化学工程与工艺专业英语Unit 1.pdf

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1、 本文由w a n d o n g 8994贡献 d o c 文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。Un i t 1 Ch e m i c a l In d u s t r y 化学工业 Be f o r e r e a d i n g t h e t e x t b e l o w,t r y t o a n s w e r f o l l o w i n g q u e s t i o n:1.Wh e n d i d t h e m o d e r n c h e m i c a l i n d u s t r y s t a r t?2.Ca n

2、 y o u g i v e a d e f i n i t i o n fo r t h e c h e m i c a l i n d u s t r y?3.Wh a t a r e t h e c o n t r i b u t i o n w h i c h t h e c h e m i c a l i n d u s t r y h a s m a d e t o m e e t a n d s a t i s f y o u r n e e d s?4.Is t h e c h e m i c a l i n d u s tr y c a p i t a l-o r l a b

3、 o r-i n t e n s i v e?Wh y?1.Or i g i n s o f t h e Ch e m i c a l In d u s t r y Alt h o u g h t h e u s e o f c h e m i c a l s d a t e s b a c k t o t h e a n c i e n t c i v i l i z a t i o n s,t h e ev o l u t i o n o f w h a t w e k n o w a s t h e m o d e r n c h e m i c a l i n d u s t r y

4、s t a r t e d m u c h m o r e r e c e n t l y.It m a y b e c o n s i d e r e d t o h a v e b e g u n d u r i n g t h e In d u s t r i a l Re v o l ut i o n,a b o u t 1800,a n d d e v e l o p e d t o p r o v i d e c h e m i c a l s r o e u s e b y o t h e r i n d us t r i e s.Ex a m p l e s a r e a l

5、 k a l i f o r s o a p m a k i n g,b l e a c h i n g p o w d e r f o r c o t t o n,an d s i l i c a a n d s o d i u m c a r b o n a t e f o r g l a s s m a k i n g.It w i l l b e n o t e d t h a t t h e se a r e a l l i n o r g a n i c c h e m i c a l s.Th e o r g a n i c c h e m i c a l s i n d u s

6、 t r y s t a r t e d i n th e 1860s w i t h t h e e x p l o i t a t i o n o f Wi l l i a m He n r y Pe r k i n s d i s c o v e r y i f t h e f i r s t s y n t h e t i c d y e s t u f f m a u v e.At t h e s t a r t o f t h e t w e n t i e t h c e n t u r y t he e m p h a s i s o n r e s e a r c h o n

7、 t h e a p p l i e d a s p e c t s o f c h e m i s t r y i n Ge r m a n y h a d p a i d o f f h a n d s o m e l y,a n d b y 1914 h a d r e s u l t e d i n t h e Ge r m a n c h e m i c a l i n d u st r y h a v i n g 75%o f t h e w o r l d m a r k e t i n c h e m i c a l s.Th i s w a s b a s e d o n t

8、 h e d i sc o v e r y o f n e w d y e s t u f f s p l u s t h e d e v e l o p m e n t o f b o t h t h e c o n t a c t p r o c e s s fo r s u l p h u r i c a c i d a n d t h e Ha b e r p r o c e s s f o r a m m o n i a.Th e l a t e r r e q u i r e d a m a j o r t e c h n o l o g i c a l b r e a k t h

9、 r o u g h t h a t o f b e i n g a b l e t o c a r r y o u t c h e m i c a l r e a c t i o n s u n d e r c o n d i t i o n s o f v e r y h i g h p r e s s u r e f o r t h e f i r s t t i m e.Th e ex p e r i e n c e g a i n e d w i t h t h i s w a s t o s t a n d Ge r m a n y i n g o o d s t e a d,p

10、a r t i c u l a r ly w i t h t h e r a p i d l y i n c r e a s e d d e m a n d f o r n i t r o g e n-b a s e d c o m p o u n d s (a m m o n i u m s a l t s f o r f e r t i l i z e r s a n d n i t r i c a c i d f o r e x p l o s i v e s m a n u f a c t u r e)w i t h t he o u t b r e a k o f w o r l d

11、 w a r i n 1914.Th i s i n i t i a t e d p r o f o u n d c h a n g e s w h i c h c on t i n u e d d u r i n g t h e i n t e r-w a r y e a r s (1918-1939).1 化学工业的起源 尽管化学品的使用可以追溯到古代文明时代，我们所谓的现代化学工业的发展却是非常 近代（才开始的）。可以认为它起源于工业革命其间，大约在 1800 年，并发展成为为其它工 业部门提供化学原料的产业。比如制肥皂所用的碱，棉布生产所用的漂白粉，玻璃制造业所 用的硅及 Na 2CO

