前言：中文期刊網(wǎng)精心挑選了化學反應工程的研究方法范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發(fā)你的文章創(chuàng)作靈感，歡迎閱讀。
化學反應工程的研究方法范文1
《化學反應工程》課程是化工類及相關專業(yè)的核心課程之一，屬于本專業(yè)重要的專業(yè)基礎課和必修課，在化工類學生的培養(yǎng)過程中起著舉足輕重的作用?；瘜W反應工程是一門研究與化學反應工程相關問題的一門科學技術，是從上世紀30年代初萌生到50年代末形成的一門由過程控制、傳遞工程、物理化學、化工熱力學、化工工藝學、催化劑等相關學科互相交叉互相滲透而演變成的一門邊緣學科［1］。通過近幾年的教學經(jīng)驗和調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，學生普遍認為化學反應工程是大學課程中最難學的基礎課程之一，學習過程中發(fā)現(xiàn)理論計算公式復雜，反應器種類繁多，課程學習結束后感到一頭霧水，抓不住重點。因此，面對這樣一門課程，如何進行教學，讓學生理解起來更加形象生動，從更本上改變化學反應工程的教學現(xiàn)狀是我們目前的重要任務。本文結合不同種類高等學校選用教材的特點和差異，并根據(jù)我?；I(yè)的特色，提出了《化學反應工程》課程教學的側重點，從多方面對本課程的教學提出了改革實施方案。
1《化學反應工程》教學在化工專業(yè)中的作用
化學反應工程的主要任務是研究化工生產(chǎn)過程中反應器內(nèi)的反應規(guī)律和傳遞現(xiàn)象，使化學反應實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的一門技術科學，是提高化工生產(chǎn)技術所必需的科學技術理論。化學反應工程在化學化工領域中起著舉足輕重的作用，目前各種化學品的生產(chǎn)和應用無不借助于化學反應工程相關的理論知識。在20世紀40年代，一個化學反應過程的技術開發(fā)到真正的工業(yè)生產(chǎn)大概需要十年以上的時間，而現(xiàn)在只需要三到五年。此外，隨著計算機技術的快速發(fā)展，中試試驗的規(guī)模不斷縮小，試驗的次數(shù)也不斷減少，大大加快了化工廠建設的步伐，降低了投資建設的成本［2］。因此，作為一門理論教學課程，將化學反應工程這門課程作為化工專業(yè)方向的重點課程進行建設，對于高等學校教學改革的促進、本科教學質(zhì)量的提高、優(yōu)秀化工專業(yè)人才的培養(yǎng)具有十分重要的意義。濟南大學作為一所省部共建的大學，化學工程與工藝專業(yè)一直是本學校的特色學科，學校對化工類學生的培養(yǎng)目標一直是培養(yǎng)應用型高技術的人才，每年為我國的精細化工和石油化工行業(yè)輸送大約240名高水平人才，對精細化工和石油化工行業(yè)的發(fā)展起到重要的作用。為此在化學反應工程教學過程中，我們緊密結合我校的特點和化工實際生產(chǎn)的需要，著重提升學生的反應工程知識儲備，培養(yǎng)學生分析解決實際工程問題的能力，并在教學過程中不斷地進行教學改革和實踐，把課程、教材的理論研究和教學方法相結合，不斷提升《化學反應工程》的教學效果。
2不同類型高校選用教材的特點和差異
直到20世紀70年代，化學反應工程的相關研究成果才開始被大量地介紹到國內(nèi)，其中華東理工大學的陳敏恒教授，天津大學的李紹芬教授，浙江大學的陳甘棠教授，四川大學的王建華教授等是國內(nèi)最早從事反應工程教學的學者。到了80年代以后，國內(nèi)從事化學反應工程學科教學研究的隊伍迅速壯大，并且化學反應工程的研究逐漸滲透到各種化工領域，與世界研究水平之間的差距也不斷縮小，不同版本的教科書和各種各樣的專著也相繼出版。反應工程已經(jīng)成為我國化工類專業(yè)學生的一門非常重要的專業(yè)課程。目前國內(nèi)已有120所大學和科研單位培養(yǎng)化工類相關專業(yè)的人才，例如清華大學、天津大學、華東理工大學、北京化工大學、中國石油大學、南京工業(yè)大學、浙江大學、大連理工大學、四川大學、華南理工大學和濟南大學等。目前化學反應工程學科正在蓬勃發(fā)展，由于國內(nèi)高校地區(qū)和專業(yè)特色的不同，不同高校在化學反應工程教材選擇上也存在差異，各有各的特點。作者就不同高校所使用的《化學反應工程》教材進行了匯總和分析。首先介紹一下陳甘棠教授主編的《化學反應工程》(第三版)，這本教材是國內(nèi)許多化工類高校選用的主要教材之一，隨著我國在化學反應工程這一重要學科的教育方面日漸普及，該部教材自1981年第一版問世以來，已經(jīng)出版到了第三版，受到廣大化工類專業(yè)師生的好評［3］。