工程化学 教学课件

工程化学教学课件理论与实践的桥梁目录第一章第二章第三章绪论础论热应传过术工程化学概述基理力学与反动力学递程与分离技历内应领论数传论现了解学科发展程、研究涵与用域掌握工程化学的理基石与学描述探索三一反理与代分离工艺第四章第五章绿来材料与设备工程色化工与未发展计续术研究工程材料特性与设备设原理展望可持发展与智能化技融合第一章绪论工程化学的定义与发展工程化学的学科定位术将结过工程化学是化学与工程技的交叉学科，它化学原理与工程方法相合，研究化学现径为应关础论应连程的工业化实路作用学科，它既注基理，又注重实际用，是接实验室与工厂的桥梁历史发展里程碑课标1888年，麻省理工学院（MIT）设立了世界上第一个化学工程学士程，志着工程化为独诞论断学作立学科的正式生此后，随着化学工业的快速发展，工程化学理体系不纪单过纪完善20世初，元操作概念的提出，使化工程得以系统化分析；20世中期，传传热传质传应论进三一反（动量递、量递、量递与反工程）理框架的建立，一步奠础定了学科基历关键节验积工程化学学科发展程中的点，从早期的经累现论断到代系统化理体系的建立，反映了学科的不成熟与深化工程化学的学科内涵研究对象服务方向学科交叉质转过关产术创数工程化学主要研究物合成与化程中的服务于化学工业及相业的技新与优工程化学融合了化学、物理、学、生物、规应过细环识独科学律，涵盖化学反与物理变化程中化，包括石油化工、精化工、能源保、材料、控制等多学科知，形成了特的研转换质现领过计论这的能量、物流动、相变与分离等生物医药、新材料等域通工艺设、究范式与方法种交叉融合特性使其具内进过产创应象，致力于揭示其在机制并行定量描程控制与设备优化，提高生效率、降低有强大的新活力与用潜力述能耗、减少污染工程化学的核心特征将应产术工程化学是化学原理用于工业生的科学与艺，它既规维关验产应规需要化学的深度，也需要工程的广度模思注从实室到工业生的放大效与律观将过为质换系统点化学程视能量、物、信息交的系统——沃克（Walker）数现定量分析运用学模型精确描述化学工程象导术环标优化向追求技、经济、境多目平衡的最优解践论应验证工程实注重理在实际工程中的用与从分子到工厂的桥梁工程化学连接微观理论与宏观应用的学科过应将层应转为规产过现验仅关应热规工程化学通系统地用科学原理，分子面的化学反化工业模的生程，实从实室到工厂的跨越它不注反机理与力学还虑计过环术线论律，考设备设、程控制、安全保等工程因素，形成了完整的技路与方法微观层面中观层面宏观层面结应传过单计•分子构与反机理•递程与元操作•工艺流程设集成剂计应计•催化设与优化•反器设与优化•工厂布局与控制系统应•反动力学模型•分离工艺与设备第二章基础理论化工热力学热力学定律及其工程应用热热础应导们进计力学第一定律（能量守恒）与第二定律（熵增原理）是化工力学的基在工程用中，第一定律指我行能量平衡算，则们断过确保系统中能量的输入与输出达到平衡；第二定律帮助我判程的自发性与可行性，确定最大工作量与理想效率纯流体热力学性质及其关系计热质压积内这质工程化学中需要精确掌握与算各种力学性，包括力P、体V、温度T、能U、焓H、熵S等些性之间存在着杂数关过状态关计状态状态复的学系，通方程、Maxwell系式等可以建立完整的算框架常用的方程包括理想气体方程、范德华方维为程、里方程等，用于描述实际流体的PVT行热质关络图内力学性间的系网，反映了各物理量之间的在联系，是工计础程算的基化学平衡与相平衡计算方法计过数势应组则热过为化学平衡算基于吉布斯自由能最小化原理，通平衡常方法或元素法可以确定反平衡成相平衡涉及气液、液液、固液等多相系统的力学分析，通逸度与活度的概念建立相平衡条件，分离过计论程设提供理依据热力学在工程中的实际应用精馏塔热量与物料平衡蒸汽喷射器与涡轮机能量转换统计热力学的微观解释馏过热应计级馏时过数论喷过压胀带压热转换应涡则将计热过观释观热现精程是力学原理用的典型案例在设多精塔，需要通气液平衡据确定理板蒸汽射器通高蒸汽膨做功，动低流体运动，是能与动能的用轮机流体统力学通分子动力学与量子力学原理，从微角度解宏力学象，建立了从分子到体系数过计热负负现馏计软进严热转为热现这计计应剂计开领计热预测，通焓平衡算再沸器荷与冷凝器冷荷代精塔设件如Aspen