化学工程与工艺专业英语翻译7883.docx

《化学工程与工艺专业英语翻译7883.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学工程与工艺专业英语翻译7883.docx（60页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、13299253321330Unnit 1 Chhemiicall IInduustrry化学工业业1 化学工业业的起源源尽管化学学品的使使用可以以追溯到到古代文文明时代代，我们们所谓的的现代化化学工业业的发展展却是非非常近代代（才开开始的）。可可以认为为它起源源于工业业革命其其间，大大约在118000年，并并发展成成为为其其它工业业部门提提供化学学原料的的产业。比比如制肥肥皂所用用的碱，棉棉布生产产所用的的漂白粉粉，玻璃璃制造业业所用的的硅及NNa2CO3. 我们们会注意意到所有有这些都都是无机机物。有有机化学学工业的的开始是是在十九九世纪六六十年代代以Wiilliiam Hennry Pe

2、rrkinn 发现现第一种种合成染染料苯胺紫紫并加以以开发利利用为标标志的。220世纪纪初，德德国花费费大量资资金用于于实用化化学方面面的重点点研究，到到19114年，德德国的化化学工业业在世界界化学产产品市场场上占有有75%的份额额。这要要归因于于新染料料的发现现以及硫硫酸的接接触法生生产和氨氨的哈伯伯生产工工艺的发发展。而而后者需需要较大大的技术术突破使使得化学学反应第第一次可可以在非非常高的的压力条条件下进进行。这这方面所所取得的的成绩对对德国很很有帮助助。特别别是由于于19114年第第一次世世界大仗仗的爆发发，对以以氮为基基础的化化合物的的需求飞飞速增长长。这种种深刻的的改变一一直持续

3、续到战后后（19918-19339）。19400年以来来，化学学工业一一直以引引人注目目的速度度飞速发发展。尽尽管这种种发展的的速度近近年来已已大大减减慢。化化学工业业的发展展由于119500年以来来石油化化学领域域的研究究和开发发大部分分在有机机化学方方面取得得。石油油化工在在60年年代和770年代代的迅猛猛发展主主要是由由于人们们对于合合成高聚聚物如聚聚乙烯、聚聚丙烯、尼尼龙、聚聚脂和环环氧树脂脂的需求求巨大增增加。今天的化化学工业业已经是是制造业业中有着着许多分分支的部部门，并并且在制制造业中中起着核核心的作作用。它它生产了了数千种种不同的的化学产产品，而而人们通通常只接接触到终终端产品

4、品或消费费品。这这些产品品被购买买是因为为他们具具有某些些性质适适合（人人们）的的一些特特别的用用途，例例如，用用于盆的的不粘涂涂层或一一种杀虫虫剂。这这些化学学产品归归根到底底是由于于它们能能产生的的作用而而被购买买的。2 化学工业业的定义义在本世纪纪初，要要定义什什么是化化学工业业是不太太困难的的，因为为那时所所生产的的化学品品是很有有限的，而而且是非非常清楚楚的化学学品，例例如，烧烧碱，硫硫酸。然然而现在在有数千千种化学学产品被被生产，从从一些原原料物质质像用于于制备许许多的半半成品的的石油，到到可以直直接作为为消费品品或很容容易转化化为消费费品的商商品。困困难在于于如何决决定在一一些特

5、殊殊的生产产过程中中哪一个个环节不不再属于于化学工工业的活活动范畴畴。举一一个特殊殊的例子子来描述述一下这这种困境境。乳剂剂漆含有有聚氯乙乙烯/聚聚醋酸乙乙烯。显显然，氯氯乙烯（或或醋酸乙乙烯）的的合成以以及聚合合是化学学活动。然然而，如如果这种种漆，包包括高聚聚物，它它的配制制和混合合是由一一家制造造配料的的跨国化化学公司司完成的的话，那那它仍然然是属于于化学工工业呢还还是应当当归属于于装饰工工业中去去呢？因此，很很明显，由由于化学学工业经经营的种种类很多多并在很很多领域域与其它它工业有有密切的的联系，所所以不能能对它下下一个简简单的定定义。相相反的每每一个收收集和出出版制造造工业统统计数据

6、据的官方方机构都都会对如如何届定定哪一类类操作为为化学工工业有自自己的定定义。当当比较来来自不同同途径的的统计资资料时，记记住这点点是很重重要的。3 对化学工工业的需需要化学工业业涉及到到原材料料的转化化，如石石油 首首先转化化为化学学中间体体，然后后转化为为数量众众多的其其它化学学产品。这这些产品品再被用用来生产产消费品品，这些些消费品品可以使使我们的的生活更更为舒适适或者作作药物维维持人类类的健康康或生命命。在生生产过程程的每一一个阶段段，都有有价值加加到产品品上面，只只要这些些附加的的价值超超过原材材料和加加工成本本之和，这这个加工工就产生生了利润润。而这这正是化化学工业业要达到到的目的