12、3.我们会注意到所有这些都是无机物。有机化学工业的开始是在十九世纪 六十年代以 Wi l l i a m He n r y Pe r k i n 发现第一种合成染料苯胺紫并加以开发利用为标志的。20 世纪初，德国花费大量资金用于实用化学方面的重点研究，到 1914 年，德国的化学工业 在世界化学产品市场上占有 75%的份额。这要归因于新染料的发现以及硫酸的接触法生产 和氨的哈伯生产工艺的发展。而后者需要较大的技术突破使得化学反应第一次可以在非常高 的压力条件下进行。这方面所取得的成绩对德国很有帮助。特别是由于 1914 年第一次世界 大仗的爆发，对以氮为基础的化合物的需求飞速增长。这种深刻的改

13、变一直持续到战后（1918-1939）。d a t e b a k e t o/f r o m:回溯到 d a t e d:过时的，陈旧的 s t a n d s b.i n g o o d s t e a d:对。很有帮助。Si n c e 1940 t h e c h e m i c a l i n d u s t r y h a s g r o w n a t a r e m a r k a b l e r a t e,a l t ho u g h t h i s h a s s l o w e d s i g n i f i c a n t l y i n r e c e n t y

14、e a r s.Th e l i o n s s h a r e o f th i s g r o w t h h a s b e e n i n t h e o r g a n i c c h e m i c a l s s e c t o r d u e t o t h e d e v e l o p m e n t a n d g r o w t h o f t h e p e t r o c h e m i c a l s a r e a s i n c e 1950s.Th e e x p l o s i v e s g r o w t h i n p e t r o c h e m

15、 i c a l s i n t h e 1960s a n d 1970s w a s l a r g e l y d u e t o t h e e n o r m o u s in c r e a s e i n d e m a n d f o r s y n t h e t i c p o l y m e r s s u c h a s p o l y e t h y l e n e,p o l y p r o p y l en e,n y l o n,p o l y e s t e r s a n d e p o x y r e s i n s.1940 年以来，化学工业一直以引人注

16、目的速度飞速发展。尽管这种发展的速度近年来 已大大减慢。化学工业的发展由于 19p a g e 150 年以来石油化学领域的研究和开发大部分在有机化 学方面取得。石油化工在 60 年代和 70 年代的迅猛发展主要是由于人们对于合成高聚物如聚 乙烯、聚丙烯、尼龙、聚脂和环氧树脂的需求巨大增加。Th e c h e m i c a l i n d u s t r y t o d a y i s a v e r y di v e r s e s e c t o r o f m a n u f a c t u r i n g i n d u s t r y,w i t h i n w h i c h

17、i t p l a y s a c e n t r a l ro l e.It m a k e s t h o u s a n d s o f d i f f e r e n t c h e m i c a l s w h i c h t h e g e n e r a l p u b l i c o nl y u s u a l l y e n c o u n t e r a s e n d o r c o n s u m e r p r o d u c t s.Th e s e p r o d u c t s a r e p u r c ha s e d b e c a u s e t h

18、 e y h a v e t h e r e q u i r e d p r o p e r t i e s w h i c h m a k e t h e m s u i t a b l e f or s o m e p a r t i c u l a r a p p l i c a t i o n,e.g.a n o n-s t i c k c o a t i n g f o r p a n s o r a w e e dk i l l e r.Th u s c h e m i c a l s a r e u l t i m a t e l y s o l d f o r t h e e

19、f f e c t s t h a t t h e y p r o d uc e.今天的化学工业已经是制造业中有着许多分支的部门，并且在制造业中起着核心的作 用。它生产了数千种不同的化学产品，而人们通常只接触到终端产品或消费品。这些产品被 购买是因为他们具有某些性质适合（人们）的一些特别的用途，例如，用于盆的不粘涂层或 一种杀虫剂。这些化学产品归根到底是由于它们能产生的作用而被购买的。2.De f i n i t i o n o f t h e Ch e m i c a l In d u s t r y At t h e t u r n o f t h e c e n t u r y t h

20、e r e w o u l d h a v e b e e n l i t t l e d i f f i c u l t y i n d e f i n i n g w h a t c o n s t i t u t e d t h e c h e m i c a l i n d u s t r y s i n c e o n l y a v e r y l i m i t e d r a n g e o f p r o d u c t s w a s m a n u f a c tu r e d a n d t h e s e w e r e c l e a r l y c h e m i

