时间：2023-08-29 16:38:07
导语：在化学工程与工艺类的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
随着我国的改革开放和现代化建设的不断深入，各大化工型企业建设也越来越多，各种化工原料的使用直接危害着人类健康，破坏着生态环境，而绿色化学工程与工艺的研究正是为了减少这些污染和损伤，并通过一种化学的方法使之得到改善和提高，达到促进化学工业节能目标的实现和发展。
1对绿色化学工程与工艺的开发与分析
绿色化学一直是我们的一个设想和梦想，它是要求化工企业在进行化学生产当中，不再使用那些对自然环境和人类有害的物质，不再产生“三废”的困扰，达到绿色生产的目的。从当前的现状来看，传统的化学工程与工艺不能从根本上解决和治理这些化学排放物，而且成本高，消耗大。而绿色化学工程与工艺则是通过对化学技术及方式的改变来达到促进化学工业节能目标，实现空气质量及社会环境的彻底治理。
1.1化学原料无毒性
原料是一切污染的源头，只有从源头上进行控制和改变，才能使化学污染现象从根本上得以根除，所以绿色化学工程与工艺要实现的第一个目标就是要禁止使用有毒害性的原料，把这些污染性强的原料换作一种可再生资源来代替，不仅节能环保，还可以为我国资源的节约创造条件。
1.2化学反应的选择性
大家都知道，化学反应中会产生出另外一些物质，比如说烃类选择性氧化不仅产生大量的热量，而且终产物也不稳定，可以说这种反应的选择性是最低的，而且从化学知识中我们还知道，一些产品还具有异构体的形式，要想得到更多的终产物，那么就要对其使用选择性较高的试剂，这样可以有效的降低成本，节省资源，减少污染。
1.3催化剂的高效无害性
在进行化学反应时常常会使用到另一种物质来作为反应中的催化剂，不仅可以提高其反应速度，还可以为企业创造更大的利润，便催化剂的使用也是一个重要的污染源，所以绿色化学工程与工艺中对催化剂的研究也在不断的深入，旨在开发一种既能够提高化学反应效率，更保护自然环境的催化剂。比如说分子筛催化剂、烷基化固相催化剂等等。
2绿色化学工程与工艺在化学工业节能工作中的应用及作用
2.1绿色化工技术的应用
绿色化工技术是一种没有污染性、没有毒害性、没有废物产生的技术，也可以叫做清洁生产技术，这种技术在我国的绿化化学工程研究中已经有了突破，比如说我们所常见的对城市垃圾的处理、农村用生活垃圾所建造的沼气池、风能、太阳能技术的使用等等。从清洁生产技术的范围上来看，有以下几种：生物工程技术、绿色催化技术、辐射加工技术、超临界流体技术等等，这些技术与传统的化学工程与工艺相比具有很明显的优点，对人类健康及环境保护都能起到很大的作用。
2.2生物技术的应用
生物技术也是从生物学的角度进行研究和开发的，它只要包括一些微生物、酶以及基因、细胞等方面的技术研究。从它在化学工业领域中的具体应用来看，主要有化学仿生学和生物化工。因为我们所提倡的绿化化学工程与工艺中的催化剂需要运用大自然中的一些无毒无害物质，比如说工业酶，它与其它化学催化剂相比，具有无污染、反应不强烈、终结物性能稳定、没有不良影响等等优点，所以在化学领域中的应用也得到了人们的认可和肯定。
2.3有利于环境保护的产品开发
在近年来我国的化学工程与工艺研究中，许多环境友好型的产品已经频频开发，不仅节能环保，而且具有良好的发展前景。比如说为了保护大气的臭氧层不被破坏而开发研究另一种产品来代替氟利昂；随着汽车用户的增多，控制汽油给大气带来的污染，而进行研究的无污染燃料二甲醚就是一个很好的例子，其它的诸如太阳能的使用及推广，无磷洗衣粉的上市等，都是绿色化学工程与工艺对化学工业节能的一种促进和提高，更是人类的一种进步。
2.4绿色生态产业链的打造
为了使绿色化学工程与工艺走上可持续发展之路，可以在化学工业生产上采取一些相对应的措施，打造绿色生态产业链，发展循环型经济带，这样可以进一步减少废物的排放量，实现节能环保的目的。
3结语
社会的进步需要经济发展来作为动力，但人类的健康则需要绿色环保来奠定基础，为了实现人类文明的不断升华，人民生活质量的不断提高，必须对环境资源保护问题加以重视和关注，而只有把绿色化学工程与工艺切实有效的实施下去，才能从根本上解决环境污染问题，达到节能减排、绿色生产，实现人类真正意义上的绿色低碳生活理念，推动社会的可持续性发展。
参考文献：
[1]张浩,杨顺博,马振.关于绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用探析[J].化工管理,2016,(11):211.
[2]刘冠辰.浅析绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排的促进作用[J].科技创新与应用,2015,(34):107-108.
[3]高勃妍.论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J].化工管理,2015,(09):207.
