第一篇：《化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語》課文翻譯Unit 10 What Is Chemical Engineering

Unit 10 What Is Chemical Engineering?

什么是化學(xué)工程學(xué)

In a wider sense, engineering may be defined as a scientific presentation of the techniques and facilities used in a particular industry.For example, mechanical engineering refers to the techniques and facilities employed to make machines.It is predominantly based on mechanical forces which are used to change the appearance and/or physical properties of the materials being worked, while their chemical properties are left unchanged.Chemical engineering encompasses the chemical processing of raw materials, based on chemical and physico-chemical phenomena of high complexity.廣義來講，工程學(xué)可以定義為對某種工業(yè)所用技術(shù)和設(shè)備的科學(xué)表達(dá)。例如，機(jī)械工程學(xué)涉及的是制造機(jī)器的工業(yè)所用技術(shù)和設(shè)備。它優(yōu)先討論的是機(jī)械力，這種作用力可以改變所加工對象的外表或物理性質(zhì)而不改變其化學(xué)性質(zhì)。化學(xué)工程學(xué)包括原材料的化學(xué)過程，以更為復(fù)雜的化學(xué)和物理化學(xué)現(xiàn)象為基礎(chǔ)。

Thus, chemical engineering is that branch of engineering which is concerned with the study of the design, manufacture, and operation of plant and machinery in industrial chemical processes.因此，化學(xué)工程學(xué)是工程學(xué)的一個分支，它涉及工業(yè)化化學(xué)過程中工廠和機(jī)器的設(shè)計、制造、和操作的研究。

Chemical engineering is above all based on the chemical sciences, such as physical chemistry, chemical thermodynamics, and chemical kinetics.In doing so, however, it does not simply copy their findings, but adapts them to bulk chemical processing.The principal objectives that set chemical engineering apart from chemistry as a pure science, is “to find the most economical route of operation and to design commercial equipment and accessories that suit it best of all”.Therefore, chemical engineering is inconceivable without close ties with economics, physics, mathematics, cybernetics, applied mechanics, and other technical sciences.前述化學(xué)工程學(xué)都是以化學(xué)科學(xué)為基礎(chǔ)的，如物理化學(xué)，化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動力學(xué)。然而這樣做的時候，它并不是僅僅簡單地照搬結(jié)論，而是要把這些知識運(yùn)用于大批量生產(chǎn)的化學(xué)加工過程。把化學(xué)工程學(xué)與純化學(xué)區(qū)分開來的首要目的是“找到最經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)路線并設(shè)計商業(yè)化的設(shè)備和輔助設(shè)備盡可能地適應(yīng)它?！币虼巳绻麤]有與經(jīng)濟(jì)學(xué)，物理學(xué)，數(shù)學(xué)，控制論，應(yīng)用機(jī)械以及其它技術(shù)的聯(lián)系就不能想象化學(xué)工程會是什么樣的。

In its early days, chemical engineering was largely a descriptive science.Many of the early textbooks and manuals on chemical engineering were encyclopedias of the commercial production processes known at the time.Progress in science and industry has bought with it an impressive increase in the number of chemical manufactures.Today, petroleum for example serves as the source material for the production of about 80 thousand chemicals.The expansion of the chemical process industries on the one hand and advances in the chemical and technical sciences on the other have made it possible to lay theoretical foundations for chemical processing.早期的化學(xué)工程學(xué)以描述性為主。許多早期的有關(guān)化學(xué)工程的教科書和手冊都是那個時候已知的商品生產(chǎn)過程的百科全書?？茖W(xué)和工業(yè)的發(fā)展使化學(xué)品的制造數(shù)量迅速增加。舉例來說，今天石油已經(jīng)成為八萬多種化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)的原材料。一方面是化學(xué)加工工業(yè)擴(kuò)張的要求，另一方面是化學(xué)和技術(shù)水平的發(fā)展為化學(xué)工藝建立理論基礎(chǔ)提供了可能。

As the chemical process industries forged ahead, new data, new relationships and new generalizations were added to the subject-matter of chemical engineering.Many branches in their own right have separated from the main stream of chemical engineering, such as process and plant design, automation, chemical process simulation and modeling, etc.隨著化學(xué)加工工業(yè)的發(fā)展，新的數(shù)據(jù)，新的關(guān)系和新的綜論不斷添加到化學(xué)工程學(xué)的目錄中。然后又從主干上分出許多的分支，如工藝和工廠設(shè)計，自動化，化工工藝模擬和模型，等等。

1.A Brief Historical Outline Historically, chemical engineering is inseparable from the chemical process industries.In its early days chemical engineering which came into being with the advent of early chemical trades was a purely descriptive division of applied chemistry.1． 簡要的歷史輪廓

從歷史上來說，化學(xué)工程學(xué)與化學(xué)加工工業(yè)密不可分。在早期，化學(xué)工程學(xué)隨著早期化學(xué)產(chǎn)品交易的發(fā)展而出現(xiàn)，是應(yīng)用化學(xué)的純描述性的分支。

The manufacture of basic chemical products on Europe appears to have begun in the 15th century when small, specialized businesses were first set up to turn out acids, alkalis, salts, pharmaceutical preparations, and some organic compounds.在歐洲，基礎(chǔ)化學(xué)產(chǎn)品的制造出現(xiàn)在15世紀(jì)。一些小的、專門的企業(yè)開始創(chuàng)立，生產(chǎn)酸、堿、鹽、藥物中間體和一些有機(jī)化合物。

For all the rhetoric of nineteenth-century academic chemists in Britain urging the priority of the study of pure chemistry over applied, their students who became works chemists were little more than qualitative and quantitative analysts.Before the 1880s this was equally true of German chemical firms, who remained content to retain academic consultants who pursued research within the university and who would occasionally provide the material for manufacturing innovation.By the 1880s, however, industrialists were beginning to recognize that the scaling up of consultants’ laboratory preparations, and syntheses was a distinctly different activity from laboratory investigation.They began to refer to this scaling problem and its solution as “chemical engineering”—possibly because the mechanical engineers who had already been introduced into works to who seemed best able to understand the process involved.The academic dichotomy of head and hand died slowly.由于十九世紀(jì)英國的學(xué)院化學(xué)家強(qiáng)調(diào)純化學(xué)的研究高于應(yīng)用化學(xué)，他們的要成為工業(yè)化學(xué)家的學(xué)生也只是定性和定量分析者。在19世紀(jì)80年代以前，德國的化學(xué)公司也是這樣。他們愿意聘請那些在大學(xué)里進(jìn)行研究的人作顧問，這些人偶爾為制造的革新提供一些意見。然而到了80年代，工業(yè)家們開始認(rèn)識到要把顧問們在實(shí)驗(yàn)室的準(zhǔn)備和合成工作進(jìn)行放大是一個與實(shí)驗(yàn)室研究截然不同的活動。他們開始把這個放大的問題以及解決的方法交給“化學(xué)工程師”—這可能是受到已經(jīng)進(jìn)入工廠的機(jī)械工程師的表現(xiàn)的啟發(fā)。由于機(jī)械工程師熟悉所涉及的加工工藝，是維修日益復(fù)雜化的工業(yè)生產(chǎn)中的蒸氣機(jī)和高壓泵的最合適的人選。學(xué)院研究中頭和手兩分的現(xiàn)象逐漸消亡。Unit operation.In Britain when in 1881 there was an attempt to name the new Society of Chemical industry as the “Society of Chemical engineers”, the suggestion was turned down.On the other hand, as a result of growing pressure from the industrial sector the curricula of technical institutions began to reflect, at last, the need for chemical engineers rather than competent analysts.No longer was mere description of existing industrial processes to suffice.Instead the expectation was that the processes generic to various specific industries would be analyzed, thus making room for the introduction of thermodynamic perspectives, as well as those being opened up buy the new physical chemistry of kinetics, solutions and phases.單元操作。1881年英國曾經(jīng)準(zhǔn)備把化學(xué)工業(yè)的一個新的協(xié)會命名為“化學(xué)工程師協(xié)會”，這個建議遭到了拒絕。另一方面，由于受到來自工業(yè)界日益加重的壓力，大學(xué)的課程開始體現(xiàn)出除了培養(yǎng)分析工作者還要培養(yǎng)化學(xué)工程師的要求?，F(xiàn)在僅僅對現(xiàn)有工業(yè)過程進(jìn)行描述已經(jīng)不夠了，需要對各種特殊工業(yè)進(jìn)行工藝屬性的分析。這就為引入熱力學(xué)及動力學(xué)、溶液和相等物理化學(xué)新思想提供了空間。

A key figure in this transformation was the chemical consultant, George Davis(1850-1907), the first secretary of the Society of Chemical Industry.In 1887 Davis, then a lecture at the Manchester Technical School, gave a series of lectures on chemical engineering, which he defined as the study of “the application of machinery and plant to the utilization of chemical action on the large scale”.The course, which revolved around the type of plant involved in large-scale industrial operations such as drying, crashing, distillation, fermentation, evaporation and crystallization, slowly became recognized as a model for courses elsewhere, not only in Britain, but overseas.The first fully fledged course in chemical engineering in Britain was not introduced until 1909;though in America, Lewis Norton(1855-1893)of MIT pioneered a Davis-type course as early as 1888.在這個轉(zhuǎn)變期，一位關(guān)鍵的人物是化學(xué)顧問George Davis，化學(xué)工業(yè)協(xié)會的首任秘書。1887年Davis那時是Manchester?？茖W(xué)校的一名講師，做了一系列有關(guān)化學(xué)工程學(xué)的講座。他把化學(xué)工程學(xué)定義為對“大規(guī)?；瘜W(xué)生產(chǎn)中所應(yīng)用的機(jī)器和工廠”的研究。這們課程包括了大規(guī)模工業(yè)化操作的工廠的各種類型，如干燥、破碎、蒸餾、發(fā)酵、蒸發(fā)和結(jié)晶。后來逐漸在別的地方而不僅僅在英國，而是國外，成為許多課程的雛形。英國直到1909年化學(xué)工程學(xué)才成為一門較為完善的課程，而在美國，MIT的Lewis Norton早在1888年就已率先開出了Davis型課程。

In 1915, Arthur D.Little, in a report on MIT’s programme, referred to it as the study of “unit operations” and this neatly encapsulated the distinctive feature of chemical engineering in the twentieth century.The reasons for the success of the Davis movement are clear: it avoided revealing the secrets of specific chemical processes protected by patents or by an owner’s reticence—factors that had always seriously inhibited manufacturers from supporting academic programmes of training in the past.Davis overcame this difficulty by converting chemical industries “into separate phenomena which could be studied independently” and, indeed, experimented with in pilot plants within a university or technical college workshop.1915年，Arthur D.little 在一份MIT的計劃書中，提出了“單元操作”這個概念，這幾乎為二十世紀(jì)化學(xué)工程學(xué)的突出特點(diǎn)做了定性。Davis這一倡議的成功原因是很明顯的：它避免了泄露特殊化學(xué)過程中受專利權(quán)或某個擁有者的保留權(quán)所保護(hù)的秘密。過去這種泄露已經(jīng)嚴(yán)重限制了制造者對學(xué)院研究機(jī)構(gòu)訓(xùn)練計劃的支持。Davis把化學(xué)工業(yè)分解為“能獨(dú)立進(jìn)行研究的單個的工序”從而克服了這個困難。并且在大學(xué)或?qū)？茖W(xué)校的工廠里用中試車間進(jìn)行了試驗(yàn)。

