化工與化學的關係是怎樣的?
通俗而言 化學研究的是一個反應能不能進行,如何進行;化工旨在將這樣一個小反應進行工業上的實現,取得利益最大化。
讀大化工的忍不住想來說一說,知乎處女答~高手輕拍
其實lz這個問題平時我也經常被同學親戚問到,一般的同學總會把化學和化工搞混,覺得化學和化工傻傻分不清楚~但兩者差異還是很大很明顯的。抽象來說兩者之間的關係就是化學是化工的理論基礎,化工是化學的實際應用。
首先化學是理科。研究的主要對象就是化學反應,物質的變化咯。而化工是工科。化工則是把化學研究出來的反應進行實現,進行量產。*化工的全部核心是「三傳一反」,三傳是傳質、傳熱、傳動量,一反就是化學反應。
舉個栗子~比如說一個化學反應研究出來了,現在要建廠實現它,就需要化工了。
首先從原料著手,拿到的物料是固態的還是液態的還是氣態的?要怎樣在廠內傳輸?純度是多少,需不需要提純或稀釋?它的原溫度多少,需要冷卻或加熱嗎?——這裡就涉及到傳熱,一般實驗室中用冷熱水浴或者來個酒精燈電熱套的,可是工廠里來個超大水浴顯然不現實,很多都是用冷水或熱蒸汽隔著管壁進行傳熱,要麼要用多少冷水?多少流速?和物料同向傳好還是逆向好?要傳熱傳多久可以達到要求?這些都是我們要考慮的問題
原料要如何一步步經過這些工序然後進入到反應釜?——這就涉及到傳能,在化學實驗中沒有這樣的問題,直接用量杯燒杯倒最多用個玻棒導流就可以了,可是化工要根據原料要的流速和流量,選擇管道,還要考慮管道數啊管徑大小啊什麼的。還有大多數時候物料它不會按照我們的想要的速度和方向自己跑到應該去的地方的,那麼就要給他提供動量。來個合適的泵讓它跑起來。
原料們終於要反應了需要用什麼設備攪拌?(化學實驗一般是玻棒在燒杯中攪一攪,工廠里顯然不會弄個超大的玻棒給人抱著攪~)
另外還有怎麼給它提供需要的溫度和壓力?選擇什麼樣的設備讓物料能夠以相應的溫度壓力在裡面反應?還有一些常見過程比如說過濾啊,精餾啊,萃取乾燥啊吸收什麼的過程,怎樣保證它進行。所以化工就是根據化學反應要求的各種條件參數還有經濟條件來選擇合適的各類設備,進行生產。而一個化學式寫出來,它背後的化工過程要考慮的內容很繁複,而且更多的是和化學無關,而是和物理相關的。最多贊回答的那幅圖就很形象~Chemical Engineer can change Chemistry mind into money. 現在國內化工系的研究很多都在納米分子、催化、分子篩、聚合等等,很多其實與化學系研究的交叉甚至一樣,樓上說的應用型的化工(精餾塔,放大等)是屬於傳統的化工,相對比較成熟,很難有大的突破,很少有教授以研究傳統化工發文章了。
大概類似於雷鋒和雷鋒塔的關係。
就跟物理學和機械工程學的關係差不多吧
化學就是,費了好大的勁,熬夜,血汗,高超的技巧,最終從一桶單價幾百萬的原料中,提取出一滴單價一塊錢的產品。
化工是賺錢的,不賺錢廠子就倒閉了咩哈哈哈哈哈。化工更重視基礎物理和數學水平。
化學就是研究以化學反應為主的過程的一門自然學科,以科學研究為主(理科);而化工的全稱是化學工程,即依據化學工程的原理(主要是三傳一反)進行工程放大的過程(建設工廠),是一種工程(engineering)概念,是一門應用科學(工科)。一個理科,一個工科,兩者基本上關係不大,真的!
簡單講,化學的研究目的是開發新反應,合成新物質;而化工的研究目的是把化學家開發出來的反應放大到在工廠里規模化,安全,連續進行。
化學和化工關係並不好,一般是互相看不起的關係
兩張圖來解釋下化學與化工的聯繫與區別
化工和化學是很不一樣的,不一樣到這個問題都很不好談。
1,化工是一門工程學科,側重工程技術的研究發展。也就是說更多側重「實際情況」、「實際效果」、「合理設計」的情況,也就是從試管到高爐的不同研究。2,化工有自身的理論體系。從20世紀初的單元操作研究,到60年代的三傳一反概念的提出,一直到現在各種新型技術的參與,化工的理論和實踐都有很完善的發展脈絡。3,化工有特殊的工業目的,而化學學科很難說有一個明確的發展目標,這實際上也是化學工程學科工程性的表現。4,化工有不同於實驗室里的裝備和設施,例如熱交換器、蒸餾塔等,這些設備不僅與實驗室的等效設備很不相同,而且大多使用自身的反應理論來實現控制。這是理科化學中沒有的新內容。補充:我身為化學工程的學生,一直認為化工就是化學工程,結果被人醍醐灌頂式地提醒:化學工業、化學工程、化學工藝均簡稱化工!我羞愧至死。
參考資料:1,《化工原理》,高等教育出版社,天津大學化工學院編的,講三傳一反很細緻。2,台大化學系蔡蘊明教授的小文章《化學系與化工系的差異》,泛泛地講了講這個事情 http://www.ch.ntu.edu.tw/future/chandche.htm關係不是太好,去年接新生的時候老有可愛的學妹跑來問我:「學長是化工學院的么?」我牌子上寫的化學學院你是看不見嗎?!
