游”、“中游”、“下游”组成，“上游”是菌种的培育与优选，“中游”是生物反应过程，“下游” 是生物分离过程。生物化工中的“中游”、“下游”是化学工程的研究内容。生物化工工艺的进 步推动了生物反应工程与生物分离技术的发展，许多新型反应器（如发酵、酶合成、细胞培养 基因重组反应器)和新型分离方法（如膜分离、饱和层析、超滤、超临界分离）都是由于生物 化工产品生产的需要得到发展的。生物化工产品主要用于医药、食品、营养品、保健品和化妆 品等方面，与农业的关系也很密切。人类对这些领域的需要推动了生物化工的发展，自然也相 动了化学工程学科的发展。化学工业正适应高新技术发展的新趋势，利用化学化工与生物学、 微生物学的血缘联系，综合运用化学、化学工程学、生物学、微生物学，推进发酵工程、酶工 程、细胞培养工程、基因重组工程，改革传统工艺，发展新一代产品，做大做强生物化工产业。 化学工程学科与材料物理、材料化学结合形成了材料化学工程。聚合物材料的理论基础是 聚合反应工程、高分子传递过程和粘性物流体力学。无机非金属材料的理论基础是无机合成化 学与化学工程学。本世纪初多种新材料将会在材料化学工程理论指导下问世并直接投入应用， 例如纳米材料中超细催化剂的实际投用，医用材料中新型人造血管、人造心脏、牙齿与骨质材 料的临床使用，智能材料与记忆材料的开发，新型仿生材料的突破，有机高分子组成的分子器 件的研制，国防与航天上耐高温、抗低温、呈高压材料的投用等，都需要化学工程理论的指导 和参与。新材料的研制、开发和应用推动化学工业向前发展取得突破的例子很多，美国杜邦 公司用于电解食盐的离子交换膜和孟山都公司用于气体分离的中空纤维膜已广泛用于工业装置。 美国、德国、英国、日本等国多个石油与化工公司正大力发展微电子化工材料、新型陶瓷、纳 米材料、耐高温材料、高分子材料、生物材料，国外化工新材料转向高性能比、多功能化方向 发展，己进入一个金属、高分子材料、陶瓷材料与复合材料多元利用的时代。化学工业与材料 科学工程结合，不仅有重大的现实意义，而且有深远的战略意义，目前世界各国均把化工新材 料作为重要发展领域。 化学工程学科与环境科学与工程结合形成了环境化学工程。绿色化工是环境化学工程的研 究重点，绿色化工的研究目的是在化学工程理论的指导下，通过开发和改进化学工艺过程及相 应的工艺技术，降低和消除副产物或废弃物的生成，最大限度节约资源，保护和改善环境。绿 色化工研究围绕着原料、化学反应、催化剂、反应介质和产品展开，包括使用无害无毒原料和 溶剂，开发高合成效率的反应，及高选择性的“原子经济”反应，利用可再生资源合成化学品： 进行安全可靠的环境友好型产品的分子设计等。 化学工程学科与石油化学、煤化学结合形成了能源与资源化学工程。20世纪化学工程理 论的发展推进了石油加工、石油化工与煤化工的大型化、现代化和自动化。石油与天然气的深 度加工、清洁燃料油品的供应仍是当前能源化工的重要问题。煤化工中新型气化工艺和气化炉 的开发，煤制合成气的先进工艺，煤的直接或间接液化制液体燃料，以煤为原料的“煤、电、 气、化”多联产系统的开发等都涉及到一系列化学工程问题。此外，还有新能源开发中的化工 问题，如燃料电池中的制氢与贮氢、再生能源、生物质能源的利用都属于能源与资源化学工程 的前沿研究课题。 化学工程学科与电子学、微电子学结合形成为微电子化学工程。微电子工业的发展离不开 化学工程学科的贡献。微电子化工材料有20多个门类，全部是化工材料、化工产品。半 导体基材有硅晶片、砷化镓、陶瓷基片等。光致抗蚀剂有电子束抗蚀剂、X射线抗蚀剂、粒子 束抗蚀剂、紫外光与深紫外抗蚀剂等。超大规模集成电路用的试剂包括无机试剂、有机试剂， 对纯度与洁净度都有非常严格的要求。高纯超净特种气体及金属有机化合物的品种多、质量严 格。