化學工程的應用
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化學工程的應用范文第1篇
前言
隨著我國工業(yè)科技的進步，人們對化工材料的要求越來越高，例如節(jié)能性、環(huán)保性等方面的要求不斷提高，近年來，我的能源及環(huán)境因為工業(yè)的發(fā)展帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，特別是近幾年，我國的環(huán)境污染問題及能源消耗問成為備受關注的領域，我國化工研究人員也在重點研究關于不可再生能源的保護問題、生活垃圾的處理問題及工業(yè)污染物的合理排放問題。眾所周知，在化工工程工藝中，很多有害、有毒的物質(zhì)會被產(chǎn)生，如果這些物質(zhì)處理不當，便會排放到大自然中，久而久之會對生產(chǎn)平衡起到嚴重的影響，綠色化工技術是提高化學工程工藝的先進技術，化工材料對生態(tài)環(huán)境的污染問題可以有效解決，提高化學工業(yè)的能源利用效率。本文將重點對綠色化工技術在化學工程工藝中的應用展開深入研究。
一、綠色化學技術的發(fā)展
在傳統(tǒng)化學生產(chǎn)過程中，很多有害、有毒的物質(zhì)會被產(chǎn)生，嚴重的滯后性使得化學工程工藝長期處于被動的生產(chǎn)狀態(tài)下，因此，這種傳統(tǒng)的化學工程工藝無法得到資源優(yōu)化的目的，對于污染物的處理工程效果較差，污染物處理效率低下，同時提高了對化學污染物處理的成本。而綠色化學技術的出現(xiàn)，可以有效解決傳統(tǒng)化學工程工藝中對污染物處理的問題，可以通過先進的技術，對污染物進行脫硫、除塵等方面的處理，具體實施方法如下：
1.采用綠色化學原料
在化學工程生產(chǎn)過程中，其流程及工藝直接由化學生產(chǎn)原料決定。在傳統(tǒng)化學工程中，大多數(shù)采取的生產(chǎn)原料是不可再生的能源，選擇這種化學材料增加了污染物質(zhì)的排放量，同時增加了我國對不可再生能源的消耗量，因此，化學工程工藝中，選擇綠色的化學原料是重點研發(fā)的領域，例如使用苞米桿、蘆葦?shù)绒r(nóng)副產(chǎn)品廢棄物，便是典型的綠色化學原料，這些物質(zhì)無污染，直接投入化學生產(chǎn)中，可以直接轉(zhuǎn)化成醇、 酮、 酸類的化學品，不會產(chǎn)生任何有毒或有害其物質(zhì)，只會產(chǎn)生氫氣等物質(zhì)。
2.提高化學反應的選擇性
化學原料通過化學工程工藝，產(chǎn)生相應的化學反應，產(chǎn)生相應的化學品，因此，在化學工程中物質(zhì)反應的重要組成部分便是化學反應，在提高化學工程的生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量時，利用合理、有效的化學反應途徑意義重大。反應環(huán)境、原料、時間、特點等因素都會影響化學反應。在化學工程中，氧化反應是最常用的反應形式之一，在整個反應過程中會產(chǎn)生大量熱，很多化學原料會因為熱催化產(chǎn)生變質(zhì)現(xiàn)象，這也是直接導致化學品生產(chǎn)質(zhì)量低下的主要原因。而新型反應形式―烴類氧化反應可以增加生產(chǎn)物的同分異構反應時間，同時提高催化物反應催化能力。
二、綠色化工技術在化學工業(yè)中的應用
1.清潔生產(chǎn)技術
輻射熱加工技術、臨界流體技術、綠色催化技術等無毒、無害、無污染的綠色化工技術統(tǒng)稱為清潔生產(chǎn)技術。該項技術可以廣泛應用于冶金、印染、垃圾處理等各個行業(yè)。此外還有很多先進的脫硝脫硫技術、煤氣化技術及利用風能太陽能燈自然發(fā)電技術也都利用清潔生產(chǎn)技術。例如，在海水淡化技術的應用中，有效利用了我國海水資源，將海水中的鹽與水的成分分離，在處理過程中不會對環(huán)境狀態(tài)產(chǎn)生任何不利影響，還能有效解決我國淡水資源匱乏的現(xiàn)狀。此外，海水淡化處理工藝所產(chǎn)生的氫氧化鎂等物質(zhì)的處理工藝成本低廉，工藝簡單，并且 不會產(chǎn)生二次污染，因此此項技術未來發(fā)展的前景非常廣泛。
2.生物技術
