研究化學(xué)工業(yè)和其他過(guò)程工業(yè) (process industry) 生產(chǎn)中所進(jìn)行的化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)程共同規(guī)律的一門(mén)工程學(xué)科。這些工業(yè)包括石油煉制工業(yè)、冶金工業(yè)、建筑材料工業(yè)、食品工業(yè)、造紙工業(yè)等。它們從石油、煤、天然氣、鹽、石灰石、其他礦石和糧食、木材、水、空氣等基本的原料出發(fā)，借助化學(xué)過(guò)程或物理過(guò)程，改變物質(zhì)的組成、性質(zhì)和狀態(tài)，使之成為多種價(jià)值較高的產(chǎn)品，如化肥、汽油、潤(rùn)滑油、合成纖維、合成橡膠、塑料、燒堿、純堿、水泥、玻璃、鋼、鐵、鋁、紙漿等等。化學(xué)過(guò)程是指物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的反應(yīng)過(guò)程，如柴油的催化裂化制備高辛烷值汽油是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。物理過(guò)程系指物質(zhì)不經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生的組成、性質(zhì)、狀態(tài)、能量變化過(guò)程，如原油經(jīng)過(guò)蒸餾的分離而得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品。至于其他一些領(lǐng)域 , 諸如礦石冶煉 , 燃料燃燒，生物發(fā)酵，皮革制造，海水淡化等等，雖然過(guò)程的表現(xiàn)形式多種多樣，但均可以分解為上述化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)程。實(shí)際上，化學(xué)過(guò)程往往和物理過(guò)程同時(shí)發(fā)生。例如催化裂化是一個(gè)典型的化學(xué)過(guò)程，但輔有加熱、冷卻和分離，并且在反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中，也必伴隨有流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)。所有這些過(guò)程，都可通過(guò)化學(xué)工程的研究，認(rèn)識(shí)和闡釋其規(guī)律性，并使之應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程和裝置的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、操作，以達(dá)到優(yōu)化和提高效率的目的。 化學(xué)工程的研究方法 由于化學(xué)工程對(duì)象的這些特點(diǎn)，使得解析方法在化學(xué)工程研究中往往失效。也從而形成了自己的研究方法（化學(xué)工程研究方法），其中有些方法并非首創(chuàng)，而由別的領(lǐng)域移植而來(lái)。 早期的研究方法 化學(xué)工程初期的主要方法是經(jīng)驗(yàn)放大，通過(guò)多層次的、逐級(jí)擴(kuò)大的試驗(yàn)，探索放大的規(guī)律。這種經(jīng)驗(yàn)方法耗資大、費(fèi)時(shí)長(zhǎng)、效果差，人們一直努力試圖擺脫這種處境。但是時(shí)至今日，對(duì)于一些特別復(fù)雜，人們迄今尚知之甚少的過(guò)程，還不得不求助于或部分求助于此法。 20 世紀(jì)初的研究方法 相當(dāng)盛行的是相似論和因次分析，其特點(diǎn)是將影響過(guò)程的眾多變量通過(guò)相似變換或因次分析歸納成為數(shù)較少的無(wú)因次數(shù)（無(wú)量綱）群形式，然后設(shè)計(jì)模型試驗(yàn)，求得這些數(shù)群的關(guān)系。用這兩種方法歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果，甚為有效。 對(duì)于反應(yīng)過(guò)程，逐級(jí)的經(jīng)驗(yàn)方法沿用了很長(zhǎng)時(shí)間。由于不可能在滿足幾何相似和物理量相似的同時(shí)滿足化學(xué)相似條件，用無(wú)因次數(shù)群關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以獲得反應(yīng)過(guò)程規(guī)律的思路歸于無(wú)效。 50 年代以后的研究方法 直至 50 年代，才在化學(xué)反應(yīng)工程領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用數(shù)學(xué)模型方法。這一方法的影響波及到化學(xué)工程的其他分支，使研究方法出現(xiàn)了一個(gè)革新。