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計算機在化學工程中的應用范文1
關鍵詞：化學工程設計；計算機軟件；數據處理
化學工程設計的目的是利用化學方法和物理方法尋找工業生產的最佳過程，研究工業生產中的共同規律，從而使工業生產的效益最大化。計算機軟件在工業工程設計中的應用已非常普遍，化學工程數學模型計算、實驗設計、工藝流程繪制等，都會用到計算機軟件，化學工程設計中最常見的應用軟件有MATLAB、CAD、ORIGIN等，研究這些計算機軟件的應用，能有效提高化學工程設計的效率，降低化學工程設計成本，使其設計結果更科學、更可靠。
1化學工程研究的內容及手段
化學工程設計就是對產品生產的化學過程、物理過程進行研究、設計，使其能夠完成大規模的生產任務，使化學科學能更好為工業生產服務。如石油精煉、食品加工、藥品生產、建筑材料生產等，這些都屬于化學工程研究的領域，化學工程設計要對工程的相關因素進行充分的、全面的考慮，并結合裝置效應，解決生產過程中的各類問題，確保化學工程生產過程可靠、安全、有效。這一過程涉及物理、化學、數學等多個學科，結合生產過程開發和操作理論等研究工業生產的最佳形式，包括單元操作研究、化學反應工程研究、傳遞過程研究等，是一項非常龐大且復雜的工程。一方面，化學工程本身比較復雜，它屬于多學科交互的研究范疇，有時物理現象和化學現象同時發生相互影響，研究起來比較復雜。此外，化學工程研究的物質有氣體、液體與固體，多種形態共存，研究起來比較復雜。另一方面，化學工程研究的物系流動時邊界比較復雜，這就導致其設備沒有固定的形態、構造等，要結合不同的生產需要，靈活設計化學工程，致使其設計比較復雜、多變?；瘜W工程的研究方法較多，早期，人們主要通過實驗來研究化學工程的設計，將實驗的過程逐級擴大，以探索工業生產的規律、工藝等，人們將其稱為經驗放大法。隨著化學科學在工業生產中的應用日益廣泛，進入20世紀后，人們逐漸意識到化學工程研究的重要性，開始尋找新的方法對其進行研究，這一時期就出現了因次分析、相似論，研究的具體做法就是將影響過程的眾多因素進行分析歸納，尋找相似的變量，盡可使研究變得簡便，然后再通過實驗求得這些數據的關系，再設計化學過程。這一時期，將數學模型方法應用于化學工程設計中的研究模式已初步形成，利用數學模型法，結合實驗方法，取得重要的數據，再通過實踐鑒別、驗證這些數據，進而完善化學工程的設計。這一時期，化學工程設計面臨的最大問題就是巨大的數據量與人繁重的工作之間的矛盾，而且人工計算、設計中易出錯。計算機誕生后給各行各業的發展帶來了巨大的契機，化學工程研究也迎來了新的局面，計算機在化學工程設計中的應用將人從繁重的運算、數據整理分析等工作中解放出來，提高了人力資源的利用效率，同時節省了時間、研究成本。直到現在，計算機仍是化學工程設計的重要輔助工具，計算機軟件被廣泛應用于化學工程設計當中，成為化學工程發展的重要支柱。
2計算機軟件在化學工程設計中的應用
2.1計算機軟件在化學工程設計中應用的優勢
首先，計算機的數據存儲和處理功能為化學工程研究帶來了方便，化學工程設計者不用再反復、重復收集、整理各類數據，計算機網絡的資源共享性、計算機的數據處理功能，使化學工程研究人員通過計算機應用可以獲得更多的研究資源和設計資源，應用軟件對掌握的資源進行加工、分析，可以得到更準確的結果，這種方法顯然比人工準確、可靠、高效得多。例如，利用MATLAB軟件，可以迅速、準確分析大量數據，快速得到結果。例如，對某企業廢水中的一些有毒物質進行檢測，檢測數據眾多，人工處理起來復雜、麻煩、易出錯，應用MATLAB處理就簡單得多了，輸入相關數據，很快便能得到結果。其次，應用計算機軟件可以使化學工程設計的過程更為直觀、簡便。例如，應用MATLAB軟件可以對數據進行圖像處理，將數據轉化為圖形，還可以在圖中添加文本，這樣能使化學工程研究更方便。又如，使用CAD軟件，可以繪制化學工藝流程，使化學工程設計的內容更精確、美觀、具體，有利于設計者及時發現問題，改變設計思路，使化學工程的設計更完美。再次，計算機軟件可以模擬化學工程實驗和化學工程過程，使研究者和設計者更易得到準確的數據，也使化學工程的內容和方法得到了豐富和完善。