Plus可行格的能化机械能，是力学第一定律的直接体些设备的设与效率算都需要用熵与焓的桥梁在催化设、新材料发等前沿域，统力学方法可以分子间相互作用、相变行热计结数过评过过为应为创论导的力学算，优化塔板构与操作参，提高分离效率与能量利用率的概念，通熵效率价实际程与理想程的差距与反活性，工程新提供理指热力学分析的工程实践步骤系统定义确定系统边界、输入输出流与操作条件数据收集获纯组数取分物性与混合物相平衡据模型建立选择当状态适的方程与活度模型计算分析组热标求解平衡成、量需求与效率指方案优化热调计数基于力学分析整设参反应动力学与数学描述反应速率方程与动力学模型应应过应过为应浓数反动力学研究化学反速率及其影响因素，通建立速率方程定量描述反程基本速率方程表示反物度的幂函为数伦乌关其中k速率常，通常遵循阿尼斯方程（Arrhenius equation）与温度的系杂应虑应应应应组组浓时复反系统中，需要考多步反机理，如串联反、并联反、可逆反等，建立微分方程描述各分度随间的变化应线图组浓时规应转反动力学曲示，展示了不同分度随间的变化律，反映了反速率与化程度实验研究方法与数据拟合数过验测获应数验动力学参的确定需要通实量取反据，常用的实方法包括动力学驱动高效反应反应动力学揭示化学变化的速率与路径应应应为应计过师反动力学是化学反工程的核心，它研究反速率、机理与影响因素，反器设与工艺优化提供科学依据通精确的动力学模型，工程可以预测应进应标产产反程，控制反条件，最大化目物率，提高能源利用效率动力学模型指导工艺优化反应工程的动力学应用预测应压连续搅应计•最佳反温度与力•拌反器（CSTR）设剂时应•确定催化用量与接触间•管式反器（PFR）流动特性应应•分析副反控制与抑制策略•固定床催化反器优化评热应传质•估点形成与安全风险•多相反的强化第三章传递过程原理三传基础化工过程的共同特征动量传递热传递质量传递现规层顿内过热传传热传导对辐热传导组规扩对传质扩过应研究流体流动象与律，包括流、湍流、多相流等基于牛摩擦定律，通流体力学方程描述研究量递方式与速率，包括、流、射三种基本形式基于傅里叶定律建立方研究分在不同相间的迁移律，包括分子散与流基于菲克定律描述散程，用于吸状态应压缩计应换热热换计馏过计流体运动用于泵、机、管道与流体输送系统的设程，用于器、蒸发器、冷凝器等交设备的设收、萃取、蒸等分离程的设与优化三传规律与工程放大指导传过们数势这们论传问题过过纲则三程的共同特点在于它都遵循相似的学模型形式通量=差/阻力种相似性使我可以用统一的理框架处理各种递在工程放大程中，需要通量分析与相似准确保实验数规转纲则诺数数数室据向工业模的有效化常用的无量准包括雷Re、普朗特Pr、施密特Sc等传递过程在设备设计中的关键作用传过论为计论础过传预测结数应计综虑应传过应递程理化工设备设提供了理基，通递方程的求解可以设备性能，优化设备构参例如，在反器设中，需要合考反动力学与递程的耦合效；在塔式设备传质中，气液两相间的效率直接决定了设备的分离性能与能耗水平分离工程基础分离过程的热力学基础设备选型与工艺流程设计过质组质过剂质现组纯热选择虑分离程的本是利用混合物分间的物理或化学性差异，通添加分离（能量或物）实分的富集与提从力学角度看，分离分离设备的需考多