生物技術主要應用于化學仿生學及生物化工兩個方面，其中技術范疇主要包括細胞、基因、微生物等。作為一種高效、轉(zhuǎn)移性強的生物體內(nèi)催化劑――生物酶，可以廣泛參與到各個生物化工的合成過程中。另外，膜化學技術也是化學仿生學中被廣泛應用的生物技術。通過生物技術可以使再生資源合成化學品，這是綠色化工技術經(jīng)常沿用的方式。動植物中提取的有機化合物原料或石油、煤炭等作為原料都是綠色化工技術的原料。例如，在綠色化學工程工藝中，制備丙烯酰胺，可以利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后，這樣可以將能耗大大降低，并且沒有污染環(huán)境的物質(zhì)產(chǎn)生。與化學催化劑中的工業(yè)酶相比，自然界中的酶做催化劑更加環(huán)保，無污染，其反應條件相對較為溫和，產(chǎn)物的性質(zhì)也優(yōu)良。
結束語
綜上所述，在傳統(tǒng)的化學工程工藝為人類創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)基礎和能源，但是其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘留物給環(huán)境污染產(chǎn)生了眾多問題。綠色化工技術的出現(xiàn)對我國化學工程工藝產(chǎn)生了積極的影響，大大減少了化學產(chǎn)品生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的有毒、有害物質(zhì)，對我國整個化工產(chǎn)業(yè)及環(huán)保事業(yè)意義重大，能夠真正實現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排的目的，是當今化學工業(yè)發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)。
參考文獻
[1]井博勛，莒菲.淺議綠色化工技術在化學工程工藝中的應用[J].天津化工，2015，03：10- 11.
[2]張忠平，薛建躍，王新運，程樂華.地方院校應用化學專業(yè)綠色化學人才培養(yǎng)模式探索[J].巢湖學院學報，2011，03：142-145+164.
[3]紀紅兵，佘遠斌.綠色化學化工基本問題的發(fā)展與研究[J].化工進展，2007，05：605-614.
化學工程的應用范文第2篇
化學工程技術是一種用于研究化學產(chǎn)品的管理、制造、設計和開發(fā)的綜合性技術，在化學生產(chǎn)中通過應用各種化學工程技術，可以有效提高化學生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，加強化學工程技術在化學生產(chǎn)中的應用研究，推動化學生產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展。本文分析了化學生產(chǎn)中化學工程技術的應用，闡述了化學工程技術在化學生產(chǎn)中的應用發(fā)展建議，以供參考。
關鍵詞：
化學工程技術；化學生產(chǎn)；有效應用
化學工業(yè)一直是推動我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，在化學生產(chǎn)中通過不斷創(chuàng)新和優(yōu)化化學工程技術，降低能源和原材料消耗，保障產(chǎn)品質(zhì)量，提高化學生產(chǎn)效率，所以化學工程技術在化學生產(chǎn)中的應用具有非常重要的現(xiàn)實意義，在未來發(fā)展過程中應加大對化學工程技術的研究，進一步提高化學生產(chǎn)效益。
1化學生產(chǎn)中化學工程技術的應用
1.1超臨界流體技術超臨界流體是一種處于氣態(tài)和液體之間狀態(tài)、壓力和溫度都位于臨界點周圍的液體，其具有液體和氣體的雙重特性，具有氣體的壓縮性和高擴散能力，又具有液體的良好溶解能力，其粘度幾乎等于氣體，密度幾乎等于液體，其擴散性能處于氣體和液體之間。在化學生產(chǎn)中運用超臨界流體技術，運用超臨界流體的特性，改變化學反應特征，優(yōu)化傳熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)，合理控制壓力和溫度，可以有效降低化學生產(chǎn)的能耗。另外，超臨界液體技術在加工無機物材料、復合材料、高分子材料中發(fā)揮著重要作用，最常見的技術方法包括以下幾種：其一，抗溶劑法，在制備超臨界流體有機物和爆炸性物質(zhì)時主要應用抗溶劑法；其二，壓縮抗溶劑法，這種方法主要用于加工微球類或者微孔類物質(zhì)，在聚合物和藥物分子共沉中應用廣泛，技術方法比較簡單成熟；其三，快速膨脹法，用于制備固體顆粒狀化學產(chǎn)品。超臨界技術不僅應用在材料制備方面，而且還被廣泛地瑩瑩在化學分析中，例如，色譜技術和超臨界技術的相互結合，和氣象色譜相比，這種色譜研究方法更加準確、高效，并且超臨界液體色譜比液相色譜更加準確。