2.2計算機軟件在化學工程設計中的應用實例
化學工程設計中最常用的計算機軟件有MATLAB、CAD、ORIGIN、ASPEN、PROⅡ等，這些軟件應用的主要目的是數學建模、化學實驗設計、化學工藝流程繪制、數據處理及數據分析與化學工程分析、設計、核算等。例如，配備一定濃度的溶液，應用計算機軟件依次輸入相關的數據，就能夠得出固體的配置量，這樣大大地提高了化學工程設計的效率，使工程設計得到了優化。又如，利用計算機軟件進行化學制圖，應用MATLAB、CAD都能完成。特別是CAD的三維圖，直觀、立體感強，是現在化學工程研究必不可少的軟件，能夠將化學工藝流程真實、客觀地表現出來，人們通過看圖就能掌握化學工程的概況，方便、快捷，即便不是化工的專業人士通過看圖也能夠了解化學工程的概況和生產流程。
2.3計算機軟件在化學工程設計中的應用問題
計算機軟件、硬件的發展都非?？?，軟硬件相互配合才能發揮出計算機應用的最大價值。當前，化學工程設計中計算機軟件的應用存在的一大問題就是大多數化學工程研究者、設計者，過于重視對計算機相關軟件的學習、應用和研究，而忽視了對計算機相關硬件的學習和了解，在計算機應用過程中，計算機硬件的一些小問題就會阻礙工作的繼續進行，甚至造成難以挽回的損失。例如，化學工程設計圖存儲不當，造成設計圖丟失、損毀、被盜等情況發生，影響了化學工程設計的進度和效益。其次，一些化學工程設計者、研究者過于依賴計算機軟件，進而忽視了自身對專業知識的掌握、應用和研究，一旦離開計算機感覺什么事都做不好，這種依賴使其在化學工程設計中缺少創新和鉆研精神，不利于化學工程科學的持續發展。再次，化學工程研究中設計和操作優化問題一直都很突出，在研究過程中，大部分研究者也比較重視實踐研究，計算機軟件也能模擬部分的實驗過程，且其處理分析數據的能力很強，即便如此，將化學工程設計應用到大型生產中還是存在諸多問題，這就啟發我們需要進一步研究化學工程設計的相關軟件，進一步提高其模擬實驗和處理數據的功能，更好解決化學工程研究中的各類問題，最好能綜合不同軟件的應用效果，使軟件的應用更為方便、簡潔、高效。
3結語
化學工程設計中應用計算機軟件，首先應重視計算機軟、硬件的協調發展，這樣才能使軟件更好發揮其作用。其次，化學工程研究的對象相當復雜，計算機軟件作為化學工程設計的輔助工具，對于促進化學工程研究、設計是很有幫助的，但歸根結底它只是化學工程研究和設計的輔助工具，因此，在化學工程研究設計中，更應重視人的主動行為，大膽開發和創新化學工程設計，不斷完善化學工程，使其能更好為工業生產服務。
參考文獻
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關鍵詞：化學工程技術；研究熱點；發展趨勢
中圖分類號：TQ021.8 文獻標識碼： A 文章編號： 1674-0432（2014）-15-96-1
化學工程是一門將一系列化學有關的知識進行深研究的化學或物理過程的知識學科，它還包括對原有化學設備進行改革，以化學思想為基礎將理論和實際工程知識糅合。具體工作可包括研發新產品、設計、模擬、操作實驗來強化裝備等硬件設施?；瘜W工程領域包括范圍廣泛，其中有機化學、無機化學、石油化工等領域，因此化學工程是國民經濟建設從而推動社會進步重要的工程領域。目前化學工程技術的發展方向是逐漸趨向連續化、集約化、自動化、高效化和自動化、精密化。由于化學工程技術被廣泛運用到生活領域所以對其的研究是十分有必要的。