通过调查可以发现，我国传统的化工业在生产过程中所产生的废弃物以及生产工艺都会对我国的环境以及能源造成大量的污染和消耗，而且想要对其进行处理和加工有是十分不容易的一件事。而从整体上来看，化工生产之所以会对环境造成影响，其中的主要因素在于其在生产过程中对于化学原材料的选择。绿色化学工程及工艺在投入到实际应用过程中所遵循的原理便是以及绿色生产、清洁生产为基本原则来进行，而该种生产方式对防治化学生产所带来的环境污染和能源消耗问题都有着十分明显的成效[2]。绿色化学工程和工艺在投入到化学工业生产的过程中基本采用的都是不具有危害性的化学原料作为其产品的生产主要原料，也就是说，绿色化学工程和工艺是在化学工业的生产之初便对环境污染问题进行了相应的预防。
2绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用
当前，绿色化学工程和工艺在我国各类化学工业的生产过程中应用的都十分广泛，并且对我国化学工业生产的节能减排起到了良好的促进作用，这些作用主要体现在以下两个方面。首先，绿色化学工程及工艺中涉及到的生物技术对我国化学工业生产中所涉及到的废弃物排放起到了一定的净化作用。这里所提到的生物化工技术指的是在生物的体内存在一种具有高效催化功能的生物酶，这种生物酶又可以称之为催化酶。这种从生物体内提取出的催化酶具有非常好的催化功能，将其应用于生物的催化过程中，其不但可以利用自身具有的超强的专一性来促进生物酶反应的总体效率，与此通知其还可以提升总体的反应质量。与此同时，绿色化学工程及工艺还将这种生物技术引入到了化学工程的生产过程中，其通过将自然界中的可再生资源用生物技术转化成化学原料的方式来进行最终的化学生产，这样的做法不但使自然能源的消耗得到了减少，同时还使化学工业生产中的能源反应效率得到了相应的提高，继而从根本上减少了化学工业生产中废弃物以及污染物的排放数量。其次，绿色化学工程及工艺中还会涉及到清洁生产技术的应用，该项技术可以说是一个绝对的绿色生产技术，其可以对化学工业生产中所需要用到的化学原料进行绿色处理（无毒、无害、无废弃），故其在能够增加化学院材料使用效率的同时，还从根本上提高了化学工业生产的总体质量。与此同时，其还可以将化学生产中所排放出的污染物和废弃物进行处理，使其变成有机物质或能够供人们生活的沼气资源，继而使化学工业生产的绿色生产得以实现。
3结语
传统化学工程使用处理工艺对有毒污染物的处理滞后性较强,通常是在污染物产生之后再另外做针对性处理,不仅增加了处理成本,且治标不治本。比如传统工艺烟气除尘,虽然净化了气体,但是污染物直接转化为废渣废水,还需要另一道工序做清洁处理,无疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。绿色化学工艺的介入,可以直接在生产或排放阶段就完成清洁使命,通过化学反应达到预防、控制和消毒污染的目的。
化学原料是化学工程的源头,原料决定了生产流程和工艺的选择,绿色工艺的介入可以从源头上改变原料生产带来的各类化学污染,同时绿色工艺与化学工程的结合还可高效利用各类自然资源,实现深度开发利用,兼顾无污染、节能、环保的生产方式必然会掀起一轮新的工业革命。绿色原料的典型开发应用比如甘蔗渣、稻草、麦秆以及木屑、树枝、芦苇等可加工成为酮类、酸类与醇类化学品。
在化学反应中使用选择性高的试剂也是绿色工艺应用的一个途径。以石油化工为例,生产过程中烃类选择性氧化反应较为普遍,作为一种强方热性反应,具有生成物不稳定、易进一步氧化等特征,所以,催化反应中此反应并非最佳选择,生成物的不稳定也不利于提取最终产物,所以,为改善这种情况,使用选择性高的试剂是最佳途径。如此一来,不仅可以降低成本,节约资源,还能够降低分离产品的难度提升纯度,无疑实现了提升效益和减少污染的双赢,所以,绿色化学工程在这方面的研究实践也非常热门。随着越来越多的化学反应被应用到工业生产中,催化剂对提升反应速率效果显着,所以目前化学工艺领域积极研究无毒无害的高效催化剂成为主流发展方向不一,不仅有利于工业的发展,对于推动化学分子深入研究也有助益,分子筛催化剂和烷基化固相催化剂就是其中较为典型的代表。
2.绿色化学工程工艺应用
分析绿色化学工艺是实现节能减排的重要途径,对绿色工艺的重视与开发也彰显了当前世界范围内节能减排的重要性。长达两百余年的工业化路程,使得人类活动对自然资源环境的危害越来越大,尤其中国作为当前世界最大的工业国,“三废”问题十分突出,PM2.5问题也成为了悬在人们头上的一把利剑,将资源枯竭、环境污染、生态失衡、人口问题等推到了台前更加显着的位置。大型化工企业作为与人们生存发展息息相关的企业,石油化工与煤炭除去提供能源之外,还提供多种衍生化工产品为人们衣食住行服务,生产过程中产生的废水废渣废气、消耗的大量原材料都警示着当前必须积极发展绿色化工工艺,以达到节能减排、实现可持续发展的目的。就目前而言,节能减排的实现途径主要以下几种:研发新科技、新工艺全过程控制污染;利用先进清洁工艺从源头控制污染;利用技术和工艺创新打造可循环绿色生态产业链;发展循环经济等。绿色化学工程与工艺作为节能减排目标得以实现的重要保障,广泛应用于多个领域,就目前来说,主要以三种表现为主,分别是清洁生产技术、生物技术的应用及生产环境友好型产品。
绿色化学工程与工艺使用生物技术服务可再生能源的合成,像有机化合物原料的应用经历了从动植物到石油煤炭的发展过程,现如今已经开始广泛应用各类再合成的有机化合物。在绿色化工中,所使用的催化剂多以工业酶和自然界中存在的酶,酶与其他化学催化剂相比,具有反应条件温和、生成物优良、污染少等优势,对于当前化工领域而言,生物酶的利用和研发就成为了绿色化工的重要发展方向。像丙烯酰胺的制备,最早使用丙烯晴,在环城生物酶催化后,不仅能耗与成本大幅度减低,且反应完全无副产物,对工业生产而言有多重积极意义。
