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化學工程與工藝的應用范文1
一、虛擬儀器的發展和結構組成
電子儀器的發展，一共經歷了四個重要階段：模擬儀器、數字化儀器、智能儀器和虛擬儀器。前三個階段的發展實際上是為第四階段的發展奠定堅實的基礎。第四代虛擬儀器，是通信技術、測試技術和計算機技術相結合的產物，三門學科最新技術的結晶，融合了測試理論、儀器原理和技術、計算機接口技術、高速總線技術以及圖形軟件編程技術于一體。虛擬儀器的產生是儀器發展史上一次大的革新。虛擬儀器是指將一些比較靈活高效的軟件和一些性能較高的硬件結合起來，將其應用在各個領域中對各項參數進行測試和調節、控制等的一個應用性很強的平臺。一般來說，完整的虛擬儀器系統中有三部分的組成結構，一部分是電子計算機，一部分是儀器軟件，最后一部分是儀器硬件。在電子計算機和大型集成電路高速發展的今天，相比較傳統儀器，虛擬儀器得到了飛躍發展。在基本硬件的支持下，虛擬儀器可以利用電子計算機合理的調用相應的高級軟件模塊來完成數據的采集、控制、分析、處理以及結果的存儲和顯示。與傳統儀器相比，虛擬儀器具有成本低、性能高、擴展性強、開發時間短以及出色的集成這五大優勢?；诖?，本文對虛擬儀器的發展及在化學工程領域中的應用進行了探究，為其未來的發展提供參考依據。
二、虛擬儀器的技術支撐和特點
硬件是虛擬儀器的基礎，軟件是虛擬儀器的核心。計算機主要完成數據處理和結果顯示。硬件接口電路主要完成被測輸入信號的采集、放大、模/ 數轉換。根據構成虛擬儀器的接口總線不同,主要分為基于通用接口總線gpib 的儀器系統、基于數據采集卡的虛擬儀器系統、基于vxi 總線儀器實現虛擬儀器系統、基于pxi 總線儀器實現虛擬儀器系統、基于串行口儀器的虛擬儀器系統和基于現場總線設備的虛擬儀器系統等類型。軟件可定義儀器的功能圖。虛擬儀器系統的軟件結構從底到頂層分為儀器i/o 接口軟件、驅動程序和應用軟件3 個層次。
虛擬儀器作為新型的儀器種類,主要具有以下幾個特點:首先，技術和接口技術,具有方便、靈活的互聯性,可方便地同外設、網絡及其它應用連接。其次，開放式體系結構,縮短系統開發周期。虛擬儀器開放性構成方式,使其具有靈活性和功能的可重構性,可使用戶提高重復利用率,縮短系統組建時間,降低開發費用。最后，“軟件就是儀器”,儀器功能由用戶定義。虛擬儀器系統中,軟件是整個儀器的關鍵,用戶可以根據自己需要定義儀器的功能,通過修改軟件,很方便地改變、增減儀器系統的功能與規模,打破了傳統儀器有廠家定義、用戶無法改變的模式。
三、虛擬儀器在化學工程領域中的應用
虛擬儀器技術就是利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。靈活高效的軟件能幫助客戶創建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統集成，標準的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應用的需求。這也正是ni近30年來始終引領測試測量行業發展趨勢的原因所在。它在化學工程領域的應用有以下幾方面：
虛擬儀器可以應用在化工過程控制領域中、是由化工領域中以及化學工程模擬領域中。虛擬儀器可以對化學反映系統中的各個參數進行實時的檢測，還能通過參數的檢測來調整和控制各項參數，以更好地確?；瘜W反應的正常進行。在化工過程控制領域中的應用有很多，例如，東南大學的王曉等人通過基于labview開發平臺的虛擬儀器開發了換熱器試驗裝置測控系統，這個系統有很多功能，包括對各項參數的檢測、記錄，同時還能對這些參數進行分析和調節，基于此，應該加強對該系統的研究和推廣，使其在更多的領域得到應用。石油化工領域中也經常需要運用到虛擬儀器，通常是將計算機技術和虛擬儀器結合在一起進行應用。在這方面的應用實例有：通過虛擬儀器，對石油管道的壓力進行監測，來判斷石油管道在運行過程中會否出現泄漏現象?；瘜W工程模擬，實際上是通過建立化工過程的一系列數學模型，然后根據標準的條件要求以及各項參數，利用計算機，對這些模型進行計算，并根據計算的結構模擬出整個化工過程中所發生的行為。在化工領域中，如果要使用一種新的儀器或者是使用一項新的工藝，需要先依靠計算機對這些儀器或者工藝進行模擬，得到一系列數據，并鑒定其可靠性。虛擬儀器在化學工程領域中的應用，使得整個過程的各項參數判斷更加具體和直觀，有利于判斷其對于工程的影響。這方面的應用實例也有很多，例如，新疆大學的付志新等人開發出了一套基于全混流反應器的模擬系統，并且模擬計算了其中的不可逆的放熱反應。
五、虛擬儀器的發展趨勢和光明前景
虛擬儀器還可廣泛應用于航天航空、軍事工程、汽車、電力工程、機械工程、建筑工程、鐵路交通、地質勘探、生物醫療等很多需要高性能測控設備進行科學分析的場合。例如,利用虛擬儀器系統可以開發復雜的汽車駕駛室模擬仿真系統,汽車abs 傳感器功能測試系統;可以測試飛機飛行過程中的噪音,進行飛機發動機測試,飛行控制系統測試;可以用于電力參數的測試,構建電力測量控制系統;可以用于開發內燃機測試系統,等等。
