化学工程技术的热点分析与发展趋势

发表时间:2020/9/3   来源:《当代电力文化》2020年9期   作者:杨焕 葛旭红 马艳杰
[导读] 技术应用是发展化学工程与工艺过程当中必不可少的环节,通过技术应用能够促进创新改革化学工程与工艺,尤其是在当前科技繁荣的情况之下
        摘要:技术应用是发展化学工程与工艺过程当中必不可少的环节,通过技术应用能够促进创新改革化学工程与工艺,尤其是在当前科技繁荣的情况之下,只有通过借助先进的科技手段才能够实现传统化学行业模式转变为新型的适应于当下发展背景的模式,从而有利于长远的发展化学工业。在化学行业当中基于自动化发展的化学工程与工艺是几年来出现的的重要产业,其具备的技术优势能够促进并推动化学行业改革,是化学行业当中不可或缺的一部分。化学工程主要是针对工业生产领域问题的研究。它涵盖了化学制造,合成以及生物制药等相关的技术领域。通过以化学原理为研究的化学工程技术的发展,能够给人们的生产及生活方面带来很大价值。为此,本文结合对化学工程相关技术的热点分析,就其未来的可能发展方向做了探讨,以供参考。
        关键词:化学工程技术;热点分析;发展趋势
        对于化学工程发展来说,技术领域的细化和深入发展是提升化学工程水平的要点。随着当前科技力量的雄厚,化学工程也逐渐的推行精密化与智能化的结合。所以,适应时代的发展要求,对化学工程的可行性研究要不断的加强人才及技术的投入,全面确保化学行业在生产效率方面的提升。
        1化学工程简述
        化学工程是新时代的发展产物,称之为工程是因为其某一化学技术的深入分析,使此种技术单独成为一门工程。这种工程是以基础的化学理论为指导集实验、设备、操作、管理为一体的系统性工程。化学工程对我国的经济建设具有至关重要的作用,也是社会发展的不竭的动力,是科技时代的强有力的发展“燃料”。化学工程目前处于一个自动化、集成化、专业化的发展趋势。化学工程同人们的生活和人类的发展具有非常密切的联系,因此化学工程的发展体现了人类的进步程度。21世纪以来任何科学都在接受来自外部的挑战,来自不同国家的挑战,专业化的工程问题也变成了化学领域的研究热点,这些研究热点促进了各国化学家的理论思维能力,也提高了各国对化学知识的掌握程度。认真研究化学技术的发展新趋势,认真借鉴国内外的优秀发展成果可以有效的促进我国的化学工程水平的提升。
        2 化学工程中常见的技术热点分析
        2.1 节能化工技术
        节能化工技术是从对环境保护的角度进行的研究。它通过化学反应中的一些化学原理来消除生产中所带来的污染,提升能源的综合利用率。同时,节能化工技术还注重寻找新的节能资源来替代传统的污染性能源,提升化学反应中分子及离子的反应能力。这项技术具有较强的针对性和实效性,已经成为化学领域新的焦点。
        2.2 高分子分离技术
        化学工程中的分离技术是以生产过程中混合物的分离和产物的提纯为研究内容,达到能量高效化的目的。在分离技术的诸多分支中,膜分离技术和萃取技术已在我国化工生产中得到广泛应用。今年来比较新的热门的分离技术有:超临界流体萃取技术、膜分离技术、分子蒸馏技术和不同分离技术下产生的耦合技术等。超临界流体萃取技术拥有保护热敏性物质、效率高、成本低、能耗低等优点,对环境也是无毒无害,原料高效应用的同时还能够保护环境。这种技术主要应用在医药和化学工业中,对有效药用成分的提取及药品的浓缩精制、油渣深加工等问题有巨大的贡献。膜分离技术从诞生至今已有一百多年的历史,主要是实现对混合气体或者液体的分离、提纯和浓缩。我国这这种分离技术方面已经达到国际先进水平,目前仍旧是化学工程技术中的热点,主要应用在医药、废水处理方面。我国的水污染还是比较令人担忧的,膜分离技术的应用可以有效地治理水污染。分子蒸馏技术是利用不同物质分子之间的运动平均自由度差异来实现分离的。在真空条件下进行,适用于高沸点、易氧化的物料。因为是利用物质的物理特性进行的分离,故不会损坏物质的结构、特性,并且在分离过程中无污染产生。主要应用在精油提纯和医药工业方面。在实际工业生产中,往往会用到不只一种分离技术,将多种分离技术组合的方式即为不同分离技术的耦合。应用比较广泛的有膜萃取技术和超临界流体技术与膜分离技术耦合。
        2.3 绿色化工技术
        工业化的发展带来了较多的环境污染问题。目前,很多企业已经开始考虑从生产角度进行技术型的降低环境污染,因此,绿色化工也就受到了关注。绿色化工最具代表性的为原子技术,它能够降低生产中的污染废物排出,同时减少有害气体的释放。这项技术无论是在提升企业经济效益还是综合社会效益方面,都取得了很大的成绩。