除此之外,绿色化工工艺还广泛应用于生产环境友好型产品领域,生活中有众多具体应用实例。比如空调制冷多使用氟利昂,会造成臭氧层空洞、紫外线增多、温度升高,目前正积极寻求替代品且朝着低能耗方向发展,无磷洗衣粉减少对河流水域污染和人体健康的危害,可降解塑造制品对土地、水源危害都将进一步减轻,清洁汽油的使用可对大气污染降低,以上种种尝试都说明了在生产环境友好型产品领域,绿色化工工艺所发挥的积极作用。尤其是近年来无污染汽油的研发与应用,像低硫柴油、乙醇、二甲醚等,不仅经济环保,发展前景好,且制备生产对自然资源的消耗、对环境的危害都不断降低,证实了绿色工程化工应用的优越性。
【关键词】：化学工程；系统；和谐；辩证法
自然界中的和谐系统比比皆是，大至宇宙，小到原子；地球生态系统是和谐的，动植物群落是和谐的，人类社会体系是和谐的，健康的人体更是一个绝妙的和谐体。所有这些和谐系统遵循着同样的辩证综合的规律，具体可以归纳出三条：1．统一律；2．层次律；3．进化律；所有和谐系统具有同样的性质：1．开放性；2．自组织性；3．非线性；4．无限发展性[1]。当爱因斯坦把大半生致力于统一场论时，其哲学上的需要相对物理学上而言或许要来得大，面对物理学的系统和谐，理论规则的分立是不能令他觉得满意的。而化学工程的发展是不是因循同样的哲学历程呢？
在化学工程作为学科开始被重视之前，化学工业已具有了相当的规模，各种具体的工程与工艺都被独立开来，在认识上是被分为各门特殊的知识，因此，当国外高等院校在十九世纪末开始设置"化学工程学"时，开设的课程大多是学习当时化学工业的各种工艺学，"化学工程"的概念在当时还是相当模糊的，在理论上充其量是化学与机械的一种混合（amalgam）。然而这种理论混合的模式在德国人看来却是很正统的，即使在今天，他们也避免专论"化学工程"，而是称之为"过程工程"（process engineering），这一名称实际上要比"化学工程"的范畴更广，甚至更为准确，凡是涉及一定流程与工艺的领域都是适用的。但我们习惯上还是沿用"化学工程"的名称。
二十世纪开始，化学工业迅猛发展，在社会经济中占的比重越来越大，客观上需要化学工程学科的发展和支持。随着生产力的发展，人们对事物运动规律性的认识也愈来愈深化，愈来愈有概括性。伴随着其他领域科学技术的快速进步，人们逐渐认识到化学工业中各门看似不相干的工程和工艺中存在着共同的物理特性。1901年，美g.e.的davis《化学工程手册》的发表，初步提出了"化工物理过程"的原理。1900年始，以合成氨、纯碱、燃料等为代表的近代化工厂出现，如1913年，德哈勃-博施法高压合成氨技术的产业化，星火燎原的，化学工业呈现出巨大的发展前景。到了二十年代，美mit的一些学者提出：不管化工生产的工艺如何千差万别，它们在众多的典型设备中进行着原理相同的物理过程。1920年，美mit成立了第一个严格意义上的化工系，时w.k.lewis任系主任。1922年美国化工学会认同了新的见解，引出了"单元操作"（unit operation）的概念，这一概念在苏联时期和我国则广泛称为"化工原理"。
1900年始的"分离工程"研究使"单元操作"的概念日趋成熟。被称为单元操作的过程主要有流体流动、传热、干燥、吸收、蒸发、萃取、结晶和过滤等，以这些单元操作作为研究和学习的主要内容，是化学工程学科在二十世纪前半期发展的核心，其理论迅速成为发展化学工业的重要基石。这种把千变万化、千差万别的过程和工艺概括成"单元操作"是生产力发展到一定水平的反映，是化学工程学从"个性"到"共性"的第一个哲学性概括，是在一个系统整体性把握的高度上建立了一门技术科学，体现了系统科学发展的和谐统一规律。
随着"单元操作"概念的确定，另一方面，化学工程学科中重要支柱之一的"反应工程"亦逐渐浮出水面。从最初的德winkler流化床煤气化炉的应用到德bergim-pier三相液化床煤液化工艺的开发，又到1931年丁纳橡胶和氯丁橡胶的投产，化学工业上发展的高峰持续不绝，1940年美国fcc炼油开发成功，成为石油化工的起点。直到1957年，欧洲第一届反应工程会议，明确提出"反应工程"的概念，成为化学工程学科的重要组成部分，是化学工程学的进一步和谐统一。"反应工程"的建立，乃至今日仍备受困扰的"过程放大效应"问题，及从"逐级放大"到"数模放大"的研究都带动了"化工过程系统工程"的发展，并共同体现了系统科学发展的和谐层次律。
就在"反应工程"发展的同时，"单元操作"得到了更加深刻的认识，人们发现各单元操作之间存在着更为普遍的原理，"过滤只是流体传动的一个特例；蒸发不过是传热的一种形式；吸收和萃取都包含着质量的传递；干燥与蒸馏则是传热加传质的操作……"[2]于是单元操作可以看成是传热、传质及流体动量传递的特殊情况或特定的组合。这种认识的深化过程并没有停止，人们进一步又发现了动量传递、热量传递和质量传递之间的类似性。于是从二十世纪50年代开始，人们综合了以往的成果，开始用统一的观点来研究三种传递过程。1960年，美威斯康辛大学（univ. wiscosin）的r.b.bird教授出版了《transport phenomena》一书，系统地采用统一的方法来处理三种传递现象，从此化学工程学科的核心过渡到了"三传一反"的系统性概念。"三传"的研究是系统科学和谐进化律的又一体现，使化学工程学达到了一个新的整体性高度，这种高度的和谐统一是对客观世界本质性的认识，并在学科上反映出了系统科学的基本原理和性质，其影响力是普遍性的，是跨学科的，不仅使"传递原理"成为化学工程学的重要基础，同时在生物工程、机械、航天和土木建筑等工程学科上也具有重要意义，并日益成为工程专业共有的一门技术基础课，只是侧重点有所差异而已。
