【大學(xué)】化工的歷史與發(fā)展

1、第二章第二章整理課件Menu整理課件Menu化工的起源化工的起源 整理課件Menu 第一個(gè)化工工業(yè)產(chǎn)品- 化學(xué)工業(yè) 的起始-以和為代表 “化學(xué)工程技師社會(huì)”(society of chemical engineers)的概念1880英國(guó)學(xué)者Davis提出, 1887在Manchester Technical School開設(shè)化工程序操作, 即今謂單元操作整理課件Menu(1880)英學(xué)者戴維斯提出,1887開設(shè)化工程序操作(即今日單元操作) ,(1888)MIT諾頓整理流體輸送,吸收,萃取,蒸餾,干燥等, 提出單元操作觀念(1892)賓大設(shè)立四年制化工系寶堿（Procter & Gamble）

2、 (1837) 超大型日用品廠商 生產(chǎn)銷售SKII化妝品, OLAY保養(yǎng)品,幫寶適紙尿褲,飛柔洗發(fā)精, 好自在衛(wèi)生棉.市值1392億美元 嬌生(1886)是美國(guó)一家護(hù)理、個(gè)人衛(wèi)生產(chǎn)品、醫(yī)療器材的制造商，成立于1885年，在超過(guò)90個(gè)國(guó)家設(shè)有分公司，其產(chǎn)品銷售遍及170多個(gè)國(guó)家。 奇異(1892)1908美國(guó)化學(xué)工程學(xué)會(huì)整理課件Menu寶堿(P&G)寶堿系于1837年由蠟燭制造者William Procter與肥皂制造者James Gamble創(chuàng)辦，而成為今日的家用品巨擘寶堿原有16個(gè)市值達(dá)10億美元以上的品牌，并購(gòu)吉列后將新增5個(gè)。其中，寶堿素來(lái)在女性個(gè)人用品類稱冠，擁有如歐蕾、蜜斯佛陀、Al

3、ways、Cover Girl等品牌1879年，寶堿推出最成功的產(chǎn)品象牙肥皂（化妝用的肥皂）。寶堿收購(gòu)潘婷（Pantene）洗發(fā)乳品牌之后，潘婷成了美國(guó)市場(chǎng)上最暢銷的洗發(fā)乳 1998年，寶堿占有30.6%的洗發(fā)乳市場(chǎng)，品牌包括飛柔（Pert Plus）旗下品牌還包括幫寶適尿片整理課件Menu最早的概念v1915年美國(guó)學(xué)者利特爾()，明確指出 : “任何化工生產(chǎn)過(guò)程不論規(guī)模如何,皆可分解成幾個(gè)單元操作的過(guò)程,例如粉碎、蒸餾、萃取、蒸發(fā)、吸收、冷凝、沉降、結(jié)晶和過(guò)濾等。 整理課件Menu化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品的工業(yè)化造就了化學(xué)工程就是單元操作的刻板印象單元程序:歸納氧化,氫化,堿化,氯化,聚合等可行性的化工

4、熱力學(xué), 探討反應(yīng)速率的反應(yīng)工程化學(xué)工程科學(xué)的萌芽 自動(dòng)化的觀念和設(shè)備:應(yīng)用數(shù)學(xué)及儀器控制 整理課件Menu化工的發(fā)展歷程化工的發(fā)展歷程 化工的基礎(chǔ)理論 -Bird輸送現(xiàn)象(transport phenomenon) 高分子材料高分子材料納入化學(xué)工程領(lǐng)域 石化業(yè)對(duì)環(huán)境的污染 化學(xué)工程走入了黑暗期(1980石油危機(jī)解除) 整理課件Menu1995年前后化學(xué)工程的新解釋-分子產(chǎn)品工程(molecular product engineering)概念 1. 將化工理論應(yīng)用到所有發(fā)展性科學(xué) 2. 化學(xué)工程師在制程的重要性轉(zhuǎn)入以產(chǎn)品做為導(dǎo)向全方位工程師 3. 從強(qiáng)調(diào)如何將實(shí)驗(yàn)結(jié)果放大(scale up)