1 化學工程技術的新熱點
1.1化學超臨界反應技術
超臨界的化學反應技術是指反應過程中的溫度和壓力都在臨界點之上，這樣的狀態往往是液體和氣體之間。這樣形式的存在被廣泛運用到生物化工、食品、醫藥等領域，已經顯示出很好的效益，發展前景很好，但近年來的探究和發展階段仍處于初級，待進一步深入研究。
1.2綠色化學研究技術
綠色化學由于能夠有效避免對環境的污染，近年來備受推崇。綠色化學就是指利用化學反應技術來充分利用資源、減少污染物的產生來起到對環境的保護。比如，它可以對產生污染物的相關溶劑和廢料進行處理，利用原子技術或高選擇性的化學反應生產處對環境有利的產品，這不僅能夠增加經濟效益而且帶來可觀的社會效益。
1.3分離技術的新研究
首先，分離技術強調對生產設備的強化，其次是生產技術。總結來說就是將設備更新，將生產率提高的技術都屬于化學分離技術的結果。古老的分離技術方法是利用各種材料沸點不同將其分離然后做研究。隨著科學技術的發展和各領域研究合作分工改變為分離技術新發展提供了廣闊的前景。比如近年來，在力學的傳遞以及多相流方面，采用信息技術發生分離，還有分子的模擬就很大的提高了預測熱力學平衡的水平，對分子的人為設計加速了分離等等。因此進一步研究高效的分離技術有著深遠的意義。
2 傳熱過程新的研究發展方向
2.1傳熱學中細微尺度的研究進展
細微尺度是指從時間尺度和空間尺度進行更細微的研究的熱學范疇，如今它在熱學中已經形成了一個分支，具有廣闊的發展前景。當一個物體的尺寸遠大于其載體時，這樣的情況會存在，但是由于尺寸的更加細微，原來的假設影響因素也會發生相應變化。目前納米技術已經取得顯著的成績，很多領域都是圍繞傳熱學中的細微尺度技術進行研究的，近年來取得了高集成電路、多空介質流等新成果，產生了巨大的經濟效益。
2.2傳熱設備的研究進展
近些年來，利用翹片來強化傳熱，管外的翹片強化傳熱原理包括有前緣效應和非穩定性擾動以及減薄邊界層等幾種。常用的片是沖縫片和百葉窗。將來對此的研究應該將分布參數和場地模擬相結合，來優化傳熱裝置結構的參數，實現管翹式的傳熱針設計。
2.3與計算機技術的相結合
計算機技術的不斷進步是化學中大量的技術問題能夠得到有效的解決。同時節約了大量的人力物力財力，也增加了數據和相關機械的精密度。計算機的主要貢獻表現在計算流體力學、數值傳熱力學、采用計算機技術進行統計、計算有利于將數據更直觀的表現出來，表現形式更加多樣，能夠有效分析大量實驗數據。
2.4與材料科學和信息工程相結合
科學的進步和新技術的研究涌現就為化學工程的研究提出了新的機遇。如何形成優質的服務體系和完整地理論作為研發支撐成為化學工程面臨的問題。所以它必將進入一個新的發展階段，在發展中應注重與多學科的交叉，更多的研究應該包括信息和化學應用、生物與化學以及能源環境與化學相結合的學科，這都為化學工程的發展提供了新的研究方向。由于信息技術不斷深入各個行業，為此通過信息技術可以將大量的信息收集、整理進行數據統計分析，得出的結論可以為化學工程發展研究提供新的方向。
3結語
綜上所述，伴隨科學技術的發展，專業人員對化學工程研究已經從單一走向研究領域與多學科相結合的多元化方向發展，隨著時代的需要，科學技術的發展，新的發展熱點的出現，化學工程的發展方向也是多元化的?；瘜W工程技術多元的發展給社會帶來的也將是全新的面貌，推動整個社會向前的步伐。
參考文獻
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[2]陳惜明，彭宏.化學工程技術的幾個熱點與發展趨勢.[J]安徽化工.2006（01）.
