化學工程技術在化學生產(chǎn)中的應用

馮子夏

（蘭州城市學院 化學與化工學院，甘肅蘭州 730070）

科學技術是我們國家一直注重發(fā)展的領域，伴隨著科學技術的快速進展，化工技術正在被適用于化學生產(chǎn)里面。該技術是用來探究化學生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中所需的各項技術。提升工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、以及提高其生產(chǎn)效率是這項技術最主要研究的目的，因此人們對化學工程技術越來越看重，更多的行業(yè)都在用到這項技術，因此這項技術能有更加良性的發(fā)展前景，從而起到推進我們國家社會經(jīng)濟和科技進步的作用，給我們的生活創(chuàng)造了更完善的條件。

1 化學工程技術

我們的生活中，化學工業(yè)產(chǎn)品四處可見，如藥品、日用物品及食物[1]，以及農(nóng)作物的培育和工業(yè)原料等[2]。故化學工程技術很明顯地是一門重要的科學技術，是科研技術人員著重關注的領域。這項技術是以化學理論為基礎同時將之于有關的科學技術融會貫通所用來生產(chǎn)化學產(chǎn)品的技術，通過使用富有科技含量的相關儀器及設備，運用各種化學反應來達到實現(xiàn)工業(yè)大批量生產(chǎn)的目的。化學工程技術是根據(jù)化學原理及專業(yè)理論知識，運用化學原料按照一定的比例進行配比和反應，在使用已經(jīng)被研發(fā)出來的儀器、設備及處理技術來維系化學生產(chǎn)的正常進行。化學工程技術可以在化學生產(chǎn)活動中使得這些工業(yè)產(chǎn)品能夠保證質(zhì)量地高效率生產(chǎn)。

在工業(yè)生產(chǎn)的過程之中，由于原料需要一些特定的反應條件及設備，故對化學工程技術的水平有著苛刻的標準，通常情況下這項技術能夠?qū)崿F(xiàn)這些反應所需的條件[3]，這就使得產(chǎn)品的品質(zhì)有了較大的進步。此外化學工程技術還能用來進行廢液、廢料的處理，這對維持環(huán)境相對穩(wěn)定有著積極的意義，也滿足我們國家對于可持續(xù)發(fā)展的各項規(guī)定[4]。

2 化學工程技術于化學生產(chǎn)中的應用

2.1 超臨界流體技術

超臨界流體技術可以被概括為:通過調(diào)節(jié)溫度及壓強的參數(shù)，得到介于氣態(tài)和液態(tài)二者之間的流體，流體兼具了氣態(tài)和液態(tài)兩者的特點，其附著力就像氣態(tài)的物質(zhì)那樣比較小，但是它的密度又同液態(tài)相近，相對比較大，并且流體還具有比較好的溶解性和被壓縮的性質(zhì)。超臨界流體具備的特征是:粘度較低、密度較高、擁有很強的擴散能力，正是因為這些特征的共存，使得超臨界流體有著得天獨厚的優(yōu)勢。并且超靈界流體還兼具較大的溶解性，這一性質(zhì)使其在實際的工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)階段中能夠有效降低所耗能源。把超臨界流體技術能夠被使用于很多地方中，利用其兼具氣態(tài)液態(tài)特性的特征就可以實現(xiàn)節(jié)約能源消耗。現(xiàn)在這項技術正在被廣泛應用于多種研究的領域之中，譬如:復合材料的研發(fā)、有機物的生產(chǎn)、高分子材料特性研究、無機材料配置等等。