7、的。在这样的的一本教教科书中中提出：“我们需需要化学学工业吗吗？”这样一一个问题题是不是是有点奇奇怪呢？然而，先先回答下下面几个个问题将将给我们们提供一一些信息息：（11）化学学工业的的活动范范围，（22）化学学工业对对我们日日常生活活的影响响，（33）社会会对化学学工业的的需求有有多大。在在回答这这些问题题的时候候我们的的思路将将要考虑虑化学工工业在满满足和改改善我们们的主要要需求方方面所做做的贡献献。是些些什么需需求呢？很显然然，食物物和健康康是放在在第一位位的。其其它我们们要考虑虑的按顺顺序是衣衣物、住住所、休休闲和旅旅行。(1)食食物。化化学工业业对粮食食生产所所做的巨巨大贡献献至少有

8、有三个方方面。第第一，提提供大量量可以获获得的肥肥料以补补充由于于密集耕耕作被农农作物生生长时所所带走的的营养成成分。（主主要是氮氮、磷和和钾）。第第二，生生产农作作物保护护产品，如如杀虫剂剂，它可可以显著著减少害害虫所消消耗的粮粮食数量量。第三三，生产产兽药保保护家禽禽免遭疾疾病或其其它感染染的侵害害。（2）健健康。我我们都很很了解化化学工业业中制药药这一块块在维护护我们的的身体健健康甚至至延长寿寿命方面面所做出出的巨大大贡献，例例如，用用抗生素素治疗细细菌感染染，用-抗血血栓降低低血压。衣物。在在传统的的衣服面面料上，现现代合成成纤维性性质的改改善也是是非常显显著的。用用聚脂如如涤纶或或聚

9、酰胺胺如尼龙龙所制作作的T恤恤、上衣衣、衬衫衫抗皱、可可机洗，晒晒干自挺挺或免烫烫，也比比天然面面料便宜宜。与此同时时，现代代合成染染料开发发和染色色技术的的改善使使得时装装设计师师们有大大量的色色彩可以以利用。的的确他们们几乎利利用了可可见光谱谱中所有有的色调调和色素素。事实实上如果果某种颜颜色没有有现成的的，只要要这种产产品确有有市场，就就可以很很容易地地通过对对现有的的色彩进进行结构构调整而而获得。这一领域域中另一一些重要要进展是是不褪色色，即在在洗涤衣衣物时染染料不会会被洗掉掉。（4）住住所，休休闲和旅旅游。讲讲到住所所方面现现代合成成高聚物物的贡献献是巨大大的。塑塑料正在在取代像像木

10、材一一类的传传统建筑筑材料，因因为它们们更轻，免免维护（即即它们可可以抵抗抗风化，不不需油漆漆）。另另一些高高聚物，比比如，脲脲甲醛和和聚脲，是是非常重重要的绝绝缘材料料可以减减少热量量损失因因而减少少能量损损耗。塑料和高高聚物的的应用对对休闲活活动有很很重要的的影响，从从体育跑跑道的全全天候人人造篷顶顶，足球球和网球球的经纬纬线，到到球拍的的尼龙线线还有高高尔夫球球的元件件，还有有制造足足球的合合成材料料。多年来化化学工业业对旅游游方面所所作的贡贡献也有有很大的的提高。一一些添加加剂如抗抗氧化剂剂的开发发和发动动机油粘粘度指数数改进使使汽车日日产维修修期限从从30000英里里延长到到6000

11、0英里里再到1120000英里里。研发发工作还还改进了了润滑油油和油脂脂的性能能，并得得到了更更好的刹刹车油。塑塑料和高高聚物对对整个汽汽车业的的贡献的的比例是是惊人的的，源于于这些材材料挡板，轮轮胎，坐坐垫和涂涂层等等等超过440%。很显然简简单地看看一下化化学工业业在满足足我们的的主要需需求方面面所做的的贡献就就可以知知道，没没有化工工产品人人类社会会的生活活将会多多么困难难。事实实上，一一个国家家的发展展水平可可以通过过其化学学工业的的生产水水平和精精细程度度来加以以判断。4 化学工业业的研究究和开发发。发达国家家化学工工业飞速速发展的的一个重重要原因因就是它它在研究究和开发发方面的的投

12、入和和投资。通通常是销销售收入入的5%，而研研究密集集型分支支如制药药，投入入则加倍倍。要强强调这里里我们所所提出的的百分数数不是指指利润而而是指销销售收入入，也就就是说全全部回收收的钱，其其中包括括要付出出原材料料费，企企业管理理费，员员工工资资等等。过过去这笔笔巨大的的投资支支付得很很好，使使得许多多有用的的和有价价值的产产品被投投放市场场，包括括一些合合成高聚聚物如尼尼龙和聚聚脂，药药品和杀杀虫剂。尽尽管近年年来进入入市场的的新产品品大为减减少，而而且在衰衰退时期期研究部部门通常常是最先先被裁减减的部门门，在研研究和开开发方面面的投资资仍然保保持在较较高的水水平。化学工业业是高技技术工业

