化学工程与工艺专业英语第16-21单元翻译

第一篇：化学工程与工艺专业英语第16-21单元翻译

Unit 16 Evaporation, Crystallization and Drying

第十六单元蒸发、结晶和干燥

1．蒸发

蒸发器是利用加热来浓缩溶液，或是利用热把溶解的固体从饱和溶液沉淀析出以对之回收。蒸发器是有着特殊规定的再沸器，以用于分离气液两相，或当固体物质沉淀或结晶析出时，用于除去该固体物质。在一些应用中，尤其当提供足够的干舷时，简单的釜式再沸器就足够了。管式的蒸发器或是水平的或是垂直的，或长或短；液体可位于管内或管外，循环可以是自然循环或是以泵或推进器驱动的强制性循环。

自然循环型的蒸发器是最常见的。强制循环型循环器非常适合于处理粘性或腐蚀性的物料，但是购置和维修的费用高。在长管式垂直设计中，由于蒸发，液体处于在环流或膜流中，相应地，该蒸发器称之为升膜式蒸发器。在降膜式蒸发器，液体分布于蒸发器的顶部，然后以流体的形式向下流。静压头可忽略，压降只不过是汽流的摩擦力，传热效果较好。由于接触时间短以及两相分离完全，降膜式蒸发适合于热敏性物料。

长管式蒸发器（或是自然循环或是强制循环）用得最广泛。管的直径范围从19～63 mm，长度12～30 ft。排管式蒸发器管长3～5 ft，它的中央降压管的面积与该管的横截面积相等。有时，排管式蒸发器中的循环以推进器来驱动。在某些类型的蒸发器中，固体直到它们达到所需的尺度时才开始循环。

在蒸发器的设计和操作时，热经济是一个主要考虑因素。因为离开的蒸汽的潜热没有被利用而是丢弃，所以单效蒸发器浪费能量。然而，利用多效蒸发器可以回收和再次利用大部分潜热。

已经开发了各种各式的蒸发器以用于特殊工业中的特殊应用。蒸发器的设计可分成如下基本类型： 直接加热蒸发器 该类型的蒸发器包括盐池和浸泡燃烧装置。浸泡燃烧蒸发器可应用于那些由燃烧产物引起的溶液污染可接受的场所。

长管蒸发器 在该类型蒸发器中，液体以薄膜的形式在长的垂直的热的蒸发管中流动，既可用降膜式蒸发器又可用升膜式蒸发器，处理能力大，适合于低粘度的溶液。

强制循环蒸发器 在强制循环蒸发器中，液体由泵输送到蒸发管中，适用于那些会污染传热表面的物料，以及适用于蒸发器发生结晶的场所。

搅拌式薄膜蒸发器 在这种蒸发器的设计中，利用机械方法（手段）将一薄层溶液撒到加热表面上。刮薄式蒸发器用于高粘度的物料和固体产物。

短管式蒸发器 也称排管式蒸发器，用于制糖工业中。蒸发器的选择

对于某一特殊应用，最适合的蒸发器类型的选择取决于下列因素：（1）所需的处理量

（2）进料的粘度以及蒸发过程中粘度的增加（3）所需的产物的本质：固体、淤泥或浓溶液（4）产物的热敏性（5）物料是否会产生污染（6）溶液是否会起泡（7）是否可用直接加热

辅助设备 对于真空条件下操作的蒸发器，需要冷凝器和真空泵；对于水溶液，则需利用蒸汽喷射器和喷射式冷凝器。喷射式冷凝器是直接冷凝器，在该冷凝器中，蒸汽是利用冷却水喷射直接而冷却。2．结晶

结晶用于固体的产生、纯化及其回收。结晶的产物有着好看的外表，流动性能好，易处理，易包装。该操作的应用范围广：从特种化学品（如药物）的小规模生产，到产品以吨数生产（如糖、常见盐类和肥料）生产（都可以使用该操作）。

结晶的设备可用于所得到液体过程和现象的方法加以分类，也可用用于悬浮增长晶体的方法加以分类。可以通过冷却或蒸发得到过饱和现象。有四类基本的结晶器：槽式结晶器、刮膜式结晶器、晶浆循环结晶器、以及母液循环式结晶器。

表3-2 总结了这些主要类型的结晶器的典型应用（译成为主动句较好）结晶器的类型应用典型的用途

槽式结晶器间歇操作、规模生产小脂肪酸、植物油、糖 刮膜式结晶器有机化合物、用于有污染问题 的场所，粘性的物料

氯苯、有机酸、烷烃、石蜡油、环烷烃、尿素

岩浆循环结晶器大颗粒晶体的生产、生产量大铵和其它无机盐、氯化钠和氯化钾 液体循环结晶器生产均匀的晶体（其尺寸小于岩浆）、生产量大 石膏、无机盐、硝酸钠和硝酸钾、硝酸银 3．干燥

干燥是用蒸发方法除去水和其它的挥发性液体。大部分在其生产时需要干燥。选择干燥设备的最主要的考虑因素是进料的本质及其浓度。干燥是能源密集型的过程，利用热干燥来除去液体的费用较利用机械技术的费用要高得多。

除了几种特殊的应用之外，热的空气在工业干燥器中用作加热和传质介质。空气可直接用所用燃料（石油、天然气和煤）的燃烧产物加热，或者间接加热，通常通过蒸汽加热的翅片管 管道加热。

用于化学过程工业中的干燥器基本类型有：

板式干燥器 间歇板式干燥器用于干燥少量的固体，所适用的物料范围广。欲干燥的物料位于固体底板上，在固体底板上吹入热空气，欲干燥的物料位于穿了孔的底板上，热空气流经该底板。间歇干燥器劳动力要求高，但在干燥条件和产物存货可以得到很好的控制。板式干燥器适合于干燥有价值的产物（品）。

带式干燥器（连续循环带式干燥器）该类型的干燥器，固体产物在一个很长的穿孔的传送带上，热空气强制地流过该传送带。传送带被罩在一长的矩形箱内，该箱分成几个区域，以致能控制干燥气体的流型和温度。固体干燥器和干燥空气的相对运动可以是并流的，或者更多的是对流。

该类型的干燥器只适合于那些形成带式结晶的床层的物料，可实现较高的干燥速率，质量控制容易，热效率高，以蒸汽加热，干燥每1 kg 蒸发水需要用蒸汽低于1.5 kg。该类型的干燥器的缺点为，由于机械传送带、维护费用高，所以首次（最初的）费用高。

旋转式干燥器 在旋转式干燥器中，固体物质沿着一旋转的倾斜的圆柱的内部进行输送，通过直接与流经圆柱的热空气而加热、干燥。有时，圆柱间接加热。

旋转干燥器适合于干燥自由流动的粒状的物质，适合用于产量高的连续操作；热效率高，投资费用和劳力费用相对较低。该类型干燥器的一些缺点为：停留时间不统一，产生灰尘，噪声程度较大。

流化床干燥器 在该类型的干燥器中，干燥气以足够的速率通过固体床层，以使床层保持在流化状态，该流化状态可提高很大传热和干燥速率。流化床干燥器适合于粒状大小范围，为1～3ｍｍ的粒状和晶体状物质。该干燥器可设计为连续操作和间歇操作。流化床干燥器的主要优点：热传递快且均匀、干燥时间短、干燥条件能很好控制、占地面积的要求低。与其它类型的干燥器相比，需要的动力高。

气流干燥器 也称flash 干燥器它们的操作原理与喷雾式干燥器相似。欲干燥的产品由

一个合适的进料器分散于向上流动的加热气的蒸汽中。该设备起着气流传送设备和干燥器的作用。接触时间短，（该因素）限制了要干燥的物料颗粒的大小。气流干燥器适合于那些颗粒太小而不能在流化床干燥器中干燥的物料。该类型的干燥剂的热效率一般较低。

喷雾式干燥器 喷雾式干燥器一般适合用于液体和稀的淤泥进料，但是可通过设计以处理任何能用泵输送的物料。放置于垂直的圆柱形容器的要干燥的物料，在一喷嘴中或在一圆盘状的原子化器中原子化。热的空气在容器中向上流（在有些设计中向下流）、输送以及干燥液滴。液体从液滴的表面上快速汽化，同时形成有空隙的多孔的颗粒。干燥过的颗粒在旋风（cyclone）分离器中或在袋状过滤器中加以除去。

喷雾式干燥器的主要优点是：接触时间短，这使它适合于干燥热敏性物质；能很好地控制产物颗粒尺度、体相密度。因为进料中固体浓度低，所以加热的要求高。

旋转鼓式干燥器

鼓式干燥器适合用于液体和稀淤泥进料。当欲干燥的物料会的加热表面形成一薄膜，不是热敏性物料时，鼓式干燥器可以替代喷雾式干燥器（另一种选择）。

Unit 17 Chemical Reaction Engineering

第十七单元化学反应工程

每一种工业化的化工过程的目的都是通过一系列的处理步骤从各种原料经济性地生成所需的产品。图3－5 表示一种典型的过程。为了使原料处于能发生化学反应的形式，原料要经过许多物理处理步骤，然后，通过反应器。为了得到最终的所需的产品，反应的产物必须经过进一步的物理处理，如分离、纯化等。

用于物理处理步骤的设备的设计在单元操作中研究，这里我们关心的是过程的化学处理步骤。经济上，化学处理步骤是不重要的装置，如一简单的混合槽。然而，化学处理步骤通常是整个过程的核心，在经济方面可使过程发生或停止的因素。

反应器的设计不是例行公事，对于某一过程可以提出许多其它的设计。为了寻求最佳的设计，必须减少的费用不仅仅是反应器费用。一种设计可以是反应器费用低，但离开该装置的物料可以是该情况：物料的处理费用比其它设计费用高得多。所以全过程的经济性必须要考虑。

反应器的设计要运用各种领域（热力学、化学动力学、流体力学、传质、传热以及经济学）的信息、知识和经验。化学反应工程是这些所有的因素的综合，其目的是精确地设计化学反应器。

化学反应器的设计可能是化学工程师的独特（unique）的一种活动，这可能较其它方面更能证明化学工程作为工程学科的独特的分支的存在。

在化学反应器设计时，必须要回答两个问题：（1）我们期望发生什么变化？（2）变化发生有多快？。

第一个问题关于热力学，而第二个问题是关于各种速率过程— — 化学动力学、传热，等等。把这些过程综合起来以及要确定这些过程是如何关联的，是相当难的问题（事情）。因此我们必须从简单的情况开始，利用考虑其它的因素来增长（帮助）我们的分析，直到我们能处理更困难的问题。

1、热力学

热力学给出了设计所需的两条重要的信息：反应释放（或吸收）的热量以及反应的最大的可能程度。

化学反应总是伴随着热量的释放或吸收，对于一合适的设计，热量的大小必须要知道，如 反应： 正，吸热反应 aA→ rR＋sS △Hr 负，放热反应

在反应前后，对体系在同一温度、压力下进行测量，当a 摩尔的A 消失生成r 摩尔的R和s 摩尔的S 时，在T 温度下的反应热为环境传给该反应体系的热量。若知道反应热或是通热化学数据对反应热进行估计，那么可以计算反应过程的热效应。

热力学中，也可以从反应物料的标准自由能来计算平衡常数K。如果知道了平衡常数，那么可以估计反应物的最大的可得的收率。

2、化学动力学

在合适的条件下，进料可以转变为新的不同的物质，这些物质可构成不同的化学种类。如果该过程只是通过组成的原子的重排和重新分配的发生来形成新的分子，那么我们说发生了化学反应。化学是与这些反应的研究有关，研究反应的形式和机理，研究所涉及到的物理和能量变化以及产品的生成速率。

最后提起的感兴趣的领域是化学动力学，化学动力学是我们首先所关注的。化学动力学研究的是影响反应速率的因素，测定反应速率以及对得到的数值的提出解释。对于化学工程师来说，如果他要满意地设计影响工业规模的反应的设备，那么他必须知道一个反应的动力学。当然，如果该反应如此快以致该体系基本上处于平衡，那么可大大简化设备的设计。不需要动力学信息，热力学信息就足够了。

3、均相反应和多相反应

均相反应是这样的反应：在该反应中，反应物、产物和所用的催化剂形成一个连续相：气相或液相。均相的气相反应器总是连续操作，而均匀的液相反应器可以间歇操作或连续操作。管式反应器通常用于均相的气相反应，例如，在石油组分热裂解以生成乙烯过程中，以及二氯甲烷热分解生成氯乙烯中。管式和搅拌釜式反应器均可用于均相的液相反应。

在多相反应中，存在两相或多相，反应器的设计的主要问题是提高相间的质量传递。可能的相的组合有：

（1）液－液两相不互溶的液相；反应有用混合酸对甲苯或苯的硝化反应、乳状液的聚合反应。（2）液－固两相一种或多种液相对一种固体相接触，该固体或是反应物或是催化剂。（3）液－固－气三相此时，固体通常为催化剂，如在氨的氢解反应中，用固在活性 炭上的浆状铂（Pt）作为催化剂。

