Где химического машиностроения идем?

Как же мы будем копать нами по пятам в двадцать первом веке ...

Химическое предприятие уже глобальной тенденции, которая почти наверняка продолжится. Что означает эта тенденция для химической профессии инженерных и практикующих профессиональных?

Ответ на поставленный выше вопрос проявляется через химического предприятия. С более чем 70000 продуктов в своем портфеле и глобальных продаж превышает 2,2 триллиона долларов в год, в химической промышленности является крупным и доходным (1). В глобальном масштабе, насчитывает около 10 миллионов людей, дает косвенную занятость более 50 миллионов людей и, по данным Бюро статистики труда (BLS, Вашингтон, округ Колумбия, <A HREF = "http://www.bls.gov" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.bls.gov </ A>), имеет внутреннее промышленное население инженеров, то есть 31000 сильным (чуть более 2% от 1400 тысяч инженеров, работающих в США, сегодня инженеры-химики ).

Хотя предприятие имеет глобальный характер, его распространение на рынке (измеряется по объему продаж) доминирует трех регионах. Одним крупнейшим рынком является Европа с 38%, далее следуют Азиатско-Тихоокеанского региона с 28%, и Северной Америке, 25%, оставляя лишь 9%, для остальной части мира. На Китай приходится 13%, на мировом рынке и является наиболее быстро растущим сегментом сегодня. Из 39 крупных городах по всему миру сегодня, каждый из которых имеет населением более 5 млн. человек, 23 из них находятся в Азии. Поэтому не удивительно, что самые высокие темпы роста в химической потребления в течение последних 10 лет в Сингапуре (13,6%) и Китай (12,4%), в соответствии с Альфредом Oberholz, председатель DECHEMA эВ (<a Target="_blank" href="http://www.dechema.de" rel="nofollow"> www.dechema.de </ A>). В период до 2010, химического потребления увеличится на 7% в год в Азии, по сравнению лишь с 2,5% в год в Европе.

На производственной стороны, глобальное распределение производственных площадок колебалась заметно, особенно в последние годы, а общее количество новых крупных химических заводов остается практически неизменной - в диапазоне 300-400 новых проектов в год. Рисунок 1 показывает увеличение глобальный характер химической промышленности благодаря географическому распределению новых заводов (2). Сравнение 2005 по 2000 год, острые увеличение количества новых проектов завода имели место в Азиатско-Тихоокеанском регионе (33%) и на Ближнем Востоке (до 314%) - очевидно, что отрасль миграции в регионы с наиболее быстро растущих рынков и / или близости к нефтяным сырьем - сильная глобальная тенденция, которая почти наверняка продолжится.

Итак, что же все это значит? Представляется неизбежным, что профессия должна зеркало этой глобализации развития. Но это не просто изменение этой географической которых профессия должна адаптироваться. В последние годы многие новые отрасли промышленности пришли к пониманию необходимости для технологических процессов и понял, потенциальные выгоды новых продуктов молекулярной инженерии в сочетании с разномасштабных анализа и проектирования процесса. Это естественным образом приводит к широкому спектру взаимодействия и между химической технологии и практически всех других инженерных и научных дисциплин. Таким образом, существует потребность в хорошо образованных, всесторонне инженеров-химиков, которые изображаются как "успешное инженеров химической завтра". Таковыми являются лица, которые получили образование в лучших международном уровне, а затем преследовал профессии во всем мире, как потребности и возможности возникают. Обычный прошлого опыта на протяжении всей жизни карьеры в стране своего происхождения и образования будет заменена новой парадигмы.

Это было, происходящие в последние годы, хотя у нас нет точных данных к документу тенденции. Намек на это можно увидеть в результатах опроса, проведенного в 2004 году Всемирной химической инженерии Совета (WCEC; <A HREF = "http://www.chemengworld.org" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW" > www.chemengworld.org </ A>) на инженеров-химиков, по крайней мере 5 лет практического / производственный опыт. Обследование показало, какие страны имеют более "глобализации" подход к профессии химического машиностроения (3). Эти данные представляют собой процент людей, которые работают за границей, на основе ответов 63 разных национальностей. В Китае, Мексике и США, меньше, чем 3% молодых инженеров химической работать за границей, тогда как в Австралии и Франции, цифры 16% и 23% соответственно, а в Великобритании и Германии, 7-8%, работа за границей . Похоже, что практика химической технологии уже глобальным для многих молодых специалистов.