自從虛擬儀器出現以來，其技術也不斷發展和成熟，逐漸向著圖形化這一開發平臺中的更強適應性、更高級別的硬件模塊以及更符合標準的驅動程序等方向發展，而該平臺自身的不斷完善和發展也是促進虛擬儀器技術不斷發展和提高的重要保證。同時，怎樣縮短用戶的學習時間和學習量，就能確保其進行具有強大功能虛擬儀器的使用，怎樣讓用戶輕易地對該模擬系統中得到的結果進行判斷，或者如何確保用戶采用一些系統構成比較簡潔的虛擬儀器來對復雜的內容進行測試，都是虛擬儀器在未來的發展中需要解決的問題。
結束語：
化學工程與工藝的應用范文2
[關鍵詞]化學工程 綠色化學 節能
中圖分類號：O6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）25-0032-01
近些年來，我國的總體經濟得到了很大的發展，但在發展經濟的同時也對環境造成了很大的危害?，F在人們也都已經意識到了環境污染的問題，現在人們更加提倡綠色低碳的生活理念。綠色化學工程主要是以化學工程工藝為基礎，然后在其進行生產的過程中，使用一些相應的技術來加入綠色環保的理念，最終達到節能環保、綠色生產的目標，從真正意義上實現節能減排、低碳生活的目的。
一、化學工程中綠色化學工程工藝開發的分析
1.1 綠色化學工程工藝開發的意義
相對于之前傳統的化學工藝而言，綠色化工工藝更加注重低碳以及對環境的保護。在使用傳統化工工藝的過程中，對大對數有毒污染物的處理并不夠徹底，還具有非常明顯的滯后性。而且，很多化學工藝都是有針對性地對一些污染物進行處理，這樣雖然在一定程度上節約了處理的成本，但是也會導致一些污染物的處理不夠徹底，從而對環境造成一定的危害，根本不能夠從真正意義上達到處理的效果。例如：對于一些化工廠對煙塵的處理，看起來是采用了一定的措施對煙塵進行凈化，但實際上所處理得并不夠徹底，一些類似于一氧化碳等氣體可以通過一定的方式轉化為其它的一些污染物，如果再使用一道相應的程序進行一定的處理，這樣在很大程度上增加了處理的成本。在進行化工藝生產的過程中，對化學原料的選擇也是非常重要的，化學原料是整個化工工程生產的基礎，從原材料出發進行加工再結合綠色化學工藝對其進行一定的處理，不僅僅可以降低污染，還能夠提高資源的利用率。
1.2 綠色化學工程工藝開發的重要性
在進行化學反應的過程中，需要在一定程度上使用選擇性相對比較高的的試劑來進行相關的一些工作，以促進綠色工藝的合理利用。例如石油化工，在進行相關化工品加工生產的過程中，會產生很多的氫化物，這類化學產物的生成物質相對而言比較活躍，可能會與其它對的一些物質相結合，產生一定地化學反應，這類反應大多都為放熱反應，而且整個反應的過程是非常不穩定的，不僅僅需要使用一些相應的技術作為基礎，還需要使用更多的程序對這些污染物進行一些相應的處理。那么這個時候，綠色化學工程的使用就顯得十分有必要了，就當前的化工工程工藝的就是來看，無公害、無污染始終都是放在整個生產領域的第一位，推行綠色化工工程工藝也是當前建立環境友好型和資源節約型社會的一個重要體現。
二、化學工程節能中綠色化學工程工藝的促進作用
2.1 綠色化學工程工藝的應用
就當前社會而言，節能、綠色、環保是當前社會發展建設的一個特色，綠色化學工藝的使用對實現節能減排有著十分重要的意義，綠色化工工藝的使用不僅僅能夠體現出全國乃至全社會對于綠色環保、節能減排的重視，這也是全世界一直在努力的一個目標。在過去的一百多年的時間里，不論是經濟、科技、工藝、文化等各個方面都得到了很大的進步，但是在進行社會發展的過程中，人們只注重經濟的發展，卻忽視了對環境的保護，最終走上了“先污染，后治理”的道路，不僅僅對環境造成了嚴重的污染，還造成了一些資源的枯竭，最終導致生態失衡，并對人們的生活造成了一系列的問題。而現在，人們面臨著資源缺乏、環境污染、人口加劇等一系列的問題，人們也深刻意識到節能環保、綠色生活的重要性，也意識到化工生產所造成的污染是導致環境惡化的非常關鍵的一個部分，但是在進行整個社會發展的過程中，化工工藝生產優勢一個必不可少的一個產業。由此而建，在進行化學工程生產的過程中，對綠色化工工藝的生產是非常重要的一個選擇。
2.2 綠色化學工程工藝的促進作用
就當前的環境而言，我們雖然在提倡也在實行綠色環保的生產生活理念，但是環境仍然處理一個正在惡化的狀態。目前我們所提倡的綠色環保理念、，主要是從以下的幾點來進行的：（1）要開發新的技術?，F在社會發展非常迅速，為了能夠跟上時展的步伐，化學工藝生產的過程中也需要開發一些新的技術，來提高化工工藝的生產效率；（2）從源頭上來對污染進行一定的控制。這也是控制污染的一個非常好的方法，由此可見，對材料的選擇就顯得十分關鍵了；（3）打造可循環的綠色生態產業鏈。為了能夠順應現在綠色生活的理念，化工工藝生產也需要采取一些應對措施，以走上可持續發展的道路；（4）發展循環經濟。從綠色化工工藝的角度來說，發展循環經濟對于實現節能減排來說，也是十分關鍵的一步。綠色化學工程不僅僅能夠在化工生產領域中得到了一個非常好的發展，而且還能夠在其他的一些生產領域中得到非常有效的應用，從而創造出一個資源節約型、環境友好型的社會。例如：清潔生產技術、生物技術、創造環境友好型這三個方面的技術，就可以通過一定的方式，應用到其他的一些生產領域當中，這樣不僅僅可以促進化學工程工藝生產領域的發展，還可以促進社會的共同進步。
