一、化学工业发展概况

　　现代化学工业始于18 世纪的法国，随后传入英国。19 世纪，以煤为基础原料的有机化学工业在德国迅速发展起来。但那时的煤化学工业按其规模并不十分巨大，主要着眼于各种化学产品的开发。所以当时化工过程开发主要是由工业化学家率领，机械工程师参加进行的。技术人员的专业也是按其从事的产品生产分类的，如染料、化肥、炸药等。直到19 世纪末，化学工业萌芽阶段的工程问题，都是采用化学(家)加机械(工程师)的方式解决的。

　　现代化学工业的发展时期是在美国开始的。19 世纪末20 世纪初，石油的开采和大规模石油炼厂的兴建为石油化学工业的发展和化学工程技术的产生奠定了基础。同以煤为基础原料的煤化学工业相比，炼油业的化学背景不那么复杂多样化，因此有可能也有必要进行工业过程本身的研究，以适应大规模生产的需要。这就是在美国产生以“单元操作”为主要标志的现代化学工业的背景。

　　1888 年，美国麻省理工学院开设了世界上最早的化学工程专业，接着，宾夕法尼亚大学、土伦大学和密执安大学也先后设置了化学工程专业。这个时期化学工程教育的基本内容是工业化学和机械工程。1915 年12 月麻省理工学院一个委员会的委员A.D.Little 首次正式提出了单元操作的概念。20 世纪20 年代石油化学工业的崛起推动了各种单元操作的研究。

　　由于单元操作的发展，30 年代以后，化学机械从纯机械时代进入以单元操作为基础的化工机械时期。40 年代，因战争需要，三项重大开发同时在美国出现。这三项重大开发是，流化床催化裂化制取高级航空燃料油、丁苯橡胶的乳液聚合以及制造首批原子弹的曼哈顿工程。前两者是用30 年代逐级放大的方法完成的，放大比例一般不超过50∶1。但是曼哈顿工程由于时间紧迫和放射性的危害，必须采用较高的放大比例，达1000∶1 或更高一些。这就要求依靠更加坚实的理论基础，以更加严谨的数学形式表达单元操作的理论。

　　曼哈顿工程的成功大大促进了单元操作在化学工业中的应用。50 年代中期提出了传递过程原理，把化学工业中的单元操作进一步解析为三种基本操作过程，即动量传递、热量传递和质量传递以及三者之间的联系。同时在反应过程中把化学反应与上述三种传递过程一并研究，用数学模型描述过程。连同电子计算机的应用以及化工系统工程学的兴起，使得化学工业发展进入更加理性、更加科学化的时期。

　　20 世纪60 年代初，新型高效催化剂的发明，新型高级装置材料的出现，以及大型离心压缩机的研究成功，开始了化工装置大型化的进程，把化学工业推向一个新的高度。此后，化学工业过程开发周期已能缩短至4～5 年，放大倍数达500～20000 倍。

　　化学工业过程开发是指把化学实验室的研究结果转变为工业化生产的全过程。它包括实验室研究、模试、中试、设计、技术经济评价和试生产等许多内容。过程开发的核心内容是放大。由于化学工程基础研究的进展和放大经验的积累，特别是化学反应工程理论的迅速发展，使得过程开发能够按照科学的方法进行。中间试验不再是盲目地、逐级地，而是有目的地进行。化学工业过程开发的一个重要进展是，可以用电子计算机进行数学模拟放大。中间试验不再像过去那样只是收集或产生关联数据的场所，而是检验数学模型和设计计算结果的场所。现代化学工业过程开发可以概括为：

　　1.利用现有的情报资料、技术数据、同类过程的成熟经验、小试或模试的实验结果和化学化工知识，把化学工业过程抽象为理论模型;

　　2.进行工业装置的概念设计，并根据概念设计相似缩小为中试装置;

　　3.比较电子计算机的数学模拟和中试结果，反复比较，不断修正数学模型，使其达到一定精度，用于放大设计。

　　目前化学工业开发的趋势是，不一定进行全流程的中间试验，对一些非关键设备和很有把握的过程不必试验，有些则可以用计算机在线模拟和控制来代替。

　　现代的技术进步一日千里。20 世纪最后几十年的发明和发现，比过去两千年的总和还要多。化学工业也是如此。在这几十年中，化学工业在世界范围取得了长足进展。

　　化学工业在很大程度上满足了农业对化肥和农药的需要。随着化学工业的发展，天然纤维已丧失了传统的主宰地位，人类对纤维的需要有近三分之二是由合成纤维提供的。塑

　　料和合成橡胶渗透到国民经济的所有部门，在材料工业中已占据主导地位。医药合成不仅在数量上而且在品种和质量上都有了较大发展。化学工业的发展速度已显著超过国民经济的平均发展速度，化工产值在国民生产总值中所占的比例不断增加，化学工业的发

　　第一章　化工安全生产综述

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