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關鍵詞:化學工程與工藝;專業;就業方向
化學工程與工藝專業是一個極富創造性、挑戰性的重要工業領域,能在化工、石油、能源、輕工、冶金、醫藥、微電子生產、食品和環保等多領域行業,從事產品的研制開發與評估、過程工藝與裝置的設計放大、過程科學研究、高等工程教育、生產過程的控制及經營管理等方面工作的高級工程技術、教育教學和管理營銷人才,具有技術密集、人才密集、資本密集的特征,特別是二十一世紀的化學工業在向“綠色化工”方向發展的同時,對知識的交叉滲透、產業的相互交融提出了更寬更深的要求,該專業就是為了適應面向二十一世紀化學工業發展而設置的一個厚基礎、寬口徑、適應性強的大專業。本專業旨在培養德、智、體全面發展,具備在工業界、科技界、政府及行業機構中擔任重要職務的基本素質,掌握化工生產技術的基本原理、專業技能與研究方法。
通過上述闡述,我們簡單了解到了化學工程與工藝的定義,在一些重要領域的關鍵作用。下面就讓我們分開來解讀化學工程和工藝在哪些領域起到了什么作用,在工作中,如何將資源更好的利用?
化學工程與工藝就是研究化學工業生產過程中的共同規律,并用化學方法改變物質組成或性質來生產化學產品的一門工程W科。簡單來說,也就是化學在工程實際中的應用。該專業主要開設高等數學、無機與分析化學、有機化學、物理化學、高級語言程序設計、化工原理、化工熱力學、化工分離工程、儀器分析、化工設計、化學反應工程、化工工藝等課程。其中英語、化工原理、化學反應工程、高等數學為學位課程,參加省自學考試。
化學工程與技術學科是從19世紀末由于化學品大規模生產的需要而形成和發展的。當時,為了化工生產的高效和大型化,根據典型的化學工藝和設備中出現的一些具有共同屬性的工程問題,形成了單元操作的概念。20世紀50年代后發展的傳遞過程原理和化學反應工程使化學工程學科上升到了新的階段。人類穿的各種合成纖維的衣物,吃的各種食物的包裝加工,住的房屋的水泥鋼材,以及人們開車所用的石油天然氣,都是化工研究的方向。中科院院士陳洪淵就曾經評價化工產業為“國之重器”,能創造出數千萬個“新物種”。譬如說,1909年哈伯發明的合成氨技術使世界糧食翻倍,解決了世界上一半人的溫飽問題。1995年我國的化學纖維產量為330萬噸,其中90%是合成纖維,這一化工技術的應用,使大多數人免于挨凍。
當今社會,化學工程與工藝也應用到多個領域,如分析化學師、食品化學師、化妝品研發員、醫藥技術師等職業,這些職業你肯定聽說過,但不一定想到他們與化學工程與工藝專業相關。總體來說化學工程與工藝專業的就業領域還是相當廣泛的。畢業生能在化工、能源、信息、材料、環保、生物工程、輕工、制藥、食品、冶金和軍工等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面工作。一般主要的主要就業方向可以從一下幾個方面來看:
首先,可到科研院所、高等院校從事化學工程與工藝相關科研、教學等工作。不過這需要該專業學生具備一定的科研水平和較高的學歷。
其次,到化工類、石油類、輕工類、車輛化工、建筑機械、制藥、食品、涂料涂裝等相關的科研單位、企業、公司從事應用研究、精細化工產品的開發、設計、生產技術和科技等工作。化工行業有很多知名的企業如美孚、殼牌、巴斯夫、中石油、中石化等。當然,除了這些大企業外,一些冶金、化纖、煤炭、橡膠等化工企業也是畢業生不錯的選擇。化工行業是個講究經驗和積累的行業,技術和經驗是技術型人才的資本,對于剛走出校門畢業的學生來說,一般需要一個相當長時間的經驗積累,從基層做起,讓理論和實踐充分的結合后,才能謀取個人職業更好的發展。