三、結語：
就目前我國的化工工藝生產的狀況來看，綠色環保的生產理念以及相對技術得到了非常好的應用。本文主要通過對綠色化學工程工藝的開發和促進作用進行了一定的分析，在化工工藝生產的領域，綠色化工技術的應用是必然的一個選擇，這不僅僅可以在很大程度上促進人們的生產和生活，還有助于社會走上可持續發展的道路。由此可見，綠色化工工藝的應用和發展使十分有必要的。
參考文獻：
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化學工程與工藝的應用范文3
關鍵詞:化學工程工藝;綠色化工;分離技術;超臨界流體
1概述
隨著我國社會經濟的快速發展，各種化學制品已經充斥在我們周圍，成為我們日常生產生活中不可或缺的基本物品。然而，這些物品的原材料生產，都是來自于化學工程與工藝。化學工程與工藝是通過對化學材料的處理，從而實現了化學生產的環保資源的高效優化，生產過程也變得非常完善。尤其是當前，經濟的快速發展也隨之帶來了嚴重的環境污染問題，化學工程與工藝更是要朝著綠色環保的方向發展，尤其是與化學工程工藝相關而且環境問題息息相關的行業，例如石油化工行業、材料化工行業、生物化工行業等，這些都是利用化學工程與工藝的技術來帶動經濟發展的行業，對于我國社會的經濟發展來說，具有非常重要的現實意義。所以利用高新科技實現的化學工程與工藝，不僅有利于科學的發展和進步，而且對于經濟可持續發展來說意義重大。尤其是目前化學工程與工藝正朝著高精化、自動化、數字信息化的方向發展，加強對化學工程工藝的研究是非常有必要的。
2化學工程工藝
化學工程與工藝是涵蓋冶煉、藥物生產、食品加工、材料化工、印刷業等多行業一門科學，其實現是以化學的基本理論知識為基礎的，具有工業特色的技術?；瘜W工程工藝涵蓋了原有化學的理論知識，結合了現代最新的環保思想和理念，對于促進社會的發展、人類的進步、經濟的可持續化來說意義重大。目前環境保護越來越被人們所看重，也是人們在物質經濟條件逐漸優越的前提下追求更高質量生活的體現。而化學工程工藝的相關研究，這實現環保節能、優化工業生產過程、提升社會經濟發展的重要途徑，它的出現，能夠使人們在減能節排的前提下使其經濟利益最大化，也是目前更多企業愿意嘗試和追求的環保生產途徑?？萍嫉陌l展帶動社會的進步，經濟的提升勢必會對自然環境造成破壞，在綠色環保、減能節排的前提下，化學工程工藝勢必為社會可持續發展帶來新的契機，這對于社會發展來說，具有非常重要的現實意義。新型的化學工程工藝與傳統的化工相比，更加注重環境保護，更加看重生產效率，例如綠色化工技術、最新的分離技術以及超臨界流體萃取技術等，都是當前化學工程工藝最新興的生產技術。
3綠色化工技術
綠色環保、節能減排是當前企業工業生產一直看重和強調的生產方式，化學工程工藝中的綠色化工技術，則是對綠色環保的工業生產的最好的詮釋，綠色化學工程又被人成為環境優化化學工程，核心理念就是注重環境保護、降低環境污染、節能減排，從而實現環境污染與企業生產利益最大化之間的最佳平衡，對人類的健康和發展具有非常積極的意義。所以綠色化學工程工藝就是在化學工程過程中原材料選取、催化劑選用以及化學反應過程中都在強調綠色化工的理念，從而從化學工程生產的源頭阻止環境污染，促進廢物利用。
3．1選用綠色化學原料
綠色化工源頭做起就需要對化學工程的原材料入手，通過選擇綠色環保的、無害的化學化學物質作為企業生產的原材料，在根本上減少或消除化工生產的污染物的排放，進而將對環境污染源消滅在萌芽之中。當前，在企業生產中原材料的選取非常重要，尤其是在各種高新科技的快速發展下，各種化工原材料、催化劑、溶劑等都已經能夠加工成無毒無害或低毒少害的化學材料，所以在針對化學工程原材料選取時，盡量選擇使用高新技術生產的無毒無公害的原材料，或者采用天然的植物、農作物或其他很多自然生物作為企業生產的原材料，從而有效地促進化學工程原材料綠色化，從根本上消除自然環境污染源。
3．2選用綠色化學催化劑
在化學工業生產中，很多都需要催化劑來加速整個化學反應的過程，從而節約生產時間成本，提升經濟收益。然而，在傳統的化學工程生產過程中，很多催化劑雖然加速了化學反應的過程，但是在污染物生產和排放量等方面，都對環境造成了很嚴重的污染。目前在綠色化工技術中，大都采用天然無公害的催化劑的開發和使用，在化學工程中，盡量選擇無污染公害或少污染的催化劑替代傳統的污染重的催化劑，從而促進化學反應工程的綠色無公害。目前，部分化學工程工藝研究人員發現一種烷基化固相催化劑，其在促進化學反應的過程中基本上能夠做到無污染物排放，同時能夠加大廢棄物的使用率，這對于企業綠色化工生產來說，將是一個很大的福音。
