化學(xué)工程是研究化學(xué)工業(yè)和其他過程工業(yè)(processindustry)生產(chǎn)中所進(jìn)行的化學(xué)過程和物理過程共同規(guī)律的一門工程學(xué)科。這些工業(yè)包括石油煉制工業(yè)、冶金工業(yè)、建筑材料工業(yè)、食品工業(yè)、造紙工業(yè)等。它們從石油、煤、天然氣、鹽、石灰石、其他礦石和糧食、木材、水、空氣等基本的原料出發(fā),借助化學(xué)過程或物理過程,改變物質(zhì)的組成、性質(zhì)和狀態(tài),使之成為多種價(jià)值較高的產(chǎn)品,如化肥、汽油、潤滑油、合成纖維、合成橡膠、塑料、燒堿、純堿、水泥、玻璃、鋼、鐵、鋁、紙漿等等。
化學(xué)工程的一個(gè)重要任務(wù)就是研究有關(guān)工程因素對過程和裝置的效應(yīng),特別是在放大中的效應(yīng),以解決關(guān)于過程開發(fā)、裝置設(shè)計(jì)和操作的理論和方法等問題。它以物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)的原理為基礎(chǔ),廣泛應(yīng)用各種實(shí)驗(yàn)手段,與化學(xué)工藝相配合,去解決工業(yè)生產(chǎn)問題。
化學(xué)工程的研究對象通常是非常復(fù)雜的,主要表現(xiàn)在:
①過程本身的復(fù)雜性:既有化學(xué)的,又有物理的,并且兩者時(shí)常同時(shí)發(fā)生,相互影響。
②物系的復(fù)雜性:既有流體(氣體和液體),又有固體,時(shí)常多相共存。流體性質(zhì)可有大幅度變化,如低粘度和高粘度、牛頓型和非牛頓型等。
有時(shí),在過程進(jìn)行中有物性顯著改變,如聚合過程中反應(yīng)物系從低粘度向高粘度的轉(zhuǎn)變。
?、畚锵盗鲃訒r(shí)邊界的復(fù)雜性:由于設(shè)備(如塔板、攪拌槳、檔板等)的幾何形狀是多變的,填充物(如催化劑、填料等)的外形也是多變的,使流動邊界復(fù)雜且難以確定和描述。
化學(xué)工程正向兩個(gè)方向發(fā)展:一方面隨著學(xué)科的成熟,不斷向?qū)W科的深度發(fā)展;另一方面是不斷向新的領(lǐng)域滲透,研究和解決新領(lǐng)域中的新問題。