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1.1核心課程體系構建的原則
欽州學院開設化學工程與工藝專業有良好的機遇,同時也有多方面的挑戰。要辦好欽州學院化學工程與工藝專業,貫徹學院打造五大品牌專業的精神,需要從緊密聯系北部灣區域經濟建設方面著眼,努力辦出具有石化特色的化學工程與工藝專業,重點建立一套緊密結合石化下游產業鏈、注重過程開發和工程實踐能力培養的核心課程體系。在核心課程設置方面,確立夯實專業基礎、強化工程意識、注重實驗技能、拓寬專業口徑,注重石化特色的原則。
1.2核心課程體系的內容與相互關系
所謂化工過程,主要包含分離過程和反應過程兩種過程。與這兩種過程緊密相關的一系列化工類課程共同構成了化工類課程的核心。按照“門數適宜,重點突出,相互支撐,形成一體”的要求,選擇化工熱力學、分離工程、傳遞原理、反應工程和化工工藝學等五門理論課以及與這五門理論課相關的化工專業實驗課作為核心課程,建設具有石化特色化學工程與工藝專業的核心課程體系,全力打造化學工程與工藝這一品牌專業。在這五門理論課程中,分離工程和反應工程分別研究各類分離過程和反應過程,它們構成了化工過程課程最核心的部分?；崃W是化工過程研究、開發和設計的理論基礎,是化學工程的重要分支之一,與化學反應工程、分離工程關系密切?；崃W的核心價值在于研究過程進行的方向和限度,為分離過程和反應過程提供相平衡、反應平衡數據,并對化工過程進行熱力學分析[1]。反應工程是與工程實際緊密聯系的課程之一,它廣泛地將化工熱力學、化學動力學、流體力學、傳熱、傳質以及生產工藝、環境保護、經濟學等反面的理論知識和經驗綜合于工業反應器的結構和操作參數的設計和優化中[2]。
分離工程是化工專業基礎課程,講述的是如何將混合物進行分離與提純的學科。作為專門研究分離方法的分離工程課程對學生工程素養的培養有很重要的作用。該課程闡明了化工分離過程的本質規律,重點研究分離方法的工業化途徑,設備設計放大效應,最優分離路線的工業化,及最優操作條件。在選擇具體分離方法時,不僅要考慮技術上的可行性、經濟上的合理性,而且要考慮能耗、環保、設備放大和開發成本等諸多問題[3]。傳遞原理旨在研究化工動量、熱量及質量(俗稱三傳)的傳遞現象,用一種統一的觀點來處理三種傳遞現象,并研究動量、熱量和質量傳遞之間的類似性,是研究分離機理、分離效率和宏觀反應動力學的基礎理論,同時也是反應器放大研究的基礎理論之一。與化工熱力學不同,傳遞原理是一門探討傳遞速率的課程,它對過程開發、過程設計、生產操作、優化控制及過程機理研究都有重要的使用意義[4]?；すに噷W重在工藝過程的分析,即在特定條件下,進行分離過程、反應過程的比較選擇、整合優化。化工工藝學是大學基礎化學、化工熱力學、化工動力學、反應工程、分離工程等專業基礎可和專業課的綜合運用。化工熱力學和傳遞原理旨在加強專業基礎,化工專業實驗、反應工程和分離工程重在強化工程意識,化工工藝學拓展了專業適應面,可以突出石化特色。
2核心課程體系的優化
為了保障以上核心課程體系的順利實施,建議結合欽州學院化學工程與工藝現有的教學計劃,從下面幾個方面作出適當的調整。
2.1加強數理基礎教學力度,適度拓展