3．3選擇綠色的化學反應
在企業化工成產過程中，會有很多化學反應，而對于這些化學反應的選擇，盡量提升化學反應的選擇性，從而將化工過程中減少污染排放和能源消耗，使生產物更加純凈化、提取更加便捷。以石油化工生產為例，對于烴類的處理常常選擇氧化處理，這個操作會對生產物造成污染和破壞，所以在石油化工生產過程中，要盡量避免此種反應，通過優化化學反應的選擇性，選擇綠色生產，從而提升整個化學反應的綠色生產過程。
4化工分離技術
在化學工程工藝中，有很多物質都是混合的，對于化工企業的生產來說，是遠遠不能符合生產所需的，那么在化學工程工藝的物質分離技術，則是將物質進行凈化、提純的重要過程，是使物質從雜亂無章、無規律的變化，通過外在作用力，如壓力、重力、溫度、電磁場等作用下能夠有序的轉變的過程，而過程中是需要消耗能量的，而這種過程這是化學工程工藝中的物質分離技術。在化工分離技術中，應用最為廣泛的是蒸餾法，這種方法的實現是通過外在的燃料燃燒對物質進行加熱，通過混合物中不同物質的氣化溫度點，來充分掌握加熱溫度的變化，使得混合物的溫度在預期溫度點進行持續加熱，從而實現對應物質氣化分離。在我國，對于蒸餾分離的技術和工程實現，都已經積累了深厚的理論知識和豐富的應用實踐經驗，為我國的化工也生產做出了不可磨滅的貢獻。但是，蒸餾法整體來說速度比較慢，效率相對較低，所以在化學工程分離技術的實現中，目前推出了各種熱門的物質分離方法和技術，無論是在時間效率上、還是在生產成本上，都能很好地應用在企業化工生產過程中。
4．1膜分離技術
膜分離技術是當前化學工程工藝領域中，實現物質分離技術中比較流行的分離方法，在環保節能、低污染、高效率等諸多方面都表現出優異的性能。膜分離技術是以各種材質的膜作為基本的分離介質，膜的介質可以采用氣體材質、固體材質、液體材質或混合材質，最終構成一個膜兩邊互不連通的界面，根據其自身的滲透特性，在不同的外在作用力(例如重力、壓力、電磁場、滲透壓差)下，實現物質分離。按照膜不同材質劃分，常見的膜有包括支撐液膜、乳化液膜的液體材質膜以及無機材料膜、聚合物膜的固體材質膜，這些膜的材質、特性不同，最終實現的分離過程也不盡相同，有滲透、電滲析、微濾、液膜分離等，這些分離技術和過程在氣體干燥、廢水處理等方面廣泛應用，正式因為膜分離技術效率高、耗能少、工作條件需求低，也逐漸化學工程工藝中分離技術的主體。
4．2吸附技術
在分離技術發展迅速的今天，新型吸附技術也逐漸進入了物質分離工程中，通過變壓吸附、層析、模擬移動長等分離方法，新型的吸附技術也成為了分離技術中的新型技術，在工業制造和化工生產中起到非常重要的作用。
4．3反應分離耦合技術
反應分離耦合技術是提高生產效率、優化化學工程生產過程、降低生產成本中發揮越來越重要的作用。反應分離耦合技術是通過利用物質分離來促進反應或通過物質反應來促進分離的一種化工分離技術，整個技術的應用效率非常高，操作費用也很低。以醋化反應為例，該反應過程就是在精餾塔中進行可逆的醋化反應，利用精餾的反應來分離醋和水，同時逆向反應也能夠加強醋化過程，從而在原料成本等多方面節約成本。
5超臨界流體萃取技術
超臨界流體又稱為SCF，是SupercriticalFluid的縮寫，一般的氣體或液體在溫度或者壓力的持續變化下，達到某個臨界點就會發生氣體到液體的變化或者液體向氣體的變化，但是，超臨界流體是某種流體物質在達到臨界壓力點或溫度點時，如果持續提升外界條件，該流體密度不斷增加，但是并沒有真正發生液化或氣化的現象，此時的物體就成為超臨界流體，該流體既具有氣體的特性，又具有也提到特質，利用超臨界流體來實現物質分離的技術，則被稱為SCFE超臨界流體萃取技術，該技術目前被廣泛應用在食品加工、化學工程和企業生產、生物制藥等諸多領域。SCFE的超臨界流體萃取技術，是對混合物進行施加溫度或壓力的條件，從而使其進入超臨界狀態，進而使萃取物從其中分離出來，實現物質的分離。流體物質在超臨界狀態下，融合了氣體和液體的綜合特性，密度上比氣體大得多，一般與液體比較接近，但是粘性度方面則與氣體接近，比液體小得多，而且超臨界流體自身的溶解度非常高、而且很容易流動和擴散，而且在壓力或溫度的臨界點，能隨著外加條件的微小變化，密度則發生顯著變化，極易實現混合物中萃取物的提取和分離。利用超臨界流體萃取技術，一般是使用流體作為萃取物的溶劑，使其進入超臨界狀態，然后與物料進行接觸，使其中的萃取物溶于流體中，進而實現萃取物與物料的分離，而后降低外在施加條件，如降低壓力或溫度，流體密度發生變化，溶解度降低，萃取物則很容易從流體溶劑中解析出來，從而實現萃取物的分離。利用SCFE的超臨界流體萃取技術來實現物料萃取物的分離，在提取速率、萃取物兼容范圍等方面都非常優異，而且外在條件是通過溫度或者壓強的調節來實現對流體密度、溶解度的控制，從而能夠有效地實現萃取物的分離，而且提取萃取物的純度非常高，對于化工生產來說非常重要。其次，流體溶劑的選擇一般選擇二氧化碳流體，這種低溫、無氧環境的操作可以有效地分離熱敏或容易氧化的物質，此外，SCFE技術的實現，可以從固體或中液體中快速提取有效地萃取物成分，整個過程無污染、耗能少，而且對于有機物的分離提取和精致都有非常顯著的功效。