13、业，它需需要利用用电子学学和工程程学的最最新成果果。计算算机被广广泛应用用，从化化工厂的的自动控控制，到到新化合合物结构构的分子子模拟，再再到实验验室分析析仪器的的控制。一个制造造厂的生生产量很很不一样样，精细细化工领领域每年年只有几几吨，而而巨型企企业如化化肥厂和和石油化化工厂有有可能高高达5000,0000吨。后后者需要要巨大的的资金投投入，因因为一个个这样规规模的工工厂要花花费2亿亿5千万万美元，再再加上自自动控制制设备的的普遍应应用，就就不难解解释为什什么化工工厂是资资金密集集型企业业而不是是劳动力力密集型型企业。大部分化化学公司司是真正正的跨国国公司，他他们在世世界上的的许多国国家进

14、行行销售和和开发市市场，他他们在许许多国家家都有制制造厂。这这种国际际间的合合作理念念，或全全球一体体化，是是化学工工业中发发展的趋趋势。大大公司通通过在别别的国家家建造制制造厂或或者是收收购已有有的工厂厂进行扩扩张。Unitt 2 Reeseaarchh annd DDeveeloppmennt研究和开开发研究和开开发，或或通常所所称R&D是制制造业各各个部门门都要进进行的一一项活动动。我们们马上可可以看到到，它的的内容变变化很大大。我们们首先了了解或先先感觉一一下这个个词的含含义。尽尽管研究究和开发发的定义义总是分分得不很很清楚，而而且有许许多重叠叠的部分分，我们们还是要要试着把把它们区区

15、分开来来。简单单说来，研研究是产产生新思思想和新新知识的的活动，而而开发则则是把这这些思想想贯彻到到实践中中得到新新工艺和和新产品品的行为为。可以以用一个个例子来来描述这这一点，预预测一个个有特殊殊生物活活性的分分子结构构并合成成它可以以看成是是研究而而测试它它并把它它发展到到可以作作为一种种新药推推向市场场这一阶阶段则看看作开发发部分。1 基础研究究和应用用研究在工业上上进行研研究和开开发最主主要的原原因是经经济利益益方面，是是为了加加强公司司的地位位，提高高公司的的利润。R&D的目的是做出并提供信息和知识以减低不确定性，解决问题，以及向管理层提供更好的数据以便他们能据此做出决定。特别的项目

16、涵盖很大的活动范围和时间范围，从几个月到20年。我们可以以在后面面的段落落里举出出大量的的R&DD活动。但但是如果果我们举举出的点点子来源源于研究究院而不不是工业业化学家家的头脑脑，这就就是基础础的或探探索性的的研究基础研究究通常与与大学研研究联系系在一起起，它可可能是由由于对其其内在的的兴趣而而进行研研究并且且这种研研究能够够拓宽知知识范围围，但在在现实世世界中的的直接应应用可能能性是很很小的。请请注意，这这种以内内就在提提出和解解决问题题方面提提供了极极有价值值的训练练，比如如，在指指导下完完成研究究工作的的学生所所接受的的研究方方法学（的的训练）。而而且，从从这些工工作中产产生的“有用的

17、的副产品品”随后也也能带来来可观的的使用价价值。因因此，物物理学家家宣称要要不是量量子理论论的研究究和发展展我们可可能仍然然没有计计算机和和核能量量。不管管怎样，举举一个特特殊的化化学方面面的例子子吧，在在各个领领域如烃烃的氧化化方面所所做的广广泛的研研究将为为一些特特殊的领领域如环环己烯氧氧化生成成尼龙中中间产物物提供有有用的信信息。通过合成成可以生生产出一一些新的的、更特特殊的试试剂以控控制特殊殊的官能能团转换换，即发发展合成成方法或或完成一一些具有有生物活活性的新新分子的的合成。尽尽管前者者显然属属于基础础性研究究而后者者则包括括基础研研究和实实用性研研究两部部分。所所谓“实用性性”习惯

18、上上是指与与在工业业实验室室完成的的研究联联系在一一起的，因因为它更更具目的的性，它它是商业业行为驱驱动的结结果。然而，请请注意。近近几年有有很大的的变化，大大学研究究机构正正越来越越多地转转向工业业界寻求求研究经经费，其其结果就就是他们们的研究究工作越越来越多多地是致致力于实实用研究究。即使使这样，学学院工作作的重点点通常还还是在于于研究而而不是开开发。2工业业研究和和开发的的类型通常在生生产中完完成的实实用型的的或有目目的性的的研究和和开发可可以分为为好几类类，我们们对此加加以简述述。它们们是：（1）产品开发；（2）工艺开发；（3）工艺改进；（4）应用开发；每一类下还有许多分支。我们.对每

