化学工业的内涵已经发生了深刻变化。
近十年来,化学产品从规模性大宗化学品向专业性功能性高附加值精细化学产品的转变。特别是有些高端功能材料化学品、医药化学品及其复配剂型,以及稀缺资源类化学品(如稀土元素等)的生产规模常常较小,年产量几十吨或几千吨,但其市场重要性极高,产品利润丰厚,其衍生的各种产品与装备的性能比普通产品高得多。即使是大宗化学品,其竞争优势也与以往的品牌优势转变为销售价格与服务,这些最终取决于专利保护或商业秘密确立的技术领先地位[6],比如MTO、MTA、甲醇羰基化制醋酸产品。然而,目前化学工程师所受教育主要围绕着指定产品的大规模生产过程的优化,基本不涉及生产化学产品采用的过程类型问题[7]。当今的化学产品的设计周期由于技术的进步变得越来越短且伴有巨大的市场首入效益,化学产品企业需要迅捷的新产品设计与产出。伴随而来的是企业运作方式和组织管理架构的改变,即从部门流程化作业转向项目集成化设计团队[7]。传统化学工业对化学工程师工作的要求一般局限于已经立项的工厂的设计、试车和优化整改。新时期的化学工程师则应一开始就加入到产品开发团队,作为其中的一员,参与从产品构思、试验、测试、设计、生产到市场营销的全过程,这就需要新一代的化学工程师具有更精深更宽泛的专业知识、更高的个人素养和更强的实践与动手能力。然而,我们目前的《化学产品设计》教材的许多内容、教学方式并不能满足为培养新一代合格的化学工程师所需。
2. 传统化学产品设计的知识结构不足以应对不断变化的市场需求。
不可否认支撑化学工程学科的基础科学体系仍然适用于《化学产品设计》过程中,化学工程学科及其整合的热力学、质量、动量传递及单元操作构成了化学产品开发的背景知识[8]。但是,《化学产品设计》与化工过程设计有所不同。后者更多关注于间歇式或连续性过程的比较,重于分析投入与产出的经济性、分离与换热网络的集成,以及上下游操作单元网络的构建,其优化的目标在于高效生产。而前者则是确认顾客的功能性需求,提出满足客户需求的方案进行方案遴选,实施产品制造的全周期过程。化学产品的利润更多地来源于其特殊功能,而不是来源于高效生产。生产过程的效率问题可能不如产品进入市场的速度来得更重要,过程的能量集成也退化成次要问题。大多数产品设计在开始时甚至根本涉及不到加工制造问题。考虑到我国化学工业正在发生深刻变革,新的《化工产品设计》思想与理念应该得到更多的重视。