（4）气－固两相在这种情况下，固体可以参与反应或用作催化剂，例如：吹气炉中铁矿的还原反应以及固体燃料的燃烧，在这些例子中固体为反应物。

（5）气－液相在这种情况下，液体参与反应或用作催化剂。

4、反应器的几何构型（类型）

用于那些已经成熟的过程的反应器的设计通常较为复杂，这些设计经过长时间的开发（或发展）以满足该过程的要求，而且该反应器的设计独特。然而，可方便地将反应器的设计分成以下几类。

搅拌釜式反应器

搅拌釜式反应器由带有机械搅拌器和冷却外套或线圈的釜组成，可以是间歇反应器或连续反应器。几个反应器可以串联使用。

可以认为搅拌釜式反应器是基本的化学反应器，其模型建立常见的大规模实验室烧瓶的基础之上。反应釜的尺寸从几升到几千升不等。它们用于均相和多相的液－液和液－气反应；以及用于那些涉及到有细小的悬浮固体的反应，悬浮固体由搅拌得以保持。因为搅拌的程度由设计师（者）的控制，所以搅拌釜式反应特别适合于那些需要良好的传质或传热的反应。

当反应器以连续操作时，反应器中的组成不变，与产品流中的组成相同。因此，除了快速反应外，这将限制一步反应所能得到的转化率。

搅拌的动力要求取决于所需的搅拌程度，其范围为：从适中混合的0.2 KW/ms 到剧烈混合时的2 KW /ms。

管式反应器

管式反应器通常用于气相反应，但也适用于一些液相反应。

如果需要传热速率高，那么可用直径小的管子以增加表面积与体积的比率。几根管子可并联排列，以相似排列连接于多种或固定每于一外壳和管式加热器上以形成管板。对于高温反应，这些管子可排列在一炉子之中。

填料床反应器 有两种类型的填料床反应器：一类以固体是反应物，另一类以固体是催化剂。在萃取湿法冶金工业中，可找到第一类反应器许多例子。

化学过程工业的设计者，通常关注的是第二类反应器：催化反应器。工业上的填料床催化反应器尺寸范围：小到直径为厘米长小试管，大到直径很大的填料床。填料床反应器用于气体和气－液两相反应。在直径很大的填料床上传热速率慢，需要很大的传热速率的场所，应该考虑流化床反应器。

流化床反应器 流化床的基本特征为，固体物质通过反应流体的向上流动而维护悬浮状态，这有助于提高传质和传热速率、混合均匀。该固体物质可以是催化剂；流化燃烧过程中的一种反应物或是为了提高传热而加入的惰性粉末。与固定床相比，尽管流化床的主要优点（势）在于传热速率较高，但是在那些必须要输送大量的固体时，流化床作为反应过程一部分很有用，如用于催化剂从一个容器转移到另一个容器而再生的场所。

流化床只用于尺度相对较小（30um）的颗粒和气体。

近年来，在流化床反应器方面作了大量的研究和开发工作，但是直径很大的反应器的设计和放大仍然是不稳定的过程，设计的方法主要是经验（方法）。

间歇或连续操作（处理）

在间歇操作中，所有的试剂在开始时同时加入；反应进行时，组成随着时间的改变，当达到所需的转化率时，停止反应，取出产物。间歇过程适合于小量（规模）的生产，以及适合于在同一设备生产不同的产品或不同种级别产品的过程，如，生产颜料、染料和聚合物。

在连续的过程中，反应物连续不断地加入到反应器中以及产物连续不断地取出。反应器在稳态条件下进行操作，通常连续生产较间歇生产的生产费用要低，但是缺少间歇生产的弹性。大规模的生产常常选择连续反应器。那些不适合间歇操作和连续操作的定义的操作常叫做半连续或半间歇操作。在半间歇反应器中，随着反应的进行，可以加入某些反应物或取出某些反应产物。半连续的过程是那些为了某一目的而定期中断的过程，如为了催化剂的再生。

第18单元

化工建模

在阅读本单元之前，试着回答下面的问题： 在化工中建模和经验方法的主要特征是什么？ 你能列举出一个结合建模和模拟方法的一些优点吗？ 你能指出建模过程的主要阶段吗？ 你知道在过程控制中有多少基本概念吗？

与描述化学过程现象纯粹的经验方法相比，建模方法试图用已建立好的理论描述性能。当用数学语言描述时，这些理论描述了过程的工作模型。在执行一个建模设计时，设计者需要考虑过程所有重要参数的特性、它们对过程的影响以及每个参数如何能够用定量的公式定义，也就是说，模拟者必须确定重要的变量和它们各自的作用，实际上可能对整个过程有强烈的相互影响。这样，既然必须严格地评估所有相关的理论，这个模型的作用就是为了对过程进行更好的理解。而且，用数学方程表达理论的工作也是促进基本概念用明显的公式表达的一个非常积极的因素。

一旦公式化，模型可以求解，利用该模型预测的行为可以与实验数据相比较。性能上的任何差别然后可以用来进一步重新定义或精修模型，直至获得好的一致性。模型一旦建立，它以合理的置信度被用来预测在不同的过程条件下的性能，用于过程设计、优化和控制。当然，为了建立或检验模型，需要输入工厂或实验数据。但是相比经验方法，所需的数据量大大减少了.模拟和经验方法的比较列在下面。

经验方法.测定所有工厂操作条件下的生产率，建立相关联系。

优点：需要较少的思考。

缺点：需要许多实验。

模拟方法.建立模型，设计实验确定模型的参数。把实验测量和模型进行比较。采用模型进行理性设计、控制和优化。

优点：需要较少的实验，获得更重要的信息。

缺点：开发模型需要时间 1.建模方法的一般性质（通用特性）

在开发任何模型时一个重要的阶段是建立合适的质量和能量平衡方程。还必须加上能够代表体系性能变化、相平衡和应用控制的合适的化学反应速率、传热和传质速率动力学方程。这些关系式组合起来为定量描述过程提供了一个基础，并构成了基本的数学模型。得到的模型从包括一个相对少的方程的简单情况到非常复杂的模型。然而，模型越复杂，找到增加参数值的困难越大。因此，建模的一个技巧是获得能够代表实际过程的可能的最简单的模型。

过程模型的一个基本的应用是通过对重要的过程变量设置数值，对实验数据进行分析，进而表征该过程。该模型也可以用合适的数学数据值和模拟预测进行求解，并与实际的结果相比较。这个过程被称为模拟，即证实模型以及合适的参数值是正确的。然而，模拟也可以预测的方式用于测试变化条件下的可能行为，并进行过优化，获得高级的控制策略。

应用模型和模拟组合方法具有如下优点：

（1）模型增进理解.在构建数学模型时，模拟者需要详细地考虑复杂的因果顺序以及涉及到过程中的复杂的相互关系。把模型预测和实际行为进行比较通常可以促进对过程的进一步理解，简言之，就是不得不考虑模型可能出错的方式。

（2）模型帮助实验设计.实验以模型进行适当测试的方式设计是很重要的。通常模型本身将表明需要某些特定参数，否则它们可能被忽略。相反地，对模型的灵敏性测试可能表明某些参数可能是可忽略的，因此在模型中可以被忽略。

（3）模型可预测设计与控制.一旦模型被建立，模型能够预测不同过程条件下，在实验上难于达到的性能。模型也可用于相对复杂的控制系统，通常可以形成控制算法的一个整体部分。基于数学和知识的模型可以用于设计和优化新的过程。

（4）模型可用于培训和教学.反应器操作的许多重要的方面可以用简单的模型模拟。这包括过程的开始、关闭、进料策略、动力学测试、热效应和控制。这些效应可以用计算机容易地演示，但是在实际中进行演示通常是困难和昂贵的。

（5）模型可以用于过程优化.优化通常涉及到两个或多个变量的影响，其中一个通常直接与利润相联系，而另一个与费用相联系。2.一般的建模程序

建模的一个更重要的特点是为了在模型预测结果和真实工厂数据之间获得一致，需要对基本理论（物理模型）和数学方程进行频繁鉴定，使其能够代表物理模型，即数学模型。如图4-1所示，显示了模拟过程中的几个相关阶段。

（1）第一包括对问题、研究目标和对象进行适当的定义。所有相关的理论必须结合实际的经验进行评估，可能需要开发、考察可选的物理模型。

（2）可用的理论然后必须用数学术语公式化。大多数反应器操作包括许多不同的变量（反应物和产物的浓度、温度、反应物消耗的速率、产品形成和热量产生），许多变量随时间发生变化（间歇、半间歇操作）。由于这些原因，数学模型将通常由许多微分方程构成。

（3）已经开发了一个模型，然后必须求解这些方程。化工系统的数学模型通常非常复杂，是高度非线性的，因此不能获得其分析解。因此必须使用数值求解方法。

数值模拟语言主要基于使用数值积分方法，可特别用于同时存在微分方程组的求解过程。

现在可提供许多快速有效的数值积分规则，以至许多数值模拟语言能够替代积分程序。在该语言结构中的分类算法能够编写非常简单的程序，几乎与初始构建基本模型方程的方式一一对应。得到的模拟程序非常容易理解和编写。另一个主要的优点是便于输出结果，是一些可以用非常简单的程序命令获得的表格和图形方式。

（4）计算机预测的有效性必须进行检验，步骤（1）到（3）通常将需要间隔一段时间进行修正。结果的有效性取决于理论的正确选择（物理和数学模型）、正确识别模型参数的能力和数值求解方法的准确性。

在许多情况中，我们不能完全理解系统，这样留下了很多不确定性。相关的理论也可能非常难于应用。然后在这些情况下，通常需要作简化假设，接下来可以去掉或优化这些假设，并获得较好的接受。这些都必须注意和判断以便于模型不要变得过于复杂、不要用不可测量的参数定义。通常缺少一致性可能是由于参数值的选择不正确，可能甚至得到与模拟过程中观察到的非常相反的变化趋势。很明显，这些模型响应的参数是非常敏感的，需要非常小心的选择或确定。

应该注意的是：由于有时数据与过程只是定性一致可能足够了，模型不必与数据有精确的一致。

Unit 19 过程设计简介

在阅读本单元之前，试着回答如下问题： 可持续工业活动的含义？ 化学过程设计怎么开始？

在一个过程设计中包含哪些过程文件？ 你能解释一下成功扩大规模的概念吗？

化工的目的并不是为了制备化合物，而是为了赚钱。但是，可持续工业活动必须保证工业生产和生活良好的生态性，而利润则作为可持续工业活动的重要一部分。也就是说化工过程的废物必须达到实际和经济上的最小化。由于废物处理过程很大程度上并不是为了解决这个问题，而是简单地把废物从一个地方挪到另外一个地方，因此，这些依赖的废物处理方法通常并不适当。可持续工业生产还意味着能源消耗也必须达到实际和经济上的最小化。并且不论是对操作人还是社会来说，化工都不能表现出明显的短期或者长期危险。

当进行一个化学过程设计时，对一个化工过程来说，有一个独特的结构层次是很有作用的。首先进行反应器的设计。反应器的设计支配着分离和循环过程。反应器设计和分离过程共同支配着热交换网络的加热和冷却职责。它们并不能通过热回收满足，表明需要其他一些外部的设备。该体系的洋葱状层结构示意图如图4.3所示。

根据这个体系，在设计的最后阶段，经常要考虑的是安全、健康和环境。对于纯粹由设计过程原因引起的早期决定经常导致安全、健康和环境问题，并且还需要复杂的解决办法，因此这个方法留下了很多需要解决的问题。随着设计进行，这个也最好考虑一下。

需要使用有毒材料，或者用量较少，或者在惰性材料中稀释时，这样的设计过程必须安全，并且不需要复杂的安全系统。废弃物较少的系统将不需要复杂的处理系统。随着设计进行和每一层设计过程增加，这些都必须考虑到。1.体系

（1）反应器的选择。通常设计过程最首要的就是要确定反应器类型和操作条件。在选择反应器时，最重要的是原材料的效率（考虑材料结构、安全等）。整个过程中，原材料费用也是最重要的。任何原材料的无效使用都可能造成废物蒸汽，从而变成环境问题。

反应器的设计和流程图的剩余部分密切相关。因此，随着设计过程进行，必须回到反应器对照一下。（2）分离器的选择。对于非均相混合物来说，需要通过分离过程才能达到相分离的目的。在任何均相分离进行之前，这样的分离过程必须进行。相分离一般比较简单，需要在首先进行。

蒸馏是目前分离均相液体混合物最常用的方法。在设计早期阶段，为了优化压力、回流比、或者蒸馏时的进料条件，不需要很多尝试。一旦随后考虑整个过程的热量时，最优值将会发生变化。