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.Thus, for example, the academic study of the specific aspects of turpentine manufacture could be replaced by the generic study of distillation, a process common to many other industries.A quantitative form of the unit operations concept emerged around 1920s, just in time for the nation’s first gasoline crisis.The ability of chemical engineers to quantitatively characterize unit operations such as distillation allowed for the rational design of the first modern oil refineries.The first boom of employment of chemical engineers in the oil industry was on.他采用了工業(yè)顧問公司的理念，經(jīng)驗(yàn)傳遞從一個車間到另一個車間，從一個過程到另一個過程。這種方式不包含限于某個給定工廠的利潤的私人的或特殊的知識。單元操作的概念使每一個化學(xué)制造過程都能分解為一系列的操作步驟，如研末、干燥、烤干、電解等等。例如，學(xué)校對松節(jié)油制造的特殊性質(zhì)的研究可以用蒸餾屬性研究來代替。這是一個對許多其它工業(yè)制造也很普通的工藝過程。單元操作概念的定量形式大概出現(xiàn)在1920年，剛好是在第一次全球石油危機(jī)出現(xiàn)的時候。化學(xué)工程師能賦予單元操作定量特性的能力使得他們合理地設(shè)計了第一座現(xiàn)代煉油廠。石油工業(yè)第一次大量聘請化學(xué)工程師的繁榮時代開始了。

During this period of intensive development of unit operations, other classical tools of chemical engineering analysis were introduced or were extensively developed.These included studies of the material and energy balance of processes and fundamental thermodynamic studies of multicomponent systems.在單元操作密集繁殖的時代，化學(xué)工程學(xué)另一些經(jīng)典的分析手段也開始被引入或廣泛發(fā)展。這包括過程中材料和能量平衡的研究以及多組分體系中基礎(chǔ)熱力學(xué)的研究。

Chemical engineers played a key role in helping the United States and its allies win World War Ⅱ.They developed routes to synthetic rubber to replace the sources of natural rubber that were lost to the Japanese early in the war.They provided the uranium-235 needed to build the atomic bomb, scaling up the manufacturing process in one step from the laboratory to the largest industrial plant that had ever been built.And they were instrumental in perfecting the manufacture of penicillin, which saved the lives of potentially hundreds of thousands of wounded soldiers.化學(xué)工程師在幫助美國及其盟國贏得第二次世界大戰(zhàn)的勝利中起了關(guān)鍵的作用。他們發(fā)展了合成橡膠的方法以代替在戰(zhàn)爭初期因日本的封鎖而失去來源的天然橡膠。他們提供了制造原子彈所需要的鈾-235，把制造過程從實(shí)驗(yàn)室研究一步放大到當(dāng)時最大規(guī)模的工業(yè)化工廠，而他們在完善penicillin的生產(chǎn)工藝中也是功不可沒，它挽救了幾十萬受傷士兵的生命。

The Engineering Science Movement.Dissatisfied with empirical descriptions of process equipment performance, chemical engineers began to reexamine unit operations from a more fundamental point of view.The phenomena that take place in unit operations were resolved into sets of molecular events.Quantitative mechanistic models for these events were developed and used to analyze existing equipment.Mathematical models of processes and reactors were developed and applied to capital-intensive U.S.industries such as commodity petrochemicals.工程學(xué)運(yùn)動。由于不滿意對工藝設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)描述，化學(xué)工程師開始從更基礎(chǔ)的角度再審視單元操作。發(fā)生在單元操作中的現(xiàn)象可以分解到分子運(yùn)動水平。這些運(yùn)動的定量機(jī)械模型被建立并用于分析已有的儀器設(shè)備。過程和放應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型也被建立并被應(yīng)用于資金密集型的美國工業(yè)如石油化學(xué)工業(yè)。

Parallel to the growth of the engineering science movement was the evolution of the core chemical engineering curriculum in its present form.Perhaps more than any other development, the core curriculum is responsible for the confidence with which chemical engineers integrate knowledge from many disciplines in the solution of complex problems.與工程學(xué)同時發(fā)展的是現(xiàn)在的化學(xué)工程課程設(shè)置的變化。也許與其它發(fā)展相比較，核心課程為化學(xué)工程師運(yùn)用綜合技能解決復(fù)雜問題更加提供了信心。

The core curriculum provides a background in some of the basic sciences, including mathematics, physics, and chemistry.This background is needed to undertake a rigorous study of the topics central to chemical engineering, including: 核心課程固定了一些基礎(chǔ)科學(xué)為背景，包括數(shù)學(xué)，物理，和化學(xué)。這些背景對于從事以化學(xué)工程為中心的課題的艱苦研究是必須的，包括：

·Multicomponent thermodynamics and kinetics, ·Transport phenomena, ·Unit operations, ·Reaction engineering, ·Process design and control, and ·Plant design and systems engineering.·多組分體系熱力學(xué)及動力學(xué) ·傳輸現(xiàn)象 ·單元操作 ·反應(yīng)工程

·過程設(shè)計和控制 ·工廠設(shè)計和系統(tǒng)工程

This training has enabled chemical engineers to become leading contributors to a number of interdisciplinary areas, including catalysis, colloid science and technology, combustion, electro-chemical engineering, and polymer science and technology.這種訓(xùn)練使化學(xué)工程師們成為了在許多學(xué)科領(lǐng)域做出了突出貢獻(xiàn)的人，包括在催化學(xué)、膠體科學(xué)和技術(shù)、燃燒、電化學(xué)工程、以及聚合物科學(xué)和技術(shù)方面。

2.Basic Trends In Chemical Engineering Over the next few years, a confluence of intellectual advances, technologic challenges, and economic driving forces will shape a new model of what chemical engineering is and what chemical engineering do.2.化學(xué)工程學(xué)的基本發(fā)展趨勢

未來幾年里，科學(xué)的進(jìn)步，技術(shù)的競爭以及經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動力將為化學(xué)工程是什么以及化學(xué)工程能做什么打造一個新的模型。

The focus of chemical engineering has always been industrial processes that change the physical state or chemical composition of materials.Chemical engineers engage in the synthesis, design, testing scale-up, operation, control and optimization of these processes.The traditional level of size and complexity at which they have worked on these problems might be termed the mesoscale.Examples of this scale include reactors and equipment for single processes(unit operations)and combinations of unit operations in manufacturing plants.Future research at the mesoscale will be increasingly supplemented by dimensions—the microscale and the dimensions of extremely complex systems—the macroscale.化學(xué)工程學(xué)的焦點(diǎn)一直是改變物體的物理狀態(tài)或化學(xué)性質(zhì)的工業(yè)過程?；瘜W(xué)工程師致力于這些過程的合成、設(shè)計、測試放大、操作、控制和優(yōu)選。他們從事于解決的這些問題，傳統(tǒng)的規(guī)模水平和復(fù)雜程度可稱之為中等的，這種規(guī)模的例子包括有單個過程（單元操作）所使用的反應(yīng)器和設(shè)備以及制造廠里單元操作的組合，未來的研究將在規(guī)模上逐漸進(jìn)行補(bǔ)充。除了中等規(guī)模，還有微型的以及更為復(fù)雜的系統(tǒng)----巨型的規(guī)模。

Chemical engineers of the future will be integrating a wider range of scales than any other branch of engineering.For example, some may work to relate the macroscale of the environment to the mesoscale of combustion systems and the microscale of molecular reactions and transport.Other may work to relate the macroscale performance of a composite aircraft to the mesoscale chemical reactor in which the wing was formed, the design of the reactor perhaps having been influenced by studies of the microscale dynamics of complex liquids.未來的化學(xué)工程師將比任何其他分支的工程師在更為寬廣的規(guī)模范圍緊密協(xié)作。例如，有些人可能從事于了解大范圍的環(huán)境與中等規(guī)模的燃燒系統(tǒng)以及微型的分子水平的反應(yīng)和傳遞之間的關(guān)系。另一些人則從事了解合成的飛機(jī)的的性能與機(jī)翼所用化學(xué)反應(yīng)器及反應(yīng)器的設(shè)計和對此有影響的復(fù)雜流體動力學(xué)的研究工作。

Thus, future chemical and engineers will conceive and rigorously solve problems on a continuum of scales ranging from microscale.They will bring new tools and insights to research and practice from other disciplines: molecular biology, chemistry, solid-state physics, materials science, and electrical engineering.And they will make increasing use of computers, artificial intelligence, and expert system in problem solving, in product and process design, and in manufacturing.因此，未來的化學(xué)工程師們要準(zhǔn)備好解決從微型的到巨型的規(guī)模范圍內(nèi)出現(xiàn)的問題。他們要用來自其它學(xué)科的新的工具和理念來研究和實(shí)踐：分子生物學(xué)，化學(xué)，固體物理學(xué)，材料學(xué)和電子工程學(xué)。他們還將越來越多地使用計算機(jī)、人工智能以及專家系統(tǒng)來解決問題，進(jìn)行產(chǎn)品和過程設(shè)計，生產(chǎn)制造。

Two important development will be part of this unfolding picture of the discipline.Chemical engineers will become more heavily involved in product design as a complement to process design.As the properties of a product in performance become increasingly linked to the way in which it is processed, the traditional distinction between product and process design will become blurred.There will be a special design challenge in established and emerging industries that produce proprietary, differentiated products tailored to exacting performance specifications.These products are characterized by the need for rapid innovatory ad they are quickly superseded in the marketplace by newer products.在這個學(xué)科中還有兩個重要的發(fā)展是我們前面沒有提到的：

化學(xué)工程師將越來越多地涉及到對過程設(shè)計進(jìn)行補(bǔ)充的產(chǎn)品設(shè)計中。因?yàn)楫a(chǎn)品所表現(xiàn)出來的性能將逐漸與它被加工的途徑掛鉤。傳統(tǒng)概念上產(chǎn)品設(shè)計與過程設(shè)計之間的區(qū)別將變得模糊，不再那么明顯。在已有的和新興的工業(yè)中將出現(xiàn)一個特殊的設(shè)計競爭，那就是生產(chǎn)有專利權(quán)的、有特點(diǎn)的產(chǎn)品以適應(yīng)嚴(yán)格的性能指標(biāo)。這些產(chǎn)品的特征是服從快速革新的需要，因而他們將在市場上很快地被更新的產(chǎn)品所取代。

Chemical engineers will be frequent participants in multidisciplinary research efforts.Chemical engineering has a long history of fruitful interdisciplinary research with the chemical sciences, particularly industry.The position of chemical engineering as the engineering discipline with the strongest tie to the molecular sciences is an asset, since such sciences as chemistry, molecular biology, biomedicine, and solid-state physics are providing the seeds for tomorrow’s technologies.Chemical engineering has a bright future as the “interfacial discipline”, that will bridge science and engineering in the multidisciplinary environments where these new technologies will be brought into being.化學(xué)工程師將經(jīng)常性地介入到多學(xué)科領(lǐng)域的研究工程?；瘜W(xué)工程師參與跨學(xué)科研究與化學(xué)科學(xué)、特種工業(yè)進(jìn)行合作具有悠久的歷史。隨著工程學(xué)與分子科學(xué)最緊密地聯(lián)系在一起，化學(xué)工程學(xué)的地位也越來越崇高。因?yàn)槿缁瘜W(xué)、分子生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)以及固體物理這樣的科學(xué)都是為明天的科學(xué)技術(shù)提供種子，作為“界面科學(xué)”，化學(xué)工程學(xué)具有光明的未來，它將在多學(xué)科領(lǐng)域中搭建科學(xué)和工程學(xué)之間的橋梁，而在這里將出現(xiàn)新的工業(yè)技術(shù)。

