大学课件化工专业介绍

化工专业介绍化学工艺教研室汪海主要内容：化学工业化学与化工及发展史、地位与作用现代化学工业的特点和发展方向化学工业的原料资源和主要产品化工专业所学习的课程化工专业的就业方向与前景什么是化学工业：化学工业(chemicalindustry)又称化学加工工业，泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业。因为这些工业都是经过反应过程实现原料向产品的转换的生产部门，也称过程工业。在化学工业范围内，如果以化工产品分类，可包括无机化工、基本有机化工、高分子化工、精细化工等。一、化学工业概述按中国工业统计的方法﹐把化学工业划分为下列各种工业:合成氨及肥料工业﹑硫酸工业﹑制碱工业﹑无机物工业(包括无机盐及单质)﹑基本有机原料工业﹑染料及中间体工业﹑产业用炸药工业﹑化学农药工业﹑医药药品工业﹑合成树脂与塑料工业﹑合成纤维工业﹑合成橡胶工业﹑橡胶制品工业﹑涂料及颜料工业﹑信息记录材料工业(包括感光材料﹑磁记录材料)﹑化学试剂工业﹑军用化学品工业﹑以及化学矿开采业和化工机械制造业等。化学工程学：化学工程学：主要研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程的共同规律，它的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应，特别是放大中的效应。化学工程研究内容与方向包括单元操作、化工热力学、传递过程、分离工程、化学反应工程、过程系统工程及其它学科分支。化学工程的研究内容是从实验室到工业生产（特别是大规模的生产），进行装置放大。研究有关工程因素对过程和装置的效应。以物理学、化学和数学的原理为基础，广泛应用各种实验手段，与化学工艺相配合，去解决工业生产问题。化学工艺：化学工艺（chemicaltechnology）即化工生产技术，系指将原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过程，包括实现这种转变的全部化学的和物理的措施。由原料到化学产品的转化要通过化学工艺来实现。化学工艺学：化学工艺学是在化学、物理和其他科学成就的基础上，研究综合利用各种原料生产化工产品的原理、方法、流程和设备的一门学科，目的是创立技术先进、经济合理、生产安全、环境无害的生产过程。化学工艺学研究的范畴：一般包括原料的选择和预处理；生产方法的选择及方法原理；设备的作用、结构和操作；催化剂的选择和使用；操作条件的影响和选定；流程组织；生产控制；产品规格和副产物的分离与利用；能量的回收和利用；对不同工艺路线和流程的技术经济评比等问题。化学工艺学的产生在早期，人类进行化工生产仅处于感性认识的水平，随着生产规模的发展，各种经验的积累，特别是许多化学定律的发现和各种科学原理的提出，使人们从感性认识提升到理性认识的水平，利用这些定律和原理来研究和指导化工生产，从而产生了化学工艺学这门学科。化学工程与化学工艺相结合，可以解决化工过程开发、装置设计、操作原理及方法等方面的问题。化学工程与工艺在国外，化工学科在工程学科，也有根据其研究的对象划入化学学科。我国以一级学科“化学工程与技术”概括化工学科，并分为化学工程、化学工艺、应用化学、生物化工、工业催化五个二级学科。在教育部关于印发《普通高等学校本科专业目录（1998年颁布）》中，在08工学中设立0811化工与制药类，下设081101化学工程与工艺和081102制药工程两个大类专业。化工学科划分化学工程与工艺化学工程与工艺是研究化学工业以及其相关产业生产过程中所进行的化学过程、物理过程及其所用设备的设计与操作和优化的共同规律的一门工程学科。本专业方向学生主要学习化工流体流动与传热、化工传质与分离过程、化工热力学、化学反应工程、化工应用数学、化工分离过程、化工工艺学、化工过程控制、化工设计及技术经济等课程，为拓宽专业面，增加适应性，还开设生化基础、石油炼制工程、环境化工、化工机械基础等课程。学科情况介绍化学发展史的五个时期远古的工艺化学时期。化学的萌芽时期。炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年。英语的chemistry起源于alchemy，即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义：化学家和药剂师。燃素化学时期。从1650年到1775年。定量化学时期，即近代化学时期。1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期。科学相互渗透时期，即现代化学时期。化学与化工及发展史、地位与作用化学与化工1.化学的概念化学是在分子、原子或离子等层次上研究物质的组成、结构和性质的相互变化规律以及变化过程中的能量关系的科学。1997年我国化学家徐光宪提出了现代化学的定义：化学是研究从原子、分子片、分子、超分子、生物大分子到分子的各种不同尺度和不同程度的聚集态的合成和反应、分析和分离、结构和形态、物理性能和生物活性及其规律和应用的科学。化学学科的分支简介化学无机化学高分子化学其他化学物理化学分析化学有机化学无机化学是以元素周期系和物质结构理论为基础来研究除碳氢化合物及其衍生物外其它一切元素及其化合物的来源、存在、制备、组成、结构、性质、反应和应用的学科。有机化学是研究碳的化合物（碳氢化合物及其衍生物）的一个分支学科。因此也称作碳化合物的化学或碳氢化合物和它们的衍生物的化学。化学学科的分支简介化学学科的分支简介分析化学是“表征和量测的科学”，是研究物质的化学组成的鉴定、物质组分含量的测定、分析方法及相关原理的一门学科。物理化学是以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系中特殊规律的学科。化学学科的分支简介高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门新兴的综合性学科。化学与化工自20世纪初化工崛起，化学基础研究的一些重大突破，推动了化工的大发展，使与化学相关的工农业各领域均相应地得到很大的进展；同时化工又通过不断提出问题和要求，推动了化学基础研究。化学通过化工产生了巨大工业价值和经济意义。在现在各种制造行业中，化学过程大量存在。化学反应要通过化学工程才能产生具有经济价值的商业产品。化学不断发现和创造的新物质只有经过化工过程才能转变为产品，才能实现大规模生产，才能提供各种价廉物美的商品。因此化学与化工不可分割，从一个化学反应在实验室得到样品到中试放大，最后进入工业化生产，是化学工程研究的全部过程。1.世界化学工业发展史古代的化学加工化学加工在形成工业之前的历史，可以从18世纪中叶追溯到远古时期，从那时起人类就能运用化学加工方法制作一些生活必需品，如制陶、酿造、染色、冶炼、制漆、造纸以及制造医药、火药和肥皂。二、化学工业发展史世界化学工业发展史公元前后，中国和欧洲进入炼丹术、炼金术时期。中国由于炼制长生不老药，而对医药进行研究。于秦汉时期完成的最早的药物专著《神农本草经》，载录了动、植、矿物药品365种。16世纪,李时珍的《本草纲目》总结了以前药物之大成，具有很高的学术水平。此外,7－9世纪已有关于黑火药三种成分混炼法的记载,并且在宋初时火药已作为军用。早期的化学工业从18世纪中叶至20世纪初是化学工业的初级阶段。在这一阶段无机化工已初具规模，有机化工正在形成，高分子化工处于萌芽时期。世界化学工业发展史世界化学工业发展史无机化工第一个典型的化工厂是在18世纪40年代于英国建立的铅室法硫酸厂。1791年N.吕布兰在法国科学院悬赏之下，获取专利，以食盐为原料建厂，制得纯碱，并且带动硫酸（原料之一）工业的发展；生产中产生的氯化氢用以制盐酸、氯气、漂白粉等为产业界所急需的物质，吕布兰法于20世纪初逐步被索尔维法制碱取代。19世纪末叶出现电解食盐的氯碱工业。这样，整个化学工业的基础──酸、碱的生产已初具规模。世界化学工业发展史有机化工化学家们以有机化学的成就把煤焦油分离为苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烃。1856年，英国人W.H.珀金仿制了与天然茜素完全相同的产物。