微电子化工气体、液体、固体掺合剂有数百个品牌。此外，微电子化工材料还包括各种封 装材料，镀覆化学品、各类浆料、各类液晶、胶合剂及层间绝缘木、表面保护膜等。 微电 子化学工艺中，化学气相沉积、镀覆一体化技术、先进封装技术、超微元件绝缘、超纯气体制 备与超纯有机化合物制备均为精细化工工艺。 (3)化工的主要特点 原料、生产方法和产品的多样性与复杂性是化学工业独具的特点。化学工业可从不同的原 料出发制造同一产品。同一原料制造同一产品还可采用许多不同的生产路线。一个产品有不同
游”、“中游”、“下游”组成，“上游”是菌种的培育与优选，“中游”是生物反应过程，“下游” 是生物分离过程。生物化工中的“中游”、“下游”是化学工程的研究内容。生物化工工艺的进 步推动了生物反应工程与生物分离技术的发展，许多新型反应器（如发酵、酶合成、细胞培养、 基因重组反应器）和新型分离方法（如膜分离、饱和层析、超滤、超临界分离）都是由于生物 化工产品生产的需要得到发展的。生物化工产品主要用于医药、食品、营养品、保健品和化妆 品等方面，与农业的关系也很密切。人类对这些领域的需要推动了生物化工的发展，自然也推 动了化学工程学科的发展。化学工业正适应高新技术发展的新趋势，利用化学化工与生物学、 微生物学的血缘联系，综合运用化学、化学工程学、生物学、微生物学，推进发酵工程、酶工 程、细胞培养工程、基因重组工程，改革传统工艺，发展新一代产品，做大做强生物化工产业。 化学工程学科与材料物理、材料化学结合形成了材料化学工程。聚合物材料的理论基础是 聚合反应工程、高分子传递过程和粘性物流体力学。无机非金属材料的理论基础是无机合成化 学与化学工程学。本世纪初多种新材料将会在材料化学工程理论指导下问世并直接投入应用， 例如纳米材料中超细催化剂的实际投用，医用材料中新型人造血管、人造心脏、牙齿与骨质材 料的临床使用，智能材料与记忆材料的开发，新型仿生材料的突破，有机高分子组成的分子器 件的研制，国防与航天上耐高温、抗低温、呈高压材料的投用等，都需要化学工程理论的指导 和参与。 新材料的研制、开发和应用推动化学工业向前发展取得突破的例子很多，美国杜邦 公司用于电解食盐的离子交换膜和孟山都公司用于气体分离的中空纤维膜已广泛用于工业装置。 美国、德国、英国、日本等国多个石油与化工公司正大力发展微电子化工材料、新型陶瓷、纳 米材料、耐高温材料、高分子材料、生物材料，国外化工新材料转向高性能比、多功能化方向 发展，已进入一个金属、高分子材料、陶瓷材料与复合材料多元利用的时代。化学工业与材料 科学工程结合，不仅有重大的现实意义，而且有深远的战略意义，目前世界各国均把化工新材 料作为重要发展领域。 化学工程学科与环境科学与工程结合形成了环境化学工程。绿色化工是环境化学工程的研 究重点，绿色化工的研究目的是在化学工程理论的指导下，通过开发和改进化学工艺过程及相 应的工艺技术，降低和消除副产物或废弃物的生成，最大限度节约资源，保护和改善环境。绿 色化工研究围绕着原料、化学反应、催化剂、反应介质和产品展开，包括使用无害无毒原料和 溶剂，开发高合成效率的反应，及高选择性的“原子经济”反应，利用可再生资源合成化学品； 进行安全可靠的环境友好型产品的分子设计等。 化学工程学科与石油化学、煤化学结合形成了能源与资源化学工程。20 世纪化学工程理 论的发展推进了石油加工、石油化工与煤化工的大型化、现代化和自动化。石油与天然气的深 度加工、清洁燃料油品的供应仍是当前能源化工的重要问题。煤化工中新型气化工艺和气化炉 的开发，煤制合成气的先进工艺，煤的直接或间接液化制液体燃料，以煤为原料的“煤、电、 气、化”多联产系统的开发等都涉及到一系列化学工程问题。