但即使采用了這個(gè)方法 , 實(shí)驗(yàn)工作仍占重要地位 , 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要依靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定，模型要通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到鑒別，模型參數(shù)要由實(shí)驗(yàn)求取，模型可靠性要由實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 各種化學(xué)工程研究方法的基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)工作，不論采用哪一種研究方法，都應(yīng)力求使實(shí)驗(yàn)工作有效、可靠和簡(jiǎn)易可行。各種理論、各種方法以及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，目的都是為使實(shí)驗(yàn)工作更能揭示事物的規(guī)律，更為節(jié)省時(shí)間、人力和費(fèi)用。在上述方法的應(yīng)用中，多方面體現(xiàn)了過(guò)程分解（將一個(gè)復(fù)雜過(guò)程分解為兩個(gè)或幾個(gè)較簡(jiǎn)單過(guò)程），過(guò)程簡(jiǎn)化（較復(fù)雜過(guò)程忽略次要因素而以較簡(jiǎn)單過(guò)程簡(jiǎn)化處理）和過(guò)程綜合（在分別處理分解了的過(guò)程后，再將這些過(guò)程綜合為一）的思想。 化學(xué)工程面臨著新的挑戰(zhàn)和新的課題，解決這些新課題的過(guò)程，必然使化學(xué)工程學(xué)科得到發(fā)展。它的研究范圍和應(yīng)用前景已遠(yuǎn)遠(yuǎn)越過(guò)了它原有的含義。 化學(xué)工程正向兩個(gè)方向發(fā)展：一方面隨著學(xué)科的成熟，不斷向?qū)W科的深度發(fā)展；另一方面是不斷向新的領(lǐng)域滲透，研究和解決新領(lǐng)域中的新問(wèn)題。 學(xué)科的縱深方向 為了深入掌握過(guò)程的規(guī)律，對(duì)化學(xué)工程中經(jīng)常遇到的多相物系、高粘度流體和非牛頓型流體的傳遞規(guī)律進(jìn)行深入系統(tǒng)研究。這些研究不但有利于解決傳統(tǒng)研究領(lǐng)域的問(wèn)題，也有助于了解諸如人體內(nèi)血液流動(dòng)等新興課題。對(duì)反應(yīng)過(guò)程中多重定常穩(wěn)定態(tài)問(wèn)題的研究，既是反應(yīng)器設(shè)計(jì)和操作的需要，也是從另一側(cè)面對(duì)非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題研究所作的貢獻(xiàn)。為了使大型裝置的設(shè)計(jì)更為迅速可靠，研究了各種物系物性參數(shù)、熱力學(xué)參數(shù)與熱化學(xué)參數(shù)以及相平衡與化學(xué)平衡數(shù)據(jù)，推動(dòng)了化工熱力學(xué)研究進(jìn)一步與實(shí)際的結(jié)合。 在研究方法方面，數(shù)學(xué)模型方法不斷完善，與之相配合的是，以統(tǒng)計(jì)理論和信息論為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、模型的篩選和鑒別以及模型參數(shù)估計(jì)等方法。為了進(jìn)行過(guò)程的模擬及多方案計(jì)算，發(fā)展了多種計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，建立了模型庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)，并從定態(tài)模擬發(fā)展到為過(guò)程控制所需要的動(dòng)態(tài)模擬。 向新領(lǐng)域的滲透 這是客觀需要，也是學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力。在歷史上，化學(xué)工程就在各種新過(guò)程的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化，在無(wú)機(jī)化工和石油化工等裝置大型化的推動(dòng)下得到發(fā)展，如大型徑向固定床反應(yīng)器和催化裂化用流化床反應(yīng)器的開(kāi)發(fā)技術(shù)。在解決石油加工中多組分反應(yīng)物系處理方法時(shí)，發(fā)展了集總動(dòng)力學(xué)處理方法，這一方法反過(guò)來(lái)又可用于處理生物反應(yīng)過(guò)程。在向材料工業(yè)滲透過(guò)程中，出現(xiàn)了將化學(xué)反應(yīng)工程原理用于聚合過(guò)程的聚合反應(yīng)工程，對(duì)于高粘物系傳遞特性的研究則有了實(shí)際應(yīng)用的課題。隨著生物技術(shù)的進(jìn)展 , 出現(xiàn)了生物化學(xué)工程 , 以解決生物反應(yīng)器和生物制劑分離等問(wèn)題，如超過(guò)濾技術(shù)等。能源短缺的情況，使人們重視低溫?zé)嵩吹睦茫霈F(xiàn)了新型換熱器。為了保護(hù)環(huán)境，也為了開(kāi)發(fā)海洋資源，要求研究低濃度混合物的分離技術(shù)，于是出現(xiàn)了新的分離?B

標(biāo)簽：歷程化工發(fā)展