同样，制药工业、香料工业也相继合成与天然产物相同的化学品，品种日益增多。世界化学工业发展史有机化工1867年，瑞典人A.B.诺贝尔发明代那迈特炸药，大量用于采掘和军工。当时有机化学品生产还有另一支柱，即乙炔化工。于1895年建立以煤与石灰石为原料，用电热法生产电石（即碳化钙）的第一个工厂,电石再经水解发生乙炔,以此为起点生产乙醛、醋酸等一系列基本有机原料。世界化学工业发展史高分子材料天然橡胶受热发粘，受冷变硬。1839年美国C.固特异用硫磺及橡胶助剂加热天然橡胶，使其交联成弹性体，应用于轮胎及其他橡胶制品，用途甚广，这是高分子化工的萌芽时期。世界化学工业发展史高分子材料1869年，美国J.W.海厄特用樟脑增塑硝酸纤维素制成赛璐珞塑料，很有使用价值。1891年H.B.夏尔多内在法国贝桑松建成第一个硝酸纤维素人造丝厂。1909年,美国L.H.贝克兰制成酚醛树脂,俗称电木粉,为第一个热固性树脂,广泛用于电器绝缘材料。化学工业的大发展时期：从20世纪初至战后的60-70年代，这是化学工业真正成为大规模生产的主要阶段，一些主要领域都是在这一时期形成的。这个时期之初，英国G.E.戴维斯和美国的A.D.利特尔等人提出单元操作的概念，奠定了化学工程的基础。世界化学工业发展史世界化学工业发展史合成氨工业20世纪初期异军突起，F.哈伯用物理化学的反应平衡理论，提出氮气和氢气直接合成氨的催化方法，以及原料气与产品分离后，经补充再循环的设想，合成氨原用焦炭为原料，40年代以后改为石油或天然气，使化学工业与石油工业两大部门更密切地联系起来，合理地利用原料和能量。世界化学工业发展史石油化工1920年美国用丙烯生产异丙醇，这是大规模发展石油化工的开端。1939年美国标准油公司开发了临氢催化重整过程，这成为芳烃的重要来源。1941年美国建成第一套以炼厂气为原料用管式炉裂解制乙烯的装置。在第二次世界大战以后，由于化工产品市场不断扩大，石油可提供大量廉价有机化工原料，同时由于化工生产技术的发展，逐步形成石油化工。世界化学工业发展史世界化学工业发展史高分子化工1937年德国法本公司开发丁苯橡胶获得成功。以后各国又陆续开发了顺丁、丁基、氯丁、丁腈、异戊、乙丙等多种合成橡胶，各有不同的特性和用途。1937年美国W.H.卡罗瑟斯成功地合成尼龙66（聚酰胺），用熔融法纺丝。30年代后,热塑性树脂品种不断出现,如聚氯乙烯、聚苯乙烯、高压聚乙烯、低压聚乙烯、等规聚丙烯、有机硅树脂、氟树脂，其中聚四氟乙烯有塑料王之称。世界化学工业发展史精细化工在染料方面，发明了活性染料，使染料与纤维以化学键相结合。还有用于激光、液晶、显微技术等特殊染料。在农药方面，40年代瑞士P.H.米勒发明第一个有机氯农药滴滴涕之后，又开发一系列有机氯、有机磷杀虫剂，仿生合成的拟除虫菊酯类。世界化学工业发展史精细化工在医药方面,在1910年法国P.埃尔利希制成606砷制剂（根治梅素的特效药）。30年代的磺胺药类化合物、甾族化合物等。1928年，英国A.弗莱明发现青霉素。涂料工业摆脱天然油漆的传统，改用合成树脂，如醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂等，以适应汽车工业等高级涂饰的需要。世界化学工业发展史现代化学工业20世纪60-70年代以来，化学工业各企业间竞争激烈，一方面由于对反应过程的深入了解，可以使一些传统的基本化工产品的生产装置，日趋大型化，以降低成本。与此同时,由于新技术革命的兴起,对化学工业提出了新的要求，推动了化学工业的技术进步，发展了精细化工、超纯物质、新型结构材料和功能材料。现代化学工业发展的特点：规模大型化信息技术用化学品的发展高性能合成材料能源材料和节能材料专用化学品得到进一步发展2、中国化学工业发展史中国近代化学工业的初创时期（19世纪末-1949年前）1876年，清天津机械局建成我国第一家铅室法硫酸厂，日产硫酸约2吨1924年，天津塘沽成立永利碱厂1934年，南京永利宁厂这一阶段的代表人物有范旭东、吴蕴初、侯德榜至1949年，我国化学工业总产值为1.77亿元，占当时全国工业总产值的1.6%。侯德榜中国著名化工专家，中国