种因素过过过热为评论程需要克服混合熵的增加，因此必然消耗能量理想分离程的最小能耗可通力学分析确定，工艺价提供理基准对挥•物系特性（相发度、溶解度等）主要分离方法及其应用原理规纯•处理模与度要求弹难•操作性与控制度化工中常用的分离方法包括评馏结•能耗与经济性价基于相平衡的方法蒸、吸收、萃取、晶等环难扩筛•安全保与操作度基于散速率的方法膜分离、分子吸附等现代分离技术发展趋势过滤基于机械力的方法、离心、沉降等换现术现趋势基于电磁特性的方法电泳、离子交等代分离技呈以下发展选择•高性分离材料（功能膜、分子印迹聚合物）传质结结应•强化的设备构（构化填料、微通道反器）应馏结•多功能集成的分离系统（反蒸、吸收晶）热热•低能耗的分离工艺（泵耦合、集成优化）分离方法选择组质选择当基于分性差异适方法分离需求分析进组标纯确定料成、目度与回收率设备设计计算结数确定设备尺寸、构与操作参工艺优化改进结优化能耗、设备构与操作条件工艺模拟验证过软预测通件模拟分离效果高效分离的核心设备多效蒸馏塔分离工艺的典型代表馏应组现馏过热级显现蒸塔是化工分离设备中用最广泛的典型代表，它利用分间沸点差异实分离多效蒸通量梯利用，著降低能耗，提高经济性代蒸馏术杂内结计过进节术为技融合了复的部构设、精确的程控制与先的能技，成分离工程的集大成者关键设计参数先进结构与技术论数结•理板与回流比•构化填料与高效塔板压术•塔板效率与降•隔壁塔与耦合塔技径负热热•塔与流体荷•泵与集成优化热负应•再沸器与冷凝器荷•分布式控制与自适操作第四章材料与设备工程工程材料分类与特性金属材料陶瓷材料锈导热蚀压铝蚀剂载包括碳钢、不钢、特种合金等具有良好的机械强度、性与加工性能，但易腐在化工设备中广泛用于力容包括氧化、碳化硅、氮化硅等具有优异的耐高温性、耐腐性与硬度，但脆性大在化工中用于耐火材料、催化热换计蚀过滤质进术韧热击器、管道、交器等不同合金成分设可提高抗腐性、耐高温性与机械性能体、介等先陶瓷技可提高性与冲抵抗能力高分子材料复合材料热热弹轻质蚀较质维综计包括塑性塑料、固性塑料、性体等具有、耐腐、易加工特点，但机械强度与耐温性差在化工中用于管由两种或多种不同性材料复合而成，如纤增强塑料、金属基复合材料等可合不同材料优点，设出性能优异的工阀衬选择渗应储轻质蚀道、门、里、密封件等功能性高分子材料可具有特殊的透、催化、感等性能程材料在化工中用于大型罐、管道、塔器等，具有高强、耐腐等优点材料性能与选择原则选择综虑工程材料需合考多种因素环压质浓使用境温度、力、介种类与度韧劳力学性能强度、硬度、性、疲性能导热热胀数物理性能性、膨系、密度蚀化学性能耐腐性、催化活性、吸附性能难经济因素材料成本、加工度、使用寿命续环可持性回收利用、境友好性设备腐蚀防护与寿命管理蚀蚀化工设备的腐是影响设备寿命与安全的主要因素，腐防护措施包括选择蚀•材料（耐腐合金、非金属材料）镀层层钝•表面处理（、涂、化处理）阴•电化学保护（极保护、阳极保护）环调节缓蚀剂•境控制（pH、除氧、添加）典型工程材料案例碳纤维增强聚合物水泥与石灰的化学与工程特性高温耐腐蚀材料在反应器中的应用维维环树础蚀应关键碳纤增强聚合物CFRP是由碳纤与氧脂或其他聚合物基水泥与石灰是化工与建材行业的重要基材料水泥的主要成分高温耐腐材料是化工反器的材料，典型代表包括哈氏合钙过应结则镍这体复合而成的高性能材料它具有极高的比强度与比模量，是理是硅酸，通水化反形成具有粘力的凝胶石灰主要由金Hastelloy、英科耐尔合金Inconel等基特种合金些轻结领储压钙组应氢钙这蚀环想的量化构材料在化工域，CFRP用于大型罐、高氧化成，与水反生成氧化些材料在化工厂建设中材料在高温600℃且腐性境下仍能保持良好的机械性能与显蚀结废调节结氢应这管道、离心泵叶轮等，可著降