分离低分子量物质时，另一个常用来代替蒸馏的方法是吸收。液体流速、温度和压力是需要设置的重要变量，在这个阶段也没有必要尝试去计算出最优值。

（3）反应-分离系统的合成。很多化工过程中，物质的循环是一个重要特征。在反应器设计中，过量反应物、稀释剂或加热载体的使用对流程图中的循环结构具有很重要的影响。有时不需要的副产品进行循环可以在源头阻止其形成。

（4）蒸馏排序。除非有限制条件能够严格阻止热量聚集，简单蒸馏塔的排序能按照如下两步进行：（i）最好是确定少的非集成顺序；（ii）研究热量集成。在许多情况下，没有必要同时解决这些问题。与简单的塔器排序相比，复杂的塔器安排可以提供很大的节约能量的潜力。

（5）热交换网络和使用目标。已经建立洋葱模型的两个内部层次（反应-分离和循环）之后，物质和能量平衡就知道了。这就需要根据热回收问题对冷热蒸汽进行定义了。

能量目标可以直接通过物质和能量守恒进行计算。为了获得能量费用，没有必要设计一个热交换网络。另一个情况可以通过把热和能量方程联立，通过重要的复杂的曲线可以方便快速获得。

总的热交换面积、操作单元数量、管板热交换器的板数也必须进行设定。考虑混合材料的构造，压力等级和设备类型，这样可以确立总的资本费用。进而在设计做出之前，可以对能量和资本消耗进行最优化设计。

一旦这个设计确定好了前两个层面之后（即反应器和分离器），那么该设计总的费用（反应器、分离器、热交换器和设备）就是总的反应器和分离器的总费用（精确估计）加上热交换网络和设备的总费用。

（6）经济权衡。反应器和其他部分的相关性非常重要。反应器的转化率是很重要的一个优化变量，因为它很容易通过整个过程来影响大多数操作。并且，当循环过程中存在惰性物质时，惰性物质的浓度则是另一个重要的优化变量，同样也对整个操作过程造成影响。

进行优化时，必须考虑热交换网络的能量和资本费用目标。由于反应器转化率和循环惰性物质浓度的变化改变了过程的物质和能量平衡，并改变了热回收问题，因此，这是进行这些优化过程的唯一的实际方法。实际上，物质和能量守恒中的每一个变化，需要一个不同的热交换网络设计。为每一套反应器转化率和循环惰性物质浓度的变化提供一个新的热交换网络是不现实的。另一方面，相比之下热交换网络的能量和资本费用目标更容易产生。

（7）废水处理 在考虑安全和健康的同时，整个设计过程中的废弃物最少化也是应该考虑和强调的。但是，不可避免地，也会有一些废弃物。在设计完成前，废弃物的处理（处置）也必须考虑。如果废弃物的处理特别有问题的话，这就可能需要一些基本设计变化去减少或改变废弃物的本质。

（8）为改善热整合而改变工艺。过程废弃物最少化后，通过直接改变设计过程，在能量目标允许减少的条件下，能量费用和效用浪费必须进一步减少。

在这个阶段，蒸馏塔的顺序也必须重新改动，并考虑引入复杂结构的可能性。初步分馏塔（有无热电偶）也可以用来替代直接或间接蒸馏塔。作为选择，直接蒸馏塔也可以被侧线精馏塔替代，而间接蒸馏塔被侧线汽提塔替代。

（9）热交换网络设计 已经开发了上述相关内容之后，物质和能量平衡已经固定。对热交换网络有贡献的冷热蒸汽就需要进行定义了。剩下的工作就是设计热交换网络。

夹点设计方法是一个逐步方法，随着设计进行，设计师可以进行操作。对于很多复杂的设计来说，尤其是那些有很多限制条件的，譬如混合设备等，则应该使用基于可缩小最优化结构的设计方法。2.最终设计和计划文件（项目文档）

尽管设计顺序遵循图1所示的洋葱模式，但是设计很少仅通过单一途径获得成功的结果。经常在两个方向反复进行。

内部层面获得的决定是在不完整信息的基础上获得的。当更多图片出现时，在外部层面上将会对设计增加更多细节。然后需要重新决定，即回到内部层面等。

当流程图严格定义时，详细过程（管道和仪表图）和设备的机械设计才能进行。之后增加控制系统，并进行危险程度和可操作性研究。

化学工程的设计和工程学需要许多专家的共同合作。有效的合作取决于有效的沟通。并且所有的设计单位都要有正式的处理项目信息和文件的相关程序。项目文档包括：（1）设计小组和政府部门、设备供应商、现场人员、客户保持联系。（2）计算单：设计计算、成本计算和计算机打印输出。（3）绘图：流程图、管道和仪表图、布局图、总设计图、设备细节、管道图、建筑图和设计图。（4）特殊设备图：比如热交换器和泵。（5）购买顺序：报价和发货。

为了交叉引用、文件归档和数据检索，所有的文件必须分配一个代码。3.过程手册

过程设计组经常需要准备过程手册用于描述过程和设计基础。结合流程图，他们为过程提供了一个完整的技术描述。

操作手册对过程和设备的操作提供了详细的指导说明。这些一般都是操作公司个人制作的。但是也可能作为合同包的一部分为经验较少的客户提供。操作手册也能为操作者提供指导并进行培训，并用于制作正式工厂的操作指导。

第二十单元 材料科学和化学工程

几年以前，谁会想到一架飞机可以绕地球航行而中途不需要着陆或添加燃料？而在1986年新型的飞机航海者就做到了这一点。航海者具备长途飞行能力的秘密就在于几年前还没有出现的先进的材料。其机身大部分是由强度大、质量轻的聚合纤维用耐久的、高强度的粘合剂组装而成的。而发动机润滑油是合成的多组分液体，可维持很长时间连续运转的润滑性。这些特殊材料具有科学家和工程师们为满足现代社会的需求所发明的先进技术。

如运输、通讯、电子、能量转换这些工业的未来多依赖新的、先进的材料以及生产中所需要的加工技术。近年来，在我们了解了如何把一些特殊的具有高性能的物质融入原材料，并且怎样最好地在复杂设计中使用这些材料后，这方面已有了很大的发展。

材料科学和工程的革命为化学工程师带来了机会，也带来了挑战。化学工程师凭借他们在化学、物理和数学方面的知识基础以及他们对传输现象、动力学、反应工程和过程设计的了解，能够创造性地解决现代材料技术中的问题。

但是他们一定要摈弃掉传统职业理念中“考虑大的”这个习惯，要有效地投入现代材料科学和工程中必须要学会“从小处思考”。在制造现代先进材料时的关键现象是发生在分子级和微观的水平。如果化学工程师要为这些新材料设计新产品和工艺就必须了解并且学会控制这些现象。在下面选择介绍的几种材料领域里我们将叙述这种困难的挑战。1．聚合物

现代聚合物科学的时代属于化学工程师。这些年来，聚合物化学家创造了大量的高分子和聚合物。然而了解这些高分子是怎样被合成并加工以最大限度地具备理论性质仍然是研究的前沿领域。

一直到最近才开发了现代仪器帮助我们了解高分子之间、高分子与固体粒子、有机和无机纤维与其它界面之间的相互作用。化学工程师正使用这些工具探索高分子的微型动力学现象，他们利用从这些技术中获得的知识，正在处理高分子间的反应以开发先进的工艺并制造新的材料。

通过化学加工控制材料微型结构的能力可用现代高强度聚合纤维进行描述。一些聚合纤维的强度-质量比比钢铁高一个数量级。它的自由取向是由所选择的加工条件以及芳香族聚酰胺的高度刚性的线性分子结构所决定的。在纺丝时，液相中的定向部分是围绕纤维轴方向排列而使得纤维具有高强度和高硬度，各向异性的纺丝纤维的概念则在新聚合物如聚苯并噻唑、聚乙烯的溶解和熔融方面都有了延伸。超高强度的聚乙烯纤维是通过冻胶纺丝的方法制备的。同样的，控制聚合物的分子取向以生产高强度产品也可以通过其它的工艺途径，如在极其精确的条件下进行纤维拉伸而完成。

除了这些可以得到具有特别高性能的材料的加工过程，化学工程师们还设计一些新的工艺过程以生产低成本的聚合物。2．聚合复合材料

复合材料包括在一个聚合物母体上嵌入或粘合上高强度或高模数纤维。这些纤维可能是短的、长的或连续的。它们可能是随意取向的而使复合材料在所有方向上都具有较大的强度或硬度，也可能沿某个特殊方向取向而使复合材料的高性能优先沿着某个轴线表现出来。后者是根据一向微结构加固的原理，通过不连贯的、拉伸支撑电缆线或电缆条达到目的。

要得到在多个方向上具有优良性能的材料，可以通过改变角度粘结各向异性的复合片得到合成板。另一方面，两向强化的材料可以通过把高性能的纤维编织成一个平面，面上有足够的粘结力而使加固结构表现得就像联结起来的网或桁架。

你可以想象，化学工程师和纺织工程师之间的学术合作将有利于选择经线、纬线和高强度纤维的编织方法，以得到高选择性能分布的桁架型的复合材料。

第一代聚合合成材料（如玻璃纤维）使用热固性环氧树脂聚合物。它是用任意取向的短玻璃纤维进行强化的。环氧树脂填充在一个模型中被塑化成永久的形状而得到轻质的、强度适当的模制塑胶。

现代复合材料是用手工把编织好的玻璃纤维放到模具或预型件中，然后用树脂灌注，固化成型后制得的。这些复合材料最先是使用在某些型号的军用飞机上。因为比较轻的机身使飞行巡航范围增大。今天，飞机和航空飞船的大部分部件都是这样制造的，而且汽车也正在加入到这个行列。现代复合材料正被应用于小汽车和载重卡车的车身面板、车棚、后行李箱盖、管道、驱动轴和燃料罐。

在这些应用中，复合材料表现出比金属更好的强度-质量比和更优良的抗腐蚀性。例如，一种聚合复合材料制成的汽车车棚比用铝质的轻一点，比钢铁的轻两倍，但这种方法所需能量比钢铁的低一点，比铝的低20%。模塑和刀具加工的成本也比较低，使模型的改变可以更快而适应新设计的要求。

这些复合材料表现出来的机械强度主要是由强化玻璃纤维决定的，尽管结构缺陷会使强度减弱。工程学研究正提供重要的信息说明材料结构是如何受到玻璃树脂的界面性质、构造空隙和类似缺陷的影响以及这些微缺陷是如何扩散产生构造裂缝的。这些复合材料以及从对它们的研究中获得的信息使人类进入到生产第二代聚合复合材料的阶段，即以高强度纤维如芳香族聚酰胺为基础的复合材料。3．现代陶瓷

对大多数人来说，“陶瓷”这个词会让人联想到瓷器、陶器、砖、瓦这些东西。现代陶瓷以它们的组成、加工过程和微细结构区别于这些传统的陶瓷。例如：

·传统的陶瓷是用天然的原料如粘土或硅石制成的。现代陶瓷则要求非常纯的人造原料如碳化硅、氮化硅、氧化锆或氧化铝，可能还要渗入一些复杂的添加剂来产生特殊的微结构。

传统陶瓷是先在陶工轮上或粉浆浇注成型，然后在窑里烧结定型。现代陶瓷是用更为复杂的工艺过程如高温静压成型法来定型的。

·传统陶瓷的微结构容易形成在光学显微镜下就可以看见的裂痕。而现代陶瓷的微结构则要均匀得多，一般要在5万倍或更大倍数的电子显微镜下才能检查出瑕疵来。

现代陶瓷的应用范围更为广泛。在很多情况下，现代陶瓷并未直接成为最终产品，而是组合在一些复杂的系统中成为优良性能的关键部分。现代陶瓷的商业应用可以在切削工具、发动机喷嘴、涡轮和涡轮增压器的元件、太空舱的瓦面、储藏原子和化学废物的圆柱体、气体和石油钻探阀、电动极板和防护罩以及腐蚀性液体中的电极等等方面看见。4．陶瓷合成材料

像聚合复合材料一样，陶瓷复合材料也包括在连续的基质上嵌入高强度或高模数的纤维。纤维可以是碳化硅或氧化铝以“晶须”的形式出现，然后生长为单个晶体。这与同样的物质直接嵌入在大块陶瓷上相比较所产生裂纹较少。陶瓷复合体上的纤维可以阻碍裂纹的扩散。正在生长的裂纹会向纤维处偏移或使纤维脱离基质。这两个过程都要吸收能量，从而减慢了裂纹的扩散。

陶瓷复合材料的强度、硬度和韧性主要取决于强化纤维，但是基质也会对这些性质产生影响。复合材料的导热和导电性能受基质传导系数的影响很大。纤维和基质之间的相互作用对复合材料机械性能的影响也很大，并可通过纤维表面纤维和基质间的化学兼容性进行调整，这两种物质粘合在一起的前提就是基质以流体形态存在时能润湿纤维。两种组分间形成了化学键。

与现代陶瓷的产生一样，化学反应在陶瓷复合材料的加工制造中也充当了关键的角色。这些复合材料要求无瑕疵的陶瓷纤维、纤维和母体间有最适当的作用力，这才能在使用中展现所预想的机械性能。在实际的制造过程中设计这样的化学反应要求化学工程师具备专业的知识。5.复合液体