6總結
化學工程工藝是目前涵蓋冶煉、藥物生產、食品加工、材料化工、印刷業等多行業的專業學科，其實現的專業技術對于企業的生產來說具有非常重要的現實意義。在化學工程工藝中，常見的技術有綠色化工技術，該技術是從原材料、催化劑以及化學反應的過程中選取綠色無毒無公害的物質和反應選擇性來提升化工的低污染率，分離技術則是通過蒸餾分離、膜分離等分流技術來實現的化工材料的分離，超臨界流體萃取技術則是采用超臨界流體對物料中萃取物的提取，通過改變外在條件來實現萃取物的提取，從而實現物質分離。這些化學工程工藝都在為企業的生產、化工過程等起到非常重要的作用，為促進我國的經濟發展奠定了良好的技術基礎。
參考文獻:
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化學工程與工藝的應用范文4
【關鍵詞】燃料乙醇；化學工程；探究分析
乙醇作為一種燃料，不管是在生產過程中還是在燃燒過程中均不會產生污染物，屬于一種清潔能源。早期的乙醇主要是通過淀粉、纖維素等經過長時間的發酵而來，然而燃料酒精由于其需求大，在生產過程中需要大規模的生產，在生產中涉及到一定的化學工程，了解這些化學工程是燃料乙醇生產的關鍵，同時也是該調整我國能源結構的重點。本文主要就燃料乙醇工藝的化學工程問題分析如下：
一、燃料乙醇發酵分析
1、燃料乙醇發酵的多尺度
燃料遺傳在發酵過程中涉及到的工程領域較多，其中包括微生物工程、化學工程以及生物化學工程等，因此在實際的發酵過程中化學反應相對復雜，正是由于其發酵過程中的復雜性，在研究中僅僅從單一的角度去研究與實際要求不符，因此在生產過程中應該注重多尺度問題，也就是說從多個角度對燃料乙醇的發酵過程進行分析，這樣才能更加全面的將乙醇復雜的發酵過程顯現出來，因此對于燃料酒精發酵的研究應該涉及到生物學以及化學兩個重要方面，這樣的研究才更加符合實際研究需要。
2、發酵中的動力學與放大
乙醇在發酵前期需要進行相關的準備工作，其中主要與偶乙醇原料的液化以及糖化等，然后在乙醇發酵過程中應該做好相關特性的控制，也就是動力學問題，動力學是乙醇發酵是否可以順利發酵的基礎，其中涉及到兩個方面的問題，一個是本征動力學，也就是從早期的原料到發酵微生物固有速率的問題，另外一個就是宏觀動力學，這個具體的就是在發酵階段乙醇的能量傳遞情況，現階段對動力學研究應用主要模型是酶催化反應。
3、發酵中的發酵罐多場
在遺傳發酵過程中需要一定的設備，發酵罐就是主要設備，由于乙醇發酵的復雜性，同時在發酵中還會受到外界環境溫度、濕度等各方面因素的影響。這些因素的影響會造成發酵速度緩慢，影響發酵進程，也就是溢出發酵進程的不同在發酵罐內形成了不同的反應場，不同的反應場對于發酵罐正常的發酵造成影響，最終發酵質量也會造成影響，不過這種發酵場也有有利的一面，那就是工作人員可以在發酵中采取措施進行干預，使發酵質量向更高的程度靠近。
二、燃料乙醇提純分析
乙醇在經過發酵后在發酵液中實際含有的乙醇含量非常低，據有關資料顯示，這種含量通常只能達到5.0%―12.0%，這種低含量的乙醇基本不能滿足燃料的需求，所以在發酵結束后通常還需要進行提純，當然提純也是乙醇生產中必不可少的，對于乙醇提純的技術方法較多，應用較為廣泛的主要是蒸餾技術，蒸餾提純乙醇主要是將乙醇中大量的水分排出，當然在具體的提純中需要多次提純才能保證乙醇的含量，不過乙醇通過蒸餾能達到的最大含量約為90.0%，因此想要進一步提出就需要采用其它的提純方法。在實際對乙醇的提純中通常是先通過蒸餾的方法將乙醇提純到一定程度，在達到一定含量后可繼續使用萃取、吸附等提純方法進一步提升乙醇的含量，最終達到工業乙醇要求或者實際需要的濃度[1]。
三、發酵與分離的耦合
乙醇在發酵過程中其發酵過程與早期乙醇的發酵過程有較多的相同點，因此其工藝研究內容也是一些基礎性的東西。在發酵反應和分離過程中進行的耦合同樣是一個復雜過程，因此在技術水平以及操作水平上都應該有嚴格的要求。
如果通過直接的化學反應就可以得到最終的成品，那么這個過程就是一個簡單的反應過程，而在這個反應過程中采用的干預措施、采用的設備等就屬于反應工程，在乙醇提純中采用一定的方法將乙醇中不需要的一些水分或者雜質清除，在這個過程中采用的試劑、設備以及提純中遇到的實際問題均屬于分離工程。因此乙醇發酵與乙醇分離的耦合在理論上是可行的，當然通過實驗證明在實踐操作中也是可行的。在這方面也有較多的報道，比如有學者將液體的萃取以及發酵過程結合到了一起，在進行連續發酵過程中將油烯基乙醇作為萃取劑，最終結果表明通過這種方法提取的乙醇質量相對于早期的提純明顯提高。也就是說將生物發酵技術可以簡單地看成是反應與分離技術的耦合，這樣在工業乙醇生產過程中可大大的提高分離效率，促進乙醇含量的提升，當然對于大范圍的推廣乙醇生產具有重要意義。在乙醇發酵中可以將反應工程學的原理以及分離學工程理論結合起來，然后研究整個耦合過程，這樣的研究對于推動整個燃料乙醇的工業生產起著關鍵性作用，不過當前大多數學者的報道中報道的內容更多的傾向于工藝條件、生物萃取劑以及膜材料等，但是涉及到多場耦合、傳遞特性等化學工程的研究卻很少，這些在一定程度上抑制了燃料乙醇的工藝生產[2]。