2.2 熱傳導技術

化學工程里面熱傳導技術包含兩個部分的方面，其一為微小尺度的傳熱工藝，其二為強化傳熱的過程中。微小尺度的傳熱工藝就是把熱對流、熱傳導、熱輻射作為主要研究對象的一項技術，再從時間及空間兩個角度來探究和分析的一類傳熱技術。由于這項技術所探討的是微小尺寸的層面上，故在微米級甚至納米級的科研領域中正在被頻繁使用。這項技術可以從空間尺度及時間尺度這兩方面來實現(xiàn)的一種熱傳導及熱輻射的轉(zhuǎn)換形式。至于強化熱傳導的過程這一方面，就是改變換熱設備的相關參數(shù)，使得化工產(chǎn)品在加工過程里傳熱系數(shù)不斷改變，使之能夠持續(xù)發(fā)熱。為了更加強化傳熱的過程，就需要加大冷流體與熱流體之間溫度的差值，這可以適用加大換熱接觸的面積來使傳熱系數(shù)變得更大，達到提升傳熱效率的目的，這樣就能實現(xiàn)在化學生產(chǎn)之中的節(jié)約能耗。為了能使得傳熱效率變得更高，達到節(jié)約能耗的目的可以在這一過程之中通過對冷熱流體之間溫度的調(diào)控來調(diào)節(jié)其溫差的平衡。與細微尺度傳熱工藝相比這種工藝明顯有著更高的專業(yè)技術性要求和實驗條件的要求。

2.3 綠色化學反應技術

化學產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中常常會產(chǎn)生一些有毒的廢液、廢氣、廢料，這些物質(zhì)有可能含有一定的毒性，對人們造成一定的影響，故在生產(chǎn)中有關單位應使用綠色化學反應來保證不產(chǎn)生對環(huán)境以及人的身體健康有害的物質(zhì)，以免造成生態(tài)平衡被破壞和人類的身體狀況受到損害，這是一種能從根源上解決污染問題的辦法。綠色化學反應技術通常是指利用化學技術和相關原理避免化學反應對環(huán)境以及人體帶來影響。更直接的說明即是利用反應過程中的反應物、催化劑和其他有關材料使得所得產(chǎn)品及其副產(chǎn)物不會對大自然和我們的身體帶來損害的一種反應形式，同時還要保證這期間能滿足節(jié)能減耗的要求。例如，對于之前使用含有苯環(huán)的石油原料，現(xiàn)在就是將其替換成了生物制劑，同樣能夠生產(chǎn)出尼龍制品，這樣子做不但維持了生態(tài)平衡還使得人體能夠少受傷害。同時綠色化學反應技術也被廣泛用于綠色食品的生產(chǎn)加工里。綠色食品在其養(yǎng)殖過程里不施用化學劑，這就使得綠色食品對人們的身體有著較大的好處，這在保護了食品安全的基礎上也減少了對環(huán)境的破壞。目前需要解決的問題就是綠色產(chǎn)品的養(yǎng)殖成本比較高，想要獲得保證品質(zhì)的綠色產(chǎn)品又要降低成本投入，科研人員發(fā)現(xiàn)通過化學技術及生物技術的互相結(jié)合，利用基因技術，不僅使得作物的長勢和品質(zhì)更優(yōu)秀，還提高了經(jīng)濟效益。表1中可以清晰地反映化學與生物技術相結(jié)合的情況[5]。

表1 化學與生物技術的結(jié)合

2.4 改良的分離技術

隨著化學工程技術對各環(huán)節(jié)的要求逐漸變高，分離技術也逐漸推陳出新，相較于過去老舊的方法有了新的進步。分離技術時化學生產(chǎn)及其他工業(yè)生產(chǎn)中的關鍵技術之一，科研人員很注重對分離技術的探究，這就使得分離技術完善與革新的步伐都比較快。不難看出，相比于陳舊的按沸點不同分離混合物的辦法發(fā)展到現(xiàn)在運用各種先進辦法進行分離，如離心力分離法、熱傳導分離、超聲波分離等等。工作人員就能夠擺脫陳舊的分離辦法的局限，根據(jù)不同的物質(zhì)的具體的特性選取最適合的分離手段，這對化學生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)及生產(chǎn)效率都有著直接的影響。

3 化學工程技術應用中存在的問題

3.1 化學工程技術仍需持續(xù)改進

盡管化學工程技術已經(jīng)得到了比較大范圍的應用的適用和認可，也在很多領域發(fā)揮了舉足輕重的作用，然而，現(xiàn)在的這項技術還存在一些技術層面的不足，這給化學生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)帶來了阻礙。譬如:超臨界流體工藝中所獲得的流體難以保存的問題，由于流體不是一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，故相關科研人員仍需對這類問題進行更深入地探究，使得這項技術可以被更好地使用和改進。從而保障我們國家的這項技術可以有積極的發(fā)展趨勢。