新世紀的工程人才必須有熟練應用數學、科學與工程等知識的能力,有進行設計、實驗分析與數據處理的能力。在兩年的教學實踐中,學生普遍反映數理基礎不夠扎實,一些數學問題不知所云,比如熱力學計算中要應用迭代法求解狀態方程、精餾過程計算、反映工程中的偏微分方程求解等等,問題大都源于數學基礎較薄弱。因此建議加開線性代數、運籌學、概率論與數理統計、數值計算、C程序語言、數學物理方法,流體力學等數理和計算機基礎課程。多所兄弟院校也早就開設了這些基礎課程。線性代數和運籌學的開設可以解決反應器設計過程的優化問題;概率論與數理統計是實驗數據處理和理解反應工程中一些基本概念的基礎;數值計算和C程序語言兩門課程是工科學生重要的基礎課程,加開這兩門課程也是落實我?；瘜W工程與工藝專業培養計劃中對學生計算機水平的要求,對學生的就業能力的提高有好處;數學物理方法和流體力學是傳遞工程等課程的基礎,加開這兩門課程可以大大的提高學生工程數學能力,為就業和進一步深造打下更堅實的數理基礎?？紤]到Matlab在科學和工程計算領域的突出作用,建議開設Matlab在化工中的應用的相關課程[5]?；崃W和化工原理是反應工程的基礎,故將化工熱力學和從第四、五學期調整至第三、四學期;化工原理和反應工程兩門課程共同構成了化學工程最核心的部分課程,將化工原理從第四、五學期調整至第二、三學期,反應工程從第三學期調整至第五學期,也是考慮到化工原理是反應工程的基礎。同時,將計算機模擬與仿真刪去,將其中的知識分散到加開的MATLAB在化工中的應用和數值計算這兩門課程中。從上表2中還可以看出,加開的課程中,突出了數理課程的基礎,同時,適度的拓展經濟和計算機相關的課程,也增加化工制圖和電工學等實踐性較強的課程,這對培養學生的工程實踐能力是必不可少的。
2.2整合化工專業實驗
為了整合學院教學資源,最大限度地利用現有的一切教學設備,建議從各門化學工程與工藝核心課程的專業實驗中選出一些經典的、與石化行業緊密相關的進行重新編排,單獨設置一門大學化工基礎實驗課程,分成三個學期展開教學。另外,考慮到傳統的化工專業實驗教材以單一驗證實驗為主,無法滿足新世紀綜合素質人才培養的要求,可將化工實驗按由淺入深的原則劃分成驗證型實驗、設計型實驗和綜合型實驗三個層次。盡量精簡驗證型實驗,增加設計型實驗和綜合型實驗。可以從教師的一些科研項目中選出一部分讓學生參與,將這些項目設計成設計型或綜合型實驗,這樣,通過學生的親身體驗科研過程,培養了正確的科研習慣,為學生的就業和進一步的深造打下好的基礎。
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關鍵詞：化學工程、分離體系、數據驅動
一、前言
傳統化學工程的分支學科，如分離工程、反應工程、傳遞過程、系統工程等，近年都有很大發展。它們與石化工業某些過程相結合，產生了一些新的過程和技術，提出了一些有希望的發展方向。另外，近年來在某些分支學科的結合點上，產生了一些化學工程新的生長點。它們對今后的煉油或石化工業可能有更大的影響。本文對以上的一些發展動態作了簡要的介紹。
二、化學工程近期幾個重要發展方向
1、反應過程與分離過程的結合這里指的是在一個設備中同時完成反應和分離兩個過程。目前最成功的是由甲醇與異丁烯混合物合成甲基叔丁基醚，反應產物生成兩個共沸物，分離比較困難。當采用了一個置有催化劑的反應蒸餾塔，便可取代原有的兩個多管式固定床反應器、兩個蒸餾塔和一個甲醇水洗塔等5個設備。使甲醇的轉化率不受平衡轉化率的限制，在蒸餾過程中也避免出現共沸物，反應熱可供蒸餾使用，大大節省了投資和能耗。對酷化、醚化、烴化、水合等過程，只要反應條件和分離條件比較接近，都有可能采用反應蒸餾。近期有希望工業化的反應與分離結合的過程還有反應萃取、反應吸附、反應結晶等。尤以膜反應器最受關注。它是反應與膜分離結合的設備，最適用于各類可逆反應和反應產物對反應有抑制作用的過程。