該部教材的特點是著重基礎，本書共分為十章，分別介紹了均相反應過程，包括均相反應動力學基礎、均相反應器、非理想流動:非均相反應過程，包括氣—固相催化反應過程、非催化兩流體相反應過程、固定床反應器、流化床反應器;聚合反應過程，包括聚合過程的化學與動力學基礎;生化反應過程，包括生化動力學基礎、生化反應器。該部教材注重反應工程研究方法的介紹，在不同的章節(jié)內(nèi)容中論述了反應工程學的發(fā)展方向，有助于讀者進一步深入研究。朱炳辰老師主編的《化學反應工程》也受到國內(nèi)很多工科類高?；I(yè)老師和學生的青睞。本部教材的第一版是由化學工業(yè)出版社于1993年出版，截至目前本部教材已經(jīng)出版到第四版，其中第三版累計發(fā)行量高達32000冊?！痘瘜W反應工程》第四版主要吸收了一些關于現(xiàn)代化學反應工程發(fā)展方向方面的知識，本部教材的主線是圍繞化學反應與動量、質(zhì)量、熱量傳遞交互作用的共性歸納綜合的宏觀反應過程，以及如何解決反應裝置的工程分析和設計。該書對近年來出現(xiàn)的化學反應新概念、新理論和新方法做了大量闡述。另外，對于國內(nèi)一些偏工科的化工類高等院校，選用的教材大多數(shù)以郭鍇老師主編的《化學反應工程》為主，本部教材的主要內(nèi)容包括:均相單一反應動力學和理想反應器、復合反應和反應器選型、非理想流動反應器、氣固相催化反應本征動力學、氣固相催化反應宏觀動力學、氣固相催化反應固定床反應器、氣固相催化反應流化床反應器、氣液相反應過程與反應器、反應器的熱穩(wěn)定性和參數(shù)靈敏性。本部教材的特點是主要突出了該門課程的重點和難點，刪除了一些與教學大綱聯(lián)系不是十分密切相關的內(nèi)容，并著重講解解決化學工程問題的基本方法。除此之外，羅康碧老師主編的《化學反應工程》教材結合了理科和工科的綜合優(yōu)勢，吸收了國內(nèi)外相關教材的許多內(nèi)容和好的經(jīng)驗，增添了一些反應工程研究方面的最新成果。另外，本部教材在貫徹“少而精”的原則上更注意刪繁就簡，將重點放在化工專業(yè)領域內(nèi)共性的基本問題上，并且同時體現(xiàn)了其教學性。本部教材先重點闡述基本概念和基本原理，然后結合實際生產(chǎn)，詳細論述各種常用反應器的設計方法，并列出詳細的例題和課后習題，用于幫助學生利用所學到的反應工程原理去分析和解決實際應用問題。近年來，梁斌等老師主編的《化學反應工程》第二版也受到國內(nèi)許多化工類高校老師和學生的歡迎。在本部教材中，主要內(nèi)容是以《化學反應工程》、《反應器理論分析》及國內(nèi)外相關優(yōu)秀教材為基礎，致力于培養(yǎng)學生的分析問題能力和提高學生的工程實際知識儲備，減少了教材內(nèi)容在模型分析上的過程描述，加強學生在建立模型方面的訓練。另外，本部教材還增加了工業(yè)應用背景的實例分析和課后習題，在分析解答這些習題的過程中讓學生充分掌握反應工程的基本原理和相關知識，使教學內(nèi)容盡量與科學研究和工程實踐同步。
3我?；I(yè)的特點和教學側重點
濟南大學的化學工程與工藝專業(yè)屬于理論性和應用性兼顧的一門特色化工學科，本專業(yè)始建于1992年，前身為山東建材學院精細化工專業(yè)，1993年招生，是濟南大學重點學科的重要組成部分，2007年被學校授予校級特色專業(yè)，2012年成為山東省品牌(特色)專業(yè)，現(xiàn)為山東省氟化學化工材料重點實驗室依托專業(yè)之一。其中化學反應工程這門課是本專業(yè)重要的專業(yè)基礎課和必修課，另外，化學反應工程課程的理論教學是本專業(yè)本科教學的重要組成部分，起著理論指導和基礎知識培養(yǎng)的作用。另外，從學校每年安排的工程實習學時就可以看出，學校對學生的動手能力和實踐能力提出了更高的要求。例如學校每年組織化學工程與工藝專業(yè)大三學生去山東金城醫(yī)藥化工有限公司進行生產(chǎn)實習，主要參觀和學習2－甲氧羰基甲氧亞胺基－4－氯－3－氧代丁酸生產(chǎn)車間的反應器設計和工藝裝置流程圖。通過調(diào)研每年的學生生產(chǎn)實習效果發(fā)現(xiàn):學生在學習完實際工業(yè)生產(chǎn)裝置后，對課本上的基本概念和原理理解的更加透徹。根據(jù)我?；I(yè)的特點，在《化學反應工程》的課程教學上，我們選擇的教材是郭鍇老師主編的《化學反應工程》第二版。在課堂教學過程中我們的教學目標為:通過對反應工程理論的學習，能夠運用化學反應工程的理論方法建立數(shù)學模型，優(yōu)化設計反應器、或者改善化學反應場所、改進現(xiàn)有的化工生產(chǎn)工藝;進一步提高學生的理論聯(lián)系實際的能力，培養(yǎng)學生判斷和解決問題的能力，使學生學會研究的方法，為進入研究生學習打下良好的基礎;掌握由化學動力學特性建立動力學方程、建立數(shù)學模型、優(yōu)化和設計反應器及改進化工工藝的理論;運用化學反應工程的知識，能夠進行基本化工反應裝置反應器的設計。