Еще одним признаком времени является промышленность, в которую инженеры-химики найти свой путь. Традиционно, процесс химической и нефтяной / газовой промышленности были основными работодателями. В последние десятилетия все больше внимания наук о жизни подчеркнул биологических, медицинских и фармацевтических фирм, как хорошую возможность для молодых инженеров химических веществ. Эта тенденция получила большое внимание, в той мере, в течение 18% от химического факультетов инженерии в университетах США изменили свои имена включают "био" срок - например, "химической технологии и биотехнологии", - и еще большее количество увеличилось био предметы в свои учебные планы. Интересно сравнить эти ожидания с реальными данными занятости.

В 2003 опроса, проведенного AIChH, три доминирующих отраслях промышленности, где инженеры-химики работают по-прежнему являются одними из традиционных химической, машиностроительной и нефтегазовой, которые вместе работают почти половина (45%) всех химических инженеров (4). Комбинированные занятости в фармацевтической, биологической и медицинской промышленности составляет 12,8%, почти столько же, нефтяной и газовой промышленности. Другая комбинация внимание более широкий "энергия" сектор - сумма для нефти и газа, энергетики, а половина машиностроения, которая поставляется до 25%.

Рыночные силы показывают, что химическая промышленность высокого мнения о профессии химического машиностроения. Национальная ассоциация колледжей и работодателей (ОКВЭД; <a target="_blank" href="http://www.naceweb.org" rel="nofollow"> www.naceweb.org </>), размещенные химических инженеров заработной платы, начиная от $ 56335 в год, что на 4,7% cumpared в прошлом году, и примерно $ 3000 выше, чем у второго наиболее высокооплачиваемой инженерных дисциплин, электротехники и механики (рис. 2). Нефти и угля производителей (который сделал самое большое количество предложений о инженеров-химиков) отдает большие деньги - в среднем $ 58456 в год.

В промышленности часто смотрит на инженерно Сотрудники Комиссии (EWC; <a target="_blank" href="http://www.ewc-online.org" rel="nofollow"> www.ewc-online.org </ >) зарплата обследования, которое вспыхивает заработной платы каждого инженерные дисциплины в зависимости от степени, опыт, уровень ответственности, географическое расположение и многое другое. По последним данным, инженеры-химики получают дисциплины ведущими $ 79230 в год. Этот статус окладов руководства преобладает на протяжении всей их карьеры, а инженеры-химики обычно среднем более высокую заработную плату, чем их коллеги в других областях техники. Верхней оплаты промышленности для этой оккупации, сообщает BLS, как научные исследования и разработки услуг ($ 88670), руководство предприятий и организаций ($ 84280), нефти и угля продуктов производства ($ 83.440) (5).

Хотя мы сталкиваемся географических и технических проблем, химического машиностроения профессии остается сильным, и считали, хорошо компенсируется и спроса. Но, когда мы думаем о будущем профессии, он помогает изучить более чем текущее состояние. Важно, чтобы посмотреть в прошлое, в частности, для выявления основных событий, которые совместно определяют на местах. Если основная технология пойдет в будущем, можно только догадываться. Биотехнологии, нанотехнологии, микро-технологии и использование новых энергетических и сырьевых источников являются одними из ключевых секторов, передовых инноваций в промышленности. Интенсификации процесса, био-НПЗ, рециркуляции воды и газа в жидкость технологий также привлекают большой интерес.

Но, по большому счету, обеспечение sucurity поставок сырья, повышение энергоэффективности и снижения воздействия на окружающую среду продуктов и процессов, основных проблем, с которой мы столкнемся в будущем.

Переход от ископаемого сырья, возобновляемых источников энергии будет одним из наших крупнейших миссий на следующие 50 лет. Без выполнения этой насущной потребностью, другие инновационные технологии не будут доведены до конца (например, энергии для систем очистки воды в странах третьего мира). Поиск альтернатив ископаемым экономики, основанной не будет ограничиваться топлива, которые дают нам мобильность и энергии. Возобновляемых сырьевых материалов, также поставлена на карту.