19、一类举一个典型的例子来加以说明。在化学工业的不同部门内每类的工作重点有很大的不同。(1)产产品开发发。产品品开发不不仅包括括一种新新药的发发明和生生产，还还包括，比比如说，给给一种汽汽车发动动机提供供更长时时效的抗抗氧化添添加剂。这这种开发发的产品品已经使使（发动动机）的的服务期期限在最最近的十十年中从从30000英里里提高到到60000、90000现在在已提高高到1220000英里。请请注意，大大部分的的买家所所需要的的是化工工产品能能创造出出来的效效果，亦亦即某种种特殊的的用途。Tdflon，或称聚四氟乙烯（PTFE）被购买是因为它能使炒菜锅、盆表面不粘，易于清洗。（2）工工艺开发发。工业

20、业开发不不仅包括括为一种种全新的的产品设设计一套套制造工工艺，还还包括为为现有的的产品设设计新的的工艺或或方案。而而要进行行后者时时可能源源于下面面的一个个或几个个原因：新技术术的利用用、原材材料的获获得或价价格发生生了变化化。氯乙乙烯单聚聚物的制制造就是是这样的的一个例例子。它它的制造造方法随随着经济济、技术术和原材材料的变变化改变变了好几几次。另另一个刺刺激因素素是需求求的显著著增加。因因而销售售量对生生产流程程的经济济效益有有很大影影响。PPeniicilllinn早期的的制造就就为此提提供了一一个很好好的例子子。Peniicilllinn能预防防战争中中因伤口口感染引引发的败败血症，因

21、因而在第第二次世世界大战战（19939-19445）中中，peeniccilllin的的需求量量非常大大，需要要大量生生产。而而在那时时，peeniccilllin只只能用在在瓶装牛牛奶表面面发酵的的方法小小量的生生产。英英国和美美国投入入了巨大大的人力力物力联联合进行行研制和和开发，对对生产流流程做出出了两个个重大的的改进。首首先用一一个不同同的菌株株黄霉菌菌代替普普通的青青霉，它它的产量量要比后后者高得得多。第第二个重重大的流流程开发发是引进进了深层层发酵过过程。只只要在培培养液中中持续通通入大量量纯化空空气，发发酵就能能在所有有部位进进行。这这使生产产能力大大大地增增加，达达到现代代容量

22、超超过50000升升的不锈锈钢发酵酵器。而而在第一一次世界界大战中中，死于于伤口感感染的士士兵比直直接死于于战场上上的人还还要多。注注意到这这一点不不能不让让我们心心存感激激。对一个新新产品进进行开发发要考虑虑产品生生产的规规模、产产生的副副产品以以及分离离/回收收，产品品所要求求的纯度度。在开开发阶段段利用中中试车间间（最大大容量可可达1000升）获获得的数数据设计计实际的的制造厂厂是非常常宝贵的的，例如如石油化化工或氨氨的生产产。要先先建立一一个中试试车间，运运转并测测试流程程以获得得更多的的数据。他他们需要要测试产产品的性性质，如如杀虫剂剂，或进进行消费费评估，如如一种新新的聚合合物。注

23、意，副副产品对对于化学学过程的的经济效效益也有有很大的的影响。酚酚的生产产就是一一个有代代表性的的例子。早早期的方方法，苯苯磺酸方方法，由由于它的的副产品品亚硫酸酸钠需求求枯竭而而变的过过时。亚亚硫酸钠钠需回收收和废置置成为生生产过程程附加的的费用，增增加了生生产酚的的成本。相相反，异异丙基苯苯方法，在在经济效效益方面面优于所所有其他他方法就就在于市市场对于于它的副副产品丙丙酮的迫迫切需求求。丙酮酮的销售售所得降降低了酚酚的生产产成本。对一个新新产品进进行工艺艺开发的的一个重重要部分分是通过过设计把把废品减减到最低低，或尽尽可能地地防止可可能的污污染，这这样做带带来的经经济利益益和对环环境的益

24、益处是显显而易见见的。最后要注注意，工工业开发发需要包包括化学学家、化化学工程程师、电电子和机机械工程程师这样样一支庞庞大队伍伍的协同同合作才才能取得得成功。（3）工工艺改进进。工艺艺改进与与正在进进行的工工艺有关关。它可可能出现现了某个个问题使使生产停停止。在在这种情情形下，就就面临着着很大的的压力要要尽快地地解决问问题以便便生产重重新开始始，因为为故障期期耗费资资财。然而，更更为常见见的，工工艺改进进是为了了提高生生产过程程的利润润。这可可以通过过很多途途径实现现。例如如通过优优化流程程提高产产量，引引进新的的催化剂剂提高效效能，或或降低生生产过程程所需要要的能量量。可说说明后者者的一个个

25、例子是是在生产产氨的过过程中涡涡轮压缩缩机的引引进。这这使生产产氨的成成本（主主要是电电）从每每吨6.66美美元下降降到0.56美美元。通通过工艺艺的改善善提高产产品质量量也会为为产品打打开新的的市场。然而，近近年来，最最重要的的工艺改改进行为为主要是是减少生生产过程程对环境境的影响响，亦即即防止生生产过程程所引起起的污染染。很明明显，有有两个相相关连的的因素推推动这样样做。第第一，公公众对化化学产品品的安全全性及其其对环境境所产生生影响的的关注以以及由此此而制订订出来的的法律；第二，生生产者必必须花钱钱对废物物进行处处理以便便它能安安全地清清除，比比如说，排排放到河河水中。显显然这是是生产过