4擬采用或已經(jīng)實施的教學方法
化學反應工程具有跨接多種學科的特點，結合本?；瘜W工程與工藝專業(yè)的特色和優(yōu)勢，筆者從以下方面進行了教學方法的改進。(1)結合我校特點濟南大學在醫(yī)藥中間體工業(yè)化生產(chǎn)、氟化學材料合成、精細化學品制備和環(huán)境催化方向具有鮮明的特色和優(yōu)勢，已經(jīng)發(fā)展成為以新產(chǎn)品開發(fā)、新工藝設計、新技術應用為特色的精細化工和化工領域高級人才培養(yǎng)、科學研究和新技術開發(fā)的重要基地之一，并多次獲得國家科技進步獎和發(fā)明獎。因此，在本科教學過程中，要結合我校化工專業(yè)的特色，著重講解氣固相催化反應和氣液相反應過程，并要求學生能夠運用化學反應工程的知識進行基本化工反應裝置或反應器的設計，進一步提高學生的理論聯(lián)系實際的能力，培養(yǎng)學生判斷和解決問題的能力，為社會培養(yǎng)優(yōu)秀的化學化工(醫(yī)藥中間體、氟化學材料和精細化學品)相關人才。(2)闡述方法和教學方式的改進目前全國高等學校的教學方式還是以灌輸式教學為主，老師主動講，學生盲目聽，導致課堂利用率低，學生學習效率不高。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，多媒體技術在高校已經(jīng)普遍使用，雖然這樣可以改善課堂教學方式，豐富課堂教學內(nèi)容，提高學生的學習興趣，但是多媒體技術的使用導致每節(jié)課的授課內(nèi)容大大增加，學生并不能高效率的吸收每節(jié)課中所有的知識點，導致在學期末時學生對這門課的了解程度并不高［4］。例如，我在第一次講授《化學反應工程》這門課程時，由于講課經(jīng)驗和技巧都很欠缺，所以在整個課堂教學過程中完全按照多媒體上的內(nèi)容進行閱讀，這樣生硬的填鴨式的教學模式，導致整個課堂教學效果很差。因此這樣的灌輸式教學模式會導致學生盲目聽從，其自主性和能動性大大缺失，所以在以后的教學過程中，我們要“授之以漁”，而非“授之以魚”，這需要我們在教學方式上加以引導［5］。筆者認為改變這種填鴨式的教學模式，主要的突破口就是讓學生參與到課堂教學過程中，充分調(diào)動學生的積極性并培養(yǎng)學生對本門課的學習興趣。針對這一措施，筆者在教學過程中進行了一些探索和改進，取得了很好的效果。具體探索過程如下:在闡述一些基本概念和原理的時候，可以在課前讓學生充分的查閱資料，然后在課堂上讓學生進行講解，在這過程中并進行充分討論，最后老師做總結，并糾正學生的錯誤觀點。這種“查閱資料－主題討論－問題反饋”的教學模式，能夠讓學生參與到課堂教學過程中，讓學生做課堂真正的主人，提高學生的主觀能動性，改變填鴨式教學的不足。(3)注重理論和實際的結合在高校的課堂教學過程中，教科書是一種不可或缺的教學工具，但也不能作為唯一的使用工具，教科書在本科教學過程中只能作為一種輔助的工具。這樣就要求老師在教學過程中要靈活應用教材，既不能完全拘泥于教材，也不能完全脫離教材，在講清楚基本原理和基本概念的基礎上，注重理論和實際相結合。在每一章的講述過程中，把每一個知識點都與實際工業(yè)應用相互關聯(lián)，并闡明其主要的熱量傳遞、動量傳遞、質(zhì)量傳遞及化學反應在實際過程中是如何應用的，以加深學生對每一個知識點的理解。另外，還要注意結合科研成果，對學科前沿知識進行講解，讓學生了解目前化學反應工程的研究動向，例如在講解氣固相催化反應本征動力學時，可以引入最新發(fā)表的經(jīng)典文獻，通過對文獻的講解，加深學生對氣固相反應本征動力學的理解，知道如何來研究一個催化劑的本征反應活性。通過這種理論與實際相結合的方法，可以大大提高學生在課堂上的學習效率。在對《化學反應工程》課程教學方法不斷改進后，獲得了良好的課堂效果，這不僅對教師的教學能力是一種轉(zhuǎn)變和提高，對化工類學生思維和能力的培養(yǎng)也具有重要的意義。
參考文獻
［1］金涌，程易，顏彬行.化學反應工程的前世、今生和未來［J］.化工學報，2013，64(1):34－43.