此外，还有新能源开发中的化工 问题，如燃料电池中的制氢与贮氢、再生能源、生物质能源的利用都属于能源与资源化学工程 的前沿研究课题。 化学工程学科与电子学、微电子学结合形成为微电子化学工程。微电子工业的发展离不开 化学工程学科的贡献。 微电子化工材料有 20 多个门类，全部是化工材料、化工产品。半 导体基材有硅晶片、砷化镓、陶瓷基片等。光致抗蚀剂有电子束抗蚀剂、X 射线抗蚀剂、粒子 束抗蚀剂、紫外光与深紫外抗蚀剂等。超大规模集成电路用的试剂包括无机试剂、有机试剂， 对纯度与洁净度都有非常严格的要求。高纯超净特种气体及金属有机化合物的品种多、质量严 格。微电子化工气体、液体、固体掺合剂有数百个品牌。此外，微电子化工材料还包括各种封 装材料，镀覆化学品、各类浆料、各类液晶、胶合剂及层间绝缘木、表面保护膜等。 微电 子化学工艺中，化学气相沉积、镀覆一体化技术、先进封装技术、超微元件绝缘、超纯气体制 备与超纯有机化合物制备均为精细化工工艺。 （3）化工的主要特点 原料、生产方法和产品的多样性与复杂性是化学工业独具的特点。化学工业可从不同的原 料出发制造同一产品。同一原料制造同一产品还可采用许多不同的生产路线。一个产品有不同
的用途，而不同产品有时却可有同一用途。一种产品往往又是生产别种产品的原料、辅助材料 或中间体。这些关系错综复杂，因而原料来源、技术、设备和市场等方面的变化，既要互相适 应，又可以有很大的选择余地。从这个意义上说，化学工业是一个具有多功能和灵活性很强的 工业。各化工生产厂都力求其产品的产率高，副产品得到充分的利用。因此，对原料的纯度、 辅料的配比、反应器的结构、工艺条件（包括浓度、压力、温度等）的优化、产品的规格（如 粗品、工业品、化学纯、试剂纯、光谱纯等)的控制都有比较严格的化工标准。尤其生产过程 是在密闭的装置中进行，无法从外面观察物料的运动和变化，只能依靠化工仪表的指示而加以 调节，要求加强化工生产管理和化工过程控制。 化学反应伴随着能量的变化，在生产过程中或是吸热反应或是放热反应。因此，化学工业 是一个耗能多（高能耗）的工业，也是节能潜力很大的工业，现代化学工业十分重视能量的充 分利用，并降低成本。工厂内管道纵横，反应器连接换热器，加热管与冷却管并列，成为化工 厂的外观上的特征。其实换热器的设计，过去曾强调减少传热面积以减少投资，现在为了有效 利用能源，即使增加投资，也要尽可能的减少温差，尽可能的提高能量利用效率。 由于化学工业的复杂性，往往需要多学科的合作，使现代化学工业已成为一种知识密集型 的生产部门，集中了多种专业的技术专家和受过良好教育及训练的操作管理人员，有自己的科 学研究机构从事新产品和新技术的开发，并由专门的科技情报系统及时获取市场和科学技术信 息。化工情报与化工研究和开发、化工基本建设、化工设计结合成整体，促进了化工科学技术 的发展。近年来，表现在对化学反应工程和新型材料等方面的研究不断取得成果，反应器的设 计和制造日臻完善，越来越多的利用催化、高温、高压等技术以强化生产。例如：压力可自高 度真空至几十兆帕，温度范围可从零下几十摄氏度至零上数百摄氏度，以至上千摄氏度。尤其 在现代化工生产中，大多数反应过程要借助于催化剂的作用，催化剂的品种越来越多，其作用 有些是广谱的，有些是非常专一的。例如：合成氨厂里，不仅合成氨原料气的制备、净化、压 缩和氨合成等过程，要用高温、高压设备（许多设备用蒸汽透平驱动），主要设备必须大容量、 单系列，要求长周期稳定操作。又如石油化学工业，加工深度不断发展，生产方法、单元过程、 分离技术和催化剂日新月异，加工产品愈趋多样化。化工机械结构日益复杂，对化工材料的要 求也愈益提高。 知识的密集性还导致资金密集。化学工业的技术装备程度高，所需投资多。