至此化学工程学科自身经历了一系列的演化和发展，并在短短的一个世纪中达到了一个前所未有的高度，涵括了众多的生产和应用领域，如医药、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化学品等，每年为社会提供数以亿吨计的千百万种产品，是人们衣、食、住、行须臾不可离开的物质基础，为社会繁荣作出了巨大贡献。然而事物总是一分为二的，从人类发展最为激动人心的口号"征服自然"到今天庞大的工业化进程，地球自然生态系统遭遇了前所未有的严峻局面，这之中，化学工业是造成大规模环境污染及恶性重复污染的主要过程之一，化学工程学科需要肩负起新的使命。1990年，"生态化工"（eco-chemical engineering）的概念提出来了，相应在化工生产和过程工艺中提出了"清洁化工"和"绿色化工"的概念，因时应势，化学工程学开始了系统科学的自组织过程，这也是和谐系统对立统一发展的需要。在系统科学看来，自组织是和谐系统的基本性质之一，只有自组织系统能通过外部和自身内部的不断协调、整合，在适应环境的同时保持自己的特性并产生新的功能。从自发到自觉地，化学工程学吸收了自组织的理论，不断在广度和深度上充实、完善和发展。
随着新世纪的到来，世界正发生着全球性的变化，经济、社会、环境和技术等领域都面临着新范畴新理念的变更和冲击[3]。化学工程学科需要因应时展而改变传统的限制，不断有新的概念提出来，如化学工程应是伺机而待的专业（a profession in waiting）；化学工程师必须"be steeped in technology"，能够创新、开发、变换、调控和适应取代；化学工程学科要从"process engineering"达到"product engineering"再到"formulation engineering"。进一步的综合认为，化学工程学关注着同时发生在非常广泛的时空跨度内的现象，必须具备多尺度、多目标的方法来达到过程的总体优化。涵括了五个方面[4，5]：
① nanoscale（纳观尺度）：研究量子化学、分子过程与分子模拟等。
② microscale（微观尺度）：研究微粒、气泡、液滴、控制界面胶束和微流力学规律等。
③ mesoscale（介观尺度）：研究换热设备、反应设备、塔器以及传统的"单元操作"和"三传一反"等。
④ macroscale（宏观尺度）：研究生产装置和生产过程等。
⑤ megascale（兆观尺度）：研究环境过程和大气生态过程等。
于是化学工程学的核心转变到了"多尺度、多目标择优"的概念，化学工程学科又到达一个新的和谐统一的高度，进入了更高层次的系统工程领域。
新的发展的深度促使化学工程学科作出了一定尺度的"分化"，然而这还远未结束，人们对世界的认识还在不断探索不断深入，一个更深刻更普遍也更一般的问题已经触到了化学工程学科的神经，触到了化学工程学的认识本质，并促使化学工程学需要有新的"融合"。这一问题就是"非线性及其包涵的混沌原理"，相对于"线性"是人类认识客观世界的基本工具，"非线性"则是客观世界的本质特征，是"线性"反映的目的，是从科学角度看待世界的一种和谐统一；而在对"混沌发展"的研究表明，"混沌运动的普遍存在，揭示了自然界中实际系统发展演化的新行为，混沌态的自相似性使这种时间演化表现为一种空间结构，而且以其不同空间尺度上的相似性，揭示了系统复杂运动的统一性。这种统一性是一个观察"整体"的问题，只有在长时间范围（因为混沌运动是一种长时间行为）和更高层次复杂性中才能显现出来。"[6，7]这一问题涵盖了自然科学和人文社会科学的众多领域，具有重大的科学价值和深刻的哲学方法论意义。马克思曾经预言："自然科学往后将会把关于人类的科学总括在自己下面，正如关于人类的科学把自然科学总括在自己下面一样：它们将成为一个科学。"从这一角度上，"非线性"问题是这种过程一体化的契合点以及整体认识论上的共性[8]。当站在这种整体性的高度上，化学工程学科获得了全新的视野和更强大的分析解决问题的能力，并最终具有了学科融合的基础。
在整个化学工程学科的孕育、诞生和发展过程中，始终交织着学科的"分化"与"融合"，除了上述尺度（scale）上的分化以外还有着所谓的石油化工、精细化工、高分子化工等专业上的分化；另一方面，作为近代工程技术，它又是自然科学（化学、物理等）和技术科学（机械、材料等）的融合。正如物理学家普朗克（planck）所指出的："科学是内在的整体，它被分解为单独的部分不是取决于事物的本身，而是取决于人类认识能力的局限性，实际上存在着从物理到化学，通过生物学和人类学到社会学的连续的链条，这是任何一处都不能被打断的链条。"事实上，当化学工程学科的核心发展到"非线性混沌系统"时，实现科学的融合已是其客观系统性的需要，它需要强有力的非线性解算能力和综合分析能力。基于人工智能和神经生物学的人工神经网络（artificial neural networks）技术为这种系统性的融合提供了新的思路和途径。人工神经网络特有的信息处理能力在愈来愈多的领域中展现出广阔的应用前景，它具有如下特点[9，10]：
① 学习：神经网络可以根据外界环境修改自身行为，这使它比其他任何方法接受自身感兴趣的外界信息更敏感。
② 概括：经过学习训练后，神经网络的响应在某种程度上能够对外界信息的少量丢失或自身组织的局部缺损不再很敏感，反映了神经网络的健壮性（鲁棒性），即工程上说的"容错"能力。
③ 抽取：神经网络具有抽取外界输入信息特征的特殊功能，在某种意义上可以说它能"创造"出未见的事物。
④ 模拟：神经网络由众多的神经元组成，以并行的方式处理信息，大大加快了运行速度，可以逼近任意复杂的非线性系统。
当然，神经网络并非十全十美，其自身的发展就曾经历过相当曲折的过程，但是，人工神经网络（anns）特性的融合将是化学工程学科发展到非线性核心系统的自组织适应和需要。例如采用神经网络设计的控制系统，适应性、稳定性和智能性均较好，能处理复杂工艺过程的控制问题，也使得化学工程师不但也是机械工程师，还首先是系统工程师，并能从最一般的非线性原理出发，解决实际过程的创新、应用、开发、生产等问题。
生产力的不断发展，科学技术的持续进步，人类认识自然和改造自然的不断深化，化学工程学科必将不断"分化"和"融合"，体现出和谐系统的无限发展性质。
参考文献
[1] 李立本. 系统的和谐与和谐观[j]. 自然辩证法研究, 1998, 14(5):39.
