南京工业大学化工专业复试专业英语

第1课化学工程

化工工程是在技术规模上，物料物理和化学状态变化时的过程的发展和工厂的设计操作。化学工程是建立在化学，物理和数学原则之上且适用于整个过程工业。物理化学和物理学的规律控制着化学工程操作的可行性和效率。从热力学方面考虑的能量变化也是尤为重要的。数学是优化和建模中一个基本的工具。优化是通过安排原料，设备，和能量追求高效经济的收益的操作。建模是复杂系统过程中数学理论原型的结构，一般情况下需要电脑的帮助。

化学工程和过程工业一样古老。化学工程的传统起源于早期文明是操作的发酵，蒸发过程的操作。19世纪下半叶，随着大规模化学制造业的发展，现代化的化学工程应运而生。纵观其作为一门独立的学科的发展，化学工程已经指向解决为连续性生产而设计和操作大型工厂中遇到的问题。

19世纪中期，化学品的制造是普通手工业操作完成的。人们需求量的增加，公众对有毒物排放的更加关注，以及对手相互竞争的过程，激励了生产效率的提高。这导致了为更大型操作的资源整合以及手工业向科学化的工业的转型。其结果就有了对懂得制造过程的化学家的需求，这些人就是人们知道的工业化学家或者化学技术专家。化学工程师的术语在1900年左右时被普遍使用。尽管化工工程师出现在传统化学制造业，但是通过其在在石油工业的发展中发挥的作用，化学工程师被正式确立为一门独立的学科。对能持续，高效的操作物质分离过程的工厂的需求，是传统化学家或者机械工程师不可能遇到的挑战

化学工程发展的里程碑是，1901年英国化学顾问戴维斯出版的第一本关于这个主题教科书。它致力于具体工厂项目的设计。加工厂内容包括一系列

操作，如混合、蒸发、过滤，无论产物是什么，这些操作都基本相似的，从而导致了单元操作的概念的产生。这是美国化学工程师利特在1915年第一次明确叙述，并形成了化学工程设计的分类基础且在接下来的40年统治了这个领域。单元操作的数量——化工厂的建筑块不是很大。复杂性产生于各个单元操作进行时的条件变化。

同复杂的工厂可划分为基本的单元操作一样，过程工业中涉及的化学反应也可分成为一定的单元过程（如聚合、酯化和硝化），它们具有共同的特性。分类成单元操作过程让过程工程设计的研究合理化。

用这种方法分类的单元方法有其内在的缺：限制了基于现有的实践观。自从二战以来，关于在各种的单元操作中的基本现象的仔细研究，已经表单元操作是依靠传质、传热和流体流动的基本规律。这使单元操作的到来统一，并且用它自身的权利使化学工程的科学得以发展；结果，许多应用已在传统化学工业领域以外被发现。

研究化工基础上基本现象需采用数学形式来描述，并借助复杂的数学技术来解决。电子计算机的出现使费力设计计算快速地完成，并为工业生产中精确优化开辟了道路。不同参数引起的变化如所用的能量来源、工厂布置和环境因素可以正确和快速地预测，就可能选择出最佳的组合。

化工的作用。化学工程设计师从事于过程和工厂项目的设计和开发。在每种情况下下，数据和预测必须通过先导经验来得到或验证。工厂操作和控制越来越成为化学工程师的领域而不是化学家。化学工程技术为新项目的经济估价和市场营销、工厂建筑部门提供理想的背景。化学工程技术的分科。化学工程技术的基本原则支撑于扩大过程发展，超过化学工业界限的操作，

化工的分支。化工的基本原则是延伸到化工界限以外的操作流程的基础，化学工程师从事于传统领域之外的一系列操作。塑料、聚合物和合成纤维在生产中涉及化学反应工程问题，其中流体流动和传热是生产中主要考虑的因素。纤维的染色工艺是传质的问题。纸浆和纸的制造涉及流体流动和传热考虑。当规模和物料变化时，这些基本原则又出现在现代持续的食品生产中。制药工业也有化学工程关于保持现代药物有效性必需的方法的问题。核工业，特别是在燃料加工和再加工方面，同样需要化学工程师。金属加工业的许多部门，从钢铁制造到稀有金属的分离都需要化学工程师的参与。