第二篇：《化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語》課文翻譯

Unit1化學(xué)工業(yè)的研究和開發(fā)

One of the main發(fā)達(dá)國家化學(xué)工業(yè)飛速發(fā)展的一個重要原因就是它在研究和開發(fā)方面的投入commitment和投資investment。通常是銷售收入的5%，而研究密集型分支如制藥，投入則加倍。要強(qiáng)調(diào)這里我們所提出的百分?jǐn)?shù)不是指利潤而是指銷售收入，也就是說全部回收的錢，其中包括要付出原材料費(fèi)，企業(yè)管理費(fèi)，員工工資等等。過去這筆巨大的投資支付得很好，使得許多有用的和有價值的產(chǎn)品被投放市場，包括一些合成高聚物如尼龍和聚脂，藥品和殺蟲劑。盡管近年來進(jìn)入市場的新產(chǎn)品大為減少，而且在衰退時期研究部門通常是最先被裁減的部門，在研究和開發(fā)方面的投資仍然保持在較高的水平。

化學(xué)工業(yè)technology industry是高技術(shù)工業(yè)，它需要利用電子學(xué)和工程學(xué)的最新成果。計算機(jī)被廣泛應(yīng)用，從化工廠的自動控制automatic control，到新化合物結(jié)構(gòu)的分子模擬，再到實(shí)驗(yàn)室分析儀器的控制。

Individual manufacturing一個制造廠的生產(chǎn)量很不一樣，精細(xì)化工領(lǐng)域每年只有幾噸，而巨型企業(yè)如化肥廠和石油化工廠有可能高達(dá)500,000噸。后者需要巨大的資金投入，因?yàn)橐粋€這樣規(guī)模的工廠要花費(fèi)2億5千萬美元，再加上自動控制設(shè)備的普遍應(yīng)用，就不難解釋為什么化工廠是資金密集型企業(yè)而不是勞動力密集型企業(yè)。

The major大部分化學(xué)公司是真正的跨國公司multinational，他們在世界上的許多國家進(jìn)行銷售和開發(fā)市場，他們在許多國家都有制造廠。這種國際間的合作理念，或全球一體化，是化學(xué)工業(yè)中發(fā)展的趨勢。大公司通過在別的國家建造制造廠或者是收購已有的工廠進(jìn)行擴(kuò)張。Unit 2工業(yè)研究和開發(fā)的類型

The applied通常在生產(chǎn)中完成的實(shí)用型的或有目的性的研究和開發(fā)可以分為好幾類，我們對此加以簡述。它們是：（1）產(chǎn)品開發(fā)；（2）工藝開發(fā)；（3）工藝改進(jìn)；（4）應(yīng)用開發(fā)；每一類下還有許多分支。我們對每一類舉一個典型的例子來加以說明。在化學(xué)工業(yè)的不同部門內(nèi)每類的工作重點(diǎn)有很大的不同。

(1)產(chǎn)品開發(fā)。product development產(chǎn)品開發(fā)不僅包括一種新藥的發(fā)明和生產(chǎn)，還包括，比如說，給一種汽車發(fā)動機(jī)提供更長時效的抗氧化添加劑。這種開發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)使（發(fā)動機(jī)）的服務(wù)期限在最近的十年中從3000英里提高到6000、9000現(xiàn)在已提高到12000英里。請注意，大部分的買家所需要的是化工產(chǎn)品能創(chuàng)造出來的效果，亦即某種特殊的用途。，或稱聚四氟乙烯（）被購買是因?yàn)樗苁钩床隋?、盆表面不粘，易于清洗?/p>

（3）process improvement工藝改進(jìn)。工藝改進(jìn)與正在進(jìn)行的工藝有關(guān)。它可能出現(xiàn)了某個問題使生產(chǎn)停止。在這種情形下，就面臨著很大的壓力要盡快地解決問題以便生產(chǎn)重新開始，因?yàn)楣收掀诤馁M(fèi)資財。

然而，更為常見的commonly，工藝改進(jìn)是為了提高生產(chǎn)過程的利潤。這可以通過很多途徑實(shí)現(xiàn)。例如通過優(yōu)化流程提高產(chǎn)量，引進(jìn)新的催化劑提高效能，或降低生產(chǎn)過程所需要的能量?？烧f明后者的一個例子是在生產(chǎn)氨的過程中渦輪壓縮機(jī)的引進(jìn)。這使生產(chǎn)氨的成本（主要是電）從每噸6.66美元下降到0.56美元。通過工藝的改善提高產(chǎn)品質(zhì)量也會為產(chǎn)品打開新的市場。

然而，近年來in rencent years，最重要的工藝改進(jìn)行為主要是減少生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響，亦即防止生產(chǎn)過程所引起的污染。很明顯，有兩個相關(guān)連的因素推動這樣做。第一，公眾對化學(xué)產(chǎn)品的安全性及其對環(huán)境所產(chǎn)生影響的關(guān)注以及由此而制訂出來的法律；第二，生產(chǎn)者必須花錢對廢物進(jìn)行處理以便它能安全地清除，比如說，排放到河水中。顯然這是生產(chǎn)過程的又一筆費(fèi)用，它將增加所生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的成本。通過減少廢物數(shù)量提高效益其潛能是不言而喻的。

然而，請注意note，with a plant對于一個已經(jīng)建好并正在運(yùn)行的工廠來說，只能做一些有限的改變來達(dá)到上述目的。因此，上面所提到的減少廢品的重要性應(yīng)在新公廠的設(shè)計階段加以考慮。近年來另一個當(dāng)務(wù)之急是保護(hù)能源及降低能源消耗。

（4）application development應(yīng)用開發(fā)。顯然發(fā)掘一個產(chǎn)品新的用處或新的用途能拓寬它的獲利渠道。這不僅能創(chuàng)造更多的收入，而且由于產(chǎn)量的增加使單元生產(chǎn)成本降低，從而使利潤提高。舉例來說，早期是用來制造唱片和塑料雨衣的，后來的用途擴(kuò)展到塑料薄膜，特別是工程上所使用的管子和排水槽。

我們已經(jīng)強(qiáng)調(diào)emphasis了化學(xué)產(chǎn)品是由于它們的效果，或特殊的用途、用處而得以售出這個事實(shí)。這就意味著化工產(chǎn)品公司的技術(shù)銷售代表與顧客之間應(yīng)有密切的聯(lián)系。對顧客的技術(shù)支持水平往往是贏得銷售的一個重要的因素。進(jìn)行研究和開發(fā)的化學(xué)家們?yōu)檫@些應(yīng)用開發(fā)提供了幫助。33的制造就是一個例子。它最開始是用來做含氟氯烴的替代物作冷凍劑的。然而近來發(fā)現(xiàn)它還可以用作從植物中萃取出來的天然物質(zhì)的溶解劑。當(dāng)它作為制冷劑被制造時，固然沒有預(yù)計到這一點(diǎn)，但它顯然也是應(yīng)用開發(fā)的一個例子

（2）工藝開發(fā)process development。工藝開發(fā)不僅包括為一種全新的產(chǎn)品設(shè)計一套制造工藝，還包括為現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)計新的工藝或方案。而要進(jìn)行后者時可能源于下面的一個或幾個原因：新技術(shù)的利用、原材料的獲得或價格發(fā)生了變化。氯乙烯單聚物的制造就是這樣的一個例子。它的制造方法隨著經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和原材料的變化改變了好幾次。另一個刺激因素是需求的顯著增加。因而銷售量對生產(chǎn)流程的經(jīng)濟(jì)效益有很大影響。早期的制造就為此提供了一個很好的例子。

The ability of能預(yù)防戰(zhàn)爭中因傷口感染引發(fā)的敗血癥，因而在第二次世界大戰(zhàn)（1939-1945）中，pencillin的需求量非常大，需要大量生產(chǎn)。而在那時，只能用在瓶裝牛奶表面發(fā)酵的方法小量的生產(chǎn)。英國和美國投入了巨大的人力物力聯(lián)合進(jìn)行研制和開發(fā)，對生產(chǎn)流程做出了兩個重大的改進(jìn)。首先用一個不同的菌株—黃霉菌代替普通的青霉，它的產(chǎn)量要比后者高得多。第二個重大的流程開發(fā)是引進(jìn)了深層發(fā)酵過程。只要在培養(yǎng)液中持續(xù)通入大量純化空氣，發(fā)酵就能在所有部位進(jìn)行。這使生產(chǎn)能力大大地增加，達(dá)到現(xiàn)代容量超過5000升的不銹鋼發(fā)酵器。而在第一次世界大戰(zhàn)中，死于傷口感染的士兵比直接死于戰(zhàn)場上的人還要多。注意到這一點(diǎn)不能不讓我們心存感激。

Process development for a new product對一個新產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)要考慮產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)模、產(chǎn)生的副產(chǎn)品以及分離/回收，產(chǎn)品所要求的純度。在開發(fā)階段利用中試車間（最大容量可達(dá)100升）獲得的數(shù)據(jù)設(shè)計實(shí)際的制造廠是非常寶貴的，例如石油化工或氨的生產(chǎn)。要先建立一個中試車間，運(yùn)轉(zhuǎn)并測試流程以獲得更多的數(shù)據(jù)。他們需要測試產(chǎn)品的性質(zhì)，如殺蟲劑，或進(jìn)行消費(fèi)評估，如一種新的聚合物。

Note that by-products注意，副產(chǎn)品對于化學(xué)過程的經(jīng)濟(jì)效益也有很大的影響。酚的生產(chǎn)就是一個有代表性的例子。早期的方法，苯磺酸方法，由于它的副產(chǎn)品亞硫酸鈉需求枯竭而變的過時。亞硫酸鈉需回收和廢置成為生產(chǎn)過程附加的費(fèi)用，增加了生產(chǎn)酚的成本。相反，異丙基苯方法，在經(jīng)濟(jì)效益方面優(yōu)于所有其他方法就在于市場對于它的副產(chǎn)品丙酮的迫切需求。丙酮的銷售所得降低了酚的生產(chǎn)成本。

A major part對一個新產(chǎn)品進(jìn)行工藝開發(fā)的一個重要部分是通過設(shè)計把廢品減到最低，或盡可能地防止可能的污染，這樣做帶來的經(jīng)濟(jì)利益和對環(huán)境的益處是顯而易見的。

Finally it should be noted that最后要注意，工業(yè)開發(fā)需要包括化學(xué)家、化學(xué)工程師、電子和機(jī)械工程師這樣一支龐大隊(duì)伍的協(xié)同合作才能取得成功。

。Unit3設(shè)計

Based on the experience and data根據(jù)在實(shí)驗(yàn)室和中試車間獲得的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，一組工程師集中起來設(shè)計工業(yè)化的車間。化學(xué)工程師的職責(zé)就是詳細(xì)說明所有過程中的流速和條件，設(shè)備類型和尺寸，制造材料，流程構(gòu)造，控制系統(tǒng)，環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)以及其它相關(guān)技術(shù)參數(shù)。這是一個責(zé)任重大的工作。

The design stage 設(shè)計階段是大把金錢花進(jìn)去的時候。一個常規(guī)的化工流程可能需要五千萬到一億美元的資金投入，有許多的事情要做?；瘜W(xué)工程師是做出很多決定的人之一。當(dāng)你身處其位時，你會對自己曾經(jīng)努力學(xué)習(xí)而能運(yùn)用自己的方法和智慧處理這些問題感到欣慰。