最后一类重要的复合材料是复合液体。复合液体是高结构液体，以悬浮液、表面活性剂、液晶相或其它大分子与固体微粒或液滴组成。许多复合液体对现代工业和社会都是必不可少的，因为它们表现出来的性质对一些特殊用途是非常重要的。

这些用途包括润滑剂、水力牵引液体以及油田钻井泥浆，油漆、涂料和粘合剂也可能是合成液体。确实，在任何情况下，如果好的液体状态对某种传递和反应是重要的，那么合成液体就是有价值的。

化学工程师长期涉足材料科学和工程学研究工作。随着新材料的开发，其性质越来越依赖微结构和加工过程，研究程度也将深入。化学工程师将探索微结构的本质—它是如何在材料中形成的，哪些因素可以用来控制它。他们将采用新的方式把传统的分离开来的材料合成和材料加工融合起来。他们还将用新方法解决构造的问题，修复复杂的材料系统。

Unit 21 Chemical Industry and Environment

化学工业与环境

我们怎样才能减少产生废物的数量？我们怎样才能使废弃物质和商品纳入循环使用的程序？所有这些问题必须要在未来的几年里通过仔细的研究得到解决，这样我们才能保持文明与自然的平衡。1．大气化学

燃煤发电厂像一些自然过程一样，也会释放硫化合物到大气层中，在那里氧化作用产生硫酸颗粒能反射入射进来的可见太阳辐射。在对流层，化石燃料燃烧所产生的氮氧化物在阳光的影响下与许多有机物分子结合产生都市烟雾。挥发的碳氢化合物异戊二烯，也就是众所周知的合成橡胶的结构单元，可以在森林中天然产生含氯氟烃。我们所熟悉的CFCs，在汽车空调和家用冰箱里是惰性的，但在中平流层内在紫外线的照射下回发生分解从而对地球大气臭氧层造成破坏，全球大气层中臭氧的平均浓度只有3ppm，但它对所有生命体的生长发育都起了关键的保护作用，因为是它吸收了太阳光线中有害的短波紫外辐射。

在过去的二十年中，公众的注意力集中在人类对大气层的改变：酸雨、平流层臭氧空洞、温室现象，以及大气的氧化能力增强，前几代人已经知道，人类的活动会对邻近的环境造成影响，但意识到像酸雨这样的效应将由局部扩展到洲际范围则是慢慢发现的。随着臭氧空洞问题的出现，考虑到对全球的威胁，我们已真正进入到全球话改变的时代，但是基本的科学论据还没有完全建立。2．生命周期分析

产品生命循环周期的每一个阶段都会对环境造成影响。从原材料的提取，到加工、制造和运输的过程，最后到被消耗和丢弃或回收，每一个阶段都对工艺学和化学提出了挑战。重新设计产品和过程以减少对环境的影响需要新的生产原理和在不同的水平层面上理解化学变化，对环境友善的产品要求有新的原料，它们应是可再使用的，可循环的，或者可生物降解的。物质的性质是由其化学组成和结构决定的，要减少废品和有污染的副产品，就要开发新的化学工艺线路，已开发的化学分离技术需要有效地提高以分离出剩余的污染物，这反过来又要求新的化学处理方法使它们变得无害。而诸如放射性元素和那些不容易转化为无害物质的重金属污染物则需要把它们固定为惰性物质以便能安全地储放。还有最后一点，早期的污染残留物，对环境污染程度尚未很意识到的一些物质要求进一步用化学和生物的修复技术进行处理。

了解化学反应的机理可以帮助我们发现以前不知道的环境问题，CFCs对臭氧层造成的威胁能够正确地预防要得益于大气化学的基础研究。由此导致了国际上一致同意逐步取消这些产品的生产。而代之以作用相同但对环境更为友善的其它产品。另一方面，南极上空臭氧空洞的出现使科学家们大为震惊，随后才发现了以前所不了解的南极寒冷的平流层内硝酸晶

体表面所发生的氯原子的反应。这对我们进一步了解自然界中所发生的化学反应过程是非常重要的。不管这些反应是发生在淡水中，海水中，土壤里，地下环境或是大气中

3．对环境影响最小的生产

把废物排放到空气、水或土壤中不仅对环境造成了直接的影响，还是对自然资源的一个潜在的浪费。早期减少化学过程对环境影响的工作主要集中在工厂废气排放如环境之前有害物质的分离，但这种思路只考虑了问题的一半。因为一个理想的化学过程，也就是没有有害的副产品产生的过程应在一开始就建立好，任何排放物至少应像进入到工厂内的空气和水一样干净。这样的过程才可以称是“与环境友善的”。

对健康有害影响的关注逐渐升级，人们首先考虑到如何消除或减少工业过程中所用有害化学物质的数量。最好的方法是寻找替代的化学产品，它们能起到一样的作用但毒害性较小。如果不能寻找到一种有毒化学物质的替代品，那么比较好的战略思想是开发一种就地生产的工艺，而且只生产当时所需要的那么多的数量。

革新的化学方法已开始设计对环境合理的工艺过程，以便更为有效的使用能量和原材料。例如，催化剂方面的近期进展使化学反应可以在较低的温度和压力下进行。反过来，这种改变又减少了这些过程的能量需求，简化了制造加工设备对构成材料的选择，新的催化剂还用于避免生产不希望的副产品 4.发电厂排放物的控制

通过燃煤、燃油和燃烧天然气产生能量的设备都会排放出一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物以及许多其它不受欢迎的副产物如灰尘和痕量的汞。现在可以采用一系列不断发展的技术来减少不希望有的物质的排放以适应国家和地区标准的要求。化学家和化学工程师对工业水平的进步做出了巨大的贡献。而催化科学为开辟这些前沿领域正在扮演重要的角色。

同时控制多种污染物是近年来开发先进的催化剂或吸附剂技术的目的。例如，催化方法可以使汽车尾气中CO氧化的同时，还原氮的氧化物。另一些研究工作则定位于在中试阶段通过一种吸附剂的作用同时去除烟道气中的硫和氮氧化物，而不会产生大量的废物。5.Environmentally Friendly Products 2． 对环境友善的产品

对产品在环境中的变化越来越了解使得科学家们开始设计“绿色”产品。一个重要的例子来自1940-1950s的洗涤剂工业。当时以支链烷基苯磺酸盐为表面活性剂的新产品被引入。这些洗涤剂洗涤效率更高。但其后发现这些物质残留在废水中在河面上形成泡沫。问题追溯到这些支链的烷基苯磺酸盐：它不像以前人们所使用的肥皂。它不能被传统污水处理厂的细菌所有效地生物降解。经过深入的研究工作了解了生物化学过程使化学家们设计和合成了另一类新型的表面活性剂，为直链烷基苯磺酸盐。这些新的化合物与传统肥皂中的脂肪酸有相似的分子结构，因而微生物可以降解这些组分，而它与支链烷基苯磺酸盐的相似性又使其具有卓越的洗涤性能。

新的生物化学也正在帮助农民减少使用杀虫剂.例如,棉作物可以通过改变基因而具备对棉螟蛉的抵抗力.天然存在的细菌中一个基因当被转移到棉作物中时,能够祖师作物产生一种原来有细菌产生的蛋白质.当螟蛉虫开始吃作物时,这种蛋白质通过切断螟蛉的消化过程从而杀死害虫.6.处理

越来越多的环境问题与废物的排放有关,而一些原材料又存在供给有限的问题.这二者的联系引起了人们对处理这一课题越来越大的兴趣.金属和大多数纸张的处理从技术上来说是简单的,这些物质在世界很多地方都已普遍进行了处理.塑料的处理则面临着较大的技术方面的挑战.即使把它们与其它类型的废品分离开来以后，不同种类的塑料还需要再彼此分离。即使如此，不同类型的塑料具有不同的化学性质，因而也需要开发不同的处理工艺

一些塑料可以通过简单地熔化注塑或用合适的溶剂进行分解再重新塑造成新塑料的方法进行处理。比如，把大的聚合物分子裂解成较小的亚单元,再以此作为新聚合物的结构单元。确实，用这种方法处理软塑料瓶的计划正在进行中。

化学家和化学工程师们所做的大量的研究工作需要被成功地开发为所需要的处理技术。有时，也需要开发一些全新的聚合材料.它们具有更容易进行处理的分子结构.7.通过分离和转换减少废物量

把一些需要进行特殊处理的成分从那些可用常规方法处理或处置的废物中分离出来需要新的工艺过程。而开发这些过程则需要深入研究以从根本上了解所涉及的化学现象.含金属离子的酸性废水.一些工业过程产生了大量的酸性废水.这些废水可以分离成干净的水、可再利用的酸、以及可从中提取出可回收金属的淤渣吗？这样的处理过程既可以保护环境，所需费用又与处置废水所需成本及罚款相差无几。

工业废水处理。工业废水中的有害有机物能被热催化或光催化的过程破坏。一项前景很好的研究工作是利用高温高压下的超临界水。在这种条件下，水表现出截然不同的物理和化学性质，它可以溶解并有助于那些在常态下的水中几乎是惰性的物质发生反应。

高辐射的核废料。如果需要储藏的核废料其数量和组成能够显著地减少，就可以节省一大笔的费用。这种减少需要用经济的方法把放射性成分与大量其它与核废料共存的物质分离开来，这样有害的化学废料就可以分别地进行处置，核废料的处置仍将需要今后许多年进行大量的研究和开发工作。

膜技术。应用半渗透性薄膜进行分离大有希望获得成功。这些膜通常是片状聚合物。能够让一些化学物质通过而不让另一些物质通过。这些膜常用来纯化水，阻挡住一些溶解的盐类提供干净的饮用水。膜分离技术也用来提纯制造厂出来的废水。膜分离还可以用在气体方面，用来回收天然气中的微量组分。通过清除CO提高天然气的热值，以及从空气中得到氮气。研究中的难点包括开发化学和物理学方面更有弹性的膜。这样可以使制造费用不那么贵，并且可以提供更好的分离效率以降低分离成本。

生物技术。科学家们已经向自然界寻求帮助战胜有毒物质。土壤、水和沉积物中的一些微生物能以许多有机化学物质为食。数十年来它们一直被用于传统的水处理系统。研究者们正通过仔细测量微生物生存的最佳物理、化学和营养条件致力于处理强度更高的对象。他们的工作可能导致设计和生产新一代生物废水处理设备。近年来的一个很大的进展是生物反应器内微生物的固定。即把微生物固定在反应器内降解废物。这种固定可以允许有更高的流速。传统反应器内流速过高会冲走微生物。新的多孔载体的使用也使每个反应器中微生物的数量明显提高。

第二篇：《化学工程与工艺专业英语》翻译

Unit 11 Chemical and Process

Thermodynamics

化工热力学

在投入大量的时间和精力去研究一个学科时，有理由去问一下以下两个问题：该学科是什 么？（研究）它有何用途？关于热力学，虽然第二个问题更容易回答，但回答第一个问题有必要对该学科较深入的理解。（尽管）许多专家或学者赞同热力学的简单而准确的定义的观点（看法）值得怀疑，但是还是有必要确定它的定义。然而，在讨论热力学的应用之后，就可以很容易完成其定义

1．热力学的应用

热力学有两个主要的应用，两者对化学工程师都很重要。

（1）与过程相联系的热效应和功效应的计算，以及从过程得到的最大功或驱动过程所需 的最小功的计算。

（2）描述处于平衡的系统的各变量之间的关系的确定。

第一种应用由热力学这个名词可联想到，热力学表示运动中的热。直接利用第一和第二定 律可完成许多（热效应和功效应的）计算。例如：计算压缩气体的功，对一个完整过程或某一过程单元的进行能量衡算，确定分离乙醇和水混合物所需的最小功，或者（evaluate）评估一个氨合成工厂的效率。热力学在特殊体系中的应用，引出了一些有用的函数的定义以及这些函数和其它变量（如压强、温度、体积和摩尔分数）关系网络的确定。实际上，在运用第一、第二定律时，除非用于评价必要的热力学函数变化已经存在，否则热力学的第一种应用不可能实现。通过已经建立的关系网络，从实验确定的数据可以计算函数变化。除此之外，某一体系中变量的关系网络，可让那些未知的或者那些难以从变量（这些变量容易得到或较易测量）中实验确定的变量得以计算。例如，一种液体的汽化热，可以通过测量几个温度的蒸汽压和几个温度下液相和汽相的密度得以计算；某一化学反应中任一温度下的可得的最大转化率，可以通过参与该反应的各物质的热量法测量加以计算。

