化学工程与工艺专业英语Unit.doc

第三单元 化学工程师的典型活动化学工程师的传统角色是将化学家在实验室所得发现转化为可盈利的、工业规模的化工工艺。化学家通常只在试管和派式氧弹中进行一批恒温的实验，只有非常少量的反应物和产物（如100ml）。在恒温浴的条件下，反应物被置于一个小型容器中。催化剂加入后，反应随着时间进行。随着时间的推进，以适当的时间间隔取出样品，以跟踪了解反应物的消耗和产物的产出情况。相比之下，化学工程师通常操作更大量的原材料和非常庞大且昂贵的设备。反应器能够容纳1000加仑到10000加仑，甚至更多。蒸馏塔高有100多英尺，直径有10到30英尺。在一个化工厂里，对一个工艺流程装置的资本投资可能会超过10000万美元。化学工程师的工作通常涉及将一个化学家设计的小型反应器和分离系统按比例放大为一个非常大的工厂。化学工程师必须与化学家密切工作，以完全理解工艺流程中涉及的化学反应，并且保证化学家得到设计、操作和优化工艺流程所需的反应动力学数据和物理属性数据。这就是为什么化学工程课程包含如此多化学课程的原因。化学工程师也必须和机械工程师、电机工程师、土木工程师、冶金工程师密切工作，以设计和操作工厂里的物理设备，包括反应器、贮水池、蒸馏塔、热交换器、泵、压缩机、控制键和仪器设备等。管道通常是这个设备列表中的一个大的项目。一个典型化工厂给人印象最深刻的特征之一是铺设于那里的大量的管子，在很多工厂它们确实有好几百英里。这些管子负责工厂里工艺材料（气体和液体）的进出。它们也输送公共事业设备（蒸汽、冷却水、空气、氮气和制冷剂）到过程装备。将化学实验商业化，化学工程师的工作涉及开发、设计、建造、操作、销售和研究。不同公司给这些功能的名称是不同的，但是仅仅就是名称不同而已。让我们简略描述一下每项功能吧。应该强调的是我们将要考虑的工作是典型和经典的，但是这决不是化学工程师唯一做的事。化学工程师在数学、化学和物理方面有一个广泛的背景。因此，他或她在工业、政府和学术界能够并且确实有丰富的工作种类。1. 开发开发是将一个实验室规模的工艺流程转化为一个商业规模的工艺流程所需的中间步骤。开发中所涉及的中试装置可能会用到五加仑容量的反应器和直径为3英寸的蒸馏塔。开发通常只是化工工艺商业化中的一个部分，因为扩大问题是一件非常难的事。从试管直接到10000加仑的反应器是一项棘手的尝试，有时还是危险的。其中涉及的一些在外行看来不明显的细微问题包括混合缺陷、径向温度梯度的增加和传热对产热比率的减小。化学工程师和化学家与其他工程师组成的团队一起工作，来设计、建造和操作中试装置。设计方面涉及设备尺寸、结构以及建造材料的确定。通常，中试装置会被设计得非常灵活，以便在不同条件和构造中能够进行评估。一旦中试装置可使用了，性能和优化数据便可获得，以从经济的角度评估这个工艺流程。在工艺流程开发的每个阶段都会对收益性进行评估。如果盈利情况不足以说明资本投资的合理性，那么这个项目便会被终止。中试装置为建造材料、测量技术和工艺流程控制策略的评估提供了机会。在中试装置中的实验发现可被用来提高真实工厂的设计指标。2.设计基于从实验室和中试装置中所得的经验和数据，一个工程师组成的团队会一起来设计这个商业设备。化学工程师的工作则是确定工艺流程的速度和条件、设备的类型和尺寸、建造材料、工艺流程的结构、控制系统、安全系统、环境保护系统以及其他相关的规格。这是一项巨大的责任。设计阶段是非常耗费资金的。一个典型的化工工艺可能需要5000到10000万美元的资本投资。这真是一大笔资金！并且化学工程师需要做很多这种决定。当你发现你自己在那个位置的时候，你将会高兴你尽你自己所能（当然也是我们所希望的）学习了，因此你能够以可能的最好的工具和方法来解决这些问题。设计过程的成果是很多的文件：（1） 工艺流程图是以示意图的形式展示所有设备，并且流程定名，条件确定（流量、温度、压力、组成、粘度、浓度等。）。