［2］王安杰，周裕之，趙蓓.化學反應工程［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2005:1.
［3］陳甘棠.化學反應工程［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2011:1－3.
［4］吳元欣，朱圣東，吳迎.以多尺度理念構建新的化學反應工程體系［J］.武漢工程大學學報，2011，33(1):2－3.
化學反應工程的研究方法范文2
由于攪拌槽內(nèi)的流場的流動具有復雜性，目前對攪拌槽等混合設備的設計和經(jīng)驗成分也采用理論計算的方式，在化工領域中，化工工業(yè)規(guī)模的反應器存在不均勻性等特點，不均勻性隨規(guī)模擴大而加重，因此，對攪拌槽內(nèi)部流場進行研究是非常有必要的。雖然許多化學家對化工領域中的攪拌機槽內(nèi)的流場進行了分析研究，如Harvey等人采用二維模擬計算攪拌槽內(nèi)流場的流體，但隨著技術的不斷改革與發(fā)展，計算流體力學的引進，改變了以二維模擬的計算方式，計算流體力學的方法不僅可以節(jié)約化工研究成本，采用實驗手段不能獲得的數(shù)據(jù)，計算流體力學方法也可以獲得。Sun等人利用計算流體力學中的湍流模型計算了攪拌槽內(nèi)的氣液兩相流動，并且對其進行了三維模擬，通過實驗研究表明，計算流體力學的數(shù)值模擬能有效的計算攪拌器上部的氣體部分，但是，CFD數(shù)值模擬也存在一定的缺陷，不能有效模擬攪拌器底部區(qū)域。計算流體力學CFD與多普勒激光測速儀LDV有效結合，可以對攪拌裝置能更深入的研究，其主要原因是多普勒激光測速儀測量的數(shù)據(jù)可以準確驗證計算流體力學CFD計算的結果，同時多普勒激光測速儀測定特定點的速度也可以作為計算流體力學計算的參考條件。
2.CFD在化學工程換熱器中的應用分析
換熱器是化學工程中使用最多的設備，通過計算流體力學的計算方式，不僅可以精確、詳細的測量換熱設備內(nèi)流場的流動，也可以預測換熱器的性能，經(jīng)濟可靠的換熱器對化工工業(yè)具有重要作用。對于化工中的管殼式換熱設備，其內(nèi)部的幾何形狀設備結構復雜，利用計算流體力學模擬管殼式換熱設備的殼側流場，進而充分了解管殼式換熱設備的殼側在瞬間變化中的溫度場、速度場，CFD的應用有利于分析研究換熱器的基本原理和結構構造。
3.CFD在化學反應工程中的應用研究
化學反應工程的研究方法范文3
1.1由于化學反應工程公式較多，完全采用多媒體教學，學生感到眼花繚亂，采用板書教學，更能幫助學生掌握化學反應工程的基本理論。在教學中始終強調(diào)物料衡算和熱量衡算，它們貫穿反應工程理論公式推導的全部。雖然在化工原理和物理化學中都學過這些基本方法，但在運用中學生還不能熟練掌握。在釜式反應器與理想反應器的計算中，每一個公式的推導中都從基本出發(fā)，培養(yǎng)學生的基本功，只要掌握了基本方法，對于非恒溫反應過程的問題也能很好的解決［6］。在教學中注重類比方法，減少學生記憶公式的負擔。例如在講解第二章的內(nèi)擴散有效因子時需建立物料和熱量傳遞的微分方程，注重球形顆粒物料反應－擴散方程的基本方法，強調(diào)推導過程中易出現(xiàn)的問題，再通過類比的方法得到熱量反應－擴散的方程。改變方程的形式，給出球形、柱狀、片狀催化劑統(tǒng)一的反應擴散方程，便于學生類比記憶，減少公式推導的繁瑣。在講解氣固相催化反應工程時，再把柱狀催化劑的反應擴散方程類比引申到二維固定床反應器的計算。講解均勻表面吸附動力學時，類比反應物吸附和產(chǎn)物脫附動力學的最終形式，便于理解過程的推動力，使學生更深入的了解反應推動力和平衡的概念。