低重量，提高耐腐性然而，用作构材料，也用于水处理中的pH、重金属沉淀等工构完整性在氨合成、制、石油裂化等高温反器中，类环较应虑热缩蚀氢蚀应蚀开杂蚀进CFRP在高温境下性能下降，且加工成本高，使用温度通常艺在工程用中，需考水泥的水化、收性与耐化学腐材料能抵抗脆、硫腐、力腐裂等复腐机理先则湿术扩层层进蚀限制在150℃以下性，石灰需注意其强碱性与吸性的表面工程技如散涂、熔射涂可一步提高其耐腐性能材料选择的经济性分析选择仅虑术还进资较蚀过维产损势较工程材料不考技可行性，需行经济性分析初始投成本高的耐腐材料，可能通延长设备寿命、减少修停失而具有长期经济优全生命周期成本分析方法可比不同材综虑费维报废料方案的长期经济性，合考材料成本、安装用、护成本、处理等因素轻质高强，工程新宠碳纤维复合材料化工设备的革命性材料维将维结创轻蚀计碳纤复合材料超高强度的碳纤与灵活可塑的聚合物基体完美合，造出兼具量化与高性能的工程材料其优异的比强度、耐腐性与设灵传选择为轻术径活性，正在改变统化工设备的材料范式，设备量化、长寿命化提供了新的技路突出优势应用领域仅为储压•密度钢的1/4，强度可达5倍•大型罐与力容器蚀蚀阀•优异的耐化学腐性能•耐腐管道与门系统劳稳•出色的疲性能与尺寸定性•离心泵与风机叶轮计满•可设各向异性，足定向受力需求第五章绿色化工与可持续发展绿色化工理念与技术路线绿纪导产计产贯环资节约绿项色化工Green Chemistry是21世化学工业发展的重要指思想，其核心是在化学品设、生与使用全生命周期中彻境友好、源的理念色化工的12则基本原包括预废产

1.防物生优于治理

2.原子经济性最大化产较质

3.使用与生少有害物的合成方法计

4.设更安全的化学品剂剂

5.使用更安全的溶与助

6.提高能源效率

7.优先使用可再生原料

8.减少不必要的衍生化应

9.优先使用催化反计产绿则续环图选择产计绿

10.设可降解品色化工原与可持工程循，展示了从原料到品设的全流程色化思路时监测

11.实控制污染预质

12.防事故的本安全过程强化与节能减排过现绿术径过创计过显应过术程强化Process Intensification是实色化工的重要技路，通新的设备设与程集成，著提高反与分离效率，减少能耗与物料消耗典型的程强化技包括反应强化分离强化应应辅应过传热传质应选择应馏过过质微反器、振动反器、超声/微波助反等，通强化，提高反速率与性反蒸、膜分离、离子液体萃取等，通程集成或新型分离介，降低分离能耗能量强化结构强化热术热过热过级结剂结过应径过泵技、余回收、程集成等，通能量梯利用，最大化能源效率构化催化、3D打印构件等，通优化流动与反路，提高程效率循环经济与资源高效利用工程化学在环境保护中的角色废水处理与污染物降解技术清洁能源开发与利用工业废弃物资源化案例废领挥关键传进领贡载转换绿废弃资环践产工程化学在水处理域发着作用，从统的物理化学处理到先的催化氧化与工程化学在清洁能源域的献包括新型能源体合成与能量系统优化例如，工业物源化是循经济的重要实典型案例如电厂脱硫石膏制备建材品、冶术级术应难氢产术氢质废环废组这术质转规生物降解技高氧化技（AOPs）如Fenton反、光催化氧化可有效降解降解生中的水电解技、太阳能制的光催化材料、生物气化与液化工艺等燃料电金渣制备保材料、化工液提取有价分等些技的核心是基于物化应结势还术术将转为这术战剂计线将废弃转为产有机物；膜生物反器（MBR）合了生物降解与膜分离优；电化学氧化原技可池技化学能直接化电能，提高能源利用效率些技的核心挑在于催化律，设合理的化学工艺路，物化有价值的品工程化学在其中提供了废这术应传质应计应应热础应径计纯关键术现废为术创处理含重金属水些技的核心是基于反动力学与原理，优化反条件与设设