2、多個反應過程的結合。把從原料轉化為產品所需進行的多個反應在一個反應器中完成。為此需采用多種催化劑或多作用催化劑。
3、放熱反應和吸熱反應相結合。例如丁烷脫氫制丁烯為一強加熱反應，要求反應溫度較高。若加入空氣進行部分氧化脫氫，氧和氫結合是強放熱反應，使總的放熱反應可在較低溫度下進行。
3、多個分離過程的結合。開發此過程的目的是強化分離效果，增加回收率、節約能耗。近年來研究較多且實用前景較好的過程有：滲透蒸發，即膜分離與蒸發過程相結合；膜萃取，即膜分離與萃取過程相結合；支撐液膜萃取即萃取與反萃取結合等一些新的分離技術都開始從研究走向實用階段。
三、強化化學作用對分離體系中體相的影響
1、篩選分離劑使對某被分離組分有特殊的化學結合能力，增大分離因子；另一是對原分離體系加入附加組分，改變原體系的化學位，從而增大分離因子。另一類適用于萃取、吸收等使用分離劑的過程。
2、強化化學作用對相界面傳質速率的影響。采用相轉移催化劑（PTC）促進水相和有機相間的反應已為人所熟知。其實質是PTC可以促進反應組分通過相界面的傳質速率。若兩相間不發生反應，我們把這類促進通過兩相界面的傳質速率和選擇性的物質稱為“相轉移促進劑”（PTA）?？梢哉J為PTC也屬于PTA中的一類。如用有機相萃取水相中的有機酸和酚，采用長碳鏈的胺為PTA，可以加快萃入有機相的速率。又如對氣體分離膜，若在表層涂上一層固定液作為PTA，可以增大某組分通過的選擇性和通量。又如把對被分離組分有特殊親和力的PTA結合在相界面上，便形成各類的“親和”（Affinity）分離過程。如親和色譜、親和吸附、親和過濾、親和膜分離等。已經形成強化分離過程的一個前沿研究方向。
3、優化化工動態過程。這是在計算機技術高度發展以及快速、高精度分析和監測儀器和方法產生的基礎上才可能發展起來的技術。主要內容包括有以下5方面。
（1）分批操作的動態模擬和過程的優化。
（2）對開工、停工和變換操作條件時實現最優化控制。
（3）利用動態響應過程以快速研究傳質過程和測定相應的傳遞參數。也可以研究反應機理和測定吸附和反應動力學方程與相關的參數。各種過渡應答技術、催化反應色譜等技術都已取得廣泛的應用，并取得了許多用傳統定態方法不易得到的研究結果。
（4）把脈沖進料的高效分析技術如色譜、電泳進行放大，發展成為高精度的制備技術。
（5）利用強制周期改變操作參數的方法強化反應和分離過程等。
四、計算機技術與石油化工相結合
計算機技術在化學工程發展中占重要地位。因此，計算機技術與石油化工結合將有助于精確連續化穩定發展。
1、運行優化與產品設計
在歷史數據和多元統計方法的操作條件優化基礎上，進一步用于產品的優化設計。還可以在煉化行業中進行一些相關的應用，例如Sebzalli利用PCA對煉油產催化裂化過程操作空間進行識別，而Chen利用模糊c-均值聚類方法，提出用于開發期望的產品操作策略。
2、過程監測與故障診斷
過程監測與故障診斷主要任務是對過程運行狀態進行實時監控，并對系統進行分析異常，保證能及時發現運行過程故障，并在事故發生前采取有效的控制措施避免事故，以保證運行過程的安全與平穩。目前，基于數據的統計過程中控制在石化行業已得到普遍的關注，其方法也從以單一的變量統計過程控制向以主元分析為主的多變量統計技術轉變?；诙嘧兞拷y計技術應用于石化工業過程的監控始于20世紀80年代，其相關的多變量統計在石油化工方面的報道文獻也較多。基于多變量的數據驅動的過程監測與控制也常被稱為多變量過程控制（MPC）或多變量統計過程控制（MSPC）。其采用的方法也主要是PCA，PLS，基于支持向量機以及它們與其他方法的混合算法。
