化学工程

化学工程专业教授解读

专业初探

以色列理工学院沃尔夫森化学工程系成立于1952年,是以色列第一个化工专业,对以色列工业产生了重大影响。广东以色列理工学院于2017年引进化学工程专业,吸收利用以色列理工学院化工系的专业建设和人才培养的经验,对标先进的国际标准,是一个将化学、生物化学能源与过程工程相融合的交叉学科。专业课程涵盖传统的基础化学与工程内容,结合先进的理论与工具,如纳米技术、生物医学工程、绿色分离与催化技术、机器学习与智能控制等。

2018年,本专业支撑学科“化学工程与技术”环境科学与工程”两个学科均被列为广东省高水平大学建设计划重点建设学科。2021年底,化学工程专业入选省级一流本科专业建设点。

本专业旨在培养能够灵活综合运用化学、物理、生物、数学等基础学科知识来有效解决本地乃至世界范围内多种工业的研发、生产、环境保护等关键性工程问题的高层次科技人才,他们将具备从初始设计、生产工艺开发、废气废水处理到产品等整个产业链的能力,有扎实的专业知识和创造性思维。

专业课程兼具基础科学知识和专业基础、专业前沿知识,包括数学、物理和化学等基础核心课程,物料守恒与能量平衡、热力学、流体力学、传递现象等化工基础课程,以及化工核心课程如分离工程、反应工程、化工原理、工艺流程设计和工厂设计等。通过专业学习,学生能够灵活运用数学、物理、化学、生物等基础学科知识,形成数学建模、过程模拟等方面的综合能力,运用绿色可持续低碳化工、过程系统工程和生命周期评价等理念,有效解决过程工业中所涉及的产品研发、物质和能量的高效转化、工艺优化以及环保等关键科学与技术难题。本专业着重强调实验教学环节,以增强学生动手实践和运用知识解决实际问题的能力。实验课程在第4-8学期占用课程时间约40%(相对于实验课和理论课的总课时)。

本专业教学兼具跨学科特色,即在化工技术教学之上增加环境工程学科内容,毕业生具备处理水、空气或土壤污染以及防止人居环境恶化的技术能力。
本专业致力于培养学生成为能够从初始设计、生产工艺开发、废气废水处理到完成产品等相关过程的高水平化学工程师。毕业生可在能源、环境、化学、石化、材料、半导体制造、生物医药、食品等行业工作,也可以在工程设计部门或政府监管机构工作。

本专业毕业生可选择继续深造,研究领域包括能源化工、高级分离工程、纳米技术、催化技术、聚合物和塑料、生物工程、生物医药工程、化工过程系统工程胶体与表面化学、气候变化等。

本专业在全球广泛招聘在学术和教学方面具有卓越专业成就的科学家,现有教职和研究人员共30余名,均在国际著名大学接受教育,90%以上具有博士学位。师资队伍成员均在相关领域取得显著科研成果,过去几年中在世界的化工、环境领域顶级期刊发表了百余篇论文,研究领域包括:一、多相反应工程;二、膜分离技术;三、高分子流变和加工;四、绿色催化技术;五、生物代谢工程;六、柔性可穿戴电子等。

教师队伍国际化特色显著,除了部分由以色列理工学院派遣的教师外,还有来自美国、新加坡、挪威、印度、中国香港等国家和地区的教师与研究人员。多数教师及科研人员均曾在国际一流的研究机构或高校任职,例如新加坡科技研究局、美国能源部国家实验室、美国马里兰大学、香港大学、挪威科技大学、东京大学等。

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本专业现有10间教学与科研实验室,包括高级分离教学实验室、化学工程教学实验室、环境工程/液压实验室、分析化学实验室、高级分离科学与技术实验室、绿色催化化学实验室、化学工程设备实验室、高分子物理实验室、表面化学实验室以及多相过程强化实验室等。实验室均配备了顶尖的仪器设备,总值逾三千万元,充分满足了实践教学的需要,也为创新型科技研发搭建了高水平与适应性强的平台。