設(shè)計階段design stage的產(chǎn)物是很多圖紙：

（1）工藝流程圖flow sheets。是顯示所有設(shè)備的圖紙。要標(biāo)出所有的流線和規(guī)定的條件（流速、溫度、壓力、構(gòu)造、粘度、密度等）。

（2）管道及設(shè)備圖piping and instrumentation。標(biāo)明drawings所有設(shè)備（包括尺寸、噴嘴位置和材料）、所有管道（包括大小、控制閥、控制器）以及所有安全系統(tǒng)（包括安全閥、安全膜位置和大小、火舌管、安全操作規(guī)則）。

（3）儀器設(shè)備說明書equipmen specification sheets。詳細(xì)說明所有設(shè)備準(zhǔn)確的空間尺度、操作參數(shù)、構(gòu)造材料、耐腐蝕性、操作溫度和壓力、最大和最小流速以及諸如此類等等。這些規(guī)格說明書應(yīng)交給中標(biāo)的設(shè)備制造廠以進(jìn)行設(shè)備生產(chǎn)。

3.建造construction

After the equipment manufactures當(dāng)設(shè)備制造把設(shè)備的所有部分都做好了以后，這些東西要運(yùn)到工廠所在地（有時這是后勤部門頗具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，尤其對象運(yùn)輸分餾塔這樣大型的船只來說）。建造階段要把所有的部件裝配成完整的工廠，首先要做的就是在地面打洞并傾入混凝土，為大型設(shè)備及建筑物打下基礎(chǔ)（比如控制室、流程分析實(shí)驗(yàn)室、維修車間）。

完成了第一步initial activities，就開始安裝設(shè)備的主要部分以及鋼鐵上層建筑。要裝配熱交換器、泵、壓縮機(jī)、管道、測量元件、自動控制閥?？刂葡到y(tǒng)的線路和管道連接在控制室和操作間之間。電線、開關(guān)、變換器需裝備在馬達(dá)上以驅(qū)動泵和壓縮機(jī)。生產(chǎn)設(shè)備安裝完畢后，化學(xué)工程師的職責(zé)就是檢查它們是否連接完好，每部分是否正常工作。

對大部分工程師來說這通常是一個令人激動exciting、享受rewarding成功的時候。你將看到自己的創(chuàng)意由圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。鋼鐵和混凝土代替了示意圖和表格。建筑是許多人多年辛勞的結(jié)果。你終于站到了發(fā)射臺上，工廠將要起飛還是最后失敗。揭曉的那一刻即將到來。

測試check-out phase階段一旦完成，“運(yùn)轉(zhuǎn)階段”就開始了。啟動是工廠的首項(xiàng)任務(wù)，是令人興奮的時刻和日夜不停的工作。這是化學(xué)工程師最好的學(xué)習(xí)機(jī)會之一?，F(xiàn)在你可以了解你的構(gòu)思和計算究竟有些什么好。參與中試車間和設(shè)計工作的工程師通常也是啟動隊(duì)伍中的人員。

啟動the startup period can require階段需要幾天或幾個月，根據(jù)設(shè)計所涉及工藝技術(shù)的新穎、流程的復(fù)雜程度以及工程的質(zhì)量而定。中間經(jīng)常會遇到要求設(shè)備完善的問題。這是耗時耗財?shù)碾A段：僅僅每天從車間出來的廢品會高達(dá)數(shù)千美金。確實(shí)，曾經(jīng)有些車間因?yàn)闆]有預(yù)計到的問題如控制、腐蝕、雜質(zhì)或因?yàn)榻?jīng)濟(jì)方面的問題而從來沒有運(yùn)轉(zhuǎn)過。

The engineer 在啟動階段during the startup period，工程師們通常需輪流值班。在很短的時間里有很多的東西需要學(xué)習(xí)。一旦車間按照設(shè)定程序成功運(yùn)轉(zhuǎn)，它就轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的常規(guī)生產(chǎn)或制造部門。Unit 4

由碳水化合物得到的有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品（生物量）。

The main constituents of plants植物主要組成部分是碳水化合物，它包含了植物的主要成分。他們是像纖維素、淀粉之類的聚多糖。淀粉包括植物的結(jié)構(gòu)部分，大量出現(xiàn)在食物中如谷物、水稻和土豆，纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分。因此它很廣泛地存在并可以從木柴、棉花中獲得，所以它不但化學(xué)品資源很多而且是可再生的。

The majot route從生物質(zhì)到化學(xué)品主要路線是通過發(fā)酵過程完成的。然而這些發(fā)酵過程不能夠利用像纖維素淀粉這樣聚合多糖。因此后者必須先受到酸的或酶的水解生成單糖（單個或雙糖例如蔗糖）他們是合適的起始物料。

Fermentation processes utilize發(fā)酵過程是利用單細(xì)胞微生物：典型有酵母、真菌、細(xì)菌或者霉菌來生成特定化學(xué)品。在家用情況下某些發(fā)酵過程的使用已經(jīng)有了幾千年歷史了。最著名的例子

Unit 7

1haber合成氨方法

導(dǎo)言。制造NH3所有方法基本上都是habei方法微調(diào)版本這個方法是第一次世界大戰(zhàn)在德國的Nerst和Bosch發(fā)明的。N2+3H2=2NH3

在原理上講H2和N2反應(yīng)是簡單的，這是放熱反應(yīng)，所以平衡點(diǎn)低溫時在反應(yīng)式的右方。不幸的是自然界給予N2很不容易打開的很強(qiáng)的三鍵，使分子能夠嘲笑熱力學(xué)。在科學(xué)術(shù)語上講，N2在動力學(xué)上是惰性的，使反應(yīng)以合理速度向前進(jìn)行必須有相當(dāng)苛刻的反應(yīng)條件。在自然界中固定氮（固氮意味著極為諷刺地“普遍反應(yīng)”）主要是閃電。在閃電過程中產(chǎn)生足夠大能量使N2和O2反應(yīng)生成N的氧化物。

在化工廠里要得到NH3的可觀的收率，我們需要催化劑。Haber發(fā)現(xiàn)就是許多含鐵的化合物是可行的催化劑，這為他贏得了諾貝爾獎。即使有了這樣催化劑還要有極高壓力（早期合成NH3生產(chǎn)過程中要達(dá)到600個大氣壓）和溫度（可為400℃）。

壓力推動平衡點(diǎn)向前移動。因?yàn)?個原子氣體轉(zhuǎn)化為2個?？墒禽^高溫度可使平衡點(diǎn)向錯誤方向移動。盡管它們確實(shí)可以加快反應(yīng)，其選擇條件必須是一種折衷也就是在合理的速度下給出可接受的轉(zhuǎn)化率。相對于早起接近理想化工廠，精確的選擇條件須依據(jù)其他經(jīng)濟(jì)因素還取決于催化劑的細(xì)節(jié)，現(xiàn)代化工廠傾向于低壓高溫下工作（將沒轉(zhuǎn)化物料循環(huán)使用）。因?yàn)楣潭ㄙY產(chǎn)投資和能量消耗變得越來越重要。

生物學(xué)固氮也算用一種催化劑。這是種含有鉬（或釩）和鐵原子嵌在很大的蛋白質(zhì)分子里的催化劑。這種催化劑的詳細(xì)結(jié)構(gòu)直到1992年還困擾著化學(xué)家們。這種催化劑如何起作用的細(xì)節(jié)至今還是不知道。

原材料。Haber合成NH3過程需要幾種進(jìn)料：能量N2和H2。N2很容易從空氣中提取出來，但是H2來源是另外一個問題。原先H2是從煤中獲得，通過蒸汽重整當(dāng)中以焦炭作為原材料（基本上是一種碳的資源）2.提取的蒸汽與碳反應(yīng)生成H2,CO,CO2?，F(xiàn)在用天然氣（主要是甲烷）代替，但是來自于原油其它碳?xì)浠衔镆部梢灾圃霩2。合成氨工廠總是包含產(chǎn)生H的裝置，它直接與合成NH3聯(lián)系在一起。

在重整反應(yīng)之前，含S化合物必須從含H化合物進(jìn)料中除掉。因?yàn)楹琒化合物會使重整催化劑和Haber催化劑中毒。第一個脫硫步驟包含一種鈷—鉬催化劑。這種催化劑能夠氫化所有含S化合物生成H2S。生成的H2S可與ZnO反應(yīng)出去（生成ZnS和

NH3的用途。NH3主要用途并不是為了生產(chǎn)含N化學(xué)品，以作為進(jìn)一步化學(xué)應(yīng)用而是用于化肥，例如尿素、NH4NO3、磷酸鹽?；氏漠a(chǎn)生NH3的80%。例如，在1991年美國由NH3得到產(chǎn)品，是把谷物發(fā)酵成酒類飲料。一直到1950年代還是用糧食發(fā)酵這

種普遍生產(chǎn)途徑來生產(chǎn)脫脂肪族化學(xué)品。因?yàn)樗傻囊掖伎梢悦摎渖梢蚁?。乙烯是合成整個范圍內(nèi)脂肪族化合物的關(guān)鍵的中間產(chǎn)物。顯然用這種方法生產(chǎn)的化學(xué)品已經(jīng)下降了。但是用這種方法生產(chǎn)汽車燃料讓人很感興趣。

Disadvantages reflected這種發(fā)酵過程反映出來的缺點(diǎn)可分為兩個部分（1）原料（2）發(fā)酵過程。原材料費(fèi)用比原油費(fèi)用高，因?yàn)樯镔|(zhì)是一種農(nóng)業(yè)材料。因此相對照，它的生產(chǎn)和收割是非?；ㄙM(fèi)大量勞動力的。而且農(nóng)作物作為一種固體物料運(yùn)輸很困難也很貴。發(fā)酵相對于石油化工主要缺點(diǎn)首先是發(fā)酵花費(fèi)的時間。發(fā)酵過程數(shù)量級通常是以天來計算而某些石油化工催化反應(yīng)僅僅只要幾秒鐘就完成了。第二個是，發(fā)酵過程的產(chǎn)品通常是稀釋的水溶液（<10%濃度）。它的分離和提純花費(fèi)就很高。微生物是一種生態(tài)系統(tǒng)，很小的變化在過程條件下是允許的。即便為了增加反應(yīng)速率，在溫度上一個相對小的增加可能導(dǎo)致微生物的死亡以及終止這個過程。

On the other hand另一方面，發(fā)酵方法也有特別好處，它們是非常有選擇行的。因?yàn)樗l(fā)酵生成的化學(xué)品在結(jié)構(gòu)上是很復(fù)雜的，要想合成它是極為困難的和//或者需要多步驟合成，但是用發(fā)酵就很容易制成。最明顯的例子是這種不同抗生素，例如，青霉素、頭孢霉素、鏈霉素。

Provided that the immense practical只要與基因工程快速發(fā)展領(lǐng)域相關(guān)聯(lián)的是巨大的實(shí)際問題。在基因工程里，微生物如細(xì)菌是特制的來生產(chǎn)特定的化學(xué)品，這樣問題就能夠被克服。那么人們對發(fā)酵方法的興趣將會非常大。可是在不久的將來發(fā)酵方法看起來不像是生產(chǎn)大噸位化學(xué)品，就是需要量比較大的化學(xué)品例如乙烯和苯。這是因?yàn)榉磻?yīng)速度很慢而且十分巨大部分的分離花費(fèi)。Unit 6