26、过程的又又一笔费费用，它它将增加加所生产产化学产产品的成成本。通通过减少少废物数数量提高高效益其其潜能是是不言而而喻的。然而，请请注意，对对于一个个已经建建好并正正在运行行的工厂厂来说，只只能做一一些有限限的改变变来达到到上述目目的。因因此，上上面所提提到的减减少废品品的重要要性应在在新公厂厂的设计计阶段加加以考虑虑。近年年来另一一个当务务之急是是保护能能源及降降低能源源消耗。（4）应应用开发发。显然然发掘一一个产品品新的用用处或新新的用途途能拓宽宽它的获获利渠道道。这不不仅能创创造更多多的收入入，而且且由于产产量的增增加使单单元生产产成本降降低，从从而使利利润提高高。举例例来说，PVC早期是

27、用来制造唱片和塑料雨衣的，后来的用途扩展到塑料薄膜，特别是工程上所使用的管子和排水槽。我们已经经强调了了化学产产品是由由于它们们的效果果，或特特殊的用用途、用用处而得得以售出出这个事事实。这这就意味味着化工工产品公公司的技技术销售售代表与与顾客之之间应有有密切的的联系。对对顾客的的技术支支持水平平往往是是赢得销销售的一一个重要要的因素素。进行行研究和和开发的的化学家家们为这这些应用用开发提提供了帮帮助。CCH3CH3F的制造造就是一一个例子子。它最最开始是是用来做做含氟氯氯烃的替替代物作作冷冻剂剂的。然然而近来来发现它它还可以以用作从从植物中中萃取出出来的天天然物质质的溶解解剂。当当它作为为制

28、冷剂剂被制造造时，固固然没有有预计到到这一点点，但它它显然也也是应用用开发的的一个例例子。3化工工行业中中研究与与开发活活动的变变化化学工业业的不同同部门所所进行的的R&DD的性质质与数量量都有很很大的变变化。与与大规模模生产的的基础化化工产品品有关的的部门中中，化学学产品和和技术变变化都很很慢，因因为流程程已很成成熟。RR&D经经费支出出属于化化工行业业中低的的一端，而而且大部部分的费费用是用用于过程程改进和和废水处处理。无无机方面面的例子子有氨、肥肥料和氯氯碱的生生产，有有机方面面的如乙乙烯等一一些基础础石油化化学的中中间产物物。不一样规规模生产产的是药药品和除除草剂。人人们付出出了巨大大

29、而持续续的努力力以合成成能产生生所希望望的、特特殊的生生物作用用的新分分子。一一家公司司每年可可能要合合成100,0000新化化合物以以供筛选选。可以以想象一一些医药药公司其其每年的的R&DD经费支支出高达达1000亿美元元。换句句话说，他他们把超超过144%的销销售收入入投入在在R&DD上。Unitt 3 Typpicaal AActiivittiess off Chhemiicall Ennginneerrs化学工程程师的例例行工作作化学工程程师经典典的角色色是把化化学家在在实验室室里的发发现拿来来并发展展成为能能赚钱的的、商业业规模的的化学过过程。化化学家用用少量的的反应物物在试管管和派

30、式式氧弹中中反应相相应得到到少量的的生成物物，所进进行的通通常是间间歇性的的恒温下下的实验验，反应应物放在在很小的的置于恒恒温水槽槽的容器器中，加加点催化化剂，反反应继续续进行，随随时间推推移，反反应物被被消耗，并并有生成成物产生生，产物物在合适适的间歇歇时间获获得。与之相比比，化学学工程师师通常面面对的是是数量多多得多的的物质和和庞大的的（昂贵贵的）设设备。反反应器可可以容纳纳10000 到到10,0000加仑甚甚至更多多。蒸馏馏塔有1100英英尺多高高，直径径10到到30英英尺。化化工厂一一个单元元流程的的投资可可能超过过1亿美美元。在把化学学家研制制的小型型反应器器及分离离系统“放大”到

31、很大大的商业业化车间间时，通通常需要要化学工工程师的的参与。为为了彻底底了解过过程中的的化学反反应，化化学工程程师必须须与化学学家密切切合作以以确保能能得到所所需要的的反应的的动力学学性质和和物理性性质参数数以进行行设计、运运转和优优选流程程。这就就是为什什么化工工课程要要包括那那么多的的化学类类课程的的原因。化学工程程师还必必须与机机械、电电子、土土木建筑筑和冶金金工程师师密切协协作以设设计和操操作工厂厂的机械械设备反应器器、槽、蒸蒸馏塔、热热交换器器、泵、压压缩机、控控制器和和仪器设设备等等等。在这这张设备备单上还还有一大大类是管管子。化化工厂最最典型的的特征之之一就是是数目庞庞大的管管道