Существует тесная взаимосвязь между наций потребление энергии (как это отражено на потребление нефти), чтобы доход на душу населения (PCI; разумная мера среднего качества жизни), как показано на рисунке 3. Обратная производной кривой -0,8 барр / год нефти увеличить потребление за каждые $ 1000 улучшение дохода на душу населения. В значительной степени, является движущей силой стран, которые поднимаются кривой, что приводит к ожидаемым значительным увеличением в мире спроса на энергоносители. Например, последние данные показывают, PCI Китай на $ 3300 и увеличение со скоростью 7-9% в год. Это экстраполируется к РСТ, в размере 11 400 к 2015 году, с соответствующим ростом потребления нефти на -9,5 за баррель в год на душу населения. Даже без чистый прирост населения составляет 1,3 млрд., потребность Китая в нефти к 2015 году составит около 12 млрд баррелей в год, или 33 млн барр / D. Аналогичная ситуация существует в Индии, население которой, как ожидается, превысит соответствующий показатель для Китая в 2030 году. Такой рост потребления нефти поражает, когда по сравнению с текущим мировой добычи нефти в -79 млн барр / d.

В настоящее время нефть и природный газ 62% энергии в мире, и вместе с углем, питание 85%, из этого спроса (рис. 4). Все остальные источники, в том числе гидроэнергетики, атомной энергетики и возобновляемых источников энергии, способствовать остаток 15%. Роскошь зависимости от доступной ископаемых видов топлива может продолжаться только в течение ограниченного ряда десятилетий. При использовании ископаемого топлива по текущим ставкам, запасы нефти будет длиться 35 лет, при прогнозируемых использования этих запасов нефти будет длиться 25 лет. Запасы природного газа за последние 60 лет в нашей текущее использование, но только 45 лет на прогнозируемый уровень. Уголь будет длиться 400 лет в нашей текущее использование, а данные не доступны для использования прогнозируемых (6).

Часть энергии проблемой является огромный масштаб. Считайте, что это - от 2000 до 2050 года мировой спрос на энергию увеличится 1500 квадрациклов / год (1 квад = 10 ^ 15 ^ SUP БТЕ) (7). Это увеличение связано с улучшение уровня жизни и роста населения в странах Азии, Африки и Латинской Америки. Если мы будем продолжать использовать 33% наших поставок для производства электроэнергии, дополнительные 12 ТВт генерирующих мощностей необходимо будет к 2050 году. Если 33% этой дополнительной энергии, должны были быть получены от ядерных реакторов, а затем 3300 АЭС на 1200 МВт каждый должны быть построены по всему миру - то есть в среднем 67 заводов в год в течение следующих 50 лет.

Ситуация еще больше осложняется является обеспокоенность экологической устойчивости. Возьмем вопрос о выбросах СО2 и ее вклад в глобальное потепление. В настоящее время концентрация СО2 в атмосфере составляет примерно 360 стр / мин, что составляет 1,5 Если возмещаемая ископаемые виды топлива, такие как нефть, уголь и газ должны были сжигать без ограничения выбросов СО2 примерно 2,2 .

Чтобы избежать этого сценария, США кафедра (DOE энергетики; <a target="_blank" href="http://www.doe.gov" rel="nofollow"> www.doe.gov </>) FutureGen программа находится в действии. Она включает фальсификации прохладно, а затем вода / газ реакции сдвига и H ^ 2 ^ к югу / CO 2 ^ ^ к югу разделения. CO2, поглощенного и H ^ 2 ^ к югу используется в качестве топлива в продукт преобразования энергии, устройства (например, камеры сгорания, топливные элементы и т.д.). Более детальная технология должна быть разработана, проверенные и внедрены для таких систем.

Приведенный выше анализ приводит к выводу, что взаимосвязанные цели удовлетворения мировых энергетических-требования и обеспечение экологической устойчивости является огромной и сложной задачей. Технологическое решение, очевидно, требует FutureGen традиционные знания о химических профессии техники. Но, как насчет других общественных потребностей и других потенциальных технических решений; бы химические профессии инженерно иметь отношение? Хотя нельзя полностью предсказать будущие события, то можно предположить, что проблемы и возможные решения неизбежно сложного и многогранного. Как наша профессия меры против этих потребностей?

Более того, химическое машиностроение хорошо подходит для выполнения такой задачи. Инженерные подходы должны быть гибкими и могут основываться на научных открытиях из всех областей. И, учебная программа должна вовлекать студентов в данном вопросе химической технологии и ее использования, и развивать по пути, что сочетание признаков, характеризующих инженер. Для достижения этих целей мы представляем четыре года структура, которая подчеркивает качество глобальной инженером-химиком.