3、產品質量預測與控制
利用數據驅動方法進行預測離線或在線的產品質量，以克服沒有在線儀表的困難，也不會受在線儀表價格昂貴的限制、避免了維護費用高的缺點。也可以進一步應用于控制回路用來完成產品質量的調控。這種數據驅動方法主要是通過對目標控制變量建立軟測量模型來實現的。PCA、PLS、SVM是實現數據驅動的軟測量模型的主要方法，人工智能算法（模糊神經系統、神經網絡等）及其混合算法。在許多資料中都有對軟測量模型方法及應用的綜合報道。在石化行業中，一些典型的應用如：用來生產乙烯的在線質量監測，基于PLS的軟測量模型，檢驗在線氣相色譜儀的性能。Fortuna等人開發了一個基于多層感知器的復雜軟測量模型，模型采用三層神經網絡，取得了較好的在線預測功能，用于預測精餾塔汽油濃度。Bakhtadze等建立了原油精煉過程的產品軟測量模型，該模型應用于缺少實驗數據情況下的軟測量建模，這種模型是將Takagi-Sugeno模糊模型和基于過程知識的相聯搜索算法相結合。
五、結語
在21世紀，化學工程將發揮非常大的作用，假如我們可以及時抓住機遇，那么我們就有可能在開辟化學工程發展的新的階段中，形成中國化學工程的特色和優勢，為人類的可持續發展做出貢獻?；瘜W工程是一門傳統的學科，但必將煥發出新的生機！其應用領域將擴展到所有涉及物質轉化的領域，包括系統工程也包括產品工程，其學科基礎將向高層次發展，理論和實驗研究都將關注復雜體系的多尺度結構，計算能力也將空前提升。
參考文獻
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計算機在化學工程中的應用范文5
生物化學工程是生物化學反應的工程應用，主要包括代謝工程、發酵工程和生物化學傳感器等。
生物化學工程和生物醫學工程是最初的生物工程學概念，基因重組、發酵工程、細胞工程、生化工程等在21世紀整合而形成了系統生物工程。 全書共分十章，主要介紹了培養基滅菌，空氣除菌，通氣與攪拌，發酵罐的比擬放大，固定化酶、固定化細胞，典型發酵過程動力學及模型，發酵過程參數的在線測量及儀表，微生物生化反應過程的質量和能量衡算，發酵過程的計算機在線控制以及發酵工程下游技術。
生化工程的定義：將生物技術的實驗室成果經工藝及工程開發，成為可供工業生產的工藝過程，常稱為生化工程 。 生物工程的重要組成部分，包括底物或營養液的準備、預處理、轉化以及產品的分離、精制等工程和工藝問題。一般把發酵工程、動植物細胞的大規模培養、酶工程、生化反應工程、生物分離工程、生物功能元件以及生物過程中的控制和優化都包括在生化工程之內。
（來源：文章屋網 ）
計算機在化學工程中的應用范文6
關鍵詞：計算機 化工 設計
1.課程建設的基本思路
在今后的《計算機輔助化工設計》課程教學工作中，教師要注意把最新教學研究成果和學科最新發展成果引入教學環節;要以現代的眼光審視、選擇和組合好教學內容，課程內容的基礎性和先進性關系要處理得當;在教學過程中，教師要理論聯系實際，融知識傳授、能力培養、素質教育于一體，提高教書育人效果。
2.項目建設目標
2.1總體目標：以全面推進素質教育為目標，以培養學生創新精神、創新意識、提高學生實踐能力為重點，構建計算機輔助化工設計課程新的教學體系，力求將課程質量和教學質量達到一個嶄新的高度。