21、 c a l s,e.g.,a l k a l i,s u l p h u r i c a c i d.At p re s e n t,h o w e v e r,m a n y i n t e r m e d i a t e s t o p r o d u c t s p r o d u c e d,f r o m r a w m a t e r i a ls l i k e c r u d e o i l t h r o u g h (i n s o m e c a s e s)m a n y i n t e r m e d i a t e s t o p r o d u c t s w

22、hi c h m a y b e u s e d d i r e c t l y a s c o n s u m e r g o o d s,o r r e a d i l y c o n v e r t e d i n t o t h e m.Th e d i f f i c u l t y c o n e s i n d e c i d i n g a t w h i c h p o i n t i n t h i s s e q u e n c e t h e p a rt i c u l a r o p e r a t i o n c e a s e s t o b e p a r t

23、 o f t h e c h e m i c a l i n d u s t r y s s p h e r e o f a c t i v i t i e s.To c o n s i d e r a s p e c i f i c e x a m p l e t o i l l u s t r a t e t h i s d i l e m m a,e m ul s i o n p a i n t s m a y c o n t a i n p o l y (v i n y l c h l o r i d e)/p o l y (v i n y l a c e t a t e).Cl ea

24、 r l y,s y n t h e s i s o f v i n y l c h l o r i d e (o r a c e t a t e)a n d i t s p o l y m e r i z a t i o n a r e c h e m i c a l a c t i v i t i e s.Ho w e v e r,i f f o r m u l a t i o n a n d m i x i n g o f t h e p a i n t,i n c lu d i n g t h e p o l y m e r,i s c a r r i e d o u t b y a

25、b r a n c h o f t h e m u l t i n a t i o n a l c h e m i c al c o m p a n y w h i c h m a n u f a c t u r e d t h e i n g r e d i e n t s,i s t h i s s t i l l p a r t o f t h e c he m i c a l i n d u s t r y o f d o e s i t m o w b e l o n g i n t h e d e c o r a t i n g i n d u s t r y?2 化学工业的定义

26、在本世纪初，要定义什么是化学工业是不太困难的，因为那时所生产的化学品是很有限 的，而且是非常清楚的化学品，例如，烧碱，硫酸。然而现在有数千种化学产品被生产，从 一些原料物质像用于制备许多的半成品的石油，到可以直接作为消费品或很容易转化为消费 品的商品。困难在于如何决定在一些特殊的生产过程中哪一个环节不再属于化学工业的活动 范畴。举一个特殊的例子来描述一下这种困境。乳剂漆含有聚氯乙烯/聚醋酸乙烯。显然，氯乙烯（或醋酸乙烯）的合成以及聚合是化学活动。然而，如果这种漆，包括高聚物，它的 配制和混合是由一家制造配料的跨国化学公司完成的话，那它仍然是属于化学工业呢还是应 当归属于装饰工业中去呢？It i

27、 s t h e r e f o r e a p p a r e n t t h a t,b e c a u s e o f i t s d i v e r s i t y o f o p e r a t i o n s a n d c l o s e l i n k s i n m a n y a r e a s w i t h o t h e r i n d u s t r i e s,t h e r e i s n o s i m p l e de f i n i t i o n o f t h e c h e m i c a l i n d u s t r y.In s t e a d

28、 e a c h o f f i c i a l b o d y w h i c h c o l l ec t s a n d p u b l i s h e s s t a t i s t i c s o n m a n u f a c t u r i n g i n d u s t r y w i l l h a v e i t s d e f i ni t i o n a s t o w h i c h o p e r a t i o n s a r e c l a s s i f i e d a s t h e c h e m i c a l i n d u s t r y.It is

29、 i m p o r t a n t t o b e a r t h i s i n m i n d w h e n c o m p a r i n g s t a t i s t i c a l i n f o r m a t i o n w hi c h i s d e r i v e d f r o m s e v e r a l s o u r c e s.因此，很明显，由于化学工业经营的种类很多并在很多领域与其它工业有密切的联系，所以不能对它下一个简单的定义。相反的每一个收集和出版制造工业统计数据的官方机构都 会对如何届定哪一类操作为化学工业有自己的定义。当比较来自不同途径的统计资料

30、时，记 住这点是很重要的。3.Th e Ne e d f o r Ch e m i c a l In d u s t r y Th e c h e m i c a l i n d u s t r y i s c o n c e r n e d w i t h c o n v e r t i n g r a w m a t e r i a l s,s u c h a s c r u d e o i l,f i r s t l y i n t o c h e m i c a l i n t e r m ed i a t e s a n d t h e n i n t o a t r e m e n