        2.4超临界化学反应技术
        超临界化学反应是指在反应物处于超临界状态或者反应在超临界介质中进行的一种化学反应。在超临界状态下,压力对反应速度常数有非常大的影响,细小的压力变化可能会引起反应速度的急剧变化;消除反应物与催化剂之间的扩散;可以降低一下高温反应的所需温度;通过调节温度和压力,可以使失活的催化剂重新富有催化作用。超临界化学反应技术在酶催化反应、加氢反应、固体催化反应和F-T合成反应中都有广泛地应用。科学家们发现酶在超临界二氧化碳作介质时,具有水解性、酯化和氧化反应活性,能够促进酶催化反应,并且酶的活性与超临界状态下的压力无关,对化工业的生产具有极大的促进作用。无论是超临界二氧化碳下的加氢反应还是超临界一氧化碳下的加氢反应,某些反应中的催化剂活性都比相同反应条件下的溶液环境的高,并且更加稳定。在超临界状态下进行固体催化反应,可以抽提出失活的固体催化剂表面上的积碳结焦等物质,从而恢复固体催化剂的活性。超临界固体催化反应拥有速度易控制、生产安全性高等特点。                   
         3 未来的化学工程发展展望
        3.1 化学工程的系统性发展
        一类物质,其自身的结构和特性越复杂,那么它对应的化学反应将越复杂。所以,在进行化学工程的研究时需要结合物质的自身特性,从其结构以及变化原理方面做深入的研究。未来的系统性化学工程发展中,还会对较为复杂结构的物质进行简单处理后来进行化学工程的推动,以提升化学技术的效应和能力。
        3.2 将材料科学紧密结合在化学过程中
        在工业生产领域,新产品及设备的生产都会以科学技术为手段,通过对材料科学的分析和创新而达成。所以在化学工程中,应该积极的进行材料科学的研究和创新,为生产更为先进的产品及设备提供物质条件。同时,在化学过程中通过对材料科学的分析和研究,能够形成一套比较完善的化学理论体系,有利于化学工程在技术水平上的不断飞跃。
        3.3 以信息技术为依托发展化学工程
        在新的历史发展时期,科学技术已经成为第一生产力。其中,计算机信息技术的发展在人们的工作和生活方面起到了很大的作用。在化学工程行业,计算机信息技术也有了很大程度的影响。通过信息技术为依托发展化学工程,可以使得化学工程的技术水平得到创新,化学研究更加深入细致。因为计算机能够对化学信息进行充分的收集和高效的计算,有利于在化学工程中对更多化学规律及结论的总结,在投入生产之后更利于生产效率的提升。可以说,以信息技术为依托发展化学工程,是化学工程未来的重要发展趋势。
        3.4 化学工程的细微尺度发展趋势
        随着技术发展,化学工程技术在以化学规律研究为引导的前提下,不断地催生了很多新兴的产业,这体现在各项新能源及新材料的产业不断的涌现。目前,在化学领域,对传热学的研究已经深入到更加细微的尺度,无论是空间还是时间尺度方面。热学的细微性研究已经成为当今化学研究的重要内容。其中最具代表性的就是纳米技术的出现。它已经对化学、化工领域的发展起到了变革性的作用。同时,纳米技术在很多领域中的应用也催生了热学在细微尺度的研究进展,这对于化工生产在取得更加可靠的社会效益方面具有非常重要的意义。
4 结束语
        总而言之,对化学工程进行研究,是为了更好地促进生产体系的发展。在化学工程中的分离技术、绿色化学已经受到了广泛的关注和支持。这对于化学工程的专业技术发展来说,提出了新的更高标准的要求。为此,对化学工程技术的研究,要紧密结合当前社会发展的热点问题,以专业技能的提升来确保化学工程能够得到长远稳定发展。
        参考文献:
        [1]郝伟丽,刘景芝,赵宝华.微生物代谢工程原理与应用[J].生物技术通报,2016(05):18-23.
        [2]刘欣.21世纪化学工程技术的开发热点[J].西安石油大学学报(自然科学版),2016(01):19.
        [3]石楠.化学工程技术在化学生产中的应用[J].化工设计通讯,2017,43(4):164.
        [4]祝诗萌.浅谈化学工程技术在化学生产中的应用[J].化工管理,2017(8):239.
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