時間：2023-08-29 16:38:07
導語：在化學工程與工藝類的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
隨著我國的改革開放和現代化建設的不斷深入，各大化工型企業建設也越來越多，各種化工原料的使用直接危害著人類健康，破壞著生態環境，而綠色化學工程與工藝的研究正是為了減少這些污染和損傷，并通過一種化學的方法使之得到改善和提高，達到促進化學工業節能目標的實現和發展。
1對綠色化學工程與工藝的開發與分析
綠色化學一直是我們的一個設想和夢想，它是要求化工企業在進行化學生產當中，不再使用那些對自然環境和人類有害的物質，不再產生“三廢”的困擾，達到綠色生產的目的。從當前的現狀來看，傳統的化學工程與工藝不能從根本上解決和治理這些化學排放物，而且成本高，消耗大。而綠色化學工程與工藝則是通過對化學技術及方式的改變來達到促進化學工業節能目標，實現空氣質量及社會環境的徹底治理。
1.1化學原料無毒性
原料是一切污染的源頭，只有從源頭上進行控制和改變，才能使化學污染現象從根本上得以根除，所以綠色化學工程與工藝要實現的第一個目標就是要禁止使用有毒害性的原料，把這些污染性強的原料換作一種可再生資源來代替，不僅節能環保，還可以為我國資源的節約創造條件。
1.2化學反應的選擇性
大家都知道，化學反應中會產生出另外一些物質，比如說烴類選擇性氧化不僅產生大量的熱量，而且終產物也不穩定，可以說這種反應的選擇性是最低的，而且從化學知識中我們還知道，一些產品還具有異構體的形式，要想得到更多的終產物，那么就要對其使用選擇性較高的試劑，這樣可以有效的降低成本，節省資源，減少污染。
1.3催化劑的高效無害性
在進行化學反應時常常會使用到另一種物質來作為反應中的催化劑，不僅可以提高其反應速度，還可以為企業創造更大的利潤，便催化劑的使用也是一個重要的污染源，所以綠色化學工程與工藝中對催化劑的研究也在不斷的深入，旨在開發一種既能夠提高化學反應效率，更保護自然環境的催化劑。比如說分子篩催化劑、烷基化固相催化劑等等。
2綠色化學工程與工藝在化學工業節能工作中的應用及作用
2.1綠色化工技術的應用
綠色化工技術是一種沒有污染性、沒有毒害性、沒有廢物產生的技術，也可以叫做清潔生產技術，這種技術在我國的綠化化學工程研究中已經有了突破，比如說我們所常見的對城市垃圾的處理、農村用生活垃圾所建造的沼氣池、風能、太陽能技術的使用等等。從清潔生產技術的范圍上來看，有以下幾種：生物工程技術、綠色催化技術、輻射加工技術、超臨界流體技術等等，這些技術與傳統的化學工程與工藝相比具有很明顯的優點，對人類健康及環境保護都能起到很大的作用。
2.2生物技術的應用
生物技術也是從生物學的角度進行研究和開發的，它只要包括一些微生物、酶以及基因、細胞等方面的技術研究。從它在化學工業領域中的具體應用來看，主要有化學仿生學和生物化工。因為我們所提倡的綠化化學工程與工藝中的催化劑需要運用大自然中的一些無毒無害物質，比如說工業酶，它與其它化學催化劑相比，具有無污染、反應不強烈、終結物性能穩定、沒有不良影響等等優點，所以在化學領域中的應用也得到了人們的認可和肯定。
2.3有利于環境保護的產品開發
在近年來我國的化學工程與工藝研究中，許多環境友好型的產品已經頻頻開發，不僅節能環保，而且具有良好的發展前景。比如說為了保護大氣的臭氧層不被破壞而開發研究另一種產品來代替氟利昂；隨著汽車用戶的增多，控制汽油給大氣帶來的污染，而進行研究的無污染燃料二甲醚就是一個很好的例子，其它的諸如太陽能的使用及推廣，無磷洗衣粉的上市等，都是綠色化學工程與工藝對化學工業節能的一種促進和提高，更是人類的一種進步。
2.4綠色生態產業鏈的打造
為了使綠色化學工程與工藝走上可持續發展之路，可以在化學工業生產上采取一些相對應的措施，打造綠色生態產業鏈，發展循環型經濟帶，這樣可以進一步減少廢物的排放量，實現節能環保的目的。
3結語
社會的進步需要經濟發展來作為動力，但人類的健康則需要綠色環保來奠定基礎，為了實現人類文明的不斷升華，人民生活質量的不斷提高，必須對環境資源保護問題加以重視和關注，而只有把綠色化學工程與工藝切實有效的實施下去，才能從根本上解決環境污染問題，達到節能減排、綠色生產，實現人類真正意義上的綠色低碳生活理念，推動社會的可持續性發展。
參考文獻：
[1]張浩,楊順博,馬振.關于綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用探析[J].化工管理,2016,(11):211.
[2]劉冠辰.淺析綠色化學工程與工藝對化學工業節能減排的促進作用[J].科技創新與應用,2015,(34):107-108.
[3]高勃妍.論綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用[J].化工管理,2015,(09):207.