再次,可以在相關化工類企業從事銷售、管理等工作。除了走工藝、研發、質量檢驗等技術人才的道路外,該專業復合型銷售和管理人才在人才市場中也特別受歡迎。關鍵是如何取得化工類技術以外的教育背景和從業經歷。化工貿易、管理人才基本都需要是化工專業出身,同時熟知貿易規則和單位業務,還必須具備耐心細致,和較強的語言表達能力。
國家教育部曾公布的化學工藝與工程專業就業狀況顯示,該專業2013年全國普通高校畢業生規模在28000-30000人,近三年全國就業率區間在90%-95%之間,屬于就業率較高專業。
據調查,相關從業人員都表示,化工專業畢業生要找到一份工作并不難,但找什么樣的工作就因人而異了。由于化工各個方向分類較細,各個大學都有自己擅長的專業方向。如有些學校側重石油化工、煤化工;有些側重醫藥化工;有的則偏重金屬冶煉或精細化工等。另外,還有一些人對化工就業存在這樣的誤區,擔心學這個專業畢業后要去挖煤、煉石油。實際上,傳統的石油化工、煤化工只是其中的一個就業方向,如果你對這個方向不感興趣,還有更廣泛的領域可供選擇。如可以選擇和人們生活息息相關的精細化工,我們用的洗發水、洗面奶、沐浴液的研發生產都是化工的主要就業領域。還有食用油、巧克力等食品加工企業,香水、化妝品、奢侈品制造等也是化工很好的就業方向。目前我國經濟建設水平不斷提升,涉及綜合技術項目的開發工作節奏也顯得急躁起來,對于化工專業建設工作人員來說,需要聯同系統性的設施布置和先進實驗驗證項目開發,積極穩固綜合人力資源的開發動力,為我國相關行業的發展提供更加優質的貢獻力量。
除了化學工程與工藝在工作上的應用外,可以說,我們日常生活中的“衣、食、住、行”樣樣都離不開化工產品。化學工業已經成為國民經濟重要的基礎性產業,它為農業、能源、交通、機械、電子、紡織、輕工、建筑、建材等工農業和人民日常生活提供保障和配套服務。同時它還是工業經濟中最具活力,有待開發且競爭力極強的一個行業。老人常說,“三百六十行,行行出狀元”,不管研讀什么專業,都有一定的優勢和特點,只要潛心學習,任何領域都可以走出一片輝煌的天地。
參考文獻:
關鍵詞:化學工程;節能;綠色化學;工程工藝
中圖分類號:TE08 文獻標識碼: A
前言:進入21世紀以來,環境問題越來越嚴重,而且,隨著人口的繼續增加,能源的持續減少,不可再生資源已經臨近枯竭,生活垃圾核工業污染物也在無情的破壞著生態環境,人與自然的矛盾就這樣不斷被激化。在化學生產過程中,通過不再使用有毒、有害的物質,不再產生以及處理廢物,生產無污染無傷害的目的正是綠色化學的設想。這雖然只是設想,但通過改進化學技術和方法,是可以達到減少有危害的化學產物的,綠色化學工程與工藝正是為了保證人類健康、生態環境,為促進化學工業節能目標而實施的。
一、綠色化學工業的概念
總結我們前面所闡述的,我們可以把其定義為無污染化學,所以在進行綠色化學工藝的過程中所產生的某種手段就是綠色化學工業技術,利用其原理從根源對普通化學反應產生的破壞進行整治。就綠色化學的特點來說,有以下兩點,第一,綠色化學的本質就在于適中保持人與自然的和諧相處,近幾年的快速發展而導致的環境破壞也就加速了綠色化學的快速發展;第二呢,綠色化學形成的結果是對環境友好的,綠色化學可以漸漸對付各種環境中產生的不利人類和自然發展
的因素。
但是究其根基,綠色化學是對環境的保護以及防范;而我們所說的環境化學就是對預防之后而無法達到效果的環境進行進一步的革新和處理,所以綠色化學和環境化學在起點和終點都是不一樣的。那么在其反應過程中,對于有害物質進行擯棄,就可以制止不利產物的生成,但是在當前發展來看,這種想法只停留在表層,但是我們相信,通過科學家們的不斷努力,這種想法終究會實現的。