2.热力学的本质

热力学定律有这经验的基础或实验基础，但是在描述其应用时，依赖实验测量显得很明显 化学工程与工艺专业英语第十一单元化工热力学（stand out 突出）。因此，热力学广义上可以定义为：拓展我们实验所得的体系知识的一种手段（方法），或定义为：观察和关联一个体系的行为的基本框架。为了理解热力学，拥有实验的观点有必要，因为，如果我们不能对研究的体系或现象做出物理上正确的评价，那么热力学的方法就无意义。我们应该要经常问问如下问题：怎样测量这一特殊的变量？怎样计算以及从哪一类的数据计算一个特殊的函数。由于热力学的实验基础，热力学处理的是宏观函数或大量的物质的函数，这与微观的函数恰恰相反，微观函数涉及到的是组成物质的原子或分子。宏观函数要么可以直接测量，要么可以从直接测量的函数计算得到，而不需要借助于某一具体的理论。相反，尽管（while）微观函数最终是从实验测量得以确定，但是它们的真实性取决于用于它们计算时的特殊理论的有效性。因此，热力学的权威性在于：它的结果与物质的理论无关，倍受尊敬，为大家大胆地接受。除了与热力学结论一致的必然性以外，热力学有着广泛的应用性。因此，热力学形成了许多学科中的工程师和科学家的教育中不可分割的部分。尽管如此，因为每门科学都只局限于（focus on）关于热力学方面的较少应用，所以其全貌常被低估。实际上，在明显的（可观察到）可再现的平衡态中存在的任何体系，都服从与热力学方法。除了流体、化学反应系统和处于相平衡（化学工程师对这些十分感兴趣）之外，热力学也成功适用于有表面效应的系统、受压力的固体以及处于重力场、离心力场、磁场和电场的物质。通过热力学，1

可以被确定用于定义和确定平衡的位能，并将之定量化。位能也可以确定一个体系移动的方向以及体系达到的终态，但是不能提供有关到达终态所需要的时间的信息。因此，时间不是热力学的变量，速度的研究已超出了热力学的范畴，或者除了体系接近平衡的极限以外，速率的研究属于热力学的范畴。在这儿，速率的表达式应该在热力学上是连续的。

热力学定律建立于实验和观测基础之上的，这些实验和观测既不是最重要的，又不复杂。同时，这些定律的本身是用相当普通语言加以描述的。然而，从这一明显的平淡的开始，发展成为一个很大的结构，这种结构对人类思想归纳力做出了贡献。这在想象力丰富、严肃认真的学生中成功地激发了敬畏（inspire awe），这使得Lewis 和Randall 将热力学视为科学的权威。因为除了技术上的成功和结构的严密性，这个比喻选择很恰当，我们可观察到美妙之处（和宏观体）。因此，毫无疑问，热力学的研究在学术上有价值的，智力上可以得到激发，同时，对一些人来说，是一种很好的经历。

3.热力学定律

第一定律.热力学第一定律是能量守恒的简单的一种描述。如图3-1 所示，稳态时离开一个过程的所有能量的总和必须与所进入该过程的能量总和相等。工程师在设计和操作各种过程 时绝对遵循质量和能量守恒定律。所不幸的是，就其本身而言，当试图评估过程的效率时，第化学工程与工艺专业英语第十一单元化工热力学

一定律引起混淆不清。人们将能量守恒视为一种重要的努力成果，但是事实上，使能量守恒不需要花任何努力— — 能量本身就是守恒的。因为第一定律没有区分各种各样能量的形式，所以从第一定律所得到的结论是有限的。由往复泵引入的轴功会以热量流向冷凝器的形式离开蒸馏塔，与在再沸器引入的热一样容易。在试图确定过程的效率时，一些工程师总掉入将各种形式的能量一起处理的陷阱。这种做法明显是不合理，因为各种能量形式有着不同的费用。第二定律第二定律应用于热转变为功的循环，有多种不同的描述。至于这一点，一种更

加普通的描述是需要的：从一种形式的能量到另一种形式的能量的转换，总是导致质量上总量的损失。另一种描述为：所有系统都有接近平衡（无序）的趋势。这些表达方式指出了在表达第二定律时的困难之处。如果不定义另一个专门描述质量或无序的词语，第二定律的表达就不能令人满意。这个专用名词为熵。这个状态函数对流体、物质或系统中的无序程度进行了定量化。绝对零熵值定义绝对零度时纯净的、晶体固体的状态。每一个分子都由其他的以相当有序结构的相同的分子所包围。运动、随意、污染、不确定性，这一切都增加了混乱度，因此对熵做出了贡献。相反，不论是透明宝石，还是纯净化学产品，还是清洁的生活空间，还是新鲜的空气和水，（都是属于有序状态），有序是有价值的。有序需要付出很高的代价，只有通过做功才得以实现。我们很多工作都花费在家里、车间和环境中创造或恢复有序状态。环境中较高的熵值是较高的生产费用的具体化表现。每一种生产过程的目的都是，利用将混合物分离为纯净物、减小我们知识的不确定性、或是从原料创造（works of art）艺术品以减小熵值。总之，从将原料转变为产品的过程中，熵值不断减小。然而，（inasmuch as）因为随着系统接近平衡，熵的增加是自发的趋势，所以减少熵值是艰难的工作（struggle）。生产过程所需熵减的驱动力同时伴随着宇宙其余部分熵的剧增。一般说来，这种熵的增加在同一工厂内不断持续下去，因此这种造成了产品熵的减小。反过来（whereas 而，却，其实，反过来），熵减存在于原料向产品的转化过程。燃料、电、空气以及水向燃烧产品、废水和无用的热量的形式的转化可表示熵值的大大增加。正象图3-1 中中间部分描述为第一定律一样，图中的底线部分描述了第二定律。离开一个过程的所有的物流的熵值的总和，总是超过进入该过程的物流的熵值的总和。如果熵达到平衡，象质量和能量达到平衡一样，那么该过

程是可逆的，即该过程也会反向移动。可逆过程只是在理论上是可能的，需要动力学平衡维持连续存在，因此可逆过程是不可产生的。而且，如果不化学工程与工艺专业英语第十一单元化工热力学4平衡（过程）倒过来，即如果有净熵的减少，那么所有的箭头也要反向，该过程被迫反向进行。实质上，是熵增驱使该过程：是同一种驱动力使水向下流，热流从热物质流向冷物质，使玻璃打碎，金属腐蚀。简而言之，所有事物都同它们周围的环境接近平衡。第一定律，需要能量守恒，所有形式能量变化有着相同的重要性。尽管所有过程都受第一定律权威性的影响，但是该定律不能区分能量的质量，也不能解释为什么观察不到自发发生的 过程自发地使自身可逆。功可以全部转化为热而反向转换从来不会定量发生，这种反复验证过的观测达成了这样的共识— — 热是一种低质量的能量。第二定律，深深扎根于热发动机效率的研究，能分辨能量的质量。通过这一定律，揭示了以前未认可的函数— — 熵的存在，可以看出，该函数确定了自发变化的方向。第二定律并没有（in no way）减小第一定律的权威性；相反，第二定律拓展和加强了热力学的权限。第三定律热力学第三定律规定了熵的绝对零值，描述如下：对于那些处在绝对零度的完美晶体的变化来说，总的熵的变化为零。该定律使用绝对值来描述熵。

Unit 13 Unit Operations in Chemical

Engineering

化学工程中的单元操作

化学工程由不同顺序的步骤组成，这些步骤的原理与被操作的物料以及该特殊体系的其他特征无关。在设计一个过程中，如果（研究）步骤得到认可，那么所用每一步骤可以分别进行研究。有些步骤为化学反应，而其他步骤为物理变化。化学工程的可变通性（versatility）源于将一复杂过程的分解为单个的物理步骤（叫做单元操作）和化学反应的实践。化学工程中单元操作的概念基于这种哲学观点：各种不同顺序的步骤可以减少为简单的操作或反应。不管所处理的物料如何，这些简单的操作或反应基本原理（fundamentals）是相同的。这一原理，在美国化学工业发展期间先驱者来说是明显的，首先由A.D.Lttle 于1915 年明确提出：任何化学过程，不管所进行的规模如何，均可分解为（be resolvedinto）一系列的相同的单元操作，如：粉碎、混合、加热、烘烤、吸收、压缩、沉淀、结晶、过滤、溶解、电解等等。这些基本单元操作（的数目）为数不多，任何特殊的过程中包含其中的几种。化学工程的复杂性来自于条件（温度、压力等等）的多样性，在这些条件下，单元操作以不同的过程进行，同时其复杂性来自于限制条件，如由反应物质的物化特征所规定的结构材料和设备的设计。最初列出的单元操作，引用的是上述的十二种操作，不是所有的操作都可视为单元操作。从那时起，确定了其他单元操作，过去确定的速度适中，但是近来速度加快。流体流动、传热、蒸馏、润湿、气体吸收、沉降、分粒、搅拌以及离心得到了认可。近年来，对新技术的不断理解以及古老但很少使用的分离技术的采用，引起了分离、处理操作或生产过程步骤上的数量不断增加，在多种操作中，这些操作步骤在使用时不要大的改变。这就是“单元操作”这个术语的基础，此基础为我们提供了一系列的技术。1.单元操作的分类

（1）流体流动流体流动所涉及到的是确定任何流体的从一位置到另一位置的流动或输送的原理。（2）传热该单元操作涉及到（deal with）原理为：支配热量和能量从一位置到另一位置的积累和传递。（3）蒸发这是传热中的一种特例，涉及到的是在溶液中挥发性溶剂从不挥发性的溶质（如盐或其他任何物质）的挥发。（4）干燥在该操作中，挥发性的液体（通常是水）从固体物质中除去。（5）蒸馏蒸馏是这样一个操作：因为液体混合物的蒸汽压强的差别，利用沸腾可将其中的各组分加以分离。（6）吸收在该操作中，一种气流经过一种液体处理后，其中一种组分得以除去。（7）膜分离该操作涉及到液体或气体中的一种溶质

通过半透膜向另一种流中的扩散（8）液-液萃取在该操作中，（液体）溶液中的一种溶质通过与该溶液相对不互溶的另一种液体溶剂相接触而加以分离。（9）液-固浸取在该操作所涉及的是，用一种液体处理一种细小可分固体，该液体能溶解这种固体，从而除去该固体中所含的溶质。（10）结晶结晶涉及到的是，通过沉降方法将溶液中的溶质（如一种盐）从该溶液中加以分离。（11）机械物理分离这些分离方法包括，利用物理方法分离固体、液体、或气体。这些物理方法，如过滤、沉降、粒分，通常归为分离单元操作。许多单元操作有着相同的基本原理、基本原则或机理。例如，扩散机理或质量传递发生于干燥、吸收、蒸馏和结晶中，传热存在于干燥、蒸馏、蒸发等等。

2.基本概念

因为单元操作是工程学的一个分支，所以它们同时建立在科学研究和实验的基础之上。在设计那些能够制造、能组合、能操作、能维修的设备时，必须要将理论和实践结合起来。下面四个概念是基本的（basic），形成了所有操作的计算的基础。物料衡算如果物质既没有被创造又没有被消灭，除了在操作中物质停留和积累以外，那么进入某一操作的所有物料的总质量与离开该操作的所有物料的总质量相等。应用该原理，可以计算出化学反应的收率或工程操作的得率。在连续操作中，操作中通常没有物料的积累，物料平衡简单地由所有的进入的物料和所有的离开的物料组成，这种方式与会计所用方法相同。结果必须要达到平衡。只要（as long as）该反应是化学反应，而且不消灭或创造原子，那么将原子作为物料平衡的基础是正确的，而且常常非常方便。可以整个工厂或某一单元的任何一部分进行物料衡算，这取决于所研究的问题。能量恒算相似地，要确定操作一操作所需的能量或维持所需的操作条件时，可以对任何工厂或单元操作进行能量衡算。该原理与物料衡算同样重要，使用方式相同。重要的是记住，尽管能量可能会转换为另一种等量形式，但是要把各种形式的所有的能量包括在内。理想接触（平衡级模型）无论（whenever）所处理的物料在具体条件（如温度、压强、化学组成或电势条件）下接触时间长短如何，这些物料都有接近一定的平衡条件的趋势，该平衡由具体的条件确定。在多数情况下，达到平衡条件的速率如此之快或所需时间足够长，以致每一次接触都达到了平衡条件。这样的接触可视为一种平衡或一种平衡接触。理想接触数目的计算是理解这些单元操作时所需的重要的步骤，这些单元操作涉及到物料从一相到另一相的传递，如浸取、萃取、吸收和溶解。操作速率（传递速率模型）在大多数操作中，要么是因为时间不够，要么是因为不需要平衡，因此达不到平衡，只要一达到平衡，就不会发生进一步变化，该过程就会停止，但是工程师们必须要使该过程继续进行。由于这种原因，速率操作，例如能量传递速率、质量传递速率以及化学反应速率，是极其重要而有趣的。在所有的情况中，速率和方向决定于位能的差异或驱动力。速率通常可表示为，与除以阻力的压降成正比。这种原理在电能中应用，与用于稳定或直流电流的欧姆定律相似。用这种简单的概念解决传热或传质中的速率问题时，主要的困难是对阻力的估计，阻力一般是通过不同条件下许多传递速率的确定式（determination）的经验关联式加以计算。速率直接地决定于压降，间接地决定于阻力的这种基本概念，可以运用到任一速率操作，尽管对于特殊情况的速率可以不同的方式用特殊的系数来表达。