通過調查可以發現，我國傳統的化工業在生產過程中所產生的廢棄物以及生產工藝都會對我國的環境以及能源造成大量的污染和消耗，而且想要對其進行處理和加工有是十分不容易的一件事。而從整體上來看，化工生產之所以會對環境造成影響，其中的主要因素在于其在生產過程中對于化學原材料的選擇。綠色化學工程及工藝在投入到實際應用過程中所遵循的原理便是以及綠色生產、清潔生產為基本原則來進行，而該種生產方式對防治化學生產所帶來的環境污染和能源消耗問題都有著十分明顯的成效[2]。綠色化學工程和工藝在投入到化學工業生產的過程中基本采用的都是不具有危害性的化學原料作為其產品的生產主要原料，也就是說，綠色化學工程和工藝是在化學工業的生產之初便對環境污染問題進行了相應的預防。
2綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用
當前，綠色化學工程和工藝在我國各類化學工業的生產過程中應用的都十分廣泛，并且對我國化學工業生產的節能減排起到了良好的促進作用，這些作用主要體現在以下兩個方面。首先，綠色化學工程及工藝中涉及到的生物技術對我國化學工業生產中所涉及到的廢棄物排放起到了一定的凈化作用。這里所提到的生物化工技術指的是在生物的體內存在一種具有高效催化功能的生物酶，這種生物酶又可以稱之為催化酶。這種從生物體內提取出的催化酶具有非常好的催化功能，將其應用于生物的催化過程中，其不但可以利用自身具有的超強的專一性來促進生物酶反應的總體效率，與此通知其還可以提升總體的反應質量。與此同時，綠色化學工程及工藝還將這種生物技術引入到了化學工程的生產過程中，其通過將自然界中的可再生資源用生物技術轉化成化學原料的方式來進行最終的化學生產，這樣的做法不但使自然能源的消耗得到了減少，同時還使化學工業生產中的能源反應效率得到了相應的提高，繼而從根本上減少了化學工業生產中廢棄物以及污染物的排放數量。其次，綠色化學工程及工藝中還會涉及到清潔生產技術的應用，該項技術可以說是一個絕對的綠色生產技術，其可以對化學工業生產中所需要用到的化學原料進行綠色處理（無毒、無害、無廢棄），故其在能夠增加化學院材料使用效率的同時，還從根本上提高了化學工業生產的總體質量。與此同時，其還可以將化學生產中所排放出的污染物和廢棄物進行處理，使其變成有機物質或能夠供人們生活的沼氣資源，繼而使化學工業生產的綠色生產得以實現。
3結語
傳統化學工程使用處理工藝對有毒污染物的處理滯后性較強,通常是在污染物產生之后再另外做針對性處理,不僅增加了處理成本,且治標不治本。比如傳統工藝煙氣除塵,雖然凈化了氣體,但是污染物直接轉化為廢渣廢水,還需要另一道工序做清潔處理,無疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。綠色化學工藝的介入,可以直接在生產或排放階段就完成清潔使命,通過化學反應達到預防、控制和消毒污染的目的。
化學原料是化學工程的源頭,原料決定了生產流程和工藝的選擇,綠色工藝的介入可以從源頭上改變原料生產帶來的各類化學污染,同時綠色工藝與化學工程的結合還可高效利用各類自然資源,實現深度開發利用,兼顧無污染、節能、環保的生產方式必然會掀起一輪新的工業革命。綠色原料的典型開發應用比如甘蔗渣、稻草、麥稈以及木屑、樹枝、蘆葦等可加工成為酮類、酸類與醇類化學品。
在化學反應中使用選擇性高的試劑也是綠色工藝應用的一個途徑。以石油化工為例,生產過程中烴類選擇性氧化反應較為普遍,作為一種強方熱性反應,具有生成物不穩定、易進一步氧化等特征,所以,催化反應中此反應并非最佳選擇,生成物的不穩定也不利于提取最終產物,所以,為改善這種情況,使用選擇性高的試劑是最佳途徑。如此一來,不僅可以降低成本,節約資源,還能夠降低分離產品的難度提升純度,無疑實現了提升效益和減少污染的雙贏,所以,綠色化學工程在這方面的研究實踐也非常熱門。隨著越來越多的化學反應被應用到工業生產中,催化劑對提升反應速率效果顯著,所以目前化學工藝領域積極研究無毒無害的高效催化劑成為主流發展方向不一,不僅有利于工業的發展,對于推動化學分子深入研究也有助益,分子篩催化劑和烷基化固相催化劑就是其中較為典型的代表。
2.綠色化學工程工藝應用
分析綠色化學工藝是實現節能減排的重要途徑,對綠色工藝的重視與開發也彰顯了當前世界范圍內節能減排的重要性。長達兩百余年的工業化路程,使得人類活動對自然資源環境的危害越來越大,尤其中國作為當前世界最大的工業國,“三廢”問題十分突出,PM2.5問題也成為了懸在人們頭上的一把利劍,將資源枯竭、環境污染、生態失衡、人口問題等推到了臺前更加顯著的位置。大型化工企業作為與人們生存發展息息相關的企業,石油化工與煤炭除去提供能源之外,還提供多種衍生化工產品為人們衣食住行服務,生產過程中產生的廢水廢渣廢氣、消耗的大量原材料都警示著當前必須積極發展綠色化工工藝,以達到節能減排、實現可持續發展的目的。就目前而言,節能減排的實現途徑主要以下幾種:研發新科技、新工藝全過程控制污染;利用先進清潔工藝從源頭控制污染;利用技術和工藝創新打造可循環綠色生態產業鏈;發展循環經濟等。綠色化學工程與工藝作為節能減排目標得以實現的重要保障,廣泛應用于多個領域,就目前來說,主要以三種表現為主,分別是清潔生產技術、生物技術的應用及生產環境友好型產品。
綠色化學工程與工藝使用生物技術服務可再生能源的合成,像有機化合物原料的應用經歷了從動植物到石油煤炭的發展過程,現如今已經開始廣泛應用各類再合成的有機化合物。在綠色化工中,所使用的催化劑多以工業酶和自然界中存在的酶,酶與其他化學催化劑相比,具有反應條件溫和、生成物優良、污染少等優勢,對于當前化工領域而言,生物酶的利用和研發就成為了綠色化工的重要發展方向。像丙烯酰胺的制備,最早使用丙烯晴,在環城生物酶催化后,不僅能耗與成本大幅度減低,且反應完全無副產物,對工業生產而言有多重積極意義。
除此之外,綠色化工工藝還廣泛應用于生產環境友好型產品領域,生活中有眾多具體應用實例。比如空調制冷多使用氟利昂,會造成臭氧層空洞、紫外線增多、溫度升高,目前正積極尋求替代品且朝著低能耗方向發展,無磷洗衣粉減少對河流水域污染和人體健康的危害,可降解塑造制品對土地、水源危害都將進一步減輕,清潔汽油的使用可對大氣污染降低,以上種種嘗試都說明了在生產環境友好型產品領域,綠色化工工藝所發揮的積極作用。尤其是近年來無污染汽油的研發與應用,像低硫柴油、乙醇、二甲醚等,不僅經濟環保,發展前景好,且制備生產對自然資源的消耗、對環境的危害都不斷降低,證實了綠色工程化工應用的優越性。