32、贯穿穿所有生生产间。可可以毫不不夸张地地说，在在许多车车间都有有几百英英里长的的管道。这这些管道道输入和和输出车车间的反反应物质质进行传传递，同同时还可可携带有有用的东东西（水水蒸气、冷冷却水、空空气、氧氧、冷却却剂）进进入操作作单元。要把实验验室研究究商业化化，化学学工程师师要参与与进行开开发、设设计、建建筑、操操作、销销售和研研究工作作。各个个公司用用来表示示这些工工作的名名词不完完全一样样，但万万变不离离其宗。让让我们简简单地把把每个工工作描述述一下。应应该强调调的是，我我们所讨讨论的工工作是“典型的的”和“经典的的”，但并并不意味味着化学学工程师师只能做做这些事事。化学学工程师师在数学

33、学、化学学和物理理学方面面都有很很好的知知识基础础，因此此，他或或她能够够而且确确实适应应工业、政政府部门门、大专专院校等等非常广广泛的职职业要求求。1. 开开发开发工作作是从实实验室规规模向商商业化规规模转化化所必需需的中间间阶段。开开发阶段段所涉及及的“中试”流程所所使用的的反应器器容量为为5加仑仑，蒸馏馏塔直径径为3英英寸。开开发通常常是化学学流程商商业化的的一部分分。因为为“放大”规模是是一个非非常困难难的问题题。直接接从试管管研制跳跳到在110.0000加加仑反应应器里生生产是非非常棘手手的有时时甚至是是危险的的工作。一一些（在在实验室室研究阶阶段）根根本不明明显的未未加以考考虑的细

34、细微问题题，如混混合不均均匀，温温度梯度度辐射状状升高，热热交换面面积逐渐渐降低以以及热交交换速度度下降等等（在后后一阶段段变得影影响很大大）。化学工程程师与化化学家和和其他一一些工程程师协作作对中师师车间进进行设计计、安装装和运行行，设计计方面包包括确定定设备的的尺寸、结结构、制制造所用用的材料料。通常常中师车车间的设设计是有有很大的的变通性性的，以以便能对对各种情情况和构构造进行行评估。中试车间间一旦开开始运转转，就能能获得性性能数据据和选定定最佳数数值以便便从经济济学角度度对流程程进行评评价。对对生产过过程的每每一个阶阶段可能能获得的的利润进进行评定定。如果果结果显显示投入入的资金金不能

35、有有足够的的回报，这这项计划划将被停停止。中师车间间还提供供了评价价设备制制造材料料、测量量方法、流流程控制制技术的的机会。中中试车间间的这些些实验数数据对于于工业装装置设计计的改善善能提供供有用的的帮助。2 设计根据在实实验室和和中试车车间获得得的经验验和数据据，一组组工程师师集中起起来设计计工业化化的车间间。化学学工程师师的职责责就是详详细说明明所有过过程中的的流速和和条件，设设备类型型和尺寸寸，制造造材料，流流程构造造，控制制系统，环环境保护护系统以以及其它它相关技技术参数数。这是是一个责责任重大大的工作作。设计阶段段是大把把金钱花花进去的的时候。一一个常规规的化工工流程可可能需要要五千

36、万万到一亿亿美元的的资金投投入，有有许多的的事情要要做。化化学工程程师是做做出很多多决定的的人之一一。当你你身处其其位时，你你会对自自己曾经经努力学学习而能能运用自自己的方方法和智智慧处理理这些问问题感到到欣慰。设计阶段段的产物物是很多多图纸：（1）工工艺流程程图。是是显示所所有设备备的图纸纸。要标标出所有有的流线线和规定定的条件件（流速速、温度度、压力力、构造造、粘度度、密度度等）。（2）管管道及设设备图。标标明所有有设备（包包括尺寸寸、喷嘴嘴位置和和材料）、所所有管道道（包括括大小、控控制阀、控控制器）以以及所有有安全系系统（包包括安全全阀、安安全膜位位置和大大小、火火舌管、安安全操作作规

37、则）。（3）仪仪器设备备说明书书。详细细说明所所有设备备准确的的空间尺尺度、操操作参数数、构造造材料、耐耐腐蚀性性、操作作温度和和压力、最最大和最最小流速速以及诸诸如此类类等等。这这些规格格说明书书应交给给中标的的设备制制造厂以以进行设设备生产产。3 建造当设备制制造把设设备的所所有部分分都做好好了以后后，这些些东西要要运到工工厂所在在地（有有时这是是后勤部部门颇具具挑战性性的任务务，尤其其对象运运输分馏馏塔这样样大型的的船只来来说）。建建造阶段段要把所所有的部部件装配配成完整整的工厂厂，首先先要做的的就是在在地面打打洞并倾倾入混凝凝土，为为大型设设备及建建筑物打打下基础础（比如如控制室室、流