5、到工廠的理論，轉(zhuǎn)到如何運(yùn)到過(guò)去化工理論進(jìn)行縮小(scale down)理論 整理課件Menu化工傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化工傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)名稱起迄年份(民國(guó))特色草創(chuàng)期232僅肥料及堿氯工業(yè)較具規(guī)模進(jìn)口替代期3342第一期經(jīng)建計(jì)劃開始，設(shè)廠增產(chǎn)以取代進(jìn)口發(fā)展期4356僑外投資興起，紙業(yè)、味精、染整、制藥等業(yè)蓬勃發(fā)展出口擴(kuò)張期5764一、二輕完成，上、中、下游成一完整體系，帶動(dòng)紡織品出口旺盛成熟期6574三、四輕完成，石化規(guī)模達(dá)空前高峰轉(zhuǎn)型期7585 下游產(chǎn)業(yè)外移產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改變，面臨量與質(zhì)的危機(jī)蛻變期85迄今傳統(tǒng)石化業(yè)外移，轉(zhuǎn)型至高科技產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)源：公元2000年我國(guó)化學(xué)工業(yè)之展望，臺(tái)經(jīng)院，78年5月 整理課件Menu石

6、油化學(xué)工業(yè)石油化學(xué)工業(yè) ( (petroleum petroleum industryindustry) ) 民生工業(yè)之母 開始于1920年 成形于20世紀(jì)初期 最早的石油化學(xué)工業(yè)僅為一種石油工業(yè)副產(chǎn)品的利用工業(yè)，即利用煉油廢氣中的乙烯、丙烯以生產(chǎn)環(huán)氧乙烷、乙二醇、異丙醇、氯乙烯及丙酮等石油化學(xué)品而開始的 整理課件Menu塑料工業(yè)塑料工業(yè) ( (plastic plastic industry)industry)二十世紀(jì)石化工業(yè)最大的成就塑膠特性重量輕、著色性佳、成型容易、電絕緣性好、耐化學(xué)藥品 整理課件Menu塑料工業(yè)塑料工業(yè) ( (plastic plastic industry)indu

7、stry)塑料依其物理與化學(xué)性質(zhì)可分v 熱塑性樹脂或塑料(thermoplastic resin and plastics)物質(zhì)被加熱至玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)溫度(glass transition temperature)以上，樹脂即軟化，呈可塑性(plasticity)，冷卻后失去可塑性而再變?yōu)楣虘B(tài)v 熱固性樹脂或塑料 (thermosetting resin and plastics)在塑制前為簡(jiǎn)單之低分子量化合物，但加熱后即起化學(xué)變化，在某階段呈熱塑性狀態(tài)，最后失去其塑性成為不溶不熔融的剛體。其分子互相鏈接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(network structure)整理課件Menu硅酸鹽工業(yè)硅酸鹽工業(yè) 水泥:卜

8、特蘭水泥 陶瓷制品:陶瓷器、磁磚、耐火磚、琺瑯器等 玻璃及玻璃制品 整理課件Menu卜特蘭水泥的由來(lái) 1824年，一個(gè)英國(guó)石匠Joseph Aspdin，因他在廚房發(fā)明的水泥，獲得了專利權(quán)。他把石灰石和廚房火爐里的灰土混合后加熱并磨成粉，就創(chuàng)造出加水就會(huì)變硬的水泥。Aspdin把水泥命名為卜特蘭(portland)，是因?yàn)樗L(zhǎng)得像英國(guó)海岸外的卜特蘭島上所采來(lái)的一塊石頭。由于這個(gè)發(fā)明，Aspdin建立起今天卜特蘭水泥工業(yè)的基礎(chǔ)。 整理課件Menu卜特蘭水泥的主要成分是氧化鈣和氧化硅，也就是硅酸鈣，是一種硅酸鹽。用它制成的混凝土，硬化以后，硬度、外觀和顏色，都跟當(dāng)時(shí)英國(guó)波特蘭島上所產(chǎn)的波特蘭石材很

9、相近，所以取名為波特蘭水泥（Portland cement）。Aspdin曾用這種水泥建造了英國(guó)倫敦泰晤士河的河底隧道。整理課件Menu現(xiàn)代化玻璃科技現(xiàn)代化玻璃科技染料敏化太陽(yáng)能電池裝置,是以涂布石墨之導(dǎo)電導(dǎo)電玻璃玻璃為正極 ITO導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電玻璃是液晶顯示器的上游原料之一 ，ITO是Indium Tin Oxide的縮寫,中文是氧化銦錫。系在原本無(wú)法導(dǎo)電導(dǎo)電的母玻璃玻璃(mother glass)基板上,鍍上一層可以導(dǎo)電導(dǎo)電的氧化銦錫(indium tin oxide,ITO),從而可以扮演電極。 Glass fiber-reinforced plastics 整理課件Menu紡織工業(yè)紡織工

