化学工程

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引言

化学工程学位有助于提供注册成为专业化学工程师所需的理论和实践知识。课程可能特别侧重于化学过程的建模和流体力学。对于希望未来加入化工行业、生产产品和从事研究的考生来说，化学工程课程非常可行。当程序涉及物理或化学物质时，化学工程师的培训在某些领域变得至关重要。化学工程师致力于提高人们的生活质量。化学工程资格正在帮助消除疾病、贫困和饥饿。

什么是化学工程？

化学工程定义为一个工程分支，它有效地利用和转化物质、能量和化学品，其原理涉及微生物学、经济学、化学、生物化学、应用数学和物理学。

化学工程师设计和构思流程以创建、运输和转化材料 (Saadatkhah *et al*. 2020)。它始于实验室的实验，然后在全规模生产中建立技术。

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图1：化学工程中的流程图

化学工程师的角色是维护和构建项目，通过这些项目，有机物和原材料被改变以有效地利用化学物质。

近年来，由于大量依赖材料和化学品加工和合成的工业，化学工程需求巨大 (Parra-Cabrera *et al*. 2018)。

化学工程师抓住机遇，并在制药、生物技术、电子设备制造和环境工程领域获得最大机会。

成为化学工程师所需的技能

• 化学工程师应该对技术程序背后的科学和工程原理有定量和全面的理解。

• 考生必须具备传质方面的适当知识，因为它是化学工程的核心组成部分。基本的设备设计对于在这个领域成为一名设计工程师来说极其重要且必不可少。化学工程课程的结构旨在为学生提供坚实的生物学、化学和物理学基础。

• 在运行和设计控制系统时，考生必须对数学有适当的认识，例如拉普拉斯变换，这可能派上用场。

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图2：流程框图

在化学工程中，流程框图主要用于表示比单张纸更复杂的程序。在这个图中，主要提到质量流量来讨论某个点的物料平衡。

• 学生或未来的化学工程师习惯于在传质、传热、热力学、测量和流体流动下出现的不同物理量的单位。

• 了解泵的功能，记住所有无量纲常数（如努塞尔数）是化学工程考生必须具备的技能和能力的一些重要事实。

• 他们必须具备完全掌握技术知识的技能，并专注于学习元素周期表和元素的化学价。一些主题的推导，例如纳维-斯托克斯方程、麦凯布-蒂尔图、克雷姆瑟-布朗方程等，对于化学工程师来说，记住它们未来的方面很重要。

化学工程的未来前景

化学工程专业的毕业生在化学工业工作，仔细研究具有重要机械、光学或电学性能的新型聚合物材料。

在这方面，需要高度关注聚合物合成和流动，并创建方法以制造最终产品。正如 Venkatasubramanian (2019) 所述，化学工程专业的毕业生协助构建利用酶和微生物来巩固新药的生产设施。化学工程师拥有广泛的职业机会。

该领域的毕业生可能会从事突破性科学研究，担任高级管理人员或担任现场工程师 (Hartings & Ahmed, 2019)。可以看出，跨国公司雇用的毕业生经常为工作而跨国旅行。化学工程毕业生可以在咨询、金融或科学新闻领域取得成功的职业生涯。

化学和化学工程的区别

化学	化学工程
化学家倾向于专注于改进新型工艺和材料，评估物质，计算物质的物理性质和检验理论。	化学工程师将所有注意力都放在将新发现和想法转化为可获得的有益产品上。
大部分工作都涉及机器和工厂的操作、制造和设计以及新型物质和材料的改进。	化学工程师专注于大规模和以盈利为目的创造可供许多人使用的产品。
化学研究涵盖无机、分析、有机、生物化学和物理方面的科学背景。	关于化学的化学工程在其方法上更有条理，因为它涵盖了从生物学到物理学的每一个学科。

表1：化学和化学工程的区别

结论

化学工程领域多样化，有志者可以寻找适合自己理想的特定工作。由于污染和全球变暖的挑战，化学工程的范围非常广阔。由于 COVID-19 导致的大流行情况，考生有机会利用化学工程的在线课程。未来的大多数化学工程师在毕业和职业生涯开始时都会成为工艺工程师。工艺工程至关重要的是化学工程的应用原理，用于优化操作和设计。他们通过改进改变技术来减少温室效应、铅污染和对抗酸雨，从而保护环境。

常见问题

问1. 化学工程师的主要工作是什么？

化学工程师设计和开发化学制造方法。他们应用不同学科的原理来解决包括化学品、药物、燃料和其他物质的生产或利用的问题。

问2. 化学工程师创造了什么？

塑料、药品、石油化工产品、化肥和其他相关产品都是由化学工程师生产的。石油和能源行业对化学工程师的需求最大。

问3. 化学工程的核心分类是什么？

化工行业的工程师主要关注四个方面。这些领域包括研发 (R&D)、运营、设计和调试。

问4. 化学工程师必须掌握哪些基本知识？

化学工程专业的考生必须掌握材料科学、信息技术、生物化学和化学知识。除此之外，他们还必须管理环境和安全以及经济。

参考文献

期刊

Hartings, M. R., & Ahmed, Z. (2019). Chemistry from 3D printed objects. Nature Reviews Chemistry, 3(5), 305-314. Retrieved from: https://www.nature.com/articles/s41570-019-0097-z

Parra-Cabrera, C., Achille, C., Kuhn, S., & Ameloot, R. (2018). 3D printing in chemical engineering and catalytic technology: structured catalysts, mixers and reactors. Chemical Society Reviews, 47(1), 209-230. Retrieved from: https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/cs/c7cs00631d

Saadatkhah, N., Carillo Garcia, A., Ackermann, S., Leclerc, P., Latifi, M., Samih, S., ... & Chaouki, J. (2020). Experimental methods in chemical engineering: thermogravimetric analysis—TGA. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 98(1), 34-43. Retrieved from: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cjce.23673

Venkatasubramanian, V. (2019). The promise of artificial intelligence in chemical engineering: Is it here, finally. AIChE J, 65(2), 466-478. Retrieved from: https://corsi.unibo.it/magistrale/IngegneriaChimicaProcesso/bacheca/seminario-the-promise-of-artificial-intelligence-in-chemical-engineering-is-it-here-finally-1/venkat-seminar-abstract-2019.pdf/@@download/file/Venkat%20seminar%20%20abstract%202019.pdf

网站

Conceptdraw (2022)。关于如何绘制化学工艺流程图。检索自：https://www.conceptdraw.com/examples/chemical-process [检索日期：2022年6月27日]