Эволюция химического машиностроения прерываются технологическими знаменательных событий, таких как 1985 биотехнологии и биомедицины инфузионной 1992 распространением персональных вычислительных систем и коммуникаций, в том числе микроэлектроники, датчиков, передовых вычислительных и нанотехнологическая революция 2000 (рис. 5). Эти волны были кумулятивные, все более глобализованном, вождение химического машиностроения в макроскопических к микроскопические, в нано-масштабе, и в конечном итоге молекулярных размеров. "Химическая инженеры сильно отличается ответственности, а именно: открытие и внедрение новых продуктов и процессов, которые являются полезными и экономичными. Иногда, в предыдущие пять лет преследования химической науки, техники, мы забыли об этом центральный OT аспект нашего Устава и порой чрезмерно заняты научные вопросы, несоразмерна значимость этих вопросов, чтобы применять целей профессии ". Это были слова Джеймса Е. Бейли, химического машиностроения дальновидного ..

исторические предостережение Бейли на инженеров-химиков в том, что наша профессия будет осуждать себя на вечное вспомогательную роль, и один, который принимает все меньше и меньше значения в высокодисперсном перерабатывающей промышленности производство высококачественной продукции, если мы ограничиваем наши усилия по совершенствованию существующих технологий и расширения деятельности лаборатории разработок. Его слова ухватить суть того, что роль инженера-химика в этом постепенно предприятие мирового масштаба. "В частности, в эпоху уже на нас, быстро создает новый продукт и процесс возможностей, химическая технология может оправдать свое место в качестве ведущего профессии инженерных активно участвует не только в синтезе известных знаний, но и в создании новых технологий . Мы должны искать новые, более конструктивного баланса анализа, синтеза и изобретений в целях достижения наибольшего успеха в нашей профессии и общества в двадцать первом веке.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мейер, Р., Dow Ко химической, США / Китай / Япония Совместная конференция технологий химического машиностроения, Пекин (2005).

2. Переработка углеводородного сырья (март 2006).

3. D'Aguino Р., "О занятости

4. CNN Money ", наиболее прибыльными градусов колледж". Февраль 2006.

5. Министерством энергетики США, "Энергетические перспективы 1949-2003", DOE/EIA-X0555 (октябрь 2004).

6. Siirola, JJ, "Sustanability, стехиометрии и процессов Инженерия систем", презентация химических наук за круглым столом, Национальной академии наук Беларуси (сентябрь 2005).

7. Der В., FutureGen Статус ", презентация химических наук за круглым столом, Национальной академии наук (май 2006).

JOHN C. ЧЭНЬ

Lehigh University

Бывший президент, AICHE

JOHN C. Чэнь профессор Андерсон CR химического машиностроения Лехайского Univ. (Телефон: (610) 758-4098, E-почта: <a href="mailto:johnc.jc@email.com"> johnc.jc @ <email.com />). Его профессиональный опыт включает в себя процесс инженер Ламмес Ко, исследовательская группа лидеров "Аль Брукхейвенской национальной лаборатории, профессор, заведующего кафедрой, декана колледжа, а также научно-исследовательский институт директор Lehigh University. градусов Чэня химического машиностроения являются БХЭ от Купер союза. MS Карнеги-Меллон университет, а также кандидат от Univ. Мичигана. Его исследования получили награды от Айше, ASME, Фонд Александра фон Гумбольдта, и Общества Макса Планка. 40 членов год и членом Айше Чэнь служил в число избранных ролей, в том числе 2005 Айше избрать президента, Айше секретарь, директор Айше Совета, а также председатель и член-учредитель частиц технологический форум.

Продукт Дайджест теме приборостроения в этом месяце

Выбор Агитатор Уплотнители для биотехнологической применению

Айше Сентенниал признает вклад в профессию

Куда ИВК?

Химическая enginnering: прошлое, настоящее и будущее

Письмена

Обновление электронного обучения быстро расти

Понимание доставки биологических агентов аэрозолями

RCRA в 2020 году

Арктический заповедник искры споров в энергетической политике

Избегайте предлагает для продажи, которая может победить ваших патентных прав

Химическое машиностроение: богатая и разнообразная история