学校已与21家企业签订学生实习基地共建协议,行业涉及化工、医药健康、食品、材料、环保、检测等行业,已能完全满足本专业学生的实习实践需求。
3+1+2新高考改革省份:首选物理,再选化学
3+3新高考改革省份:首选物理,再选化学
传统文理分科省份:选考理科
* 备注:2024年高考选科要求以2024年夏季高考招生章程为准

对话专业教授

与国内大部分院校相比,广以的化学工程专业的研究方向更加多样化,鼓励开展跨学科研究,研究问题更加贴近世界学科发展的前沿。我们在多个研究领域开展研究,包括:一、多相反应工程;二、膜分离技术;三、高分子流变和加工;四、现代催化技术;五、生物代谢工程;六、柔性可穿戴电子等。

课程兼具基础科学知识和专业基础、专业前沿知识通过专业学习,学生能够灵活运用数学、物理、化学、生物等基础学科知识,形成数学建模、过程模拟等方面的综合能力,能够结合专业学科知识,有效解决多种涉及物质转化的过程工业中产品研发、生产优化、环境保护的关键工程问题。  

不一定。首先,现在的工程师做研发不一定在工厂进行。而现在的工厂车间也更新换代了,不再是人们印象中的“脏乱差”的工作环境。现代化工厂是全自动化的,精准控制产品生产全过程。所以,没必要一提到工厂,就谈虎变色。

其实,有很多工程师不希望脱离工厂。举一个例子,我有一个师姐,她工作5~6年后申请去工厂工作,这是因为对现代化企业来说,生产才是最核心的,脱离一线对职业发展并不理想,工厂是一个公司最核心最专业的东西。

化工专业的毕业生可以胜任很多工作。回到化工的本质,化工是一个把原材料通过物理、化学、生物的方法进行物质转化,转化成人们生活需要的、可以大规模生产的产品,比如食品、药品和衣服。提高生活产品质量和效率就是化学工程师需要做的事情。

American Chemical Society的一项问卷调查显示本科学化工的职业选择是非常多的:有很多人从事金融行业,因为化工数理要求较高,逻辑思维比较强,不少人选择就职股票交易专利师金融分析师;化工也没有局限在化学,生物工程师药剂师都是很常见的选择。

Nature chemistry有一篇很有意思的文章,一篇名为“A comprehensive overview of chemical-free consumer products”只有作者的署名的无字论文,这说明日常生活品都需要化学品。生产中很多化学品都经过非常严苛的安全评估,并不会对身体和环境造成伤害。

化学主要是根据化学元素周期表,去设计具体的反应路径和具体的化学产物,以提高纯度和效率,还有设计特殊的反应化合物,属于基础理论导向。

化工专业侧重培养工程师,着眼于解决实际问题,比较注重工程概念,研究如何把新材料和新工艺从实验室带向产业化,即如何生产,如何扩大,中间的传质传热、能量衡算、热量换算,还要考虑经济可行性是否能够盈利,对社会和环境效益如何,属于应用导向。

计算机就是人脑的拓展,好的工程师必须用好计算机工具,我们的课程非常注重计算机能力的培养。化学工程专业的孔博教授上的就是编程、python、matlab和数值方法。国外有些协会就是专门教计算机辅助的化学工程,在外国视频网站上都能搜到。2017级毕业生有成功申请美国大学的计算机专业的案例。另外,广以的化工专业课程非常注重基础课,数学课有三个学期,物理课有三个学期,可以帮大家打好数理基础。此外,化工还设有过程系统工程,主要研究过程工业的智能化控制以提高效率。

本专业现有10间教学与科研实验室正在运行中,包括高级分离教学实验室、化学工程教学实验室、环境工程/液压实验室、分析化学实验室、高级分离科学与技术实验室、绿色催化化学实验室、化学工程设备实验室、高分子物理实验室、表面化学实验室以及多相过程强化实验室等。实验室均配备了顶尖的仪器设备,总值逾三千万元,充分满足了实践教学的需要,也为创新型科技研发搭建了高水平与适应性强的平台。学校已与21家企业签订学生实习基地共建协议,行业涉及化工、医药健康、食品、材料、环保、检测等行业,已能完全满足本专业学生的实习实践需求。

化学工程专业师生专访