3.2 化學工程技術科研技術人員稀缺

由于化學工程技術被運用在工業(yè)生產(chǎn)中需要一定的專業(yè)基礎和操作水平。現(xiàn)在高校培養(yǎng)出的相關專業(yè)畢業(yè)的學生會出現(xiàn)理論知識掌握的不扎實，動手能力差的特征[6]。相關企業(yè)單位需要注重科技人才的引進和培養(yǎng)，保證操作技術人員的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新科研能力的人才，從而保障產(chǎn)品的質(zhì)量與生產(chǎn)的效率。故生產(chǎn)企業(yè)需要保障建立和完善人才培養(yǎng)的相關制度，提高技術人員的各方面水平，還要完善企業(yè)自身的管理方式，這樣才能更好地促進這項技術的發(fā)展。

4 化學工程技術的發(fā)展方向和應對策略

4.1 發(fā)展方向

目前科學技術的發(fā)展促使新種類的化學原材料及生產(chǎn)工藝被逐漸開發(fā)出來，這也意味著化學工程技術需要大量的科技創(chuàng)新和已有技術的精進。從業(yè)者需要將化學生產(chǎn)技術和相關理論知識作為基礎，同時融合新型的觀念，指引化學工程技術能夠有更好的發(fā)展方向。然而現(xiàn)狀還是給這一美好規(guī)劃帶了一定的挑戰(zhàn)，目前我們的國家處于一個能源資源較為緊缺，生態(tài)環(huán)境被破壞的情勢下，再加之生物技術、信息科技及其他領域的技術對傳統(tǒng)這項技術的沖擊和影響，都形成了一定的挑戰(zhàn)。故現(xiàn)有化學工程技術必須要走科技創(chuàng)新的道路，且要與其他技術互相借鑒互相融合，從而保障我們國家的工業(yè)發(fā)展能夠向著積極健康的方向不斷前行。

4.2 持續(xù)完善化學工程技術

促使化學工程技術盡快跟上社會科技總體進步的腳步，相關企業(yè)必須要盡快引進先進的工藝，同時研發(fā)自己的核心科技，持續(xù)提升科學技術水平，運用先進的設備及操作手段來生產(chǎn)產(chǎn)品。對于老舊的技術經(jīng)驗，不能一味地沿用，要注重推陳出新，好的地方保留，老舊的技術就摒棄不用，只有這樣才可以使得這項技術能夠穩(wěn)定持續(xù)地進步，達到企業(yè)創(chuàng)新和經(jīng)濟收益的雙重目的，促進我們國家的化學工程技術能夠良性進步。

4.3 加強技術工作人員的培養(yǎng)和引進

為了能夠使得相關企業(yè)的生產(chǎn)工作和產(chǎn)品質(zhì)量能夠適應科技的發(fā)展，企業(yè)必須在保證生產(chǎn)工作有序開展的前提下著重培養(yǎng)技術人才，提高技術人員的各方面水平。化工企業(yè)可以通過邀請專家講座或者與高校及相關科研部門進行互相交流探討學習，還要注重培養(yǎng)及引入技術人才，只有保障了操作技術人員的總體素質(zhì)，企業(yè)具備創(chuàng)新科研能力的人才。對人才的培養(yǎng)是實現(xiàn)化學工程技術向現(xiàn)代化發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，只有培養(yǎng)專業(yè)的化工技術人才，才可以保障這項技術的健康發(fā)展。

5 結(jié)語

化學工程技術目前正在快速地發(fā)展進步，相關單位及企業(yè)要通過完善革新自己的科技生產(chǎn)技術水平來達到滿足提高人民的生活水平和促進社會進步的目的。相關單位不僅要重視科研，還要注重培養(yǎng)及引起技術人才，也要把生產(chǎn)中的綠色環(huán)保理念時刻放在重要的位置，維護可持續(xù)發(fā)展，維持生態(tài)平衡，促進我們國家的化學工程技術能夠良性進步。