[2] 韩兆熊. 传递过程原理[m]. 浙江：浙江大学出版社, 1988, 11:3.
[3] 季子林, 陈士俊, 王树恩. 科学技术论与方法论[m]. 天津科技翻译出版公司, 1991, 9:115．
[4] 金涌, 汪展文, 王金福, 等. 化学工程迈入21世纪[j]. 化工进展, 2000,(1):5-10．
[5] 黄仲涛, 李雪辉, 王乐夫. 21世纪化工发展趋势[j]. 化工进展, 2001,(4):1-4.
[6] 张生心, 梁仲清. 从量子混沌再看物理学的统一性[j]. 自然辩证法研究, 1996, 12(10):8.
[7] 苗东升. 系统科学精要[m]. 中国人民大学出版社, 1998, 5:20．
[8] 成思危. 试论科学的融合[j]. 自然辩证法研究, 1998, 14(1):2.
关键词：MATLAB 化学工程 工艺实验 数据处理 应用
化学工程与工艺学科是我国重要的学科之一，在化学工程中，化学实验起着重要的作用。化学实验的好坏严重影响着化学工程的建设。而数据处理过程又是化学实验中的重要组成部分。对程序中的数据进行有效的处理有助于化学实验的研究与开发。然而以往的数据处理方法基本上都是人工处理，这种处理方法既浪费时间又浪费资源。因此，开发新的化学数据处理方法成为我国化学工程研究的重点，而MATLAB软件就是新型化学数据处理方法之一，也对化学工业的发展起到巨大的作用[1]。
一、化学工程和工艺中的实验数据处理
化学工程实验是化学工程的重要组成部分，也是化学实验人员进行数据处理的重要手段。化学实验与其它的科学实验不同，其主要强调实验的结果是否可以反映一定的化学现象并且处理一定的化学问题，化学实验对人类的生活有一定的影响，其结果可以解决社会上的一些化学工业问题，并为化学工业的进行带来方便[2]。可见化学工程实验在化学工程中的重要性。但是以往的化学工程实验需要用人工处理法对大量的化学数据进行处理，由于数据的繁多和复杂，使得处理过程十分困难，并且实验需要运用大量的时间，也会耗费大量的人力及物资，这样的实验方法过于陈旧，已经不能满足社会对化学工程的需求。然而，随着社会科学的不断发展与完善，人们生产出的计算机已经完全可以代替以往的人为处理数据方法，使化工实验变得简单易行，并且可以大大提高处理化学数据的实验效率。
数据处理是化学实验中的重要组成部分，化学实验的实现主要通过进行大量的数据处理得来。数据处理并不简单，需要将大量的数据进行运算，从而得到合理的化学实验结果，但只是单单的运用人工运算方法，耗时耗力，而运用计算机进行化学数据的处理却可以很好的解决这一问题。
化学工程与化学工艺的基本组成部分是化学实验，化学实验的主要目标是根据有效的化学实验数据对生活中出现的一些化学问题进行合理的实验，从而得到合适的解决办法[3]。但在进行化学实验过程中，会有很多的限制因素，因此，实验人员需要在考虑这些限制因素的基础上进行数据处理，从而得到与实验现象相符的数据，只有这样才能更好的解决化学问题。
对于不同的生活现象有不同的化学实验验证方法，而不同的实验方法的难易程度不同，大多数的化学实验都是比较复杂且不易实行的，化学的数据之间有着多种多样的联系，这种联系往往不能单单从表面就被看出，需要经过大量的复杂的运算后才可进行进一步的观察[4]。而这就造成了处理数据需要运用大量的人力资源，并且对一些难理解的数据进行合理的分析也是比较耗时的工作。但如果应用计算机对实验中产生的一系列数据进行整合，将无效的甚至对有效数据有所干扰的数据进行消除，就可以留下有用的数据进行实验处理，这样的做法可以使数据结果非常精准，并且可以节省数据处理时间。
二、应用MATLAB进行化学工程与工艺的数据处理过程分析
MATLAB软件是化学工程实验中所运用到的一种先进的软件，这种软件可以进行编写化学程序、化学数据运算、数据结果运行等，并且可以运用高科技的技术进行化学计算得到有效可靠的数据，再对化学现象进行分析，从而得出合理的化学结论[5]。MATLAB软件的好处有很多，其中最主要的是操作简单，易懂、易学、易会，并且其操作界面比较人性化，有易于操作人员进行有效合理的操作，可以使以往复杂的计算过程变得简单易行，并且使计算结果比以往的更为精准，还可以减小误差。
MATLAB软件运用一种特殊的简单的程序语言对化学实验现象进行编写程序。其应用范围非常广、内部功能非常多、程序便于维护、利于编写程序，并且可以拥有多种平台的操作系统等。这种软件是化学工程实验中的重要软件，在对实验的数据处理上，发挥着重大的作用。这是化学工程及工艺中的重大突破与创新，也是化学工程学科未来的发展方向。
1.画程序图
对于不同的化学实验需要有其不同的数据处理过程，也有其不同的程序图、程序中所应用到的各种公式等，这些影响因素决定了实验的难易程度。一个实验拥有一个与之相符的独特的程序，也只有这一程序可以对其对应的化学实验进行很好的描述。但是，不论怎样的实验都有其共同点，下面就是对于大多数化学实验的总程序图。
