农业生产，以贯彻节能减排目标。
作者：田胜龙单位：江汉大学化学与环境工程学院
关键词：化学工程与工艺 工程实践能力 培养
相对其他专业来说，化学工程与工艺对学生的工程实践能力要求比较严格，但近年来，由于学校过分注重学生理论知识，忽视了学生的工程实践能力。因此，现在很多化学工程要工艺专业学生都缺乏相应的工程实践能力。所以为了解决这种情况，学校应该多注意这方面问题，采取相应措施促进学生工程实践能力培养。
一.化学工程与工艺专业概述
化学工程与工艺专业作为大学的一门专业，主要培养学生的化学工程和工艺方面知识。目前，社会上许多行业在进行生产时都需要应用到化学工程与工艺专业方面的知识，如炼油、医药、环保等。相对其他专业来说，化学工程与工艺专业具有更加鲜明的特色，首先，化学工程与工艺具有很强的工程特色，对于学生也是以实践操作为主，主要培养学生的化学设计、优化和管理能力。其次，专业应用的非常广泛。通过系统的专业化学习，学生可以实现产品的开发和化学知识研究。
二.化工学生工程实践能力培养遇到的问题
1.缺乏相应社会实践能力。由于受到一些传统教学因素影响，很多学生在进行化学工程与工艺这门专业学习时，不注重社会实践能力培养，只重视自身的化学理论知识。因此，在现在很多高校当中，经常会出现化学理论知识非常优秀，而社会实践能力却非常弱的情况。造成这种情况出现的原因有很多，具体的可以分为以下两个方面。第一个，学校方面只注重学生理论知识教学，却忽视了学生社会实践知识，从而导致了这种高分低能情况发生。第二个，学生方面，在学习化学工程与工艺这门专业时，没有培养自身社会实践的意识，没有认识到社会实践重要性，从而导致现在很多学生对于社会实践不重视，进而失去学习兴趣。
2.教育设施不足。除了上述现状外，教师在对学生进行工程实践能力培养时，遇到的另一个问题就是学校教育设施不足。目前，各大院校都有教育设施不足情况发生，具体表现为：一，任课教师与学生的数量比例不协调，教师无法满足学生正常学习要求。导致教师增加工作量，从而降低教师教学质量，影响学生工程实践能力培养。二，学生的实现基地不足，无法满足学生的实习要求。教育设施不足对学生的工程实践能力培养造成巨大的影响。
3.教师专业素质水平较低。目前在很多高校中，由于受到传统教学观念的影响，很多教师只具备了相应的理论知识，而自身实践操作能力也相当匮乏。由于教师自身专业知识缺失，无法对学生进行有效的引导和教育。学生工程实践能力培养过程中出现困惑和迷茫时教师无法为其进行正确的知识引导。所以会导致学生在工程实践能力培养方面出现巨大的困难。此外，教师自身专业素质水平较低有也可能给学生带来学习上误区，从而影响学生工程实践能力培养。
三.提高化工学生工程实践能力对策
1.积极参加社会实践。积极参加社会实践可以促进学生工程实践能力培养，因此学校应该鼓励学生多参加社会实践。在实际教学中，学校可以采用定期或者不定期方式去参加社会实践活动，同时教师也可以积极开展课外文化活动，通过举办相关的化学工程与工艺相关科技活动，从而提升学生在这方面的实践操作能力。此外，学校也应该多跟自己合作企业进行沟通，让学生在课外或者寒暑假期间可以利用空余时间进入企业进行工作实习。通过具体实习操作来提升自己的工程实践能力，促进自身的化学知识学习。
2.完善教育设施。要提高化学工程与工艺专业学生的工程实践能力，学校要对现有教学设备进行相应完善，保证学生工程实践能力的培养。首先，高校要加大资金投入。对现有的教育设施进行相应更新，同时建立相应实习基地，可以采取校企合作方式，来实现实习基地创建。其次，解决学生与教师数量不平衡的问题，学校可以采取招聘方式来实现人才的引进，从而来弥补现在高校教师数量不足的现象。
3.提升教师专业素质水平。教师专业素质水平的高低对于化学工程与工艺专业学生的工程实践能力培养具有重大的影响作用，因此学校要加强教师专业素质水平提升。提升教师专业素质水平，可以从两个方面着手。第一，学校要对教师进行定期的培训，增加教师专业理论知识，提高教师的实践经验。同时也可以组织教师去企业参观和学习，通过这种方式来提升教师的实践技术水平。第二，可以通过建立相应考核机制，通过制度上监督来调动教师学习化学专业知识积极性，提高教师化学专业水平。