1.2傳熱技術近年來，相關研究人員對于強化傳熱和微細尺度傳熱的研究越來越多，在傳熱學中微細尺度傳熱是一個獨立的專業(yè)學科，其主要探索和研究時間尺度、空間尺度的傳熱學規(guī)律，重點包含微重力傳熱傳質(zhì)、相變傳熱、熱輻射、熱傳導。對流傳熱等內(nèi)容。當前，我國的傳熱技術研究主要是集中在數(shù)值模擬、實驗研究和機理研究三方面。在化學生產(chǎn)中應用傳熱技術，可以通過改進和優(yōu)化換熱器設備，有效提升換熱的持續(xù)放熱能力和傳熱效率，從而提高化學生產(chǎn)水平。并且微細尺度傳熱和強化傳熱技術在微型熱管、集成電子設備、微米、納米等領域中應用廣泛，相關技術成果已經(jīng)比較成熟，對于化學工業(yè)應加強傳熱技術和化學生產(chǎn)的配合研究，充分發(fā)揮傳熱技術的應用優(yōu)勢，有效提高化學生產(chǎn)效率。
1.3綠色化學反應技術在綠色食品生產(chǎn)中綠色化學反應技術發(fā)揮著非常重要的作用，當前我國積極倡導可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排理念，人們的綠色生態(tài)環(huán)保意識越來越高，綠色食品主要是指綠色沒有受到污染侵害的食品，這種食品最主要的特點是營養(yǎng)價值高、品質(zhì)優(yōu)良、衛(wèi)生安全指標高，是未來發(fā)展過程中的新興產(chǎn)業(yè)。綠色食品加工生產(chǎn)過程中對于化肥和農(nóng)藥的使用量有著嚴格限制，而且還需要提高農(nóng)作物產(chǎn)量，保障食品營養(yǎng)價值，降低成本，所以綠色產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)常面臨量和質(zhì)的矛盾。現(xiàn)代化生物化學通過充分利用基因工程技術和綠色化學反應技術，保障食品安全，增加農(nóng)作物產(chǎn)量，確保食品營養(yǎng)。具體應用如下：其一，在農(nóng)作物生長過程中，運用生物化學技術，減少污染農(nóng)作物和污染環(huán)境的氮肥使用量，運用固氨來替代氮肥，通過應用生物化學技術，不需要施加氮肥，也可以保障農(nóng)作物的正常生長發(fā)育，不僅節(jié)約了種植成本，而且有效提高了農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量；其二，當農(nóng)作物出現(xiàn)病蟲害時，運用生物化學技術，特別是基因工程技術，在主要農(nóng)作物上轉(zhuǎn)移各種病蟲害基因，減少化學殺蟲劑使用量，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，提高抗病蟲害能力。
2化學工程技術在化學生產(chǎn)中的應用發(fā)展建議
2.1培養(yǎng)化學技術人才化學技術人員對于推動化學工程技術的發(fā)展有著重要意義，因此我國應重視化學技術人才的培養(yǎng)，不僅要加強理論知識學習，還應強化鉆研創(chuàng)新精神，積累豐富的實踐經(jīng)驗，全面提高化學工程技術科研水平和綜合素質(zhì)。
2.2進一步提高化學工程技術水平我國化學工程技術面臨著滴狀冷凝的難題，在未來發(fā)展過程中應加大對化學工程技術的研究，重點解決這個問題，推動傳熱技術在航空航天、石油化工、動力、機械等領域的應用，進一步提高化學工程技術水平。
3結語
在化學生產(chǎn)中應用化學工程技術有助于促進化學工業(yè)的快速發(fā)展，應積極優(yōu)化各種化學工程技術應用，培養(yǎng)大量化學工程技術人才，提高經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻：
[1]侯海霞,柯楊,王勝壁.解析化學工程技術在化學生產(chǎn)中的應用[J].山東工業(yè)技術,2015,14:91.