在未來乙醇生產中新型發酵設備以及分離設備都需要多場耦合的指導，當然在后期的乙醇發酵中將會實現反應、分離以及其其它多種分離技術設備的耦合，也就是說通過一個連續的設備可實現乙醇發酵到成品，這樣的設備不僅提高了生產效率，同時乙醇的質量也會得到明顯提高。當然這種設備同樣的可加快燃料乙醇作為新型能源的步伐。
結束語
燃料乙醇生產中過多的涉及到流體流動、熱量傳遞以及發酵生化反應等，這個過程是一個復雜的過程，同時也涉及到多學科，因此在燃燒乙醇工藝的化學工程分析中應該從多個角度對其進行研究，在后期較長時間內的研究目標應該集中在生物發酵反應與提純分離過程的耦合，這樣的研究可以推進乙醇工藝生產的發展，有利于盡早的調整我國能源結構，實現環保綠色可持續發展。
參考文獻
化學工程與工藝的應用范文5
1.1應用型本科人才要求
根據現代化學工業的特征及社會對化工人才需求的趨勢,應用型高?；瘜W工程與工藝專業的目標是培養化學化工理論基礎扎實,實踐動手能力、自主學習能力、創新能力及外語與計算機應用能力較強,適應化工、冶金、能源、輕工、醫藥、環保等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理等方面工作的應用型高級工程技術人才[2]。為了實現上述目標,化學工程與工藝專業應用型本科人才應具備的基本素質與專業能力包括7個方面:①樹立正確的世界觀,具有良好的人文精神、科學素養,能處理好人與環境、人與社會的關系;②掌握化學工程與工藝的基本理論和基本知識;③掌握化學裝置工藝與設備設計方法,掌握化工過程模擬優化方法;④具有對新工藝、新產品、新技術和新設備進行研究、開發和設計的初步能力;⑤了解化學工程的理論前沿,了解新工藝、新技術與新設備的發展動態;⑥掌握文獻檢索的基本方法,具有一定的科學研究和實際工作能力;⑦具有創新意識和獨立獲取新知識的能力[2]。因此,根據現代科技和生產的發展需要,以服務地方經濟社會發展為目標,把握高等教育規律和化學工程與工藝專業特征,制定化學工程與工藝專業應用型人才培養方案。在人才培養方案制定的過程中,合肥學院借鑒德國應用科學大學培養應用型人才成功經驗,非常重視企業的作用,將企業要求與學生的培養相結合,構建理論教學與實踐教學相學體系,確定了以“面向企業、立足崗位、注重素質、強化應用、突出能力”為指導思想的“應用型”人才培養模式。理論教學體系體現“三個服務”原則:基礎理論教學要為專業技術課教學服務,理論教學為提高學生綜合素質服務,把素質教育貫穿于教學全程,為培養學生具有獨立分析和解決實際問題的能力服務,注重培養學生對技術成果的吸納和綜合應用能力。建立與培養目標相適應的實踐教學體系,形成基礎實訓、專業實訓及校內、外實訓教學相結合的綜合實訓教學一體化,完成實訓教學。促進學生掌握專業技能,實施“四年九學期制”,提高學生就業競爭能力。
1.2化學工程與工藝專業人才要求
化學工程與工藝專業是為了適應新世紀化學工業的發展而設置的,是由原來的化學工程、有機化工、無機化工、高分子化工、精細化工、煤化工、工業催化等專業合并而成的寬口徑專業,覆蓋面寬、涉及領域廣[3]。該專業具有兩大特色:一是覆蓋面廣。研究領域涉及無機化工、有機化工、精細化工、材料化工、能源化工、生物化工、醫藥化工、微電子化工等諸多領域;二是工程特色顯著。該專業以化學工程與化學工藝為兩大支撐點,化學工程主要研究化工過程及設備的開發、設計、優化和管理?；瘜W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,通過化學反應和分離加工技術制取各種化工產品?；瘜W工程與工藝專業涉及的工程放大技術、系統優化技術和產品開發技術,不僅在化工領域,而且在醫藥、材料、食品、生工等眾多相關領域均大有用武之地。因此,化學工程與工藝專業培養的學生應有較強的工程能力和工作適應性,需掌握化工生產技術的基本原理、專業技能與研究方法,具有從事化工生產控制、化工產品和過程的研究開發、化工裝置設計與放大的初步能力[4]。
1.3應用型化工人才實踐教學體系構建