石灰工藝大約40%的產(chǎn)量進(jìn)入鋼鐵制造業(yè)，在鋼鐵制造業(yè)中石灰產(chǎn)品用于存在于鐵礦石中耐熱的sio2反應(yīng)，生成流動的渣浮在表面上，這樣就很容易與液態(tài)金屬分開。少量但很重要的石灰石的用途用于化學(xué)產(chǎn)品的制造，污染控制和水處理。其中從石灰石中最重要產(chǎn)品是蘇打灰。

H2O）。

主要的重整反應(yīng)是典型的如下反應(yīng)（重整反應(yīng)是從鎳基為催化劑在150℃下面發(fā)生的）：

CH4+H2O→CO+3 H2CH4+2 H2O→CO2+4H2 其它碳?xì)浠衔镞M(jìn)行類似反應(yīng)。在第二步重整反應(yīng)里，把空氣注入1100℃蒸汽中。除此之外，還有其它的反應(yīng)發(fā)生，空氣中O2和H2反應(yīng)生成H2O。留下一種混合物，接近于理想化的3：1的H2與N2的反應(yīng)，且沒有氧化污染。然而進(jìn)一步反應(yīng)也是必須的，以便來將大部分CO轉(zhuǎn)化為H2和CO2通過變換反應(yīng)進(jìn)行：CO+H2O→CO2+H2

這個反應(yīng)是在低溫下進(jìn)行的，且有2個步驟（400℃下用鐵催化劑，200℃下用銅催化劑）來確保這個反應(yīng)盡可能的完全反應(yīng)。

下一步，CO2必須從混合氣體中除掉。要除掉CO2需通過將酸性氣體通入堿性溶液反應(yīng)，例如KOH和/或單乙醇銨。

到這個步驟為止，仍然有大多CO來污染氫氮混合物氣體（CO能使Haber催化劑中毒）需要另一個步驟，將CO量降低到ppm水平。此步驟稱為甲烷化，包含CO和H2生成CH4(與有些重整步驟相反)。這個反應(yīng)操作在大約325℃，還用一種鎳催化劑。

到現(xiàn)在合成氣體混合物已準(zhǔn)備好進(jìn)入Haber反應(yīng)。

NH3的生產(chǎn)：各種不同類型合成NH3工廠的共同特征是合成氣體混合物被加熱壓縮并被送到含有催化劑反應(yīng)的容器中。反應(yīng)基本方程式：N2+3H2〓2NH3

工業(yè)上通過合成NH3實(shí)現(xiàn)目標(biāo)是可以接受的反應(yīng)速度和反應(yīng)收率。在不同時期和經(jīng)濟(jì)環(huán)境中尋求不同方案的折衷方案。早期合成NH3工廠強(qiáng)調(diào)用高壓（來使得在一過性反應(yīng)器中使收率提高），但許多最為現(xiàn)代化工廠已經(jīng)接受在低壓下的低得多的單程收率，并且也選擇低溫來節(jié)省能量。為了確保在反應(yīng)器里面最高收率，當(dāng)反應(yīng)氣體達(dá)到平衡點(diǎn)時合成氣體被冷卻?？梢酝ㄟ^使用熱交換器來降低反應(yīng)器溫度或者在合適處注入冷氣。這種做法的作用是為了冷卻反應(yīng)，從而盡可能接近平衡點(diǎn)。因?yàn)榉磻?yīng)是放熱反應(yīng)，（在比較高溫度下不利于NH3的合成）所以反應(yīng)熱量必須小心控制好來獲得好的收率。

Haber反應(yīng)出料是由NH3和混合氣體組成的，所以下一步是需要分開兩者以便混合氣體也循環(huán)使用?；旌蠚獾姆蛛x通常通過冷凝NH3完成（NH3在-40℃時沸騰比其它化合物的揮發(fā)性小得多）。大部分為化肥（以百萬噸計）：尿素（4.2）、（NH4）2SO4(2.2)、NH4NH3(2.6)、磷酸氫二銨（13.5）。

NH3化學(xué)用途多種多樣。蘇打灰生產(chǎn)過量要用到NH3，但是

他并不出現(xiàn)在最終產(chǎn)品而被循環(huán)使用。一個廣泛地過程直接用到NH3，包括氰化物，含有N的芳香類化合物，例如嘧啶的生產(chǎn)。許多聚合物中N(例如尼龍或者丙烯酸)可以追蹤到NH3。經(jīng)常通過腈或HCN。大部分其它過程用HNO3或鹽來作為N來源。NH4NO3作為一種富含N的肥料，也作為一種大包炸藥原料。

第三篇：《化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語》翻譯

Unit 11 Chemical and Process

Thermodynamics

化工熱力學(xué)

在投入大量的時間和精力去研究一個學(xué)科時，有理由去問一下以下兩個問題：該學(xué)科是什 么？（研究）它有何用途？關(guān)于熱力學(xué)，雖然第二個問題更容易回答，但回答第一個問題有必要對該學(xué)科較深入的理解。（盡管）許多專家或?qū)W者贊同熱力學(xué)的簡單而準(zhǔn)確的定義的觀點(diǎn)（看法）值得懷疑，但是還是有必要確定它的定義。然而，在討論熱力學(xué)的應(yīng)用之后，就可以很容易完成其定義

1．熱力學(xué)的應(yīng)用

熱力學(xué)有兩個主要的應(yīng)用，兩者對化學(xué)工程師都很重要。

（1）與過程相聯(lián)系的熱效應(yīng)和功效應(yīng)的計算，以及從過程得到的最大功或驅(qū)動過程所需 的最小功的計算。

（2）描述處于平衡的系統(tǒng)的各變量之間的關(guān)系的確定。

第一種應(yīng)用由熱力學(xué)這個名詞可聯(lián)想到，熱力學(xué)表示運(yùn)動中的熱。直接利用第一和第二定 律可完成許多（熱效應(yīng)和功效應(yīng)的）計算。例如：計算壓縮氣體的功，對一個完整過程或某一過程單元的進(jìn)行能量衡算，確定分離乙醇和水混合物所需的最小功，或者（evaluate）評估一個氨合成工廠的效率。熱力學(xué)在特殊體系中的應(yīng)用，引出了一些有用的函數(shù)的定義以及這些函數(shù)和其它變量（如壓強(qiáng)、溫度、體積和摩爾分?jǐn)?shù)）關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的確定。實(shí)際上，在運(yùn)用第一、第二定律時，除非用于評價必要的熱力學(xué)函數(shù)變化已經(jīng)存在，否則熱力學(xué)的第一種應(yīng)用不可能實(shí)現(xiàn)。通過已經(jīng)建立的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，從實(shí)驗(yàn)確定的數(shù)據(jù)可以計算函數(shù)變化。除此之外，某一體系中變量的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，可讓那些未知的或者那些難以從變量（這些變量容易得到或較易測量）中實(shí)驗(yàn)確定的變量得以計算。例如，一種液體的汽化熱，可以通過測量幾個溫度的蒸汽壓和幾個溫度下液相和汽相的密度得以計算；某一化學(xué)反應(yīng)中任一溫度下的可得的最大轉(zhuǎn)化率，可以通過參與該反應(yīng)的各物質(zhì)的熱量法測量加以計算。

2.熱力學(xué)的本質(zhì)

熱力學(xué)定律有這經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)或?qū)嶒?yàn)基礎(chǔ)，但是在描述其應(yīng)用時，依賴實(shí)驗(yàn)測量顯得很明顯 化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語第十一單元化工熱力學(xué)（stand out 突出）。因此，熱力學(xué)廣義上可以定義為：拓展我們實(shí)驗(yàn)所得的體系知識的一種手段（方法），或定義為：觀察和關(guān)聯(lián)一個體系的行為的基本框架。為了理解熱力學(xué)，擁有實(shí)驗(yàn)的觀點(diǎn)有必要，因?yàn)椋绻覀儾荒軐ρ芯康捏w系或現(xiàn)象做出物理上正確的評價，那么熱力學(xué)的方法就無意義。我們應(yīng)該要經(jīng)常問問如下問題：怎樣測量這一特殊的變量？怎樣計算以及從哪一類的數(shù)據(jù)計算一個特殊的函數(shù)。由于熱力學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，熱力學(xué)處理的是宏觀函數(shù)或大量的物質(zhì)的函數(shù)，這與微觀的函數(shù)恰恰相反，微觀函數(shù)涉及到的是組成物質(zhì)的原子或分子。宏觀函數(shù)要么可以直接測量，要么可以從直接測量的函數(shù)計算得到，而不需要借助于某一具體的理論。相反，盡管（while）微觀函數(shù)最終是從實(shí)驗(yàn)測量得以確定，但是它們的真實(shí)性取決于用于它們計算時的特殊理論的有效性。因此，熱力學(xué)的權(quán)威性在于：它的結(jié)果與物質(zhì)的理論無關(guān)，倍受尊敬，為大家大膽地接受。除了與熱力學(xué)結(jié)論一致的必然性以外，熱力學(xué)有著廣泛的應(yīng)用性。因此，熱力學(xué)形成了許多學(xué)科中的工程師和科學(xué)家的教育中不可分割的部分。盡管如此，因?yàn)槊块T科學(xué)都只局限于（focus on）關(guān)于熱力學(xué)方面的較少應(yīng)用，所以其全貌常被低估。實(shí)際上，在明顯的（可觀察到）可再現(xiàn)的平衡態(tài)中存在的任何體系，都服從與熱力學(xué)方法。除了流體、化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)和處于相平衡（化學(xué)工程師對這些十分感興趣）之外，熱力學(xué)也成功適用于有表面效應(yīng)的系統(tǒng)、受壓力的固體以及處于重力場、離心力場、磁場和電場的物質(zhì)。通過熱力學(xué)，1

可以被確定用于定義和確定平衡的位能，并將之定量化。位能也可以確定一個體系移動的方向以及體系達(dá)到的終態(tài)，但是不能提供有關(guān)到達(dá)終態(tài)所需要的時間的信息。因此，時間不是熱力學(xué)的變量，速度的研究已超出了熱力學(xué)的范疇，或者除了體系接近平衡的極限以外，速率的研究屬于熱力學(xué)的范疇。在這兒，速率的表達(dá)式應(yīng)該在熱力學(xué)上是連續(xù)的。

熱力學(xué)定律建立于實(shí)驗(yàn)和觀測基礎(chǔ)之上的，這些實(shí)驗(yàn)和觀測既不是最重要的，又不復(fù)雜。同時，這些定律的本身是用相當(dāng)普通語言加以描述的。然而，從這一明顯的平淡的開始，發(fā)展成為一個很大的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對人類思想歸納力做出了貢獻(xiàn)。這在想象力豐富、嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)生中成功地激發(fā)了敬畏（inspire awe），這使得Lewis 和Randall 將熱力學(xué)視為科學(xué)的權(quán)威。因?yàn)槌思夹g(shù)上的成功和結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密性，這個比喻選擇很恰當(dāng)，我們可觀察到美妙之處（和宏觀體）。因此，毫無疑問，熱力學(xué)的研究在學(xué)術(shù)上有價值的，智力上可以得到激發(fā)，同時，對一些人來說，是一種很好的經(jīng)歷。

3.熱力學(xué)定律

第一定律.熱力學(xué)第一定律是能量守恒的簡單的一種描述。如圖3-1 所示，穩(wěn)態(tài)時離開一個過程的所有能量的總和必須與所進(jìn)入該過程的能量總和相等。工程師在設(shè)計和操作各種過程 時絕對遵循質(zhì)量和能量守恒定律。所不幸的是，就其本身而言，當(dāng)試圖評估過程的效率時，第化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語第十一單元化工熱力學(xué)