[2]裘炎,王杲.探析化學工程技術在化學生產(chǎn)中的應用[J].化工管理,2015,20:90.
化學工程的應用范文第3篇
關鍵詞：化學工程、分離體系、數(shù)據(jù)驅(qū)動
一、前言
傳統(tǒng)化學工程的分支學科，如分離工程、反應工程、傳遞過程、系統(tǒng)工程等，近年都有很大發(fā)展。它們與石化工業(yè)某些過程相結合，產(chǎn)生了一些新的過程和技術，提出了一些有希望的發(fā)展方向。另外，近年來在某些分支學科的結合點上，產(chǎn)生了一些化學工程新的生長點。它們對今后的煉油或石化工業(yè)可能有更大的影響。本文對以上的一些發(fā)展動態(tài)作了簡要的介紹。
二、化學工程近期幾個重要發(fā)展方向
1、反應過程與分離過程的結合這里指的是在一個設備中同時完成反應和分離兩個過程。目前最成功的是由甲醇與異丁烯混合物合成甲基叔丁基醚，反應產(chǎn)物生成兩個共沸物，分離比較困難。當采用了一個置有催化劑的反應蒸餾塔，便可取代原有的兩個多管式固定床反應器、兩個蒸餾塔和一個甲醇水洗塔等5個設備。使甲醇的轉(zhuǎn)化率不受平衡轉(zhuǎn)化率的限制，在蒸餾過程中也避免出現(xiàn)共沸物，反應熱可供蒸餾使用，大大節(jié)省了投資和能耗。對酷化、醚化、烴化、水合等過程，只要反應條件和分離條件比較接近，都有可能采用反應蒸餾。近期有希望工業(yè)化的反應與分離結合的過程還有反應萃取、反應吸附、反應結晶等。尤以膜反應器最受關注。它是反應與膜分離結合的設備，最適用于各類可逆反應和反應產(chǎn)物對反應有抑制作用的過程。
2、多個反應過程的結合。把從原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品所需進行的多個反應在一個反應器中完成。為此需采用多種催化劑或多作用催化劑。
3、放熱反應和吸熱反應相結合。例如丁烷脫氫制丁烯為一強加熱反應，要求反應溫度較高。若加入空氣進行部分氧化脫氫，氧和氫結合是強放熱反應，使總的放熱反應可在較低溫度下進行。
3、多個分離過程的結合。開發(fā)此過程的目的是強化分離效果，增加回收率、節(jié)約能耗。近年來研究較多且實用前景較好的過程有：滲透蒸發(fā)，即膜分離與蒸發(fā)過程相結合；膜萃取，即膜分離與萃取過程相結合；支撐液膜萃取即萃取與反萃取結合等一些新的分離技術都開始從研究走向?qū)嵱秒A段。
三、強化化學作用對分離體系中體相的影響
1、篩選分離劑使對某被分離組分有特殊的化學結合能力，增大分離因子；另一是對原分離體系加入附加組分，改變原體系的化學位，從而增大分離因子。另一類適用于萃取、吸收等使用分離劑的過程。
2、強化化學作用對相界面?zhèn)髻|(zhì)速率的影響。采用相轉(zhuǎn)移催化劑（PTC）促進水相和有機相間的反應已為人所熟知。其實質(zhì)是PTC可以促進反應組分通過相界面的傳質(zhì)速率。若兩相間不發(fā)生反應，我們把這類促進通過兩相界面的傳質(zhì)速率和選擇性的物質(zhì)稱為“相轉(zhuǎn)移促進劑”（PTA）。可以認為PTC也屬于PTA中的一類。如用有機相萃取水相中的有機酸和酚，采用長碳鏈的胺為PTA，可以加快萃入有機相的速率。又如對氣體分離膜，若在表層涂上一層固定液作為PTA，可以增大某組分通過的選擇性和通量。又如把對被分離組分有特殊親和力的PTA結合在相界面上，便形成各類的“親和”（Affinity）分離過程。如親和色譜、親和吸附、親和過濾、親和膜分離等。已經(jīng)形成強化分離過程的一個前沿研究方向。
3、優(yōu)化化工動態(tài)過程。這是在計算機技術高度發(fā)展以及快速、高精度分析和監(jiān)測儀器和方法產(chǎn)生的基礎上才可能發(fā)展起來的技術。主要內(nèi)容包括有以下5方面。
（1）分批操作的動態(tài)模擬和過程的優(yōu)化。
（2）對開工、停工和變換操作條件時實現(xiàn)最優(yōu)化控制。
（3）利用動態(tài)響應過程以快速研究傳質(zhì)過程和測定相應的傳遞參數(shù)。也可以研究反應機理和測定吸附和反應動力學方程與相關的參數(shù)。各種過渡應答技術、催化反應色譜等技術都已取得廣泛的應用，并取得了許多用傳統(tǒng)定態(tài)方法不易得到的研究結果。