高等工程教育強調綜合素質的基礎作用和工程素質的定型作用。培養應用型化工特色人才,核心就是培養實踐能力強的應用型人才。以培養應用型人才為目標,以科學發展觀為指導,遵循教育教學基本規律,堅持育人為本,教學為綱,根據學生需要,圍繞學生能力拓展和知識結構構建實踐教學體系。該體系由基本技能、專業能力、綜合能力三層次訓練組成,將課外創新活動和社會實踐有機融合。借鑒德國成功的經驗,培養學生工程設計能力、項目實現能力及創新能力。實踐教學根據能力要求可分為3個層次:基礎實踐層、專業實踐層、綜合和創新實踐層。基礎實踐層以強化“三基”,培養基礎能力為目的,將基礎化學實驗分為3個層次和5個模塊,構成一個彼此相連,逐層提高的體系[5]。通過化學專題研究訓練,強化了知識和技能的綜合性;認知實習在實踐教學體系中處于承上啟下階段。學生在與自己相近或相關的崗位上經過認知實習,了解專業所需要的專業知識、能力、素質,有利于他們結合自己的興趣,規劃未來發展,在專業方向的選擇、課程模塊的選擇上會更加理性。2周金工實習和1周電工電子實習,實現基礎能力培養目標;專業實踐層是在理論教學和基礎能力培養的基礎上,通過專業基礎實驗、課程設計、工程實訓等實踐教學的環節實現專業能力培養;綜合和創新能力是對技術基礎知識、運用專業知識解決實際問題能力和知識遷移能力的綜合體現,反映學生整體素質。通過畢業實習、畢業設計(論文)等實踐教學環節,配合第二課堂科技活動,達到培養專業技術應用能力的目的?？傊?各層實踐教學活動層層遞進、相互滲透,達到培養目標規定的專業技術應用能力的要求。
2圍繞工程能力培養,實施實踐教學改革
2.1突出強化實踐鍛煉,提高教師實踐教學水平
教師是實踐教學體系的主導者,也是實踐教學體系的實踐者。要培養高質量應用型人才,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位的專職實驗教師,采取走出去、請進來的辦法培養教師的實踐能力,派合肥學院高學位高職稱的教師到企業去鍛煉6~12個月,增加教師的工程意識和實踐能力。根據學院要求成立了實驗技術教研室,這不僅是名稱和內涵的改變,更重要的是教育理念的轉變,建立實驗技術教研室,由教授、博士擔任主任,具有研究生學歷的教師為成員,研究實踐教學內容、方法和手段,進行實驗教學、實驗課程內容和方法改革等工作。目前,和化學工程與工藝專業實驗實踐教學有關的合肥學院院級教研立項6項,安徽省教育廳立項3項,獲得教學成果獎合肥學院二等獎一項、三等獎一項;安徽省三等獎一項。聘請企業和設計院等單位人員擔任教師,讓學生參與解決實際工作問題,提高實踐能力。
2.2加強實踐教學條件建設,提供實踐教學載體
實驗室和實習基地是完成實踐教學內容所必需的保障平臺。在實驗室建設方面,加強以無機化學、有機化學、物理化學、分析化學課程為支撐的基礎化學實驗室建設,和以化工原理為支撐的化工基礎實驗室。專業實驗作為一門最能反映專業特色,與專業科學技術發展關系最為密切的實踐性課程,必須跳出原有的框架,重新構建一個能夠全面反映化學工程學科發展方向、適合按專業大類組織實驗教學、有利于培養學生工程實踐能力和創新能力的新框架。根據化學工程與工藝核心課程化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程和技術化工工藝學作為構架,遵循以下原則:緊扣化工過程研究與開發的方法論;充分考慮工程學與工藝學實驗的適當平衡;具有典型性、力求先進性、增加綜合性;實驗內容既符合化學工程與工藝學科發展規律,又具有鮮明的先進性和特色,建立了化工熱力學實驗室等專業實驗室。根據專業和學生發展需要,在專業方向上設立分離工程和精細化工2個化工專業方向,并建立精細化工和分離技術2個實驗室,建立膜材料和膜過程院級重點實驗室1個。校外實習是強化專業知識、增加學生的感性認識和創新能力的重要綜合性教學環節,校外實習基地是培養學生實踐能力和創新精神的重要場所,是學生接觸社會、了解社會的紐帶[6]。以校企互利雙贏為機制,開展產學合作,和中鹽四方集團等14家企業建立良好的合作關系,與企業合作共建實驗室2個。每年由校內和企業教師共同指導學生進行實習,并在畢業論文(設計)環節,由企業提出課題,真題真做,學生將所學知識和生產實際相結合,取得在書本上得不到的收獲。中鹽四方集團、東華集團工程技術人員指導學生設計多次獲合肥學院優秀畢業設計(論文)獎。
2.3第一課堂與第二課堂相結合,著力培養學生創新能力
為了達到實驗課培養學生應用所學知識解決問題的更高目標,以培養學生實踐創新能力為出發點,以學生個性化能力培養為重點,學院制定了《合肥學院學生第二課堂活動學分管理暫行辦法》,將第一課堂與第二課堂結合起來,收到明顯的效果?；瘜W工程與工藝專業,以化學工程師之家和學生參與教師科研為主要內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“未來的工程師”為目標、以工程設計為核心、以模型制作為基礎,通過形式多樣的活動培養學生的工程意識;通過加強合作促進團隊精神;通過模型制作提高工程應用能力;通過工程設計提高工程素養;通過企業化運作模式培養學生效率意識、責任意識和管理能力。作為第二課堂的重要平臺,重點培養學生的工程設計能力、管理能力、協調組織的領導能力和團隊精神。通過借鑒企業化管理模式,營造企業氛圍,培養學生效率意識、責任意識和管理能力,增強學生對社會的適應能力,提高學生的綜合素質。目前,累計培訓學生500人以上?；瘜W工程與工藝學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新競賽獲得二等獎,“三井化學”杯第四屆大學生化工設計競賽二等獎和華南地區第四屆大學生化工設計創業大賽二等獎。近3年來,學生34篇,其中被SCI、EI收錄的9篇。