一定律引起混淆不清。人們將能量守恒視為一種重要的努力成果，但是事實(shí)上，使能量守恒不需要花任何努力— — 能量本身就是守恒的。因?yàn)榈谝欢蓻]有區(qū)分各種各樣能量的形式，所以從第一定律所得到的結(jié)論是有限的。由往復(fù)泵引入的軸功會以熱量流向冷凝器的形式離開蒸餾塔，與在再沸器引入的熱一樣容易。在試圖確定過程的效率時，一些工程師總掉入將各種形式的能量一起處理的陷阱。這種做法明顯是不合理，因?yàn)楦鞣N能量形式有著不同的費(fèi)用。第二定律第二定律應(yīng)用于熱轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ难h(huán)，有多種不同的描述。至于這一點(diǎn)，一種更

加普通的描述是需要的：從一種形式的能量到另一種形式的能量的轉(zhuǎn)換，總是導(dǎo)致質(zhì)量上總量的損失。另一種描述為：所有系統(tǒng)都有接近平衡（無序）的趨勢。這些表達(dá)方式指出了在表達(dá)第二定律時的困難之處。如果不定義另一個專門描述質(zhì)量或無序的詞語，第二定律的表達(dá)就不能令人滿意。這個專用名詞為熵。這個狀態(tài)函數(shù)對流體、物質(zhì)或系統(tǒng)中的無序程度進(jìn)行了定量化。絕對零熵值定義絕對零度時純凈的、晶體固體的狀態(tài)。每一個分子都由其他的以相當(dāng)有序結(jié)構(gòu)的相同的分子所包圍。運(yùn)動、隨意、污染、不確定性，這一切都增加了混亂度，因此對熵做出了貢獻(xiàn)。相反，不論是透明寶石，還是純凈化學(xué)產(chǎn)品，還是清潔的生活空間，還是新鮮的空氣和水，（都是屬于有序狀態(tài)），有序是有價值的。有序需要付出很高的代價，只有通過做功才得以實(shí)現(xiàn)。我們很多工作都花費(fèi)在家里、車間和環(huán)境中創(chuàng)造或恢復(fù)有序狀態(tài)。環(huán)境中較高的熵值是較高的生產(chǎn)費(fèi)用的具體化表現(xiàn)。每一種生產(chǎn)過程的目的都是，利用將混合物分離為純凈物、減小我們知識的不確定性、或是從原料創(chuàng)造（works of art）藝術(shù)品以減小熵值。總之，從將原料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程中，熵值不斷減小。然而，（inasmuch as）因?yàn)殡S著系統(tǒng)接近平衡，熵的增加是自發(fā)的趨勢，所以減少熵值是艱難的工作（struggle）。生產(chǎn)過程所需熵減的驅(qū)動力同時伴隨著宇宙其余部分熵的劇增。一般說來，這種熵的增加在同一工廠內(nèi)不斷持續(xù)下去，因此這種造成了產(chǎn)品熵的減小。反過來（whereas 而，卻，其實(shí)，反過來），熵減存在于原料向產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化過程。燃料、電、空氣以及水向燃燒產(chǎn)品、廢水和無用的熱量的形式的轉(zhuǎn)化可表示熵值的大大增加。正象圖3-1 中中間部分描述為第一定律一樣，圖中的底線部分描述了第二定律。離開一個過程的所有的物流的熵值的總和，總是超過進(jìn)入該過程的物流的熵值的總和。如果熵達(dá)到平衡，象質(zhì)量和能量達(dá)到平衡一樣，那么該過

程是可逆的，即該過程也會反向移動?？赡孢^程只是在理論上是可能的，需要動力學(xué)平衡維持連續(xù)存在，因此可逆過程是不可產(chǎn)生的。而且，如果不化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語第十一單元化工熱力學(xué)4平衡（過程）倒過來，即如果有凈熵的減少，那么所有的箭頭也要反向，該過程被迫反向進(jìn)行。實(shí)質(zhì)上，是熵增驅(qū)使該過程：是同一種驅(qū)動力使水向下流，熱流從熱物質(zhì)流向冷物質(zhì)，使玻璃打碎，金屬腐蝕。簡而言之，所有事物都同它們周圍的環(huán)境接近平衡。第一定律，需要能量守恒，所有形式能量變化有著相同的重要性。盡管所有過程都受第一定律權(quán)威性的影響，但是該定律不能區(qū)分能量的質(zhì)量，也不能解釋為什么觀察不到自發(fā)發(fā)生的 過程自發(fā)地使自身可逆。功可以全部轉(zhuǎn)化為熱而反向轉(zhuǎn)換從來不會定量發(fā)生，這種反復(fù)驗(yàn)證過的觀測達(dá)成了這樣的共識— — 熱是一種低質(zhì)量的能量。第二定律，深深扎根于熱發(fā)動機(jī)效率的研究，能分辨能量的質(zhì)量。通過這一定律，揭示了以前未認(rèn)可的函數(shù)— — 熵的存在，可以看出，該函數(shù)確定了自發(fā)變化的方向。第二定律并沒有（in no way）減小第一定律的權(quán)威性；相反，第二定律拓展和加強(qiáng)了熱力學(xué)的權(quán)限。第三定律熱力學(xué)第三定律規(guī)定了熵的絕對零值，描述如下：對于那些處在絕對零度的完美晶體的變化來說，總的熵的變化為零。該定律使用絕對值來描述熵。

Unit 13 Unit Operations in Chemical

Engineering

化學(xué)工程中的單元操作

化學(xué)工程由不同順序的步驟組成，這些步驟的原理與被操作的物料以及該特殊體系的其他特征無關(guān)。在設(shè)計一個過程中，如果（研究）步驟得到認(rèn)可，那么所用每一步驟可以分別進(jìn)行研究。有些步驟為化學(xué)反應(yīng)，而其他步驟為物理變化?；瘜W(xué)工程的可變通性（versatility）源于將一復(fù)雜過程的分解為單個的物理步驟（叫做單元操作）和化學(xué)反應(yīng)的實(shí)踐?；瘜W(xué)工程中單元操作的概念基于這種哲學(xué)觀點(diǎn)：各種不同順序的步驟可以減少為簡單的操作或反應(yīng)。不管所處理的物料如何，這些簡單的操作或反應(yīng)基本原理（fundamentals）是相同的。這一原理，在美國化學(xué)工業(yè)發(fā)展期間先驅(qū)者來說是明顯的，首先由A.D.Lttle 于1915 年明確提出：任何化學(xué)過程，不管所進(jìn)行的規(guī)模如何，均可分解為（be resolvedinto）一系列的相同的單元操作，如：粉碎、混合、加熱、烘烤、吸收、壓縮、沉淀、結(jié)晶、過濾、溶解、電解等等。這些基本單元操作（的數(shù)目）為數(shù)不多，任何特殊的過程中包含其中的幾種?；瘜W(xué)工程的復(fù)雜性來自于條件（溫度、壓力等等）的多樣性，在這些條件下，單元操作以不同的過程進(jìn)行，同時其復(fù)雜性來自于限制條件，如由反應(yīng)物質(zhì)的物化特征所規(guī)定的結(jié)構(gòu)材料和設(shè)備的設(shè)計。最初列出的單元操作，引用的是上述的十二種操作，不是所有的操作都可視為單元操作。從那時起，確定了其他單元操作，過去確定的速度適中，但是近來速度加快。流體流動、傳熱、蒸餾、潤濕、氣體吸收、沉降、分粒、攪拌以及離心得到了認(rèn)可。近年來，對新技術(shù)的不斷理解以及古老但很少使用的分離技術(shù)的采用，引起了分離、處理操作或生產(chǎn)過程步驟上的數(shù)量不斷增加，在多種操作中，這些操作步驟在使用時不要大的改變。這就是“單元操作”這個術(shù)語的基礎(chǔ)，此基礎(chǔ)為我們提供了一系列的技術(shù)。1.單元操作的分類

（1）流體流動流體流動所涉及到的是確定任何流體的從一位置到另一位置的流動或輸送的原理。（2）傳熱該單元操作涉及到（deal with）原理為：支配熱量和能量從一位置到另一位置的積累和傳遞。（3）蒸發(fā)這是傳熱中的一種特例，涉及到的是在溶液中揮發(fā)性溶劑從不揮發(fā)性的溶質(zhì)（如鹽或其他任何物質(zhì)）的揮發(fā)。（4）干燥在該操作中，揮發(fā)性的液體（通常是水）從固體物質(zhì)中除去。（5）蒸餾蒸餾是這樣一個操作：因?yàn)橐后w混合物的蒸汽壓強(qiáng)的差別，利用沸騰可將其中的各組分加以分離。（6）吸收在該操作中，一種氣流經(jīng)過一種液體處理后，其中一種組分得以除去。（7）膜分離該操作涉及到液體或氣體中的一種溶質(zhì)

通過半透膜向另一種流中的擴(kuò)散（8）液-液萃取在該操作中，（液體）溶液中的一種溶質(zhì)通過與該溶液相對不互溶的另一種液體溶劑相接觸而加以分離。（9）液-固浸取在該操作所涉及的是，用一種液體處理一種細(xì)小可分固體，該液體能溶解這種固體，從而除去該固體中所含的溶質(zhì)。（10）結(jié)晶結(jié)晶涉及到的是，通過沉降方法將溶液中的溶質(zhì)（如一種鹽）從該溶液中加以分離。（11）機(jī)械物理分離這些分離方法包括，利用物理方法分離固體、液體、或氣體。這些物理方法，如過濾、沉降、粒分，通常歸為分離單元操作。許多單元操作有著相同的基本原理、基本原則或機(jī)理。例如，擴(kuò)散機(jī)理或質(zhì)量傳遞發(fā)生于干燥、吸收、蒸餾和結(jié)晶中，傳熱存在于干燥、蒸餾、蒸發(fā)等等。