1.1绿色化学反应技术。我国现在提倡绿色环保，而绿色化学正好符合这一政策，不会对环境造成任何的污染，还能够在一定程度上保护环境。绿色化学就是利用一些化学方面的技术或者是方法，将那些对人们有害的、妨碍安全、破坏环境的一些化学原料或者溶剂等减少或者消除掉。这种绿色化学是一种非常值得研究的新反应技术，它能够深入解决污染，从源头彻底解决，不留下任何的隐患。绿色化学是包含原子经济性和高选择性的反应，它生产出来的材料能够回收循环利用，对环境进行保护。
1.2新的分离技术。随着世界各国经济的快速增长，原有的分离技术已经无法满足现代化学生产的需要，只能够进行深层次的探讨创新。所以，国内外一起合作共同研究除了大量的新分离技术。由于这些新的分离技术刚刚研究出来，刚刚投入到化学生产中，所以不是很完善，还存在着许多的问题。这项研究的相关分子蒸馏在理论上的探讨比较少，也没有深入研究、设计刮模式分子蒸馏器。但是随着时代的发展，信息技术与科学技术的进步，分离技术在实际应用的过程中得到了极大的改善，取得了显著的成果。后来，逐渐将信息技术融合到了分离技术当中，产生膜分离技术、超临界分离技术、超声提取等先进的新型分离技术。
1.3超临界化学反应技术。超临界化学反应技术是随着绿色化学的发展而产生的，是一种以超临界流体作为化学反应介质或反应物的新反应技术。因为这种反应物与临界点相当接近，所以其反应速率相当快，已经广泛的应用到了化学工业、生物工程、食品生产等领域当中，对这些领域的发展做出了巨大的贡献。
2传热过程中的新研究
2.1传热理论研究进展。近几年来，由于滴状冷凝的实现与增长冷凝表面寿命等相关问题的影响，研究人员至今未将滴状冷凝应用到实际的化学工业生产当中。现在的机械、石油化工以及航空航天技术仍然在使用沸腾传热方式，利用这种方式来进行工业生产。长期以来，人们一直致力于液体发生核态沸腾原因的探索，因为沸腾的形式多变又复杂，所以增加了研究的难度。尤其是在计算方面，更是存在一些严重的缺陷，使得计算的准确率极低，而且还需要大量的实验做基础。除此之外，水沸腾时会产生一些气泡，这些气泡会影响到加热器的表面，使得计算的难度再次加大。这都是现阶段急需解决的问题，也是现在研究的重点。
2.2微细尺度传热学研究进展。微细尺度作为现代热学中的一个分支，主要是研究热学的一些规律以及微细的探讨，研究前景非常广阔。在研究微细尺度传热学的过程中，如果所研究的物体尺寸远远比承载粒子的平均尺寸大，我们所假定的观点依旧成立。但是由于我们研究的尺度比较微细，所以原来假定的那些影响因素会发生一些改变，导致液体流动的规律发生变化。随着近几年来纳米技术不断进步，逐渐受到人们的重视，生产中的诸多领域都在引用尺度微细传热学，如高度集成的电子设备、微型热管等。
2.3强化传热过程的研究进展。要想优化传热过程，就必须从换热设备方面进行研究分析，优化设备，从而提高传热效率。换热设备主要就是进行热量的传递，热量传递有逆流、顺流、交差流、混合流等四种方式，其中逆流过程中产生的温差是最大的，顺流产生的温差是最小的。我们应该想办法改进换热设备，使其能够持续对外放热，以此达到本次研究的目的。例如：我们可以发明一些新的换热设备，采用新的传热材料应用到设备当中；改进原有的传热设备生产工艺；参照原有的设计方案，结合现代的科学技术对方案进行优化等。
3化学工程未来发展动态
时代在进步，科技在发展，大量的科技产品及技术不断出现在人们的视野当中，并且被广泛的应用，这就给化学工程的研究提出了新的研究方向。那就是在今后的发展当中，如何给新技术的引用提供一些良好的服务及体系，并且将新形成的理论完善，使化学工程不断进步，朝着新的目标发展。其次，现在主张全面发展，我们应该研究一下信息、生物、能源、环境等方面的技术，将这些与化学向结合，为化学工程的发展做出良好的铺垫。
4结语