第三篇：化学工程与工艺专业英语第九单元翻译

Unit 9 Polymers

聚合物聚合物与我们的生活密切相关。他们是食物（淀粉，蛋白质）、衣物（丝绸，棉花，聚酯，尼龙）、建筑房屋（木纤维素，油漆）和我们身体（核酸，多糖，蛋白质）的主要成分。生物高聚物和合成 聚合物之间没有差别。实际上许多早期的合成聚合物是基于天然形成的聚合物而合成的，比如，赛 璐珞/电影胶片（硝酸纤维素），橡胶硫化，人造纤维（醋酸纤维素）。

聚合物是由单体单元通过共价键连接而成的。聚合物的定义是：是—R—R—R—R—或者，一般来说，—[R]n—构成的物质。R 是一种双官能团的物质（或者二 价自由基），而这两种官能团是不能分开单独存在的。

在这里 n 代表的是聚合度，DPn。这个定义不包括简单的有机和无机物质，比如，CH4, NaCl，同时 也不包括像钻石，硅石和金属等材料，这些材料看起来具有聚合物的性质，但是能够蒸发成单体单 元。

分子量（严格来说是相对分子质量）可以由单体（或重复单元）乘以 n 获得。于是，CH4 或者 NaCl 的分子量分别为 18 或者 58.5，而一个聚合物的分子量能大于 100。n 的值较小时比如说 2 到 20，当 这种物质叫做低聚物，通常这些低聚物可进一步聚合，成为高聚物。

由定义，摩尔高聚物含有 6×10Λ23 个高聚物分子，1 因此 1 克摩尔等于以克作单位的高聚物的分子量，理论上它可大于 106 克。但习惯上，通常 1 克摩尔指重复单元的分子量；这样 1 克摩尔聚乙烯-(CH2)n-可认为是 14 克（末端基团可以忽略）。

一个分子量为 10Λ7 的高聚物，若完全展开，其长度约 1mm，直径约 0.5nm.这相当于约两公里长的 生的意大利面条。但是，实际上，在大多数高聚物中的链决不是完全展开的——一个任意的圈式结 构被采用，占有约 200nm 直径的空间。因此看来像煮熟的意大利面条或蠕虫，这些高聚物链的转 移由几个因素来决定，如：

(i)温度

(ii)骨架-C-C-C-链的化学组成;不管链是柔性的或是刚性的(iii)骨架上是否有支链存在(iv)共聚物链的引力

(v)聚合物的分子量和分子量分布。

若上述因素已知，可以预测聚合物的几乎所有的性质，比如此聚合物是非晶的还是部分晶状；晶态 的融化温度；聚合物是脆的还是韧性的；它的刚性，此聚合物是否溶于溶剂等。

聚合物的确能对它们制成的化学品产生影响，如塑料，纤维，胶卷，合成橡胶，粘合剂，涂料等，每一种用途都要求不同的聚合物特性。塑料的许多原始用途是不适当的，这就使人们认为塑料是 “没 什么价值的讨厌东西”，但是最近的产品责任法和对塑料优缺点的更深入的了解已经改变了这种状 况。

经济，即制造聚合物的费用，具有头等的重要性。这已导致了把聚合物大致地分成日用品聚合物，工程聚合物，和高级聚合材料。

1.聚乙烯 日用品聚合物

这方面例子有： 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯 线性低密度聚乙烯 Low density polyethylene(LDPE)high density polyethylene(HDPE)Linear low density polyethylene(LLDPE)Polypropylene(PP)聚丙烯 Poly vinyl chloride(PVC)聚氯乙烯 Polystyrene(PS)聚苯乙烯其中每一种都以年产 1 千万吨的规模生产。价格<1500 美元/吨。

2.Engineering polymers 工程聚合物

这种材料在近十年来比任何聚合物的增长百分比都高，主要用于适中的温度和环境条件下作金属的 替代品，或它们可能具有杰出的化学惰性和其它特性,如具有低摩擦系数的聚四氟乙烯。这些工程 聚合物包括：

Acetal(or polyoxymethylene, POM)乙缩醛（聚甲醛）

尼龙（聚酰胺）Nylons(polyamides)Polyethylene or polybutylene terephthalate(PET or PBT)聚乙烯或聚丁烯对苯二酸酯

Polycarbonate(of bisphenol A)(PC)聚碳酸酯（双酚 A）

Polyphenylene oxide(PPO)(usually blended with styrene).聚苯氧化物（通常与苯乙烯混合）The prices are(＄3000～＄15000)/tonne.价格为（3000 美元-15000 美元）/吨。

3.Advanced polymeric Materials 高级聚合材料

此种材料有很好的温度稳定性,当用纤维增强后,即复合材料,它们的强度超过大部分同重量的金属.它们通常仅仅被少量地使用,常用在一个结构的关键部分.它们的价格可能高达 150000 美元 / 吨.4.Making of polymers 聚合物的生产

每年生产的聚合物大约有 1 亿吨，其规模有年产 24 万吨的连续单一产品的聚丙烯装置，也有一批 制备几公斤改性复合材料的小型装置。产量最高的有 LDPE，HDPE，LLDPE，PP，PVC 和 PS。

生产聚合物时最重要的参数是质量控制参数和重现性参数。它们不同于简单的有机化合物，如丙酮 的生产中通常只要简单蒸馏就能得到所需的纯度。按其最终用途，“同一种”聚合物也分为许多不 同的级别，如不同的平均分子量，平均分子量分布，支链的大小，交联等，若考虑到共聚物，交替 和嵌段,这些变量还会成倍增加。在聚合过程中许多性质已被固定，不能通过后处理来改变。有时 也进行混合操作来获得所需的性质，或仅是为了把已形成的不太合指标的聚合物提高级别。

聚合过程由三个步骤组成：

(1)单体制备。在此不作讨论，只是强调单体的纯度要求是最高的。所以，在逐步增长过程中的单 功能杂质，基团清除剂，链转移杂质和链聚合催化剂毒物都是非常有影响的

（2)聚合。如上所述，高聚物的性质的一致性是绝对必要的，这不仅包括分子量等，也包括如聚合 物颗粒的颜色，形状（如果高聚物没有造粒或者不是颗粒状的），残留催化剂，气味（尤其是应用 到食物方面）等。

聚合操作必须能适应下面的各项变化：（i）均相或非均相反应

（ii）在均相系统中，粘度上有大的增加，影响聚合反应动力学，传热和混合效果。

(iii)大部分链增长聚合反应是放热的，每生产一吨聚合物放出几百千瓦的热；此热量必须除去。因 为大部分聚合反应都是在恒温下进行。热量的除去是通过反应器器壁传热，反应器结构设计，添加 冷却剂或利用单体或溶剂的蒸发潜热来实现的。

(iv)分子量与分子量分布，聚合物中支链与交联的控制.聚合过程是分批，半分批还是连续操作会对 这些方面产生影响。聚合过程停留时间分布情况，是窄还是宽，也决定了分子量和分子量分布。

作为一般的规律，一旦一个工艺被完善后，如果不是经济情况要求其改变的话就不再改变 — 例如，在不使用溶剂情况下所进行的气相聚合反应，这样就消除了溶剂的提纯，回收，失火危险等。

(3)聚合物回收。如果聚合反应不成块，就需要与溶剂分离。化学品再生的常规的办法如结晶，精 馏，吸附等在此并不常用，因为聚合物具有象高粘度，在溶剂中溶解度低这样的性质而且具有粘附 和不挥发性。不过，像非溶剂沉淀法后面接着离心分离，或乳液凝聚法或汽提法脱除溶剂等操作方 法可被采用。从高聚物中脱去溶剂和未反应的单体的脱挥发组分操作可在挤压机中造粒时进行。

第四篇：《化学工程与工艺专业英语》课文翻译

Unit1化学工业的研究和开发

One of the main发达国家化学工业飞速发展的一个重要原因就是它在研究和开发方面的投入commitment和投资investment。通常是销售收入的5%，而研究密集型分支如制药，投入则加倍。要强调这里我们所提出的百分数不是指利润而是指销售收入，也就是说全部回收的钱，其中包括要付出原材料费，企业管理费，员工工资等等。过去这笔巨大的投资支付得很好，使得许多有用的和有价值的产品被投放市场，包括一些合成高聚物如尼龙和聚脂，药品和杀虫剂。尽管近年来进入市场的新产品大为减少，而且在衰退时期研究部门通常是最先被裁减的部门，在研究和开发方面的投资仍然保持在较高的水平。

化学工业technology industry是高技术工业，它需要利用电子学和工程学的最新成果。计算机被广泛应用，从化工厂的自动控制automatic control，到新化合物结构的分子模拟，再到实验室分析仪器的控制。

Individual manufacturing一个制造厂的生产量很不一样，精细化工领域每年只有几吨，而巨型企业如化肥厂和石油化工厂有可能高达500,000吨。后者需要巨大的资金投入，因为一个这样规模的工厂要花费2亿5千万美元，再加上自动控制设备的普遍应用，就不难解释为什么化工厂是资金密集型企业而不是劳动力密集型企业。

The major大部分化学公司是真正的跨国公司multinational，他们在世界上的许多国家进行销售和开发市场，他们在许多国家都有制造厂。这种国际间的合作理念，或全球一体化，是化学工业中发展的趋势。大公司通过在别的国家建造制造厂或者是收购已有的工厂进行扩张。Unit 2工业研究和开发的类型

The applied通常在生产中完成的实用型的或有目的性的研究和开发可以分为好几类，我们对此加以简述。它们是：（1）产品开发；（2）工艺开发；（3）工艺改进；（4）应用开发；每一类下还有许多分支。我们对每一类举一个典型的例子来加以说明。在化学工业的不同部门内每类的工作重点有很大的不同。

(1)产品开发。product development产品开发不仅包括一种新药的发明和生产，还包括，比如说，给一种汽车发动机提供更长时效的抗氧化添加剂。这种开发的产品已经使（发动机）的服务期限在最近的十年中从3000英里提高到6000、9000现在已提高到12000英里。请注意，大部分的买家所需要的是化工产品能创造出来的效果，亦即某种特殊的用途。，或称聚四氟乙烯（）被购买是因为它能使炒菜锅、盆表面不粘，易于清洗。

（3）process improvement工艺改进。工艺改进与正在进行的工艺有关。它可能出现了某个问题使生产停止。在这种情形下，就面临着很大的压力要尽快地解决问题以便生产重新开始，因为故障期耗费资财。

然而，更为常见的commonly，工艺改进是为了提高生产过程的利润。这可以通过很多途径实现。例如通过优化流程提高产量，引进新的催化剂提高效能，或降低生产过程所需要的能量。可说明后者的一个例子是在生产氨的过程中涡轮压缩机的引进。这使生产氨的成本（主要是电）从每吨6.66美元下降到0.56美元。通过工艺的改善提高产品质量也会为产品打开新的市场。

然而，近年来in rencent years，最重要的工艺改进行为主要是减少生产过程对环境的影响，亦即防止生产过程所引起的污染。很明显，有两个相关连的因素推动这样做。第一，公众对化学产品的安全性及其对环境所产生影响的关注以及由此而制订出来的法律；第二，生产者必须花钱对废物进行处理以便它能安全地清除，比如说，排放到河水中。显然这是生产过程的又一笔费用，它将增加所生产化学产品的成本。通过减少废物数量提高效益其潜能是不言而喻的。

然而，请注意note，with a plant对于一个已经建好并正在运行的工厂来说，只能做一些有限的改变来达到上述目的。因此，上面所提到的减少废品的重要性应在新公厂的设计阶段加以考虑。近年来另一个当务之急是保护能源及降低能源消耗。

（4）application development应用开发。显然发掘一个产品新的用处或新的用途能拓宽它的获利渠道。这不仅能创造更多的收入，而且由于产量的增加使单元生产成本降低，从而使利润提高。举例来说，早期是用来制造唱片和塑料雨衣的，后来的用途扩展到塑料薄膜，特别是工程上所使用的管子和排水槽。

我们已经强调emphasis了化学产品是由于它们的效果，或特殊的用途、用处而得以售出这个事实。这就意味着化工产品公司的技术销售代表与顾客之间应有密切的联系。对顾客的技术支持水平往往是赢得销售的一个重要的因素。进行研究和开发的化学家们为这些应用开发提供了帮助。33的制造就是一个例子。它最开始是用来做含氟氯烃的替代物作冷冻剂的。然而近来发现它还可以用作从植物中萃取出来的天然物质的溶解剂。当它作为制冷剂被制造时，固然没有预计到这一点，但它显然也是应用开发的一个例子