【關鍵詞】：化學工程；系統；和諧；辯證法
自然界中的和諧系統比比皆是，大至宇宙，小到原子；地球生態系統是和諧的，動植物群落是和諧的，人類社會體系是和諧的，健康的人體更是一個絕妙的和諧體。所有這些和諧系統遵循著同樣的辯證綜合的規律，具體可以歸納出三條：1．統一律；2．層次律；3．進化律；所有和諧系統具有同樣的性質：1．開放性；2．自組織性；3．非線性；4．無限發展性[1]。當愛因斯坦把大半生致力于統一場論時，其哲學上的需要相對物理學上而言或許要來得大，面對物理學的系統和諧，理論規則的分立是不能令他覺得滿意的。而化學工程的發展是不是因循同樣的哲學歷程呢？
在化學工程作為學科開始被重視之前，化學工業已具有了相當的規模，各種具體的工程與工藝都被獨立開來，在認識上是被分為各門特殊的知識，因此，當國外高等院校在十九世紀末開始設置"化學工程學"時，開設的課程大多是學習當時化學工業的各種工藝學，"化學工程"的概念在當時還是相當模糊的，在理論上充其量是化學與機械的一種混合（amalgam）。然而這種理論混合的模式在德國人看來卻是很正統的，即使在今天，他們也避免專論"化學工程"，而是稱之為"過程工程"（process engineering），這一名稱實際上要比"化學工程"的范疇更廣，甚至更為準確，凡是涉及一定流程與工藝的領域都是適用的。但我們習慣上還是沿用"化學工程"的名稱。
二十世紀開始，化學工業迅猛發展，在社會經濟中占的比重越來越大，客觀上需要化學工程學科的發展和支持。隨著生產力的發展，人們對事物運動規律性的認識也愈來愈深化，愈來愈有概括性。伴隨著其他領域科學技術的快速進步，人們逐漸認識到化學工業中各門看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年，美g.e.的davis《化學工程手冊》的發表，初步提出了"化工物理過程"的原理。1900年始，以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現，如1913年，德哈勃-博施法高壓合成氨技術的產業化，星火燎原的，化學工業呈現出巨大的發展前景。到了二十年代，美mit的一些學者提出：不管化工生產的工藝如何千差萬別，它們在眾多的典型設備中進行著原理相同的物理過程。1920年，美mit成立了第一個嚴格意義上的化工系，時w.k.lewis任系主任。1922年美國化工學會認同了新的見解，引出了"單元操作"（unit operation）的概念，這一概念在蘇聯時期和我國則廣泛稱為"化工原理"。
1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱為單元操作的過程主要有流體流動、傳熱、干燥、吸收、蒸發、萃取、結晶和過濾等，以這些單元操作作為研究和學習的主要內容，是化學工程學科在二十世紀前半期發展的核心，其理論迅速成為發展化學工業的重要基石。這種把千變萬化、千差萬別的過程和工藝概括成"單元操作"是生產力發展到一定水平的反映，是化學工程學從"個性"到"共性"的第一個哲學性概括，是在一個系統整體性把握的高度上建立了一門技術科學，體現了系統科學發展的和諧統一規律。
隨著"單元操作"概念的確定，另一方面，化學工程學科中重要支柱之一的"反應工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德winkler流化床煤氣化爐的應用到德bergim-pier三相液化床煤液化工藝的開發，又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產，化學工業上發展的高峰持續不絕，1940年美國fcc煉油開發成功，成為石油化工的起點。直到1957年，歐洲第一屆反應工程會議，明確提出"反應工程"的概念，成為化學工程學科的重要組成部分，是化學工程學的進一步和諧統一。"反應工程"的建立，乃至今日仍備受困擾的"過程放大效應"問題，及從"逐級放大"到"數模放大"的研究都帶動了"化工過程系統工程"的發展，并共同體現了系統科學發展的和諧層次律。
就在"反應工程"發展的同時，"單元操作"得到了更加深刻的認識，人們發現各單元操作之間存在著更為普遍的原理，"過濾只是流體傳動的一個特例；蒸發不過是傳熱的一種形式；吸收和萃取都包含著質量的傳遞；干燥與蒸餾則是傳熱加傳質的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質及流體動量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認識的深化過程并沒有停止，人們進一步又發現了動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞之間的類似性。于是從二十世紀50年代開始，人們綜合了以往的成果，開始用統一的觀點來研究三種傳遞過程。1960年，美威斯康辛大學（univ. wiscosin）的r.b.bird教授出版了《transport phenomena》一書，系統地采用統一的方法來處理三種傳遞現象，從此化學工程學科的核心過渡到了"三傳一反"的系統性概念。"三傳"的研究是系統科學和諧進化律的又一體現，使化學工程學達到了一個新的整體性高度，這種高度的和諧統一是對客觀世界本質性的認識，并在學科上反映出了系統科學的基本原理和性質，其影響力是普遍性的，是跨學科的，不僅使"傳遞原理"成為化學工程學的重要基礎，同時在生物工程、機械、航天和土木建筑等工程學科上也具有重要意義，并日益成為工程專業共有的一門技術基礎課，只是側重點有所差異而已。