2.基本概念

因?yàn)閱卧僮魇枪こ虒W(xué)的一個分支，所以它們同時建立在科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上。在設(shè)計那些能夠制造、能組合、能操作、能維修的設(shè)備時，必須要將理論和實(shí)踐結(jié)合起來。下面四個概念是基本的（basic），形成了所有操作的計算的基礎(chǔ)。物料衡算如果物質(zhì)既沒有被創(chuàng)造又沒有被消滅，除了在操作中物質(zhì)停留和積累以外，那么進(jìn)入某一操作的所有物料的總質(zhì)量與離開該操作的所有物料的總質(zhì)量相等。應(yīng)用該原理，可以計算出化學(xué)反應(yīng)的收率或工程操作的得率。在連續(xù)操作中，操作中通常沒有物料的積累，物料平衡簡單地由所有的進(jìn)入的物料和所有的離開的物料組成，這種方式與會計所用方法相同。結(jié)果必須要達(dá)到平衡。只要（as long as）該反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)，而且不消滅或創(chuàng)造原子，那么將原子作為物料平衡的基礎(chǔ)是正確的，而且常常非常方便?？梢哉麄€工廠或某一單元的任何一部分進(jìn)行物料衡算，這取決于所研究的問題。能量恒算相似地，要確定操作一操作所需的能量或維持所需的操作條件時，可以對任何工廠或單元操作進(jìn)行能量衡算。該原理與物料衡算同樣重要，使用方式相同。重要的是記住，盡管能量可能會轉(zhuǎn)換為另一種等量形式，但是要把各種形式的所有的能量包括在內(nèi)。理想接觸（平衡級模型）無論（whenever）所處理的物料在具體條件（如溫度、壓強(qiáng)、化學(xué)組成或電勢條件）下接觸時間長短如何，這些物料都有接近一定的平衡條件的趨勢，該平衡由具體的條件確定。在多數(shù)情況下，達(dá)到平衡條件的速率如此之快或所需時間足夠長，以致每一次接觸都達(dá)到了平衡條件。這樣的接觸可視為一種平衡或一種平衡接觸。理想接觸數(shù)目的計算是理解這些單元操作時所需的重要的步驟，這些單元操作涉及到物料從一相到另一相的傳遞，如浸取、萃取、吸收和溶解。操作速率（傳遞速率模型）在大多數(shù)操作中，要么是因?yàn)闀r間不夠，要么是因?yàn)椴恍枰胶猓虼诉_(dá)不到平衡，只要一達(dá)到平衡，就不會發(fā)生進(jìn)一步變化，該過程就會停止，但是工程師們必須要使該過程繼續(xù)進(jìn)行。由于這種原因，速率操作，例如能量傳遞速率、質(zhì)量傳遞速率以及化學(xué)反應(yīng)速率，是極其重要而有趣的。在所有的情況中，速率和方向決定于位能的差異或驅(qū)動力。速率通?？杀硎緸?，與除以阻力的壓降成正比。這種原理在電能中應(yīng)用，與用于穩(wěn)定或直流電流的歐姆定律相似。用這種簡單的概念解決傳熱或傳質(zhì)中的速率問題時，主要的困難是對阻力的估計，阻力一般是通過不同條件下許多傳遞速率的確定式（determination）的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式加以計算。速率直接地決定于壓降，間接地決定于阻力的這種基本概念，可以運(yùn)用到任一速率操作，盡管對于特殊情況的速率可以不同的方式用特殊的系數(shù)來表達(dá)。

第四篇：化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語

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.盡管化學(xué)品的使用可以追溯到古代文明時代，我們所謂的現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展卻是非常近代（才開始的）?？梢哉J(rèn)為它起源于工業(yè)革命其間，大約在1800年，并發(fā)展成為為其它工業(yè)部門提供化學(xué)原料的產(chǎn)業(yè).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世紀(jì)初，德國花費(fèi)大量資金用于實(shí)用化學(xué)方面的重點(diǎn)研究，到1914年，德國的化學(xué)工業(yè)在世界化學(xué)產(chǎn)品市場上占有75%的份額。這要?dú)w因于新染料的發(fā)現(xiàn)以及硫酸的接觸法生產(chǎn)和氨的哈伯生產(chǎn)工藝的發(fā)展。而后者需要較大的技術(shù)突破使得化學(xué)反應(yīng)第一次可以在非常高的壓力條件下進(jìn)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.然而現(xiàn)在有數(shù)千種化學(xué)產(chǎn)品被生產(chǎn)，從一些原料物質(zhì)像用于制備許多的半成品的石油，到可以直接作為消費(fèi)品或很容易轉(zhuǎn)化為消費(fèi)品的商品。困難在于如何決定在一些特殊的生產(chǎn)過程中哪一個環(huán)節(jié)不再屬于化學(xué)工業(yè)的活動范疇.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.化學(xué)工業(yè)涉及到原材料的轉(zhuǎn)化，如石油 首先轉(zhuǎn)化為化學(xué)中間體，然后轉(zhuǎn)化為數(shù)量眾多的其它化學(xué)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品再被用來生產(chǎn)消費(fèi)品，這些消費(fèi)品可以使我們的生活更為舒適或者作藥物維持人類的健康或生命。

5.The improvement in properties of modern synthetic fibers over the traditional clothing materials has been quite remarkable.在傳統(tǒng)的衣服面料上，現(xiàn)代合成纖維性質(zhì)的改善也是非常顯著的。

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

講到住所方面現(xiàn)代合成高聚物的貢獻(xiàn)是巨大的。塑料正在取代像木材一類的傳統(tǒng)建筑材料，因?yàn)樗鼈兏p，免維護(hù)

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.化學(xué)工程師經(jīng)典的角色是把化學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里的發(fā)現(xiàn)拿來并發(fā)展成為能賺錢的商業(yè)規(guī)模的化學(xué)過程。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.化學(xué)工業(yè)是高技術(shù)工業(yè)，它需要利用電子學(xué)和工程學(xué)的最新成果。計算機(jī)被廣泛應(yīng)用，從化工廠的自動控制，到新化合物結(jié)構(gòu)的分子模擬，再到實(shí)驗(yàn)室分析儀器的控制。

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.中試車間一旦開始運(yùn)轉(zhuǎn)，就能獲得性能數(shù)據(jù)和選定最佳數(shù)值以便從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度對流程進(jìn)行評價。對生產(chǎn)過程的每一個階段可能獲得的利潤進(jìn)行評定。如果結(jié)果顯示投入的資金不能有足夠的回報，這項(xiàng)計劃將被停止。

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.根據(jù)在實(shí)驗(yàn)室和中試車間獲得的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，一組工程師集中起來設(shè)計工業(yè)化的車間?；瘜W(xué)工程師的職責(zé)就是詳細(xì)說明所有過程中的流速和條件，設(shè)備類型和尺寸，制造材料，流程構(gòu)造，控制系統(tǒng)，環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)以及其它相關(guān)技術(shù)參數(shù)。

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.啟動階段需要幾天或幾個月，根據(jù)設(shè)計所涉及工藝技術(shù)的新穎、流程的復(fù)雜程度以及工程的質(zhì)量而定。中間經(jīng)常會遇到要求設(shè)備完善的問題。這是耗時耗財?shù)碾A段：僅僅每天從車間出來的廢品會高達(dá)數(shù)千美金。確實(shí)，曾經(jīng)有些車間因?yàn)闆]有預(yù)計到的問題如控制、腐蝕、雜質(zhì)或因?yàn)榻?jīng)濟(jì)方面的問題而從來沒有運(yùn)轉(zhuǎn)過。

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.化學(xué)工程師研究一些方法節(jié)省能源，降低原材料消耗、減少不合要求的需進(jìn)行處理的產(chǎn)品的生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)成本。他們還研究一些提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少空氣和水中環(huán)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.許多化工產(chǎn)品的市場開發(fā)需要制造化工產(chǎn)品公司的工程師與使用化工產(chǎn)品公司的工程師密切合作。這種合作所采取的方式可以是對如何使用一種化學(xué)產(chǎn)品提出建議，或者是生產(chǎn)出一種新的化學(xué)產(chǎn)品以解決客戶的某個特殊的困難。

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.化學(xué)物質(zhì)的數(shù)量多得驚人，其差異很大：所知道的化學(xué)物質(zhì)的數(shù)量就達(dá)上千萬種。如此的數(shù)量與理論上可能形成的含碳化合物的數(shù)量相比，相形見絀。

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?yàn)椤盁o機(jī)化學(xué)品”這個詞涉及到的是除碳以外所有元素構(gòu)成的化合物.其來源的多樣性并不很大。一些較重要的來源是金屬礦以及鹽和海水。在這些情況下，至少兩種不同的元素化合以一種穩(wěn)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.相比于無機(jī)化學(xué)品來自于眾多不同的資源，商業(yè)上的一些重要的有機(jī)化合物基本上來源單一。如今，所有有機(jī)化合物的99%以上，可以通過石化工藝過程從原油和天然氣得到.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.從碳水化合物得到化學(xué)物質(zhì)的主要途徑是通過發(fā)酵過程。然而發(fā)酵過程不能利用多糖，因此，淀粉必須先受到酸性或酶水解反應(yīng)，生成更簡單的糖類，是合適的起始原料。

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.類脂屬于脂類（物質(zhì)），用于生產(chǎn)化學(xué)物質(zhì)時，以水解反應(yīng)開始，雖然水解反應(yīng)可以用酸或堿催化，但堿催化效果更好，因?yàn)閴A催化反應(yīng)不可逆。堿性條件下的水解反應(yīng)叫做皂化反應(yīng)。

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.他采用了工業(yè)顧問公司的理念，經(jīng)驗(yàn)傳遞從一個車間到另一個車間，從一個過程到另一個過程。這種方式不包含限于某個給定工廠的利潤的私人的或特殊的知識。單元操作的概念使每一個化學(xué)制造過程都能分解為一系列的操作步驟，如研末、干燥、烤干、電解等等。

20.Chemical engineers of the future will be integrating a wider range of scales than any other branch of engineering.未來的化學(xué)工程師將比任何其他分支的工程師在更為寬廣的規(guī)模范圍緊密協(xié)作

21.Thus, future chemical and engineers will conceive and rigorously solve problems on a continuum of scales ranging from microscale.因此，未來的化學(xué)工程師們要準(zhǔn)備好解決從微型的到巨型的規(guī)模范圍內(nèi)出現(xiàn)的問題。

22.Chemical engineers will become more heavily involved in product design as a complement to process design.化學(xué)工程師將越來越多地涉及到對過程設(shè)計進(jìn)行補(bǔ)充的產(chǎn)品設(shè)計中。

23.Chemical engineers will be frequent participants in multidisciplinary research efforts.化學(xué)工程師將經(jīng)常性地介入到多學(xué)科領(lǐng)域的研究工程。

carbonate 碳酸鹽 spectrum 光譜 silica 二氧化硅epoxy 環(huán)氧樹脂 vinyl 乙烯基 acetate 醋酸鹽 pharmaceutical 藥物 polypropylene 聚丙烯 formaldehyde 甲醛 ammonium 銨基polyester 聚酯 the lion’s share 較大部分

reactant 反應(yīng)物 distillation 蒸餾 nozzle 噴嘴 compressor 壓縮機(jī) pilot-plant 中試裝置 specification 說明書 flow sheet 工藝流程圖

corrosion 腐蝕 sensor 傳感器 atrophy 退化，衰退 on-line 聯(lián)機(jī) commission 投產(chǎn)，交工式運(yùn)轉(zhuǎn) covalent 共價的 isomerism 同分異構(gòu)

froth flotation 泡沫浮選 borate 硼酸鹽（酯）fluoride 氟化物 amino 氨基的 hydrolysis 水解 nap h the ne 環(huán)烷烴 naphtha 揮發(fā)油

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

烴 hydrocarbon 催化劑 catalyst 煉油廠 refinery 添加劑 additive 間歇的 batch 反應(yīng)器 reactor 放大 scale-up 熱交換器 heat exchanger

創(chuàng)新 innovation 術(shù)語 terminology 閥 valve 梯度 gradient 組成 composition 雜質(zhì) impurity 模擬 simulate 氫氧化物 hydroxide 酯 ester 脂肪族的 aliphatic 不飽和的 unsaturated

芳香族的 aromatic 甲烷 methane 烯烴 olefin 烷烴 alkaneenzymic 酶 xylene 二甲苯

第五篇：《化學(xué)工程與工藝專業(yè)英語》翻譯資料電子版

化學(xué)工業(yè)