二、傳統化學與綠色化學的根本區別
化學可以理解為是研究從反應物向其生成物轉化的的科學。傳統化學在一定程度上是以資源過渡消耗和環境嚴重污染為代價的先污染后治理的化學工藝,其導致的危害是資源不可再生和環境污染,嚴重地威脅著人類生存和可持續發展,如目前全世界每年產生的廢物達3-4 億噸;而綠色化學(也稱為環境友好化學)是從源頭上防止環境污染的新興科學。雖然傳統的化學與綠色化學都為人類生活做出了巨大貢獻,但綠色化學的根本思想是運用高選擇性和原子經濟性的反應,使用無毒無害的助劑、原料,生成環境友好的產品,而且經濟合理,從而在節約資源的同時變廢為寶。
綠色化學是對傳統化學思維模式的革新和發展,也就是說,綠色化學可簡單地描述為在化工生產反應過程中,改變了傳統化學的“先污染后治理”,是“從源頭上消除污染”,盡量不使用有毒有害物質,并減少或不生產廢棄物和有毒有害物質。近年來的綠色化學發展,充分體現了綠色化學與可持續發展之間的密切關系,
因此,綠色化學也被稱為“綠色與可持續化學”。
三、綠色化學應遵循的基本原則
1、污染預防優于末端治理污染;
2、盡可能的不用分離溶劑、試劑等輔助物質,若是不得已使用時,也應該是無毒、無害的;
3、在采用生產方法中盡量不使用和不產生對人類健康和對環境有毒有害的物質;
4、合成方法應具原子經濟性(atom economy),原料分子中的原子更多或全部地進入最終的產品是原子經濟性的核心目標。綠色化學的原子經濟性有兩個顯著有點:一是最大程度地利用了原材料,二是最大程度地減少排放廢棄物;
5、使用高選擇性的催化劑優于化學計量試劑;
6、生產過程能耗應最低且在溫和的壓力和溫度下進行;
7、設計具有高使用效益、低環境毒性的化學品;
8、在技術可行和經濟合理的前提下,盡可能地使用可再生原料;
9、盡量減少或避免非必要的衍生反應步驟(如使用物理化學過程、屏蔽基團、保護復原的臨時性變更等);
10、選擇參與化學過程的物質,盡量避免發生意外事故的風險;
11、化學產品在使用完后應能降解成可以進入自然生態循環無害的物質;
12、發展適時分析技術以監控有害物質的形成。
四、綠色化學工程與工藝的開發
傳統的化學工程與工藝對有害污染物的處理很被動,有滯后性,并且達不到根除污染物的效果,不但治理成本高,而且治標不治本。比如利用煙氣除塵、脫硫,雖然凈化了氣體,卻把污染物轉化成了廢渣廢水,不但沒有解決問題,反應復雜了處理方式。綠色化學工程與工藝,以零排放、清潔生產為原則,從化學反應著手,對污染進行有效的防止和控制。
1、采用綠色化學原料
化學生產原料是決定化學生產流程和工藝的主要因素,傳統化學工程采用的綠色原料大多為不可再生能源,選取這種化學材料,不僅增大了我國不可再生能源的消耗量,同時也增加了化學生產污染物質的排放量,所以采用綠色化學原料是綠色化學工程重點研發項目,選用可再生、無污染的化學原料,如自然物質、綠色化學物質等。苞米桿、蘆葦、纖維植物等農副產品廢棄物,這些物質是典型的綠色化學原料,將其投入到化工生產中,可以轉化成醇、酮、酸類的化學品,在轉化過程中,這些化學原料只會產生氫氣,不會產生任何有毒、有害物質。
2、采用高效高選擇性的反應原料
對于化學工業來說,化學反應是決定化學工業生產過程中生產成本和生產難度、充分利用化學資源等各方面的重要性因素。可以降低工業生產的成本,而且能夠提高產物純度,減少無效反應產物的排放,節約化學資源,在化學工業中,有機物的反應復雜,研究機制不確定,所以選擇合適的反應原料,不斷提高工業技術是對化學工業的發展有著重要的意義。