（2）工艺开发process development。工艺开发不仅包括为一种全新的产品设计一套制造工艺，还包括为现有的产品设计新的工艺或方案。而要进行后者时可能源于下面的一个或几个原因：新技术的利用、原材料的获得或价格发生了变化。氯乙烯单聚物的制造就是这样的一个例子。它的制造方法随着经济、技术和原材料的变化改变了好几次。另一个刺激因素是需求的显著增加。因而销售量对生产流程的经济效益有很大影响。早期的制造就为此提供了一个很好的例子。

The ability of能预防战争中因伤口感染引发的败血症，因而在第二次世界大战（1939-1945）中，pencillin的需求量非常大，需要大量生产。而在那时，只能用在瓶装牛奶表面发酵的方法小量的生产。英国和美国投入了巨大的人力物力联合进行研制和开发，对生产流程做出了两个重大的改进。首先用一个不同的菌株—黄霉菌代替普通的青霉，它的产量要比后者高得多。第二个重大的流程开发是引进了深层发酵过程。只要在培养液中持续通入大量纯化空气，发酵就能在所有部位进行。这使生产能力大大地增加，达到现代容量超过5000升的不锈钢发酵器。而在第一次世界大战中，死于伤口感染的士兵比直接死于战场上的人还要多。注意到这一点不能不让我们心存感激。

Process development for a new product对一个新产品进行开发要考虑产品生产的规模、产生的副产品以及分离/回收，产品所要求的纯度。在开发阶段利用中试车间（最大容量可达100升）获得的数据设计实际的制造厂是非常宝贵的，例如石油化工或氨的生产。要先建立一个中试车间，运转并测试流程以获得更多的数据。他们需要测试产品的性质，如杀虫剂，或进行消费评估，如一种新的聚合物。

Note that by-products注意，副产品对于化学过程的经济效益也有很大的影响。酚的生产就是一个有代表性的例子。早期的方法，苯磺酸方法，由于它的副产品亚硫酸钠需求枯竭而变的过时。亚硫酸钠需回收和废置成为生产过程附加的费用，增加了生产酚的成本。相反，异丙基苯方法，在经济效益方面优于所有其他方法就在于市场对于它的副产品丙酮的迫切需求。丙酮的销售所得降低了酚的生产成本。

A major part对一个新产品进行工艺开发的一个重要部分是通过设计把废品减到最低，或尽可能地防止可能的污染，这样做带来的经济利益和对环境的益处是显而易见的。

Finally it should be noted that最后要注意，工业开发需要包括化学家、化学工程师、电子和机械工程师这样一支庞大队伍的协同合作才能取得成功。

。Unit3设计

Based on the experience and data根据在实验室和中试车间获得的经验和数据，一组工程师集中起来设计工业化的车间。化学工程师的职责就是详细说明所有过程中的流速和条件，设备类型和尺寸，制造材料，流程构造，控制系统，环境保护系统以及其它相关技术参数。这是一个责任重大的工作。

The design stage 设计阶段是大把金钱花进去的时候。一个常规的化工流程可能需要五千万到一亿美元的资金投入，有许多的事情要做。化学工程师是做出很多决定的人之一。当你身处其位时，你会对自己曾经努力学习而能运用自己的方法和智慧处理这些问题感到欣慰。

设计阶段design stage的产物是很多图纸：

（1）工艺流程图flow sheets。是显示所有设备的图纸。要标出所有的流线和规定的条件（流速、温度、压力、构造、粘度、密度等）。

（2）管道及设备图piping and instrumentation。标明drawings所有设备（包括尺寸、喷嘴位置和材料）、所有管道（包括大小、控制阀、控制器）以及所有安全系统（包括安全阀、安全膜位置和大小、火舌管、安全操作规则）。

（3）仪器设备说明书equipmen specification sheets。详细说明所有设备准确的空间尺度、操作参数、构造材料、耐腐蚀性、操作温度和压力、最大和最小流速以及诸如此类等等。这些规格说明书应交给中标的设备制造厂以进行设备生产。

3.建造construction

After the equipment manufactures当设备制造把设备的所有部分都做好了以后，这些东西要运到工厂所在地（有时这是后勤部门颇具挑战性的任务，尤其对象运输分馏塔这样大型的船只来说）。建造阶段要把所有的部件装配成完整的工厂，首先要做的就是在地面打洞并倾入混凝土，为大型设备及建筑物打下基础（比如控制室、流程分析实验室、维修车间）。

完成了第一步initial activities，就开始安装设备的主要部分以及钢铁上层建筑。要装配热交换器、泵、压缩机、管道、测量元件、自动控制阀。控制系统的线路和管道连接在控制室和操作间之间。电线、开关、变换器需装备在马达上以驱动泵和压缩机。生产设备安装完毕后，化学工程师的职责就是检查它们是否连接完好，每部分是否正常工作。

对大部分工程师来说这通常是一个令人激动exciting、享受rewarding成功的时候。你将看到自己的创意由图纸变为现实。钢铁和混凝土代替了示意图和表格。建筑是许多人多年辛劳的结果。你终于站到了发射台上，工厂将要起飞还是最后失败。揭晓的那一刻即将到来。

测试check-out phase阶段一旦完成，“运转阶段”就开始了。启动是工厂的首项任务，是令人兴奋的时刻和日夜不停的工作。这是化学工程师最好的学习机会之一。现在你可以了解你的构思和计算究竟有些什么好。参与中试车间和设计工作的工程师通常也是启动队伍中的人员。

启动the startup period can require阶段需要几天或几个月，根据设计所涉及工艺技术的新颖、流程的复杂程度以及工程的质量而定。中间经常会遇到要求设备完善的问题。这是耗时耗财的阶段：仅仅每天从车间出来的废品会高达数千美金。确实，曾经有些车间因为没有预计到的问题如控制、腐蚀、杂质或因为经济方面的问题而从来没有运转过。

The engineer 在启动阶段during the startup period，工程师们通常需轮流值班。在很短的时间里有很多的东西需要学习。一旦车间按照设定程序成功运转，它就转变为产品的常规生产或制造部门。Unit 4

由碳水化合物得到的有机化学产品（生物量）。

The main constituents of plants植物主要组成部分是碳水化合物，它包含了植物的主要成分。他们是像纤维素、淀粉之类的聚多糖。淀粉包括植物的结构部分，大量出现在食物中如谷物、水稻和土豆，纤维素是植物细胞壁的主要成分。因此它很广泛地存在并可以从木柴、棉花中获得，所以它不但化学品资源很多而且是可再生的。

The majot route从生物质到化学品主要路线是通过发酵过程完成的。然而这些发酵过程不能够利用像纤维素淀粉这样聚合多糖。因此后者必须先受到酸的或酶的水解生成单糖（单个或双糖例如蔗糖）他们是合适的起始物料。

Fermentation processes utilize发酵过程是利用单细胞微生物：典型有酵母、真菌、细菌或者霉菌来生成特定化学品。在家用情况下某些发酵过程的使用已经有了几千年历史了。最著名的例子

Unit 7

1haber合成氨方法

导言。制造NH3所有方法基本上都是habei方法微调版本这个方法是第一次世界大战在德国的Nerst和Bosch发明的。N2+3H2=2NH3

在原理上讲H2和N2反应是简单的，这是放热反应，所以平衡点低温时在反应式的右方。不幸的是自然界给予N2很不容易打开的很强的三键，使分子能够嘲笑热力学。在科学术语上讲，N2在动力学上是惰性的，使反应以合理速度向前进行必须有相当苛刻的反应条件。在自然界中固定氮（固氮意味着极为讽刺地“普遍反应”）主要是闪电。在闪电过程中产生足够大能量使N2和O2反应生成N的氧化物。

在化工厂里要得到NH3的可观的收率，我们需要催化剂。Haber发现就是许多含铁的化合物是可行的催化剂，这为他赢得了诺贝尔奖。即使有了这样催化剂还要有极高压力（早期合成NH3生产过程中要达到600个大气压）和温度（可为400℃）。

压力推动平衡点向前移动。因为4个原子气体转化为2个。可是较高温度可使平衡点向错误方向移动。尽管它们确实可以加快反应，其选择条件必须是一种折衷也就是在合理的速度下给出可接受的转化率。相对于早起接近理想化工厂，精确的选择条件须依据其他经济因素还取决于催化剂的细节，现代化工厂倾向于低压高温下工作（将没转化物料循环使用）。因为固定资产投资和能量消耗变得越来越重要。

生物学固氮也算用一种催化剂。这是种含有钼（或钒）和铁原子嵌在很大的蛋白质分子里的催化剂。这种催化剂的详细结构直到1992年还困扰着化学家们。这种催化剂如何起作用的细节至今还是不知道。

原材料。Haber合成NH3过程需要几种进料：能量N2和H2。N2很容易从空气中提取出来，但是H2来源是另外一个问题。原先H2是从煤中获得，通过蒸汽重整当中以焦炭作为原材料（基本上是一种碳的资源）2.提取的蒸汽与碳反应生成H2,CO,CO2。现在用天然气（主要是甲烷）代替，但是来自于原油其它碳氢化合物也可以制造H2。合成氨工厂总是包含产生H的装置，它直接与合成NH3联系在一起。

在重整反应之前，含S化合物必须从含H化合物进料中除掉。因为含S化合物会使重整催化剂和Haber催化剂中毒。第一个脱硫步骤包含一种钴—钼催化剂。这种催化剂能够氢化所有含S化合物生成H2S。生成的H2S可与ZnO反应出去（生成ZnS和

NH3的用途。NH3主要用途并不是为了生产含N化学品，以作为进一步化学应用而是用于化肥，例如尿素、NH4NO3、磷酸盐。化肥消耗产生NH3的80%。例如，在1991年美国由NH3得到产品，是把谷物发酵成酒类饮料。一直到1950年代还是用粮食发酵这

种普遍生产途径来生产脱脂肪族化学品。因为所生成的乙醇可以脱氢生成乙烯。乙烯是合成整个范围内脂肪族化合物的关键的中间产物。显然用这种方法生产的化学品已经下降了。但是用这种方法生产汽车燃料让人很感兴趣。

Disadvantages reflected这种发酵过程反映出来的缺点可分为两个部分（1）原料（2）发酵过程。原材料费用比原油费用高，因为生物质是一种农业材料。因此相对照，它的生产和收割是非常花费大量劳动力的。而且农作物作为一种固体物料运输很困难也很贵。发酵相对于石油化工主要缺点首先是发酵花费的时间。发酵过程数量级通常是以天来计算而某些石油化工催化反应仅仅只要几秒钟就完成了。第二个是，发酵过程的产品通常是稀释的水溶液（<10%浓度）。它的分离和提纯花费就很高。微生物是一种生态系统，很小的变化在过程条件下是允许的。即便为了增加反应速率，在温度上一个相对小的增加可能导致微生物的死亡以及终止这个过程。

On the other hand另一方面，发酵方法也有特别好处，它们是非常有选择行的。因为它所发酵生成的化学品在结构上是很复杂的，要想合成它是极为困难的和//或者需要多步骤合成，但是用发酵就很容易制成。最明显的例子是这种不同抗生素，例如，青霉素、头孢霉素、链霉素。

Provided that the immense practical只要与基因工程快速发展领域相关联的是巨大的实际问题。在基因工程里，微生物如细菌是特制的来生产特定的化学品，这样问题就能够被克服。那么人们对发酵方法的兴趣将会非常大。可是在不久的将来发酵方法看起来不像是生产大吨位化学品，就是需要量比较大的化学品例如乙烯和苯。这是因为反应速度很慢而且十分巨大部分的分离花费。Unit 6

石灰工艺大约40%的产量进入钢铁制造业，在钢铁制造业中石灰产品用于存在于铁矿石中耐热的sio2反应，生成流动的渣浮在表面上，这样就很容易与液态金属分开。少量但很重要的石灰石的用途用于化学产品的制造，污染控制和水处理。其中从石灰石中最重要产品是苏打灰。

H2O）。

主要的重整反应是典型的如下反应（重整反应是从镍基为催化剂在150℃下面发生的）：

CH4+H2O→CO+3 H2CH4+2 H2O→CO2+4H2 其它碳氢化合物进行类似反应。在第二步重整反应里，把空气注入1100℃蒸汽中。除此之外，还有其它的反应发生，空气中O2和H2反应生成H2O。留下一种混合物，接近于理想化的3：1的H2与N2的反应，且没有氧化污染。然而进一步反应也是必须的，以便来将大部分CO转化为H2和CO2通过变换反应进行：CO+H2O→CO2+H2

这个反应是在低温下进行的，且有2个步骤（400℃下用铁催化剂，200℃下用铜催化剂）来确保这个反应尽可能的完全反应。

下一步，CO2必须从混合气体中除掉。要除掉CO2需通过将酸性气体通入碱性溶液反应，例如KOH和/或单乙醇铵。

到这个步骤为止，仍然有大多CO来污染氢氮混合物气体（CO能使Haber催化剂中毒）需要另一个步骤，将CO量降低到ppm水平。此步骤称为甲烷化，包含CO和H2生成CH4(与有些重整步骤相反)。这个反应操作在大约325℃，还用一种镍催化剂。

