مهندسی شیمی

[toc]

مهندسی شیمی علم کاربرد ریاضیات ، شیمی ، فیزیک و اقتصاد در فرآیند تبدیل مواد خام به مواد باارزش‌تر یا سودمندتر است.

مهندسی شیمی عمدتاً در طراحی و نگهداری فرآیندهای شیمیایی برای تولید انبوه به کار می‌رود. به این بخش از مهندسی شیمی، مهندسی فرآیند گفته می‌شود.

فرآیندهای مجزایی که توسط یک مهنس شیمی به کار گرفته می‌شوند (مانند تقطیر، استخراج و …)، عملیات واحد نام داشته و شامل واکنش شیمیایی، عملیات انتقال جرم، انتقال حرارت و انتقال اندازه حرکت هستند. این فرآیندها برای سنتز شیمیایی یا جداسازی شیمیایی با هم ترکیب می‌شوند.

سه قانون فیزیکی اساسی در مهندسی شیمی، اصل بقای جرم، اصل بقای انرژی و اصل بقای اندازه حرکت هستند. انتقال ماده و انرژی در یک فرآیند شیمیایی با استفاده از موازنه جرم و انرژی برای کل واحد، عملیات واحد یا بخشی از آن ارزیابی می‌شود. مهندسین شیمی اصول ترمودینامیک ، سینتیک واکنش و پدیده‌های انتقال را به کار می‌گیرند.

مهندسی شیمی نوین، گستره‌ای فراتر از مهندسی فرآیند را در بر می‌گیرد. هدف اصلی مهندسی شیمی استفاده ازدانش شیمی در خلق مواد و محصولات بهتر برای دنیای امروز است. امروزه مهندسین شیمی علاوه بر فرآیندهای تولید مواد اولیه پایه، بلکه در تو سعه و تولید محصولات باارزش و متنوع شرکت دارند. این محصولات شامل مواد ویژه و کارآمد برای صنایعی همچون هوافضا، خودروسازی، پزشکی، صنایع الکترونیک، کاربردهای محیط زیست و صنایع نظامی است. به عنوان مثال‌هایی از این محصولات می‌توان به الیاف، منسوجات و چسب‌های بسیار قوی، مواد زیست‌سازگار و داروهای جدید اشاره کرد. امروزه مهندسی شیمی ارتباطی تنگاتنگ با علوم زیست‌شناسی، مهندسی پزشکی و اغلب شاخه‌ های مهندسی دارد.

تاریخچه مهندسی شیمی

اولین درس در زمینه مهندسی شیمی نخستین بار توسط پروفسورنورتون در سال ۱۸۸۱ در دانشگاه MIT و در دانشکده مکانیک تدریس شد. نورتون شیمی صنعتی تدریس می کرد.در آن زمان صنایع شیمیایی رو به توسعه گذاشته بودند و لازم بود ساخت و بهره برداری از فر آیندهای شیمیایی توسط افراد متخصص صورت بگیرد. در آن زمان طراحی ونظارت بر ساخت فرآیندهای شیمیایی و صنایع شیمیایی به دو شکل صورت می گرفت: ۱)به وسیله شیمی دان هایی که از تئوری‌های شیمیایی و علوم آزمایشگاهی آگاهی داشته ولی اطلاعات فنی و تجارب کافی از طراحی صنعتی نداشتند. ۲)به وسیله مهندسان مکانیکی که تجربه طراحی صنعتی داشتند ولی اطلاعات کافی از فرآیندهای شیمیایی نداشتند. این موضوع باعث شدکه تا مدتی برای طراحی واحدهای شیمیایی از شیمیدانان و مهندسان مکانیک به صورت مشترک استفاده شود. اما برای هماهنگ کردن کار این دو گروه به افرادی نیاز بود که هم از فرآیندهای شیمیایی و هم از طراحی صنعتی مطلع باشند وهم از تجربه‌های آزمایشگاهی لازم بهره برده باشند.ازاین رو رشته ای جدید در دانشگاه‌ها با نام (شیمی صنعتی)یا(صنایع شیمیایی)به وجود آمد. به تدریج که صنایع شیمیایی توسعه یافت به چنین متخصصانی که هم در زمینه طراحی صنعتی و هم در زمینه فرآیندهای شیمیایی تخصص داشتند بیشتر احساس نیاز شد.به این ترتیب دوره هایی با نام (مهندسی شیمی مدرن)در دانشگاه‌ها شروع به کار کرد. توسعه صنایع شیمیایی باعث شد که دانشگاه‌ها اقدام به تاسیس دانشکده مهندسی شیمی به صورت مجزا کنندو آن را رشته ای جدا از رشته‌های شیمی و مکانیک تدریس کنند.

مهندسی شیمی در ایران :

مهندسی شیمی در ایران نخستین بار در مدرسه صنعتی ایران و آلمان تدریس شد.این مرکز آموزشی که پس از جنگ جهانی اول به عنوان غرامت جنگی به ایران واگذار شده بود در هر کدام از رشته‌های مهندسی شیمی، برق و ماشین حدود بیست دانشجو می پذیرفت.دانش آموختگان مدرسه صنعتی ایران پس از یک دوره تحصیلی دو ساله (مهندس شیمی) نامیده می شدند. اما در برنامه درسی آنها دروسی چون شیمی تجزیه و آزمایشگاه بود که دروس مربوط به رشته شیمی است.در سال 1313 دانشگاه تهران تاسیس شد و رشته مهندسی شیمی یکی از رشته‌های ارائه شده در دانشکده فنی بود. در این میان رقابت‌های ناسالم میان دانش آموختگان دانشکده فنی و مدرسه صنعتی موجب شد تا مدرسه عالی صنعتی منحل شود. در سال 1336دانشگاه صنعتی پلی تکنیک تاسیس شد و در رشته مهندسی شیمی و برای یک دوره چهار ساله به پذیرش دانشجو پرداخت.اما برنامه درسی آن زمان دانشگاه تهران و پلی تکنیک هنوز با برنامه واقعی مهندسی شیمی تفاوت بسیار داشت.درسهایی مانند انتقال حرارت ، انتقال جرم و طراحی راکتور در سر فصل دروس گنجانده نشده بود و تنها درسهایی که ویژه مهندسی شیمی بود می توان از: تقطیر ، جذب و ترمودینامیک نام برد. پس ازاین دو دانشگاه ، دانشگاه شیراز و پس از آن در سال 1345 دانشگاه صنعتی شریف (صنعتی آریا مهر سابق) این رشته را راه اندازی کردند که برنامه درسی آنها تفاوت چندانی با برنامه درسی که امروز در رشته مهندسی شیمی ارائه می‌شود نداشت. در سالهای بعد دوره کارشناسی ارشد و در برخی دانشگاه‌ها دوره دکتری نیز راه اندازی شد.

گرایش‌های مهندسی شیمی

• صنایع‌ پتروشیمی‌

• صنایع‌ گاز ‌

• صنایع‌ پلیمر‌

• صنایع‌ غذایی‌

• پالایش‌‌

• صنایع شیمیایی معدنی‌

• طراحی فرایند های صنایع نفت

• مهندسی بیوتکنولوژی