1.2在教學過程中，第五、六章、流化床反應器的內(nèi)容采用多媒體教學，在教學過程中更多的展示各類工業(yè)反應器的結構，特別是顯示反應器的內(nèi)部結構，并以實際化工生產(chǎn)中的實例反應器為例說明反應器各部件的作用。由于工業(yè)反應器的設計計算較為復雜，在這部分主要介紹計算方法，采用多媒體能節(jié)約教學時間。在教學中注重討論互動，雖然化學反應工程更多的強調(diào)計算，但對實際反應器的性能分析是提高工業(yè)生產(chǎn)效率的有效方法［7］。比如以汽車工業(yè)的尾氣凈化器為例，介紹尾氣的溫度，發(fā)動機的工作情況、實際催化轉(zhuǎn)化器的活性組成和形狀，發(fā)動學生討論汽車尾氣凈化器所包含的化學反應工程知識。化工中反應器的多維設計計算基本上都是通過計算機完成的，很少有人工計算設計整個工藝，利用計算機設計可以對不同的反應參數(shù)進行對比以達到節(jié)能、經(jīng)濟的目的。由于教學條件和學生能力的限制，現(xiàn)階段只能采用由老師在電腦上演示利用計算軟件進行反應器的設計計算和優(yōu)化，可以采用AspenPlus、PROii等成熟的化工流程模擬軟件計算穩(wěn)態(tài)操作條件下的反應器的工藝參數(shù)，也可以采用FEMLAB計算多維反應器的模擬計算，把學生從枯燥的計算工作中解放出來，使學生有更多的時間去分析反應器的性能和優(yōu)化，提高學生對反應工程的興趣［8］。
2改變考核方法
化學反應工程的研究方法范文4
當計算機遇到化學……
提到化學模型，我們可能首先會聯(lián)想到中學化學課上老師用塑料球和小棍搭起來的模型。現(xiàn)在，建模則由計算機完成。當計算機遇到化學，便形成了計算化學這一新的交叉學科。
化學研究的核心在于“化”字，即分子之間的相互轉(zhuǎn)化，舊化學鍵斷裂、新化學鍵生成。只有這樣，才能創(chuàng)造出新材料，設計出新藥物。可是，分子之間的轉(zhuǎn)化經(jīng)常發(fā)生得很快，在毫秒瞬間，電子便從一個原子核躍遷到另一個，傳統(tǒng)的化學方式已很難捕捉這個過程，必須借助計算機這一工具。時至今日，計算機對化學家的作用已經(jīng)和化學實驗手段一樣重要。因為計算機對化學反應的模擬能夠非常逼真，化學家們已經(jīng)能夠通過計算機預測傳統(tǒng)實驗的結果了。
在20世紀70年代計算機還未被普及的時候，馬丁·卡普拉斯、邁克爾·萊維特及亞利耶·瓦謝爾就打造了堅實的計算機程序基礎，為后人用于了解和預測化學反應進程作了強大鋪墊。近年來，因為計算方法和計算機軟硬件的飛速發(fā)展，在他們的基礎上取得了很多的后續(xù)成果，并得到推廣應用。
得益于他們的工作，我們將解開許多關于自然界的疑問。比如世界上最重要的化學反應——光合作用是怎么進行的？如果能模擬出來，那么我們就將能制造出更加高效的太陽能電池板；催化劑如何加快化學反應？如果深入了解其中的機理，我們可以嘗試通過催化讓水分子分解，從而開發(fā)出清潔的能源；藥物如何在人體中發(fā)生作用？通過計算的方法，尋找出藥物的靶點以及可能的藥物干擾，我們就能設計出滿足我們特定需求的理想藥物。
諾貝爾“理綜”獎？
如果化學反應在氣相中發(fā)生，由于參與反應的分子受環(huán)境影響小，因此是理想的模型體
系（1986年，李遠哲等三人因為用實驗方法揭示氣相化學反應微觀細節(jié)而獲得諾貝爾化學獎）；然而，化學反應更多是在液相，在生物體系中發(fā)生，體系自由度多，非常復雜，不容易弄清楚細節(jié)。而反映真實情況的多尺度模型可以用來研究復雜體系的分子行為，包括液相化學反應或者是生化反應。
為什么生物體系中的分子反應如此復雜呢？舉例來說，“人體的一個細胞內(nèi)就可有上百億個蛋白質(zhì)分子。一個大的蛋白質(zhì)分子可包含上百萬個原子。蛋白質(zhì)內(nèi)每兩個原子間都有相互作用，這些原子處于不停的運動中，其情形就像北京城內(nèi)同一時刻有兩百萬輛機動車行駛一樣。計算和跟蹤一個蛋白質(zhì)的原子運動就像記錄和監(jiān)控北京的車輛一樣。如此巨大的分析計算量必須借助計算機技術來存儲和分析。”這番話出自中科院計算數(shù)學與科學工程計算研究所的盧本卓研究員，他的研究方向就與此次諾貝爾化學獎相關，而他原本是學物理出身。這是不是有點兒“亂套”了？當然沒有，而且還恰恰反映了本屆諾貝爾化學獎的交叉學科屬性，即計算機、物理、數(shù)學、生物學和化學等多學科相互滲透和融合。難怪本屆諾貝爾化學獎被戲稱為諾貝爾“理綜”獎。
這是化學的榮譽
雖然被戲稱為“理綜”獎，但這的的確確是屬于化學的榮譽。理論化學發(fā)展到今天，其最大的組成部分就是計算化學。計算化學的基礎理論大多來源于兩部分：量子力學和牛頓經(jīng)典力學，這兩個學科在化學上的應用則分別誕生了量子化學和分子模擬兩個學科。涉及電子的化學反應需要用量子化學來解決，一旦涉及到分子間的相互作用，其量子效應往往可以忽略不計，使用經(jīng)典力學就足以描述，從而大大地簡化了計算，這就是分子模擬。