10、業(yè) 世界紡織工業(yè)可分為四大地區(qū)： 歐洲為第一，占全球紡織工業(yè)百分之三十三，其中以德國(guó)、英國(guó)、意大利和法國(guó)為主，次為美國(guó)占百分之三十，俄羅斯第三占百分之十四，遠(yuǎn)東第四也占百分之十四，以印度和日本為主。 整理課件Menu紡織工業(yè)天然纖維：取自于植物或動(dòng)物 人造纖維：又稱化學(xué)纖維，系經(jīng)化學(xué)制造程序人工造成的纖維。 可分成四大類：再生纖維、半合成纖維、合成纖維、及無(wú)機(jī)質(zhì)纖維等。真正的人造纖維是在1938年美國(guó)DuPont公司發(fā)明的尼龍66開始。整理課件Menu科學(xué)家們開始試著利用高分子、纖維等材料，模仿人類的中樞神經(jīng)或是計(jì)算機(jī)的自控系統(tǒng)，試圖借著智能材料來(lái)讓紡織品與通訊、信息處理、醫(yī)療、偵測(cè)等功能做結(jié)

11、合。具有壓電效應(yīng)之新型智慧智慧型材料型材料 整理課件Menu智能型紡織品機(jī)能類型整理課件Menu制藥工業(yè)制藥工業(yè) Ehrlich(1845-1915)發(fā)現(xiàn)了第一種抗病毒的合成藥劑后，化學(xué)治療便成為現(xiàn)代醫(yī)療的主角。 未來(lái)制藥工業(yè)將與生技(生物芯片)結(jié)合成為一股中興工業(yè)，而中藥與西藥也將互相結(jié)合各取所長(zhǎng)一同發(fā)展 。整理課件Menu制革工業(yè)制革工業(yè) 以前制革家都憑著古人累積的經(jīng)驗(yàn)，藝術(shù)的成分大于科學(xué)，自從有了溫度計(jì)、比重計(jì)，制革業(yè)便逐漸科學(xué)化。 由于工業(yè)儀器的進(jìn)步，更能有效的控制人造制革的化學(xué)反應(yīng)，加上工業(yè)裝置的進(jìn)步，制革業(yè)已成為化工產(chǎn)業(yè)的一部門。 整理課件Menu人造皮革 (artificial

12、leather) 又稱合成皮或合成皮革系指外觀手感似皮皮革并可代替其使用的塑料制品。通常以織物為底基涂覆由合成樹脂添加各種塑料添加劑制成的配混料制成。20 世紀(jì)初期用硝酸纖維素溶膠涂覆織物所制成的硝酸纖維素漆布是人造皮革的先驅(qū)。30 年代聚氯乙烯工業(yè)化生產(chǎn)為人造皮革開辟了新的原料資源促進(jìn)人造皮革生產(chǎn)的發(fā)展。 涂覆層原料除聚氯乙烯外還采用聚酰胺聚氨酯聚烯烴等。 整理課件Menu制紙工業(yè)制紙工業(yè) 蔡倫是第一個(gè)紙的發(fā)明者 ，也是第一個(gè)說(shuō)服漢和帝接受紙類的人 。紙的一般定義是：任何一種纖維的物質(zhì)，利用機(jī)器或天然的方法打散其纖維，浸入水中，再用可排水的模子將纖維濾集起來(lái),即成為一張紙。 整理課件Menu

13、制紙工業(yè)制紙工業(yè)造紙生產(chǎn)企業(yè)分為四種基本類型：一、生產(chǎn)紙漿、紙的制漿造紙綜合廠二、主要生產(chǎn)商品紙漿的紙漿廠三、主要以購(gòu)入紙漿或廢紙生產(chǎn)紙的造紙廠四、主要購(gòu)入紙或紙板生產(chǎn)加工紙的加工紙廠 整理課件Menu電子紙所謂的電子紙，與我們常見一般纖維紙不同，是一種包含許多”微小球體”（膠囊）的”導(dǎo)電”高分子”材料，其外表與特征與一般的紙一樣，具有柔軟度又可重復(fù)顯示數(shù)據(jù)。在電子紙技術(shù)之中，微小球體的大小代表顯示器像素（Pixel）大小，其中微小球體的特色是會(huì)受到外在電壓的驅(qū)動(dòng)而改變其狀態(tài)。電子紙導(dǎo)電的特色為可受到外界驅(qū)動(dòng)電壓的改變，因此材料需要是電的導(dǎo)體，最后電子紙使用高分子材料是強(qiáng)調(diào)其可饒性（flexi