图一 实验数据处理总程序图
2.编写程序
2.1输入数据
输入数据时，主要应用的函数是INPUT，应用INPUT将化学工程中有效的数据输入MATLAB软件的程序中，MATLAB再对数据进行处理，得出相应的结论。下面以温度为例对数据进行输入，其主要实现形式是：t=input，即表示系统要求程序输入温度值。但被输入程序的主要数据都是成组出现的，只有这样才会形成有效的程序处理系统。这种系统的处理数据能力高，处理速度快、处理效果好。
2.2处理数据
通常情况下，对实验所需数据进行处理需要先将数据进行整合，使程序模型被整合成一条连续的曲线形式。而对于不同的程序有其不同的整合方法，这里，对常见的整合方法，最小二乘法进行分析。
应用最小二乘法对数据x和y进行整合，是使x和y得到相应的函数关系式y=f（x），其主要思想是使残差的平方 2在定值x上最小。在进行数据测验时，经常会出现误差，最小二乘法不需要整合后的关系式y=f（x）经过所有的x点和y点，只需要残差平方的总和数最小。这证明最小二乘法最适于整合数据。这些方法都是MATLAB软件中所应用到的处理数据的方法。
2.3建立数据库
由于数据是在特殊情况下得出的，但是在实际的生活中，往往不会碰巧与数据相一致，而是会与实验数据有一定的偏差，这就需要技术人员将不同情况下的不同数据进行整合后，得到相应的关系式，即当程序输入一定的数据后，程序便会根据该数据进行及时的分析与运算，得出相对于输入数据的输出值。这就是数据库的建立过程。
三、总结
将MATLAB软件运用到化学工程与工艺中去是我国化学工程中的重大突破，MATLAB软件可以将复杂难懂的数据自动进行分析、整合，并得出有效的合理的数据进行程序设计。这种方法可以节省大量的人力、物力、时间等，并且最终处理数据的结果将更加准确，更便于在化学工程中使用。可见，MATLAB软件在化学工程及工艺中的重要作用。
参考文献
[1]房鼎业，乐清华，李福清主编.化学工程与工艺专业实验[M].北京：化学工业出版社，2009
[2]李丽，王振领编著.MATLAB工程计算机应用[M].北京：人民邮电出版社，2010.
[3]黄华江编著.实用化工计算机模拟———MATLAB在化学工程中的应用[M].北京：化学工业出版社，2009
1.首先对现阶段我国化学工程化工生产领域中暴露出来的问题进行分析
在化学反应行进的过程中，因为生产环境和生产机械设备是难以满足相应的要求，因此也就使得化学反应难以充分的完成，在此基础之上就会形成数量众多的废气、废水以及废渣。比方说在化学肥料生产相关工作进行的过程中，反应容器在经过加热的基础之上，一般情况之下也是难以使得化学反应需求得以满足，在此基础之上开展的化学梵音自然也就不是十分的彻底，产生化工三废。之所以化学工程领域中化学反应发生不充分，归根结底还是化工工艺措施成熟程度不高，在上文中提及到的这种情况之下，生产出来的化学产品的合格几率较为低下，质量也难以得到应有的保证，我国范围之内数量众多的人民群众在日常生产生活相关活动进行的过程中提出的现实需求也难以得到满足。在上文中提及到的这种情况之下涌现出来的最为严重的问题是，化学工程领域中不充分的化学反应带来的是巨额的能源和资源浪费问题，在此基础之上想要对化工生产工作的效率做出一定程度的保证，是比较困难的一件事情。除此之外，现阶段我国化学工程领域中连续型化工生产设备在实际工作的过程中，连续性难以得到应有的保证，从而也就难以将整个工程的协调性维持在比较高的水平之上，生产进度在此情况之下较为容易受到影响，特别是在生产过程中，假如说在某一个化工生产环节当中出现脱节问题的话，那么是会对生产结果造成十分严重的负面影响，之所以在我国化学工程化工生产相关工作进行的过程中会涌现出来这样的问题，都是因为我国化工生产工艺措施不是十分的完善。生态环境保护能力较为低下。化学工程领域中化工生产工作进行的过程中是会产生较为严重的环境污染问题，依据相关的调查工作得到的结果显示，化学生产领域中排放出来的废物在我国污染物来源中占据较为重要的地位。现阶段我国化学工程化工生产领域中涌现出来的污染物超标问题较为严重，尤其是在化工生产不完全的基础上排放出来的重金属离子以及没有经过完全反应的化学制剂排放在生态环境当中。在上文中提及到的这些化工生产肥料排放到生态环境当中之后，假如说各种类型的污染物进入到水体当中的话，那么水体当中的原有生态系统是会受到极为严重的负面影响，除此之外也是会使得水体周遭的土质受到一定程度的影响，在此基础之上周边的农产品产量自然也就会受到相应的影响。最终在上文中提及到的这些化工肥料排放到生态环境当中的基础上，也会让空气质量受到一定程度的影响，最终也就会使得一定范围之内的空气质量水平难以满足现行要求。
2.化学工程化工生产领域中应当施行的工艺措施
