معرفی اولیه رشته مهندسی شیمی

مهندسی شیمی



مهندسی شیمی علم کاربرد ریاضیات، شیمی، فیزیک و اقتصاد در فرآیند تبدیل مواد خام به مواد باارزش تر یا سودمندتر است. مهندسی شیمی را می توان بطور کلی علم استفاده از موازنه جرم، موازنه انرژی و موازنه اندازه حرکت برای طراحی و کنترل واحدهای فرآیندی شیمیایی از قبیل واحد های یک پالایشگاه پتروشیمی، صنایع چوب و کاغذ و غیره در نظر گرفت.
مهندسی شیمی عمدتاً در طراحی و نگهداری فرآیندهای شیمیایی برای تولید انبوه به کار می رود. به این بخش از مهندسی شیمی، مهندسی فرآیند گفته می شود.
فرآیندهای مجزایی که توسط یک مهندس شیمی به کار گرفته می شوند (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 می شوند.
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 می شود. مهندسین شیمی اصول ترمودینامیک، سینتیک واکنش و پدیده های انتقال را به کار می گیرند.
مهندسی شیمی نوین، گستره ای فراتر از مهندسی فرآیند را در بر می گیرد. هدف اصلی مهندسی شیمی استفاده از دانش 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 مثال هایی از این محصولات می توان به الیاف، منسوجات و چسب های بسیار قوی، مواد زیست سازگار و داروهای جدید اشاره کرد. امروزه مهندسی شیمی ارتباطی تنگاتنگ با علوم زیست شناسی، 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 تئوری های 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 تجربه های آزمایشگاهی لازم بهره برده باشند.ازاین رو رشته ای جدید در دانشگاه ها 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 دانشگاه ها شروع به کار کرد. توسعه صنایع شیمیایی باعث شد که دانشگاه ها اقدام به تاسیس دانشکده مهندسی شیمی به صورت مجزا کنندو آن را رشته ای جدا از رشته های 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 رشته های 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 رشته های ارائه شده در دانشکده فنی بود. در این میان رقابت های 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 وترمودینامیک 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 می شود نداشت. در سالهای بعد دوره کارشناسی ارشد و در برخی دانشگاه ها دوره دکتری نیز راه اندازی شد.