because of unexpected problems with control, corrosion, or impurities, or because of economic problem.
启动阶段需要几天或几个月，根据设计所涉及工艺技术的新颖、流程的复杂程度以及工程的质量而定。中间经常会遇到要求设备完善的问题。这是耗时耗财的阶段：仅仅每天从车间出来的废品会高达数千美金。确实，曾经有些车间因为没有预计到的问题如控制、腐蚀、杂质或因为经济方面的问题而从来没有运转过。
The engineers are usually on shift work during the startup period. There is a lot to learn in a short time period. Once the plant has been successfully operated at its rated performance, it is turned over to the operating or manufacturing department for routine production of products.
在启动阶段，工程师们通常需轮流值班。在很短的时间里有很多的东西需要学习。一旦车间按照设定程序成功运转，它就转变为产品的常规生产或制造部门。
4. Manufacturing
Chemical engineers occupy a central position in manufacturing. (or ―operations‖ or ―production,‖ as it is called in some companies). Plant technical service group are responsible for the technical aspects of running an efficient and safe plant. They run capacity and performance tests on the plant to determine where the bottlenecks are in the equipment, and then design modifications and additions to remove these bottlenecks.
4． 制造
化学工程师在制造阶段占据中心的位置。车间技术服务部门负责车间有效而安全地运转的技术方面。他们进行生产量和性能测试以找出设备的瓶颈在哪，然后设计一些修正或附加的东西以解决这些瓶颈。
Chemical engineers study ways to reduce operating costs by saving energy, cutting raw material consumption, and reducing production of off-specification products that require reprocessing. They study ways to improve product quality and reduce environmental pollution of both air and water.
化学工程师研究一些方法节省能源，降低原材料消耗、减少不合要求的需进行处理的产品的生产，以降低生产成本。他们还研究一些提高产品质量、减少空气和水中环境污染的措施。
In addition to serving in plant technical service, many engineers have jobs as operating supervisors. These supervisors are responsible for all aspects of the day-to-day operation of the plant, including supervising the plant operators who run the plant round the clock on a three-shift basis, meeting quality specifications, delivering products at agreed-upon times and in agreed-upon quantities, developing and maintaining inventories of equipment spare parts, keeping the plant well maintained, making sure safe practices are followed, avoiding excessive emissions into the local environment, and serving as spokespersons for the plant to the local community.
除了提供技术服务外，许多工程师还负责生产监督。这些监督保证工厂日常生产的各个方面正常进行。包括管理换班工作的操作工，满足质量要求，按期按量发出产品，生产并保持设备备件的存储量，为车间设备维修，保证安全规则被遵守，避免过多排出废物污染环境，并且做工厂对当地社会的代言人。
5. Technical sales
Many chemical engineers find stimulating and profitable careers in technical sales. As with other sales positions, the work involves calling on customers, making recommendations on particular products to fill customer‘s needs, and being sure that orders are handled smoothly. The sales engineer is the company‘s representative and must know the company‘s
product line well. The sales engineer‘s ability to sell can greatly affect the progress and profitability of the company.
5． 技术销售
许多化学工程师发现在技术销售中充满了刺激性的、有利可图的机会。与其它的销售业务一样，这项业务包括拜访客户，推荐一些特别的商品以满足客户的需要，并确保订单能顺利完成。销售工程师是公司的代表，必须十分清楚公司的产品生产情况。销售工程师的销售能力极大地影响公司的发展和利润。
The marketing of many chemicals requires a considerable amount of interaction between engineers in the company producing the chemical and engineers in the company using the chemical. This interaction can take the form of advising on how to use a chemical or developing a new chemical in order to solve a specific problem of a customer.
许多化工产品的市场开发需要制造化工产品公司的工程师与使用化工产品公司的工程师密切合作。这种合作所采取的方式可以是对如何使用一种化学产品提出建议，或者是生产出一种新的化学产品以解决客户的某个特殊的困难。
When the sales engineer discovers problems that cannot be handled with confidence, he or she must be able to call on the expertise of specialists. The sales engineer may sometimes have to manage a joint effort among researchers from several companies who are working together to solve a problem.