3、提高化學反應的選擇性
烴類選擇性氧化是一類具有強放熱性的反應,石油化工工業中時常發生這種反應,但是,它的生成物不穩定,很容易被進一步氧化,生成H2O和CO2。在各類的催化反應中,此反應一般不會被選擇,因為有時生成物中還會存在同分異構提,不利于得到最終產物,所以,為了簡化生產,一般都會使用選擇性高的試劑。這樣不僅可以降低分離產品和純化產品的難度,還提高了反應的選擇性,還能夠起到降低成本,節約資源,減少環境污染的作用。所以加強這一方面的研究會有很強的實用性,比如開發載氧能力強、選擇性好的新型催化劑,就可以應對不同的烴類氧化反應。
4、采用無毒無害的化學催化劑
近年來,化學反應越來越多的應用到了工業化的生產中,而催化劑對提高反應速率有著明顯的效果,所以開發新型高效、無毒無害的催化劑以成為綠色化學工藝的發展方向之一。如今,相關部門都在研發新的烷基化固相催化劑,此外,分子篩催化劑也得到了很好的開發和應用。
五、尋找高效綠色的化學催化劑對提升工業生產水平的作用
1、 污染治理
目前,化學工業有其是石油、化工、煤炭等重工業對環境造成重大污染,危害生存環境,破壞原有生態平衡,威脅人類生存。引起國際上廣泛關注,美國
1996年設立“綠色化學挑戰獎”表彰在綠色化學領域中做出貢獻的人。綠色化學的目標就是從化學生產的源頭上實現環境治理,消除環境污染,綠色化學改變了傳統化學工業先污染后治理的模式,實現預防、監測、零污染,預先環境治理,保護環境,資源可持續發展。
2、優化資源
化學工業絕大多數工藝都是上個世紀開發的,受技術發展的限制,化工領域是勞動密集型產業,高耗能、重污染、浪費原料、勞動力成本高,對大氣、水和土壤等環境排放高。使產品成本中附帶原料浪費、能源消耗、污染治理等成本。據統計,美國化工業1992年用于環保經費達1150億美元,治理污染經費達7000億美元,化學品銷售中資源節約和環境治理成本提升。綠色化學從約資源方面,提高使用效率,減少環境破壞,降低新產品經濟成本,有利于倡導節約型社會。
3、節能減排
節能減排就是節約能源、降低能源消耗、減少污染物排放。世界各國都制定了相關計劃來實現這一目標,美國綠色化學目標:2020年將廢棄物減少40-50%,化學生產行業消耗原材料降低20-25%。日本制定新陽光計劃,在環境化學領域倡導綠色技術,減少環境污染,發展減排新技術應用。中國2006年提出降低能源消耗和對外石油依賴,希望2010年,單位GDP能耗比2005年降低兩成、主要污染物排放減少一成。2013年國家發改委表示,為確保今后節能減排目標、推進綠色低碳發展,深入推進節能減排各項工作。綠色化學正是實現節能減排和環境保護重要工具。國家倡導在重點領域節能減排,推進企業節能低碳行動,開展綠色化工行動,加強環境治理,加大治理力度,引導循環經濟,著力增強全民節能減排意識,實現共創和諧社會,建設美好家園。
4、化學工業中綠色化學的應用
綠色化學的核心就是要利用化學原理從源頭消除污染,做到完全無公害無污染,因此它又被稱為清潔化學,應用范圍廣泛,它涉及有機合成、催化、生物化學、分析化學等學科。工業中化學反應發生的條件一般都是高溫高壓,在反應過程中,只有適宜的溫度和壓力才能使用現代化學工業的技術,另外加上綠色化學的高效催化劑,這項工程才得以不斷發展。例如上文提到的低維材料碳納米管,催化裂解反應中有很大的化學功效。
5、化學工業中綠色化學和現代生物結合的應用。