（4）把脈沖進料的高效分析技術如色譜、電泳進行放大，發(fā)展成為高精度的制備技術。
（5）利用強制周期改變操作參數(shù)的方法強化反應和分離過程等。
四、計算機技術與石油化工相結合
計算機技術在化學工程發(fā)展中占重要地位。因此，計算機技術與石油化工結合將有助于精確連續(xù)化穩(wěn)定發(fā)展。
1、運行優(yōu)化與產(chǎn)品設計
在歷史數(shù)據(jù)和多元統(tǒng)計方法的操作條件優(yōu)化基礎上，進一步用于產(chǎn)品的優(yōu)化設計。還可以在煉化行業(yè)中進行一些相關的應用，例如Sebzalli利用PCA對煉油產(chǎn)催化裂化過程操作空間進行識別，而Chen利用模糊c-均值聚類方法，提出用于開發(fā)期望的產(chǎn)品操作策略。
2、過程監(jiān)測與故障診斷
過程監(jiān)測與故障診斷主要任務是對過程運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并對系統(tǒng)進行分析異常，保證能及時發(fā)現(xiàn)運行過程故障，并在事故發(fā)生前采取有效的控制措施避免事故，以保證運行過程的安全與平穩(wěn)。目前，基于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計過程中控制在石化行業(yè)已得到普遍的關注，其方法也從以單一的變量統(tǒng)計過程控制向以主元分析為主的多變量統(tǒng)計技術轉(zhuǎn)變。基于多變量統(tǒng)計技術應用于石化工業(yè)過程的監(jiān)控始于20世紀80年代，其相關的多變量統(tǒng)計在石油化工方面的報道文獻也較多。基于多變量的數(shù)據(jù)驅(qū)動的過程監(jiān)測與控制也常被稱為多變量過程控制（MPC）或多變量統(tǒng)計過程控制（MSPC）。其采用的方法也主要是PCA，PLS，基于支持向量機以及它們與其他方法的混合算法。
3、產(chǎn)品質(zhì)量預測與控制
利用數(shù)據(jù)驅(qū)動方法進行預測離線或在線的產(chǎn)品質(zhì)量，以克服沒有在線儀表的困難，也不會受在線儀表價格昂貴的限制、避免了維護費用高的缺點。也可以進一步應用于控制回路用來完成產(chǎn)品質(zhì)量的調(diào)控。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動方法主要是通過對目標控制變量建立軟測量模型來實現(xiàn)的。PCA、PLS、SVM是實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的軟測量模型的主要方法，人工智能算法（模糊神經(jīng)系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡等）及其混合算法。在許多資料中都有對軟測量模型方法及應用的綜合報道。在石化行業(yè)中，一些典型的應用如：用來生產(chǎn)乙烯的在線質(zhì)量監(jiān)測，基于PLS的軟測量模型，檢驗在線氣相色譜儀的性能。Fortuna等人開發(fā)了一個基于多層感知器的復雜軟測量模型，模型采用三層神經(jīng)網(wǎng)絡，取得了較好的在線預測功能，用于預測精餾塔汽油濃度。Bakhtadze等建立了原油精煉過程的產(chǎn)品軟測量模型，該模型應用于缺少實驗數(shù)據(jù)情況下的軟測量建模，這種模型是將Takagi-Sugeno模糊模型和基于過程知識的相聯(lián)搜索算法相結合。
五、結語
在21世紀，化學工程將發(fā)揮非常大的作用，假如我們可以及時抓住機遇，那么我們就有可能在開辟化學工程發(fā)展的新的階段中，形成中國化學工程的特色和優(yōu)勢，為人類的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。化學工程是一門傳統(tǒng)的學科，但必將煥發(fā)出新的生機！其應用領域?qū)U展到所有涉及物質(zhì)轉(zhuǎn)化的領域，包括系統(tǒng)工程也包括產(chǎn)品工程，其學科基礎將向高層次發(fā)展，理論和實驗研究都將關注復雜體系的多尺度結構，計算能力也將空前提升。