当销售工程师碰到他自己没有把握解决的问题时，他或她必须要请教专家。有时销售工程师还需组织来自不同公司的研究人员共同努力来解决某个问题。
6. Research
Chemical engineers are engaged in many types of research. They work with the chemist in developing new or improved products. They develop new and improved engineering methods (e.g., better computer programs to simulate chemical processes, better laboratory analysis methods for characterizing chemicals, and new types of reactors ad separation systems). They work on improved sensors for on-line physical property measurements. They study alternative process configurations and equipment.
6． 研究
化学工程师能从事多种类型的研究工作。他们与化学家联合开发新的或革新的产品。他们探索新的和改良的工程技术（比如更好的计算机程序以模拟化工工艺，更好的实验室分析方法分析有代表性的化学产品，新型的反应和分离系统。）他们研究改进的传感器以进行物理性质的在线检测，他们还研究单个流程结构和设备。
Research engineers are likely to be found in laboratories or at desks working on problems. They usually work as members of a team of scientists and engineers. Knowledge of the process and common types of process equipment helps the chemical engineer make special contributions to the research effort. The chemical engineer‘s daily activities may sometimes closely resemble those of the chemist or physicist working on the same team.
研究工程师可能是在实验室或办公桌前钻研难题。他们通常是一组科学家或工程师中的一员。了解生产流程以及通常流程所使用的设备使化学工程师能在研究工作中做出突出的贡献。化学工程师的日常工作有时颇似那些化学家和物理学家。
Unit 4 Sources of Chemicals
化学品的来源
The number and diversity of chemical compounds is remarkable: over ten million are now known. Even this vast number pales into insignificance when compared to the number of carbon compounds which is theoretically possible. This is a consequence of catenation, i.e., formation of very long chains of carbon atoms due to the relatively strong carbon-carbon covalent bonds, and isomerism. Most of these compounds are merely laboratory curiosities or are only of academic interest. However, of the remainder there are probably several thousands which are of commercial and practical interest. It might therefore be expected that there would be a large number of sources of those chemicals. Although this true for inorganic chemicals, surprisingly most organic chemicals can originate from a single source such as crude oil (petroleum).
化合物的种类的数量是非常巨大的：现在知道的超过千万种。即使这么大的数量和含碳化合物来比也是微不足道的。这是连锁的结果，也就是，非常长的碳链的形成由于相对强的C-C共价键和异构体。大多数化合物的合成仅仅是实验室的兴趣或仅仅是研究院兴趣。然而，剩下的化合物当中大概有几千种商业和实践的兴趣。因此无机化学品被预期为一个大量的来源。尽管对于无机化学品来说是真的，但奇怪的是大多有机化学品来自于像石油之类的单一来源。
Since the term??inorganic chemical‖ covers compounds of all the elements other than carbon, the diversity of origins is not surprising (see Table 1-1). Some of the more important sources are metallic ores (for important metals like iron and aluminum), and salt or brine (for chlorine, sodium, sodium hydroxide and sodium carbonate). In all these cases at least two different elements are combine together chemically in the form of a stable compound. If therefore the individual element or elements, say the metal, are required then the extraction passes must involve chemical treatment in addition to any separation methods of a first step in their processing is usually the separation from unwanted solids, such as clay or sand. Crushing and grinding of the solids followed by sieving may achieve some physical separation because of differing particle size. The next stage depends on the nature and properties of the required ore. For example, iron-bearing ores can often be separated by utilizing their magnetic properties in a magnetic separator. Froth flotation is another widely used technique in which the desired ore, in a fine particulate from, is separated from other solids by a difference in their ability to be wetted by an aqueous solution. Surface active(anti-wetting) agents are added to the solution, and these are typically molecules having a non-polar part, e.g., a long hydrocarbon chain, with a polar part such as an amino group at one end. This polar grouping attracts the ore, forming a loose bond. The hydrocarbon grouping now repels the watered, thus preventing the ore being wetted, and it therefore floats. Other solids, in contrast, are readily wetted and therefore sink in the aqueous solution. Stirring or bubbling the liquid to give a froth considerably aids the ―floating‖ of the agent-coated ore which then overflows from this tank into a collecting vessel, where it can be recovered. The key to success is clearly in the choice of a highly specific surface-active agent for the ore in question.