燃料工业发现关于化学工程更多运用。20世纪下半叶，从燃料电池的设计到推进剂的生产，相当数量的化学工程师参与了空间的探索。展望未来，化学工程技术有可能解决世界上至少两个主要的问题：在所有地区通过海水淡化的提供充足的淡水以及通过预防污染而保护环境

第二课：化学工程的传统范例

每一门科学的学科都有它独特设置的问题和解决问题系统的方法。那就是范例。化学工程当然也不例外。自从上个世纪它诞生以来，它根本的知识模型已经经受一系列系统的改变。

当美国麻省理工学院在1888年开设化工课程，并把当作为化学系里一种选择时，这个课程很大程度被描述成工业操作以及被组织成特定的产品。缺少一个范例不久变得非常明显。更好的知识基础是需要的，因为化学工业的知识经常在细节上不同于其他工业的知识，就如同硫酸的化学特性不同于润滑油的化学特性。

化工学科第一个范例是建立在单元操作通用概念的基础上，它是1915年莱特提出的。为响应商业产品经济且大规模制造它一直在发展。单元操作的概念认为任何化学生产过程可分解成一系列同等的操作，如粉碎、干燥、焙烧、结晶、过滤、蒸发、蒸馏、电解等。例如，松脂生产具体方面的学术研究可以被蒸馏的遗传研究所取代，这个过程在工业上是很普遍的。单元操作定量的形式出现在1920年，恰好赶上因为汽车数量的急剧增加而出现的汽油危机。化学工程师定量表征

比如蒸馏这样单元操作的能力，可以为第一代新型炼油厂做合理的设计。在石油工业化学工程师的就业市场迎来了第一次繁荣。

在单元操作加强发展期间，其他化学工程分析经典的工具被引进或得到快速的发展。这些包括化工工程中物料和能量平衡的研究和多组分系统中基本的热力学研究.

在二战以后，在常规的单元操作中研究问题日渐枯竭的问题显现出来。这个导致了工程科学运动中提倡的化学工程第二个范例的出现。由于不满意对工艺设备性能经验性的描述，化学工程师开始从一种更基本视角重新审视单元操作。发生在单元操作中的现象被分解成一系列分子事件。这些事件的定量的机械模型被发现和使用来分析正存在的设备和设计新的工艺设备。过程和反应的数学模型被发现和运用到资本集中的工业比如石油化学品。

第三课：单元操作

化学工程必须处理原料被改变或分离成有用的产品的工业流程。化学工程必须能开发、设计和操作全流程和所用的设备：选择适当的原料；高效、安全、经济地操作工厂；看产品是否可以满足客户的需要。化学工程既是艺术也是科学。每当科学帮助工程师解决问题，科学就在被使用，但在通常情况下，科学不能给出所有的答案，这是有必要使用经验和判断。一个工程师的专业才能取决于其能否充分利用所有信息资源来解决具体过程问题。

各种各样的流程和需求化学工程师服务的行业都非常多。这不是一个非常容易定义的领域。在化学技术上标准论文的描述过程和过程工业给化工领域一个最好的方法。

因为现代化流程的多样性和复杂性，想在一个单一的方向覆盖化学工程所有主题，这是不可行的。这个领域被分成方便但却很随意的部分。这个内容覆盖了那些被称为单元操作的化学工程的部分

一个组织许多关于化学工程主题的经济的方法建立在两个事实之上：（1）尽管个体流程的数量非常的大，但每个流程都可以被分解成一系列称为操作的步骤，这些步骤在过程流程后依次出现。（2）每一种操作有共同的技术且基于在相同的