當描述化學反應的過程時，量子力學的描述是小而精，經(jīng)典力學的描述大卻精度不高。如果都用高精度的方法來描述化學過程，理論上當然不錯，但實際計算將難以進行。所以，多尺度組合的方法便成了最好的選擇。這也體現(xiàn)了三位獲獎者開創(chuàng)性工作之所在，即把兩種體系中的精華部分提取了出來，并且找到了適用于二者的研究方法。
化學反應工程的研究方法范文5
一、綠色化學應用的概念
綠色化學是以綠色思想為基礎，通過化學分析理論和研究原則，分析綠色化學研究的相關內(nèi)容，明確綠色未來的發(fā)展趨勢和方向。加強綠色化學產(chǎn)業(yè)技術人才的培養(yǎng)，配置良好的技術研發(fā)團隊，不斷提升綠色化學應用發(fā)展效果，盡可能的提升綠色化學的應用，改善化學技術的研發(fā)過程，提升綠色化學應用效果，完善資源的循環(huán)理論標準，提升污染物的排放和綠色處理，加強與國外技術的相互交流水平，向優(yōu)秀的綠色化學研究技術方式學習，引進優(yōu)秀的綠色化學研究技術方法，實現(xiàn)本國中綠色化學生產(chǎn)工業(yè)水平的快速提升。[2]
綠色化學是以化學反應、溶劑、催化劑等反應技術，通過綠色方式，提升新合成技術的研究效果。特別是催化過程。新化學研究中包含生物資源的轉(zhuǎn)化、新反應條件的利用，無公害介質(zhì)資源的研究等等。根據(jù)綠色化學產(chǎn)品的設計，逐步提高研制技術水平。
二、綠色化學的研究趨勢對象
1.原材料的綠色化研究
綠色化工研究生產(chǎn)是降低產(chǎn)品中的毒性問題，改善安全環(huán)保效果，完善人類的安全生活環(huán)境，提升化工產(chǎn)品的無公害生產(chǎn)水平。
2.化學反應綠色化應用
化學綠色反應的管理需要服務綠色需求標準，根據(jù)經(jīng)濟原子性標準，即最大限度的提升廢物的排放效果，改善周圍環(huán)境水平，以良好的選擇標準價值，提升選擇規(guī)范性效果，實現(xiàn)在綠色化學選擇上的立體規(guī)范性。[3]
3.生產(chǎn)產(chǎn)品的綠化發(fā)展
生產(chǎn)產(chǎn)品需要綠化發(fā)展模式，逐步提升人身基本安全建設，完善化工產(chǎn)品的安全水平。例如，采用降解劑、除垢劑、殺蟲劑等，使用可以降解的塑料制品，綠色燃料、綠色涂料等。隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展水平，越來越多的存在污染性化工產(chǎn)品被取代，綠色產(chǎn)品受到現(xiàn)代綠色環(huán)?；ぐl(fā)展的需求。目前，化工生產(chǎn)中，常常使用具有腐蝕性的化學材料作為催化劑，催化效果較好，但會對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的腐蝕性問題。而采用仿酶催化劑、水溶催化劑可以有效地達到催化的目標，減少催化后造成的各種腐蝕問題。
4.溶劑的綠化作用
溶劑的綠化發(fā)展是以有效分離為技術標準，通過介質(zhì)作為分離，提高溶劑的有機合成效果。但在反應過程中會產(chǎn)生有機化合物，引發(fā)臭氧的形成，造成水資源污染環(huán)境的產(chǎn)生。需要對溶劑進行研究，加強綠化溶劑的研究分析。
5.化學綠化的設計
利用計算機應用完成化學綠化的輔助設計，首先需要建立良好的化學反應資料庫標準，利用計算機化學反應組合方式，確定實際原材料使用方式和標準，搜尋產(chǎn)物的目標反應結果，利用計算機模擬分析化學綠色反應結果，確定適合的化學綠色反應效果。根據(jù)目標產(chǎn)品的基本原則，準確的分析產(chǎn)物實際的化合原料，確定預定的原料標準內(nèi)容，對相關反應路線和實際環(huán)境效應進行準確的分析，從中選取最佳途徑進行分析。
6.綠化技術的合成
根據(jù)實際綠色化學合成技術，準確的分析有毒害物質(zhì)的有效使用效果。采取合理的非物質(zhì)化學方式，利用多環(huán)境效應，逐步改善化學產(chǎn)品的實際選擇效果，降低產(chǎn)品的整體能耗。按照實際常溫水平，常壓標準，分析電化學實際潔凈中的各種優(yōu)勢，確定綠化技術合成效果。
三、綠化技術的新技術和新工藝方式