1． 化學(xué)工業(yè)的起源

盡管化學(xué)品的使用可以追溯到古代文明時代，我們所謂的現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展卻是非常近代（才開始的）?？梢哉J(rèn)為它起源于工業(yè)革命其間，大約在1800年，并發(fā)展成為為其它工業(yè)部門提供化學(xué)原料的產(chǎn)業(yè)。比如制肥皂所用的堿，棉布生產(chǎn)所用的漂白粉，玻璃制造業(yè)所用的硅及Na2CO3.我們會注意到所有這些都是無機(jī)物。有機(jī)化學(xué)工業(yè)的開始是在十九世紀(jì)六十年代以William Henry Perkin 發(fā)現(xiàn)第一種合成染料—苯胺紫并加以開發(fā)利用為標(biāo)志的。20世紀(jì)初，德國花費(fèi)大量資金用于實(shí)用化學(xué)方面的重點(diǎn)研究，到1914年，德國的化學(xué)工業(yè)在世界化學(xué)產(chǎn)品市場上占有75%的份額。這要?dú)w因于新染料的發(fā)現(xiàn)以及硫酸的接觸法生產(chǎn)和氨的哈伯生產(chǎn)工藝的發(fā)展。而后者需要較大的技術(shù)突破使得化學(xué)反應(yīng)第一次可以在非常高的壓力條件下進(jìn)行。這方面所取得的成績對德國很有幫助。特別是由于1914年第一次世界大仗的爆發(fā)，對以氮為基礎(chǔ)的化合物的需求飛速增長。這種深刻的改變一直持續(xù)到戰(zhàn)后（1918-1939）。

date bake to/from: 回溯到

dated: 過時的，陳舊的stand sb.in good stead: 對。。很有幫助

1940年以來，化學(xué)工業(yè)一直以引人注目的速度飛速發(fā)展。盡管這種發(fā)展的速度近年來已大大減慢?；瘜W(xué)工業(yè)的發(fā)展由于1950年以來石油化學(xué)領(lǐng)域的研究和開發(fā)大部分在有機(jī)化學(xué)方面取得。石油化工在60年代和70年代的迅猛發(fā)展主要是由于人們對于合成高聚物如聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚脂和環(huán)氧樹脂的需求巨大增加。

今天的化學(xué)工業(yè)已經(jīng)是制造業(yè)中有著許多分支的部門，并且在制造業(yè)中起著核心的作用。它生產(chǎn)了數(shù)千種不同的化學(xué)產(chǎn)品，而人們通常只接觸到終端產(chǎn)品或消費(fèi)品。這些產(chǎn)品被購買是因?yàn)樗麄兙哂心承┬再|(zhì)適合（人們）的一些特別的用途，例如，用于盆的不粘涂層或一種殺蟲劑。這些化學(xué)產(chǎn)品歸根到底是由于它們能產(chǎn)生的作用而被購買的。

1． 化學(xué)工業(yè)的定義

在本世紀(jì)初，要定義什么是化學(xué)工業(yè)是不太困難的，因?yàn)槟菚r所生產(chǎn)的化學(xué)品是很有限的，而且是非常清楚的化學(xué)品，例如，燒堿，硫酸。然而現(xiàn)在有數(shù)千種化學(xué)產(chǎn)品被生產(chǎn)，從一些原料物質(zhì)像用于制備許多的半成品的石油，到可以直接作為消費(fèi)品或很容易轉(zhuǎn)化為消費(fèi)品的商品。困難在于如何決定在一些特殊的生產(chǎn)過程中哪一個環(huán)節(jié)不再屬于化學(xué)工業(yè)的活動范疇。舉一個特殊的例子來描述一下這種困境。乳劑漆含有聚氯乙烯/聚醋酸乙烯。顯然，氯乙烯（或醋酸乙烯）的合成以及聚合是化學(xué)活動。然而，如果這種漆，包括高聚物，它的配制和混合是由一家制造配料的跨國化學(xué)公司完成的話，那它仍然是屬于化學(xué)工業(yè)呢還是應(yīng)當(dāng)歸屬于裝飾工業(yè)中去呢？

因此，很明顯，由于化學(xué)工業(yè)經(jīng)營的種類很多并在很多領(lǐng)域與其它工業(yè)有密切的聯(lián)系，所以不能對它下一個簡單的定義。相反的每一個收集和出版制造工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的官方機(jī)構(gòu)都會對如何屆定哪一類操作為化學(xué)工業(yè)有自己的定義。當(dāng)比較來自不同途徑的統(tǒng)計資料時，記住這點(diǎn)是很重要的。

1． 對化學(xué)工業(yè)的需要

化學(xué)工業(yè)涉及到原材料的轉(zhuǎn)化，如石油 首先轉(zhuǎn)化為化學(xué)中間體，然后轉(zhuǎn)化為數(shù)量眾多的其它化學(xué)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品再被用來生產(chǎn)消費(fèi)品，這些消費(fèi)品可以使我們的生活更為舒適或者作藥物維持人類的健康或生命。在生產(chǎn)過程的每一個階段，都有價值加到產(chǎn)品上面，只要這些附加的價值超過原材料和加工成本之和，這個加工就產(chǎn)生了利潤。而這正是化學(xué)工業(yè)要

達(dá)到的目的。

在這樣的一本教科書中提出：“我們需要化學(xué)工業(yè)嗎？”這樣一個問題是不是有點(diǎn)奇怪呢？然而，先回答下面幾個問題將給我們提供一些信息：（1）化學(xué)工業(yè)的活動范圍，（2）化學(xué)工業(yè)對我們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?，?）社會對化學(xué)工業(yè)的需求有多大。在回答這些問題的時候我們的思路將要考慮化學(xué)工業(yè)在滿足和改善我們的主要需求方面所做的貢獻(xiàn)。是些什么需求呢？很顯然，食物和健康是放在第一位的。其它我們要考慮的按順序是衣物、住所、休閑和旅行。

(1)食物?；瘜W(xué)工業(yè)對糧食生產(chǎn)所做的巨大貢獻(xiàn)至少有三個方面。第一，提供大量可以獲得的肥料以補(bǔ)充由于密集耕作被農(nóng)作物生長時所帶走的營養(yǎng)成分。（主要是氮、磷和鉀）。第二，生產(chǎn)農(nóng)作物保護(hù)產(chǎn)品，如殺蟲劑，它可以顯著減少害蟲所消耗的糧食數(shù)量。第三，生產(chǎn)獸藥保護(hù)家禽免遭疾病或其它感染的侵害。

（2）健康。我們都很了解化學(xué)工業(yè)中制藥這一塊在維護(hù)我們的身體健康甚至延長壽命方面所做出的巨大貢獻(xiàn)，例如，用抗生素治療細(xì)菌感染，用β-抗血栓降低血壓。

衣物。在傳統(tǒng)的衣服面料上，現(xiàn)代合成纖維性質(zhì)的改善也是非常顯著的。用聚脂如滌綸或聚酰胺如尼龍所制作的T恤、上衣、襯衫抗皺、可機(jī)洗，曬干自挺或免燙，也比天然面料便宜。

與此同時，現(xiàn)代合成染料開發(fā)和染色技術(shù)的改善使得時裝設(shè)計師們有大量的色彩可以利用。的確他們幾乎利用了可見光譜中所有的色調(diào)和色素。事實(shí)上如果某種顏色沒有現(xiàn)成的，只要這種產(chǎn)品確有市場，就可以很容易地通過對現(xiàn)有的色彩進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整而獲得。

這一領(lǐng)域中另一些重要進(jìn)展是不褪色，即在洗滌衣物時染料不會被洗掉。

（4）住所，休閑和旅游。講到住所方面現(xiàn)代合成高聚物的貢獻(xiàn)是巨大的。塑料正在取代像木材一類的傳統(tǒng)建筑材料，因?yàn)樗鼈兏p，免維護(hù)（即它們可以抵抗風(fēng)化，不需油漆）。另一些高聚物，比如，脲甲醛和聚脲，是非常重要的絕緣材料可以減少熱量損失因而減少能量損耗。

塑料和高聚物的應(yīng)用對休閑活動有很重要的影響，從體育跑道的全天候人造篷頂，足球和網(wǎng)球的經(jīng)緯線，到球拍的尼龍線還有高爾夫球的元件，還有制造足球的合成材料。

多年來化學(xué)工業(yè)對旅游方面所作的貢獻(xiàn)也有很大的提高。一些添加劑如抗氧化劑的開發(fā)和發(fā)動機(jī)油粘度指數(shù)改進(jìn)使汽車日產(chǎn)維修期限從3000英里延長到6000英里再到12000英里。研發(fā)工作還改進(jìn)了潤滑油和油脂的性能，并得到了更好的剎車油。塑料和高聚物對整個汽車業(yè)的貢獻(xiàn)的比例是驚人的，源于這些材料—擋板，輪胎，坐墊和涂層等等—超過40%。

很顯然簡單地看一下化學(xué)工業(yè)在滿足我們的主要需求方面所做的貢獻(xiàn)就可以知道，沒有化工產(chǎn)品人類社會的生活將會多么困難。事實(shí)上，一個國家的發(fā)展水平可以通過其化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)水平和精細(xì)程度來加以判斷。

1． 化學(xué)工業(yè)的研究和開發(fā)。

發(fā)達(dá)國家化學(xué)工業(yè)飛速發(fā)展的一個重要原因就是它在研究和開發(fā)方面的投入和投資。通常是銷售收入的5%，而研究密集型分支如制藥，投入則加倍。要強(qiáng)調(diào)這里我們所提出的百分?jǐn)?shù)不是指利潤而是指銷售收入，也就是說全部回收的錢，其中包括要付出原材料費(fèi)，企業(yè)

管理費(fèi)，員工工資等等。過去這筆巨大的投資支付得很好，使得許多有用的和有價值的產(chǎn)品被投放市場，包括一些合成高聚物如尼龍和聚脂，藥品和殺蟲劑。盡管近年來進(jìn)入市場的新產(chǎn)品大為減少，而且在衰退時期研究部門通常是最先被裁減的部門，在研究和開發(fā)方面的投資仍然保持在較高的水平。

化學(xué)工業(yè)是高技術(shù)工業(yè)，它需要利用電子學(xué)和工程學(xué)的最新成果。計算機(jī)被廣泛應(yīng)用，從化工廠的自動控制，到新化合物結(jié)構(gòu)的分子模擬，再到實(shí)驗(yàn)室分析儀器的控制。

一個制造廠的生產(chǎn)量很不一樣，精細(xì)化工領(lǐng)域每年只有幾噸，而巨型企業(yè)如化肥廠和石油化工廠有可能高達(dá)500,000噸。后者需要巨大的資金投入，因?yàn)橐粋€這樣規(guī)模的工廠要花費(fèi)2億5千萬美元，再加上自動控制設(shè)備的普遍應(yīng)用，就不難解釋為什么化工廠是資金密集型企業(yè)而不是勞動力密集型企業(yè)。

大部分化學(xué)公司是真正的跨國公司，他們在世界上的許多國家進(jìn)行銷售和開發(fā)市場，他們在許多國家都有制造廠。這種國際間的合作理念，或全球一體化，是化學(xué)工業(yè)中發(fā)展的趨勢。大公司通過在別的國家建造制造廠或者是收購已有的工廠進(jìn)行擴(kuò)張。

研究和開發(fā)，或通常所稱R&D是制造業(yè)各個部門都要進(jìn)行的一項(xiàng)活動。我們馬上可以看到，它的內(nèi)容變化很大。我們首先了解或先感覺一下這個詞的含義。盡管研究和開發(fā)的定義總是分得不很清楚，而且有許多重疊的部分，我們還是要試著把它們區(qū)分開來。簡單說來，研究是產(chǎn)生新思想和新知識的活動，而開發(fā)則是把這些思想貫徹到實(shí)踐中得到新工藝和新產(chǎn)品的行為?？梢杂靡粋€例子來描述這一點(diǎn)，預(yù)測一個有特殊生物活性的分子結(jié)構(gòu)并合成它可以看成是研究而測試它并把它發(fā)展到可以作為一種新藥推向市場這一階段則看作開發(fā)部分。