至此化學工程學科自身經歷了一系列的演化和發展，并在短短的一個世紀中達到了一個前所未有的高度，涵括了眾多的生產和應用領域，如醫藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學品等，每年為社會提供數以億噸計的千百萬種產品，是人們衣、食、住、行須臾不可離開的物質基礎，為社會繁榮作出了巨大貢獻。然而事物總是一分為二的，從人類發展最為激動人心的口號"征服自然"到今天龐大的工業化進程，地球自然生態系統遭遇了前所未有的嚴峻局面，這之中，化學工業是造成大規模環境污染及惡性重復污染的主要過程之一，化學工程學科需要肩負起新的使命。1990年，"生態化工"（eco-chemical engineering）的概念提出來了，相應在化工生產和過程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念，因時應勢，化學工程學開始了系統科學的自組織過程，這也是和諧系統對立統一發展的需要。在系統科學看來，自組織是和諧系統的基本性質之一，只有自組織系統能通過外部和自身內部的不斷協調、整合，在適應環境的同時保持自己的特性并產生新的功能。從自發到自覺地，化學工程學吸收了自組織的理論，不斷在廣度和深度上充實、完善和發展。
隨著新世紀的到來，世界正發生著全球性的變化，經濟、社會、環境和技術等領域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]。化學工程學科需要因應時展而改變傳統的限制，不斷有新的概念提出來，如化學工程應是伺機而待的專業（a profession in waiting）；化學工程師必須"be steeped in technology"，能夠創新、開發、變換、調控和適應取代；化學工程學科要從"process engineering"達到"product engineering"再到"formulation engineering"。進一步的綜合認為，化學工程學關注著同時發生在非常廣泛的時空跨度內的現象，必須具備多尺度、多目標的方法來達到過程的總體優化。涵括了五個方面[4，5]：
① nanoscale（納觀尺度）：研究量子化學、分子過程與分子模擬等。
② microscale（微觀尺度）：研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學規律等。
③ mesoscale（介觀尺度）：研究換熱設備、反應設備、塔器以及傳統的"單元操作"和"三傳一反"等。
④ macroscale（宏觀尺度）：研究生產裝置和生產過程等。
⑤ megascale（兆觀尺度）：研究環境過程和大氣生態過程等。
于是化學工程學的核心轉變到了"多尺度、多目標擇優"的概念，化學工程學科又到達一個新的和諧統一的高度，進入了更高層次的系統工程領域。
新的發展的深度促使化學工程學科作出了一定尺度的"分化"，然而這還遠未結束，人們對世界的認識還在不斷探索不斷深入，一個更深刻更普遍也更一般的問題已經觸到了化學工程學科的神經，觸到了化學工程學的認識本質，并促使化學工程學需要有新的"融合"。這一問題就是"非線性及其包涵的混沌原理"，相對于"線性"是人類認識客觀世界的基本工具，"非線性"則是客觀世界的本質特征，是"線性"反映的目的，是從科學角度看待世界的一種和諧統一；而在對"混沌發展"的研究表明，"混沌運動的普遍存在，揭示了自然界中實際系統發展演化的新行為，混沌態的自相似性使這種時間演化表現為一種空間結構，而且以其不同空間尺度上的相似性，揭示了系統復雜運動的統一性。這種統一性是一個觀察"整體"的問題，只有在長時間范圍（因為混沌運動是一種長時間行為）和更高層次復雜性中才能顯現出來。"[6，7]這一問題涵蓋了自然科學和人文社會科學的眾多領域，具有重大的科學價值和深刻的哲學方法論意義。馬克思曾經預言："自然科學往后將會把關于人類的科學總括在自己下面，正如關于人類的科學把自然科學總括在自己下面一樣：它們將成為一個科學。"從這一角度上，"非線性"問題是這種過程一體化的契合點以及整體認識論上的共性[8]。當站在這種整體性的高度上，化學工程學科獲得了全新的視野和更強大的分析解決問題的能力，并最終具有了學科融合的基礎。
在整個化學工程學科的孕育、誕生和發展過程中，始終交織著學科的"分化"與"融合"，除了上述尺度（scale）上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細化工、高分子化工等專業上的分化；另一方面，作為近代工程技術，它又是自然科學（化學、物理等）和技術科學（機械、材料等）的融合。正如物理學家普朗克（planck）所指出的："科學是內在的整體，它被分解為單獨的部分不是取決于事物的本身，而是取決于人類認識能力的局限性，實際上存在著從物理到化學，通過生物學和人類學到社會學的連續的鏈條，這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實上，當化學工程學科的核心發展到"非線性混沌系統"時，實現科學的融合已是其客觀系統性的需要，它需要強有力的非線性解算能力和綜合分析能力。基于人工智能和神經生物學的人工神經網絡（artificial neural networks）技術為這種系統性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經網絡特有的信息處理能力在愈來愈多的領域中展現出廣闊的應用前景，它具有如下特點[9，10]：
① 學習：神經網絡可以根據外界環境修改自身行為，這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。
② 概括：經過學習訓練后，神經網絡的響應在某種程度上能夠對外界信息的少量丟失或自身組織的局部缺損不再很敏感，反映了神經網絡的健壯性（魯棒性），即工程上說的"容錯"能力。
③ 抽取：神經網絡具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能，在某種意義上可以說它能"創造"出未見的事物。
④ 模擬：神經網絡由眾多的神經元組成，以并行的方式處理信息，大大加快了運行速度，可以逼近任意復雜的非線性系統。
當然，神經網絡并非十全十美，其自身的發展就曾經歷過相當曲折的過程，但是，人工神經網絡（anns）特性的融合將是化學工程學科發展到非線性核心系統的自組織適應和需要。例如采用神經網絡設計的控制系統，適應性、穩定性和智能性均較好，能處理復雜工藝過程的控制問題，也使得化學工程師不但也是機械工程師，還首先是系統工程師，并能從最一般的非線性原理出發，解決實際過程的創新、應用、開發、生產等問題。
生產力的不斷發展，科學技術的持續進步，人類認識自然和改造自然的不斷深化，化學工程學科必將不斷"分化"和"融合"，體現出和諧系統的無限發展性質。
參考文獻
[1] 李立本. 系統的和諧與和諧觀[j]. 自然辯證法研究, 1998, 14(5):39.