參考文獻
[1]袁乃駒 丁富新 張春潔：《膜反應器及其在生物工程中的應用》，《高校化學工程學報》1991年1期；
[2]趙玉潮 張好翠 沈佳妮 陳光文 袁權：《微化工技術在化學反應中的應用進展》，《中國科技論文在線》，2008年3期
化學工程的應用范文第4篇
關鍵詞：化學工程與工藝實驗；數(shù)據(jù)處理；MATLAB軟件；化工實驗數(shù)據(jù)；化學實驗 文獻標識碼：A
中圖分類號：O652 文章編號：1009-2374（2015）09-0059-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0785
1 MATLAB軟件
MATLAB軟件最早由美國的Mathworks公司提出，其主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設計語言的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。近年來MATLAB軟件逐漸被用于化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理中，極大地提高了數(shù)據(jù)處理的效率。
2 化學工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理
化學工程與工藝實驗不同于普通的化學實驗只重視一個原理的求證，它的目的是為了解決工業(yè)中的化工問題，其特點主要有實驗時間長、實驗規(guī)模大和實驗數(shù)據(jù)處理繁雜等。在整個化學工程與工藝實驗里數(shù)據(jù)處理是必不可少的階段，也是印證化學實驗成果是否行之有效的必要手段，但是由于實驗數(shù)據(jù)過于龐大，實驗當中相關的參數(shù)關系大多是非線性的，單單依靠傳統(tǒng)的手工計算不僅速度慢，還容易出現(xiàn)計算失誤的情況，根本無法滿足實際的需求，因此，將MATLAB軟件融入實驗數(shù)據(jù)的處理中刻不容緩，它能有效地將繁瑣的計算步驟化解成簡單的計算，提高工作效率，讓實驗數(shù)據(jù)的準確性達到最高值，避免誤差的產(chǎn)生。以下通過研究兩個化學工程與工藝實驗，分析MATLAB軟件在處理實驗數(shù)據(jù)時與傳統(tǒng)的手工計算有什么優(yōu)勢和便利。
3 化學工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理設計
3.1 數(shù)據(jù)處理的程序框架
因為每一個化學工程與工藝實驗的目的都不相同，因此其處理的步驟以及涉及的化學公式也不盡相同，不可能以一個程序來概括，但是經(jīng)過大量的實驗研究和總結，發(fā)現(xiàn)不同的化工實驗中都會有其相似之處，它們都可以由圖1來概述：
圖1
3.2 數(shù)據(jù)處理的程序編制
3.2.1 數(shù)據(jù)輸入。化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)輸入主要依靠提示的函數(shù)input實現(xiàn)，比如以溫度為例子，則其輸入函數(shù)為：t=input（‘請輸入實驗的溫度（攝氏度）：’），其中輸入函數(shù)大多是以矩陣的輸入形式為主。
3.2.2 處理和作圖。化學工程與工藝實驗中得到的數(shù)據(jù)時常會存在離散的情況，必須經(jīng)由多種擬合的方法將它們結合成一條或多條連合的曲線，而其中最常用的擬合方式是最小二乘法，因此本實驗設計中的擬合方式也采用最小二乘法的方式。
設實驗的離散數(shù)據(jù)（x1，y1）通過最小二乘法將其擬合成因變量y，自變量x，輸入的函數(shù)關系為y=f（x），函數(shù)關系的主要思路是讓離散數(shù)據(jù)中的x1的殘差平方以及Σ（f（x1）-y1）2達到最小值。因為在得出化工實驗數(shù)據(jù)中多少會因為外界的因素存在著一些誤差，因此最小二乘法可以無需使輸入函數(shù)y=f（x）必須經(jīng)過全部的離散數(shù)據(jù)（x1，y1），但是殘差平方和必須達到最小值。根據(jù)最小二乘法的擬合方法可知，最小二乘法可以滿足化工實驗數(shù)據(jù)處理中的擬合應用需求。