2.2階段目標：進一步增強學生對化工過程進行數學建模的能力;進一步增強學生編制、調試計算機程序的能力;進一步增強學生應用和開發化工模擬軟件Aspen Plus[1]、Pro II[2]、ChemCAD[3]等的技能和能力;進一步增強學生使用化工計算機集散控制系統（DCS）[4]仿真軟件的能力。
2.3預期成果：課程理論、實驗教學內容更新完成，開設網絡課堂;完善教學大綱、電子教案、習題集、試卷庫、上機實驗指導書。
課程建設完成后，不僅可以為化工專業學生服務，也可以為其他相關專業：如過程裝備與控制專業、無機非金屬材料工程專業和應化專業服務，還可以為社會用戶提供工廠流程仿真軟件的培訓服務。
2.4建設內容
2.4.1理論教學內容：主要分為三大部分，一部分是計算數學的部分內容，包括方程求根、線性方程組求解、插值法、曲線擬合法、數值微分、數值積分等，另一部分包括各單元操作（如流體輸送、傳熱、精餾、吸收與分離等）、化學反應器的計算機編程設計和計算。第三部分是化工專業軟件介紹。第三部分需要新編講義和課件。
2.4.2實驗教學內容：主要分為三部分。一是matlab語言[5]程序上機實驗。結合理論教學的內容，在實驗教學中注重讓學生正確掌握matlab語言程序上機實驗的基本方法和基本技能，加深學生對計算機輔助化工設計理論教學內容的理解，增強學生動手編程的能力，并培養學生嚴謹的科學態度和良好的上機實驗作風。二是化工模擬軟件Aspen Plus、Pro II、ChemCAD等的使用技能上機訓練。結合理論教學的內容，加強綜合性、探索性的模擬軟件流程的上機實驗訓練，培養學生的科研能力，使學生了解化工領域更多的最新研究成果。三是化工廠的計算機集散控制系統（DCS）仿真操作訓練。在學生掌握Aspen Plus軟件的穩態流程使用技能的基礎上，培養學生上機使用動態化工流程的計算機仿真軟件技能，培養學生操縱化工廠集散控制系統（DCS）計算機界面能力，提高學生實時處置復雜動態流程的技能。
2.4.3改善革新教學方式是本課程建設的重點。a.教學過程不只是一個教師講、學生聽的過程，還要加強師生思想溝通、感情交流，做到教學相長。b.完善現有的多媒體教學方式，提高學生的學習興趣和學習主動性;實現課程上網，盡快實現網絡互動教學。c.理論教學與實驗教學相結合，更注重通過綜合性、探索性實驗教學環節提高學生的質疑能力、分析和解決問題的能力，培養學生的創造性，訓練學生的科研能力。
2.4.4本課程建設的特色如下：1）建立了全新的課程體系。本課程系根據我院工科院校的性質，針對各專業的特點，通過三年的教學實踐，優化了教學內容，完善了課程體系，提高了教學效果。2）教學指導思想明確，教學力量較強。緊密結合專業需求，針對性開展教學和教研活動;師資隊伍職稱結構、學歷結構、年齡結構合理。3）教學手段和方法多種化。初步建立計算機輔助化工設計立體教學體系，充分運用現代教學手段，推動教學改革，提高教學質量。4）注重理論教學與實驗教學的呼應，強化上機實驗教學對理論教學的促進作用。
3.總結
在今后的《計算機輔助化工設計》課程教學工作中，還需要不斷完善普通化學實驗室的軟硬件設施和條件，提高任課教師參與實驗教學的積極性，克服擴招后專職實驗人員數量相對短缺的問題。
教師要注意把最新教學研究成果和學科最新發展成果引入教學環節;要以現代的眼光審視、選擇和組合好教學內容，課程內容的基礎性和先進性關系要處理得當;在教學過程中，教師要理論聯系實際，融知識傳授、能力培養、素質教育于一體，提高教書育人效果。
參考文獻
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