化學工程與工藝的應用范文6
關鍵詞:化學生產；化工生產工藝；化工技術
化學工程通常就是指為達到一定效果在理論基礎上進行的一系列化學生產活動，它是將理論應用于實踐的一個過程?，F如今化工行業除了包括石油化工、催化制造等傳統化工，還囊括了生物制藥、納米技術等現代化工。但目前化工生產行業還是主要以化石燃料等傳統化學工業為動力，但是燃燒化石燃料不僅使得不可再生資源的減少，更對自然環境造成重大的污染。很顯然，這和人們日漸追求綠色環保的觀念產生矛盾。因此，面對化工生產過程中產生的環境污染問題，及時地做出科學合理的改進措施已經變得至關重要。
1化工生產行業當前現狀
1.1對環境造成重大污染
化工行業是目前當今世界最主要的污染源之一。首先，化工生產過程中會產生很多的廢水。廢氣和固體廢棄物，如果不加以合理處理直接排放到水源里，那么對當地的地下水生態系統造成的后果將不堪設想。其次，化工行業在生產大量日常生活品為人們帶來便利的同時，也帶來了大量的生活垃圾，由于很多生活垃圾都是高分子化學材料，處理起來非常困難，如果將它們直接采取填埋的方式處理，將很長時間難以降解，這會對土壤造成嚴重的污染。化工生產過程中不僅會對當地的土質、水源造成污染，而且對空氣也會有很嚴重的影響。化工行業主要以燃燒化石燃料為主。燃燒化石燃料會生成大量的二氧化碳、二氧化硫和固態顆粒物，不僅會造成溫室效應加劇的后果，還會形成霧霾、酸雨等惡劣現象，給人們經濟和健康帶來巨大的損失。
1.2化工生產效率太低
隨著人們生活水平的提高，傳統的化工生產工藝已經無法最大限度地滿足人們的日常需要了，這是由于化工生產工藝本身的缺陷造成的?；どa工藝是將理論的化學反應放大應用在實際生產過程中，因此在具體工藝中會遇到很多問題。例如化學反應過程中轉化率太低，化工生產過程中連續性較低等。這些問題都可能導致化學反應不充分，最終造成化工生產效率比較低。另外，反應設備的效率太低也是造成化工生產過程中效率比較低的一個重要原因。
2化工生產行業改進措施
2.1優化化學反應環境
每一個化工工藝都是化學反應的放大過程，但是又要比簡單的化學反應復雜得多。就像化學反應的各個參數一樣，反應條件也是化工生產中最為重要的環節。而每一個化學反應都會有其最佳的反應溫度、反應時間等參數，同理，化工生產過程中的最佳反應條件決定著化工生產過程中的質量。因此，要想實現提高化工生產過程效率的目的，也應該最大限度地創造一個最佳的化工反應環境，同時應該盡可能避免各種副反應的出現。另外，在適當的情況下，也要使用恰當的催化劑以提高化工生產過程中的速率。
2.2改進化工生產工藝
在化工工藝的改進方面，不僅要提高反應生產過程的效率，更應該注重化工生產工藝的綠色安全環保。通過調整化學反應的反應參數和條件可以實現對化工生產過程中效率的改進。而化工工藝要想實現綠色環保，就需要尋求一些新的途徑，例如，更加綠色環保的化學反應，使用最少的生產原料，生成對環境友好的產物等。在日趨崇尚綠色環保的當今社會，化工生產工藝走向綠色安全是大勢所趨，而綠色安全環保的生產工藝也能帶領化工行業走上新的輝煌。
2.3合理處置生產廢料
化工生產過程中會產生大量的廢水、廢氣和固體廢棄物，而這些廢料通常都是對自然環境和人體有嚴重危害的。所以在處置這些化工生產過程中的廢料時應該格外注意。通常處理這些廢料主要采用物理法和化學法，但是二者各有利弊，物理法較為環保，而化學法較為徹底，具體是由廢料的種類來決定采用哪種方法處置。另外，生物法處理化工廢料也逐漸受到科學家們的關注，生物法處理化工廢料既綠色環保又反應徹底，是一種較為理想的處理辦法。綜上所述，無論采取何種方法處理化工廢料，都應該秉持綠色安全的原則，將其對環境和人類的危害降到最低。
2.4尋求化工新能源
當今化工生產行業仍然是主要以燃燒化石燃料為主。但是化石燃料作為不可再生資源已經面臨很多的問題，而且大量燃燒化石燃料也會對自然環境和我們人類的健康帶來巨大影響，因此尋求別的能源來替代不可再生的化石燃料已經迫在眉睫。新的可再生能源不僅保障了化工生產的長久穩定發展，也避免了傳統化工行業對人類和自然環境帶來的惡劣影響。而科學家們也在這一方面取得了較好的成果，例如，電化工、生物化工、納米技術等。我們有理由相信在科學家們的不懈努力下，將新能源大量普及并應用于化工領域指日可待。
3結束語
通過對我國當前化工生產行業現狀的了解和分析，我們發現化工生產過程中還存在很多的問題正待我們去研究和解決。我們要想改良化工工藝就需要對科學進行不斷探索，要想維持自然環境的不被污染，就需要找到更加科學環保的辦法保護自然環境，這是考驗人類生存和自然環境共同長久發展的重大課題。而現在的我們要做的就是認真探索，尋求突破創新，對傳統化工工藝中存在的問題進行研究并改進，最終保障化工行業的綠色健康可持續發展,這樣我們才能穩定的推動社會建設。
參考文獻：
[1]李珺瑤.化學工程中的化工生產工藝[J].化工管理,2017,(06):90.
[2]羅澤鵬,劉森,都穎,劉思樂.淺談化學工程中的化工生產工藝[J].黑龍江科技信息,2016,(02):76.