在化學工程與工藝實驗中會涉及到流體的流動阻力研究，研究主要是通過測試流體的流動阻力，在經(jīng)過特定的計算之后得出摩擦系數(shù)（λ）和雷諾準數(shù)（Re）的離散數(shù)據(jù)，再同理，經(jīng)過最小二乘法擬合出連續(xù)的曲線，并根據(jù)其畫出相對應的圖形。因為摩擦系數(shù)（λ）和雷諾準數(shù)（Re）屬于成雙對數(shù)函數(shù)，則：
λ=aReb+c （1）
當a，b，c是常數(shù)時，則可以設c=0：
λ=aReb （2）
因為λ與Re屬于成雙對數(shù)函數(shù)，則：
Logλ=blogRe+loga （3）
得出上述式子之后可以將MATLAB里的函數(shù)polyfit（）進行線性的擬合，以作為化工數(shù)據(jù)處理的程序
原理。
3.2.3 建立數(shù)據(jù)庫。因為經(jīng)過上述的設計，化學工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理只能得知在特定的溫度下（比如10℃、20℃以及30℃等）實驗的物性數(shù)據(jù)，但
是在實際的生產(chǎn)中，工業(yè)生產(chǎn)所涉及的溫度多變，不單單只停留在設計好的溫度當中，因此，這就需要我們在數(shù)據(jù)中選擇最相近的數(shù)據(jù)，假設它們屬于線性的關系，再利用內(nèi)插或者外推的方式計算出實驗的物性數(shù)據(jù)常數(shù)。在本文的化工實驗中，編寫的程序已經(jīng)將實驗溫度和密度以及實驗的溫度與黏度進行多次的實驗擬合，建立出了一個相對完整的數(shù)據(jù)庫，在工作中只需將溫度輸入進系統(tǒng)，則程序可以自動跳出在特定溫度下的物性數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)處理效率。
3.3 程序的運行
在編制完成化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理程序，且建立數(shù)據(jù)庫之后，便應該輸入數(shù)據(jù)以驗證程序是否能有效地處理實驗數(shù)據(jù)。在化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理中，MATLAB軟件的應用是十分重要的，經(jīng)過實驗可知，在化工實驗當中會出現(xiàn)大量的離散數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過擬合的方式進行處理，其處理過程中不僅工作量大，而且十分繁瑣，一旦出現(xiàn)差錯則必須重新重來，浪費大量的人力物力資源，而且在處理好實驗數(shù)據(jù)之后，在查看實驗當中還要將化工實驗數(shù)據(jù)重新計算一次，看結果是否與原先的計算結果相同，工作量十分重，但是如果運用MATLAB軟件則大大降低了數(shù)據(jù)處理難度，只要在MATLAB軟件中輸入相應的化工實驗數(shù)據(jù)，就可以得到結果，節(jié)省了時間，提高了工作效率。
4 結語
在實際的應用中，化學工程與工藝實驗所要處理的數(shù)據(jù)十分龐大，而且涉及的計算公式也十分多，甚至很多時候為了將數(shù)據(jù)的計算公式導出來還要建立復雜的模型，一旦有一個步驟出現(xiàn)差錯則會直接影響到實驗的成果，如果使用傳統(tǒng)的手工計算方式，為了避免差錯則必須對每一個數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)進行反復計算，降低了工作效率，因此MATLAB軟件的應用對于化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理十分重要，它不僅將復雜的計算變得簡單，也讓事后的實驗驗證效率得到提高，促進了化工實驗的
發(fā)展。
參考文獻
[1] 趙新強，謝英慧，曹吉林，李國玲.化學工程與工藝教學實踐[J].河北工業(yè)大學成人教育學院學報，2014，6（1）.