[2] 韓兆熊. 傳遞過程原理[m]. 浙江：浙江大學出版社, 1988, 11:3.
[3] 季子林, 陳士俊, 王樹恩. 科學技術論與方法論[m]. 天津科技翻譯出版公司, 1991, 9:115．
[4] 金涌, 汪展文, 王金福, 等. 化學工程邁入21世紀[j]. 化工進展, 2000,(1):5-10．
[5] 黃仲濤, 李雪輝, 王樂夫. 21世紀化工發展趨勢[j]. 化工進展, 2001,(4):1-4.
[6] 張生心, 梁仲清. 從量子混沌再看物理學的統一性[j]. 自然辯證法研究, 1996, 12(10):8.
[7] 苗東升. 系統科學精要[m]. 中國人民大學出版社, 1998, 5:20．
[8] 成思危. 試論科學的融合[j]. 自然辯證法研究, 1998, 14(1):2.
關鍵詞：MATLAB 化學工程 工藝實驗 數據處理 應用
化學工程與工藝學科是我國重要的學科之一，在化學工程中，化學實驗起著重要的作用。化學實驗的好壞嚴重影響著化學工程的建設。而數據處理過程又是化學實驗中的重要組成部分。對程序中的數據進行有效的處理有助于化學實驗的研究與開發。然而以往的數據處理方法基本上都是人工處理，這種處理方法既浪費時間又浪費資源。因此，開發新的化學數據處理方法成為我國化學工程研究的重點，而MATLAB軟件就是新型化學數據處理方法之一，也對化學工業的發展起到巨大的作用[1]。
一、化學工程和工藝中的實驗數據處理
化學工程實驗是化學工程的重要組成部分，也是化學實驗人員進行數據處理的重要手段。化學實驗與其它的科學實驗不同，其主要強調實驗的結果是否可以反映一定的化學現象并且處理一定的化學問題，化學實驗對人類的生活有一定的影響，其結果可以解決社會上的一些化學工業問題，并為化學工業的進行帶來方便[2]。可見化學工程實驗在化學工程中的重要性。但是以往的化學工程實驗需要用人工處理法對大量的化學數據進行處理，由于數據的繁多和復雜，使得處理過程十分困難，并且實驗需要運用大量的時間，也會耗費大量的人力及物資，這樣的實驗方法過于陳舊，已經不能滿足社會對化學工程的需求。然而，隨著社會科學的不斷發展與完善，人們生產出的計算機已經完全可以代替以往的人為處理數據方法，使化工實驗變得簡單易行，并且可以大大提高處理化學數據的實驗效率。
數據處理是化學實驗中的重要組成部分，化學實驗的實現主要通過進行大量的數據處理得來。數據處理并不簡單，需要將大量的數據進行運算，從而得到合理的化學實驗結果，但只是單單的運用人工運算方法，耗時耗力，而運用計算機進行化學數據的處理卻可以很好的解決這一問題。
化學工程與化學工藝的基本組成部分是化學實驗，化學實驗的主要目標是根據有效的化學實驗數據對生活中出現的一些化學問題進行合理的實驗，從而得到合適的解決辦法[3]。但在進行化學實驗過程中，會有很多的限制因素，因此，實驗人員需要在考慮這些限制因素的基礎上進行數據處理，從而得到與實驗現象相符的數據，只有這樣才能更好的解決化學問題。
對于不同的生活現象有不同的化學實驗驗證方法，而不同的實驗方法的難易程度不同，大多數的化學實驗都是比較復雜且不易實行的，化學的數據之間有著多種多樣的聯系，這種聯系往往不能單單從表面就被看出，需要經過大量的復雜的運算后才可進行進一步的觀察[4]。而這就造成了處理數據需要運用大量的人力資源，并且對一些難理解的數據進行合理的分析也是比較耗時的工作。但如果應用計算機對實驗中產生的一系列數據進行整合，將無效的甚至對有效數據有所干擾的數據進行消除，就可以留下有用的數據進行實驗處理，這樣的做法可以使數據結果非常精準，并且可以節省數據處理時間。
二、應用MATLAB進行化學工程與工藝的數據處理過程分析
MATLAB軟件是化學工程實驗中所運用到的一種先進的軟件，這種軟件可以進行編寫化學程序、化學數據運算、數據結果運行等，并且可以運用高科技的技術進行化學計算得到有效可靠的數據，再對化學現象進行分析，從而得出合理的化學結論[5]。MATLAB軟件的好處有很多，其中最主要的是操作簡單，易懂、易學、易會，并且其操作界面比較人性化，有易于操作人員進行有效合理的操作，可以使以往復雜的計算過程變得簡單易行，并且使計算結果比以往的更為精準，還可以減小誤差。
MATLAB軟件運用一種特殊的簡單的程序語言對化學實驗現象進行編寫程序。其應用范圍非常廣、內部功能非常多、程序便于維護、利于編寫程序，并且可以擁有多種平臺的操作系統等。這種軟件是化學工程實驗中的重要軟件，在對實驗的數據處理上，發揮著重大的作用。這是化學工程及工藝中的重大突破與創新，也是化學工程學科未來的發展方向。
1.畫程序圖
對于不同的化學實驗需要有其不同的數據處理過程，也有其不同的程序圖、程序中所應用到的各種公式等，這些影響因素決定了實驗的難易程度。一個實驗擁有一個與之相符的獨特的程序，也只有這一程序可以對其對應的化學實驗進行很好的描述。但是，不論怎樣的實驗都有其共同點，下面就是對于大多數化學實驗的總程序圖。