（2） 管道和装设仪器图是展示设备所有部分（包括尺寸、喷嘴位置、材料）的图，包括所有管道（包括尺寸、材料和阀门），所有装设仪器（包括传感器的位置和类型、控制阀和控制器），还有所有的安全系统（包括安全阀和安全隔膜的位置与尺寸、废气燃烧管路和安全操作条件）。（3） 设备规格表上有所有设备的精确尺寸、性能标准、建造材料、腐蚀裕度、操作温度和压力、流量的最大最小值等。这些设备规格表会被送到设备制造厂进行报价，然后再制造。3.建造设备制造厂（卖主）制造好设备的单个零件后，零件会被运送到工厂所在地（有时是一件颇具挑战性的后勤保障工作，尤其是对于蒸馏塔这样的大型容器）。建设阶段的工作是将所有零件组装成一个完整的工厂。对于大型的设备和建筑（如控制室、进程分析实验室和维修车间），首先要在地面上挖洞并且倾倒混凝土作为地基。最初的准备工作完成后，设备的主要零件和上层钢结构就建立了。热交换器、泵、压缩机、管道、仪表传感器和自动控制阀安装完毕。控制系统线路和管道沟通了控制室和设备。为发动机安装电线、开关和变压器，以驱动泵和压缩机。加工设备安装完后，接下来化学工程师就得检查各部分是否合理连接，各零件是否正常运转。对很多工程师而言，这通常是一个令人激动和值得的时刻。你看到你的设想从纸张变为现实。钢材和混凝土取代了设计图和图表。整个工厂是很多人多年工作的结晶。你最终站在了发射台上，整个工厂将投入运转或宣告失败！揭示真相的时刻即将到来。一旦检查阶段结束就开始运转了。开动是工厂最初的投产。这是一个振奋人心的时刻，并且活动要持续一整天。对化学工程师而言，这是最好的学习地方之一。现在你发现你的设想和计算确实是多么好。参与中试装置和设计工作的工程师通常是运转工作组的一部分。开动阶段会持续几天或几个月，这取决于设计中技术的先进程度、工艺流程的复杂性和工程的质量。设备需要改良的问题经常出现。这是耗时且昂贵的，工厂每天损失的产品折合成现金都有数千万美元。实际上，一些工厂都没有能够运转，因为控制、腐蚀或污染方面的一些意想不到的问题，或者因为资金的问题。在开动阶段，工程师通常需要轮流值班。在短期内需要学习大量的东西。一旦工厂成功以它的额定性能运转，便可移交操作或生产部门进行产品的日常生产。4.生产化学工程师在生产（在一些公司或者称为操作或制作）中占据中心地位。工厂的技术服务团队负责工厂高效、安全运行的技术部分。它们在工厂中进行容量和性能的测试以确定设备的瓶颈在何处，然后设计改良物和增建物以去除这些瓶颈。化学工程师研究方法，节约能源、减少原材料消耗、减少需再生的不合格产品的生产，以减少操作费用。他们研究方法以提高产品质量，并减少空气和水源的污染。除了在工厂提供技术服务外，很多工程师还是营运监督者。这些监督者负责工厂日常操作的方方面面，包括监督全天以三班制运营的工厂的经营者，监督产品达到质量标准、在约定时间以约定数量提供产品、更新和维护设备备件的存货清单、维持好工厂运营、确保安全技术规章被遵循、避免过多排放物进入当地环境并且在当地充当工厂的发言人。5.技术销售很多化学工程师在技术销售领域找到了一项刺激且赚钱的事业。和其他销售职位一样，他们的工作也涉及拜访客户，为客户推荐特别的产品以满足他们的需求以及确保订单顺利处理。销售工程师是公司的代表，并且必须熟知公司的生产线。销售工程师的销售能力会大大影响公司的发展和收益。很多化学制品的销售需要公司中生产化学制品的工程师与使用化学制品的工程师之间的广泛合作。这种合作的形式可以是，建议如何使用化学制品，或者研发新化学制品以解决客户的具体问题。当销售工程师有问题不能自信处理时，他或她必须能够得到专家的意见。化学工程师有时可能必须号召来自几个公司的为解决同一问题而工作的研究者共同努力。6.研究化学工程师从事很多类型的研究。他们与化学家一起研发新型或改良的产品。他们研发新型和改良的工程方法（如更好的模拟化工工艺的计算机程序、更好的描述化学制品的特性的实验室分析方法和新型反应器与分离系统）。它们以改良的传感器进行