由于名词―无机化学品‖覆盖了除了C之外的所有元素组成的化合物，来源的多样性就不奇怪了。一些更重要的来源是金属矿（重要的金属如Fe和Al）和盐或盐水（比如Cl，Na，
NaOH和Na2CO3）。在这些情况下至少2种不同的元素化合在一起以稳定化合物的形式。如果单个元素或多种元素，也就是被需要的金属，然后萃取过程必须涉及化学处理除了物理性质的分离方法之外。金属矿或矿物很少存在以他们自己的纯物质的形式，因此第一步在它们加工时通常是分离不想要的固体如粘土或沙子。根据不同的颗粒的尺寸通过固体粉碎和筛选会完成一种物理分离。下一阶段依据被需要的矿的本质和性质。例如：铁矿能通过利用磁性在磁性分离器中分离。泡沫浮选是另一种被广泛应用的技术——在该技术中想要的矿以细小颗粒存在，通过被水溶液润湿程度的不同，来与其它固体分离。表面活性剂被加入到溶液中，它们有非极性分子，例如一条长碳链，有一个极性部分如-NH3在另一边这种极性基团吸引矿，形成一个松散的化学键，C-H与水分开，因此可防止矿物被水润湿，因此它漂浮在水中。搅拌和鼓泡液体产生的泡沫大大的帮助表面活性剂从这个储蓄罐逆流到收集容器镀层的矿漂浮，那是它被回收的地方。成功的关键是高效特定的选择表面活性剂。
2 有机化合物
相比于无机化学品来自于众多不同的资源（这一点我们已经明白了），商业上的一些重要的有机化合物基本上来源单一。如今，所有有机化合物的99%以上，可以通过石化工艺过程从原油（石油）和天然气得到。这是一种有趣的情形— — 该情形一直在改变，而且将来也会变化，因为从技术上讲，相同的化学品可以从其他原料得到。尤其是脂肪族化合物，可以通过由碳水化合物的发酵所得的乙醇加以生产，另一方面，芳香族化合物可以从煤焦油中分离得到。煤焦油是煤炭化工过程的副产物。动植物油脂，是为数不多的脂肪族化合物的特定的资源，这些脂肪族化合物包括长链脂肪酸（如正十八酸）和长链醇（如正十二烷醇）。
化石燃料（即石油、天然气和煤）的形成要花上百万年，一旦用掉就不能被替换，因此，它们称之为不可再生的资源。这与来自于植物的碳水化合物恰恰相反，碳水化合物能够较快被更新。一种较为普遍应用的资源为蔗糖— — 一旦作物被收割和土地被清理，又可以种植和收割新的作物，通常少于一年。因此，碳氢化合物可称为可再生资源。据估计，植物原料（干重）的总的年产量为1*1011 吨。化石燃料－天然气、原油和煤，主要用作为能源，而不作为有机化合物的资源。例如，各种石油分馏物的气体，用于家用烹调和取暖、用作为汽车用的汽油、加热建筑物重燃油，或用于在工业处理以产生的蒸汽。通常，一桶原油的8%用于化学品的生产。下列数据可以说明，为什么化学工业在原油的使用方面与燃料或能源消耗的工业展开着竞争。
显然，若我们愿意使用可代替化石燃料的其他能源，那么这些可替代能源可以利用的，同时，我们自信地预料到在不久的将来，可以用上其他的可替代能源。因此，有必要要去保存宝贵的石油供应以用于化学品的生产。―处理石油的最后一件事情是将之燃烧‖该说法是有根据的。注意到这件事很有趣且有益的：
早在1894 年门捷列夫（发现元素周期表之俄国科学家）就向当局报道，―石油是太宝贵的资源而不能将之
燃烧掉，应该将之以化学品资源加以保存。‖