14、ble）的特色，因此可以像一般紙一樣的撓曲。整理課件Menu食品工業(yè)食品工業(yè) 為利用物理、化學(xué)或生物學(xué)等的工業(yè)技術(shù)方法，對(duì)農(nóng)產(chǎn)、畜產(chǎn)、水產(chǎn)等原料進(jìn)行加工以制取食品的工業(yè)。 在整個(gè)工業(yè)中，食品工業(yè)的產(chǎn)值僅次于機(jī)械工業(yè)、紡織工業(yè)，而居第三位。 整理課件Menu化工的未來(lái)的趨勢(shì)化工的未來(lái)的趨勢(shì) 近年來(lái)化工領(lǐng)域的發(fā)展走向多元化，舉凡新的化工程序工業(yè)的反應(yīng)途徑，新的分子結(jié)構(gòu)，如何藉由反應(yīng)的過(guò)程達(dá)到能源的節(jié)省以及環(huán)境的保護(hù)，不論是何種領(lǐng)域的發(fā)展，無(wú)疑的都需要深厚的化學(xué)基礎(chǔ)才能夠克服種種的難題。整理課件Menu化工的未來(lái)的趨勢(shì)化工的未來(lái)的趨勢(shì)精密石油化學(xué)工業(yè) 1. 提升能量使效率，降低二氧化碳排放量，減輕溫

15、室效應(yīng)。 2. 提供更干凈的油品，降低油品中硫含量，以抑制酸雨形成，降低苯含量，以減少空氣污染物。 3. 使用特殊的生物技術(shù)以改善油品。 整理課件Menu化工的未來(lái)的趨勢(shì)化工的未來(lái)的趨勢(shì)綠色化學(xué)綠色化學(xué) (green chemistry)是一種對(duì)于環(huán)境友好的化學(xué)制程，希望在提高生產(chǎn)效率或優(yōu)化產(chǎn)品效果的同時(shí)，能夠提高資源和能源的利用率，減少有毒物質(zhì)的使用與廢棄，注重可回收與重復(fù)使用的設(shè)計(jì)，減輕對(duì)于環(huán)境的污染負(fù)荷以及對(duì)于環(huán)境的沖擊。 整理課件Menu化工的未來(lái)的趨勢(shì)化工的未來(lái)的趨勢(shì)綠色化學(xué)的基本原則1.提倡在污染源頭防止污染產(chǎn)生。 2.化學(xué)反應(yīng)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能將所有反應(yīng)物都轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物。 3.反應(yīng)之原

16、料可能改用無(wú)毒性或者低毒性物質(zhì)。 4.產(chǎn)物應(yīng)該是無(wú)毒、低毒、對(duì)環(huán)境親和的化學(xué)品。 5.制程能源利用率應(yīng)達(dá)到最高，且制程設(shè)計(jì)應(yīng)以常溫常壓、高安全性為優(yōu)先考慮。 整理課件Menu化工的未來(lái)的趨勢(shì)化工的未來(lái)的趨勢(shì)環(huán)璄永續(xù)發(fā)展環(huán)璄永續(xù)發(fā)展 隨著人類生活水平的提升、大量消耗物資，產(chǎn)生了不少?gòu)U棄物及影響環(huán)境的問(wèn)題，善于解決問(wèn)題的化學(xué)工程師就從廢棄物的減量、再生、及凈化等工作發(fā)揮了他的專長(zhǎng)，使一度曾因污染而瀕臨死亡的河流及城市天空恢復(fù)生氣。如此化學(xué)工程師不僅在研究領(lǐng)域里找尋控制全球性環(huán)境惡化問(wèn)題的對(duì)策，并關(guān)心改善工廠四周的鄰居、小區(qū)、自然環(huán)境，對(duì)全球生態(tài)之凈化做了貢獻(xiàn)。 整理課件Menu化工的未來(lái)的趨勢(shì)化工

