化学工程

化学工程在这些过程中，材料的物理或性质发生了变化化学状态。应用于整个过程工业，它是建立在原则的基础上化学，物理和数学。

的法则物理化学而物理学控制着实用性和效率的化学工程操作。能量变化，从热力学的考虑，是特别重要的。数学是一门基础工具在优化和建模方面。优化是指安排材料、设施和能源，使生产尽可能高效、经济。建模是建设理论数学原型复杂的过程系统，通常借助于计算机。

历史

化学工程和加工工业一样古老。它的遗产可以追溯到发酵和蒸发早期文明运作的过程。现代化学工程是随着19世纪下半叶大规模化学制造业务的发展而出现的。在其独立发展的过程中纪律在美国，化学工程一直致力于解决连续生产的大型工厂的设计和操作问题。

19世纪中期，化学制品的制造由小型手工作业组成。需求的增加、公众对有毒废水排放的关注以及相互竞争的过程之间的竞争，促使人们提高效率。这导致了有资源的联合企业的出现，以进行更大规模的操作，并导致了从工艺到科学工业的过渡。结果是对化学工作者的需求制造业工序，被称为工业化学家或化学工艺师。化学工程师一词大约在1900年被广泛使用。尽管化学工程出现在传统的化学制造业中，但正是通过它在石油工业发展中的作用，化学工程才成为一门独特的学科。对能够连续高效率运行物理分离过程的设备的需求是传统化学家或机械工程师无法满足的挑战。

化学工程发展的一个里程碑是1901年出版的第一本关于这一主题的教科书英国化学顾问乔治·e·戴维斯说。这集中在针对特定操作的工厂项目的设计上。加工厂的概念包括许多操作，如混合，蒸发和过滤，这些操作本质上是相似的，无论产品，导致的概念单元操作。这是美国化学工程师最先提出的亚瑟·d·利特尔1915年，形成了化学工程分类的基础，并在接下来的40年里主导了这门学科。作为化工厂的组成部分，单元操作的数量并不多。这种复杂性来自于单元操作所处的各种条件。

就像一个复杂的工厂可以划分为基本的单元操作一样，过程工业中的化学反应也可以划分为特定的组或组单元过程(例如,聚合反应、酯化反应和硝化反应)，具有共同的特征。这种单元过程的分类为过程工程研究带来了合理化。

单元化方法有其缺点固有的在这样的分类中:基于现有实践的有限展望。自二战期间但是，对各种单元操作所涉及的基本现象的进一步研究表明，这些操作依赖于质量传递的基本定律，传热，流体流动。这给了团结多样化的单元作业带动了化学工程的发展科学就其本身而言;因此，在传统领域之外也发现了许多应用化学工业．

对化学工程所基于的基本现象的研究需要用数学形式对其进行描述，并导致了更复杂的数学技术。数字技术的出现电脑使繁琐的设计计算得以快速执行，为精确优化工业流程开辟了道路。由于不同的参数，如能源使用、厂房布局、环境因素等，可以准确、快速地预测，从而选择最佳组合。

化学工程功能

化学工程师被雇用在工艺和工厂项目的设计和开发。在每一种情况下，数据和预测往往都必须通过试点实验来获得或证实。工厂操作及控制越来越多地成为化学工程师而不是化学家的领域。化学工程为新项目的经济评估提供了理想的背景，在工厂建设部门，为市场营销。

化学工程分支

化学工程的基本原理是过程的操作远远超出了化学工业的边界，化学工程师受雇于传统领域之外的一系列操作。塑料、聚合物和合成纤维在制造过程中涉及化学反应工程问题，流体流动和传热因素主导着它们的制造。纤维的染色是一个传质问题。纸浆和造纸涉及到流体流动和传热。虽然规模和材料有所不同，但这些在现代连续生产的食品中同样存在。制药工业提出了化学工程问题，这些问题的解决方案对现代药物的可用性至关重要。核工业对化学工程师也有类似的要求，特别是在燃料制造和再处理方面。化学工程师涉及金属加工业的许多部门，从钢铁制造到稀有金属的分离。

化学工程的进一步应用见于燃料工业。在20世纪下半叶，相当数量的化学工程师已经参与太空探索从燃料电池的设计到推进剂的制造。展望未来，化学工程很可能为世界上至少两个主要问题提供解决方案:通过海水淡化在所有地区提供足够的淡水和通过防止污染控制环境。