講到了催化劑,這就涉及到另外的技術性學科生物技術。生物技術的就是高科技與高端專業知識結合的產物,學科內又分為細胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化學產業中主要應用于生物化學。在化學工業生產過程中,選取有機的生物材料,主要是動植物的原料,另外也會采用他們經過上千年演變的產物―地下的煤炭等。催化劑主要由人工催化劑和自然催化劑,分別由人工合成以及采用天然動植物的生物酶。這樣能夠滿足現代化學工業發展的需要,同時也能切合可持續發展的指導思想,節約能源,維持現在生態平衡的狀態,推動化學工業發展。
六、結束語
綜上所述,可持續發展在當今社會顯得越來越重要,因此化學工業生產中也要遵循這個指導性思想,采用選擇性高的原材料,節能減排,利用高新化學催化劑,最大程度的減少污染物排放,不斷增高有效產物純度,在資源有限的前提下,保護生態環境,維護現有的生態平衡。綠色化學在整個化學工業的發展中,有著實質性的意義,高新技術性產物催化劑的使用能改變現有產業結構和傳統的生產過程,加速化學工業發展。
參考文獻:
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本文闡述了化工工藝設計的內容與特點,對于化工工藝設計中安全危險問題的策略進行了分析。
【關鍵詞】
化工工藝設計;安全危險問題;問題策略
1前言
化工工藝設計主要是指工藝工程師根據一個或是幾個化學反應來將化學材料轉化為客戶要求的產品的化學生產流程。在這一設計工作中工藝工程師所需要考慮的不僅僅包括了成本、產量、效率、時間等因素,安全危險問題的發現與控制更是化學工藝設計中的重中之重。
2化工工藝設計簡析
2.1化工工藝設計內容化工工藝設計包括了許多方面的內容。眾所周知安全問題是化工領域中各個行業都需要給予高度重視的行業。在這一過程中由于化工工藝設計工作有著自身的特殊性,因此這導致了工藝工程師需要對于其給予更高的重視程度。其次,工藝工程師在思考化工工藝設計內容時還應當進一步的熟悉設計工作的基本原則和精神,從而能夠在此基礎上更好的將其貫徹到整個設計工作中去。與此同時,工藝工程師在進行化工工藝設計內容確定時還需要把化工工藝設計中的細節進行靈活運用,從而能夠在保證其符合化學工藝生產規范的同時也不會影響到化工產品的高效高質生產。
2.2化工工藝設計類型化工工藝設計的類型是以不同的概念進行區分的。工藝工程師在選擇化工工藝設計類型時首先應當做好必要的概念設計工作。通常來說概念設計也被稱為假象設計,這一設計實際上是按照規模工業生產裝置進行的。此外,由于概念設計主要是在中試前進行,這一設計的主要目的在于更好的檢查工藝條件和生產路線是否存在問題,并且進一步的確定數據和小試補充的內容。與此同時,工藝工程師在選擇化工工藝設計類型時還應當對于試制產品考核的使用性能有著清晰的了解,從而能夠在此基礎上精確的判定出工藝系統連續運轉可靠性。
2.3化工工藝設計步驟化工工藝設計的步驟總體而言較為繁瑣。設計人員在進行設計步驟分解的過程中首先應當根據基礎設計和批準的設計任務書和廠址選擇報告來對于工程在技術和經濟上進行總體研究與計算的具體建設方案。此外,設計人員在進行設計步驟分解時還需要確保初步設計結果能夠有效的滿足項目審查和施工準備的規定,并且能夠給建廠投資提供足夠的依據。與此同時,設計人員在進行設計步驟分解時還應當做好相應的施工圖設計,在這一流程中應當依據上級對初步設計的審批意見來進一步的確定的設計原則和方案,然后在此基礎上根據建筑與非標準設備制作的要求來解決初步設計階段待定的各項問題。