并且化工厂产 品的更新极为迅速，除电子工业、航天工业外，各国用于化学工业研究开发的投资都是最多的： 化工环境保护是化学工业发展中产生的重要问题之一。环境污染，影响了人民健康，危害 了生态平衡。各国为了防止污染，相继制订了环境保护法，对化学工厂的原料贮运，生产过程 中产生的滴漏、废气、废液、废渣，以及对跑、冒、滴、漏现象的处理，产品的包装和贮运， 都相继严格地规定了技术规程和标准，所需要相应的投资常达建厂投资的10-20%。化学品的 生产常伴有副产品，从经济和环境两方面考虑，现代化学工业要求把副产品，甚至认为废弃物 都要充分利用，方能立足
的用途，而不同产品有时却可有同一用途。一种产品往往又是生产别种产品的原料、辅助材料 或中间体。这些关系错综复杂，因而原料来源、技术、设备和市场等方面的变化，既要互相适 应，又可以有很大的选择余地。从这个意义上说，化学工业是一个具有多功能和灵活性很强的 工业。各化工生产厂都力求其产品的产率高，副产品得到充分的利用。因此，对原料的纯度、 辅料的配比、反应器的结构、工艺条件（包括浓度、压力、温度等）的优化、产品的规格（如 粗品、工业品、化学纯、试剂纯、光谱纯等）的控制都有比较严格的化工标准。尤其生产过程 是在密闭的装置中进行，无法从外面观察物料的运动和变化，只能依靠化工仪表的指示而加以 调节，要求加强化工生产管理和化工过程控制。 化学反应伴随着能量的变化，在生产过程中或是吸热反应或是放热反应。因此，化学工业 是一个耗能多（高能耗）的工业，也是节能潜力很大的工业，现代化学工业十分重视能量的充 分利用，并降低成本。工厂内管道纵横，反应器连接换热器，加热管与冷却管并列，成为化工 厂的外观上的特征。其实换热器的设计，过去曾强调减少传热面积以减少投资，现在为了有效 利用能源，即使增加投资，也要尽可能的减少温差，尽可能的提高能量利用效率。 由于化学工业的复杂性，往往需要多学科的合作，使现代化学工业已成为一种知识密集型 的生产部门，集中了多种专业的技术专家和受过良好教育及训练的操作管理人员，有自己的科 学研究机构从事新产品和新技术的开发，并由专门的科技情报系统及时获取市场和科学技术信 息。化工情报与化工研究和开发、化工基本建设、化工设计结合成整体，促进了化工科学技术 的发展。近年来，表现在对化学反应工程和新型材料等方面的研究不断取得成果，反应器的设 计和制造日臻完善，越来越多的利用催化、高温、高压等技术以强化生产。例如：压力可自高 度真空至几十兆帕，温度范围可从零下几十摄氏度至零上数百摄氏度，以至上千摄氏度。尤其 在现代化工生产中，大多数反应过程要借助于催化剂的作用，催化剂的品种越来越多，其作用 有些是广谱的，有些是非常专一的。例如：合成氨厂里，不仅合成氨原料气的制备、净化、压 缩和氨合成等过程，要用高温、高压设备（许多设备用蒸汽透平驱动），主要设备必须大容量、 单系列，要求长周期稳定操作。又如石油化学工业，加工深度不断发展，生产方法、单元过程、 分离技术和催化剂日新月异，加工产品愈趋多样化。化工机械结构日益复杂，对化工材料的要 求也愈益提高。 知识的密集性还导致资金密集。化学工业的技术装备程度高，所需投资多。并且化工厂产 品的更新极为迅速，除电子工业、航天工业外，各国用于化学工业研究开发的投资都是最多的。 化工环境保护是化学工业发展中产生的重要问题之一。环境污染，影响了人民健康，危害 了生态平衡。各国为了防止污染，相继制订了环境保护法，对化学工厂的原料贮运，生产过程 中产生的滴漏、废气、废液、废渣，以及对跑、冒、滴、漏现象的处理，产品的包装和贮运， 都相继严格地规定了技术规程和标准，所需要相应的投资常达建厂投资的 10-20%。化学品的 生产常伴有副产品，从经济和环境两方面考虑，现代化学工业要求把副产品，甚至认为废弃物 都要充分利用，方能立足