圖一 實驗數據處理總程序圖
2.編寫程序
2.1輸入數據
輸入數據時，主要應用的函數是INPUT，應用INPUT將化學工程中有效的數據輸入MATLAB軟件的程序中，MATLAB再對數據進行處理，得出相應的結論。下面以溫度為例對數據進行輸入，其主要實現形式是：t=input，即表示系統要求程序輸入溫度值。但被輸入程序的主要數據都是成組出現的，只有這樣才會形成有效的程序處理系統。這種系統的處理數據能力高，處理速度快、處理效果好。
2.2處理數據
通常情況下，對實驗所需數據進行處理需要先將數據進行整合，使程序模型被整合成一條連續的曲線形式。而對于不同的程序有其不同的整合方法，這里，對常見的整合方法，最小二乘法進行分析。
應用最小二乘法對數據x和y進行整合，是使x和y得到相應的函數關系式y=f（x），其主要思想是使殘差的平方 2在定值x上最小。在進行數據測驗時，經常會出現誤差，最小二乘法不需要整合后的關系式y=f（x）經過所有的x點和y點，只需要殘差平方的總和數最小。這證明最小二乘法最適于整合數據。這些方法都是MATLAB軟件中所應用到的處理數據的方法。
2.3建立數據庫
由于數據是在特殊情況下得出的，但是在實際的生活中，往往不會碰巧與數據相一致，而是會與實驗數據有一定的偏差，這就需要技術人員將不同情況下的不同數據進行整合后，得到相應的關系式，即當程序輸入一定的數據后，程序便會根據該數據進行及時的分析與運算，得出相對于輸入數據的輸出值。這就是數據庫的建立過程。
三、總結
將MATLAB軟件運用到化學工程與工藝中去是我國化學工程中的重大突破，MATLAB軟件可以將復雜難懂的數據自動進行分析、整合，并得出有效的合理的數據進行程序設計。這種方法可以節省大量的人力、物力、時間等，并且最終處理數據的結果將更加準確，更便于在化學工程中使用。可見，MATLAB軟件在化學工程及工藝中的重要作用。
參考文獻
[1]房鼎業，樂清華，李福清主編.化學工程與工藝專業實驗[M].北京：化學工業出版社，2009
[2]李麗，王振領編著.MATLAB工程計算機應用[M].北京：人民郵電出版社，2010.
[3]黃華江編著.實用化工計算機模擬———MATLAB在化學工程中的應用[M].北京：化學工業出版社，2009
1.首先對現階段我國化學工程化工生產領域中暴露出來的問題進行分析
在化學反應行進的過程中，因為生產環境和生產機械設備是難以滿足相應的要求，因此也就使得化學反應難以充分的完成，在此基礎之上就會形成數量眾多的廢氣、廢水以及廢渣。比方說在化學肥料生產相關工作進行的過程中，反應容器在經過加熱的基礎之上，一般情況之下也是難以使得化學反應需求得以滿足，在此基礎之上開展的化學梵音自然也就不是十分的徹底，產生化工三廢。之所以化學工程領域中化學反應發生不充分，歸根結底還是化工工藝措施成熟程度不高，在上文中提及到的這種情況之下，生產出來的化學產品的合格幾率較為低下，質量也難以得到應有的保證，我國范圍之內數量眾多的人民群眾在日常生產生活相關活動進行的過程中提出的現實需求也難以得到滿足。在上文中提及到的這種情況之下涌現出來的最為嚴重的問題是，化學工程領域中不充分的化學反應帶來的是巨額的能源和資源浪費問題，在此基礎之上想要對化工生產工作的效率做出一定程度的保證，是比較困難的一件事情。除此之外，現階段我國化學工程領域中連續型化工生產設備在實際工作的過程中，連續性難以得到應有的保證，從而也就難以將整個工程的協調性維持在比較高的水平之上，生產進度在此情況之下較為容易受到影響，特別是在生產過程中，假如說在某一個化工生產環節當中出現脫節問題的話，那么是會對生產結果造成十分嚴重的負面影響，之所以在我國化學工程化工生產相關工作進行的過程中會涌現出來這樣的問題，都是因為我國化工生產工藝措施不是十分的完善。生態環境保護能力較為低下。化學工程領域中化工生產工作進行的過程中是會產生較為嚴重的環境污染問題，依據相關的調查工作得到的結果顯示，化學生產領域中排放出來的廢物在我國污染物來源中占據較為重要的地位。現階段我國化學工程化工生產領域中涌現出來的污染物超標問題較為嚴重，尤其是在化工生產不完全的基礎上排放出來的重金屬離子以及沒有經過完全反應的化學制劑排放在生態環境當中。在上文中提及到的這些化工生產肥料排放到生態環境當中之后，假如說各種類型的污染物進入到水體當中的話，那么水體當中的原有生態系統是會受到極為嚴重的負面影響，除此之外也是會使得水體周遭的土質受到一定程度的影響，在此基礎之上周邊的農產品產量自然也就會受到相應的影響。最終在上文中提及到的這些化工肥料排放到生態環境當中的基礎上，也會讓空氣質量受到一定程度的影響，最終也就會使得一定范圍之內的空氣質量水平難以滿足現行要求。
2.化學工程化工生產領域中應當施行的工藝措施