38、程程分析实实验室、维维修车间间）。完成了第第一步，就就开始安安装设备备的主要要部分以以及钢铁铁上层建建筑。要要装配热热交换器器、泵、压压缩机、管管道、测测量元件件、自动动控制阀阀。控制制系统的的线路和和管道连连接在控控制室和和操作间间之间。电电线、开开关、变变换器需需装备在在马达上上以驱动动泵和压压缩机。生生产设备备安装完完毕后，化化学工程程师的职职责就是是检查它它们是否否连接完完好，每每部分是是否正常常工作。对大部分分工程师师来说这这通常是是一个令令人激动动、享受受成功的的时候。你你将看到到自己的的创意由由图纸变变为现实实。钢铁铁和混凝凝土代替替了示意意图和表表格。建建筑是许许多人多多年辛劳

39、劳的结果果。你终终于站到到了发射射台上，工工厂将要要起飞还还是最后后失败。揭揭晓的那那一刻即即将到来来。测试阶段段一旦完完成，“运转阶阶段”就开始始了。启启动是工工厂的首首项任务务，是令令人兴奋奋的时刻刻和日夜夜不停的的工作。这这是化学学工程师师最好的的学习机机会之一一。现在在你可以以了解你你的构思思和计算算究竟有有些什么么好。参参与中试试车间和和设计工工作的工工程师通通常也是是启动队队伍中的的人员。启动阶段段需要几几天或几几个月，根根据设计计所涉及及工艺技技术的新新颖、流流程的复复杂程度度以及工工程的质质量而定定。中间间经常会会遇到要要求设备备完善的的问题。这这是耗时时耗财的的阶段：仅仅每每

40、天从车车间出来来的废品品会高达达数千美美金。确确实，曾曾经有些些车间因因为没有有预计到到的问题题如控制制、腐蚀蚀、杂质质或因为为经济方方面的问问题而从从来没有有运转过过。在启动阶阶段，工工程师们们通常需需轮流值值班。在在很短的的时间里里有很多多的东西西需要学学习。一一旦车间间按照设设定程序序成功运运转，它它就转变变为产品品的常规规生产或或制造部部门。4 制造化学工程程师在制制造阶段段占据中中心的位位置。车车间技术术服务部部门负责责车间有有效而安安全地运运转的技技术方面面。他们们进行生生产量和和性能测测试以找找出设备备的瓶颈颈在哪，然然后设计计一些修修正或附附加的东东西以解解决这些些瓶颈。化学工

41、程程师研究究一些方方法节省省能源，降降低原材材料消耗耗、减少少不合要要求的需需进行处处理的产产品的生生产，以以降低生生产成本本。他们们还研究究一些提提高产品品质量、减减少空气气和水中中环境污污染的措措施。除了提供供技术服服务外，许许多工程程师还负负责生产产监督。这这些监督督保证工工厂日常常生产的的各个方方面正常常进行。包包括管理理换班工工作的操操作工，满满足质量量要求，按按期按量量发出产产品，生生产并保保持设备备备件的的存储量量，为车车间设备备维修，保保证安全全规则被被遵守，避避免过多多排出废废物污染染环境，并并且做工工厂对当当地社会会的代言言人。5 技术销售售许多化学学工程师师发现在在技术销

42、销售中充充满了刺刺激性的的、有利利可图的的机会。与与其它的的销售业业务一样样，这项项业务包包括拜访访客户，推推荐一些些特别的的商品以以满足客客户的需需要，并并确保订订单能顺顺利完成成。销售售工程师师是公司司的代表表，必须须十分清清楚公司司的产品品生产情情况。销销售工程程师的销销售能力力极大地地影响公公司的发发展和利利润。许多化工工产品的的市场开开发需要要制造化化工产品品公司的的工程师师与使用用化工产产品公司司的工程程师密切切合作。这这种合作作所采取取的方式式可以是是对如何何使用一一种化学学产品提提出建议议，或者者是生产产出一种种新的化化学产品品以解决决客户的的某个特特殊的困困难。当销售工工程师

43、碰碰到他自自己没有有把握解解决的问问题时，他他或她必必须要请请教专家家。有时时销售工工程师还还需组织织来自不不同公司司的研究究人员共共同努力力来解决决某个问问题。6 研究化学工程程师能从从事多种种类型的的研究工工作。他他们与化化学家联联合开发发新的或或革新的的产品。他他们探索索新的和和改良的的工程技技术（比比如更好好的计算算机程序序以模拟拟化工工工艺，更更好的实实验室分分析方法法分析有有代表性性的化学学产品，新新型的反反应和分分离系统统。）他他们研究究改进的的传感器器以进行行物理性性质的在在线检测测，他们们还研究究单个流流程结构构和设备备。研究工程程师可能能是在实实验室或或办公桌桌前钻研研难题