、反器优化与系统集成，需要用催化动力学、电化学与力学等工程化学基物系分析、反路设、分离化方法等技支持，实变宝的技数现转识术创备参，实污染物的高效化与去除知，推动能源技新新环境化工的系统评价方法环评综虑术环评境工程方案的价需采用系统化、量化的方法，合考技、经济、境与社会因素常用的价工具包括生命周期评价LCA碳足迹计算评产环资废弃产为计应对估品或工艺全生命周期的境影响，包括源消耗、能源使用、排放与物核算品或活动的温室气体排放总量，低碳设与碳减排提供依据，是气候识别环热问题进等，帮助境点与改方向变化的重要工具生态足迹分析对态压计维产积量化人类活动生系统的力，算持特定活动所需的生物生性土地面，评续估可持性水平环保与效率的双赢绿色化工流程重构工业生产的可持续模式绿过创计产术闭环资现环协传色化工流程是一种系统性变革，它通新的工艺设、清洁的生技和的源管理，实了保与经济效益的同提升与统工艺相比，绿选择应径废环节进续色化工流程在原料、反路、能源利用、物处理等都行了根本性优化，代表了化学工业的可持发展方向绿色化工的技术支柱绿色化工的经济价值选择剂产•性催化减少副物•降低原材料与能源成本应废费•温和条件下的高效反•减少物处理用级产质•能量回收与梯利用•提高品量与附加值废弃闭环•物再生利用工程化学的现代挑战与机遇人工智能与大数据在化工中的应用数术产人工智能AI与大据技正在深刻变革化工行业的研发、生与管理模式计习预测质辅剂计现智能分子设机器学算法分子性，助催化与功能材料设，加速发新化合物过习杂数过现时预测程建模与优化深度学模型分析复工艺据，建立准确的程模型，实实优化与控制数孪术虚状态进预产字生技拟模拟实际工厂运行，行工艺优化与事故防，提高生效率与安全性诊断预测维检测状态预测维时故障与性护AI算法设备异常，潜在故障，降低护成本与停机间数应图计营AI与大据在化工中的用示意，展示了从分子设到工厂运的全流程智能化解决方案纳米技术与分子工程新进展纳术为带来观米技与分子工程的发展工程化学了前所未有的微控制能力纳米催化材料分子筛选膜材料功能纳米涂层积纳剂显应选择单径选择纳现级别应纳层赋结蚀高分散、高表面的米催化著提高反效率与性，降低能耗与原料消耗如原子催具有精确孔与性通道的米膜材料，实分子的分离精度，广泛用于气体分离、水具有特殊性能的米涂可予设备表面自清洁、抗垢、耐腐等功能，延长设备寿命，提高结纳颗转环现层层化、核壳构米粒等，在能源化、境催化中展卓越性能处理与生物分离如石墨烯膜、金属有机框架膜等前沿材料运行效率如超疏水涂、光催化自清洁涂等生物化工与合成生物学融合趋势术创径产态生物技与化学工程的融合正在造新的工艺路与品形剂产生物催化工艺利用酶与微生物催化，在温和条件下高效合成化学品，减少能耗与副物术过编辑谢计产合成生物学技通基因与代工程，设具有特定功能的生物系统，生高附加值化学品质转开质转线产生物化平台发非粮生物化路，生生物燃料、生物塑料与生物基化学品术结应现产生物制造集成技合生物反与化学加工，建立混合工艺流程，实清洁高效生典型工程案例分析精细化工生产流程反应设计与优化产为应计虑关键以医药中间体生例，反设需考多个因素应径选择评线综虑应骤选择径反路估多条合成路，合考原料可得性、反步、收率、安全性等因素，最优路应过验计压浓剂应反条件优化通实设方法DOE系统研究温度、力、度、催化等因素影响，确定最佳反条件应应骤为应计论反动力学研究建立速率方程，确定反机理与控速步，反器设提供理依据应评热传质传对应预测规产临问题放大效估研究递、递反的影响，工业模生中可能面的应过验试药物中间体合成反优化程，展示了从实室小到工艺确定的系统化研究方法案例成果95%产纯品度提升40%工程化学实验设计与数据处理实验方案制定原则验计础则科学合理的实设是工程化学研究的基，需遵