在化學生產相關工作進行的過程中，需要在以往的反應條件以及反應環境的基礎上做出優化調整，反應條件是化學生產工作進行的過程中需要使用到的必要因素，為了可以在化學生產工作進行的過程中生產出來數量更多的產品，提升生產相關工作的效率，并且在化學生產相關工作進行的過程中不將大量的廢棄物排放到生態環境當中，那么在上文中提及到的這種情況之下應當注意到的問題是反應條件。假如說化學反應是在一個適應性比較強的環境當中發生的話，那么得到的結果自然也就比較好。在化學生產領域當中，一定需要注意到的問題是逐步提升化學反應條件標準。在化學反應發生的過程中使用到的催化劑以及反應條件應當可以滿足現行規程中提出的要求，在此基礎之上也就可以使得我國的生態環境得到一定程度的保證，促使我國社會向著可持續發展的方向轉變。
3.結語
總而言之，化學工程化工生產領域中使用到的各項工藝措施中存在的問題仍然比較多，需要我們針對各項技術措施展開力度比較高的研究工作，我們在實際工作的過程中其實尚且沒有找尋到化工生產和生態環境之間的平衡位置，在此基礎之上我們是應當將各項研究工作的力度提升，以便于可以以此為基礎使得各項化工生產領域中的工藝措施得到優化調整。
作者:劉連生
參考文獻
關鍵詞：綠色化學工程技術；意義；應用
近幾年來，隨著化工技術的不斷發展，化學工程取得了重要的進步，但與此同時也產生了很嚴重的環境污染問題，進而使得化學學科的發展受到了一定的限制作用。為了很好地改善污染的問題，越來越多的人開始采用綠色化學工程技術，綠色化學工程技術的應用不僅減少了溫室氣體的排放，更有利于生態環境的優化，最重要的是，很好地推動了我國經濟的發展與進步。由此可見，探討綠色化學工程技術應用的具有重要意義[1]。
1應用綠色化學工程技術的意義
1.1有效減少溫室氣體的排放
近幾年來，隨著國民經濟條件的改善，越來越多的人都擁有了私家車，馬路上車的數量越來越多，車輛增加，車尾氣的排放量自然增加，空氣污染變得嚴重，進而產生了大量的溫室氣體，導致氣候變暖、冰川融化，還會引發臭氧空洞，造成氣候異常，進而使得我國的生活環境變得越來越差。而近幾年來，綠色化學科技的一項重點研究內容就是將對生態環境沒有污染的一些能源轉化為可利用的資源。如太陽能、風能、生物能以及地熱等。首先，這些新能源的使用可以節省現有的能源的消耗，其次，這些能源的使用可以減輕一定的費用，最重要的是，可以減少空氣中溫室氣體的排放，進而起到保護環境的作用[2]。
1.2推動國民經濟的可持續發展
經濟的發展是無限的，但是自然資源是有限的。倘若一味地開采以及使用自然資源，那么便會出現自然資源匱乏的現象，“物以稀為貴”，自然資源枯竭，資源的價格自然會上漲，導致經濟的發展受到一定的抑制作用。另外，隨著化工污染的加劇，化工產業的發展也逐漸受到了影響，且部分產業的進出口也受到影響，進而導致國民經濟得不到提升，發展受到抑制。
2綠色化學工程技術的應用探討
2.1在海水淡化的過程中應用綠色化學工程
水是人類社會活動的起源，也是人類生活的基本，沒有水，人類將很難生存，由此可見，水對于人類的生存的重要性，但是近幾年來，隨著工業污染的加重以及農業生產的發展，我國的水資源呈現嚴重匱乏的現象，為了得到很多的水資源，我們開始采取淡化海水的措施，而綠色化學工程技術在淡化海水的過程中扮演了很重要的角色。所謂的淡化海水，主要指的就是去除海水中的鹽水，得到淡水，傳統的環境下，很多人采用通過酸堿換去除鹽水，得到淡水的方法，這種方法雖然也可以實現海水的淡化，但是同樣會帶來另一種污染，進而使得環境污染情況加劇[3]。
2.2綠色化學工程技術在涂料生產中的應用
在中國，除了汽車尾氣的排放會嚴重污染空氣以外，涂料的制作也會產生很多污染，進而給環境帶來一定的影響。另外，在制作涂料的過程中，也會產生很多的廢料，這些廢料流入水中，一樣會給水帶來污染，且這些水一旦被人們所使用，將會引發很嚴重的后果，輕者產生健康問題，重者可能直接引發癌癥。綠色科技逐漸應用于許多工廠進行開發綠色產品。通過對工藝設備進行改造和優化，降低VOC，優化配置、清潔生產、使得污染最大限度降低。隨著無機礦物涂料、固體涂料、乳膠漆等綠色涂料的誕生，涂料生產正向著科技含量高、無毒無污染、產品更優的方向發展[4]。
3結束語
綜上所述，我們可以發現，綠色化學工程技術的使用不僅可以降低空氣中溫室氣體的排放，還可以促進經濟的提升，希望在與之對應的一系列的生產措施的建議下，無論是海水的淡化還是涂料的生產都能夠得到有效地改變，降低對環境的污染，提升對于綠色化學工程技術的有效利用，促進我國化學工程技術的可持續發展。
參考文獻
[1]王鑒，柳榮偉，陳俠玲.綠色化學推動分離工程技術的進步——綠色分離工程[J].化工科技，2008，（1）：57-60.
[2]趙華成.綠色化學及其綠色系統工程技術與環境友好[J].化學教育，2007，（6）：6-10.
[3]朱明喬，謝方友，吳廷華.綠色化學與技術在化學工業中的應用[J].化工生產與技術，2002，（4）：27-30；51-52.
