研究化學(xué)工業(yè)和其他過程工業(yè) (process industry) 生產(chǎn)中所進行的化學(xué)過程和物理過程共同規(guī)律的一門工程學(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)過程或物理過程，改變物質(zhì)的組成、性質(zhì)和狀態(tài)，使之成為多種價值較高的產(chǎn)品，如化肥、汽油、潤滑油、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)過程是指物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的反應(yīng)過程，如柴油的催化裂化制備高辛烷值汽油是一個化學(xué)反應(yīng)過程。物理過程系指物質(zhì)不經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生的組成、性質(zhì)、狀態(tài)、能量變化過程，如原油經(jīng)過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，雖然過程的表現(xiàn)形式多種多樣，但均可以分解為上述化學(xué)過程和物理過程。實際上，化學(xué)過程往往和物理過程同時發(fā)生。例如催化裂化是一個典型的化學(xué)過程，但輔有加熱、冷卻和分離，并且在反應(yīng)進行過程中，也必伴隨有流動、傳熱和傳質(zhì)。所有這些過程，都可通過化學(xué)工程的研究，認識和闡釋其規(guī)律性，并使之應(yīng)用于生產(chǎn)過程和裝置的開發(fā)、設(shè)計、操作，以達到優(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)工程對象的這些特點，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。 早期的研究方法 化學(xué)工程初期的主要方法是經(jīng)驗放大，通過多層次的、逐級擴大的試驗，探索放大的規(guī)律。這種經(jīng)驗方法耗資大、費時長、效果差，人們一直努力試圖擺脫這種處境。但是時至今日，對于一些特別復(fù)雜，人們迄今尚知之甚少的過程，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，其特點是將影響過程的眾多變量通過相似變換或因次分析歸納成為數(shù)較少的無因次數(shù)（無量綱）群形式，然后設(shè)計模型試驗，求得這些數(shù)群的關(guān)系。用這兩種方法歸納實驗結(jié)果，甚為有效。 對于反應(yīng)過程，逐級的經(jīng)驗方法沿用了很長時間。由于不可能在滿足幾何相似和物理量相似的同時滿足化學(xué)相似條件，用無因次數(shù)群關(guān)聯(lián)實驗結(jié)果以獲得反應(yīng)過程規(guī)律的思路歸于無效。 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)了一個革新。但即使采用了這個方法 , 實驗工作仍占重要地位 , 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要依靠實驗測定，模型要通過實驗得到鑒別，模型參數(shù)要由實驗求取，模型可靠性要由實驗驗證。 各種化學(xué)工程研究方法的基礎(chǔ)是實驗工作，不論采用哪一種研究方法，都應(yīng)力求使實驗工作有效、可靠和簡易可行。各種理論、各種方法以及計算機的應(yīng)用，目的都是為使實驗工作更能揭示事物的規(guī)律，更為節(jié)省時間、人力和費用。在上述方法的應(yīng)用中，多方面體現(xiàn)了過程分解（將一個復(fù)雜過程分解為兩個或幾個較簡單過程），過程簡化（較復(fù)雜過程忽略次要因素而以較簡單過程簡化處理）和過程綜合（在分別處理分解了的過程后，再將這些過程綜合為一）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)用前景已遠遠越過了它原有的含義。 化學(xué)工程正向兩個方向發(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)域中的新問題。 學(xué)科的縱深方向 為了深入掌握過程的規(guī)律，對化學(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)域的問題，也有助于了解諸如人體內(nèi)血液流動等新興課題。對反應(yīng)過程中多重定常穩(wěn)定態(tài)問題的研究，既是反應(yīng)器設(shè)計和操作的需要，也是從另一側(cè)面對非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性問題研究所作的貢獻。為了使大型裝置的設(shè)計更為迅速可靠，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)，推動了化工熱力學(xué)研究進一步與實際的結(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)計理論和信息論為基礎(chǔ)的實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、模型的篩選和鑒別以及模型參數(shù)估計等方法。為了進行過程的模擬及多方案計算，發(fā)展了多種計算機模擬系統(tǒng)，建立了模型庫和數(shù)據(jù)庫，并從定態(tài)模擬發(fā)展到為過程控制所需要的動態(tài)模擬。 向新領(lǐng)域的滲透 這是客觀需要，也是學(xué)科發(fā)展的動力。在歷史上，化學(xué)工程就在各種新過程的開發(fā)和優(yōu)化，在無機化工和石油化工等裝置大型化的推動下得到發(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，發(fā)展了集總動力學(xué)處理方法，這一方法反過來又可用于處理生物反應(yīng)過程。在向材料工業(yè)滲透過程中，出現(xiàn)了將化學(xué)反應(yīng)工程原理用于聚合過程的聚合反應(yīng)工程，對于高粘物系傳遞特性的研究則有了實際應(yīng)用的課題。隨著生物技術(shù)的進展 , 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題，如超過濾技術(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。為了保護環(huán)境，也為了開發(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