循以下原标验预验计针对目明确性清晰定义实目的与期成果，确保实设性强虑试验应计验计验系统性考影响因素的相互作用，采用正交、响面法等统实设方法，提高实效率严验验结可控性格控制实变量，减少干扰因素影响，确保实果可靠评验验过安全性估实风险，采取必要的安全防护措施，确保实程安全详细记录验骤验结验证可重复性实条件与步，确保实果可被重复虑应为续可放大性考工业用的实际条件，后放大研究提供依据数据采集与误差分析验数结论实据的采集与处理直接影响研究的可靠性数传数现频数据采集自动化采用感器、据采集卡等设备，实高率、高精度的据采集识别计识别数数质异常值采用统方法与剔除异常据，提高据量误识别测误系统差分析量设备、操作方法等引起的系统差，采取校准等措施减小影响误过测计评误测随机差处理通重复量与统分析，估随机差大小，确定量不确定度验计图问题数工程化学实设流程，展示了从定义到据分析的系统化研究方法验现计验应当验实是发真理的手段，而非目的本身设良好的实是经济的、高效的，能够提供最大信息量的最小实集理论与实践的结合实验室工程化学创新的摇篮现验论践汇场进验数为现术创代工程化学实室是理与实交的所，它融合了先的实设备、精密的分析仪器与智能的据处理系统，科学发与技新提供了强大这验证论应径数开术断进平台在里，研究者可以理假设、探索新反路、优化工艺参、发新材料与新技，推动化学工程学科的不步核心实验装置先进分析技术压应应谱质谱•高反釜与微反器•色与联用分析连续应谱热术•流动反系统•光与分析技剂评观•催化价装置•材料表征与微分析纯•分离与化设备工程安全与职业素养化工安全基本规范践虑规化工安全是工程化学实中的首要考因素，基本范包括识别识别环环危险源系统工艺、设备、境中的危险因素，包括化学危险、物理危险、境危险等评严级应风险估分析危险事件的可能性与重性，确定风险等，制定相的控制措施层纵安全防护措施实施工程控制、管理控制与个人防护等多次防护策略，建立深防御体系应预针对详细应应练急案可能发生的事故情景，制定的急响程序，定期演与更新训对员进识训养识应安全培所有工作人行系统的安全知与技能培，培安全意与急能力图识别层化工安全管理体系，展示了从危险到多次防护的系统化安全管理方法危险化学品管理内危险化学品管理是化工安全的核心容，涵盖全生命周期管控安全储存区湿按相容性分，控制温度度与通风分类与标识化学工程师的职业发展路径研发岗位设计岗位生产与管理岗位岗产开职师验计岗负责计职师师项师产岗负责产营队职产师职研发位主要从事新品、新工艺、新材料的研究与发工作典型位包括研发工程、实室主管、技设位主要化工工艺、设备与系统的设工作典型位包括工艺工程、设备工程、目工程生与管理位主要化工生运与团管理工作典型位包括生工程、车间主任、厂长等术专职径员开为项负责术监职径级计师开为计项计监计岗径师开为组产产岗家等业发展路通常是从助理研究始，逐步成长目人、研发经理、技总等研发等业发展路通常从初设始，逐步成长设主管、目经理、设总等设位要求系业发展路通常从操作工程始，逐步成长班长、车间主任、生经理、工厂总经理等生位要岗专识创维验时较项热爱术识严谨计维专软应时协调逻辑维细识时队领导问题践位要求扎实的业知、新思与实技能，同需要强的目管理能力适合科研、追求技统的工程知、的设思与业件用能力，同需要良好的沟通能力适合思强、求扎实的工艺知、设备管理能力与安全管理技能，同需要出色的团与解决能力适合实能创节导新的人才向的人才力强、善于管理的人才跨学科能力与终身学习现师识续习代化学工程需要具备跨学科知与持学能力识结专识还计术环关领识识结跨学科知构除化学工程业知外，需掌握算机技、自动化控制、经济管理、境科学等相域知，形成复合型知构续习习惯过专阅读术议线课习续识术持学通业期刊、学会参与、在程学等方式，持更新知体系，跟踪