31、 d o u s v a r i e t y o f o t h e r c h e m i c a l s.Th e s e a r e t he n u s e d t o p r o d u c e c o n s u m e r p r o d u c t s,w h i c h m a k e o u r l i v e s m o r e c o m f o r t a b lp a g e 2e o r,i n s o m e c a s e s s u c h a s p h a r m a c e u t i c a l p r o d u c e s,h e l p t o

32、 m a i n t a i n o u r w e l l-b e i n g o r e v e n l i f e i t s e l f.At e a c h s t a g e o f t h e s e o p e r a t i o n s v a l u e i s a d d e d t o t h e p r o d u c e a n d p r o v i d e d t h i s a d d e d e x c e e d s t h e r a w m a t e r i a l p l us p r o c e s s i n g c o s t s t h e

33、 n a p r o f i t w i l l b e m a d e o n t h e o p e r a t i o n.It i s t h e a i m o f c h e m i c a l i n d u s t r y t o a c h i e v e t h i s.3 对化学工业的需要 化学工业涉及到原材料的转化，如石油 首先转化为化学中间体，然后转化为数量众多 的其它化学产品。这些产品再被用来生产消费品，这些消费品可以使我们的生活更为舒适或 者作药物维持人类的健康或生命。在生产过程的每一个阶段，都有价值加到产品上面，只要 这些附加的价值超过原材料和加工成本之和，这个

34、加工就产生了利润。而这正是化学工业要 达到的目的。It m a y s e e m s t r a n g e i n t e x t b o o k t h i s o n e t o p o s e t h e q u e s t i o n “d o w e n e e d a c h e m i c a l i n d u s t r y?”Ho w e v e r t r y i n g t o a n s w e r t h i s q u e s t i o n w i l l p r o v i d e()a n i n d i c a t i o n o f t h e r

35、a n g e o f t h e c h e m i c a l i n d u s t r y s a c t i v i t i e s,()i t s i n f l u e n c e o n o u r l i v e s i n e v e r y d a y t e r m s,a n d ()h o w g r e a t i s s o c i e t y s n e e d f o r a c h e m i c a l i n d u s t r y.Ou r a p p r oa c h i n a n s w e r i n g t h e q u e s t i

36、o n w i l l b e t o c o n s i d e r t h e i n d u s t r y s c o n t r i b ut i o n t o m e e t i n g a n d s a t i s f y i n g o u r m a j o r n e e d s.Wh a t a r e t h e s e?Cl e a r l y f oo d (a n d d r i n k)a n d h e a l t h a r e p a r a m o u n t.Ot h e r w h i c h w e s h a l l c o n s i d

37、e r i n t h e i r t u r n a r e c l o t h i n g a n d (b r i e f l y)s h e l t e r,l e i s u r e a n d t r a n s p o r t.在这样的一本教科书中提出：“我们需要化学工业吗？”这样一个问题是不是有点奇怪 呢？然而，先回答下面几个问题将给我们提供一些信息：（1）化学工业的活动范围，（2）化 学工业对我们日常生活的影响，（3）社会对化学工业的需求有多大。在回答这些问题的时候 我们的思路将要考虑化学工业在满足和改善我们的主要需求方面所做的贡献。是些什么需求 呢？很显然，食物和健康是放在

38、第一位的。其它我们要考虑的按顺序是衣物、住所、休闲和 旅行。(1)Fo o d.Th e c h e m i c a l i n d u s t r y m ak e s a m a j o r c o n t r i b u t i o n t o f o o d p r o d u c t i o n i n a t l e a s t t h r e e w a y s.Fi r s t ly,b y m a k i n g a v a i l a b l e l a r g e q u a n t i t i e s o f a r t i f i c i a l f e r t i

39、l i z e r s w h i c h a re u s e d t o r e p l a c e t h e e l e m e n t s (m a i n l y n i t r o g e n,p h o s p h o r u s a n d p o t a s s i u m)w h i c h a r e r e m o v e d a s n u t r i e n t s b y t h e g r o w i n g c r o p s d u r i n g m o d e r n i n t e n s iv e f a r m i n g.Se c o n d

40、l y,b y m a n u f a c t u r i n g c r o p p r o t e c t i o n c h e m i c a l s,i.e.,p es t i c i d e s,w h i c h m a r k e d l y r e d u c e t h e p r o p o r t i o n o f t h e c r o p s c o n s u m e d b y p e s t s.Th i r d l y,b y p r o d u c i n g v e t e r i n a r y p r o d u c t s w h i c h p