1、化學屬于理學專業。其分類上屬于：學科門類：理學（專業代碼07）。專業類：化學類（專業代碼0703）。不屬于化工類。化工與制藥類分類上屬于工學（學科門類），包括化學工程與工藝、制藥工程這二種基本專業和資源循環科學與工程、能源化學工程、化學工程與工業生物工程這三種特設專業。
2、工學（學科代碼：08）是指工程學科的總稱。學科專業包含：儀器儀表、能源動力、電子信息、電氣信息、交通運輸、海洋工程、輕工、紡織、航空航天、力學、生物工程、農業工程、林業工程、公安技術、植物生產、地礦、材料、機械、食品、武器、土建、水利、測繪、環境與安全、化工與制藥等專業。
（來源：文章屋網 ）
關鍵詞:化學生產；化工生產工藝；化工技術
化學工程通常就是指為達到一定效果在理論基礎上進行的一系列化學生產活動，它是將理論應用于實踐的一個過程。現如今化工行業除了包括石油化工、催化制造等傳統化工，還囊括了生物制藥、納米技術等現代化工。但目前化工生產行業還是主要以化石燃料等傳統化學工業為動力，但是燃燒化石燃料不僅使得不可再生資源的減少，更對自然環境造成重大的污染。很顯然，這和人們日漸追求綠色環保的觀念產生矛盾。因此，面對化工生產過程中產生的環境污染問題，及時地做出科學合理的改進措施已經變得至關重要。
1化工生產行業當前現狀
1.1對環境造成重大污染
化工行業是目前當今世界最主要的污染源之一。首先，化工生產過程中會產生很多的廢水。廢氣和固體廢棄物，如果不加以合理處理直接排放到水源里，那么對當地的地下水生態系統造成的后果將不堪設想。其次，化工行業在生產大量日常生活品為人們帶來便利的同時，也帶來了大量的生活垃圾，由于很多生活垃圾都是高分子化學材料，處理起來非常困難，如果將它們直接采取填埋的方式處理，將很長時間難以降解，這會對土壤造成嚴重的污染。化工生產過程中不僅會對當地的土質、水源造成污染，而且對空氣也會有很嚴重的影響。化工行業主要以燃燒化石燃料為主。燃燒化石燃料會生成大量的二氧化碳、二氧化硫和固態顆粒物，不僅會造成溫室效應加劇的后果，還會形成霧霾、酸雨等惡劣現象，給人們經濟和健康帶來巨大的損失。
1.2化工生產效率太低
隨著人們生活水平的提高，傳統的化工生產工藝已經無法最大限度地滿足人們的日常需要了，這是由于化工生產工藝本身的缺陷造成的。化工生產工藝是將理論的化學反應放大應用在實際生產過程中，因此在具體工藝中會遇到很多問題。例如化學反應過程中轉化率太低，化工生產過程中連續性較低等。這些問題都可能導致化學反應不充分，最終造成化工生產效率比較低。另外，反應設備的效率太低也是造成化工生產過程中效率比較低的一個重要原因。
2化工生產行業改進措施
2.1優化化學反應環境
每一個化工工藝都是化學反應的放大過程，但是又要比簡單的化學反應復雜得多。就像化學反應的各個參數一樣，反應條件也是化工生產中最為重要的環節。而每一個化學反應都會有其最佳的反應溫度、反應時間等參數，同理，化工生產過程中的最佳反應條件決定著化工生產過程中的質量。因此，要想實現提高化工生產過程效率的目的，也應該最大限度地創造一個最佳的化工反應環境，同時應該盡可能避免各種副反應的出現。另外，在適當的情況下，也要使用恰當的催化劑以提高化工生產過程中的速率。
2.2改進化工生產工藝
在化工工藝的改進方面，不僅要提高反應生產過程的效率，更應該注重化工生產工藝的綠色安全環保。通過調整化學反應的反應參數和條件可以實現對化工生產過程中效率的改進。而化工工藝要想實現綠色環保，就需要尋求一些新的途徑，例如，更加綠色環保的化學反應，使用最少的生產原料，生成對環境友好的產物等。在日趨崇尚綠色環保的當今社會，化工生產工藝走向綠色安全是大勢所趨，而綠色安全環保的生產工藝也能帶領化工行業走上新的輝煌。
2.3合理處置生產廢料
化工生產過程中會產生大量的廢水、廢氣和固體廢棄物，而這些廢料通常都是對自然環境和人體有嚴重危害的。所以在處置這些化工生產過程中的廢料時應該格外注意。通常處理這些廢料主要采用物理法和化學法，但是二者各有利弊，物理法較為環保，而化學法較為徹底，具體是由廢料的種類來決定采用哪種方法處置。另外，生物法處理化工廢料也逐漸受到科學家們的關注，生物法處理化工廢料既綠色環保又反應徹底，是一種較為理想的處理辦法。綜上所述，無論采取何種方法處理化工廢料，都應該秉持綠色安全的原則，將其對環境和人類的危害降到最低。
2.4尋求化工新能源
當今化工生產行業仍然是主要以燃燒化石燃料為主。但是化石燃料作為不可再生資源已經面臨很多的問題，而且大量燃燒化石燃料也會對自然環境和我們人類的健康帶來巨大影響，因此尋求別的能源來替代不可再生的化石燃料已經迫在眉睫。新的可再生能源不僅保障了化工生產的長久穩定發展，也避免了傳統化工行業對人類和自然環境帶來的惡劣影響。而科學家們也在這一方面取得了較好的成果，例如，電化工、生物化工、納米技術等。我們有理由相信在科學家們的不懈努力下，將新能源大量普及并應用于化工領域指日可待。
3結束語
通過對我國當前化工生產行業現狀的了解和分析，我們發現化工生產過程中還存在很多的問題正待我們去研究和解決。我們要想改良化工工藝就需要對科學進行不斷探索，要想維持自然環境的不被污染，就需要找到更加科學環保的辦法保護自然環境，這是考驗人類生存和自然環境共同長久發展的重大課題。而現在的我們要做的就是認真探索，尋求突破創新，對傳統化工工藝中存在的問題進行研究并改進，最終保障化工行業的綠色健康可持續發展,這樣我們才能穩定的推動社會建設。
參考文獻：
[1]李珺瑤.化學工程中的化工生產工藝[J].化工管理,2017,(06):90.
[2]羅澤鵬,劉森,都穎,劉思樂.淺談化學工程中的化工生產工藝[J].黑龍江科技信息,2016,(02):76.