技前沿专资质认证获册师师专资质认证职竞业取注化工工程、安全工程等业，提升业争力与发展空间关产趋势术标场养国际化视野注全球化工业发展，了解国际技准与市需求，培跨文化交流能力师职径图阶职为职规导化学工程业发展路，展示了不同段的位与所需能力，业划提供指行业前沿与创新创业机会领蕴创创工程化学域含丰富的新业机会，主要集中在以下方向38%27%45%33%新能源技术环保技术新材料生物技术氢质储领场术创废净环术领环场领创术领产术能、生物能、能材料等清洁能源域，具有巨大的市潜力与技新空水处理、气化、土壤修复等境技域，随着保要求提高，市需求持功能材料、特种工程材料、生物材料等高性能材料域，是科技新的重要支生物制药、生物催化、合成生物学等生物技域，正在重塑化工业的技路续线间增长撑工程师改变世界的舞台化工厂工程化学的实践殿堂现术进过环将验转代化工厂是工程化学原理与技的集大成者，它融合了先的程工艺、自动化控制系统、安全保设施与智能管理平台，实室的科研成果化为规产为创这师将论识应践杂问题产资现大模的工业生，社会造价值在里，化学工程理知用于实，解决复的工程，优化生工艺，提高源利用效率，实绿续色可持发展工程师的核心职责现代化工厂的特点术进•工艺优化与技改•高度自动化与智能化质产开严•量控制与品发•格的安全管理体系进环•安全管理与风险控制•先的保处理设施环标产•保达与清洁生课程总结与学习建议理论基础与工程实践并重论践紧结习过应工程化学是理与实密合的学科，学程中注重以下方面础论练热传过础论质数识夯实基理熟掌握力学、动力学、递程等基理，理解其物理本与学描述，建立系统的知框架验积验验验计术数养践验加强实技能极参与实教学与实室研究，掌握实设、操作技与据分析方法，培动手能力与实经关应过观习论识产应养维问题注工程用通工厂参、企业实、工程案例分析等方式，了解理知在工业生中的用，培工程思与解决能力养创识关术趋势项创践养创维培新意注学科前沿与技发展，参与科研目与新实，培新思与科研能力习过图论习验践应渐进习径工程化学学程，展示了从理学到实实再到工程用的循序学路注重跨学科知识整合现问题杂问题领识代工程化学通常是跨学科的复，需要整合多域知数学积线数计数数进微分、性代、概率统、值方法等学工具，行定量分析与模型构建化学础识结应有机化学、无机化学、物理化学、分析化学等化学基知，理解分子构与反机理物理热础传现力学、学、电磁学等物理基，理解递象与设备工作原理推荐教材与参考资料核心教材推荐辅助学习资料热绍热应论严础讲题《高等化工力学》朱盛山等著，化学工业出版社系统介化工力学的基本原理与用，理《化工原理》夏清等著，高等教育出版社面向本科生的工程化学基教材，解清晰，例典型，是谨题级习节热习选择，例丰富，适合本科高年与研究生学重点章包括相平衡、化学平衡与溶液力学入门学的理想蚀许详细绍蚀识《工程材料与腐》晓平等著，化学工业出版社介工程材料性能与腐防护知，案例丰应译应应《化学反工程》J.M.Smith等著，梁斌，化学工业出版社经典的反工程教材，涵盖反动力富，实用性强应计内详应议习应传过绿阐绿术线紧学、反器设与优化等容，案例实，工程用性强建重点学非均相反与递程耦合《色化学工程》徐春明等著，科学出版社系统述色化工理念与技路，跟国际前沿，案例节颖章新传现张鸿译阐热质《递象》Bird,StewartLightfoot著，等，清华大学出版社系统述动量、量与量现代化工期刊与数据库资源传规数传过习权该书论数递的基本律与学描述，是递程学的威教材理深入，学模型完备，适合研究习资生深入学期刊源《Chemical EngineeringScience》、《AIChE Journal》、《Industrial报过报Engineering ChemistryResearch》、《化工学》、《程工程学》等数库资数库据源ScienceDirect、ACS