到现在合成气体混合物已准备好进入Haber反应。

NH3的生产：各种不同类型合成NH3工厂的共同特征是合成气体混合物被加热压缩并被送到含有催化剂反应的容器中。反应基本方程式：N2+3H2〓2NH3

工业上通过合成NH3实现目标是可以接受的反应速度和反应收率。在不同时期和经济环境中寻求不同方案的折衷方案。早期合成NH3工厂强调用高压（来使得在一过性反应器中使收率提高），但许多最为现代化工厂已经接受在低压下的低得多的单程收率，并且也选择低温来节省能量。为了确保在反应器里面最高收率，当反应气体达到平衡点时合成气体被冷却。可以通过使用热交换器来降低反应器温度或者在合适处注入冷气。这种做法的作用是为了冷却反应，从而尽可能接近平衡点。因为反应是放热反应，（在比较高温度下不利于NH3的合成）所以反应热量必须小心控制好来获得好的收率。

Haber反应出料是由NH3和混合气体组成的，所以下一步是需要分开两者以便混合气体也循环使用。混合气的分离通常通过冷凝NH3完成（NH3在-40℃时沸腾比其它化合物的挥发性小得多）。大部分为化肥（以百万吨计）：尿素（4.2）、（NH4）2SO4(2.2)、NH4NH3(2.6)、磷酸氢二铵（13.5）。

NH3化学用途多种多样。苏打灰生产过量要用到NH3，但是

他并不出现在最终产品而被循环使用。一个广泛地过程直接用到NH3，包括氰化物，含有N的芳香类化合物，例如嘧啶的生产。许多聚合物中N(例如尼龙或者丙烯酸)可以追踪到NH3。经常通过腈或HCN。大部分其它过程用HNO3或盐来作为N来源。NH4NO3作为一种富含N的肥料，也作为一种大包炸药原料。

第五篇：化学工程与工艺专业英语

1.Although the use of chemicals dates back to the ancient civilizations, the evolution of what we know as the modern chemical industry started much more recently.It may be considered to have begun during the Industrial Revolution, about 1800, and developed to provide chemicals roe use by other industries.尽管化学品的使用可以追溯到古代文明时代，我们所谓的现代化学工业的发展却是非常近代（才开始的）。可以认为它起源于工业革命其间，大约在1800年，并发展成为为其它工业部门提供化学原料的产业.2.At the start of the twentieth century the emphasis on research on the applied aspects of chemistry in Germany had paid off handsomely, and by 1914 had resulted in the German chemical industry having 75% of the world market in chemicals.This was based on the discovery of new dyestuffs plus the development of both the contact process for sulphuric acid and the Haber process for ammonia.The later required a major technological breakthrough that of being able to carry out chemical reactions under conditions of very high pressure for the first time.20世纪初，德国花费大量资金用于实用化学方面的重点研究，到1914年，德国的化学工业在世界化学产品市场上占有75%的份额。这要归因于新染料的发现以及硫酸的接触法生产和氨的哈伯生产工艺的发展。而后者需要较大的技术突破使得化学反应第一次可以在非常高的压力条件下进行。

3.At present, however, many intermediates to products produced, from raw materials like crude oil through(in some cases)many intermediates to products which may be used directly as consumer goods, or readily converted into them.The difficulty cones in deciding at which point in this sequence the particular operation ceases to be part of the chemical industry’s sphere of activities.然而现在有数千种化学产品被生产，从一些原料物质像用于制备许多的半成品的石油，到可以直接作为消费品或很容易转化为消费品的商品。困难在于如何决定在一些特殊的生产过程中哪一个环节不再属于化学工业的活动范畴.4.The chemical industry is concerned with converting raw materials, such as crude oil, firstly into chemical intermediates and then into a tremendous variety of other chemicals.These are then used to produce consumer products, which make our lives more comfortable or, in some cases such as pharmaceutical produces, help to maintain our well-being or even life itself.化学工业涉及到原材料的转化，如石油 首先转化为化学中间体，然后转化为数量众多的其它化学产品。这些产品再被用来生产消费品，这些消费品可以使我们的生活更为舒适或者作药物维持人类的健康或生命。

5.The improvement in properties of modern synthetic fibers over the traditional clothing materials has been quite remarkable.在传统的衣服面料上，现代合成纤维性质的改善也是非常显著的。

6.In terms of shelter the contribution of modern synthetic polymers has been substantial.Plastics are tending to replace traditional building materials like wood because they are lighter, maintenance-free

讲到住所方面现代合成高聚物的贡献是巨大的。塑料正在取代像木材一类的传统建筑材料，因为它们更轻，免维护

7.The classical role of the chemical engineer is to take the discoveries made by the chemist in the laboratory and develop them into money--making, commercial-scale chemical processes.化学工程师经典的角色是把化学家在实验室里的发现拿来并发展成为能赚钱的商业规模的化学过程。1

8.The chemical industry is a very high technology industry which takes full advantage of the latest advances in electronics and engineering.Computers are very widely used for all sorts of applications, from automatic control of chemical plants, to molecular modeling of structures of new compounds, to the control of analytical instruments in the laboratory.化学工业是高技术工业，它需要利用电子学和工程学的最新成果。计算机被广泛应用，从化工厂的自动控制，到新化合物结构的分子模拟，再到实验室分析仪器的控制。

9.Once the pilot plant is operational, performance and optimization data can be obtained in order to evaluate the process from an economic point of view.The profitability is assessed at each stage of the development of the process.If it appears that not enough money will be made to justify the capital investment, the project will be stopped.中试车间一旦开始运转，就能获得性能数据和选定最佳数值以便从经济学角度对流程进行评价。对生产过程的每一个阶段可能获得的利润进行评定。如果结果显示投入的资金不能有足够的回报，这项计划将被停止。

10.Based on the experience and data obtained in the laboratory and the pilot plant, a team of engineers is assembled to design the commercial plant.The chemical engineer’s job is to specify all process flow rates and conditions, equipment types and sizes, materials of construction, process configurations, control systems, safety systems, environmental protection systems, and other relevant specifications.根据在实验室和中试车间获得的经验和数据，一组工程师集中起来设计工业化的车间。化学工程师的职责就是详细说明所有过程中的流速和条件，设备类型和尺寸，制造材料，流程构造，控制系统，环境保护系统以及其它相关技术参数。

11.The startup period can require a few days or a few moths, depending on the newness of the technology, the complexity of the process, and quality of the engineering that has gone into the design.Problems are frequently encountered that require equipment modifications.This is time consuming and expensive: just the lost production from a plant can amount to thousands of dollars per day.Indeed, there have been some plants that have never operated, because of unexpected problems with control, corrosion, or impurities, or because of economic problems.启动阶段需要几天或几个月，根据设计所涉及工艺技术的新颖、流程的复杂程度以及工程的质量而定。中间经常会遇到要求设备完善的问题。这是耗时耗财的阶段：仅仅每天从车间出来的废品会高达数千美金。确实，曾经有些车间因为没有预计到的问题如控制、腐蚀、杂质或因为经济方面的问题而从来没有运转过。

12.Chemical engineers study ways to reduce operating costs by saving energy, cutting raw material consumption, and reducing production of off-specification products that require reprocessing.They study ways to improve product quality and reduce environmental pollution of both air and water.化学工程师研究一些方法节省能源，降低原材料消耗、减少不合要求的需进行处理的产品的生产，以降低生产成本。他们还研究一些提高产品质量、减少空气和水中环境污染的措施。

13.The marketing of many chemicals requires a considerable amount of interaction between engineers in the company producing the chemical and engineers in the company using the chemical.This interaction can take the form of advising on how to use a chemical or developing a new chemical in order to solve a specific problem of a customer.许多化工产品的市场开发需要制造化工产品公司的工程师与使用化工产品公司的工程师密切合作。这种合作所采取的方式可以是对如何使用一种化学产品提出建议，或者是生产出一种新的化学产品以解决客户的某个特殊的困难。

14.The number and diversity of chemical compounds is remarkable: over ten million are now known.Even this vase number pales into insignificance when compared to the number of carbon compounds which is theoretically possible.化学物质的数量多得惊人，其差异很大：所知道的化学物质的数量就达上千万种。如此的数量与理论上可能形成的含碳化合物的数量相比，相形见绌。

15.Since the term “inorganic chemical” covers compounds of all the elements other than carbon, the diversity of origins is not surprising.Some of the more important sources are metallic ores, and salt or brine.In all these cases at least two different elements are combine together chemically in the form of a stable compound.因为“无机化学品”这个词涉及到的是除碳以外所有元素构成的化合物.其来源的多样性并不很大。一些较重要的来源是金属矿以及盐和海水。在这些情况下，至少两种不同的元素化合以一种稳定的化合物在一起。

16.In contrast to inorganic chemicals which, as we have already seen,are derived pfom many different sources, the multitude of commercially important organic compounds are essentially derived from a single source.Nowadays in excess of 99% of all organic chemicals is obtained from crue oil and natural gas via petrochemical processes.相比于无机化学品来自于众多不同的资源，商业上的一些重要的有机化合物基本上来源单一。如今，所有有机化合物的99%以上，可以通过石化工艺过程从原油和天然气得到.17.The major route form biomass to chemicals is via fermentation processes.However these processes cannot utillize polysaccharides like cellulose and starch, and so the latter must first be subjected to acidic or enzymic hydrolysis to from the simpler sugars which are suitable starting materials.从碳水化合物得到化学物质的主要途径是通过发酵过程。然而发酵过程不能利用多糖，因此，淀粉必须先受到酸性或酶水解反应，生成更简单的糖类，是合适的起始原料。

18.Being esters, the use of lipids for chemicals production starts with hydrolysis.Although this can be either acid-or alkali-catalyzed, the latter is preferred since it is an irreversiblereaction, and under these conditions the process is known as saponification.类脂属于脂类（物质），用于生产化学物质时，以水解反应开始，虽然水解反应可以用酸或碱催化，但碱催化效果更好，因为碱催化反应不可逆。碱性条件下的水解反应叫做皂化反应。

19.In effect he applied the ethics of industrial consultancy by which experience was transmitted “from plant to plant and from process to process in such a way which did not compromise the private or specific knowledge which contributed to a given plant’s profitability”.The concept of unit operations held that any chemical manufacturing process could be resolved into a coordinated series of operations such as pulverizing, drying, roasting, electrolyzing, and so on.他采用了工业顾问公司的理念，经验传递从一个车间到另一个车间，从一个过程到另一个过程。这种方式不包含限于某个给定工厂的利润的私人的或特殊的知识。单元操作的概念使每一个化学制造过程都能分解为一系列的操作步骤，如研末、干燥、烤干、电解等等。

20.Chemical engineers of the future will be integrating a wider range of scales than any other branch of engineering.未来的化学工程师将比任何其他分支的工程师在更为宽广的规模范围紧密协作

21.Thus, future chemical and engineers will conceive and rigorously solve problems on a continuum of scales ranging from microscale.因此，未来的化学工程师们要准备好解决从微型的到巨型的规模范围内出现的问题。

22.Chemical engineers will become more heavily involved in product design as a complement to process design.化学工程师将越来越多地涉及到对过程设计进行补充的产品设计中。

23.Chemical engineers will be frequent participants in multidisciplinary research efforts.化学工程师将经常性地介入到多学科领域的研究工程。

carbonate 碳酸盐 spectrum 光谱 silica 二氧化硅epoxy 环氧树脂 vinyl 乙烯基 acetate 醋酸盐 pharmaceutical 药物 polypropylene 聚丙烯 formaldehyde 甲醛 ammonium 铵基polyester 聚酯 the lion’s share 较大部分

reactant 反应物 distillation 蒸馏 nozzle 喷嘴 compressor 压缩机 pilot-plant 中试装置 specification 说明书 flow sheet 工艺流程图

corrosion 腐蚀 sensor 传感器 atrophy 退化，衰退 on-line 联机 commission 投产，交工式运转 covalent 共价的 isomerism 同分异构

froth flotation 泡沫浮选 borate 硼酸盐（酯）fluoride 氟化物 amino 氨基的 hydrolysis 水解 nap h the ne 环烷烃 naphtha 挥发油

钠 sodium 钾 potassium 磷 phosphorus 氨 ammonia 聚合物 polymer 粘度 viscosity 聚乙烯 polyethylene 氯化物 chloride

烃 hydrocarbon 催化剂 catalyst 炼油厂 refinery 添加剂 additive 间歇的 batch 反应器 reactor 放大 scale-up 热交换器 heat exchanger

创新 innovation 术语 terminology 阀 valve 梯度 gradient 组成 composition 杂质 impurity 模拟 simulate 氢氧化物 hydroxide 酯 ester 脂肪族的 aliphatic 不饱和的 unsaturated

芳香族的 aromatic 甲烷 methane 烯烃 olefin 烷烃 alkaneenzymic 酶 xylene 二甲苯