化學對於化工,我的理解就是加減乘除對於數學。
就是最最基本的常識問題,懂怎麼回事而且深入腦海。數學要解題,不管是進化的微積分還是幾何,都可以理解成加減乘除的進階版。化學對於化工是同一個道理,這是基本工具和基礎。我不認為一個化學底子薄弱的人可以當一個好的化學工程師。來一個最常用的方程式:
A + B - C + D其實根本不關心這個方程式都有誰,誰是誰。
主要這學期看了一學期這個,不然就是苯和甲苯,節節課都是他們大寶天天見我必須吐槽了。化工都關心啥了?
yield and selectivity, 我要多C還是多D,要多少?對吧,既然化學都學了這個關係要發生了,那麼工程師們就指著這個「解決問題」(比如生計)咯。來,化學知識來了:
1.催化劑。選什麼類型該怎麼擺?是固定還是流動的?
那就要考慮反應機理了對不對?
2.溫度壓力。熱力學真是我心頭痛。。這裡的加減乘除便是勒夏特原理了。
最有名的哈伯法合成氨。基於這個,化工廠的大塔大罐子,管道的分布排列,和隨時擔心的爆炸問題以及產量問題都離不開。化學告訴我們:什麼事情會發生,需要什麼條件,以及怎樣可以改變反應方向和速率。
然後作為一個工程師,你需要懂明白怎樣讓這件事情有價值的並且安全的發生:那麼就不能只會化學了。
請好好學熱力學,這是一個方程式成功從實驗室邁入大工廠的直通車。另外,請再好好學流體力學等一系列物理知識。還有數學也很重要哦,有點串戲,但是流程式控制制對數學要求還是非常高的。化工接下來要做的是:
所以A+B是有C+D哦,D很值錢嘛!來想想如何弄D。
A+B要高溫高壓,來,整個結實的反應罐。
呀,這個管管有怎麼整,有點慢啊。
我要流速這麼多,裡面有顆粒哦,不能太慢沉在管子里了。艾瑪,溫度有點高,要降降溫,來個換熱器。你這鍋爐燒的不好啊,這能量都去外面了,搞啥?
來鼓個掌,除產品了。
於是,哦,看看他們的沸點,咦,D好容易揮發哦,來,把D給蒸餾出來。咦,來倒點E,把D給萃取出來。E毒性略大啊,大家有點不安全,還是蒸餾出D好了。上面說了,這產量得一天XXX噸。
得提高反應速率咯。要有催化劑嘛,既然反應面積大,反應發生的越多,那就讓催化劑在反應罐里翻滾吧!不行,這催化劑好貴,咋能用一用就溜出去來?來,我們固定住它們省省錢。化學也許在實驗里加減乘除,給化工提供了基石一般的理論法則。
化工在真實世界和物理、數學、經濟等開心的做著integration。微積分確實能說會道解決了諸多實際問題,但是這背後都是加減乘除來的。
沒有化學搗鼓出結論,也沒有人天天折騰著要蓋廠做產品。化工就得意的站在化學的肩膀上飛黃騰達創造財富吧。最後,作為一個工程師,深深敬畏實驗室里告訴我們 「這件事可以發生」的科學家們。
(圖片來自百度~)化學=化學;化工=化學+物理+高等數學+計算機+電工+材料力學+環境法規+土木+........
就是科學家和工程師的關係
that"s all化工是掙錢的,化學是燒錢的
化學是科學,科學認識世界。化工是工程,工程改造世界。
化學研究物質的組成與變化,是一門綜合理論及注重實驗的科學,是新世紀的中心學科。
傳統的四大化學,按照化學定義的分類為:研究無機物的無機化學研究有機物的有機化學研究如何認識物質的分析化學研究化合物微觀變化及宏觀統計理論的物理化學(物理化學最初又稱為理論化學,即化學變化涉及的原理及基礎)作為大學化學專業來講,上述四門課即為主要專業課,畢業獲得的學位為理學學位。
由於化學作為中心學科與其它學科交叉較多,且隨著時代的進步對於某些細分領域的認識加深,衍生出很多細分的化學領域:高分子化學,生物化學,地球化學等等。化工從名稱上來講,是基於化學反應的工程及應用;它涉及工程,工藝,工業綜合三方面,是現代經濟的重要組成,從事於將大自然獲得的原材料轉化為現代工業原料的過程。比如石油,礦產,水資源的處理及轉化。
化學工程/化學工藝不僅關心化學反應機理和化學反應途徑,更加關心過程應用(這也是為什麼化工的中科院研究所叫過程研究所),它的核心課程有傳熱/傳質/傳量及反應工程,及俗稱的三傳一反。化學工業又基於工程與工藝之上,關心的宏觀問題更多,比如系統優化,工業規劃等等。
化學工程及化學工藝的大學課程中,化學的比例較低,物化和化工原理為核心基礎課,專業課即為傳遞過程,反應工程,熱力學及工程製圖,系統優化等課程,數學作為工程工具也占重大比例:高數,線性/矩陣/統計。畢業獲得的學位是工學學位。
綜上所述,化學作為理學是工學化工的基礎,化工是化學的工程應用,其關係也類似於一切基礎理學(數學/物理)與工程應用之間的關係。化學是基礎,化工是化學基礎上的一個分支,主要是工程與工藝相關的!
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