在化学生产相关工作进行的过程中，需要在以往的反应条件以及反应环境的基础上做出优化调整，反应条件是化学生产工作进行的过程中需要使用到的必要因素，为了可以在化学生产工作进行的过程中生产出来数量更多的产品，提升生产相关工作的效率，并且在化学生产相关工作进行的过程中不将大量的废弃物排放到生态环境当中，那么在上文中提及到的这种情况之下应当注意到的问题是反应条件。假如说化学反应是在一个适应性比较强的环境当中发生的话，那么得到的结果自然也就比较好。在化学生产领域当中，一定需要注意到的问题是逐步提升化学反应条件标准。在化学反应发生的过程中使用到的催化剂以及反应条件应当可以满足现行规程中提出的要求，在此基础之上也就可以使得我国的生态环境得到一定程度的保证，促使我国社会向着可持续发展的方向转变。
3.结语
总而言之，化学工程化工生产领域中使用到的各项工艺措施中存在的问题仍然比较多，需要我们针对各项技术措施展开力度比较高的研究工作，我们在实际工作的过程中其实尚且没有找寻到化工生产和生态环境之间的平衡位置，在此基础之上我们是应当将各项研究工作的力度提升，以便于可以以此为基础使得各项化工生产领域中的工艺措施得到优化调整。
作者:刘连生
参考文献
关键词：绿色化学工程技术；意义；应用
近几年来，随着化工技术的不断发展，化学工程取得了重要的进步，但与此同时也产生了很严重的环境污染问题，进而使得化学学科的发展受到了一定的限制作用。为了很好地改善污染的问题，越来越多的人开始采用绿色化学工程技术，绿色化学工程技术的应用不仅减少了温室气体的排放，更有利于生态环境的优化，最重要的是，很好地推动了我国经济的发展与进步。由此可见，探讨绿色化学工程技术应用的具有重要意义[1]。
1应用绿色化学工程技术的意义
1.1有效减少温室气体的排放
近几年来，随着国民经济条件的改善，越来越多的人都拥有了私家车，马路上车的数量越来越多，车辆增加，车尾气的排放量自然增加，空气污染变得严重，进而产生了大量的温室气体，导致气候变暖、冰川融化，还会引发臭氧空洞，造成气候异常，进而使得我国的生活环境变得越来越差。而近几年来，绿色化学科技的一项重点研究内容就是将对生态环境没有污染的一些能源转化为可利用的资源。如太阳能、风能、生物能以及地热等。首先，这些新能源的使用可以节省现有的能源的消耗，其次，这些能源的使用可以减轻一定的费用，最重要的是，可以减少空气中温室气体的排放，进而起到保护环境的作用[2]。
1.2推动国民经济的可持续发展
经济的发展是无限的，但是自然资源是有限的。倘若一味地开采以及使用自然资源，那么便会出现自然资源匮乏的现象，“物以稀为贵”，自然资源枯竭，资源的价格自然会上涨，导致经济的发展受到一定的抑制作用。另外，随着化工污染的加剧，化工产业的发展也逐渐受到了影响，且部分产业的进出口也受到影响，进而导致国民经济得不到提升，发展受到抑制。
2绿色化学工程技术的应用探讨
2.1在海水淡化的过程中应用绿色化学工程
水是人类社会活动的起源，也是人类生活的基本，没有水，人类将很难生存，由此可见，水对于人类的生存的重要性，但是近几年来，随着工业污染的加重以及农业生产的发展，我国的水资源呈现严重匮乏的现象，为了得到很多的水资源，我们开始采取淡化海水的措施，而绿色化学工程技术在淡化海水的过程中扮演了很重要的角色。所谓的淡化海水，主要指的就是去除海水中的盐水，得到淡水，传统的环境下，很多人采用通过酸碱换去除盐水，得到淡水的方法，这种方法虽然也可以实现海水的淡化，但是同样会带来另一种污染，进而使得环境污染情况加剧[3]。
2.2绿色化学工程技术在涂料生产中的应用
在中国，除了汽车尾气的排放会严重污染空气以外，涂料的制作也会产生很多污染，进而给环境带来一定的影响。另外，在制作涂料的过程中，也会产生很多的废料，这些废料流入水中，一样会给水带来污染，且这些水一旦被人们所使用，将会引发很严重的后果，轻者产生健康问题，重者可能直接引发癌症。绿色科技逐渐应用于许多工厂进行开发绿色产品。通过对工艺设备进行改造和优化，降低VOC，优化配置、清洁生产、使得污染最大限度降低。随着无机矿物涂料、固体涂料、乳胶漆等绿色涂料的诞生，涂料生产正向着科技含量高、无毒无污染、产品更优的方向发展[4]。
3结束语
综上所述，我们可以发现，绿色化学工程技术的使用不仅可以降低空气中温室气体的排放，还可以促进经济的提升，希望在与之对应的一系列的生产措施的建议下，无论是海水的淡化还是涂料的生产都能够得到有效地改变，降低对环境的污染，提升对于绿色化学工程技术的有效利用，促进我国化学工程技术的可持续发展。
参考文献
[1]王鉴，柳荣伟，陈侠玲.绿色化学推动分离工程技术的进步——绿色分离工程[J].化工科技，2008，（1）：57-60.
[2]赵华成.绿色化学及其绿色系统工程技术与环境友好[J].化学教育，2007，（6）：6-10.
[3]朱明乔，谢方友，吴廷华.绿色化学与技术在化学工业中的应用[J].化工生产与技术，2002，（4）：27-30；51-52.