44、。他他们通常常是一组组科学家家或工程程师中的的一员。了了解生产产流程以以及通常常流程所所使用的的设备使使化学工工程师能能在研究究工作中中做出突突出的贡贡献。化化学工程程师的日日常工作作有时颇颇似那些些化学家家和物理理学家。Unitt 4 Souurcees oof cchemmicaals化学物质质的来源源化学物质质的数量量多得惊惊人，其其差异很很大：所所知道的的化学物物质的数数量就达达上千万万种。如如此的数数量与理理论上可可能形成成的含碳碳化合物物的数量量相比，相相形见绌绌。含碳碳化合物物的数量量之大是是耦合的的结果：即相对对较强的的碳碳共共价键的的碳原子子长链和和异构体体的形成成。大部部分

45、这些些化合物物只是满满足实验验室好奇奇心或学学术兴趣趣。然而而，其他他剩余的的达几千千种，是是商业和和实践兴兴趣。因因此，可可以预料料到这些些化学物物质的来来源很广广。虽然然对无机机化学品品如此，但但是奇怪怪的是，大大多数有有机化学学品来源源于一种种资源，即即原油（石石油）。1. 无无机化学学品Tablle1-1 无无机化学学品的主主要来源源因为“无机化化学品”这个词词（术语语）涉及及到（ccoveer，包包括、涵涵盖）的的是除碳碳以外所所有元素素构成的的化合物物。其来来源的多多样性并并不很大大（见表表1-11）。一一些较重重要的来来源是金金属矿（包包括重要要的金属属铁和铝铝）以及及盐和海海水

46、（用用于生产产氯、钠钠、氢氧氧化钠和和碳酸钠钠）。在在这些情情况下，至至少两种种不同的的元素化化合以一一种稳定定的化合合物在一一起。因因此，如如果要得得到单个个元素（也也就是金金属），那那么提取取过程除除了纯物物理的分分离方法法以外，还还必须涉及到到化学处处理（过过程）。金金属矿或或无机矿矿很少以以纯物质质的形式式存在，因因此，处处理过程程的第一一步通常常是：（将将无机矿矿中）从从不要的的固体如如粘土或或沙石中中分离出出来。固固体筛分分后经压压碎和研研磨，利利用颗粒粒尺寸差差异可以以完成一一些物理理分离。下下一步骤骤则取决决于所需需矿物的的本质及及其特征征。例如如，铁矿矿常在磁磁分离器器利用他

47、他们的磁磁性加以以分离。泡泡沫浮选选是另一一种广泛泛应用的的分离技技术。在在该技术术中，所所需要的的矿物，以以细小颗颗粒形式式存在，借借助被水水溶液润润湿能力力的差异异而与其其他矿物物加以分分离。常常加入表表面活性性剂（抗抗润湿剂剂），这这些典型型的分子子，一头头为非极极性部分分（如长长碳氢链链），另另一头为为极性部部分（如如-NHH2）。该该极性基基团与矿矿物相吸吸，形成成不牢固固的键；而碳氢氢基团与与水相斥斥而阻止止矿物被被润湿，因因而矿物物能浮选选。相反反，其他他固体物物质很容容易被润润湿而沉沉在水溶溶液中。搅搅拌溶液液或液体体中鼓泡泡以产生生泡沫能能大大促促进表面面活性剂剂包裹的的矿物

48、的的漂浮，这这些矿物物从容器器中溢出出到收集集容器中中，在收收集容器器，矿物物得到回回收。显显然，该该过程成成功的关关键在于于，为所所处理矿矿物选择择一种高高选择的的特定的的表面活活性剂。2 有机化合物相比于无无机化学学品来自自于众多多不同的的资源（这这一点我我们已经经明白了了），商商业上的的一些重重要的有有机化合合物基本本上来源源单一。如如今，所所有有机机化合物物的999%以上上，可以以通过石石化工艺艺过程从从原油（石石油）和和天然气气得到。这这是一种种有趣的的情形 该情形形一直在在改变，而而且将来来也会变变化，因因为从技技术上讲讲，相同同的化学学品可以以从其他他原料得得到。尤尤其是脂脂肪族

49、化化合物，可可以通过过由碳水水化合物物的发酵酵所得的的乙醇加加以生产产，另一一方面，芳芳香族化化合物可可以从煤煤焦油中中分离得得到。煤煤焦油是是煤炭化化工过程程的副产产物。动动植物油油脂，是是为数不不多的脂脂肪族化化合物的的特定的的资源，这这些脂肪肪族化合合物包括括长链脂脂肪酸（如如正十八八酸）和和长链醇醇（如正正十二烷烷醇）。化化石燃料料（即石石油、天天然气和和煤）的的形成要要花上百百万年，一一旦用掉掉就不能能被替换换，因此此，它们们称之为为不可再再生的资资源。这这与来自自于植物物的碳水水化合物物恰恰相相反，碳碳水化合合物能够够较快被被更新。一一种较为为普遍应应用的资资源为蔗蔗糖 一一旦作物物被收割割和土地地被清理理，又可可以种植植和收割割新的作作物，通通常少于于一年。因因此，碳碳氢化