1.催化技術
催化技術是不斷加強實際有效反應效果，大力加強化學反應的高效應用選擇性，對實際的轉(zhuǎn)化率水平進行合理的分析，逐步提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量，降低成本的同時消除產(chǎn)品的副作用，減少可能出現(xiàn)的各種污染，最大限度的完善各種資源的保護水平，實現(xiàn)對生態(tài)有效環(huán)境的保護作用，這是綠色化學整體研究的重要方向。
2.生物化學技術
生物化學技術利用現(xiàn)代生物科學技術應用，逐步提升高新技術水平，大力開展生物技術的食品、藥品、能源、化工技術的整體應用效果。按照最大有效特征性水平進行綜合生物資源的快速利用，實現(xiàn)生物化學的有效節(jié)能，改善清潔生產(chǎn)水平，實現(xiàn)化工技術的整體生物化工過程。生物化工過程中包含基因化工技術、細胞化工技術、酶化工技術和微生物加工技術。
3.超聲化工技術的研究
超聲化工是利用現(xiàn)有的化學試劑，準確的分析聲學、化工學的相互融合效果。通過分析聲學技術的變化原理，準確的分析實際有效提升整體反應的選擇過程，增加化學整體反應速度，加強化學反應速率和生產(chǎn)率，實現(xiàn)能好的有效降低，實現(xiàn)整體廢物的快速排放，改善化工綠色的多元化技術分析，實現(xiàn)化學超聲技術的廣泛性應用。
4.膜工程化工技術
膜工程化工是利用膜分離技術、膜催化技術，通過分離的方式，實現(xiàn)成本低的化工工程，工程能耗較低，效率較高，污染小，有良好的回收效果。膜催化反應往往是超出整體平衡的反應，可以有效地提升整體反應的選擇效果，提升原材料的實際轉(zhuǎn)化作用，節(jié)約了資源成本，降低了污染。磨技術的快速應用是具有廣泛應用價值的。在化工產(chǎn)業(yè)、石油產(chǎn)業(yè)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)、電子產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥技術產(chǎn)業(yè)等多種行業(yè)中進行發(fā)展和分析，提升高新化工綠色產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
結語
化學反應工程的研究方法范文6
關鍵詞：化學工程；綠色化工技術；工藝
經(jīng)濟發(fā)展帶來的環(huán)境問題受到全世界人民的關注，各國的專家們都在尋找一條既可以發(fā)展經(jīng)濟又不會對環(huán)境造成重大污染的道路?；瘜W工程工藝中的綠色化工技術就是在這樣的形勢下產(chǎn)生發(fā)展而來的，綠色化工技術的重點在于綠色二字，其能夠充分溶解資源消耗時產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，對人類的可持續(xù)發(fā)展有極大的幫助。因此對于這樣的綠色化工技術的開發(fā)與應用是非常有意義的。
1關于綠色化工技術
綠色化工技術的作用是減少化學工業(yè)生產(chǎn)的過程中無形的或有形的給環(huán)境造成的污染，通過技術的創(chuàng)新和改造完善化學工業(yè)的生產(chǎn)和運作方法。如此一來，化學技術中使用的化學原料以及化學工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物對環(huán)境的污染就會有所減少。而且在這一方法的應用下，化學工業(yè)在生產(chǎn)過程向空氣中排放的廢氣、向河流中排放的廢水中的有毒物質(zhì)就會減少許多。另外綠色化工技術在一定程度上將資源的回收利用程度提高了，減少了資源的浪費，從而對環(huán)境問題的解決有極大的益處。
2化學工程工藝中綠色化工技術的開發(fā)要點
2.1選用合適的化學原料