来自于碳水化合物（植物茎杆）的有机化学物质，职务的主要成分是碳水化合物，碳水化合物组成职务的结构。它们为多糖（如纤维素和淀粉），大量的淀粉存在于食物（如谷类、大米和马铃薯）之中，纤维素是组成细胞壁的主要物质，因而广泛存在，可以从木材、棉花等中得到。因此，来自于碳水化合物的化学品的潜力是相当大的，而且该原料可再生。
从碳水化合物得到化学物质的主要途径是通过发酵过程。然而发酵过程不能利用多糖（如维素和淀粉），因此，淀粉必须先收到酸性或酶水解反应生成更简单的糖类（单糖或二糖（如蔗糖），这些较为简单的糖是发酵过程中的）合适的起始原料。
发酵过程是利用单细胞的微生物（一般有酵母菌、真菌、细菌或霉菌）生产特殊化学品。有些发酵农家已用了上千年。最著名的例子为，谷物发酵生产含酒精的饮料。直到1950 年，该方法才成为生产脂肪族有机化学品的最普遍的途径。因为生产的乙醇脱水生成乙烯，而乙烯是合成大量脂肪族化合物的关键中间体。尽管用此方法生产的化学品有所减少，但是用这种方法生产汽车燃料方面存在大量的兴趣。
反映在发酵过程的缺点可分为两方面（1）原料（2）发酵过程。因为植物茎杆是一种农业原料，其生产和收割均为劳动力密集型的过程，所以相比之，它的原料费用高于原油的费用。同时，物料的运输更困难，费用更高。与石化处理过程相比，发酵过程的主要缺点是：其一，时间通常要好几天，相比有些催化石油反应只要几秒；其二，所得的产物通常是以稀的水溶液（浓度<10%）存在，因此，分离和纯化费用较高。因为微生物是活的体系，过程的条件几乎不容许改变。为了增加反应速度，即使相对于小的温升，独有可能会导致微生物的死亡和发酵过程终止。
另一方面，发酵方法的独特优点是，其选择性高，一些结构复杂而很难以合成或者需要多步合成的化合物，通过发酵很容易制得。著名的实例有多种多样的抗生素的生产。如青霉素，头孢菌素和链霉素。如果也基因工程中快速发展的过程中大量的实际问题得到解决，那么发酵方面的兴趣存在很大的兴趣。在基因工程中。微生物（如细菌）能定制地生产成所需的化学品。然而，因为发酵反应速度慢和产物分离费用高，在不久的将来要实现用发酵方法生产大众化学品（即需求量极大的化学品如依稀，笨。）看来是不可能。来自于动植物油和脂肪的有机化学品，动植物油脂（常指类肪）是由甘油脂组成，甘油酯为三羟基醇，甘油（丙烷-1，2，3-三醇，丙三醇）。有多种不同的种植物油资源，较为普通的有，大豆，谷物，棕树核，油菜籽，橄榄油，动物脂肪和巨鲸。这些油类可通过溶剂萃取分离得到。有相当大的部分，烹调油脂的形式用食品工业中，用于生产黄油，人选黄油和其他食品（如冰激凌）。这些食品的烷基对人的健康的影响，尤其对血液中的胆固醇的影响，存在着争议。血液中的高胆固醇的含量会引起高血压和心脏病。目前的观点似乎赞成高含量不饱和的基因在降低胆固醇的水平和降低心脏病（发病率）危险是有利的。这引起如下趋势。不用烹调脂类和普通黄油或人造黄油（这些物质中饱和烷基含量丰富），而转向用烹调油和不饱和 烷基的含量高的人造黄油。
类脂属于脂类（物质），用于生产化学物质时，以水解反应开始，虽然水解反应可以用酸或碱催化，但碱催化效果更好，因为碱催化反应不可逆。碱性条件下的水解反应叫做皂化反应。 注意到这样事实很重要— 皂化反应，水解反应（脂肪分解）一级氢解反应不会利用单一甘油酯（或甲基醇，实际上，所用植物油是各种甘油酯的混合物，因此（水解）产物也是混合物，需要分离。