1、化学属于理学专业。其分类上属于：学科门类：理学（专业代码07）。专业类：化学类（专业代码0703）。不属于化工类。化工与制药类分类上属于工学（学科门类），包括化学工程与工艺、制药工程这二种基本专业和资源循环科学与工程、能源化学工程、化学工程与工业生物工程这三种特设专业。
2、工学（学科代码：08）是指工程学科的总称。学科专业包含：仪器仪表、能源动力、电子信息、电气信息、交通运输、海洋工程、轻工、纺织、航空航天、力学、生物工程、农业工程、林业工程、公安技术、植物生产、地矿、材料、机械、食品、武器、土建、水利、测绘、环境与安全、化工与制药等专业。
（来源：文章屋网 ）
关键词:化学生产；化工生产工艺；化工技术
化学工程通常就是指为达到一定效果在理论基础上进行的一系列化学生产活动，它是将理论应用于实践的一个过程。现如今化工行业除了包括石油化工、催化制造等传统化工，还囊括了生物制药、纳米技术等现代化工。但目前化工生产行业还是主要以化石燃料等传统化学工业为动力，但是燃烧化石燃料不仅使得不可再生资源的减少，更对自然环境造成重大的污染。很显然，这和人们日渐追求绿色环保的观念产生矛盾。因此，面对化工生产过程中产生的环境污染问题，及时地做出科学合理的改进措施已经变得至关重要。
1化工生产行业当前现状
1.1对环境造成重大污染
化工行业是目前当今世界最主要的污染源之一。首先，化工生产过程中会产生很多的废水。废气和固体废弃物，如果不加以合理处理直接排放到水源里，那么对当地的地下水生态系统造成的后果将不堪设想。其次，化工行业在生产大量日常生活品为人们带来便利的同时，也带来了大量的生活垃圾，由于很多生活垃圾都是高分子化学材料，处理起来非常困难，如果将它们直接采取填埋的方式处理，将很长时间难以降解，这会对土壤造成严重的污染。化工生产过程中不仅会对当地的土质、水源造成污染，而且对空气也会有很严重的影响。化工行业主要以燃烧化石燃料为主。燃烧化石燃料会生成大量的二氧化碳、二氧化硫和固态颗粒物，不仅会造成温室效应加剧的后果，还会形成雾霾、酸雨等恶劣现象，给人们经济和健康带来巨大的损失。
1.2化工生产效率太低
随着人们生活水平的提高，传统的化工生产工艺已经无法最大限度地满足人们的日常需要了，这是由于化工生产工艺本身的缺陷造成的。化工生产工艺是将理论的化学反应放大应用在实际生产过程中，因此在具体工艺中会遇到很多问题。例如化学反应过程中转化率太低，化工生产过程中连续性较低等。这些问题都可能导致化学反应不充分，最终造成化工生产效率比较低。另外，反应设备的效率太低也是造成化工生产过程中效率比较低的一个重要原因。
2化工生产行业改进措施
2.1优化化学反应环境
每一个化工工艺都是化学反应的放大过程，但是又要比简单的化学反应复杂得多。就像化学反应的各个参数一样，反应条件也是化工生产中最为重要的环节。而每一个化学反应都会有其最佳的反应温度、反应时间等参数，同理，化工生产过程中的最佳反应条件决定着化工生产过程中的质量。因此，要想实现提高化工生产过程效率的目的，也应该最大限度地创造一个最佳的化工反应环境，同时应该尽可能避免各种副反应的出现。另外，在适当的情况下，也要使用恰当的催化剂以提高化工生产过程中的速率。
2.2改进化工生产工艺
在化工工艺的改进方面，不仅要提高反应生产过程的效率，更应该注重化工生产工艺的绿色安全环保。通过调整化学反应的反应参数和条件可以实现对化工生产过程中效率的改进。而化工工艺要想实现绿色环保，就需要寻求一些新的途径，例如，更加绿色环保的化学反应，使用最少的生产原料，生成对环境友好的产物等。在日趋崇尚绿色环保的当今社会，化工生产工艺走向绿色安全是大势所趋，而绿色安全环保的生产工艺也能带领化工行业走上新的辉煌。
2.3合理处置生产废料
化工生产过程中会产生大量的废水、废气和固体废弃物，而这些废料通常都是对自然环境和人体有严重危害的。所以在处置这些化工生产过程中的废料时应该格外注意。通常处理这些废料主要采用物理法和化学法，但是二者各有利弊，物理法较为环保，而化学法较为彻底，具体是由废料的种类来决定采用哪种方法处置。另外，生物法处理化工废料也逐渐受到科学家们的关注，生物法处理化工废料既绿色环保又反应彻底，是一种较为理想的处理办法。综上所述，无论采取何种方法处理化工废料，都应该秉持绿色安全的原则，将其对环境和人类的危害降到最低。
2.4寻求化工新能源
当今化工生产行业仍然是主要以燃烧化石燃料为主。但是化石燃料作为不可再生资源已经面临很多的问题，而且大量燃烧化石燃料也会对自然环境和我们人类的健康带来巨大影响，因此寻求别的能源来替代不可再生的化石燃料已经迫在眉睫。新的可再生能源不仅保障了化工生产的长久稳定发展，也避免了传统化工行业对人类和自然环境带来的恶劣影响。而科学家们也在这一方面取得了较好的成果，例如，电化工、生物化工、纳米技术等。我们有理由相信在科学家们的不懈努力下，将新能源大量普及并应用于化工领域指日可待。
3结束语
通过对我国当前化工生产行业现状的了解和分析，我们发现化工生产过程中还存在很多的问题正待我们去研究和解决。我们要想改良化工工艺就需要对科学进行不断探索，要想维持自然环境的不被污染，就需要找到更加科学环保的办法保护自然环境，这是考验人类生存和自然环境共同长久发展的重大课题。而现在的我们要做的就是认真探索，寻求突破创新，对传统化工工艺中存在的问题进行研究并改进，最终保障化工行业的绿色健康可持续发展,这样我们才能稳定的推动社会建设。
参考文献：
[1]李珺瑶.化学工程中的化工生产工艺[J].化工管理,2017,(06):90.
[2]罗泽鹏,刘森,都颖,刘思乐.浅谈化学工程中的化工生产工艺[J].黑龙江科技信息,2016,(02):76.
购物车(0)