17、的未來(lái)的趨勢(shì)能源技術(shù)能源技術(shù) 主要潔凈能源研究?jī)?nèi)容如下： 1. 太陽(yáng)能與光電發(fā)電技術(shù) 2. 生物能發(fā)電技術(shù) 3. 再生能源發(fā)電技術(shù) 4. 燃料電池發(fā)電技術(shù) 5. 氫能發(fā)電技術(shù) 整理課件Menu生質(zhì)柴油廢食用油的問(wèn)題到底該如何解決？工研院提出了一套辦法，平均每10公噸廢食用油可以淬煉出1公噸生質(zhì)柴油，甚至大幅減少二氧化碳排放量，不僅杜絕黑心油的問(wèn)題，且更加環(huán)保 10噸的廢食用油，可以化制成1噸的生質(zhì)柴油，你相信嗎？根據(jù)統(tǒng)計(jì)，臺(tái)灣每年消耗廢食用油約77萬(wàn)噸，這些廢油，不論是被私賣去再炸東西，或做成生質(zhì)柴油，都有相當(dāng)大的利潤(rùn)，但是要進(jìn)入生質(zhì)柴油化制業(yè)，門坎也不低，需要高額且先進(jìn)的設(shè)備。 整理課件Me

18、nu化工的未來(lái)的趨勢(shì)化工的未來(lái)的趨勢(shì)燃料電池是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。這和一般火力發(fā)電和核能發(fā)電等是所不同的是，它具有干凈，低污染，無(wú)廢料，小型，安全。因此更為適用在替代能源方案的使用。 整理課件Menu化工的未來(lái)的趨勢(shì)化工的未來(lái)的趨勢(shì)燃料制程機(jī)示意圖 整理課件Menu日產(chǎn)首先公開混合動(dòng)力車、新型純電動(dòng)車的原型車及新燃料電池盒 日前在東京所舉辦的先進(jìn)技術(shù)會(huì)議中，日產(chǎn)汽車正式公開混成動(dòng)力及純電動(dòng)的原型車，驅(qū)動(dòng)此車的鋰電池是由日產(chǎn)與 NEC 共同合資的新公司 AESC(Automotive Energy Supply Corporation) 所提供，日產(chǎn)預(yù)計(jì)此次公開的車型將于 2010 年正式上市

19、。 整理課件Menu化工的未來(lái)的趨勢(shì)化工的未來(lái)的趨勢(shì) 生物技術(shù)生物技術(shù)(Bio-technology) 生物技術(shù)(biotechnology)是利用細(xì)菌、酵母菌等微生物以及動(dòng)植物的細(xì)胞培養(yǎng)，然后將其代謝機(jī)能用以制取特定物質(zhì)。也就是說(shuō)，生物技術(shù)是一項(xiàng)綜合生物化學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、化學(xué)工程學(xué)等技術(shù)的學(xué)問(wèn)，而能夠由微生物與細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程中得到有用物質(zhì)。生物技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)上即是生物工業(yè)(bioindustry)，或叫生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。 整理課件Menu化工的未來(lái)的趨勢(shì)化工的未來(lái)的趨勢(shì)材料科技材料科技 材料在現(xiàn)今的產(chǎn)業(yè)中對(duì)新技術(shù)的研發(fā)占有極重要的地位，它是工業(yè)之母，是文明先鋒，不論是能源、電子、通訊、航天

20、、國(guó)防、造船、機(jī)械、化工等工業(yè)或制造業(yè)，如果沒(méi)有材料研究出來(lái)的成果，是無(wú)法有所進(jìn)步的。 材料研究的方向，大致可以分為七類：金屬材料高溫超導(dǎo)體材料陶瓷材料金屬、陶瓷復(fù)合材料磁性材料防蝕工程與表面處理光電、電子材料整理課件Menu化工的未來(lái)的趨勢(shì)化工的未來(lái)的趨勢(shì)奈米技術(shù)奈米技術(shù)(nano-technology)奈米是英文nanometer的音譯，nanometer是長(zhǎng)度的單位，數(shù)學(xué)符號(hào)為nm。 奈米科技是運(yùn)用奈米尺寸特有的現(xiàn)象，同時(shí)聚焦于材料和系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)和組成展現(xiàn)全新而顯著的物理、化學(xué)及生物特性之現(xiàn)象。 奈米科技不僅改變我們制作事物的方法，同時(shí)也改變我們所能制作事物的本質(zhì)，目前被用來(lái)制造更多更好的塑料、電子產(chǎn)品、化妝品、涂料、電池、傳感器、燃料電池等。 整理課件Menu化工的未來(lái)的趨勢(shì)