41、 ro t e c t l i v e s t o c k f r o m d i s e a s e o r c u r e t h e i r i n f e c t i o n s.(1)食物。化学工业对粮食生产所做的巨大贡献至少有三个方面。第一，提供大量可以 获得的肥料以补充由于密集耕作被农作物生长时所带走的营养成分。（主要是氮、磷和钾）。第二，生产农作物保护产品，如杀虫剂，它可以显著减少害虫所消耗的粮食数量。第三，生 产兽药保护家禽免遭疾病或其它感染的侵害。(2)He a l t h.We a r e a l l a w a r e o f t h e m a j o r c o n

42、 t r i b u t i o n w h i c h t h e p h a r m a c e u t i c a l s e c t o r o f t h e i n d u s t r y h a s m ad e t o h e l p k e e p u s a l l h e a l t h y,e.g.b y c u r i n g b a c t e r i a l i n f e c t i o n s w i t h an t i b i o t i c s,a n d e v e n e x t e n d i n g l i f e i t s e l f,e.g

43、.?b l o c k e r s t o l o w e r b l o od p r e s s u r e.（2）健康。我们都很了解化学工业中制药这一块在维护我们的身体健康甚至延长寿命 方面所做出的巨大贡献，例如，用抗生素治疗细菌感染，用-抗血栓降低血压。(3)Cl o t h i n g.Th e i m p r o v e m e n t i n p r o p e r t i e s o f m o d e r n s y n t h e t i c f i b e r s o v e r t h e t r a d i t i o n a l c l o t h i n g m

44、a t e r i a l s (e.g.c o t t o n a n d w o o l)h a s b e e n q u i t e r e m a r k a b l e.Th u s s h i r t s,d r e s s e s a n d s u i t s m a d e f r o m p o l y e s t e rs l i k e Te r y l e n e a n d p o l y a m i d e s l i k e Ny l o n a r e c r e a s e-r e s i s t a n t,m a c h i n e-w as h a

45、b l e,a n d d r i p-d r y o r n o n-i r o n.Th e y a r e a l s o c h e a p e r t h a n n a t u r a l m a t e ri a l s.衣物。在传统的衣服面料上，现代合成纤维性质的改善也是非常显著的。用聚脂如涤纶 或聚酰胺如尼龙所制作的 T 恤、上衣、衬衫抗皱、可机洗，晒干自挺或免烫，也比天然面 料便宜。Pa r a l l e l d e v e l o p m e n t s i n t h e d i s c o v e r y o f m o d e r n sy n t h e t i

46、 c d y e s a n d t h e t e c h n o l o g y t o “b o n d”t h e m t o t h e f i b e r h a s r e s u l t ed i n a t r e m e n d o u s i n c r e a s e i n t h e v a r i e t y o f c o l o r s a v a i l a b l e t o t h e f a s h io n d e s i g n e r.In d e e d t h e y n o w s p a n a l m o s t e v e r y c

47、 o l o r a n d h u e o f t h e v i s i b lp a g e 3e s p e c t r u m.In d e e d i f a s u i t a b l e s h a d e i s n o t a v a i l a b l e,s t r u c t u r a l m o d i f ic a t i o n o f a n e x i s t i n g d y e t o a c h i e v e t h i s c a n r e a d i l y b e c a r r i e d o u t,p r o vi d e d t

48、h e r e i s a s a t i s f a c t o r y m a r k e t f o r t h e p r o d u c t.与此同时，现代合成染料开发和染色技术的改善使得时装设计师们有大量的色彩可以利 用。的确他们几乎利用了可见光谱中所有的色调和色素。事实上如果某种颜色没有现成的，只要这种产品确有市场，就可以很容易地通过对现有的色彩进行结构调整而获得。Ot h e r m a j o r ad v a n c e s i n t h i s s p h e r e h a v e b e e n i n c o l o r-f a s t n e s s,i.e.,

49、r e s i s t a n c e t o t h e d y e b e i n g w a s h e d o u t w h e n t h e g a r m e n t i s c l e a n e d.这一领域中另一些重要进展是不褪色，即在洗涤衣物时染料不会被洗掉。(4)Sh e l t e r,l e i s u r e a n d t r a n s p o rt.In t e r m s o f s h e l t e r t h e c o n t r i b u t i o n o f m o d e r n s y n t h e t i c p o l y m

50、e r s h a s be e n s u b s t a n t i a l.Pl a s t i c s a r e t e n d i n g t o r e p l a c e t r a d i t i o n a l b u i l d i n g m a t er i a l s l i k e w o o d b e c a u s e t h e y a r e l i g h t e r,m a i n t e n a n c e-f r e e (i.e.t h e y a r e r e s i s t a n t t o w e a t h e r i n g a