[2] 韓正.計算機引發(fā)化學工程革命[J].發(fā)明與創(chuàng)新（綜合科技），2013，12（1）.
化學工程的應用范文第5篇
關鍵詞 “任務驅(qū)動”教學法 化工原理 教學模式
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.10.057
The Application of Task-Driven Teaching Method in the
Course of Elements of Chemical Engineering
WANG Guxia
（School of Chemistry & Chemical Engineering， Beifang University of Nationalities， Yinchuan， Ningxia 750021）
Abstract Elements of Chemical Engineering （ECE） is an important course of many majors， such as chemical engineering， material science and other relevant majors. The traditional teaching method， namely "spoon-feeding education"， consists of several steps， introduction， explanation， conclusion and assignment. However， this kind of teaching method can not meet the need for educational reform. After the Task-Driven Teaching Method （TDTM） was employed to the class of ECE， the project ideas， professional skills and abilities to solving problems all had a more significant improvement. TDTM is a promising method in the teaching of engineering majors.
Key words task-driven teaching method; elements of chemical engineering; teaching method
化工原理課程是化學工程與工藝、制藥工程、材料科學與工程等專業(yè)十分重要的一門基礎課（專業(yè)基礎課），它是多門學科，如化學、物理、數(shù)學等的綜合交叉，其目的是通過該門課程的學習使學生具有分析、解決化學化工、材料生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的各種工程問題的能力。化工原理是一架聯(lián)接理論和工程、基礎和應用的橋梁。因此，該門課程教學效果的好壞，會直接影響學生的專業(yè)素質(zhì)和工程能力的培養(yǎng)。伴隨著高校本科教學質(zhì)量與教學改革工程的全面實施，創(chuàng)新教育思想，改革教學模式，強調(diào)理論實踐相結合成為應用型高等學校教育教學改革之核心。筆者將“任務引領”教學法應用于化工原理的課堂教學，在培養(yǎng)學生工程意識、創(chuàng)造力，提升實踐動手能力方面，起到了較為明顯的作用。
1 化工原理課程教學現(xiàn)狀
（1）教育理念陳舊，改革動力不足。以知識系統(tǒng)化和內(nèi)在邏輯性為主線的傳統(tǒng)教學模式，強調(diào)理論推導和原理講解，與生產(chǎn)實踐聯(lián)系不足。此模式下的教師，課前備足功課，課中講清要點，課后做好總結即可。當強調(diào)理論聯(lián)系實際、滿足一線需要時，無疑對教師提出了更高的要求：熟悉生產(chǎn)實際，清楚理論應用。這種高要求需要教師深入生產(chǎn)一線、積極參與生產(chǎn)創(chuàng)新與改造，這與傳統(tǒng)的、只注重理論講解相比較，不但要投入大量的時間，而且教學難度也加大不少。教師固步自封、情緒抵觸等在所難免。思想是行動的先導，為了有效地推行教學改革，轉(zhuǎn)變思想、樹立理念是個基本前提。
（2）教學方法單一，以“填鴨式”為主。“復習引入―講解新課―課后小結―布置作業(yè)”，這種傳統(tǒng)的教學流程，填鴨式的“知識傳授”方式，不但使學生養(yǎng)成了只聽、死記、不動腦的惰性學習習慣，而且還扼殺了學生探究及創(chuàng)造性的思維火花。鑒于此，為培養(yǎng)適應創(chuàng)新型國家建設需要的高水平人才，必須改革傳統(tǒng)的教學方法。
（3）評價方式落后。傳統(tǒng)的教學方式是以一張期末試卷加上平時成績即成為化工原理課程學期學習的最終成果，缺乏全面性、客觀性和公正性，更談不上個性化。如何動態(tài)化、全方位的評價學生的學習成果，是教學改革過程中教師必須思考和探索的問題。多方面、多角度、過程性等應成為教學評價考量的維度。
2 “任務驅(qū)動”教學法的含義