Publications、Wiley OnlineLibrary、CNKI、万方据等在线学习平台与资源MOOC课程专业软件行业资源线质专软师专中国大学MOOC、学堂在、Coursera等平台提供优工程Aspen Plus、HYSYS、COMSOL、Fluent等业件是工程美国化学工程学会AIChE、中国化工学会等业学会网站课计议过习术资标规态化学程，如麻省理工学院的化学工程原理、清华大学的化学模拟与算的重要工具，建学生通教程、实例学掌提供丰富的技料、准范与行业动，是了解行业前沿热为课习这软应化工力学等，可作堂学的补充握些件的基本操作与用方法的重要窗口未来展望智能化与绿色化工新时代智能制造与自动化技术领产现智能制造正引化工业的深刻变革，主要表在以下方面数孪术虚时关现产过虚预测字生技构建物理设备与拟模型的实映射系，实生程的拟仿真与优化，提高决策的科学性与前瞻性过术现产数驱产络资产调工业互联网通物联网技实设备、品与系统的全面互联，形成据动的智能生网，优化源配置与生度应习习术现数质预测诊断应产产质人工智能用利用机器学与深度学技，实工艺参优化、量、故障、能耗管理等智能化用，提高生效率与品量进过预测应进现杂稳先程控制采用模型控制、自适控制等先控制策略，实复工况下的精确控制与优化操作，提高系统定性与经济性图数孪术现产应智能化工厂概念，展示了字生、人工智能与工业互联网技在代化工生中的集成用绿色工艺设计与生命周期评价绿为产转级导色化工正成业型升的主方向分子设计与原子经济性强化过程与系统集成全生命周期评价层计绿径产废产计过应热级环术资评评产获终过环识别进从分子面设色合成路，最大化原子利用率，减少副物与物生算化学与人工智能通反与分离的一体化、能的梯利用、物料的循再生等技，优化工艺流程，提高源能采用生命周期价LCA方法，系统估品从原料取到最处置的全程境影响，改术应绿径现环负热导绿计产开技的用，加速了色合成路的发与优化源利用效率，减少境荷点，指色工艺设与品发化学工程助力碳中和目标实现现标挥关键化学工程在实碳中和目中发着作用35%28%低碳能源技术节能减排工艺开储氢应术获术结转过过热术过发高效能材料、能制备与用技、二氧化碳捕与利用技，推动能源构低碳型通程强化、系统优化、余回收等技，降低化工程能耗与碳排放20%17%生物基材料循环经济模式开产闭环环资废发生物基聚合物与化学品，替代石油基品，减少碳足迹建立材料循体系，减少源消耗与物排放数来术线图术径贡据源2023年碳中和技路，百分比代表各技路在化工行业碳减排中的献比例迈向智慧绿色未来智能化工数字技术与绿色理念的完美融合来将绿结数术为驱绿为资环产过未的化工工厂是智能化与色化的完美合体，它以字技动，以色发展方向，构建源高效、境友好的新型生模式通人工智数术应现产过过环现环能、大据、物联网等技的深度用，实生程的智能决策与精准控制；通清洁工艺、循经济、可再生能源的全面集成，实低碳保与可续持发展智能化特征绿色化特征习废•自主学与优化能力•零碳排放与零物排放预测维诊断资环•性护与故障•可再生源循利用产应态环谐•柔性生与快速响•生友好与境和数•全流程字化管理谢谢聆听欢迎提问与讨论课程内容回顾历•工程化学的定义与发展程热传过础•力学、动力学与递程基术应•分离技与材料工程用绿续•色化工与可持发展理念职养连论践连观观连现来•工程安全与业道德素工程化学是接理与实、接微与宏、接在与未的桥梁来绿趋势过习续践将•未智能化与色化发展学科通系统学与持实，你掌握改变世界的能力学习资源与联系方式课资线资传课程教材、参考料与在源已上至程网站师教邮箱professor@university.edu.cn课时楼程答疑间每周三下午14:00-16:00，工程A204。