2.4化工工藝設計特征化工工藝設計有著自身獨特的特征。設計人員在分析化工工藝設計特征時應當根據化工工藝設計新技術含量高、工藝流程獨特等特點來進行相應的設計工作。此外,設計人員在分析化工工藝設計特征時還對于必要的基礎設計資料進行完善與優化,從而能夠在此基礎上提升試驗數據的完善性與可靠性。其次,工藝工程師在考慮設計特征時還應當努力的使數據的可靠性和完整性達到常規裝置,從而能夠對于總體投資進行持續的優化,最終能夠保持設計的優越性。
2.5化工工藝設計規模化工工藝設計的規模實際上大小不一。一般而言化工生產裝置的規模有著各自的區別,但是工藝工程師在進行化工工藝設計時為了能夠更加有效的節約投資,則應當理解到部分設計環節實際上是無法完全按照規范規定來做的。此外,工藝工程師有時為了測得所需的工程數據或獲得一定的產量,部分情況下也需要對于工藝的規模進行調整與優化。與此同時,由于部分化工產品的設計周期短,因此企業為了能夠盡快的占領市場,則青睞于縮短設計周期,因此這導致了工藝工程師在確定設計規模時受到了一定的現在?,這實際上對于設計安全造成了一定程度上的不利影響。
3化工工藝設計中安全危險問題控制策略
3.1安全問題識別方法化工工藝設計中安全控制的第一步就是做好安全問題識別工作。設計人員在進行安全識別的過程中首先應當理解到危險因素的定義。通常來說化學工藝設計過程中的危險因素主要是指生產中的事故隱患,并且可以將其具體到生產中存在的可能導致事故和損失的不安全條件。其次,設計人員在進行安全識別的過程中還應當對于項目生產工藝的全過程和配套的公輔設施的生產過程進行細致的檢查和分析,從而能夠在此基礎上摸清危險因素和有害因素產生的方式與種類,最終能夠有效的提升化工工藝設計的安全水平。
3.2采取工藝防護措施化工工藝設計中安全控制離不開工藝防護措施的有效支持。設計人員在采取工藝防護措施時首先可以從設計和工藝上考慮采取安全防護措施,從而能夠促使存在的危險因素不至于進一步的激化。其次,設計人員在采取工藝防護措施時還應當努力的保證設計的安全性,例如設計人員可以在理化性質、穩定性、化學反應活性、燃燒及爆炸特性等方面采取對應的措施來獲得良好的防護效果。與此同時,設計人員在采取工藝防護措施還應當全面的考慮采用哪條路線才能消除或減少危險物質的量,從而能夠確保各種危險性因素不會在化學產品生產的過程中出現。
3.3控制化學反應裝置化工工藝設計中安全控制的關鍵是化學反應裝置的控制。工藝工程師在控制化學反應裝置時應當深刻的理解到化學反應是整個產品生產的核心,因此其本身必然會有著許多危險性因素。因此這意味著工藝工程師應當在反應器的設計和選型前需要想到可能發生最嚴重的事故是什么。此外,由于化學反應的種類繁多,并且反應的速度也較快,因此一旦出現較為嚴重的失控反應時,工藝工程師應當努力的尋找降低反應速度的方法,從而能夠在此基礎上切實的提升反應裝置的應用水平。
3.4整體園區設計工作化工工藝設計中安全控制還應當適度的從園區整體設計上面來著手。企業在優化整體園區時首先應當考慮到自身的監管能力和職工的工作水平,從而能夠在此基礎上避免監管力度滯后于化工產品生產的現象。此外,企業在優化整體園區時還應當努力的減少和預防化工工藝設計中的安全危險問題,并且進一步的創建完整性的安全生產標準,最終能夠將安全危險有效控制在預期的范圍內。
4結語
化工工藝設計是一項具有一定危險性的設計工作,因此考慮設計的安全性就是每一個工藝工程師所必須進行的工作了。工藝工程師在減少化學工藝設計的危險性時應當秉持著從宏觀到微觀的原則,從園區設計到工藝防護到方程選擇等不同的方面著手,就能夠有效的提升化工工藝設計的安全性與可靠性。
參考文獻:
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