化學原料的性質(zhì)決定了整個化學工業(yè)的生產(chǎn)運作。化學原料是化學工業(yè)發(fā)展的基礎，而且是污染的來源，因此重視化學原料的選取是重中之重。從源頭上控制污染，是快速有效解決環(huán)境污染問題的方法。值得注意的是，研發(fā)的新型的化工原料盡管是綠色無污染的，但是不可能讓化學工業(yè)在生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生絲毫環(huán)境污染的問題。從這一點無法避免的問題出發(fā)，現(xiàn)在的技術飛速發(fā)展，化學工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)著手研發(fā)更加清潔的原料，盡量選取那些沒有任何毒性或者是毒性較少的化學原料進行化學工業(yè)生產(chǎn)，逐漸降低化學藥劑的使用頻率，采用一些天然的植物或者是農(nóng)作物作為無毒害性材料，是一個不錯的選擇。
2.2選用綠色化學催化劑
化學工業(yè)的生產(chǎn)過程中經(jīng)常會用到化學催化劑加速化學反應完成整個化學生產(chǎn)，提高化學工業(yè)生產(chǎn)的效率。盡管可以帶來一定的經(jīng)濟效益，為社會積累財富，但是很明顯這種財富不會長久，因為化學催化劑給環(huán)境造成的污染非常大。因此研發(fā)出毒性低的化學催化劑降低有毒物質(zhì)的排放以及排放量，是當前化學工業(yè)生產(chǎn)的目標。縱觀現(xiàn)在的綠色化工技術行業(yè)，其關注點都在研發(fā)無毒化學催化劑上，爭取研發(fā)出的催化劑既可以加快化學反應又可以減少對環(huán)境的污染，努力朝著綠色化學催化劑的方向努力。依照現(xiàn)在的研發(fā)進度來看，烷基化固相催化劑這一種催化劑的研究成果較為可觀，實驗表明烷基化固相催化劑是沒有毒性的，對環(huán)境不會造成污染，可以推廣到化學生產(chǎn)工業(yè)中，有不錯的使用價值。但值得一提的是，烷基化固相催化劑這一類催化劑在研發(fā)過程中，研發(fā)人員要針對廢棄物的排放標準問題準備參考數(shù)據(jù)，盡量達到生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物也可以循環(huán)利用的效果，進而促進資源的利用率。
2.3選擇性強化化學反應
化學反應的選擇性也是綠色化工技術研發(fā)的重點，若是研發(fā)人員可以完善這一內(nèi)容，化學生產(chǎn)過程中產(chǎn)生物的提取會更加高效，也會更加便捷。也就是說強化化學反應的選擇性不僅可以讓化學工業(yè)的環(huán)境污染降低，還可以降低化學工業(yè)所需成本，如此一來還節(jié)約了資源。例如在石油開發(fā)這一類化學工業(yè)中經(jīng)常會選擇烴類選擇性氧化物，這一種氧化物會對環(huán)境造成嚴重的破壞，因為這種氧化物可以讓化學反應非常容易就出現(xiàn)明顯的氧化反應。由此可以知道，為了達到化學工業(yè)綠色生產(chǎn)的目的，減少環(huán)境污染，一定要選擇性強化化學反應。
3化學工程工藝中綠色化工技術的應用要點
3.1應用清潔生產(chǎn)技術
清潔生產(chǎn)技術的應用范圍有冶金、淡化海水、處理垃圾還有發(fā)電等，一般情況下都不會產(chǎn)生毒害性。正因為這種獨特的優(yōu)勢，在現(xiàn)代的化學工業(yè)中備受推崇。例如在海水淡化時，清潔生產(chǎn)技術可以將海水中鹽分分離，甚至可以分離海水中的其他物質(zhì)，使海水成為人們的生活用水。
3.2應用生物技術
生物化工中常常應用生物技術，在實際生活中應用的比較廣泛的是生物技術中膜化學技術。生物技術一般是通過將可再生的資源有效地轉(zhuǎn)化成可以為生產(chǎn)生活利用的化學品。例如常見的酶成分，這樣一種催化劑在化學反應中有非常好的效果，而且最好的一點是不會給環(huán)境帶來無法消融的廢棄物。
3.3應用環(huán)境友好型產(chǎn)品
環(huán)境友好型產(chǎn)品強調(diào)的是不影響環(huán)境和人類的生產(chǎn)生活，杜絕污染強度大的產(chǎn)品的使用。比如增加使用那些綠色汽油、燃料、能源，降低化學工業(yè)生產(chǎn)給環(huán)境和人類帶來的危害，逐漸提高資源合理利用，增加效率。
4結束語
經(jīng)過對化學工程工藝中綠色化工技術開發(fā)與應用的分析可以發(fā)現(xiàn)，這種技術可以減少對環(huán)境的污染破壞，提高資源再利用效率，以及提升資源溶解的程度，能推動整個行業(yè)的發(fā)展和進步。
作者:楊璐 單位:沈陽師范大學
參考文獻：
